CN111235915B

CN111235915B - 一种基于阔叶十大功劳植物染料的竹纤维面料的染色方法

Info

Publication number: CN111235915B
Application number: CN202010207630.1A
Authority: CN
Inventors: 朱莉娜; 李玉斌; 祁致雨
Original assignee: Dezhou University
Current assignee: Hefei Jinglong Environmental Protection Technology Co ltd
Priority date: 2020-03-23
Filing date: 2020-03-23
Publication date: 2021-08-17
Anticipated expiration: 2040-03-23
Also published as: CN111235915A; WO2021189707A1

Abstract

本发明属于织物染色方法技术领域，具体涉及一种基于阔叶十大功劳植物染料的竹纤维面料的染色方法。十大功劳作为天然植物染料应用竹纤维面料染色能够获得具有抗菌性能的面料，更加适用于家居服饰的制作。本发明提供的染色方法包括以下步骤，分别采用淀粉生物酶、煮练酶对面料进行退浆和煮练处理，通过双氧水及双氧水生物酶进行漂白；通过醇提获取十大功劳染色液，采用盐作为助染剂进行染色，之后皂洗。该方法染色后的面料颜色柔和淡雅，染色工艺简单，通过醇提方式获取的十大功劳染料可冻干后保存，便于运输与使用；该方案应用于实际生产具有良好的经济意义。

Description

一种基于阔叶十大功劳植物染料的竹纤维面料的染色方法

技术领域

本发明属于织物染色方法技术领域，具体涉及一种采用阔叶十大功劳染料对竹纤维面料进行染色的方法。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

自上世纪90年代起，我国纺织服装生产及出口数量已位居世界之首，在带来经济与民生发展的同时，纺织行业的污染问题也不容小觑。全球范围内，仅次于石油行业，纺织服装行业已经成为全球第二大污染行业。传统的纺织行业耗水量巨大，且生产过程伴随大量废水，印染企业排放的生产废水中夹带大量纤维、浆料、油剂、染料和化学助剂等，危害性强，处理难度高。另外，生产过程中的有毒染料或加工助剂也会附着在织物上，对人体的健康造成直接的影响，如偶氮染料、甲醛、荧光增白剂和柔软剂具致敏性；聚乙烯醇和聚丙烯类浆料不易生物降解；含氯漂白剂污染严重；一些芳香胺染料具有致癌性；染料中具有害重金属；含甲醛的各类整理剂和印染助剂对人体具有毒害作用等。

另外，传统的印染技术中多采用碱性试剂对面料进行预处理，这些处理过程对于面料本身的外观和使用感受也会造成不良影响。为了实现环保生产，提高面料的舒适程度，将生物酶应用于纺织印染具有显著的优势，包括清洁织物表面、减少表面绒毛，改善织物的手感性能、悬垂度、吸水性等。同时生物酶处理工艺还兼具环保性的特点，可以有效地降低污水处理的需氧量，与强碱和强化剂相比，生物酶无疑是一种无污染的环保性较高的工具，可以有效处理染色前处理煮漂废液，而且不会造成二次污染。

阔叶十大功劳(Mahonia bealei(Fort.)Carr.)为双子叶植物纲、小檗科、十大功劳属植物，具有广泛的药用功效。其主要成分包括小檗碱，作为广谱抗菌药物之外，还是具有阳离子化学结构的植物染料，专利CN102604423B中提供了一种以小檗碱类植物作为原料的染料提取方法，应用于腈纶纤维的染色，在获取色彩的同时，还能够具有一定的抗菌性能。

竹纤维是从自然生长的竹子中提取出的纤维素纤维，继棉、麻、毛、丝后的第五大天然纤维，具有良好的透气性、吸水性、耐磨性和良好的染色性能等，更加适用于生产内衣、家居服饰及毛巾等贴身使用的衣物。

