專利名稱：青核桃外果皮色素上染改性纖維素纖維織物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及青核桃外果皮色素上染改性纖維素纖維織物的方法，特別是天然植物染料用于纖維素纖維織物，屬于紡織染整技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：

在全世界興起綠色環(huán)保潮流的今天，紡織和服裝趨向天然化，人們向往回歸大自然。受到“返樸歸真”和“回歸自然”的服飾潮流的影響，天然染料的利用與工業(yè)化生產(chǎn)又成為熱點(diǎn)。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，不污染環(huán)境，染液是生物可降解的。采用天然染料染色纖維素纖維織物色澤自然、優(yōu)雅、色調(diào)獨(dú)特別致，不易重現(xiàn)，迎合人們追求個性化、多樣化的要求，同時還可賦予織物某些特殊功能，如抗菌、消炎等保健功能。不但能美化人們的生活，賦予人們生理上和心理上的舒適感，還有利于環(huán)境保護(hù)。隨著人們生活水平的提高，對環(huán)保和健康越來越重視。天然染料染色備受人們的青睞。我國植物染料資源豐富，有著悠久的植物染料染色的歷史，只要合理開發(fā)，則不但可以獲得可觀的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益，更重要的是可以保持生態(tài)平衡，改善生態(tài)環(huán)境。青核桃外果皮主要單糖組分為半乳糖、葡萄糖、阿拉伯糖、鼠李糖、果糖。國內(nèi)外已經(jīng)鑒定青核桃外果皮的主要成分有16種，主要是鞣質(zhì)、胡桃、胡桃苷、α -氫化胡桃醌和β-氫化胡桃醌、萘茜、沒食子酸、胡桃醉生物堿(CltlH6O3)U, 4-萘醌和一些色素等。另外，青核桃外果皮色素還有抗炎癥、抑制細(xì)菌特別對枯草桿菌、金黃色葡萄球菌和大腸桿菌具有很好的抑制作用。因此用青核桃外果皮色素染色的織物對人體還具有一定的保健作用。纖維素纖維在紡織工業(yè)中占有重要的地位，約占全世界纖維總量的65%。纖維素纖維自然舒適，是人們喜愛的服裝面料。天然纖維制品用天然植物染料染色，實(shí)現(xiàn)了服裝面料的純天然化，用青核桃外果皮色素上染的纖維制品對人體還具有一定的保健作用，提高了產(chǎn)品的附加值。符合新世紀(jì)人們對服裝的要求，是開發(fā)“生態(tài)服裝”和“全綠服裝”紡織品的一個很好的研究途徑。但目前對天然植物染料染色性能的研究主要集中在天然蛋白質(zhì)纖維上，主要是由于天然纖維是極性纖維，而天然植物染料是非極性的，彼此之間結(jié)合力很小、親和力較差，染料對纖維織物的固著率和上染率低，染后織物色澤不鮮艷，染色牢度低。但通過對纖維素纖維進(jìn)行改性處理，將纖維素的離子性由陰荷性轉(zhuǎn)變成陽荷性；使天然纖維和染料之間有一定的親和力，就可以明顯改善染料的固著率和上染率。如專利號為200710032110.6的中國專利公開的基于棉纖維改性的天然染料染色方法，僅局限使用在棉纖維的改性和染色方面。因此天然纖維廣泛高效的應(yīng)用于天然染料的染色技術(shù)又成為研究和開發(fā)的熱點(diǎn)。參考文獻(xiàn)[I]呂俊芳，張美麗，劉啟瑞等.核桃外果皮中棕褐色色素的提取及性質(zhì)測試[J].化學(xué)研究與應(yīng)用，2001，13(4) =387-390[2]呂俊芳，陳小利，高桂枝等.核桃外果皮的開發(fā)利用研究(1)一不同采樣點(diǎn)核桃外果皮中棕褐色色素的穩(wěn)定性測試與比較[J].中國農(nóng)學(xué)通報，2004，20 (2) 52-55
