专利名称：大黄、姜黄染料上染改性纤维素纤维织物的方法
技术领域：
本发明属于纺织染整技术领域，特别是天然植物染料用于纤维素纤维织物 的染色技术领域。
背景技术：
在全世界兴起绿色环保潮流的今天，纺织和服装趋向天然化，人们向往回 归大自然。受到"返朴归真"和"回归自然"的服饰潮流的影响，天然染料的利用与 工业化生产又成为热点。天然染料源于自然，对人体健康无害，而且与环境相 容性好，不污染环境，染液是生物可降解的。采用天然染料染色纤维素纤维 织物色泽自然、优雅、色调独特别致，不易重现，迎合人们追求个性化、多样 化的要求，同时还可赋予织物某些特殊功能，如抗菌、消炎等保健功能。不 但能美化人们的生活，赋予人们生理上和心理上的舒适感，还有利于环境保护。 随着人们生活水平的提高，对环保和健康越来越重视。天然染料染色备受人们 的青睐。我国植物染料资源丰富，有着悠久的植物染料染色的历史，只要合理 开发，则不但可以获得可观的社会效益和经济效益，更重要的是可以保持生态 平衡，改善生态环境。
姜黄和大黄是一种传统的天然染料。姜黄其主要成分是黄色的姜黄素、脱 甲氧基姜黄素和双脱甲氧基姜黄素。大黄的主要化学成分是大黄鞣质，能分解 产生葡萄糖没食子酸，其为以酯形式的配糖体，以及羟基蒽醌衍生物。此两种 染料是天然植物染料中最具有代表性的染料。
姜黄在汉方是作为药食两用的药材，具有破血行气、通经止痛等作用，另 外还有抗炎症、抑制细菌特别对枯草杆菌、金黄色葡萄球菌和大肠杆菌具有很 好的抑制作用。大黄染色的织物有很好的防紫外线性能。因此用天然染料染色 的织物对人体还具有一定的保健作用。
纤维素纤维在纺织工业中占有重要的地位，约占全世界纤维总量的65%。
纤维素纤维自然舒适，是人们喜爱的服装面料。天然纤维制品用天然植物染料 染色，实现了服装面料的纯天然化，用大黄、姜黄染料上染的纤维制品对人体 还具有一定的保健作用，提高了产品的附加值。符合新世纪人们对服装的要求， 是开发"生态服装"和"全绿服装"纺织品的一个很好的研究途径。但目前对天然植 物染料染色性能的研究主要集中在天然蛋白质纤维上，主要是由于天然纤维是 极性纤维，而天然植物染料是非极性的，彼此之间结合力很小、亲和力较差， 染料对纤维织物的固着率和上染率低，染后织物色泽不鲜艳，染色牢度低。但 通过对纤维素纤维进行改性处理，将纤维素的离子性由阴荷性转变成阳荷性； 使天然纤维和染料之间有一定的亲和力，就可以明显改善染料的固着率和上染
率。如专利号为200710032110.6的中国专利公开的基于棉纤维改性的天然染
料染色方法，仅局限使用在棉纤维的改性和染色方面。因此天然纤维广泛高效 的应用于天然染料的染色技术又成为研究和开发的热点。
参考文献
1. 郑光洪，冯西宁.染料化学[M].中国纺织出版社，2001: 301
2. 程万里.天然染料姜黄对真丝织物的染色性能研究[J].印染助剂，2002， 19(1): 31-34
3. 孙鑫.天然染料姜黄色素的化学改性及改性染料的染色性能研究[D].江苏苏 州大学.2002
4. 伏宏彬.纤维素纤维的化学改性与反应性染色[J].成都纺织高等专科学校学报 [J]， 2002， 19 (3) :5-9
5. 宫淑兰，万发东.柞丝绸天然植物染料染色[J].辽宁丝绸，1999， (1): 29-31
6. 严荣华.植物染料在中国的发展[J].上海丝绸，2003， (3): 15-18
7. 周宏湘.巻土重来的植物染料[J].丝绸，1995 (12): 61
8. 程万里，王艳，张蕙.大黄对真丝织物的染色性能研究[J].染整技术，1997， 19 (3): 16-18
9. 周秋宝，余志成.姜黄染料在毛织物染色中的应用[J].毛纺科技.2003， (4): 25-28
10. JEN-KUN LIN, SHOEI-YN， LIN國SHIAU. Mechanisms of Cancer Chemoprevention by Curcumin. Proc. Natl. Sci. Counc. ROC(B).2001.25(2):59 66.