发明内容

基于上述研究背景，发明人认为提供一种更加适用于家居服饰的面料及印染工艺具有良好的市场前景。本发明的目的在于提供一种适合于家居服饰的面料印染工艺，经本发明研究表明，采用十大功劳染料对竹纤维面料进行染色，能够获得具有抗菌性能的织物。进一步的，本发明还提供了采用十大功劳对竹纤维面料进行染色的工艺，采用该工艺能够获得固色效果良好、安全性能更高的竹纤维面料。

基于上述研究成果，本发明提供以下技术方案：

本发明第一方面，提供十大功劳在竹纤维面料制品的应用。

优选的，所述竹纤维面料制品包括家居服饰、内衣、儿童及老年人服饰等，还包括其他抗菌制品，如毛巾等清洁织物。

本发明第二方面，提供一种竹纤维面料的染色方法，所述染色方法包括对竹纤维面料进行预处理，染色及后处理步骤；

其中，所述预处理包括对竹纤维面料进行退浆、煮练及漂白处理；

所述染色为采用十大功劳提取物对预处理后的竹纤维面料进行染色；

所述后处理为皂洗。

优选的，所述退浆采用淀粉生物酶对竹纤维面料进行汽蒸退浆。

进一步优选的，所述退浆温度控制在85℃-90℃。

进一步优选的，所述退浆体系的pH范围控制在5.0～8.0。

进一步优选的，所述退浆时间为35～55min。

进一步优选的，所述竹纤维面料与淀粉生物酶溶液的浴比为1:30～40。

进一步优选的，所述淀粉生物酶的浓度为1.3～1.7g/L的α-淀粉生物酶。

优选的，所述煮练工艺包括采用煮练试剂加热煮练，所述煮练试剂中活性成分为煮练酶LS及表面活性剂。

进一步优选的，所述煮练酶LS浓度为1.8～2.2g/L。

进一步优选的，所述表面活性剂浓度为0.7～0.9g/L。

进一步优选的，所述竹纤维面料与煮练试剂的浴比为1:13～16。

进一步优选的，所述煮练试剂的pH值在8～10内。

进一步优选的，所述煮练温度为55～65℃，或煮练时间为28～32min。

进一步优选的，所述表面活性剂为非离子表面活性剂PEG4000、季铵盐阳离子表面活性剂1227中的一种或混合物，更为优选的方案中，采用非离子表面活性剂PEG4000。

优选的，所述漂白处理采用双氧水和双氧水生物酶进行处理。

进一步优选的，采用碱性双氧水缓冲液及双氧水在浴比1:28～32的条件下加热漂白处理。

更为优选的，所述碱性双氧水缓冲液为Na₂CO₃、Na₂Si0₃、NaOH的混合溶液，三种成分的质量比为2.8～3.2:4.8～5.2:1～1.4。

更为优选的，所述双氧水浓度为7～10g/L。

更为优选的，所述漂白温度为90～100℃，或时间为75～85min。

进一步优选的，所述双氧水生物酶处理步骤如下：去除面料中残余的双氧水之后，加入双氧水生物酶在浴比1:28～32条件下加温搅拌。

更为具体的，所述双氧水生物酶的浓度为1.8～2.2g/L。

更为具体的，所述温度为70～80℃，或时间为65～75min。

优选的，所述十大功劳提取物制备方法如下：采用浓度为40～50％的醇溶液对十大功劳叶进行加热提取、过滤得到滤液，重复上述操作将多次滤液合并得到所述十大功劳提取物。

进一步优选的，所述十大功劳与醇溶液的料液比为1:45～55。

进一步优选的，所述提取温度为60～70℃，时间40～50min。

优选的，所述染色过程采用盐作为助染剂，进一步的，盐的浓度为1.8～2.2 g/L。

进一步优选的，所述盐中的活性成分为氯化钠。

优选的，所述染色步骤参数如下：浴比1:43～47、温度52～57℃。

优选的，所述皂洗步骤如下：皂粉1.8～2.2g/L，温度43～47℃，浴比1：22～27，皂洗时间27～33min。

以上一个或多个技术方案的有益效果如下：

(1)从色彩上来看，植物染色染出的颜色大部分色彩淡雅柔和，深色较难得到。而家居服的设计中通常使用柔和的色彩，深色使用率较小，这与植物染色的色彩特点非常吻合。功劳叶媒染出的颜色是黄白色和绿色，浅色系的颜色更能够满足家居服设计的需求，给家居服的设计带来很大的自由度。

