CN107044055B - 一种胭脂虫红素少水染色棉织物的方法 - Google Patents

一种胭脂虫红素少水染色棉织物的方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于天然染料染色方法技术领域，具体涉及一种胭脂虫红素少水染色棉织物的方法。本发明方法包括：a、配制整理液：取壳聚糖，加冰醋酸，搅拌，得到壳聚糖稀释整理液；b、棉织物整理：将棉织物按1:30浴比浸入壳聚糖整理液中，加交联剂，采用二浸二轧处理，在酸中和环境中放置，水洗，烘焙，得到壳聚糖改性棉织物；c、配制染液：将胭脂虫红素溶解于有机溶剂和水的混合溶液中，搅拌，得到染液；d、染色：将壳聚糖改性棉织物按1：30浴比置于染液中，水洗，干燥，即得。本发明通过对棉织物进行壳聚糖改性处理，采用有机溶剂体系进行染色，减少了染色废水的排放，提高了棉织物的拒水性能，提高了胭脂虫红素对棉织物的上染率和色牢度。

Description

一种胭脂虫红素少水染色棉织物的方法
技术领域
本发明属于天然染料染色方法技术领域，具体涉及一种胭脂虫红素少水染色棉织物的方法。
背景技术
天然染料是染料行业里比较特殊的一种，主要来自于大自然中，天然染料是指从植物、动物或矿产资源中获得的、不经人工合成，很少或没有经过化学加工的染料。天然染料根据来源可分为植物染料、动物染料和矿物染料，其中以植物染料为主。胭脂虫红色素是从寄生在仙人掌上的胭脂虫雌虫体内提取的一种天然蒽醌类色素，与其他天然色素不同，其理化性质非常稳定，色调呈粉红至紫红，被视作最安全的天然色素而用于食品、化妆品、药品及纺织品等生产。
胭脂虫红素溶于水后，染料母体带负电荷，对蚕丝和羊毛类蛋白质纤维的可及性较好，而棉等纤维素类纤维因电负性，对胭脂虫红素的上染性能普遍较差，可通过一些方法来改善其染色性能。
如中国专利201510661513.1，一种棉织物的无媒染色方法采用阳离子改性剂LD8202等对棉织物进行表面改性，提高了胭脂虫红在棉织物上的上染率和色牢度，但改善的效果有限。
目前无水或少水染色方法一般包括超临界二氧化碳染色、溶剂染色、真空染料升华染色。但超临界二氧化碳染色设备要求高，成本大，投资高，不符合实际，真空染料升华染色局限大，只有少量染料才能完成升华，而溶剂染色的操作则相对简单。有机溶剂的染色大多集中在分散染料和活性染料等化学染料的染色，如中国专利201510683767.3和201410152912.0等，而天然染料胭脂虫红的有机溶剂染色则未见报道。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可以减少染色废水排放，提高棉织物拒水性能，提高胭脂虫红素对棉织物的上染率和色牢度的胭脂虫红素少水染色棉织物的方法。
本发明一种胭脂虫红素少水染色棉织物的方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、配制整理液：取壳聚糖，加入冰醋酸，搅拌，得到浓度为5g/L~15g/L的壳聚糖整理液；
b、棉织物整理：将棉织物按1:30浴比浸入a步骤得到的壳聚糖整理液中，加交联剂，采用二浸二轧处理，处理后纯棉织物的带液率为50％～100％，在酸中和环境中放置2～5min，水洗，烘焙，得到壳聚糖改性棉织物；
c、配制染液：将胭脂虫红素溶解于有机溶剂和水的混合溶液中，搅拌，得到染液；
d、染色：将b步骤得到的壳聚糖改性棉织物按1:30浴比置于c步骤得到的染液中进行染色，水洗，干燥，得到染色的壳聚糖改性棉织物。
上述一种胭脂虫红素少水染色棉织物的方法，其中所述壳聚糖相对分子质量为5×105～7×105，冰醋酸质量百分浓度为1%~3%。
上述一种胭脂虫红素少水染色棉织物的方法，其中所述交联剂的加入量为整理液重量的0.5%~2%。
进一步的，上述的一种胭脂虫红素少水染色棉织物的方法，其中所述交联剂为三聚磷酸钠、环氧氯丙烷、柠檬酸中的至少一种。
上述的一种胭脂虫红素少水染色棉织物的方法，其中所述酸中和环境为氨气环境。
