本發(fā)明屬紡織染整技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種纖維素纖維織物天然染料染色方法。
背景技術(shù)：
天然染料源自自然，用其染色的紡織品色澤柔和自然、味道清新淡雅，且大多數(shù)用來提取染料的植物本身就是中草藥，從而使得天然染料染色紡織品具有一定的抗菌性能，因此，天然染料染色紡織品受到越來越多的人喜愛。一般天然染料對蠶絲、羊毛等蛋白質(zhì)纖維的可染性較好，由于纖維素纖維上的反應(yīng)基團(tuán)單一，天然染料對纖維素纖維織物的上染性能普遍較差，通常需要進(jìn)行一些改性處理。
我國是制革大國，皮革生產(chǎn)過程中，產(chǎn)生大量的制革下腳料。這些隨意拋棄的制革下腳料不僅造成資源的浪費(fèi)，而且還導(dǎo)致環(huán)境污染。制革下腳料富含18種氨基酸，與人體皮膚有很好的親和性。目前，僅有少量明膠蛋白用于紡織品后整理的報道，采用制革下腳料制備膠原蛋白整理液，用于纖維素纖維預(yù)處理，然后再用天然染料對其進(jìn)行染色，該方法未見類似報道。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明解決的技術(shù)問題是，首先從無機(jī)鞣革下腳料中提取膠原蛋白，用其對纖維素纖維織物進(jìn)行處理，再用天然染料對處理后的纖維素纖維織物進(jìn)行染色，以提高纖維素纖維天然染料染色性能。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是：一種纖維素纖維織物天然染料染色方法，其特征在于：包括以下步驟：
(1)膠原蛋白水解液的制備：準(zhǔn)確稱取一定量的制革下腳料，將其加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％-20％NaOH溶液中，制革下腳料與NaOH溶液質(zhì)量之比為1:8-1:16，然后在80-100℃下水解1-3h；水解結(jié)束后，過濾，得到的黃色粘稠液即膠原蛋白水解液，采用冰醋酸調(diào)節(jié)水解液pH值至中性，備用；
(2)纖維素纖維織物預(yù)處理：準(zhǔn)確量取100mL上述膠原蛋白水解液，將纖維素纖維織物浸入膠原蛋白水解液中，兩浸兩軋，軋余率80％-90％，60-75℃預(yù)烘5-10min后，再浸泡在一定濃度的交聯(lián)劑溶液中，一定溫度下交聯(lián)反應(yīng)一定時間，反應(yīng)結(jié)束后，水洗3-5次，80-85℃下烘干，備用；
(3)天然染料染色：采用天然染料對經(jīng)步驟(2)處理的纖維素纖維織物進(jìn)行染色，天然染料用量為2-4％(o.w.f)，浴比1:10-30，染色溫度60-90℃，染色時間30-90min，染色結(jié)束后，織物經(jīng)水洗3-5次，自然晾干。
作為優(yōu)選，步驟(1)中所述的制革下腳料為鉻鞣革下腳料、鋁鞣革下腳料、鐵鞣革下腳料、鋯鞣革下腳料、鈦鞣革下腳料、稀土鞣革下腳料中的一種。
作為優(yōu)選，步驟(2)中所述的纖維素纖維織物為棉、麻、粘膠織物或兩者的交織物。
作為優(yōu)選，步驟(2)中所述的交聯(lián)劑為六亞甲基二異氰酸酯、對苯二異氰酸酯、甲苯-2,4-二異氰酸酯、二苯甲烷二異氰酸酯中的一種，交聯(lián)劑溶液為上述二異氰酸酯的乙醇溶液，二異氰酸酯與無水乙醇的質(zhì)量之比為0.2-0.6:50。
作為優(yōu)選，步驟(2)中所述的交聯(lián)反應(yīng)溫度為20-50℃，交聯(lián)反應(yīng)時間12-24h。
作為優(yōu)選，步驟(3)中所述的天然染料為提取自姜黃、茜草、梔子黃、石榴皮、板栗殼、芡實殼、桑葚、紫草、荷葉、黃芩、槐花、紅花、蘇木、黃柏、黃連、五倍子或茶葉這些植物的染料。
本發(fā)明選用無機(jī)鞣革下腳料堿性水解制備膠原蛋白水解液，水解后通過過濾可除去無機(jī)鞣革中絕大部分無機(jī)金屬鹽鞣劑，殘存在膠原蛋白水解液中微量的無機(jī)金屬鹽鞣劑，在后續(xù)的天然染料染色過程中，起到媒染劑的作用；采用二異氰酸酯作為交聯(lián)劑，膠原蛋白上的氨基、羧基、羥基以及纖維素纖維上的氨基可與異氰酸酯基發(fā)生共價交聯(lián)，提高膠原蛋白與紡織品的結(jié)合牢度。
本發(fā)明的有益效果在于：
(1)以制革下腳料為原料，制備膠原蛋白水解液，減少皮革膠原蛋白的浪費(fèi)，利于環(huán)境保護(hù)；且原料易得，節(jié)省了纖維素纖維織物的改性成本。
(2)以二異氰酸酯作為交聯(lián)劑，提高膠原蛋白與纖維素纖維結(jié)合牢度。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。
實施例1
(1)膠原蛋白水解液的制備：準(zhǔn)確稱取一定量的鉻鞣革下腳料，將其加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％NaOH溶液中，鉻鞣革下腳料與NaOH溶液質(zhì)量之比為1:8，然后在80℃下水解3h；水解結(jié)束后，過濾，得到的黃色粘稠液即膠原蛋白水解液，采用冰醋酸調(diào)節(jié)水解液pH值至中性，備用；
