專利名稱：基于棉纖維改性的天然染料染色方法
技術領域：
本發(fā)明涉及棉纖維的天然染料染色技術，屬于紡織染整技術領域，特別涉 及棉纖維的改性液制備方法及其在天然染料染色技術方面的應用。
背景技術：
棉纖維是一種重要的天然纖維，以其穿著舒適性、可再生性和可生物降解性等優(yōu)點而 備受人們的青睞。天然染料源于自然，對人體健康無害，而且與環(huán)境相容性好，不會污染 環(huán)境，是生物可降解的，符合現(xiàn)代人們對自身健康以及對環(huán)境保護重視的要求。因而，應 用天然染料的生態(tài)染色技術，符合現(xiàn)代環(huán)保生態(tài)的觀念。
天然染料大多在蠶絲、羊毛等蛋白質纖維上有較高的上染率和色牢度，而在棉、麻等 纖維素纖維上的上染率低，色牢度也很差，需要用媒染劑處理才能達到較高的上染率和色 牢度，但是傳統(tǒng)的天然染料媒染劑大多為重金屬鹽，對環(huán)境不利。比較纖維素纖維與蛋白 質纖維的結構可知，蛋白質纖維含有很多的氨基和羧基等反應性較強的基團，其中蛋白質 纖維上的氨基在染液中帶正電荷，使帶陰電荷的天然染料易于吸附和上染，因此天然染料 在蛋白質纖維上具有較好的上染率和染色牢度。纖維素纖維中反應性基團只有羥基，種類 單一，缺少了類似氨基類的正電基團。因此，針對天然染料與棉纖維之間的親和力較小， 棉纖維上活性基團種類單一且反應能力不強的弱點，嘗試對棉纖維進行化學 文性，使其表 面具有陽離子性，以增強棉纖維與天然染料的結合能力，提高天然染料在棉織物上的上染 率和色牢度。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于克服天然染料在棉纖維上上染率低，色牢度差的缺點，提供一種基 于棉纖維改性的天然染料染色方法。
為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是提供一種基于棉纖維改性的天然染料染 色方法，其特征在于處理工藝步驟如下 一種基于棉纖維改性的天然染料染色方法，其特 征在于處理工藝步驟如下
(1) 用含有陽離子基團的改性劑與燒堿制備成的改性液，對棉纖維進行改性處理， 其中，陽離子改性劑用量15-25克/升，燒堿用量2~8克/升，改性處理溫度為60-80 °C,時間為30~60分鐘；
(2) 室溫條件下，先將棉織物在15~25克/升陽離子改性劑中處理IO分鐘，再以1 ~ 2 。C/分鐘的升溫速度升溫至60 ~ 80°C,分次加入2 ~ 8克/升燒堿，繼續(xù)處理30 ~ 60分 鐘；(3 )將改性后的棉織物在室溫條件下先于天然染料染液中染色5 - 20分鐘，再以1 ~ 2 。C/分鐘的升溫速度升溫至70 98。C，繼續(xù)染色30~90分鐘； (4)水洗后完成棉纖維的天然染料染色。
所述的陽離子改性劑含有陽離子基團，如含有環(huán)氧基團的胺或季銨化合物，輕曱基丙 烯酰胺化合物，含氮雜環(huán)化合物，氨基聚合物等。
所述的天然染料染液的濃度為X % (o. w. f) (X依據(jù)織物顏色深淺和染料性能而定)， 即每克織物需O.OX克染料，浴比(即指布重質量染液質量)=1:5 1:40，染色溫度70-98 °C,染色時間30 ~卯分鐘；
所述的天然染料相對于織物的重量百分比濃度為X % ,是依據(jù)織物顏色深淺和染料性 能而定。
