專利名稱：大黃、姜黃染料上染改性纖維素纖維織物的方法
技術領域：
本發(fā)明屬于紡織染整技術領域，特別是天然植物染料用于纖維素纖維織物 的染色技術領域。
背景技術：
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。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。 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)濟效益，更重要的是可以保持生態(tài) 平衡，改善生態(tài)環(huán)境。
姜黃和大黃是一種傳統(tǒng)的天然染料。姜黃其主要成分是黃色的姜黃素、脫 甲氧基姜黃素和雙脫甲氧基姜黃素。大黃的主要化學成分是大黃鞣質(zhì)，能分解 產(chǎn)生葡萄糖沒食子酸，其為以酯形式的配糖體，以及羥基蒽醌衍生物。此兩種 染料是天然植物染料中最具有代表性的染料。
姜黃在漢方是作為藥食兩用的藥材，具有破血行氣、通經(jīng)止痛等作用，另 外還有抗炎癥、抑制細菌特別對枯草桿菌、金黃色葡萄球菌和大腸桿菌具有很 好的抑制作用。大黃染色的織物有很好的防紫外線性能。因此用天然染料染色 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，實現(xiàn)了服裝面料的純天然化，用大黃、姜黃染料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 的應用于天然染料的染色技術又成為研究和開發(fā)的熱點。
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發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術存在的不足，本發(fā)明的目的是提供一種工藝簡單、上染 率高，染色質(zhì)量好，無環(huán)境污染的天然染料上染改性纖維素纖維織物的方法。
本發(fā)明的技術方案是首先用季銨鹽陽離子改性劑，對纖維素纖維織物進 行季銨基改性，將纖維素的離子性由陰荷性轉(zhuǎn)變成陽荷性；然后制取大黃和姜 黃染料的萃取液，用直接染色工藝對改性纖維素纖維織物進行染色。
染色機理是染料的羥基在水溶液中電離，生成氧負離子，可與改性纖維 素纖維織物的季銨基陽離子染座以離子鍵結合；此外，染料還可與纖維素分子 以范德華力和氫鍵相結合。以此增加最終產(chǎn)品的耐洗和耐摩擦性能，提高產(chǎn)品 的色牢度。
本發(fā)明的技術方案分為如下步驟
1.纖維素纖維織物的改性工藝
纖維素纖維織物的改性將纖維素纖維織物按1: 30的浴比(布質(zhì)量改 性溶液質(zhì)量)放入由改性劑(50 60g/l)和NaOH (12~18g/l)配制而成的改性 溶液里，在室溫下以2"C/min的升溫速度升溫到65 75'C，反應40 60min;
改性后處理改性后的纖維素纖維織物用熱水洗40 5(TC洗10min—冷水 洗—酸洗HAC2 3g/1洗2min—水洗至中性—烘干。
其中所述改性劑為含有氯醇基陽離子化合物中的任何一種，如3_氯_ 2—羥基三甲基硫酸銨或3_氯_2_羥基三甲基氯化銨。
2.大黃、姜黃染料萃取工藝
萃取劑濃度為15 45g/l的NaOH水溶液
大黃染料萃取工藝大黃染料濃度90~110g/l， NaOH濃度35~45g/l，在 75 85。C溫度下，萃取40 50min，重復萃取3次，用過濾法將濾渣除去，合并三 次大黃染料萃取液備用。
姜黃染料萃取工藝姜黃染料濃度卯 110g/1， NaOH濃度15~25g/l，在 65 75'C溫度下，萃取70 80min，用過濾法將濾渣除去，得到姜黃染料萃取液。 3.染色工藝