[3]呂俊芳，陳小利，高桂枝等.核桃外果皮的開發(fā)利用研究(2)—曬干、晾干、慪干的核桃外果皮中棕褐色色素的提取率與穩(wěn)定性比較[J].中國農(nóng)學(xué)通報，2004，20 (4)69-72[4]韓海霞，包曉瑋，傅力等.核桃外果皮棕色色素的提取純化及其穩(wěn)定性研究[J].中國農(nóng)學(xué)通報，2009，25 (22) :83-87[5]王海香，申照靜，杜艷麗等.胡桃屬植物青皮的化學(xué)成分及作用機(jī)理研究進(jìn)展[J].生物質(zhì)化學(xué)工程，2008，42 (I) 47-52[6]凌慶枝，袁懷波，高明慧等.安徽寧國山核桃外果皮色素的性質(zhì)研究[J].食品 科學(xué)，2007，28 (10) 64-67[7]周家駒，謝桂榮，嚴(yán)新建.中藥原植物化學(xué)成分手冊[M].北京化學(xué)工業(yè)出版社，2004 45-73[8]許澤宏，譚建紅，張霞，王麗，李惟一.核桃外果皮天然食用色素的提取與理化性質(zhì)[J].四川師范大學(xué)學(xué)報.2006，29 (4) =487-490[9]PadmaS. Vankar, RakhiShanker, DebajitMahanta, S.C. Tiwari. Ecofriendlysonicator dyeing of cotton with Rubia cordifolia Linn, using biomordant[J]. Dyesand Pigments,2008,76 :207-212[10]ML GuIrajani,Deepti Gupta,Maulik S R. Studies on dyeing with naturaldyes[J]. Indian Jouranl of Fibre Textile,1996, (2) :69[ll]Pier Luigi, Beltrame, Antonella Castelli, et al. Dyeing of Cotton inSupercritical Carbon Dioxide[J]. Dyes and Pigments,1998,39(4) :335-340[12]A. S. Ozcan, A. A. Clifford, K. D. Bratle, et al. Dyeing of Modified CottonFibers with Disperse Dyes from Supercritical Carbon-dioxide[J]. JSDC,1998(5/6)169-173.[13]A. S. Ozcan, A. A. Clifford, K. D. Bratle, et al. Dyeing of Cotton Fibreswith Disperse Dyes from Supercritical Carbon Dioxide[J]. Dyes and Pigments,1998,36(2) :103-110.[14]柴麗琴，邵建中，周嵐，徐敏.棉纖維的陽離子化改性及其在天然染料染色中的應(yīng)用[J].浙江理工大學(xué)學(xué)報，2010，27 (4) :511-517，52
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種工藝簡單、上染率高，染色質(zhì)量好，無環(huán)境污染的青核桃外果皮色素上染改性纖維素纖維織物的方法。本發(fā)明所述的青核桃外果皮色素上染改性纖維素纖維織物的方法，包括將染料，改性纖維素纖維織物和水混合后，在55 65°C下，染色50 60min的步驟，其特征在于所述的染料為青核桃外果皮色素萃取液，通過如下方法制備將青核桃外果皮與質(zhì)量-體積濃度為12 20g/L的NaOH水溶液按質(zhì)量比為I : 10 15混合,在55 65°C下,萃取30 40min后,過濾除洛,得到青核桃外果皮色素萃取液。