一种提升天然染料染色牢度的方法

1.本发明涉及纺织品染色技术领域，特别是涉及一种提升天然染料染色牢度的方法。


背景技术：

2.天然染料由于其无毒、环保，且可兼具抗菌、防紫外线、驱虫等多功能属性，被广泛应用于服饰染制、特色食物制作、化妆品研制、抗菌整理、紫外防护等多个领域中。尤其在当下，随着全球绿色环保浪潮的影响提升，以及人们回归自然、崇尚自然的需求增加，生活品质不断进步，天然染料再一次进入人们的视野，成为备受青睐的资源。然而，由于天然染料在染色的过程中存在一些不足，其染色牢度较差，尤其是耐日晒牢度，使其在纺织品领域的应用受到限制。
3.天然染料染色应用中，通过媒染剂的使用可以提高天然染料对纤维的上染率以及各项染色牢度。天然多酚作为常用的媒染剂，适用于多种染料和纤维，是一种环保型媒染剂，这类环保型媒染剂是未来研究的重点。天然多酚中的酚羟基结构，使多酚、纤维和染料3者间通过氢键发生作用，有利于提高染料和织物间的结合牢度。另外这种天然多酚还可以作为抗氧化剂，降低由光激发产生自由基的浓度，减缓导致光氧化的链式反应的速率，避免染料分解或结构的变化，从而提高天然染料染色织物的耐日晒色牢度。但是，通过传统的浸渍和浸轧染色方法，多酚、染料的分子与纤维之间并没有形成稳定的价键结合，经过多次洗涤或晾晒后，其颜色有所降低。
4.因此，有必要提供一种提升天然染料染色牢度的方法。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种提升天然染料染色牢度的方法，以解决上述现有技术存在的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
7.一种提升天然染料染色牢度的方法，包括以下步骤：
8.(1)将前处理后的织物加入到改性液中改性，取出后干燥(无水洗)，所述改性液包括多酚和多胺；
9.(2)将干燥后的织物加到染液中，进行染色过程，取出后水洗，干燥，得到染色织物。
10.本发明的方法首先将织物进行前处理；然后加入到天然多酚/支化多胺改性液中改性；再加入到天然染液中染色。在弱碱性条件下，多酚中的邻苯二酚结构氧化为醌，与多胺中的氨基自由基通过共价相互作用形成网络交联聚合物，这种聚合物的酚羟基结构具有较强的黏附性能，能沉积在织物表面形成一层黏附层，该黏附层可作为二次功能化的平台，其中含氮官能团在一定的条件下电离，作为阳离子染座吸附阴离子染料。将酚胺协效运用到织物的改性中，能够更好地提高天然染料与织物间的结合牢度。所以本发明运用酚胺协
效的方法成功提高了天然染料染色牢度。该方法绿色环保、工艺简单，制备得到的织物具有较好的耐水洗、耐干湿摩擦、耐光色牢度，是一种新的提高天然染料与织物之间结合牢度的技术。
11.进一步地，步骤(1)所述前处理包括：在室温下将织物加入到净洗剂(优选为净洗剂ju，通过购买得到)中，升温至85-95℃，搅拌并净洗处理15min，取出织物并水洗，干燥。
12.进一步地，升温速度为1-3℃/min。
13.进一步地，步骤(1)中净洗剂的浓度为5g/l，浴比为1：30。
14.进一步地，步骤(1)所述改性液中多酚为1-4g/l，多胺为1-4g/l，ph为4.0-10.0，浴比为1：30。
15.进一步地，所述多酚为单宁酸(ta)，所述多胺为支化多胺，所述支化多胺优选聚乙烯亚胺(pei)。
16.进一步地，步骤(1)改性时间为3h。
17.进一步地，步骤(2)所述染液为天然染料25-100(％，o.w.f(染料与织物的重量比值))，ph为3.0-8.0，浴比1：30-50。
18.进一步地，所述天然染料由火龙果色素制成。
19.进一步地，步骤(2)染色温度为30-90℃，整理时间为10-60min。
20.进一步地，步骤(2)干燥温度为50-70℃，优选为60℃。