(2)在工艺上，大部分植物染色工艺简单，使用粉碎后的干染材和简单的媒染技术进行调色和固色，主要的几种染料材料由于是中药，可以使用干燥保存，便于运输与使用，这些均为植物染色的规模化生产提供了很好的基础，更加提高生产效率。

(3)在染料利用率上，植物染料的出色率低，染色成本高，虽然现在有粉碎、超声提取等技术来提高效率，仍比不上化学染色经济。但由于植物染色是一种高附加值的工艺，市场价值较高。

(4)从染料来源来看，阔叶十大功劳是属中药材，现在中药材产业前景良好，中药种植兴盛，让植物染料的种植走在了一个很好的发展平台上。

(5)从环保角度上看，植物染色是染色这个污染最严重的纺织工业环节中减少污染的有效手段，且植物染色的绿色性更容易被消费者认可和接受。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，针对现有技术中存在的不足，为了解决如上的技术问题，本发明提出了一种竹纤维面料的染色方法。

为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本发明的技术方案，以下将结合具体的实施例与对比例详细说明本发明的技术方案。

实施例1

1.面料前处理：

①退浆：退浆过程采用α-淀粉生物酶，将温度控制在90℃以上，pH范围控制在5.0～8.0，时间45min，浴比1：35，质量分数为1.5g/L的α-淀粉生物酶，对竹纤维面料进行汽蒸退浆。

②煮练：煮练的过程使用煮练酶LS，煮练优化工艺为：煮练酶LS 2g/L,表面活性剂0.8g/L，浴比1：15，pH值＝9，温度60℃，时间30min。

③漂白：漂白过程使用双氧水和双氧水生物酶。

第一步，以Na₂CO₃浓度3g/L、Na₂Si0₃浓度5g/L、NaOH浓度1.2g/L做双氧水缓冲溶液，浴比1：30的条件下，双氧水浓度为9g/L、漂白温度95℃、漂白时间80min为优化工艺对面料进行漂白。

第二步，去除面料中残留的双氧水，双氧水生物酶2g/L，浴比1：30，温度 75℃，时间70min,适当加以机械搅拌，以便使得过氧化氢生物酶分子可以与纤维内部的双氧水分子充分接触，保证去除效果。

2.染液的提取：将阔叶十大功劳的叶子粉碎，按料液比1：50，乙醇浓度45％，温度65℃，时间45min进行染液提取，过滤出第一遍染液，然后再加入同第一次提取相同的水和乙醇浓度，再次按照温度65℃，提取45min，将两次所得染液混在一起，过滤得染面料所用的染液。

3.染色：加盐做助染剂，按盐2g/L，浴比1：45，时间75min，温度55℃对竹纤维面料进行染色。

4.后处理：皂洗：皂粉2g/L，温度45℃，浴比1：25，皂洗时间30min，皂洗后竹纤维面料的色牢度达到4级。

所述染色获得的面料可以用于童装、老年服饰、内衣及其他抗菌织物。

实施例2

1.面料前处理：

①退浆：退浆过程采用α-淀粉生物酶，将温度控制在90℃以上，pH范围控制在5.0～8.0，时间35min，浴比1：40，质量分数为1.3g/L的α-淀粉生物酶，对竹纤维面料进行汽蒸退浆。