上述制備方法中，為了優(yōu)化技術(shù)方案，所述的織物纖維材料優(yōu)選為天然植物纖維、再生纖維素纖維或半合成纖維。天然植物纖維包括棉、亞麻、苧麻、劍麻、竹纖維或椰子纖維；再生纖維素纖維包括粘膠、天絲或莫代爾；半合成纖維包括二醋酯纖維或三醋酯纖維。上述制備方法中，所述的改性纖維素纖維織物與水按質(zhì)量比I : 40 50混合后，再加入核桃外果皮色素 萃取液；其中，核桃外果皮色素萃取液的加入量按每IL水中加入150 180ml計算。上述制備方法中，為了進(jìn)一步的優(yōu)化，染色后還包括水洗一干燥一皂洗一水洗一干燥。上述制備方法中，所述的皂化為將干燥后的染色纖維素纖維織物與水按質(zhì)量比
I: 30 I : 40混合，再加入Na2CO3和中性肥皂后，在45 50°C下皂化20 25min;其中，Na2CO3的加入量按每IL水中加入O. 8 I. 2g計算，中性肥皂的加入量按每IL水中加入L 5 2. 5g計算。上述制備方法中，所述的改性纖維素纖維織物，通過如下方法制備將纖維素纖維織物與水按質(zhì)量比I : 30混合，加入改性劑和NaOH后，室溫下以2V /min的升溫速度升溫到65 75°C，反應(yīng)40 60min ;其中，所述的改性劑按每IL水中加入50 60g計算；和NaOH按每IL水中加入12 18g計算；改性后處理改性后的纖維素纖維織物用熱水洗40 50°C洗IOmin —冷水洗—酸洗一水洗至中性一烘干。上述制備方法中，所述的改性劑優(yōu)選為氯醇基陽離子化合物；最優(yōu)選的是3-氯-2-輕基二甲基硫酸銨或3-氯-2-輕基二甲基氯化銨。本發(fā)明的上述制備方法中，為了更進(jìn)一步的優(yōu)化，具體地，所述的方法包括如下步驟①纖維素纖維織物的改性將纖維素纖維織物與水按質(zhì)量比I : 30混合，加入改性劑和NaOH后，室溫下以2V /min的升溫速度升溫到65 75°C，反應(yīng)40 60min ;其中，所述的改性劑按每IL水中加入50 60g計算；NaOH按每IL水中加入12 18g計算；改性后處理改性后的纖維素纖維織物用熱水洗40 50°C洗IOmin —冷水洗一酸洗一水洗至中性一烘干；②青核桃外果皮色素萃取將青核桃外果皮與水按質(zhì)量比為I : 10 15混合后，加入NaOH，在55 65°C下，萃取30 40min后，過濾除渣，得到青核桃外果皮色素萃取液；其中，所述的NaOH的加入量按每IL水中加入12 20g計算；③染色將改性纖維素纖維織物與水按質(zhì)量比I : 40 50混合，加入核桃外果皮色素萃取液后，調(diào)至pH值為5 6,在55 65°C下,染色50 60min ;其中，核桃外果皮色素萃取液的加入量按每IL水中加入150 180ml計算；染色后的纖維素纖維織物水洗一干燥一皂洗將干燥后的染色改性纖維素纖維織物與水按質(zhì)量比I : 30 I : 40混合，再加入Na2CO3和中性肥皂后，在45 50°C下皂化20 25min ;其中，Na2CO3的加入量按每IL水中加入O. 8 I. 2g計算，中性肥皂的加入量按每IL水中加入I. 5 2. 5g計算一水洗一干燥。制備得到的紡織品按照GB/T. 3921. 1-1997紡織品色牢度試驗?zāi)拖瓷味龋珿B7565-87紡織品色牢度試驗棉和粘膠標(biāo)準(zhǔn)貼襯織物規(guī)格和GB6151-857紡織品色牢度試驗色牢度的評定，進(jìn)行織物色牢度測試分析。結(jié)果顯示染后織物的耐摩擦色牢度和耐水洗色牢度均達(dá)到服用織物要求耐水洗色牢度可達(dá)到4級以上，干摩擦色牢度可達(dá)到4 5級，濕摩擦色牢度可達(dá)到4級以上。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明突出的特點(diǎn)是I.