21.本发明的天然多酚可以作为媒染剂和抗氧化剂提高天然染料色牢度，先接枝支化聚乙烯亚胺，然后采用浸渍吸附改性的简单方式，将酚胺协同作用在织物上，提高染料与织物的结合牢度。采用多酚多胺改性织物，可以在织物上为染料提供更多结合位点的同时，酚胺的强共价相互作用还可以牢牢的将多酚固定在织物上，以弥补抗氧化剂因水洗而损失的不足。
22.本发明公开了以下技术效果：
23.1.本发明选择天然多酚及多胺作为浸渍改性试剂，酚胺协效处理织物为染料提供更多的结合位点，可以提升上染率、结合牢度。
24.2.本发明避免了以传统的浸渍和填充方法加入抗氧化剂的缺点，多酚中的儿茶酚结构和多胺的氨基自由基发生化学反应，形成稳定的共价键，提高染色织物的耐光稳定性。
25.3.本发明中使用的酚胺协效的方法具有普适性，适用于不同的织物，不同的天然染料。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
28.现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限
制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
29.应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值，以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
30.除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。
31.在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见得的。本发明说明书和实施例仅是示例性的。
32.关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
33.本发明的实施例提供一种提升天然染料染色牢度的方法，包括以下步骤：
34.(1)将前处理后的织物加入到改性液中改性，取出后干燥(无水洗)，所述改性液包括多酚和多胺；
35.(2)将干燥后的织物加到染液中，进行染色过程，取出后水洗，干燥，得到染色织物。
36.本发明的方法首先将织物进行前处理；然后加入到天然多酚/支化多胺改性液中改性；再加入到天然染液中染色。在碱性条件下，多酚中的邻苯二酚结构氧化为醌，与多胺中的氨基自由基通过共价相互作用形成网络交联聚合物，这种聚合物的酚羟基结构具有较强的黏附性能，能沉积在织物表面形成一层黏附层，该黏附层可作为二次功能化的平台，其中含氮官能团在一定的条件下电离，作为阳离子染座吸附阴离子染料。将酚胺协效运用到织物的改性中，能够更好地提高天然染料与织物间的结合牢度。所以本发明运用酚胺协效的方法成功提高了天然染料染色牢度。该方法绿色环保、工艺简单，制备得到的织物具有较好的耐水洗、耐干湿摩擦、耐光色牢度，是一种新的提高天然染料与织物之间结合牢度的技术。
37.本发明实施例中步骤(1)前处理包括：在室温下将织物加入到净洗剂(优选为净洗剂ju，通过购买得到)中，以1-3℃/min的升温速度升温至85-95℃，搅拌并净洗处理15min，取出织物并水洗，干燥。
38.本发明实施例中步骤(1)中净洗剂的浓度为5g/l，浴比为1：30。
39.本发明实施例中步骤(1)改性液中多酚为1-4g/l，多胺为1-4g/l，ph为4.0-10.0，浴比为1：30。
40.本发明实施例中的多酚为单宁酸(ta)、儿茶素和没食子酸，所述多胺为支化多胺，所述支化多胺优选聚乙烯亚胺(pei)，支化多胺和直链多胺的结构式如下：
[0041][0042]
本发明实施例中步骤(1)改性时间为3h。
[0043]
本发明实施例中步骤(2)所述染液为天然染料25-100(％，o.w.f)，ph为3.0-8.0，浴比1：30-50。
[0044]
本发明实施例中天然染料由火龙果色素制成。
[0045]
本发明实施例中步骤(2)染色温度为30-90℃，整理时间为10-60min。
[0046]