11. CAC Araiijo, LL Leon. Biological Activities of Curcuma longa L Mem Inst Oswaldo Cruz, Rio de Janeiro, 2001,96(5):723-728.
12. 樊书旗,张保军,李春林.天然姜黄素及其在果蔬饮料中的应用[J].中国食品添 力口剂,2002(5):57 59,78.
13. 冯新星，陈建勇.天然染料大黄防紫外性能的研究[J].纺织学报,2004,25 (1) :13-15.
14. Aj oy K S. BMC Dermatology[EB/OL].
发明内容
针对上述现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种工艺简单、上染 率高，染色质量好，无环境污染的天然染料上染改性纤维素纤维织物的方法。
本发明的技术方案是首先用季铵盐阳离子改性剂，对纤维素纤维织物进 行季铵基改性，将纤维素的离子性由阴荷性转变成阳荷性；然后制取大黄和姜 黄染料的萃取液，用直接染色工艺对改性纤维素纤维织物进行染色。
染色机理是染料的羟基在水溶液中电离，生成氧负离子，可与改性纤维 素纤维织物的季铵基阳离子染座以离子键结合；此外，染料还可与纤维素分子 以范德华力和氢键相结合。以此增加最终产品的耐洗和耐摩擦性能，提高产品 的色牢度。
本发明的技术方案分为如下步骤
1.纤维素纤维织物的改性工艺
纤维素纤维织物的改性将纤维素纤维织物按1: 30的浴比(布质量改 性溶液质量)放入由改性剂(50 60g/l)和NaOH (12~18g/l)配制而成的改性 溶液里，在室温下以2"C/min的升温速度升温到65 75'C，反应40 60min;
改性后处理改性后的纤维素纤维织物用热水洗40 5(TC洗10min—冷水 洗—酸洗HAC2 3g/1洗2min—水洗至中性—烘干。
其中所述改性剂为含有氯醇基阳离子化合物中的任何一种，如3_氯_ 2—羟基三甲基硫酸铵或3_氯_2_羟基三甲基氯化铵。
2.大黄、姜黄染料萃取工艺
萃取剂浓度为15 45g/l的NaOH水溶液
大黄染料萃取工艺大黄染料浓度90~110g/l， NaOH浓度35~45g/l，在 75 85。C温度下，萃取40 50min，重复萃取3次，用过滤法将滤渣除去，合并三 次大黄染料萃取液备用。
姜黄染料萃取工艺姜黄染料浓度卯 110g/1， NaOH浓度15~25g/l，在 65 75'C温度下，萃取70 80min，用过滤法将滤渣除去，得到姜黄染料萃取液。 3.染色工艺
染液对改性纤维素纤维织物进行染色、水洗和干燥后，再经皂洗、水洗和 干燥，完成纤维素纤维织物的染色。
大黄染液上染改性纤维素纤维织物改性纤维素纤维织物按1:40 1:50的浴 比放入大黄染液浓度为80~100ml/l的染色溶液里，调PH值为6.5 7.5，在75~85°C 温度下，染色45 60min;
姜黄染液上染改性纤维素纤维织物改性纤维素纤维织物按1:40 1:50的浴 比放入姜黄染液浓度为90 110ml/l的染色溶液里，调PH值为4.8~5.2，在65 75°C 温度下，染色45 60min;
染色后的纤维素纤维织物经过水洗和干燥后，进行皂洗Na2CCb浓度 0.8~1.2g/L，中性肥皂浓度1.5~2.5g/L，浴比1:30 ~1:40，温度45~50°C,皂洗 20 25min后，再进行最后的水洗和干燥。