所述的含有陽離子基團的改性劑與燒堿制備成的改性液在棉纖維天然染料染色處理 中的應用。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點
(1) 本發(fā)明使用的陽離子改性劑在堿性條件下能與棉纖維反應，在棉纖維上引入 正電荷，因此增強了棉纖維對陰離子的天然染料的吸附能力，有效的提高了天然染料在棉 纖維上的上染率。
(2) 本發(fā)明克服了傳統(tǒng)天然染料上染棉纖維需借助媒染劑缺點，符合綠色染整技 術的要求。
(3) 經(jīng)過改性后，不僅提高了天然染料在棉織物上染色的均勻性，而且賦予染色 棉織物良好的耐洗牢度和耐摩擦牢度。
(4) 本發(fā)明所述的基于棉纖維改性的天然染料染色技術，染色均勻，工藝簡單， 操作方便，尤其是可以使用染色機進行大規(guī)模的生產(chǎn)，具有廣闊的應用前景。


圖1為天然染料染色棉織物的顏色深度。
圖2為改性工藝條件下天然染料染色棉織物的耐洗牢度。
圖3為改性工藝條件下天然染料染色棉織物耐摩擦牢度。
具體實施例方式
實施例一
本實施例選用棉織物進行染色處理，具體步驟如下 (1)陽離子改性液處理
陽離子改性液的配方如下陽離子改性劑用量15克/升，浴比1: 20,室溫條件下
將棉織物處理IO分鐘，再以2 。C/分鐘的升溫速度升至70 。C,加入4克/升燒堿，于70 。C處理60分鐘，改性處理后，以冷水清洗織物。 (2)天然染料染色
經(jīng)上述陽離子改性液處理的棉織物，分別用天然染料葉綠素銅鈉鹽、胭脂樹橙和梔子 黃染色；同時，用相同的染色工藝對未經(jīng)陽離子改性液處理的棉織物原樣進行染色處理。 染色液的配方是染料相對于織物的重量百分比濃度(o.w. f)為2°/。，浴比1:20,先在室溫 下，將經(jīng)過上述處理液處理過的棉織物染色IO分鐘，再以2 。C/分鐘的升溫速度升至80 °C,在80 。C的溫度條件下染色60分鐘。染色后，水洗，烘干。
實施例二
(1) 陽離子改性液處理
陽離子改性液的配方如下陽離子改性劑用量18克/升，浴比1: 20,室溫條件下 將棉織物處理5分鐘，再以2 。C/分鐘的升溫速度升至70 。C,加入5克/升燒堿，于70 °C 處理60分鐘，改性處理后，以冷水清洗織物。
(2) 天然染料染色
經(jīng)上述陽離子改性液處理的棉織物，分別用天然染料葉綠素銅鈉鹽、胭脂樹橙和梔子 黃染色；同時，用相同的染色工藝對未經(jīng)陽離子改性液處理的棉織物原樣進行染色處理。 染色液的配方是染料相對于織物的重量百分比濃度(o.w.f)為2%,浴比1:20,先在室溫 下，將經(jīng)過上述處理液處理過的棉織物染色10分鐘，再以2 。C/分鐘的升溫速度升至80 °C,在80 。C的溫度條件下染色60分鐘。染色后，水洗，烘干。
實施例三
(1) 陽離子改性液處理
陽離子改性液的配方如下陽離子改性劑用量21克/升，浴比1: 20，室溫條件下 將棉織物處理5分鐘，再以2 。C/分鐘的升溫速度升至70 。C，加入6克/升燒堿，于70 。C 處理60分鐘，改性處理后，以冷水清洗織物。
(2) 天然染料染色
經(jīng)上述陽離子改性液處理的棉織物，分別用天然染料葉綠素銅鈉鹽、胭脂樹橙和梔子 黃染色；同時，用相同的染色工藝對未經(jīng)陽離子改性液處理的棉織物原樣進行染色處理。 染色液的配方是染料相對于織物的重量百分比濃度(o. w. f)為2。/。，浴比1:20，先在室 溫下，將經(jīng)過上述處理液處理過的棉織物染色10分鐘，再以2 。C/分鐘的升溫速度升至 80 。C，在80 。C的溫度條件下染色60分鐘。染色后，水洗，烘干。