本发明实施例中步骤(2)干燥温度为50-70℃，优选为60℃。
[0047]
本发明的天然多酚可以作为媒染剂和抗氧化剂提高天然染料色牢度，先接枝支化聚乙烯亚胺，然后采用浸渍吸附改性的简单方式，将酚胺协同作用在织物上，提高染料与织物的结合牢度。采用多酚多胺改性织物，可以在织物上为染料提供更多结合位点的同时，酚胺的强共价相互作用还可以牢牢的将多酚固定在织物上，以弥补抗氧化剂因水洗而损失的不足。
[0048]
本发明实施例中的室温指的是25
±
1℃。
[0049]
以下实施例以火龙果色素为例，其它天然染料也适用。
[0050]
实施例1
[0051]
本实施例中所用织物是江苏盛虹集团有限公司提供的生物基pa56织物，其规格为77.8tex。
[0052]
(1)由于原布的情况会对织物后续的处理产生影响，所以首先要对织物进行前处理。前处理工艺中净洗剂ju浓度为5g/l，浴比为1：30。在室温下将生物基pa56织物加入到净洗剂溶液中，并以3℃/min的升温速度升温至95℃，搅拌并净洗处理15min，取出布样并水洗，然后置于烘箱中以60℃温度烘干。
[0053]
(2)天然多酚/支化多胺改性处理，改性液具体配方为：用tris(三(羟甲基)氨基甲烷)-hcl和蒸馏水配置ph值为7.0的缓冲溶液，在配制好的缓冲溶液中加入单宁酸2g/l，聚乙烯亚胺(pei-1700)2g/l，然后在室温下向改性液中加入步骤(1)处理后生物基pa56织物，浴比为1：30，在室温下浸渍3h，取出直接在60℃烘箱中烘干，所得改性织物布面zeta电位大幅上升，zeta电位达到29.8mv(原布zeta电位为-17.1mv)，增加了可与酸性染料火龙果色素结合的位点。zeta电位的数值，不光与加入单宁酸和聚乙烯亚胺的量有关，还与ph值有很大的关系，因为本发明染色是在弱酸性条件下进行，所以zeta电位均为正值，如果是在中性条件下的话，纯加ta会是负值，少量pei的加入就可以使电位变成正值，效果十分明显。
[0054]
(3)火龙果色素染色，染液具体配方为：以水为溶剂，火龙果色素100(％，o.w.f)，
以1.0mol/l稀盐酸、1.0mol/l氢氧化钠溶液调节火龙果色素染液的ph值为5.0，置于恒温震荡摇床中以1℃/min的程序升温至30℃。取2.0g改性后生物基pa56织物布样并投入100ml火龙果色素染液中，以1℃/min的程序升温至80℃，保温40min。取出布样，用水洗净，并置于烘箱中以60℃烘干。
[0055]
(4)按照国家标准gb/t 3920-2008《纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度》的有关规定对织物的耐摩擦色牢度进行评定。以及按照国家标准gb/t 8427-2019《纺织品色牢度试验耐人造光色牢度：氙弧》的有关规定对织物的耐光照色牢度进行评定。所得织物的耐干湿摩擦牢度均可达到4-5级，沾色牢度可达4-5级，褪色牢度可达3级，耐光照色牢度可达3级；同时，按照国家标准gb/t 18830-2009《纺织品防紫外线性能的评定》的有关规定对织物的抗紫外线性能进行评定。织物的抗紫外性能达到35.77，较原布而言也有一定提升(原布为6.46)。褪色色牢度和耐光牢度相较火龙果色素直接上染生物基pa56织物而言均提升1级。
[0056]
实施例2
[0057]
同实施例1，不同之处仅在于将步骤(2)中天然多酚单宁酸2g/l改为天然多酚没食子酸2g/l，其余均与实施例1相同，得到布面的zeta电位为23.7mv。
[0058]
色牢度测试标准同实施例1，所得织物的耐干湿摩擦牢度均可达到4-5级，沾色牢度可达4-5级，褪色牢度可达3级，耐光照色牢度可达3-4级。
[0059]
实施例3
[0060]
同实施例1，不同之处在于改变了织物，本实施例中所用织物是江苏大耀纺织有限公司提供的纯棉针织物练漂半制品，规格为40tex/2
×
32tex/2，128g/m2，其他与实施例1相同。