染液對改性纖維素纖維織物進行染色、水洗和干燥后，再經(jīng)皂洗、水洗和 干燥，完成纖維素纖維織物的染色。
大黃染液上染改性纖維素纖維織物改性纖維素纖維織物按1:40 1:50的浴 比放入大黃染液濃度為80~100ml/l的染色溶液里，調(diào)PH值為6.5 7.5，在75~85°C 溫度下，染色45 60min;
姜黃染液上染改性纖維素纖維織物改性纖維素纖維織物按1:40 1:50的浴 比放入姜黃染液濃度為90 110ml/l的染色溶液里，調(diào)PH值為4.8~5.2，在65 75°C 溫度下，染色45 60min;
染色后的纖維素纖維織物經(jīng)過水洗和干燥后，進行皂洗Na2CCb濃度 0.8~1.2g/L，中性肥皂濃度1.5~2.5g/L，浴比1:30 ~1:40，溫度45~50°C,皂洗 20 25min后，再進行最后的水洗和干燥。
其中所述浴比染色中是布質(zhì)量與染色溶液質(zhì)量之比；皂洗中是布質(zhì)量與 皂洗液質(zhì)量之比。
本發(fā)明適用的織物纖維材料為
天然植物纖維包括棉、亞麻、苧麻、劍麻、竹纖維、椰子纖維等； 再生纖維素纖維包括粘膠、天絲、莫代爾； 半合成纖維包括二醋酯纖維；三醋酯纖維。
按照GB/T.3921.1-1997紡織品色牢度試驗耐洗色牢度，GB7565-87紡織品色 牢度試驗棉和粘膠標準貼襯織物規(guī)格和GB6151-857紡織品色牢度試驗色牢度 的評定，進行織物色牢度測試分析。結果顯示染后織物的耐摩擦色牢度和耐水 洗色牢度均達到服用織物要求耐水洗色牢度可達到3 4級，干摩擦色牢度可
達到4 5級，濕摩擦色牢度可達到3 4級。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明突出的特點是
1. 通過對纖維織物進行的季銨鹽陽離子改性，增加了染料和纖維素彼此之 間的結合力，提高了染料對纖維織物的固著率和上染率，具有染色質(zhì)量好，色
牢度穩(wěn)定的特點；
2. 色澤自然、優(yōu)雅，色調(diào)獨特別致，不易重現(xiàn)，迎合人們追求個性化、多 樣化的要求；
3. 染色工藝簡單易行，不需要媒染固色等，無環(huán)境污染，綜合成本低，經(jīng) 濟效益、環(huán)境效益顯著的特點；
4. 大黃、姜黃染料是天然藥用植物，易擴大種植，可以實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)；
5. 染后織物可賦予特殊的藥用功能，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)和應用的前景。
具體實施例方式
實施例l姜黃用于改性棉織物的染色
1. 棉織物的改性
改性劑為3 —氯一2 —羥基三甲基氯化銨
按改性劑50 g/1和NaOH 15g/l配制改性溶液，棉織物按1: 30的浴比放入 其中，在室溫下以2。C/min的升溫速度升溫至7(TC,在70。C反應50min且不斷 攪拌；經(jīng)過改性后的棉織物用熱水洗45"C洗10min—冷水洗—酸洗HAC 2g/1 洗2min—水洗至中性—烘干。
2. 姜黃染料的萃取
萃取劑20g/l的NaOH水溶液
在20g/1的NaOH中，加入100g/l粉碎后的姜黃粉并充分混合，在7(TC溫 度下，萃取75min，用過濾法將濾渣除去，得到姜黃染料萃取液。
3. 姜黃染液對改性棉織物的染色
改性棉織物按1:40的浴比，放入姜黃染液濃度為90ml/l的染色溶液里，調(diào) PH值為5.0，在70'C溫度下，染色45min;對染色后的棉織物進行水洗和干燥 后，再在Na2C03lg/L，中性肥皂2g/L，浴比1: 30和溫度5(TC的條件下，皂洗 20min，最后經(jīng)過水洗和干燥后的棉織物為黃色，耐水洗色牢度3級，干摩擦 色牢度4級，濕摩擦色牢度3 4級。 實施例2姜黃用于改性亞麻織物的染色