實施例四
(1) 陽離子改性液處理
陽離子改性液的配方如下陽離子改性劑用量25克/升，浴比1: 20,室溫條件下 將棉織物處理5分鐘，再以2 。C/分鐘的升溫速度升至70 。C,加入7克/升燒堿，于70 。C 處理60分鐘，改性處理后，以冷水清洗織物。
(2) 天然染料染色
經(jīng)上述陽離子改性液處理的棉織物，分別用天然染料葉綠素銅鈉鹽、胭脂樹^f登和梔子 黃染色；同時，用相同的染色工藝對未經(jīng)陽離子改性液處理的棉織物原樣進行染色處理。 染色液的配方是染料相對于織物的重量百分比濃度(o. w. f)為2。/。，浴比1:20,先在室 溫下，將經(jīng)過上述處理液處理過的棉織物染色10分鐘，再以2 。C/分鐘的升溫速度升至 80 。C，在80 。C的溫度條件下染色60分鐘。染色后，水洗，烘干。
實施例五
(1) 陽離子改性液處理
陽離子改性液的配方如下陽離子改性劑用量18克/升，浴比1: 20，室溫條件下 將棉織物處理5分鐘，再以2 。C/分鐘的升溫速度升至60 。C,加入5克/升燒堿，于60 。C 處理60分鐘，改性處理后，以冷水清洗織物。
(2) 天然染料染色
經(jīng)上述陽離子改性液處理的棉織物，分別用天然染料葉綠素銅鈉鹽、胭脂樹橙和梔子 黃染色；同時，用相同的染色工藝對未經(jīng)陽離子改性液處理的棉織物原樣進行染色處理。 染色液的配方是染料相對于織物的重量百分比濃度(o. w. f)為2X,浴比1:20,先在室 溫下，將經(jīng)過上述處理液處理過的棉織物染色10分鐘，再以2 。C/分鐘的升溫速度升至 80 。C,在80 。C的溫度條件下染色60分鐘。染色后，水洗，烘干。
實施例六
(1) 陽離子改性液處理
陽離子改性液的配方如下陽離子改性劑用量18克/升，浴比1: 20,室溫條件下 將棉織物處理5分鐘，再以2 。C/分鐘的升溫速度升至80 。C，加入5克/升燒堿，于80 。C 處理60分鐘，改性處理后，以冷水清洗織物。
(2) 天然染料染色
經(jīng)上述陽離子改性液處理的棉織物，分別用天然染料葉綠素銅鈉鹽、胭脂樹橙和梔子
黃染色；同時，用相同的染色工藝對未經(jīng)陽離子改性液處理的棉織物原樣進行染色處理。
染色液的配方是染料相對于織物的重量百分比濃度(o. w. f)為2M，浴比1:20，先在室
溫下，將經(jīng)過上述處理液處理過的棉織物染色15分鐘，再以2 。C/分鐘的升溫速度升至
80 'C，在80 'C的溫度條件下染色60分鐘。染色后，水洗，烘千。 實施例七
(1 )陽離子改性液處理
陽離子改性液的配方如下陽離子改性劑用量18克/升，浴比1: 20，室溫條件下 將棉織物處理5分鐘，再以2 'C/分鐘的升溫速度升至70 。C,加入5克/升燒堿，于70 °C 處理30分鐘，改性處理后，以冷水清洗織物。
(2)天然染料染色
經(jīng)上述陽離子改性液處理的棉織物，分別用天然染料葉綠素銅鈉鹽、胭脂樹橙和梔子 黃染色；同時，用相同的染色工藝對未經(jīng)陽離子改性液處理的棉織物原樣進行染色處理。 染色液的配方是染料相對于織物的重量百分比濃度(o. w. f)為2《，浴比1:20，先在室 溫下，將經(jīng)過上述處理液處理過的棉織物染色15分鐘，再以2 'C/分鐘的升溫速度升至 80 。C，在80 。C的溫度條件下染色60分鐘。染色后，水洗，烘干。