米用NaOH萃取劑制備青核桃外果皮色素染液；2.染色工藝簡單易行，不需媒染固色等，上染率高，染色質(zhì)量好，其耐摩擦色牢度和耐水洗色牢度均達(dá)到4級以上；3.色澤自然、優(yōu)雅，色調(diào)獨(dú)特別致，不易重現(xiàn)，迎合人們追求個性化、多樣化的要求；4.以青核桃外果皮為原料提取天然色素，變廢為寶，成本低廉，原料來源豐富，將給核桃產(chǎn)地帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益；5.染后織物可賦予特殊的藥用功能，如能治療皮膚瘙癢及腫痛等病癥。即是生態(tài)、安全、無毒，又有保健功效的天然染料染色織物，具有工業(yè)化生產(chǎn)和應(yīng)用的前景。
具體實(shí)施例方式下述非限制性實(shí)施例可以使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員更全面地理解本發(fā)明，但不以任何方式限制本發(fā)明。本發(fā)明所使用的中性肥皂來源于中國紡織科學(xué)研究院。實(shí)施例I改性棉織物的染色①棉織物的改性改性劑為3_氯-2-羥基三甲基氯化銨將棉織物與水按質(zhì)量比I : 30混合，加入改性劑和NaOH，在室溫下以2 V /min的升溫速度升溫至70°C，在70°C反應(yīng)50min且不斷攪拌；經(jīng)過改性后的棉織物用熱水洗45V洗IOmin —冷水洗一酸洗用質(zhì)量-體積濃度為2g/LHAC水溶液洗2min —水洗至中性—烘干80°C，Ih ;其中，改性劑按每IL水中加入50g計算；NaOH按每IL水中加入15g計算；②青核桃外果皮色素的萃取萃取劑質(zhì)量-體積濃度為16g/L的NaOH水溶液將青核桃外果皮粉末(粒度40目)與質(zhì)量-體積濃度為16g/L的NaOH水溶液按質(zhì)量比為I : 15混合,在60°C下,萃取40min后,過濾除洛,得到青核桃外果皮色素萃取液備用;③對改性棉織物的染色將改性棉織物與水按質(zhì)量比I : 40混合，加入核桃外果皮色素萃取液后，調(diào)至pH值為5,在60°C下,染色50min ;其中，核桃外果皮色素萃取液的加入量按每IL水中加入160ml計算； 染色后的棉織物水洗，80°C干燥lh。皂洗將干燥后的染色棉織物與水按質(zhì)量比I : 30混合，再加入Na2CO3和中性肥皂后,在50°C下皂化20min ;其中，Na2CO3的加入量按每IL水中加入Ig計算，中性肥皂的加入量按每IL水中加入2g計算。水洗后，80°C干燥lh。干燥后的棉織物為黃色，耐水洗色牢度4級，干摩擦色牢度4 5級，濕摩擦色牢度4級。實(shí)施例2改性亞麻織物的染色
①亞麻織物的改性改性劑為3_氯-2-羥基三甲基氯化銨將亞麻織物與水按質(zhì)量比I : 30混合，加入改性劑和NaOH，在室溫下以2V /min的升溫速度升溫至75°C，在75°C反應(yīng)50min且不斷攪拌；經(jīng)過改性后的亞麻織物用熱水洗45V洗IOmin —冷水洗一酸洗用質(zhì)量-體積濃度為2g/LHAC水溶液洗2min —水洗至中性—烘干；其中，改性劑按每IL水中加入52g計算；NaOH按每IL水中加入17g計算；②青核桃外果皮色素的萃取萃取劑質(zhì)量-體積濃度為16g/L的NaOH水溶液將青核桃外果皮粉末(粒度40目)與質(zhì)量-體積濃度為16g/L的NaOH水溶液按質(zhì)量比為I : 15混合,在60°C下,萃取40min后,過濾除洛,得到青核桃外果皮色素萃取液備用;③對改性亞麻織物的染色將改性亞麻織物與水按質(zhì)量比I : 40混合，加入核桃外果皮色素萃取液后，調(diào)至pH值為5. 