本發(fā)明涉及一種水果染料的特征鑒定方法，屬于紡織品染料分析技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前，用于棉紡織品染色的染料主要是活性染料、直接染料、還原染料，企業(yè)生產(chǎn)過程中使用合成染料所產(chǎn)生的染色廢水中高鹽濃度、色度以及酸堿度還是存在不少問題，對(duì)環(huán)境的污染很嚴(yán)重。此外，部分合成染料在印染過程中所剩余的某些芳香胺中間體和所使用的甲醛等，穿著后可能出現(xiàn)過敏、皮膚紅腫、發(fā)炎、流膿甚至致癌等現(xiàn)象。

水果染料主要利用了自然界的各種水果結(jié)的花、草、葉、果實(shí)中含有可用于染色的色素提取出來作為染料。天然水果種類及其繁多，經(jīng)過篩選，部分水果的不同部位如葉、根、莖、皮、果實(shí)等可采用物理方法即水萃取法提取出植物中的不同天然色素，經(jīng)多次蒸煮使其蒸發(fā)濃縮，再經(jīng)固化粉碎成一定目數(shù)粒徑的粉末型水果(一般為300μm)。水果染料大多數(shù)離不開纖維素c、h、o的主要元素結(jié)構(gòu)，屬碳水化合物一類。這些色素都是非常復(fù)雜的一類化學(xué)物質(zhì)，在顏色、形狀、所屬植物器官等方面都有很大的差異。

與合成染料相比，水果染料具有如下優(yōu)點(diǎn)：(1)水果染料從水果中提取，完全無公害，與環(huán)境相容性好，可生物降解，并且原料可以再生，綠色環(huán)保；(2)水果染料完全無公害，不會(huì)危害人的皮膚；(3)水果染料具有藥理、芳香等功能，在染色過程中，它的香味或藥物主份與色素被織物一起吸收，使染色后的織物具有一定的抗菌性和抗紫外性，對(duì)人體有特殊的芳香保健或藥效的功能，而且伴隨著水果帶有的特殊的芳香穿起來非常的舒服；(3)水果染料染色后的織物吸濕透氣性強(qiáng)，非常的親膚，舒適自然。

由于水果染料具有上述的多種優(yōu)良功能，在功能性紡織品中具有廣泛的應(yīng)用前景。然而，用合成染料也能同樣染出一樣顏色效果的紡織品，這讓消費(fèi)者無法辨認(rèn)出那些市場(chǎng)出現(xiàn)很多用合成染料偽造水果染料的新型紡織品。此外，在考古領(lǐng)域，科研機(jī)構(gòu)人員對(duì)出土的各種具有科學(xué)價(jià)值研究的古代紡織品文物的研究及對(duì)現(xiàn)有古代紡織品的修復(fù)和保養(yǎng)，所以對(duì)水果一類的天然染料的特征鑒定顯得有重要的意義。

雖然已有報(bào)道對(duì)植物染料的鑒定有過少數(shù)研究，但是這些方法主要是通過高效液相色譜、薄層色譜、紅外光譜、核磁質(zhì)譜等分析手段對(duì)古代織物上的植物染料結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析鑒定，存在步驟繁瑣、設(shè)備要求高、不易應(yīng)用推廣等問題。目前還沒有對(duì)水果染料和合成染料鑒別有相關(guān)的研究報(bào)道。因此，有必要開發(fā)能夠?qū)λ活惖奶烊蝗玖系倪M(jìn)行特征鑒定的簡(jiǎn)易方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種能夠區(qū)分水果染料和合成染料的方法，并在此基礎(chǔ)上對(duì)從織物上提取水果染料的方法進(jìn)行了改進(jìn)。本發(fā)明方法，先采用比較溫和的溶劑處理織物，保持染料原有結(jié)構(gòu)，采用索氏提取器低溫浸提色素，采用紫外分光光度儀測(cè)試水果染料與具有代表性的合成染料的近紫外區(qū)與可見光區(qū)的光譜曲線，并用origin分析軟件對(duì)兩個(gè)區(qū)域的面積進(jìn)行積分，得到了積分面積的數(shù)值差異，從而得出結(jié)論水果染料近紫外區(qū)與可見光區(qū)的積分面積比值大于6，而合成染料的近紫外區(qū)與可見光區(qū)的積分面積比值小于6，把積分面積比值數(shù)值6作為一個(gè)界限，確定出水果染料獨(dú)特的特征是近紫外區(qū)與可見光區(qū)的積分面積比值大于6。本發(fā)明方法降低了設(shè)備成本，而且提高了溶劑使用率。有利于對(duì)染制品上水果染料的分析研究，且方法簡(jiǎn)單，效果良好。