[0061]
色牢度测试标准同实施例1，所得织物的耐干湿摩擦牢度均可达到4级，沾色牢度可达4-5级，褪色牢度可达3级，耐光照色牢度可达3级。
[0062]
实施例4
[0063]
本实施例中所用织物是江苏大耀纺织有限公司提供的纯棉针织物练漂半制品，规格为40tex/2
×
32tex/2，128g/m2。
[0064]
同实施例1，不同之处在于改变了天然染料，从火龙果甜菜苷色素换成从椰枣核中提取的天然染料(化学成分为多酚)，其他与实施例1相同。
[0065]
色牢度测试标准同实施例1，所得织物的耐干摩擦牢度为5级(原布2-3级)，耐湿摩擦牢度为4级(原布2级)，沾色牢度可达5级(原布4-5级)，褪色牢度可达4-5级(原布3-4级)，耐光照色牢度可达4-5级(原布1-2级)。
[0066]
实施例5
[0067]
同实施例1，不同之处在于改变了织物，本实施例中所用织物是江苏阳光基团提供的纯毛布，规格为80支，其余均与实施例1相同。
[0068]
色牢度测试标准同实施例1，所得织物的耐干摩擦牢度为5级，耐湿摩擦牢度为4-5级，沾色牢度可达4-5级，褪色牢度可达3-4级，耐光色牢度可达4级。
[0069]
对比例1
[0070]
本实施例中所用织物是江苏盛虹集团有限公司提供的生物基pa56织物，其规格为77.8tex。
[0071]
同实施例1，不同之处在于步骤(2)缓冲溶液中只加入聚乙烯亚胺(pei-1700)2g/
l，不加入单宁酸。其余均与实施例1相同。所得改性织物布面zeta电位为31.2mv，高于酚胺共同改性的布面zeta电位。
[0072]
色牢度测试标准同实施例1，所得织物的耐干湿摩擦牢度均为4-5级，沾色牢度为4-5级，褪色牢度为3级，耐光照色牢度为2级。
[0073]
在本发明中，单宁酸不仅可以作为天然媒染剂增强织物与染料之间的结合力，还可以作为天然抗氧化剂提高织物的耐光牢度。本对比例未加入单宁酸，所以各项牢度应当都有所下降，但是除了耐光牢度，其他的牢度下降不明显。
[0074]
对比例2
[0075]
本实施例中所用织物是江苏盛虹集团有限公司提供的生物基pa56织物，其规格为77.8tex。
[0076]
同实施例1，不同之处在于步骤(2)缓冲溶液中只加入单宁酸2g/l，不加入聚乙烯亚胺。其余均与实施例1相同。所得改性织物布面zeta电位为2.3mv，低于酚胺共同改性的布面zeta电位。
[0077]
色牢度测试标准同实施例1，所得织物的耐干湿摩擦牢度均为3-4级，沾色牢度为3-4级，褪色牢度为2-3级，耐光照色牢度为2级。
[0078]
在本发明中，染色是在酸性条件下进行的，在酸性条件下单宁酸、聚乙烯亚胺、单宁酸和聚乙烯亚胺改性所得织物表面的zeta电位均为正值，但是单宁酸单独改性的织物表面的zeta电位最低。因此单宁酸改性的织物的上染百分率和色牢度较酚胺协效改性低。
[0079]
对比例3
[0080]
本实施例中所用织物是江苏大耀纺织有限公司提供的纯棉针织物练漂半制品，规格为40tex/2
×
32tex/2，128g/m2。
[0081]
同实施例1，不同之处在于：改变了天然染料，从火龙果甜菜苷色素换成从椰枣核中提取的天然染料(化学成分为多酚)以及不对织物进行步骤(2)处理，直接跳到步骤(3)的染色处理，其他与实施例1相同。
[0082]
色牢度测试标准同实施例1，所得织物的耐干摩擦牢度为2-3级，耐湿摩擦牢度为2级，沾色牢度可达4-5级，褪色牢度可达3-4级，耐光照色牢度可达1-2级左右。
[0083]
在本对比例中，因为改变了天然染料的种类，使用了从椰枣核中提取的天然染料，由于椰枣核的矿物成分以及大百分比的多酚衍生物(单宁酸)使得染色样品具有良好的耐湿处理牢度。但是，耐光牢度特别差，因为在没有任何助剂的保护作用下，天然染料受热和光照的影响容易被氧化分解。
[0084]
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。