本發(fā)明的實施效果
將上述實例1-7處理后的棉織物用DataColor測試儀進行K/S值(K/S值代表織物表面得 色深度)測試。圖l是采用1 - 7實施例的技術方案，經(jīng)陽離子改性劑處理的棉織物與未經(jīng) 改性劑處理的棉織物染色后，棉織物獲得的表觀顏色深度對比。由圖l可以看出，經(jīng)過陽 離子改性劑改性的棉織物用天然染料染色后，顏色深度明顯濃于未經(jīng)改性的棉織物。由此 可見，采用本發(fā)明提供的技術，可以使天然染料在棉織物上獲得較高的上染率。由圖2和 圖3可知，經(jīng)本工藝改性后的棉織物以天然染料染色，耐洗牢度(依據(jù)GB/T39n. 1 - l997 ) 和耐摩擦牢度(依據(jù)GB/T3920 - 1997 )均能達到3級以上。這說明本發(fā)明染色技術處理的 棉織物，其成品的染色性能具有耐洗和耐摩擦的優(yōu)點。
權利要求
1.一種基于棉纖維改性的天然染料染色方法，其特征在于處理工藝步驟如下(1)用含有陽離子基團的改性劑與燒堿制備成的改性液，對棉纖維進行改性處理，其中，陽離子改性劑用量15～25克/升，燒堿用量2～8克/升，改性處理溫度為60～80℃，時間為30～60分鐘；(2)室溫條件下，先將棉織物在15～25克/升陽離子改性劑中處理10分鐘，再以1～2℃/分鐘的升溫速度升溫至60～80℃，分次加入2～8克/升燒堿，繼續(xù)處理30～60分鐘；(3)將改性后的棉織物在室溫條件下先于天然染料染液中染色5～20分鐘，再以1～2℃/分鐘的升溫速度升溫至70～98℃，繼續(xù)染色30～90分鐘；(4)水洗后完成棉纖維的天然染料染色。
2. 根據(jù)權利要求1所述的基于棉纖維改性的天然染料染色方法，其特征在于陽離 子改性劑含有陽離子基團，如含有環(huán)氧基團的胺或季銨化合物，輕曱基丙烯酰胺化合物， 含氮雜環(huán)化合物，氨基聚合物。
3. 根據(jù)權利要求1所述的基于棉纖維改性的天然染料染色方法，其特征在于天然 染料相對于織物的重量百分比濃度為X% ,即每克織物需0.0X克染料，浴比(即指布重質量: 染液質量)=1:5-1:40,染色溫度70~98 'C，染色時間30-90分鐘，
4. 根據(jù)權利要求3所述的基于棉纖維改性的天然染料染色方法，其特征在于天然 染料相對于織物的重量百分比濃度為X%，是依據(jù)織物顏色深淺和染料性能而定。
5. 含有陽離子基團的改性劑與燒堿制備成的改性液在棉纖維天然染料染色處理中的 應用。
全文摘要
本發(fā)明涉及棉纖維的天然染料染色方法，屬于紡織染整技術領域。該方法的染色處理工藝是用含有陽離子基團的改性劑制備成改性液，先對棉纖維進行改性處理，用天然染料進行染色加工，清洗后完成棉纖維的天然染料染色。由于預先對棉纖維進行了改性處理，在棉纖維上引入陽離子基，增強棉纖維對陰離子的天然染料的結合能力，有效提高了天然染料在棉纖維上的上染率、顏色深度和染色均勻性，明顯改善了染色棉織物的耐洗牢度和耐摩擦牢度。該工藝操作簡便，染色均勻，具有廣闊的應用前景。
文檔編號D06P1/00GK101187175SQ200710032110
公開日2008年5月28日 申請日期2007年12月5日 優(yōu)先權日2007年12月5日
發(fā)明者任安民, 嵐 周, 周立明, 張玉高, 邵建中 申請人:廣東溢達紡織有限公司;浙江理工大學