板栗壳色素染棉纱方法

技术领域

本发明涉及纺织中纱线染色领域，具体是运用天然植物染料板栗壳色素对纱线进行染色的工艺流程。

背景技术

自从化学合成染料发现及使用以来，曾常用的天然染料不再广泛被人们所采用，纺织中染色大部分采用合成染料，天然染料的应用不到1％。近年来，随着人们环保意识的提高及对健康、保健纺织产品的重视程度加深，天然染料又一次进入到大众视野。植物染料在天然染料中占比很大，取自于植物的各个器官如根、茎、叶、花、果实、种子，目前可以用于纺织品染色的植物染料品种远远多于动物染料或矿物染料，是天然染料的主体。

板栗壳染料属于棕色系的天然染料，由于板栗壳色素来源于板栗加工所产生的废料板栗壳，其提取及应用方面的研究很有应用价值及实际意义。既是废弃植物资源综合利用的有效途径，也为纺织行业提供一种低成本的天然棕色染料。目前板栗壳色素提取有以下几种方法：溶剂浸提法、超声波提取法、微波提取法、超临界流体萃取法、酶法提取法。

目前常规的染色工艺为：前处理—水洗—染液配置—水洗—媒染—皂洗、干燥。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种板栗壳色素染棉纱方法。

为解决上述技术问题，本发明提供一种板栗壳色素染棉纱方法，包括以下步骤：

步骤一、预处理：

将精炼剂、H

将棉纱(纯棉纱)放入溶液中进行浸泡；升温至90±5℃，并持续保温加热30±2min，取出棉纱后水洗(水洗时间约为5～10min)；得预处理后棉纱；

步骤二：染液配置：

直接以板栗壳色素原液作为染液，或者将板栗壳色素原液加水配制成染液；

实际中，可根据色卡颜色配置所需浓度比不同的染液；

步骤三：染色：

在步骤一所得的预处理后棉纱中加入步骤二所得的染液，控制浴比为1：50±10(质量比)；并加入元明粉，元明粉与染液的用量比为13～17g/L(优选15g/L)，升温至90±5℃，并持续保温加热60±2min，然后将染好的棉纱水洗(水洗的目的是洗去纱线表面的浮色)；

说明：步骤一所得的预处理后棉纱无需沥干，可直接放入染液中；

步骤四：媒染：

将柠檬酸、明矾和水配制成媒染液，柠檬酸：水＝(0.5±0.1)％的质量比，明矾：水＝(5±0.5)％的质量比；

按照步骤一的棉纱：媒染液＝1：(30±5)的质量比，将步骤三所得的水洗后的染色纱线放入至媒染液中，升温至98±5℃，并持续保温加热30±2min；

说明：步骤三所得的水洗后的染色纱线无需沥干，可直接放入媒染液中；此步骤四的目的是为了染色更加充分；

步骤五：后处理：

按照步骤一的棉纱：水＝1：(20±5)的质量比，将步骤四所得的媒染后纱线直接加入至皂洗剂和水中于95±5℃加热10～20min，皂洗剂与水的体积用量比为1.8～2.2g/L(优选2g/L)；取出后水洗(水洗1～2遍)。

作为本发明的板栗壳色素染棉纱方法的改进，板栗壳色素原液的制备方法：

在25kg板栗壳中加入300±30L水以及加入3±0.3kgNa

作为本发明的板栗壳色素染棉纱方法的进一步改进

所述步骤一中：溶液中的水与棉纱的质量比为(10±1):1

所述步骤二中：所述板栗壳色素原液：水＝40:0.1～40的质量比。

本发明在发明过程中，充分考虑了以下方面：

(1)关于板栗壳色素原液的制备，对于工厂大批量的生产首先要考虑成本的问题，本发明采用溶液浸提取的方法。本发明在提取之后加入浓缩的过程，从而得到浓缩原液，因此可以根据色卡的色号配比出不同的浓度的颜色，便于染色。

(2)对于板栗壳色素染棉纱方法，由于植物染料固色性能较差，对于化纤类织物染色效果不突出，故考虑纯棉纱线的染色。且设置了特定的染色工艺流程。

(3)板栗壳中提取出来的板栗壳色素属于黄酮类，色调上属于一般植物原料中得到的棕色系列。板栗壳色素是一种水溶性好、着色力强、性质稳定的天然棕色素，且具有一定的抗氧化和抑菌作用。使用提取的板栗壳色素对纯棉纱线进行染色，可以使纱线具有抗氧化和抑菌的作用。

本发明的有益效果主要体现在：

(1)对于本发明的天然植物染料板栗壳色素来自于废弃的板栗壳，不仅能解决环境问题，还能使之再次利用。

(2)使普通的棉纱在经过植物染色之后，使纱线具有一定的功能性，抗氧化和抑菌的作用。

(3)使用所染的棉纱进行织物的织造，便于大批量的生产。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。