上述的一种胭脂虫红素少水染色棉织物的方法，其中所述烘焙温度为40～80℃，烘焙时间为10～60min。
上述的一种胭脂虫红素少水染色棉织物的方法，其中所述有机溶剂中和水的混合溶液中，有机溶剂占混合溶液的体积百分比为90%～95%。
进一步的，上述的一种胭脂虫红素少水染色棉织物的方法，其中所述有机溶剂为醇类有机溶剂，醇类有机溶剂为乙醇或异丙醇中的一种。
上述的一种胭脂虫红素少水染色棉织物的方法，其中c步骤中所述胭脂虫红素的加入量为棉织物质量的0.1%～5%。
上述的一种胭脂虫红素少水染色棉织物的方法，其中d步骤中所述染色温度为40～90℃，染色时间为30～80min。
本发明为提高胭脂虫红素对棉织物的上染性能，以壳聚糖对棉织物进行改性处理后，采用有机溶剂体系进行染色，在减少染色废水排放，提高棉织物拒水性能的同时，提高了胭脂虫红素对棉织物（棉针织物和棉机织物）的上染率和色牢度，这对提高纺织品的附加值，拓宽天然染料在纺织领域的应用范围，减少天然染料染色过程对环境的污染和节约废水处理的成本具有十分重要的意义。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
实施例1
胭脂虫红素少水染色棉织物的方法，具体染色方法如下：
a.配制整理液：
将相对分子质量为6×105的壳聚糖置于质量百分浓度为1%的冰醋酸中，搅拌均匀直至完全溶解，配置成浓度为8g/L的壳聚糖整理液；
b.纯棉织物整理：将纯棉织物按1:30浴比置于经a步骤配制的整理液中，加入整理液重量0.5%的三聚磷酸钠，采用二浸二轧处理，处理后纯棉织物的带液率为60％，在氨气氛围中放置2~5min，然后水洗，40℃烘焙60min，得壳聚糖改性棉织物；
c.配制染液：将天然染料胭脂虫红素置于乙醇和水的混合液中，乙醇占混合溶液的体积百分数为93%，搅拌均匀配制染液，天然染料胭脂虫红素的加入量为棉织物质量的1%；
d.染色过程：将壳聚糖改性棉织物按1:30浴比置于c步骤配制的染液中染色，其中，染色温度为80℃，染色时间为30分钟；染色完毕取出布样，水洗，晾干，得染色的壳聚糖改性棉织物。
经电脑测色配色仪测定，上述染色棉织物的K/S值为13.4，按GB/T 3921.1－1997测定皂洗牢度3级，按GB/T 3920－1997测定干摩擦牢度4～5级，湿摩擦牢度4级。经接触角测定仪测得接触角为110°。
实施例2
胭脂虫红素少水染色棉织物的方法，具体染色方法如下：
a.配制整理液：
将相对分子质量为7×105的壳聚糖置于质量百分浓度为3%的冰醋酸中，搅拌均匀直至完全溶解，配置成12g/L的壳聚糖整理液；
b.纯棉织物整理：将纯棉织物按1:30浴比置于经a步骤配制的整理液中，加入整理液重量1.5%的三聚磷酸钠，采用二浸二轧处理，处理后纯棉织物的带液率为90％，在氨气氛围中放置2~5min，然后水洗，80℃烘焙20min，得壳聚糖改性棉织物；
c.配制染液：将天然染料胭脂虫红素置于异丙醇和水的混合液中，异丙醇占混合溶液的体积百分数为95%，搅拌均匀配制成染液，天然染料胭脂虫红素的加入量为棉织物质量的3%；
d.染色过程：将壳聚糖改性棉织物按1:30浴比置于c步骤配制的染液中染色，其中，染色温度为90℃，染色时间为80分钟；染色完毕取出布样，水洗，晾干，得染色的壳聚糖改性棉织物。
经电脑测色配色仪测定，上述染色棉织物的K/S值为15.2，按GB/T 3921.1－1997测定皂洗牢度3级，按GB/T 3920－1997测定干摩擦牢度4～5级，湿摩擦牢度4级。经接触角测定仪测得接触角为130°。
实施例3
胭脂虫红素少水染色棉织物的方法，具体染色方法如下：
a.配制整理液：
将相对分子质量为5×105的壳聚糖置于质量百分浓度为1%的冰醋酸中，搅拌均匀直至完全溶解，配置成10g/L的壳聚糖整理液；
b.纯棉织物整理：将纯棉织物按1:30浴比置于经a步骤配制的整理液中，加入整理液重量1%的环氧氯丙烷，采用二浸二轧处理，处理后纯棉织物的带液率为100％，在氨气氛围中放置2~5min，然后水洗，60℃烘焙30min，得壳聚糖改性棉织物；
