專利名稱：棉纖維的天然染料染色方法
技術領域：
本發明涉及一種棉纖維的天然染料染色方法。
背景技術：
在食品包裝領域，所用棉纖維基本是由合成染料染色而成的，例如粽子扎線。粽子是中國歷史上文化積淀最深厚的食品之一，是世界快餐食品的始祖。粽子由于其文化歷史意義、口味的獨特性和多元性，越來越受到廣大消費者的喜愛，已經從端午節的標志性食品演變為日常的方便食品。粽子市場需求量的增加帶動了粽子生產企業的發展，浙江五芳齋、北京稻香村等企業生產的粽子已經成為中國粽子的知名品牌，并遠銷國外。粽子市場規模的擴大在給粽子行業帶來機遇的同時，也帶來了挑戰。目前，市面上售出的粽子扎線五顏六 色，基本是由合成染料染色而成。賈高鵬在《天然植物染色研究》中指出合成染料在工業生產過程中給環境帶來嚴重的污染，同時一些合成染料對人體有一定的影響，如此，粽子在經過長時間沸煮后，其上所用的彩色扎線給食品安全帶來了隱患，且長期食用會給人體健康帶來潛在的危害性。相反，如采用天然染料對其染色，粽子經長時間沸煮后，天然染料對人體不但無害，反而能起到保健作用。CN200610154538. 3(板栗殼天然染料的制備及其應用)中指出板栗中富含多種維生素，板栗殼中含有黃酮類物質，具有抑菌、防紫外線輻射等功能。唐秋琳等在《天然食用黃色素研究進展》指出從桅子中提出的黃色天然染料對人體有保健作用。因此，粽子上的扎線使用天然染料進行染色，與使用合成染料染色相比較，不僅對人體健康無害，而且對于進一步保障粽子行業的健康發展有著重要的意義。而使用天然染料在棉纖維上染色普遍存在染色牢度差的問題,為了解決這個問題，傳統方法是采用硫酸鐵、硫酸銅、重鉻酸鉀等重金屬媒染劑對棉纖維進行前媒染、同浴或后媒染，盡管重金屬媒染劑可以適當的提高棉纖維牢度，但是它會在一定程度上改變織物的色光，使得染色后的棉纖維變黑變萎暗，最重要的是使染色后的棉纖維上含有重金屬物質，有悖于生態紡織品的標準，水洗后的廢水中含有的大量金屬離子會對環境造成污染，用于食品包裝時仍然存在重金屬安全隱患。
發明內容
本發明的目的在于解決天然染料在棉纖維上的上染率低、染色后長時間沸煮掉色多的問題。即對棉纖維先進行改性，接著染色，最后用食品級固色劑進行固色。這樣染色后得到的棉纖維，經過長時間沸煮后，掉色少，牢度好，用做粽子扎線時不會影響消費者對粽子種類的辨別。為了實現本發明的目的，主要采用如下的技術方案來完成對棉纖維的天然染料染色。步驟如下I)將棉纖維在沸水中沸煮3 5min，取出擰干，備用；2)棉纖維改性天然改性劑用量為棉纖維質量的2% 5%，浴比為I : 15 I 50，逐漸升溫至改性溫度為65 95°C，在染色機中進行，改性時間20 40min，取出水洗后備用；3)棉纖維染色染料用量為棉纖維質量的2 8%，逐漸升溫至染色溫度為75 95°C，在染色機中進行，，pH值為3-7，浴比為I : 15 I : 50，放入2)中的棉纖維，染色時間為30 80min，取出水洗后備用；=4)棉纖維固色固色劑用量為棉纖維質量的I % 5%，固色溫度為50 85°C，放A 3)中的棉纖維，固色時間為20 50min，取出水洗后烘干；固色劑為氯化鈉、亞硫酸鈉、檸檬酸、十二水合硫酸鋁鉀中的一種或兩種。上述所述的天然改性劑為殼聚糖，是從蟹殼、蠶蛹殼、烏魚骨中含有的大量甲殼素經過脫乙酰化而得到。 上述所述棉纖維染色的酸性調節劑為醋酸、檸檬酸、鹽酸中的一種或兩種。棉纖維上的活性基團只有羥基，種類單一，缺少與天然染料中的陰離子相結合的正電基團，且從對人體健康的角度綜合考慮，選擇天然物質殼聚糖作為改性劑，對棉纖維進行改性處理后，使其表面帶上正電荷，以此來增強棉纖維與天然染料的結合能力，提高棉纖維的上染率。為了解決天然染料染色后棉纖維在沸水中長時間沸煮掉色的問題，發明者在棉纖維染色后使用食品級固色劑對其固色，可提高棉纖維的色牢度，減少沸煮時掉色多的問題。本發明的有益效果是使用天然染料對棉纖維的染色，并且選用了食品級固色劑，不僅解決了合成染料、重金屬給人類健康帶來的困擾，而且可以提高棉纖維的牢度，使染色后的棉纖維色光自然、柔和，且對人體和環境不會產生危害。此外，在改性和染色工藝中，以
2-50C /min的速率逐漸升溫至改性或染色溫度，有助于棉線改性或染色更加均勻。