1. 亞麻織物的改性
改性劑為3 —氯一2 —羥基三甲基氯化銨
按改性劑52 g/1和NaOH 17g/l配制改性溶液，亞麻織物按1: 30的浴比放 入其中，在室溫下以2'C/min的升溫速度升溫至75。C，在75。C反應50min且不 斷攪拌；經(jīng)過改性后的亞麻織物用熱水洗45"C洗10min—冷水洗—酸洗HAC 2g/1洗2min—水洗至中性—烘干。
2. 姜黃染料的萃取
萃取劑20g/l的NaOH水溶液
在20g/l的NaOH中，加入100g/l粉碎后的姜黃粉并充分混合，在7(TC溫 度下，萃取75min，用過濾法將濾渣除去，得到姜黃染料萃取液。
3. 姜黃染液對改性亞麻織物的染色
改性亞麻織物按1:40的浴比，放入姜黃染液濃度為lOOml/1的染色溶液里， 調(diào)PH值為4.8，在75"C溫度下，染色50min;對染色后的亞麻織物進行水洗和 干燥后，再在Na2C03l.2g/L，中性肥皂1.8g/L，浴比1: 30和溫度48"C的條件 下，皂洗20min，最后經(jīng)過水洗和干燥后的亞麻織物為黃色，耐水洗色牢度3~4 級，干摩擦色牢度4級，濕摩擦色牢度3~4級。
實例3大黃用于改性亞麻織物的染色
1. 亞麻織物改性
改性劑為3 —氯一2—羥基三甲基硫酸銨
按改性劑55 g/1和NaOH 16g/l配制改性溶液，亞麻織物按1: 30的浴比放 入其中，在室溫下以2°C/min的升溫速度升溫至72°C ，在72'C反應60min且不 斷攪拌；經(jīng)過改性后的亞麻織物用熱水洗45。C洗10min—冷水洗—酸洗HAC 3g/1洗2min—水洗至中性—烘干。
2. 大黃染料的萃取
萃取劑40g/l的NaOH水溶液
在40g/1的NaOH中，加入100g/l粉碎后的大黃粉并充分混合，在8(TC溫 度下，萃取40min，重復萃取3次，過濾得到大黃染料萃取液，合并三次大黃染 液萃取液備用。
3.大黃染液對改性亞麻織物的染色
改性亞麻織物按1:40的浴比，放入大黃染液濃度為80ml/l的染色溶液里， 調(diào)PH值為7.0，在8(TC溫度下，染色45min;對染色后的亞麻織物進行水洗和 干燥后，再在Na2C03l.2g/L，中性肥皂2.2g/L，浴比1: 35和溫度48。C的條件 下，皂洗24min，最后經(jīng)過水洗和干燥后的亞麻織物為咖啡色，耐水洗色牢度 3~4級，干摩擦色牢度4~5級，濕摩擦色牢度4級。
實例4大黃用于改性棉織物的染色
1. 棉織物改性
改性劑為3 —氯一2—羥基三甲基硫酸銨
按改性劑52g/l和NaOH 15g/l配制改性溶液，棉織物按1: 30的浴比放入 其中，在室溫下以2。C/min的升溫速度升溫至65t:，在65'C反應60min且不斷 攪拌；經(jīng)過改性后的棉織物用熱水洗4CTC洗10min—冷水洗—酸洗HAC 3g/1 洗2min—水洗至中性—烘干。
2. 大黃染料的萃取
萃取劑40g/l的NaOH水溶液
在40g/1的NaOH中，加入100g/l粉碎后的大黃粉并充分混合，在8(TC溫 度下，萃取40min，重復萃取3次，過濾得到大黃染料萃取液，合并三次大黃染 液萃取液備用。
3. 大黃染液對改性棉織物的染色
改性棉織物按1:40的浴比，放入大黃染液濃度為90ml/l的染色溶液里，調(diào) PH值為7.2,在85T:溫度下，染色50min;對染色后的棉織物進行水洗和干燥 后，再在Na2CO3l.0g/L，中性肥皂2.0g/L，浴比l: 40和溫度45。C的條件下， 皂洗25min，最后經(jīng)過水洗和干燥后的棉織物為咖啡色，耐水洗色牢度3 4級， 干摩擦色牢度4~5級，濕摩擦色牢度4級。