其中所述浴比染色中是布质量与染色溶液质量之比；皂洗中是布质量与 皂洗液质量之比。
本发明适用的织物纤维材料为
天然植物纤维包括棉、亚麻、苎麻、剑麻、竹纤维、椰子纤维等； 再生纤维素纤维包括粘胶、天丝、莫代尔； 半合成纤维包括二醋酯纤维；三醋酯纤维。
按照GB/T.3921.1-1997纺织品色牢度试验耐洗色牢度，GB7565-87纺织品色 牢度试验棉和粘胶标准贴衬织物规格和GB6151-857纺织品色牢度试验色牢度 的评定，进行织物色牢度测试分析。结果显示染后织物的耐摩擦色牢度和耐水 洗色牢度均达到服用织物要求耐水洗色牢度可达到3 4级，干摩擦色牢度可
达到4 5级，湿摩擦色牢度可达到3 4级。
与现有技术相比，本发明突出的特点是
1. 通过对纤维织物进行的季铵盐阳离子改性，增加了染料和纤维素彼此之 间的结合力，提高了染料对纤维织物的固着率和上染率，具有染色质量好，色
牢度稳定的特点；
2. 色泽自然、优雅，色调独特别致，不易重现，迎合人们追求个性化、多 样化的要求；
3. 染色工艺简单易行，不需要媒染固色等，无环境污染，综合成本低，经 济效益、环境效益显著的特点；
4. 大黄、姜黄染料是天然药用植物，易扩大种植，可以实现规模化生产；
5. 染后织物可赋予特殊的药用功能，是生态、安全、无毒，又有保健功效 的天然染料染色织物，具有工业化生产和应用的前景。
具体实施例方式
实施例l姜黄用于改性棉织物的染色
1. 棉织物的改性
改性剂为3 —氯一2 —羟基三甲基氯化铵
按改性剂50 g/1和NaOH 15g/l配制改性溶液，棉织物按1: 30的浴比放入 其中，在室温下以2。C/min的升温速度升温至7(TC,在70。C反应50min且不断 搅拌；经过改性后的棉织物用热水洗45"C洗10min—冷水洗—酸洗HAC 2g/1 洗2min—水洗至中性—烘干。
2. 姜黄染料的萃取
萃取剂20g/l的NaOH水溶液
在20g/1的NaOH中，加入100g/l粉碎后的姜黄粉并充分混合，在7(TC温 度下，萃取75min，用过滤法将滤渣除去，得到姜黄染料萃取液。
3. 姜黄染液对改性棉织物的染色
改性棉织物按1:40的浴比，放入姜黄染液浓度为90ml/l的染色溶液里，调 PH值为5.0，在70'C温度下，染色45min;对染色后的棉织物进行水洗和干燥 后，再在Na2C03lg/L，中性肥皂2g/L，浴比1: 30和温度5(TC的条件下，皂洗 20min，最后经过水洗和干燥后的棉织物为黄色，耐水洗色牢度3级，干摩擦 色牢度4级，湿摩擦色牢度3 4级。 实施例2姜黄用于改性亚麻织物的染色
1. 亚麻织物的改性
改性剂为3 —氯一2 —羟基三甲基氯化铵
按改性剂52 g/1和NaOH 17g/l配制改性溶液，亚麻织物按1: 30的浴比放 入其中，在室温下以2'C/min的升温速度升温至75。C，在75。C反应50min且不 断搅拌；经过改性后的亚麻织物用热水洗45"C洗10min—冷水洗—酸洗HAC 2g/1洗2min—水洗至中性—烘干。
2. 姜黄染料的萃取
萃取剂20g/l的NaOH水溶液
在20g/l的NaOH中，加入100g/l粉碎后的姜黄粉并充分混合，在7(TC温 度下，萃取75min，用过滤法将滤渣除去，得到姜黄染料萃取液。