本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供一種區(qū)分天然染料和合成染料的方法，所述方法是將染料溶解后，分析染料在近紫外區(qū)與可見光區(qū)的光譜，對(duì)染料的近紫外區(qū)與可見光區(qū)的光譜曲線進(jìn)行積分；如果近紫外區(qū)與可見光區(qū)的積分面積比值大于6，則為天然染料，否則為合成染料。

在一種實(shí)施方式中，所述天然染料為水果染料。

在一種實(shí)施方式中，所述水果染料是指主要利用了自然界的各種水果結(jié)的花、草、葉、果實(shí)等中含有可用于染色的色素提取出來作為染料。

在一種實(shí)施方式中，所述光譜是采用紫外分光光度儀測(cè)試。

在一種實(shí)施方式中，所述近紫外區(qū)是指波長(zhǎng)范圍200-400nm的區(qū)域。

在一種實(shí)施方式中，所述可見光區(qū)是指波長(zhǎng)范圍400-750nm的區(qū)域。

在一種實(shí)施方式中，所述染料溶解是溶解在水和/或有機(jī)溶劑中。

在一種實(shí)施方式中，所述方法是用紫外分光光度儀測(cè)試待測(cè)染料的紫外吸光光度曲線，掃描波長(zhǎng)范圍在200-750nm，用origin數(shù)學(xué)分析軟件，繪制好光譜圖之后依次按照選擇analysis→mathematics→integrate→opendialog→input→rows→byx，在byx中輸入波長(zhǎng)范圍200-400nm，點(diǎn)擊ok得到近紫外區(qū)積分面積；重復(fù)上述操作，波長(zhǎng)范圍改為400-750nm得到可見光區(qū)的積分面積；最后計(jì)算出近紫外區(qū)與可見光區(qū)的積分面積比值。

本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供一種鑒別天然染料織物與合成染料織物的方法，所述方法是先從織物上提取到染料，然后將染料溶解，測(cè)試染料的紫外吸光光度，對(duì)染料的近紫外區(qū)與可見光區(qū)的光譜曲線進(jìn)行積分；如果近紫外區(qū)與可見光區(qū)的積分面積比值大于6，則為天然染料，否則為合成染料。

在一種實(shí)施方式中，所述天然染料為水果染料。

在一種實(shí)施方式中，所述光譜是采用紫外分光光度儀測(cè)試。

在一種實(shí)施方式中，所述近紫外區(qū)是指波長(zhǎng)范圍200-400nm的區(qū)域。

在一種實(shí)施方式中，所述可見光區(qū)是指波長(zhǎng)范圍400-750nm的區(qū)域。

在一種實(shí)施方式中，所述織物可以是纖維素纖維織物、蛋白質(zhì)類纖維織物等。

在一種實(shí)施方式中，所述織物為棉織物。

在一種實(shí)施方式中，所述從織物上提取到染料，要求維持染料的分子結(jié)構(gòu)。

在一種實(shí)施方式中，所述從織物上提取到染料，是從棉織物上提??；采用索氏提取器對(duì)水果染色的棉織物剝色處理并將得到的提取液微膜過濾。

在一種實(shí)施方式中，所述方法還包括采用有機(jī)溶劑反復(fù)提取得到提取液，然后用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，得到染料顆粒后用水或有機(jī)溶劑溶解。

在一種實(shí)施方式中，所述采用索氏提取器或者有機(jī)溶劑進(jìn)行提取所用的提取劑的組成成分為：30％～50％冰醋酸溶液、梯度為70％～100％甲醇溶液或甲醇、水。

在一種實(shí)施方式中，所述提取劑是將濃度為30％-50％乙酸、70％～100％甲醇溶液或甲醇、水按照體積比1:2:1制備得到的。冰醋酸相對(duì)于其他強(qiáng)酸的作用來說比較溫和，對(duì)織物和染料基本不會(huì)產(chǎn)生破壞。

