本发明涉及纺织材料技术领域，特别是涉及一种含有紫薯色素的印花液的制备方法。
背景技术：
随着生活水平的提高和科学技术的发展，人们对纺织品的外观、花色、性能有了更高的要求。织物印花是指染料或涂料在织物在形成图案的过程。织物印花属于局部染色，是花纹装饰重要的方式之一。织物印花的主要方法有：直接印花、拔染印花、防染印花、涂料印花、转移印花和数码喷墨印花。所谓数码喷墨印花，是用扫描仪、数字照相机等输入手段，将图案以数字形式输入计算机，经过图像软件处理后，再通过计算机控制的数码喷墨印花机，直接将印花液喷射到各种纤维织物上，印制出所输入的各种图案，从而得到各种印花织物。数码印花设备飞速发展，作为数码印花中不可缺少的，决定印花效果的关键因素印花液也要随之发展。作为数码喷墨印花主要耗材之一的印花液，也是决定喷墨印花技术成功与否的关键性因素。
当前市场上，所使用的印花液基本上都是合成染料，合成染料虽然具有色泽绚丽，色牢度好，能大量生产等优点，但是合成染料由于结构复杂、品种繁多、生物可降解性低等造成大量环境污染，同时具有致癌、易引起过敏反应等缺陷。可食用天然色素无毒、对环境无害以及其特殊有的药用价值等众多优点使它成为近年来染料领域的新宠儿。随着生物技术的大力发展，充分利用天然染料来开发一些高附加值、多功能的纺织品具有广阔的发展前景。我国紫薯资源丰富，在紫薯产品的制造过程中，会产生大量的下脚料，目前紫薯制品生产的下脚料并未得到充分利用，不仅浪费资源，而且污染环境。而紫薯中富含各种天然活性成分，可以作为天然色素使用，但从紫薯中提取色素大多处于试验研究阶段．实现工业化生产还需大量探索与实践，且现有的紫薯色素与纺织品的结合牢度差，紫薯色素很难直接上染到纺织品中。
数码喷墨印花以无接触方式将印花液准确喷印到织物的表面，棉织品在数码喷墨印花过程中，现有的印花液不易与棉织品迅速结合渗透，棉织品吸收利用率不佳，着色速度慢，着色牢固度低，因此现有技术中，在对织物进行数码印花喷印之前，需要对织物进行上浆前处理，以助于提高天然染料的固色率和色牢度等问题，但是这样会增加数码印花喷印上染的工序，其一直是困扰印染企业的一大问题，不但延长了工艺周期，造成喷墨印花速度慢、效率低。
另一方面，现在市场上的印花液还存在打印流畅性不足、印花液的长期稳定性差等问题，印花的手感较差，需要改进。
技术实现要素：
为了弥补已有技术的缺陷，本发明提供一种含有紫薯色素的印花液的制备方法。
本发明所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现：
一种含有紫薯色素的印花液的制备方法，包括如下步骤：
1）将表面活性剂、苹果酸、保湿剂、芦荟凝胶、粘度调节剂、杀菌剂和去离子水搅拌混合均匀得到混合液；
2）往上步所得混合液中加入醇酸树脂，搅拌混合均匀；
3）往步骤2）中的混合液中加入紫薯色素，搅拌混合均匀；
4）将步骤3）所得混合液用孔径精度不大于0.45μm的滤膜进行过滤，取滤液；
其中，各组分的重量配比为：
紫薯色素20-28份、醇酸树脂12-25份、表面活性剂1-5份、苹果酸0.5-0.8份、保湿剂8-12份、芦荟凝胶2-3份、粘度调节剂2-10份、杀菌剂2-5份、去离子水60-70份。
进一步地，所述紫薯色素的平均粒径为120-180nm。
进一步地，所述紫薯色素的平均粒径小于醇酸树脂。
本发明中，保湿剂的作用是保证印花液的打印头表面不干燥变粘，能够长时间使用。
本发明中，表面活性剂一方面是为了提高天然染料的溶解性，防止天然染料聚集，有利于印花液从喷墨小孔中流畅喷射，提高渗透性和着色的均匀性；另一方面，改善印花液对棉织物的浸润。
本发明中，添加芦荟凝胶，其凝胶状的物理特性可以提高印花棉织物的色牢度。