c.配制染液：将天然染料胭脂虫红素置于乙醇和水的混合液中，乙醇占混合溶液的体积百分数为93%，搅拌均匀配制成染液，天然染料胭脂虫红素的加入量为棉织物质量的3%；
d.染色过程：将壳聚糖改性棉织物按1:30浴比置于c步骤配制的染液中染色，其中，染色温度为80℃，染色时间为40分钟；染色完毕取出布样，水洗，晾干，得染色的壳聚糖改性棉织物。
经电脑测色配色仪测定，上述染色棉织物的K/S值为16.7，按GB/T 3921.1－1997测定皂洗牢度3级，按GB/T 3920－1997测定干摩擦牢度4～5级，湿摩擦牢度4级。经接触角测定仪测得接触角为101°。
实施例4
胭脂虫红素少水染色棉织物的方法，具体染色方法如下：
a.配制整理液：
将相对分子质量为6×105的壳聚糖置于质量百分浓度为2%的冰醋酸中，搅拌均匀直至完全溶解，配置成10g/L的壳聚糖整理液；
b.纯棉织物整理：将纯棉织物按1:30浴比置于经a步骤配制的整理液中，加入整理液重量2%的柠檬酸，采用二浸二轧处理，处理后纯棉织物的带液率为50％，在氨气氛围中放置2~5min，然后水洗，50℃烘焙50min，得壳聚糖改性棉织物；
c.配制染液：将天然染料胭脂虫红素置于异丙醇和水的混合液中，异丙醇占混合溶液的体积百分数为92%，搅拌均匀配制成染液，天然染料胭脂虫红素的加入量为棉织物质量的2%；
d.染色过程：将壳聚糖改性棉织物按1:30浴比置于c步骤配制的染液中染色，其中，染色温度为80℃，染色时间为40分钟；染色完毕取出布样，水洗，晾干，得染色的壳聚糖改性棉织物。
经电脑测色配色仪测定，上述染色棉织物的K/S值为17.3，按GB/T 3921.1－1997测定皂洗牢度3~4级，按GB/T 3920－1997测定干摩擦牢度4～5级，湿摩擦牢度4级。经接触角测定仪测得接触角为145°。
实施例5
胭脂虫红素少水染色棉织物的方法，具体染色方法如下：
a.配制整理液：
将相对分子质量为7×105的壳聚糖置于质量百分浓度为3%的冰醋酸中，搅拌均匀直至完全溶解，配置成15g/L的壳聚糖整理液；
b.纯棉织物整理：将纯棉织物按1:30浴比置于经a步骤配制的整理液中，加入整理液重量1.5%的柠檬酸，采用二浸二轧处理，处理后纯棉织物的带液率为80％，在氨气氛围中放置2~5min，然后水洗，60℃烘焙30min，得壳聚糖改性棉织物；
c.配制染液：将天然染料胭脂虫红素置于乙醇和水的混合液中，乙醇占混合溶液的体积百分数为93%，搅拌均匀配制染液，天然染料胭脂虫红素的加入量为棉织物质量的0.5%；
d.染色过程：将壳聚糖改性棉织物按1:30浴比置于c步骤配制的染液中染色，其中，染色温度为60℃，染色时间为50分钟；染色完毕取出布样，水洗，晾干，得染色的壳聚糖改性棉织物。
经电脑测色配色仪测定，上述染色棉织物的K/S值为15.5，按GB/T 3921.1－1997测定皂洗牢度3级，按GB/T 3920－1997测定干摩擦牢度4～5级，湿摩擦牢度4级。经接触角测定仪测得接触角为130°。
对比例1
胭脂虫红素染色棉织物的方法，具体方法如下：
a.配制染液：将天然染料胭脂虫红素置于乙醇和水的混合液中，乙醇占混合溶液的体积百分数为93%，搅拌均匀配制染液，天然染料胭脂虫红素的加入量为棉织物质量的5%；
b.染色过程：直接将棉织物按1:30浴比置于a步骤配制的染液中染色，其中，染色温度为80℃，染色时间为60分钟；染色完毕取出布样，水洗，晾干，得染色棉织物。
经电脑测色配色仪测定，上述染色棉织物的K/S值为5.6，按GB/T 3921.1－1997测定皂洗牢度2级，按GB/T 3920－1997测定干摩擦牢度4级，湿摩擦牢度3~4级。经接触角测定仪测得接触角为130°。水在织物表面快速铺展，接触角无法读取数值。
对比例2
胭脂虫红素染色棉织物的方法，具体方法如下：
a.配制染液：将天然染料胭脂虫红素置于纯水中，搅拌均匀配制染液，天然染料胭脂虫红素的加入量为棉织物质量的5%；
b.染色过程：直接将棉织物按1:30浴比置于a步骤配制的染液中染色，其中，染色温度为90℃，染色时间为60分钟；染色完毕取出布样，水洗，晾干，得染色棉织物。