在一種實(shí)施方式中，所述提取劑為乙酸、甲醇、水的體積比1:2:1的乙酸/甲醇/水溶液。

在一種實(shí)施方式中，所述采用索氏提取器提取，具體是：先將織物剪成小塊放入提取器中，提取器的下端與盛有浸出的有機(jī)溶劑的燒瓶相連，上端接回流冷凝管；當(dāng)對(duì)圓底燒瓶加熱時(shí)，使溶劑沸騰，蒸汽通過連接管上升，進(jìn)入冷凝管冷凝成小液滴滴入提取器，溶劑和固體接觸進(jìn)行萃?。划?dāng)提取器中的溶劑液面達(dá)到虹吸管的最高處時(shí)，含有色素萃取物的溶劑通過虹吸回到燒瓶，萃取出織物上一部分色素；圓底燒瓶中的浸出溶劑繼續(xù)不斷的蒸發(fā)、冷凝、浸出、回流，使萃取的色素富集在燒瓶底部；之后用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀將用有機(jī)溶劑不斷反復(fù)提取的濃度比較稀的提取液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，再將蒸發(fā)濃縮后的部分固體用去離子水溶解。

本發(fā)明的有益效果：

1、本發(fā)明方法對(duì)水果染料和合成染料進(jìn)行紫外掃描測(cè)試；相對(duì)于采用核磁、質(zhì)譜分析等分析方法而言，紫外分析測(cè)試更為簡(jiǎn)單，對(duì)設(shè)備要求更低。

2、本發(fā)明采用了一種數(shù)學(xué)計(jì)算的方法，計(jì)算結(jié)果更直觀的反映出水果染料與合成染料的差異。本發(fā)明對(duì)于市場(chǎng)上的水果染料和合成染料的區(qū)別提供了一種很好的方法，簡(jiǎn)單有效。

3、與傳統(tǒng)染色紡織品的剝色方法相比較索氏提取方法極大地解決了傳統(tǒng)方法中存在的諸多問題，并且提取后可以進(jìn)行光譜分析，節(jié)約實(shí)驗(yàn)設(shè)備成本，索氏提取是一種相對(duì)溫和的剝色方法，基本上不會(huì)對(duì)織物的強(qiáng)力產(chǎn)生影響，所以也省去了測(cè)量強(qiáng)力保留率的步驟。同時(shí)此發(fā)明方法提高了染色紡織品的剝色效率。同時(shí)，該方法不會(huì)對(duì)水果染料的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不良影響而影響檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

附圖說明

圖1為水果染料和合成染料在近紫外區(qū)與可見光區(qū)積分面積比條形圖；其中，n06、61610、c06為水果染料，其余為具有代表性和特定型號(hào)且常用作棉織物染色的合成染料。

圖2為不同濃度c06水果染料在200-750nm下的光譜圖；

圖3為不同濃度61610水果染料在200-750nm下的光譜圖

圖4為不同濃度n06水果染料在200-750nm下的光譜圖；

圖5為不同濃度活性藍(lán)k-r在200-750nm下的光譜圖；

圖6為不同濃度活性嫩黃k-4g在200-750nm下的光譜圖；

圖7為不同濃度活性紅x-3b在200-750nm下的光譜圖；

圖8為不同濃度直接翠蘭gl在200-750nm下的光譜圖；

圖9為不同濃度直接大紅4bs在200-750nm下的光譜圖；

圖10為不同濃度直接黃g在200-750nm下的光譜圖；

圖11為不同濃度活性藍(lán)k-nr在200-750nm下的光譜圖；

圖12為不同濃度還原藍(lán)青zr在200-750nm下的光譜圖；

圖13為不同濃度還原紅lgg在200-750nm下的光譜圖。

具體實(shí)施方式

下面通過實(shí)施例子，進(jìn)一步闡述本發(fā)明的突出優(yōu)點(diǎn)和顯著特點(diǎn)，但本發(fā)明決不局限于實(shí)施例子。

實(shí)施例1：從棉染織物上提取染料

1、對(duì)于水果染料染制品剝色后在進(jìn)行光譜分析的具體實(shí)施方式：配制梯度為70％-100％的甲醇置于燒杯中，并向配制好的甲醇溶液中加入乙酸，并注入一定量的去離子水，乙酸/甲醇/水的體積比為1:2:1，配置好的溶劑倒入容量瓶中以便備用。