5,在65°C下,染色60min ;其中，核桃外果皮色素萃取液的加入量按每IL水中加入180ml計算；染色后的亞麻織物水洗，80°C干燥lh，皂洗將干燥后的染色亞麻織物與水按質(zhì)量比I : 30混合，再加入Na2CO3和中性肥皂后，在48°C下皂化20min ;其中，Na2CO3的加入量按每IL水中加入I. 2g計算，中性肥皂的加入量按每IL水中加入I. 8g計算；水洗，80°C干燥lh。干燥后的亞麻織物為黃色，耐水洗色牢度4級，干摩擦色牢度4 5級，濕摩擦色牢度4級。實(shí)施例3改性粘膠織物的染色①粘膠織物改性改性劑為3_氯-2-羥基三甲基硫酸銨將粘膠織物與水按質(zhì)量比I : 30混合，加入改性劑和NaOH，在室溫下以2V /min的升溫速度升溫至65°C，在65°C反應(yīng)55min且不斷攪拌；經(jīng)過改性后的粘膠織物用熱水洗45V洗IOmin —冷水洗一酸洗用質(zhì)量-體積濃度為2g/LHAC水溶液洗2min —水洗至中性—烘干；其中，改性劑按每IL水中加入52g計算；NaOH按每IL水中加入16g計算；②青核桃外果皮色素的萃取萃取劑質(zhì)量-體積濃度為16g/L的NaOH水溶液 將青核桃外果皮粉末(粒度40目)與質(zhì)量-體積濃度為16g/L的NaOH水溶液按質(zhì)量比為I : 15混合,在60°C下,萃取40min后,過濾除洛,得到青核桃外果皮色素萃取液備用;③對改性粘膠織物的染色將改性粘膠織物與水按質(zhì)量比I : 40混合，加入核桃外果皮色素萃取液后，調(diào)至pH值為6. O,在50°C下,染色50min ;其中，核桃外果皮色素萃取液的加入量按每IL水中加入150ml計算；染色后的纖維素纖維織物水洗，80°C干燥lh，皂洗將干燥后的染色粘膠織物與水按質(zhì)量比I : 30混合，再加入Na2CO3和中性肥皂后，在45°C下皂化20min ;其中，Na2CO3的加入量按每IL水中加入I. 2g計算，中性肥皂的加入量按每IL水中加入2. Og計算；水洗，80°C干燥lh。
干燥后的粘膠織物為咖啡色，耐水洗色牢度4級，干摩擦色牢度4 5級，濕摩擦色牢度4級。
權(quán)利要求
1.一種青核桃外果皮色素上染改性纖維素纖維織物的方法，包括將染料，改性纖維素纖維織物和水混合后，在55 65°C下，染色50 60min的步驟，其特征在于所述的染料為青核桃外果皮色素萃取液，通過如下方法制備 將青核桃外果皮粉末與質(zhì)量-體積濃度為12 20g/L的NaOH水溶液按質(zhì)量比為I : 10 15混合,在55 65°C下,萃取30 40min后,過濾除洛,得到青核桃外果皮色素萃取液。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的青核桃外果皮色素上染改性纖維素纖維織物的方法，其特征在于所述的纖維素纖維織物材料為天然植物纖維、再生纖維素纖維或半合成纖維。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的青核桃外果皮色素上染改性纖維素纖維織物的方法，其特征在于所述的改性纖維素纖維織物與水按質(zhì)量比I : 40 50混合后，再加入核桃外果皮色素萃取液；其中，核桃外果皮色素萃取液的加入量按每IL水中加入150 180ml計算。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的青核桃外果皮色素上染改性纖維素纖維織物的方法，其特征在于染色后還包括水洗一干燥一皂洗一水洗一干燥。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的青核桃外果皮色素上染改性纖維素纖維織物的方法，其特征在于所述的皂洗為將干燥后的染色改性纖維素纖維織物與水按質(zhì)量比I : 30 I : 40混合，再加入Na2CO3和中性肥皂后，在45 50°C下皂化20 25min ;其中，Na2CO3的加入量按每IL水中加入O. 