本发明中，采用苹果酸有利于棉织物的膨胀，也能提高天然染料印花织物的色牢度。
本发明中，紫薯色素的平均粒径为120-180nm，主要是防止喷墨打印中颗粒堵塞喷头，从而改善印花液的使用性能，保证打印质量。
本发明采用醇酸树脂，并保证紫薯色素的平均粒径小于醇酸树脂颗粒，一方面，使得紫薯色素可以迅速地渗入到棉纤维的空隙中，而醇酸树脂颗粒由于比紫薯色素颗粒大，运动相对较慢，能够很好的包埋住渗入到棉纤维空隙中的紫薯色素颗粒，因而牢固色素与织物的结合力，将紫薯色素牢固地粘附于棉织物表面，在色牢度上表现为更好的耐摩擦牢度；另一方面，申请人发现，保证了印花液打印后织物的手感。
进一步地，所述紫薯色素的制备方法为：
（1）用粉碎机将干紫薯粉碎后，过35目筛，得紫薯粉备用；
（2）向紫薯粉中加入适量水，调整物料含水量至20%后通过三螺杆挤压机处理，挤出温度为120℃；
（3）向挤压后的物料中加入适量冷开水至物料含水量为35-40%，加入硝酸钠后接入黑曲霉液体菌种和纳豆芽孢杆菌液体菌种，在30℃下发酵6-8d；其中挤压后的物料与硝酸钠的重量比为4：1，其中黑曲霉液体菌种的接种量为挤压后的物料重的4%；纳豆芽孢杆菌液体菌种的接种量为挤压后的物料重的4%；
（4）发酵产物加入0.6%naoh溶液，超声波辅助浸提，离心，保留上清液；
（5）上清液真空浓缩，浓缩液二氧化碳超临界萃取，得到提取液；
（6）将上述提取液冷冻干燥得到粉状提取物；
（7）将粉状提取物用气流粉碎机进行超微粉碎，得到细度为1500-2000目的超微粉；将经过气流粉碎的超微粉用高能球磨粉碎机进行纳米化粉碎，得到平均粒径为100-200nm的紫薯色素。
进一步地，步骤（4）中发酵产物与naoh溶液的重量体积比为1:25-45g/ml，超声波的功率为250w，超声时间1.5h；离心的条件为5000r/min，离心20min。
进一步地，步骤（5）中，真空浓缩的条件为真空度0.2mpa，温度60-65℃，二氧化碳超临界萃取条件为压力20-25mpa，流体流量20-22kg/h，夹带剂为45%乙醇，夹带剂加入量为2%-4%，萃取温度35-40℃，萃取时间2-3h，分离温度为40-45℃。
目前，现有技术关于紫薯色素的提取主要集中报道在传统的化学浸提法，这些工艺普遍采用乙醇水溶液为提取剂，提取物中目标产物得率、纯度较低，着色力弱，后续工序还要除去乙醇等有机溶剂，操作繁琐，不能满足工业化生产需要。针对上述技术难题，本发明首先对紫薯进行三螺杆挤压机处理，使紫薯中的纤维素膨化，有利于其中的色素物质溶出，也便于后续微生物对纤维素的分解利用；然后以黑曲霉和纳豆芽孢杆菌复配作为发酵菌株进行微生物发酵，利用菌株产生的纤维素酶、淀粉酶、糖化酶等进一步分解和破坏纤维素，在超声波辅助浸提条件下，使紫薯中的色素物质能充分提取出来，提高色素的得率；最后利用二氧化碳超临界萃取，提高紫薯色素纯度以及进一步提高得率。本发明实现了对紫薯中色素的充分、有效的提取，实现将紫薯色素转化新型植物染料，所得的紫薯色素对棉织物具有极好的色牢度，良好的色彩鲜艳饱和度。
本发明中，黑曲霉菌种是常见的菌种，本领域普通技术人员可以通过公众渠道获得，黑曲霉是以菌悬液的形式接入发酵培养基的，菌悬液的制备：采用基础培养基将培养了72h±1h的黑曲霉，培养温度为30℃，离心去上清，用与基础培养基等体积的无菌生理盐水清洗3次，最后得到菌悬液；基础培养基为本领域常见的pda培养基。
本发明中，纳豆芽孢杆菌菌种是常见的菌种，本领域普通技术人员可以通过公众渠道获得，米根霉是以菌悬液的形式接入发酵培养基的，菌悬液的制备：采用基础培养基将培养了70h±1h的黑曲霉，培养温度为35℃，离心去上清，用与基础培养基等体积的无菌生理盐水清洗3次，最后得到菌悬液；基础培养基为本领域常见的pda培养基。