具體實施例方式對比例I :未改性，未固色棉線5g，在沸水中沸煮3min后，取出備用。分別采用桅子黃、茶樹果紅棕、大青葉靛藍對上述棉線進行染色，染液配方染料濃度(染料與棉線的質量比)為2%，浴比I 15，染色溫度為95°C，pH值為3-4，染色時間60min后，取出水洗后烘干；在沸水中沸煮I小時后取出水洗后烘干。測試棉線的K/S值和皂洗牢度。對比例2:未固色棉線5g，在沸水中沸煮4min后，取出備用。將上述處理好的棉線放入到3%濃度(相對棉線重量)的殼聚糖改性劑溶液中，浴比I : 20，改性溫度為95°C，改性時間30min后，取出水洗后備用；分別采用桅子黃、茶樹果紅棕、大青葉靛藍對上述棉線進行染色，染液配方染料濃度(染料與棉線的質量比)為4%，浴比I : 30，染色溫度為85°C，pH值為4-5，染色時間40min后，取出水洗后烘干。在沸水中沸煮I小時后取出水洗、烘干。測試棉線的K/S值和皂洗牢度。對比例3 :使用媒染劑硫酸銅作為固色劑棉線5g，在沸水中沸煮5min后，取出備用。將上述處理好的棉線放入到2%濃度 (相對棉線重量)的殼聚糖改性劑溶液中，浴比I : 50，改性溫度為95°C，改性時間30min后，取出水洗后備用；分別采用桅子黃、茶樹果紅棕、大青葉靛藍對上述棉線進行染色，染液配方染料濃度(染料與棉線的質量比)為4%，浴比I : 30，染色溫度為75°C，pH值為3-4，染色時間35min后，取出水洗備用；媒染劑硫酸銅硫酸銅用量(相對棉線的重量)為2%,將上述染色后的棉線放入其中進行固色，固色溫度為75°C,固色時間20min后,取出水洗后烘干。在沸水中沸煮I小時后取出水洗后烘干。測試棉線的K/S值和皂洗牢度。實施例I :棉線5g，在沸水中沸煮5min后，取出備用。將上述處理好的棉線放入到2%濃度(相對棉線重量)的殼聚糖改性劑溶液中，浴比I : 50，改性溫度為65°C，改性時間30min后，取出水洗后備用；分別采用桅子黃、茶樹果紅棕、大青葉靛藍對上述棉線進行染色，染液配方染料濃度(染料與棉線的質量比)為2%，浴比I : 50，染色溫度為75°C，pH值為7，染色時間SOmin后，取出水洗備用；固色液配方固色劑氯化鈉用量(相對棉線的重量)為5%,將上述染色后的棉線放入其中進行固色，固色溫度為50°C,固色時間50min后,取出水洗后烘干。在沸水中沸煮I小時后取出水洗后烘干。測試棉線的K/S值和皂洗牢度。實施例2 棉線5g，在沸水中沸煮3min后，取出備用。將上述處理好的棉線放入到3%濃度(相對棉線重量)的殼聚糖改性劑溶液中，浴比I : 30，改性溫度為90°C，改性時間40min后，取出水洗后備用；分別采用桅子黃、茶樹果紅棕、大青葉靛藍對上述棉線進行染色，染液配方染料濃度(染料與棉線的質量比)為8%，浴比I : 30，染色溫度為85°C，pH值為4-5，染色時間30min后，取出水洗備用；固色液配方固色劑亞硫酸鈉用量(相對棉線的重量)為4%,將上述染色后的棉線放入其中進行固色,固色溫度為70°C,固色時間35min后,取出水洗后烘干。在沸水中沸煮I小時后取出水洗后烘干。測試棉線的K/S值和皂洗牢度。實施例3 棉線5g，在沸水中沸煮4min后，取出備用。將上述處理好的棉線放入到4%濃度(相對棉線重量)的殼聚糖改性劑溶液中，浴比I : 40，改性溫度為95°C，改性時間35min后，取出水洗后備用；分別采用桅子黃、茶樹果紅棕、大青葉靛藍對上述棉線進行染色，染液配方染料濃度(染料與棉線的質量比)為5%，浴比I : 30，染色溫度為95°C，pH值為