8 I. 2g計算，中性肥皂的加入量按每IL水中加入I. 5 2. 5g計算。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或4所述的青核桃外果皮色素上染改性纖維素纖維織物的方法，其特征在于所述的改性纖維素纖維織物，通過如下方法制備 將纖維素纖維織物與水按質(zhì)量比I : 30混合，加入改性劑和NaOH后，室溫下以2°C/min的升溫速度升溫到65 75°C，反應(yīng)40 60min ;其中，所述的改性劑按每IL水中加入50 60g計算；NaOH按每IL水中加入12 18g計算； 改性后處理改性后的纖維素纖維織物用熱水洗40 50°C洗IOmin —冷水洗一酸洗—水洗至中性一烘干。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的青核桃外果皮色素上染改性纖維素纖維織物的方法，其特征在于所述的改性劑為氯醇基陽離子化合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的青核桃外果皮色素上染改性纖維素纖維織物的方法，其特征在于所述的改性劑為3-氯-2-羥基三甲基硫酸銨或3-氯-2-羥基三甲基氯化銨。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的青核桃外果皮色素上染改性纖維素纖維織物的方法，其特征在于包括如下步驟 ①纖維素纖維織物的改性 將纖維素纖維織物與水按質(zhì)量比I : 30混合，加入改性劑和NaOH后，室溫下以2°C/min的升溫速度升溫到65 75°C，反應(yīng)40 60min ;其中，所述的改性劑按每IL水中加入50 60g計算；NaOH按每IL水中加入12 18g計算； 改性后處理改性后的纖維素纖維織物用熱水洗40 50°C洗IOmin —冷水洗一酸洗—水洗至中性一烘干； ②青核桃外果皮色素萃取 將青核桃外果皮與水按質(zhì)量比為I : 10 15混合后，加入NaOH，在55 65°C下，萃取30 40min后，過濾除渣，得到青核桃外果皮色素萃取液；其中，所述的NaOH的加入量按每IL水中加入12 20g計算； ③染色 將改性纖維素纖維織物與水按質(zhì)量比I : 40 50混合，加入核桃外果皮色素萃取液后，調(diào)至pH值為5 6,在55 65°C下,染色50 60min ;其中，核桃外果皮色素萃取液的加入量按每IL水中加入150 180ml計算； 染色后的纖維素纖維織物水洗一干燥一皂洗將干燥后的染色改性纖維素纖維織物與水按質(zhì)量比I : 30 I : 40混合，再加入Na2CO3和中性肥皂后，在45 50°C下皂化20 25min ;其中，Na2CO3的加入量按每IL水中加入O. 8 I. 2g計算，中性肥皂的加入量按每IL水中加入I. 5 2. 5g計算一水洗一干燥。
全文摘要
一種青核桃外果皮色素上染改性纖維素纖維織物的方法，包括下列步驟將改性的纖維素纖維織物上染青核桃外果皮色素染萃取液；用直接染色工藝對改性纖維素纖維織物染色、水洗和干燥后，再經(jīng)皂洗、水洗和干燥。本發(fā)明工藝簡單易行，不需媒染固色等，上染率高，染色質(zhì)量好，其耐摩擦色牢度和耐水洗色牢度均達(dá)到4級以上，無毒、無污染，成本低，經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益顯著。
文檔編號D06P1/34GK102644204SQ20121012263
公開日2012年8月22日 申請日期2012年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月24日
發(fā)明者呂麗華, 王曉, 韋曉川 申請人:大連工業(yè)大學(xué)