进一步地，所述抗菌剂由如下重量配比的原料制成：茶叶20-25份、金银花15-20份、百虫仓18-25份。
进一步地，上述抗菌剂的制备方法为：将中药原料洗净后的原料煎煮2次，每次2小时，再浓缩为相对密度为1.1-1.12的浓缩液；、再加入3倍量的95％的乙醇，醇沉、提醇、过滤后，加入纯水形成棕色液体，即可。
现在普遍所用抗菌剂也大多为化学添加剂，一些抗菌剂本身就有毒性，对人体产生危害，不符合生态纺织品的标准。本发明对抗菌剂进行改进，抗菌剂对人体安全、与制品配伍性好、抗菌效果理想、抗菌时间长。
本发明具有如下有益效果：
（1）本发明采用废弃的紫薯下脚料中提取而来的紫薯色素作为植物染料，取代了现有技术的数码喷墨印花中常使用的合成染料，不仅可以提高资源利用价值，提升紫薯种植和加工产业的整体经济效益，还大大减小了合成染料带来的环境污染问题和健康问题。
（2）本发明制备得到的印花液，使用时无须对棉织物表面进行预处理，也无须在打印后进行加热烘焙，即可获得舒适的织物手感和极佳的耐水洗色牢度。
（3）本发明通过改进紫薯色素的提取方法，控制紫薯色素与醇酸树脂的颗粒大小，并改善印花液的配方，利用不同原料在特定的条件下进行配合，进而使制备得到的印花液粘度小，有良好的流平性能与浸透性能，该印花液打印流畅性好，图案色泽鲜艳饱和，线条边缘锐利，喷墨印花后的棉织物手感柔软，耐水洗及耐摩擦牢度均可达到4级。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细的说明，实施例仅是本发明的优选实施方式，不是对本发明的限定。
实施例1
一种含有紫薯色素的印花液的制备方法，包括如下步骤：
1）将表面活性剂、苹果酸、保湿剂、芦荟凝胶、粘度调节剂、杀菌剂和去离子水搅拌混合均匀得到混合液；
2）往上步所得混合液中加入醇酸树脂，搅拌混合均匀；
3）往步骤2）中的混合液中加入紫薯色素，搅拌混合均匀；
4）将步骤3）所得混合液用孔径精度不大于0.45μm的滤膜进行过滤，取滤液。
其中，各组分的重量配比为：
紫薯色素25份、醇酸树脂20份、表面活性剂3份、苹果酸0.6份、保湿剂10份、芦荟凝胶2份、粘度调节剂6份、杀菌剂4份、去离子水65份。
其中，所述紫薯色素的平均粒径为120-180nm，所述紫薯色素的平均粒径小于醇酸树脂。
所述紫薯色素的制备方法为：
（1）用粉碎机将干紫薯粉碎后，过35目筛，得紫薯粉备用；
（2）向紫薯粉中加入适量水，调整物料含水量至20%后通过三螺杆挤压机处理，挤出温度为120℃；
（3）向挤压后的物料中加入适量冷开水至物料含水量为36%，加入硝酸钠后接入黑曲霉液体菌种和纳豆芽孢杆菌液体菌种，在30℃下发酵6-8d；其中挤压后的物料与硝酸钠的重量比为4：1，其中黑曲霉液体菌种的接种量为挤压后的物料重的4%；纳豆芽孢杆菌液体菌种的接种量为挤压后的物料重的4%；
（4）发酵产物加入0.6%naoh溶液，超声波辅助浸提，离心，保留上清液；其中发酵产物与naoh溶液的重量体积比为1:32g/ml，超声波的功率为250w，超声时间1.5h；离心的条件为5000r/min，离心20min；
（5）上清液真空浓缩，浓缩液二氧化碳超临界萃取，得到提取液；其中，真空浓缩的条件为真空度0.2mpa，温度60-65℃，二氧化碳超临界萃取条件为压力20-25mpa，流体流量20-22kg/h，夹带剂为45%乙醇，夹带剂加入量为2%-4%，萃取温度35-40℃，萃取时间2-3h，分离温度为40-45℃；
（6）将上述提取液冷冻干燥得到粉状提取物；
（7）将粉状提取物用气流粉碎机进行超微粉碎，得到细度为1500-2000目的超微粉；将经过气流粉碎的超微粉用高能球磨粉碎机进行纳米化粉碎，得到平均粒径为100-200nm的紫薯色素。