實例5大黃用于改性粘膠織物的染色
1. 粘膠織物改性
改性劑為3 —氯一2 —羥基三甲基硫酸銨
按改性劑52 g/1和NaOH 16g/l配制改性溶液，粘膠織物按1: 30的浴比放 入其中，在室溫下以2。C/min的升溫速度升溫至65"，在65"C反應55min且不 斷攪拌；經(jīng)過改性后的粘膠織物用熱水洗4(TC洗lOmin—冷水洗—酸洗HAC 3g/1洗2min—水洗至中性—烘干。
2. 大黃染料的萃取
萃取劑40g/l的NaOH水溶液
在40g/1的NaOH中，加入100g/l粉碎后的大黃粉并充分混合，在80'C溫 度下，萃取40min，重復萃取3次，過濾得到大黃染料萃取液，合并三次大黃染 液萃取液備用。
3. 大黃染液對改性粘膠織物的染色
改性粘膠織物按1:40的浴比，放入大黃染液濃度為90ml/l的染色溶液里， 調(diào)PH值為7.0，在75"C溫度下，染色45min;對染色后的粘膠織物進行水洗和 干燥后，再在Na2C03l.2g/L，中性肥皂2.0g/L，浴比l: 30和溫度45。C的條件 下，皂洗20min，最后經(jīng)過水洗和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。
權利要求
1.一種大黃、姜黃染料上染改性纖維素纖維織物的方法，其特征在于首先用季銨鹽陽離子改性劑，對纖維素纖維織物進行季銨基改性，將纖維素的離子性由陰荷性轉(zhuǎn)變成陽荷性；然后制取大黃和姜黃染料的萃取液；用直接染色工藝對改性纖維素纖維織物進行染色，本發(fā)明的技術方案分為如下步驟(1)纖維素纖維織物的改性工藝纖維素纖維織物的改性將纖維素纖維織物按1∶30的浴比放入由改性劑(50～60g/l)和NaOH(12～18g/l)配制而成的改性溶液里，在室溫下以2℃/min的升溫速度升溫到65～75℃，反應40～60min；改性后處理改性后的纖維素纖維織物用熱水洗40～50℃洗10min→冷水洗→酸洗HAC 2～3g/l洗2min→水洗至中性→烘干；其中所述浴比是布質(zhì)量與改性溶液質(zhì)量之比；(2)大黃、姜黃染料萃取工藝萃取劑濃度為15～45g/l的NaOH水溶液大黃染料萃取工藝大黃染料濃度90～110g/l，NaOH濃度35～45g/l，在75～85℃溫度下，萃取40～50min，重復萃取3次，用過濾法將濾渣除去，合并三次大黃染料萃取液備用；姜黃染料萃取工藝姜黃染料濃度90～110g/l，NaOH濃度15～25g/l，在65～75℃溫度下，萃取70～80min，用過濾法將濾渣除去，得到姜黃染料萃取液；(3)染色工藝染液對改性纖維素纖維織物進行染色、水洗和干燥后，再經(jīng)皂洗、水洗和干燥，完成纖維素纖維織物的染色；大黃染液上染改性纖維素纖維織物改性纖維素纖維織物按1∶40～1∶50的浴比放入大黃染液濃度為80～100ml/l的染色溶液里，調(diào)PH值為6.5～7.5，在75～85℃溫度下，染色45～60min；姜黃染液上染改性纖維素纖維織物改性纖維素纖維織物按1∶40～1∶50的浴比放入姜黃染液濃度為90～110ml/l的染色溶液里，調(diào)PH值為4.8～5.2，在65～75℃溫度下，染色45～60min；染色后的纖維素纖維織物經(jīng)過水洗和干燥后，進行皂洗Na2CO3濃度0.8～1.2g/L，中性肥皂濃度1.5～2.5g/L，浴比1∶30～1∶40，溫度45～50℃，皂洗20～25min后，再進行最后的水洗和干燥；其中所述浴比染色中是布質(zhì)量與染色溶液質(zhì)量之比；皂洗中是布質(zhì)量與皂洗液質(zhì)量之比。