经电脑测色配色仪测定，上述染色棉织物的K/S值为3.2，按GB/T 3921.1－1997测定皂洗牢度2级，按GB/T 3920－1997测定干摩擦牢度4级，湿摩擦牢度3级。水在织物表面快速铺展，接触角无法读取数值。
对比例3
胭脂虫红素染色棉织物的方法，具体方法如下：
a.配制整理液：
将相对分子质量为7×105的壳聚糖置于浓度为3%的冰醋酸中，搅拌均匀直至完全溶解，配置成15g/L的壳聚糖整理液；
b.纯棉织物整理：将纯棉织物按1:30浴比置于经a步骤配制的整理液中，加入1.5%的柠檬酸，采用二浸二轧处理，处理后纯棉织物的带液率为80％，在氨气氛围中放置2~5min，然后水洗，60℃烘焙30min，得壳聚糖改性棉织物；
c.配制染液：将天然染料胭脂虫红素置于纯水中，搅拌均匀配制染液，天然染料胭脂虫红素的加入量为棉织物质量的5%；
d.染色过程：将壳聚糖改性棉织物按1:30浴比置于c步骤配制的染液中染色，其中，染色温度为60℃，染色时间为50分钟；染色完毕取出布样，水洗，晾干，得染色的壳聚糖改性棉织物。
经电脑测色配色仪测定，上述染色棉织物的K/S值为7.6，按GB/T 3921.1－1997测定皂洗牢度3级，按GB/T 3920－1997测定干摩擦牢度4～5级，湿摩擦牢度4级。经接触角测定仪测得接触角为130°。
综上可知，本发明公开的胭脂虫红素少水染色方法，用含有三聚磷酸钠、柠檬酸或环氧氯丙烷的壳聚糖改性液对棉织物进行预处理，再对壳聚糖改性棉织物进行有机溶剂染色处理。根据溶解度参数理论，胭脂虫红素在有机溶剂体系中对棉织物更易于上染，再加上壳聚糖对棉织物预处理后，棉纤维表面的的阳离子数增加，提高了对胭脂虫红素的固着力，与对比例相比，本发明工艺染色速度快，上染率和色牢度更高，节省了用水量，减少了染色废水的排放，提高了棉织物的拒水性能。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种胭脂虫红素少水染色棉织物的方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、配制整理液：取壳聚糖，加入冰醋酸，搅拌，得到浓度为5g/L~15g/L的壳聚糖整理液；
b、棉织物整理：将棉织物按1:30浴比浸入a步骤得到的壳聚糖整理液中，加交联剂，采用二浸二轧处理，处理后纯棉织物的带液率为50％～100％，在酸中和环境中放置2～5min，水洗，烘焙，得到壳聚糖改性棉织物；
c、配制染液：将胭脂虫红素溶解于有机溶剂和水的混合溶液中，搅拌，得到染液；所述有机溶剂和水的混合溶液中，有机溶剂占混合溶液的体积百分比为90%～95%；所述有机溶剂为醇类有机溶剂，醇类有机溶剂为乙醇或异丙醇中的一种；
d、染色：将b步骤得到的壳聚糖改性棉织物按1:30浴比置于c步骤得到的染液中进行染色，水洗，干燥，得到染色的壳聚糖改性棉织物；
所述壳聚糖相对分子质量为5×105～7×105，冰醋酸质量百分比浓度为1%~3%。
2.根据权利要求1所述的一种胭脂虫红素少水染色棉织物的方法，其特征在于，所述交联剂的加入量为整理液重量的0.5%~2%。
3.根据权利要求1所述的一种胭脂虫红素少水染色棉织物的方法，其特征在于，所述交联剂为三聚磷酸钠、环氧氯丙烷、柠檬酸中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种胭脂虫红素少水染色棉织物的方法，其特征在于，所述酸的中和环境为氨气环境。
5.根据权利要求1所述的一种胭脂虫红素少水染色棉织物的方法，其特征在于，所述烘焙温度为40～80℃，烘焙时间为10～60min。
6.根据权利要求1所述的一种胭脂虫红素少水染色棉织物的方法，其特征在于，c步骤中所述胭脂虫红素的加入量为棉织物质量的0.1%～5%。
7.根据权利要求1所述的一种胭脂虫红素少水染色棉织物的方法，其特征在于，d步骤中所述染色温度为40～90℃，染色时间为30～80min。
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