3-4，染色時間60min后，取出水洗備用；固色液配方固色劑十二水合硫酸鋁鉀用量(相對棉線的重量)為I %，將上述染色后的棉線放入其中進行固色，固色溫度為85°C，固色時間20min后,取出水洗后供干。在沸水中沸煮I小時后取出水洗后供干。測試棉線的K/S值和皂洗牢度。實施例4 棉線5g，在沸水中沸煮5min后，取出備用。將上述處理好的棉線放入到5%濃度(相對棉線重量)的殼聚糖改性劑溶液中，浴比I : 45，改性溫度為75°C，改性時間20min后，取出水洗后備用；分別采用桅子黃、茶樹果紅棕、大青葉靛藍對上述棉線進行染色，染液配方染料濃度(染料與棉線的質量比)為5%，浴比I : 25，染色溫度為95°C，pH值為4-5，染色時間30min后,取出水洗備用；固色液配方固色劑朽1檬酸用量(相對棉線的重量)為3%,將上述染色后的棉線放入其中進行固色，固色溫度為65°C,固色時間30min后,取出水洗后烘干。在沸水中沸煮I小時后取出水洗后烘干。測試棉線的K/S值和皂洗牢度。實施例5 棉線5g，在沸水中沸煮4min后，取出備用。將上述處理好的棉線放入到2%濃度(相對棉線重量)的殼聚糖改性劑溶液中，浴比I : 15，改性溫度為85°C，改性時間40min后，取出水洗后備用；分別采用桅子黃、茶樹果紅棕、大青葉靛藍對上述棉線進行染色，染液配方染料濃度(染料與棉線的質量比)為6%，浴比I : 30，染色溫度為85°C，pH值為7，染色時間SOmin后，取出水洗備用；固色液配方固色劑亞硫酸鈉用量(相對棉線的重量)為5%,將上述染色后的棉線放入其中進行固色，固色溫度為85°C,固色時間50min后,取出水洗后烘干。在沸水中沸煮I小時后取出水洗后烘干。測試棉線的K/S值和皂洗牢度。實施例6 棉線5g，在沸水中沸煮5min后，取出備用。將上述處理好的棉線放入到2%濃度(相對棉線重量)的殼聚糖改性劑溶液中，浴比I : 40，改性溫度為80°C，改性時間30min后，取出水洗后備用；分別采用桅子黃、茶樹果紅棕、大青葉靛藍對上述棉線進行染色，染液配方染料濃度(染料與棉線的質量比)為4%，浴比I : 15，染色溫度為75°C，pH值為3-4， 染色時間35min后，取出水洗備用；固色液配方氯化鈉用量(相對棉線的重量)為3%，將上述染色后的棉線放入其中進行固色，固色溫度為85°C，固色時間35min后，取出水洗后烘干。在沸水中沸煮I小時后取出水洗后烘干。測試棉線的K/S值和皂洗牢度。實施例I 將上述實施例、對比例處理后的棉纖維使用DataColor測試儀進行K/S值測試(K/S值表示被測織物表面顏色深度)，皂洗牢度參照GB/T3921. 3-1997。從表I中可以看出，與對比例1、2、3的K/S值、皂洗牢度相比，改性、固色后的棉纖維K/S值和皂洗牢度比較好，且沸煮I小時后棉纖維K/S值和皂洗牢度變化不大，說明掉色很少。表I天然染料染棉纖維的K/S值和皂洗牢度
權利要求
1.一種棉纖維的天然染料染色方法，步驟如下 1)將棉纖維在沸水中沸煮3 5min，取出擰干，備用； 2)棉纖維改性天然改性劑用量為棉纖維質量的2% 5%，浴比為I: 15 I : 50，逐漸升溫至改性溫度為65 95°C，在染色機中進行，改性時間20 40min，取出水洗后備用； 3)棉纖維染色染料用量為棉纖維質量的2 8%，逐漸升溫至染色溫度為75 95°C，在染色機中進行，pH值為3-7，浴比為I : 15 I : 50，放入2)中的棉纖維，染色時間為30 80min，取出水洗后備用； 4)棉纖維固色固色劑用量為棉纖維質量的1% 5%，固色溫度為50 85°C，放入3)中的棉纖維，固色時間為20 50min，取出水洗后烘干；固色劑為氯化鈉、亞硫酸鈉、檸檬酸、十二水合硫酸鋁鉀中的一種或兩種。
2.權利要求I所述的棉纖維的天然染料染色方法，其特征為天然改性劑為殼聚糖。
3.權利要求I所述的棉纖維的天然染料染色方法，其特征為棉纖維染色的酸性調節劑為醋酸、檸檬酸、鹽酸中的一種或兩種。
全文摘要
本發明涉及一種棉纖維的天然染料染色方法，步驟如下1)棉纖維沸煮擰干備用；2)棉纖維改性；3)棉纖維染色；4)棉纖維固色固色劑用量為棉纖維質量的1%～5%，固色溫度50～85℃，放入3)中的棉纖維，固色時間20～50min，水洗后烘干；固色劑為氯化鈉、亞硫酸鈉、檸檬酸、十二水合硫酸鋁鉀中的一種或兩種。本發明選用了食品級固色劑，不僅解決了合成染料、重金屬給人類健康帶來的困擾，而且可以提高棉纖維的牢度，使染色后的棉纖維色光自然、柔和，且對人體和環境不會產生危害。
文檔編號D06P3/60GK102634993SQ20121002208
公開日2012年8月15日 申請日期2012年2月1日 優先權日2012年2月1日
發明者戴萍, 汪媛, 紀俊玲 申請人:常州美勝生物材料有限公司