②煮练：煮练的过程使用煮练酶LS，具体工艺为：煮练酶LS 2g/L，表面活性剂0.8g/L，浴比1：13，pH值＝10，温度65℃，时间28min。

③漂白：漂白过程使用双氧水和双氧水生物酶。

第一步，以Na₂CO₃浓度2.8g/L、Na₂Si0₃浓度4.8g/L、NaOH浓度1g/L做双氧水缓冲溶液，浴比1:28的条件下，双氧水浓度为7g/L、漂白温度90℃、漂白时间85min为优化工艺对面料进行漂白。

第二步，去除面料中残留的双氧水，双氧水生物酶1.8g/L，浴比1：32，温度70℃，时间65min，适当加以机械搅拌，以便使得过氧化氢生物酶分子可以与纤维内部的双氧水分子充分接触，保证去除效果。

2.染液的提取：将阔叶十大功劳的叶子粉碎，按料液比1：55，乙醇浓度40％，温度65℃，时间50min进行染液提取，过滤出第一遍染液，然后再加入同第一次提取相同的水和乙醇浓度，再次按照温度65℃，提取45min，将两次所得染液混在一起，过滤得染面料所用的染液。

3.染色：加盐做助染剂，按盐1.8g/L，浴比1：47，时间75min，温度55℃对竹纤维面料进行染色。

4.后处理：皂洗：皂粉2.2g/L，温度43℃，浴比1：27，皂洗时间33min，皂洗后竹纤维面料的色牢度达到4级。

实施例3

1.面料前处理：

②煮练：煮练的过程使用煮练酶LS，煮练优化工艺为：煮练酶LS 2.2g/L，表面活性剂1.9g/L，浴比1：16，pH值＝8，温度55℃，时间32min。

③漂白：漂白过程使用双氧水和双氧水生物酶。

第一步，以Na₂CO₃浓度3.2g/L、Na₂Si0₃浓度4.8g/L、NaOH浓度1g/L做双氧水缓冲溶液，浴比1：28的条件下，双氧水浓度为10g/L、漂白温度98℃、漂白时间75min为优化工艺对面料进行漂白。

第二步，去除面料中残留的双氧水，双氧水生物酶2g/L，浴比1：28，温度 70℃，时间75min，适当加以机械搅拌，以便使得过氧化氢生物酶分子可以与纤维内部的双氧水分子充分接触，保证去除效果。

2.染液的提取：将阔叶十大功劳的叶子粉碎，按料液比1：50，乙醇浓度50％，温度60℃，时间55min进行染液提取，过滤出第一遍染液，然后再加入同第一次提取相同的水和乙醇浓度，再次按照温度65℃，提取45min，将两次所得染液混在一起，过滤得染面料所用的染液。

3.染色：加盐做助染剂，按盐2.2g/L，浴比1：47，时间75min，温度57℃对竹纤维面料进行染色。

4.后处理：皂洗：皂粉2.2g/L，温度47℃，浴比1：22，皂洗时间27min，皂洗后竹纤维面料的色牢度达到4级。

对比例1：直接染色

1.染液的提取：将阔叶十大功劳的叶子粉碎，按料液比1：50，乙醇浓度50％，温度60℃，时间55min进行染液提取，过滤出第一遍染液，然后再加入同第一次提取相同的水和乙醇浓度，再次按照温度65℃，提取45min，将两次所得染液混在一起，过滤得染面料所用的染液。