2、先將織物剪成2g左右的長(zhǎng)方形小塊折疊好放入提取器中,提取器的下端與盛有浸出的有機(jī)溶劑的燒瓶相連，上端接回流冷凝管；當(dāng)對(duì)圓底燒瓶加熱時(shí)，使溶劑沸騰，蒸汽通過連接管上升，進(jìn)入冷凝管冷凝成小液滴滴入提取器，溶劑和固體接觸進(jìn)行萃?。划?dāng)提取器中的溶劑液面達(dá)到虹吸管的最高處時(shí)，含有色素萃取物的溶劑通過虹吸回到燒瓶，萃取出織物上一部分色素；圓底燒瓶中的浸出溶劑繼續(xù)不斷的蒸發(fā)、冷凝、浸出、回流，使萃取的色素富集在燒瓶底部。之后用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀將用有機(jī)溶劑不斷反復(fù)提取的濃度比較稀的提取液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，再將蒸發(fā)濃縮后的固體用去離子水溶解。即得到水果染料的染液。

實(shí)施例2：水果染料和合成染料的鑒別

將將水果染料溶解得到的染液，或者實(shí)施例1萃取下來的水果染料溶解之后的染液，與配置好一定濃度的合成染料溶液分別在200nm-750nm之間進(jìn)行紫外掃描測(cè)試。紫外掃描測(cè)試可以是：用紫外分光光度儀測(cè)試待測(cè)染料的紫外吸光光度曲線，掃描波長(zhǎng)范圍在200-750nm。

然后對(duì)染料的近紫外區(qū)(200-400nm)與可見光區(qū)(400-750nm)的光譜曲線進(jìn)行積分并計(jì)算近紫外區(qū)與可見光區(qū)的積分面積比值。具體可以是：用origin數(shù)學(xué)分析軟件，繪制好光譜圖之后依次按照選擇analysis→mathematics→integrate→opendialog→input→rows→byx，在byx中輸入波長(zhǎng)范圍200-400nm，點(diǎn)擊ok得到近紫外區(qū)積分面積；重復(fù)上述操作，波長(zhǎng)范圍改為400-750nm得到可見光區(qū)的積分面積；最后計(jì)算出近紫外區(qū)與可見光區(qū)的積分面積比值。

結(jié)果如圖1所示。其中，n06、61610、c06為水果染料，其余為合成染料。n06為水果染料紅，是100％野山果中提取的天然色素；c06為水果染料黃，是質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％檸檬、30％香蕉、50％野山果混合后提取得到的色素；61610為水果染料橙，是質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60％橙子、20％桔子、20％野山果混合后提取得到的色素。

圖1的結(jié)果表明，水果染料近紫外區(qū)與可見光區(qū)的積分面積比值要大于6，而合成染料在近紫外區(qū)與可見光區(qū)的積分面積比值小于6。這可能是由于，合成染料的目的是提供一定的可見色彩，制備合成染料時(shí)一般只關(guān)注于可見光下的顏色，所以合成染料在近紫外光區(qū)的吸光度是比較小的；而水果染料屬于天然染料，并沒有人為地刻意僅關(guān)注可見光下吸光度的問題，所以其在近紫外區(qū)的吸收峰也是很強(qiáng)的。發(fā)明人第一次發(fā)現(xiàn)并利用了這一發(fā)現(xiàn)，采用簡(jiǎn)便的方法，有效地解決了目前難以區(qū)分水果染料和合成染料的這一棘手問題。

此外，發(fā)明人還嘗試過大量其他水果染料，比如從芒果、菠蘿、櫻桃、草莓、哈密瓜、葡萄、桑葚等的果實(shí)或者莖葉中提取的色素，以及這些色素的不同比例混合得到的染料，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這些水果染料在近紫外區(qū)的吸收峰強(qiáng)度很高，而可見光區(qū)吸收峰很弱，而且在近紫外區(qū)與可見光區(qū)的積分面積比值均大于6。同時(shí)也實(shí)驗(yàn)了多種其他的合成染料，結(jié)果發(fā)現(xiàn)合成染料的在近紫外區(qū)與可見光區(qū)的積分面積比值均小于6。

由此可見，通過比較染料近紫外區(qū)與可見光區(qū)的積分面積比，可以有效地區(qū)分水果染料和合成染料。本方法，簡(jiǎn)便、有效、準(zhǔn)確。

實(shí)施例3：不同水果染料和合成染料的光譜曲線

如圖2至圖13所示，為不同濃度的水果染料與合成染料的紫外光譜圖。

從圖中而已看出，水果染料在近紫外區(qū)的吸收峰強(qiáng)度很高，而可見光區(qū)吸收峰很弱；而合成染料在可見光區(qū)吸收峰強(qiáng)度要高于水果染料。

雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例公開如上，但其并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉此技術(shù)的人，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可做各種的改動(dòng)與修飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書所界定的為準(zhǔn)。