图1为步骤一预处理的工艺图；

图2为步骤三染色的工艺图；

图3为步骤四媒染的工艺图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此：

在本发明中，板栗壳色素原液的制备方法：

在25kg板栗壳中加入300L水以及加入3kgNa

本发明的其余成分均能通过常规的市购方式获得，例如：精炼剂选用宏翔达公司生产的301精炼剂；

皂洗剂选用旭美化工公司生产的DM-NL215皂洗剂。

本发明中未明确提及的温度均为15～25℃的常温。

实施例1、一种板栗壳色素染棉纱方法，依次进行以下步骤：

步骤一、预处理，如图1所示：

将精炼剂、H

向容器内加入上述溶液，并放入棉纱(纯棉纱)进行浸泡；溶液中的水与棉纱的质量比为10:1，容器内的起始温度26℃，升温至90℃，并持续保温加热30min，取出棉纱后水洗，水洗时间约为5～10min；得预处理后棉纱；

步骤二：染液配置：

将板栗壳色素原液加水配制成染液；所述板栗壳色素原液：水＝40:1的质量比；

实际中，可根据色卡颜色配置所需浓度比不同的染液。

步骤三：染色：

在常温下将步骤一所得的预处理后棉纱加入到染缸内，然后加入配置好的染液，控制浴比为1：50(质量比)；同时加入元明粉，元明粉与染液的用量比为15g/L，升温至90℃，并持续保温加热60min，然后将染好的纱线水洗一次，水洗的目的是洗去纱线表面的浮色。

说明：步骤一所得的预处理后棉纱无需沥干，可直接放入染液中；

步骤四：媒染：

于染缸内，将柠檬酸、明矾和水配制成媒染液，柠檬酸：水＝0.5％的质量比，明矾：水＝5％的质量比；

按照步骤一的棉纱：媒染液＝1：30的质量比，将步骤三所得的水洗后的染色纱线放入至染缸内的媒染液中，升温至98℃，并持续保温加热30min。

说明：步骤三所得的水洗后的染色纱线无需沥干，可直接放入媒染液中；此步骤四的目的是为了染色更加充分。

步骤五：后处理：

按照步骤一的棉纱：水＝1：20的质量比，将步骤四所得的媒染后纱线直接加入至皂洗剂和水中于95℃加热10～20min，皂洗剂与水的体积用量比为2g/L；取出后水洗1～2遍。

实验1、对实施例1所得的板栗壳色素染棉纱按照常规方式编织成织物，然后进行常规测试：

说明：以下实验中：等级评定基于1至5的5级等级，其中1为差，5为好。

(1)水洗色牢度(BS EN ISO 105C06:2010；在40℃下用4g/l肥皂溶液和1g/l肥皂溶液机含10个钢球的NaCO3)：

变色：4～5；

染色：4～5。

(2)摩擦色牢度(BS EN ISO 105-X12:2016)：

干摩擦：4～5；

湿摩擦4～5。

(3)光照色牢度(BS EN ISO 105B02:2002；使用氙弧灯)：

耐晒等级 3～4。

(4)水渍色牢度(BS EN ISO 105E01:1996)：

变色 4～5；

染色 4～5。

(5)汗渍色牢度(BS EN ISO 105E04-2009)：

酸测试：

变色 4～5；

染色 4～5；

碱测试：

变色 4～5；

染色 4～5。

(6)板栗壳色素对大肠杆菌的抑菌作用

备注：视抑菌圈直径小于8mm为抑菌效果不明显或无抑菌作用。(+)：有抑菌作用(-)：无抑菌作用。

(7)抗氧化性能测试

取板栗壳染色织物0.15g，浸入5mL 15.60μg/mL的DPPH溶液[DPPH·(二苯基苦味肼基自由基)，由于存在共轭的苯环与吸电子的硝基，是一种以氮为中心稳定的自由基。将其配制成乙醇溶液，呈现绚丽的紫色，并在517nm处有最大吸收峰，由于清除剂的加入，DPPH·自由基被结合或替代，使其醇溶液的紫色变浅，A517nm降低，直至稳定。因此，可以通过在517nm处测定染色织物对DPPH·的清除效果来评价其抗氧化能力中，迅速摇匀，在阴凉避光处静置30min。在517nm处测定吸光度A，按照公式计算对DPPH的清除率：

测定517nm处空白样的吸光度为0.8070，最佳条件下染色织物的吸光度为0.4961，由此可知，染色织物对DPPH的清除率为38.53％，具有较强的抗氧化能力。

对比例1-1、将实施例1步骤三中的元明粉的用量降低为“5g/L”，其余等同于实施例1。

对比例1-2、将实施例1步骤三中的元明粉的用量增加为“30g/L”，其余等同于实施例1。

对比例2-1、将实施例1步骤四中的“0.5％柠檬酸、5％明矾”改成“7％明矾”，其余等同于实施例1。

对比例2-2、将实施例1步骤四中的“0.5％柠檬酸、5％明矾”改成“1.5％柠檬酸、4％明矾”，其余等同于实施例1。

将上述4个对比例，按照上述实验方法进行检测，其主要的性能与本发明实施例1的对比结果如下表1：

表1

最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。