3. 姜黄染液对改性亚麻织物的染色
改性亚麻织物按1:40的浴比，放入姜黄染液浓度为lOOml/1的染色溶液里， 调PH值为4.8，在75"C温度下，染色50min;对染色后的亚麻织物进行水洗和 干燥后，再在Na2C03l.2g/L，中性肥皂1.8g/L，浴比1: 30和温度48"C的条件 下，皂洗20min，最后经过水洗和干燥后的亚麻织物为黄色，耐水洗色牢度3~4 级，干摩擦色牢度4级，湿摩擦色牢度3~4级。
实例3大黄用于改性亚麻织物的染色
1. 亚麻织物改性
改性剂为3 —氯一2—羟基三甲基硫酸铵
按改性剂55 g/1和NaOH 16g/l配制改性溶液，亚麻织物按1: 30的浴比放 入其中，在室温下以2°C/min的升温速度升温至72°C ，在72'C反应60min且不 断搅拌；经过改性后的亚麻织物用热水洗45。C洗10min—冷水洗—酸洗HAC 3g/1洗2min—水洗至中性—烘干。
2. 大黄染料的萃取
萃取剂40g/l的NaOH水溶液
在40g/1的NaOH中，加入100g/l粉碎后的大黄粉并充分混合，在8(TC温 度下，萃取40min，重复萃取3次，过滤得到大黄染料萃取液，合并三次大黄染 液萃取液备用。
3.大黄染液对改性亚麻织物的染色
改性亚麻织物按1:40的浴比，放入大黄染液浓度为80ml/l的染色溶液里， 调PH值为7.0，在8(TC温度下，染色45min;对染色后的亚麻织物进行水洗和 干燥后，再在Na2C03l.2g/L，中性肥皂2.2g/L，浴比1: 35和温度48。C的条件 下，皂洗24min，最后经过水洗和干燥后的亚麻织物为咖啡色，耐水洗色牢度 3~4级，干摩擦色牢度4~5级，湿摩擦色牢度4级。
实例4大黄用于改性棉织物的染色
1. 棉织物改性
改性剂为3 —氯一2—羟基三甲基硫酸铵
按改性剂52g/l和NaOH 15g/l配制改性溶液，棉织物按1: 30的浴比放入 其中，在室温下以2。C/min的升温速度升温至65t:，在65'C反应60min且不断 搅拌；经过改性后的棉织物用热水洗4CTC洗10min—冷水洗—酸洗HAC 3g/1 洗2min—水洗至中性—烘干。
2. 大黄染料的萃取
萃取剂40g/l的NaOH水溶液
在40g/1的NaOH中，加入100g/l粉碎后的大黄粉并充分混合，在8(TC温 度下，萃取40min，重复萃取3次，过滤得到大黄染料萃取液，合并三次大黄染 液萃取液备用。
3. 大黄染液对改性棉织物的染色
改性棉织物按1:40的浴比，放入大黄染液浓度为90ml/l的染色溶液里，调 PH值为7.2,在85T:温度下，染色50min;对染色后的棉织物进行水洗和干燥 后，再在Na2CO3l.0g/L，中性肥皂2.0g/L，浴比l: 40和温度45。C的条件下， 皂洗25min，最后经过水洗和干燥后的棉织物为咖啡色，耐水洗色牢度3 4级， 干摩擦色牢度4~5级，湿摩擦色牢度4级。
实例5大黄用于改性粘胶织物的染色
1. 粘胶织物改性
改性剂为3 —氯一2 —羟基三甲基硫酸铵
按改性剂52 g/1和NaOH 16g/l配制改性溶液，粘胶织物按1: 30的浴比放 入其中，在室温下以2。C/min的升温速度升温至65"，在65"C反应55min且不 断搅拌；经过改性后的粘胶织物用热水洗4(TC洗lOmin—冷水洗—酸洗HAC 3g/1洗2min—水洗至中性—烘干。