2.染色：浴比1：47，时间75min，温度57℃对竹纤维面料进行染色。

3.后处理：皂洗：皂粉2.2g/L，温度47℃，浴比1：22，皂洗时间27min，皂洗后竹纤维面料的色牢度达到4级。

对比例2：明矾媒染

2.染色：加明矾做媒染剂，按明矾1.2g/L，浴比1：47，时间75min，温度 57℃对竹纤维面料进行染色。

3.后处理：皂洗：皂粉2.2g/L，温度47℃，浴比1：22，皂洗时间27min，皂洗后竹纤维面料的色牢度达到3-4级。

对比例3：硫酸亚铁媒染

2.染色：加硫酸亚铁做媒染剂，按硫酸亚铁1g/L，浴比1：47，时间75min，温度57℃对竹纤维面料进行染色。

实施例1(盐做助染剂)及对比例1-3的染色效果如表1所示：

表1

从以上表格分析得出：

①使用盐做助染剂，染色竹纤维面料的耐摩擦色牢度较直接染色有所改善，且分别在酸碱汗液的浸渍下，沾色程度有所改善，K/S值和面料抗菌性均高于直接染色。

②使用明矾、硫酸亚铁做媒染剂对竹纤维面料进行染色后，虽然面料的K/S 值高于直接染色，但面料抗菌性略低于直接染色，染色后的色牢度不太理想。

③媒染后的竹纤维织物色牢度不太理想，所以最终染色实验不选用明矾、硫酸亚铁媒染。

④盐做助染剂，不仅提高面料的色牢度，且面料抗菌性较其他染色方法也有所提高，K/S值较直接染色也有所提高。

最终选用盐作助染剂对竹纤维面料进行染色。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种竹纤维面料的染色方法，所述染色方法包括对竹纤维面料进行预处理，染色及后处理步骤；

所述退浆采用淀粉生物酶对竹纤维面料进行汽蒸退浆；

所述退浆温度控制在85℃-90℃；

所述退浆体系的pH范围控制在5.0~8.0；

所述退浆时间为35~55min；

所述竹纤维面料与淀粉生物酶溶液的浴比为1:30~40；

所述煮练包括采用煮练试剂加热煮练，所述煮练试剂中活性成分为煮练酶LS及表面活性剂；

所述煮练酶LS浓度为1.8~2.2g/L；

所述表面活性剂浓度为0.7~0.9g/L；

所述竹纤维面料与煮练试剂的浴比为1:13~16；

所述煮练试剂的pH值=8~10；

煮练温度为55~65℃，煮练时间为28~32min；

所述漂白处理为：采用碱性双氧水缓冲液及双氧水加热，加入双氧水生物酶加温搅拌，去除面料中残余的双氧水；

所述十大功劳提取物制备方法如下：采用浓度为40~50%的醇溶液对十大功劳叶进行加热提取、过滤得到滤液，重复上述操作将多次滤液合并得到所述十大功劳提取物；所述提取温度为60~70℃，时间为40~50min；

染色过程采用盐作为助染剂；盐中的活性成分为氯化钠；

所述后处理为皂洗；

所述淀粉生物酶的浓度为1.3~1.7g/L，所述淀粉生物酶为α-淀粉生物酶。

2.如权利要求1所述竹纤维面料的染色方法，其特征在于，采用碱性双氧水缓冲液及双氧水在浴比1:28~32的条件下加热漂白处理。

3.如权利要求2所述竹纤维面料的染色方法，其特征在于，所述碱性双氧水缓冲液为Na₂CO₃、Na₂SiO₃、NaOH的混合溶液，三种成分的质量比为2.8~3.2:4.8~5.2:1~1.4。

4.如权利要求2所述竹纤维面料的染色方法，其特征在于，所述双氧水浓度为7~10g/L。

5.如权利要求2所述竹纤维面料的染色方法，其特征在于，采用碱性双氧水缓冲液及双氧水处理时的加热温度为90~100℃，时间为75~85min。

6.如权利要求1所述竹纤维面料的染色方法，其特征在于，加入双氧水生物酶在浴比1:28~32条件下加温搅拌。

7.如权利要求6所述竹纤维面料的染色方法，其特征在于，所述双氧水生物酶的浓度为1.8~2.2 g/L。

8.如权利要求6所述竹纤维面料的染色方法，其特征在于，双氧水生物酶处理步骤中的加热温度为70~80℃，时间为65~75min。

9.如权利要求1所述竹纤维面料的染色方法，其特征在于，盐的浓度为2 g/L；所述染色步骤参数如下：浴比1:43~47、温度52~57℃；

所述皂洗步骤如下：皂粉1.8~2.2g/L，温度43~47℃，浴比1：22~27，皂洗时间27~33min。