所述抗菌剂由如下重量配比的原料制成：茶叶21份、金银花18份、百虫仓20份。
上述抗菌剂的制备方法为：将中药原料洗净后的原料煎煮2次，每次2小时，再浓缩为相对密度为1.1-1.12的浓缩液；再加入3倍量的95％的乙醇，醇沉、提醇、过滤后，加入纯水形成棕色液体，即可。
实施例2
一种含有紫薯色素的印花液的制备方法，包括如下步骤：
1）将表面活性剂、苹果酸、保湿剂、芦荟凝胶、粘度调节剂、杀菌剂和去离子水搅拌混合均匀得到混合液；
2）往上步所得混合液中加入醇酸树脂，搅拌混合均匀；
3）往步骤2）中的混合液中加入紫薯色素，搅拌混合均匀；
4）将步骤3）所得混合液用孔径精度不大于0.45μm的滤膜进行过滤，取滤液。
其中，各组分的重量配比为：
紫薯色素20份、醇酸树脂12份、表面活性剂1份、苹果酸0.5份、保湿剂8份、芦荟凝胶2份、粘度调节剂2份、杀菌剂2份、去离子水60份。
其中，所述紫薯色素的平均粒径为120-180nm，所述紫薯色素的平均粒径小于醇酸树脂。
所述紫薯色素的制备方法为：
（1）用粉碎机将干紫薯粉碎后，过35目筛，得紫薯粉备用；
（2）向紫薯粉中加入适量水，调整物料含水量至20%后通过三螺杆挤压机处理，挤出温度为120℃；
（3）向挤压后的物料中加入适量冷开水至物料含水量为35%，加入硝酸钠后接入黑曲霉液体菌种和纳豆芽孢杆菌液体菌种，在30℃下发酵6-8d；其中挤压后的物料与硝酸钠的重量比为4：1，其中黑曲霉液体菌种的接种量为挤压后的物料重的4%；纳豆芽孢杆菌液体菌种的接种量为挤压后的物料重的4%；
（4）发酵产物加入0.6%naoh溶液，超声波辅助浸提，离心，保留上清液；其中发酵产物与naoh溶液的重量体积比为1:25g/ml，超声波的功率为250w，超声时间1.5h；离心的条件为5000r/min，离心20min；
（5）上清液真空浓缩，浓缩液二氧化碳超临界萃取，得到提取液；其中，真空浓缩的条件为真空度0.2mpa，温度60-65℃，二氧化碳超临界萃取条件为压力20-25mpa，流体流量20-22kg/h，夹带剂为45%乙醇，夹带剂加入量为2%-4%，萃取温度35-40℃，萃取时间2-3h，分离温度为40-45℃；
（6）将上述提取液冷冻干燥得到粉状提取物；
（7）将粉状提取物用气流粉碎机进行超微粉碎，得到细度为1500-2000目的超微粉；将经过气流粉碎的超微粉用高能球磨粉碎机进行纳米化粉碎，得到平均粒径为100-200nm的紫薯色素。
所述抗菌剂由如下重量配比的原料制成：茶叶20份、金银花15份、百虫仓18份。
上述抗菌剂的制备方法为：将中药原料洗净后的原料煎煮2次，每次2小时，再浓缩为相对密度为1.1-1.12的浓缩液；再加入3倍量的95％的乙醇，醇沉、提醇、过滤后，加入纯水形成棕色液体，即可。
实施例3
一种含有紫薯色素的印花液的制备方法，包括如下步骤：
1）将表面活性剂、苹果酸、保湿剂、芦荟凝胶、粘度调节剂、杀菌剂和去离子水搅拌混合均匀得到混合液；
2）往上步所得混合液中加入醇酸树脂，搅拌混合均匀；
3）往步骤2）中的混合液中加入紫薯色素，搅拌混合均匀；
4）将步骤3）所得混合液用孔径精度不大于0.45μm的滤膜进行过滤，取滤液。
其中，各组分的重量配比为：
紫薯色素28份、醇酸树脂25份、表面活性剂5份、苹果酸0.8份、保湿剂12份、芦荟凝胶3份、粘度调节剂10份、杀菌剂5份、去离子水70份。
其中，所述紫薯色素的平均粒径为120-180nm，所述紫薯色素的平均粒径小于醇酸树脂。
所述紫薯色素的制备方法为：
（1）用粉碎机将干紫薯粉碎后，过35目筛，得紫薯粉备用；
（2）向紫薯粉中加入适量水，调整物料含水量至20%后通过三螺杆挤压机处理，挤出温度为120℃；