2. 大黄染料的萃取
萃取剂40g/l的NaOH水溶液
在40g/1的NaOH中，加入100g/l粉碎后的大黄粉并充分混合，在80'C温 度下，萃取40min，重复萃取3次，过滤得到大黄染料萃取液，合并三次大黄染 液萃取液备用。
3. 大黄染液对改性粘胶织物的染色
改性粘胶织物按1:40的浴比，放入大黄染液浓度为90ml/l的染色溶液里， 调PH值为7.0，在75"C温度下，染色45min;对染色后的粘胶织物进行水洗和 干燥后，再在Na2C03l.2g/L，中性肥皂2.0g/L，浴比l: 30和温度45。C的条件 下，皂洗20min，最后经过水洗和干燥后的粘胶织物为咖啡色，耐水洗色牢度 4级，干摩擦色牢度4 5级，湿摩擦色牢度4级。
权利要求
1.一种大黄、姜黄染料上染改性纤维素纤维织物的方法，其特征在于首先用季铵盐阳离子改性剂，对纤维素纤维织物进行季铵基改性，将纤维素的离子性由阴荷性转变成阳荷性；然后制取大黄和姜黄染料的萃取液；用直接染色工艺对改性纤维素纤维织物进行染色，本发明的技术方案分为如下步骤(1)纤维素纤维织物的改性工艺纤维素纤维织物的改性将纤维素纤维织物按1∶30的浴比放入由改性剂(50～60g/l)和NaOH(12～18g/l)配制而成的改性溶液里，在室温下以2℃/min的升温速度升温到65～75℃，反应40～60min；改性后处理改性后的纤维素纤维织物用热水洗40～50℃洗10min→冷水洗→酸洗HAC 2～3g/l洗2min→水洗至中性→烘干；其中所述浴比是布质量与改性溶液质量之比；(2)大黄、姜黄染料萃取工艺萃取剂浓度为15～45g/l的NaOH水溶液大黄染料萃取工艺大黄染料浓度90～110g/l，NaOH浓度35～45g/l，在75～85℃温度下，萃取40～50min，重复萃取3次，用过滤法将滤渣除去，合并三次大黄染料萃取液备用；姜黄染料萃取工艺姜黄染料浓度90～110g/l，NaOH浓度15～25g/l，在65～75℃温度下，萃取70～80min，用过滤法将滤渣除去，得到姜黄染料萃取液；(3)染色工艺染液对改性纤维素纤维织物进行染色、水洗和干燥后，再经皂洗、水洗和干燥，完成纤维素纤维织物的染色；大黄染液上染改性纤维素纤维织物改性纤维素纤维织物按1∶40～1∶50的浴比放入大黄染液浓度为80～100ml/l的染色溶液里，调PH值为6.5～7.5，在75～85℃温度下，染色45～60min；姜黄染液上染改性纤维素纤维织物改性纤维素纤维织物按1∶40～1∶50的浴比放入姜黄染液浓度为90～110ml/l的染色溶液里，调PH值为4.8～5.2，在65～75℃温度下，染色45～60min；染色后的纤维素纤维织物经过水洗和干燥后，进行皂洗Na2CO3浓度0.8～1.2g/L，中性肥皂浓度1.5～2.5g/L，浴比1∶30～1∶40，温度45～50℃，皂洗20～25min后，再进行最后的水洗和干燥；其中所述浴比染色中是布质量与染色溶液质量之比；皂洗中是布质量与皂洗液质量之比。