1. 一種大黃、姜黃染料上染改性纖維素纖維織物的方法，其特征在于首先 用季銨鹽陽離子改性劑，對纖維素纖維織物進行季銨基改性，將纖維素的離子性由陰荷性轉(zhuǎn)變成陽荷性；然后制取大黃和姜黃染料的萃取液；用直接染色工 藝對改性纖維素纖維織物進行染色，本發(fā)明的技術方案分為如下步驟(1) 纖維素纖維織物的改性工藝纖維素纖維織物的改性將纖維素纖維織物按1: 30的浴比放入由改性劑(50 60g/l)和NaOH (12~18g/l)配制而成的改性溶液里，在室溫下以2。C/min 的升溫速度升溫到65 75°C ，反應40 60min;改性后處理改性后的纖維素纖維織物用熱水洗40 5(TC洗lOmin—冷水 洗—酸洗HAC2 3g/1洗2min—水洗至中性—烘干；其中所述浴比是布質(zhì)量與改性溶液質(zhì)量之比；(2) 大黃、姜黃染料萃取工藝萃取劑濃度為15 45g/l的NaOH水溶液大黃染料萃取工藝大黃染料濃度90~110g/l， NaOH濃度35~45g/l，在 75 85。C溫度下，萃取40 50min，重復萃取3次，用過濾法將濾渣除去，合并三 次大黃染料萃取液備用；姜黃染料萃取工藝姜黃染料濃度90~110g/l， NaOH濃度15~25g/l，在 65 75X:溫度下，萃取70 80min，用過濾法將濾渣除去，得到姜黃染料萃取液；(3)染色工藝染液對改性纖維素纖維織物進行染色、水洗和干燥后，再經(jīng)皂洗、水洗和 干燥，完成纖維素纖維織物的染色；大黃染液上染改性纖維素纖維織物改性纖維素纖維織物按1:40 1:50的浴 比放入大黃染液濃度為80 100ml/l的染色溶液里，調(diào)PH值為6.5~7.5，在75 85°C 溫度下，染色45 60min;姜黃染液上染改性纖維素纖維織物改性纖維素纖維織物按1:40-1:50的浴 比放入姜黃染液濃度為90~110ml/l的染色溶液里，調(diào)PH值為4.8~5.2，在65~75°C 溫度下，染色45 60min;染色后的纖維素纖維織物經(jīng)過水洗和干燥后，進行皂洗Na2CCb濃度 0.8~1.2g/L，中性肥皂濃度1.5 2.5g/L，浴比1:30 1:40,溫度45~50°C，皂洗 20 25min后，再進行最后的水洗和干燥；其中所述浴比染色中是布質(zhì)量與染色溶液質(zhì)量之比；皂洗中是布質(zhì)量與 皂洗液質(zhì)量之比。
2. 根據(jù)權利要求1所述的大黃、姜黃染料上染改性纖維素纖維織物的方法， 其特征在于所述改性劑為含有氯醇基陽離子化合物中的任何一種，如3 —氯 一2—羥基三甲基硫酸銨或3_氯—2—羥基三甲基氯化銨。
3. 根據(jù)權利要求1所述的大黃、姜黃染料上染改性纖維素纖維織物的方法，其特征在于所述織物纖維材料為天然植物纖維、再生纖維素纖維或半合成纖維。
全文摘要
一種大黃、姜黃染料上染改性纖維素纖維織物的方法，依次包括下列步驟1.纖維素纖維織物季銨基改性改性劑(50～60g/l)，NaOH(12～18g/l)，在65～75℃，反應40～60min，浴比1∶30；改性后處理熱水洗(40～50℃，10min)→冷水洗→酸洗(HAC 2～3g/l，2min)→水洗至中性→烘干；2.用NaOH(15～45g/l)萃取劑制備染液；3.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到3級以上，無毒、無污染，成本低，經(jīng)濟效益和環(huán)境效益顯著。
文檔編號D06P1/34GK101349020SQ20081001303
公開日2009年1月21日 申請日期2008年8月28日 優(yōu)先權日2008年8月28日
發(fā)明者呂麗華, 堅 吳 申請人:大連工業(yè)大學