（3）向挤压后的物料中加入适量冷开水至物料含水量为40%，加入硝酸钠后接入黑曲霉液体菌种和纳豆芽孢杆菌液体菌种，在30℃下发酵6-8d；其中挤压后的物料与硝酸钠的重量比为4：1，其中黑曲霉液体菌种的接种量为挤压后的物料重的4%；纳豆芽孢杆菌液体菌种的接种量为挤压后的物料重的4%；
（4）发酵产物加入0.6%naoh溶液，超声波辅助浸提，离心，保留上清液；其中发酵产物与naoh溶液的重量体积比为1:45g/ml，超声波的功率为250w，超声时间1.5h；离心的条件为5000r/min，离心20min；
（5）上清液真空浓缩，浓缩液二氧化碳超临界萃取，得到提取液；其中，真空浓缩的条件为真空度0.2mpa，温度60-65℃，二氧化碳超临界萃取条件为压力20-25mpa，流体流量20-22kg/h，夹带剂为45%乙醇，夹带剂加入量为2%-4%，萃取温度35-40℃，萃取时间2-3h，分离温度为40-45℃；
（6）将上述提取液冷冻干燥得到粉状提取物；
（7）将粉状提取物用气流粉碎机进行超微粉碎，得到细度为1500-2000目的超微粉；将经过气流粉碎的超微粉用高能球磨粉碎机进行纳米化粉碎，得到平均粒径为100-200nm的紫薯色素。
所述抗菌剂由如下重量配比的原料制成：茶叶20-25份、金银花15-20份、百虫仓18-25份。
上述抗菌剂的制备方法为：将中药原料洗净后的原料煎煮2次，每次2小时，再浓缩为相对密度为1.1-1.12的浓缩液；再加入3倍量的95％的乙醇，醇沉、提醇、过滤后，加入纯水形成棕色液体，即可。
对比例1
基于实施例1，不同之处仅在于：本对比例中将醇酸树脂替换为丙烯酸树脂。
对比例2
基于实施例1，不同之处仅在于：本对比例中将醇酸树脂替换为聚氨酯树脂。
对比例3
基于实施例1，不同之处仅在于：本对比例中紫薯色素采用传统的化学浸提法，技术要点如下：粉碎的紫薯过目筛，经过浸提、离心，将浸提液在4000r/min转速下离心，取上清液，具体制备工艺参数本领域熟知。
对比例4
基于实施例1，不同之处仅在于：本对比例中紫薯色素的制备方法中省略了步骤（2）。
试验例
将实施例1-3及对比例1-4所得的印花液经数码喷墨印花机喷印到棉织物上，然后将棉织物自然放置30分钟，测试以下的指标：
（1）耐水洗色牢度：依据gb/t3291.3-1997的相关标准，采用sw-12
型耐洗色牢度试验仪进行测试，单位为级。对于变色，实施例1＞实施例3＝实施例2＞对比例3＞对比例1＝对比例2＝对比例3，其中实施例2为4级，对比例3为2级；对于沾色，实施例2＞实施例3＝实施例1＞对比例2＞对比例1＝对比例4＝对比例3，其中实施例1为3级，对比例2为2级。
（2）耐摩擦色牢度：依据gb/t3920-2008《纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度》进行测定，单位为级；对于干摩擦，实施例2＞实施例1＝实施例3＞对比例2＞对比例1＝对比例4＝对比例3，其中实施例3的干摩擦为4级；对于湿摩擦，实施例1＞实施例3＝实施例2＞对比例1＞对比例2＝对比例4＝对比例3，其中实施例2的湿摩擦为4级。
（3）织物颜色饱和度k/s值的测定：用ce-7000asct高精度测色仪测定，采用d65光源和10°观察角，每个试样测4次，取平均值。实施例1＞实施例3＞实施例2＞对比例2＞对比例1＞对比例4＞对比例3，其中实施例2为8.9，对比例2为4.2。
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制，但凡采用等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案，均应落在本发明的保护范围之内。