1. 一种大黄、姜黄染料上染改性纤维素纤维织物的方法，其特征在于首先 用季铵盐阳离子改性剂，对纤维素纤维织物进行季铵基改性，将纤维素的离子性由阴荷性转变成阳荷性；然后制取大黄和姜黄染料的萃取液；用直接染色工 艺对改性纤维素纤维织物进行染色，本发明的技术方案分为如下步骤(1) 纤维素纤维织物的改性工艺纤维素纤维织物的改性将纤维素纤维织物按1: 30的浴比放入由改性剂(50 60g/l)和NaOH (12~18g/l)配制而成的改性溶液里，在室温下以2。C/min 的升温速度升温到65 75°C ，反应40 60min;改性后处理改性后的纤维素纤维织物用热水洗40 5(TC洗lOmin—冷水 洗—酸洗HAC2 3g/1洗2min—水洗至中性—烘干；其中所述浴比是布质量与改性溶液质量之比；(2) 大黄、姜黄染料萃取工艺萃取剂浓度为15 45g/l的NaOH水溶液大黄染料萃取工艺大黄染料浓度90~110g/l， NaOH浓度35~45g/l，在 75 85。C温度下，萃取40 50min，重复萃取3次，用过滤法将滤渣除去，合并三 次大黄染料萃取液备用；姜黄染料萃取工艺姜黄染料浓度90~110g/l， NaOH浓度15~25g/l，在 65 75X:温度下，萃取70 80min，用过滤法将滤渣除去，得到姜黄染料萃取液；(3)染色工艺染液对改性纤维素纤维织物进行染色、水洗和干燥后，再经皂洗、水洗和 干燥，完成纤维素纤维织物的染色；大黄染液上染改性纤维素纤维织物改性纤维素纤维织物按1:40 1:50的浴 比放入大黄染液浓度为80 100ml/l的染色溶液里，调PH值为6.5~7.5，在75 85°C 温度下，染色45 60min;姜黄染液上染改性纤维素纤维织物改性纤维素纤维织物按1:40-1:50的浴 比放入姜黄染液浓度为90~110ml/l的染色溶液里，调PH值为4.8~5.2，在65~75°C 温度下，染色45 60min;染色后的纤维素纤维织物经过水洗和干燥后，进行皂洗Na2CCb浓度 0.8~1.2g/L，中性肥皂浓度1.5 2.5g/L，浴比1:30 1:40,温度45~50°C，皂洗 20 25min后，再进行最后的水洗和干燥；其中所述浴比染色中是布质量与染色溶液质量之比；皂洗中是布质量与 皂洗液质量之比。
2. 根据权利要求1所述的大黄、姜黄染料上染改性纤维素纤维织物的方法， 其特征在于所述改性剂为含有氯醇基阳离子化合物中的任何一种，如3 —氯 一2—羟基三甲基硫酸铵或3_氯—2—羟基三甲基氯化铵。
3. 根据权利要求1所述的大黄、姜黄染料上染改性纤维素纤维织物的方法，其特征在于所述织物纤维材料为天然植物纤维、再生纤维素纤维或半合成纤维。
全文摘要
一种大黄、姜黄染料上染改性纤维素纤维织物的方法，依次包括下列步骤1.纤维素纤维织物季铵基改性改性剂(50～60g/l)，NaOH(12～18g/l)，在65～75℃，反应40～60min，浴比1∶30；改性后处理热水洗(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)萃取剂制备染液；3.用直接染色工艺对改性纤维素纤维织物染色、水洗和干燥后，再经皂洗、水洗和干燥。本发明工艺简单易行，不需媒染固色等，上染率高，染色质量好，其耐摩擦色牢度和耐水洗色牢度均达到3级以上，无毒、无污染，成本低，经济效益和环境效益显著。
文档编号D06P1/34GK101349020SQ20081001303
公开日2009年1月21日 申请日期2008年8月28日 优先权日2008年8月28日
发明者吕丽华, 坚 吴 申请人:大连工业大学