(2)纖維素纖維織物預(yù)處理：準(zhǔn)確量取100mL上述膠原蛋白水解液，將棉織物浸入膠原蛋白水解液中，兩浸兩軋，軋余率80％，60℃預(yù)烘10min后，再浸泡在六亞甲基二異氰酸酯與無水乙醇質(zhì)量之比為0.2:50的二異氰酸酯乙醇溶液中，20℃交聯(lián)反應(yīng)時間24h，反應(yīng)結(jié)束后，水洗3次，80℃下烘干，備用；
(3)天然染料染色：采用姜黃天然染料對經(jīng)步驟(2)處理的棉織物進(jìn)行染色，天然染料用量為2％(o.w.f)，浴比1:10，染色溫度60℃，染色時間90min，染色結(jié)束后，織物經(jīng)水洗3次，自然晾干。
比較例1-1
采用姜黃天然染料對未經(jīng)膠原蛋白水解液整理的棉織物進(jìn)行染色，天然染料用量為2％(o.w.f)，浴比1:10，染色溫度60℃，染色時間90min，染色結(jié)束后，織物經(jīng)水洗3次，自然晾干。
比較例1-2
(1)膠原蛋白水解液的制備：準(zhǔn)確稱取一定量的鉻鞣革下腳料，將其加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％NaOH溶液中，鉻鞣革下腳料與NaOH溶液質(zhì)量之比為1:8，然后在80℃下水解3h；水解結(jié)束后，過濾，得到的黃色粘稠液即膠原蛋白水解液，采用冰醋酸調(diào)節(jié)水解液pH值至中性，備用；
(2)纖維素纖維織物預(yù)處理：準(zhǔn)確量取100mL上述膠原蛋白水解液，將棉織物浸入膠原蛋白水解液中，兩浸兩軋，軋余率80％，60℃預(yù)烘10min后，80℃下烘干，備用；
(3)天然染料染色：采用姜黃天然染料對經(jīng)步驟(2)處理的棉織物進(jìn)行染色，天然染料用量為2％(o.w.f)，浴比1:10，染色溫度60℃，染色時間90min，染色結(jié)束后，織物經(jīng)水洗3次，自然晾干。
實施例2
(1)膠原蛋白水解液的制備：準(zhǔn)確稱取一定量的鋁鞣革下腳料，將其加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％NaOH溶液中，鋁鞣革下腳料與NaOH溶液質(zhì)量之比為1:16，然后在100℃下水解1h；水解結(jié)束后，過濾，得到的黃色粘稠液即膠原蛋白水解液，采用冰醋酸調(diào)節(jié)水解液pH值至中性，備用；
(2)纖維素纖維織物預(yù)處理：準(zhǔn)確量取100mL上述膠原蛋白水解液，將麻織物浸入膠原蛋白水解液中，兩浸兩軋，軋余率90％，75℃預(yù)烘5min后，再浸泡在對苯二異氰酸酯與無水乙醇的質(zhì)量之比為0.6:50的二異氰酸酯乙醇溶液中，50℃下交聯(lián)反應(yīng)時間12h，反應(yīng)結(jié)束后，水洗5次，85℃下烘干，備用；
(3)天然染料染色：采用板栗殼天然染料對經(jīng)步驟(2)處理的麻織物進(jìn)行染色，天然染料用量為4％(o.w.f)，浴比1:30，染色溫度90℃，染色時間30min，染色結(jié)束后，織物經(jīng)水洗5次，自然晾干。
比較例2
采用板栗殼天然染料對未經(jīng)膠原蛋白水解液整理的麻織物進(jìn)行染色，天然染料用量為4％(o.w.f)，浴比1:30，染色溫度90℃，染色時間30min，染色結(jié)束后，織物經(jīng)水洗5次，自然晾干。
實施例3
(1)膠原蛋白水解液的制備：準(zhǔn)確稱取一定量的鐵鞣革下腳料，將其加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15％NaOH溶液中，鐵鞣革下腳料與NaOH溶液質(zhì)量之比為1:10，然后在90℃下水解2h；水解結(jié)束后，過濾，得到的黃色粘稠液即膠原蛋白水解液，采用冰醋酸調(diào)節(jié)水解液pH值至中性，備用；
(2)纖維素纖維織物預(yù)處理：準(zhǔn)確量取100mL上述膠原蛋白水解液，將粘膠織物浸入膠原蛋白水解液中，兩浸兩軋，軋余率85％，65℃預(yù)烘8min后，再浸泡在甲苯-2,4-二異氰酸酯與無水乙醇的質(zhì)量之比為0.4:50二異氰酸酯乙醇溶液中，40℃下交聯(lián)反應(yīng)時間18h，反應(yīng)結(jié)束后，水洗4次，82℃下烘干，備用；
(3)天然染料染色：采用蘇木天然染料對經(jīng)步驟(2)處理的粘膠織物進(jìn)行染色，天然染料用量為3％(o.w.f)，浴比1:20，染色溫度70℃，染色時間60min，染色結(jié)束后，織物經(jīng)水洗4次，自然晾干。
比較例3
采用蘇木天然染料對未經(jīng)膠原蛋白水解液整理的粘膠織物進(jìn)行染色，天然染料用量為3％(o.w.f)，浴比1:20，染色溫度70℃，染色時間60min，染色結(jié)束后，織物經(jīng)水洗4次，自然晾干。
實施例4
(1)膠原蛋白水解液的制備：準(zhǔn)確稱取一定量的稀土鞣革下腳料，將其加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為18％NaOH溶液中，稀土鞣革下腳料與NaOH溶液質(zhì)量之比為1:12，然后在95℃下水解2.5h；水解結(jié)束后，過濾，得到的黃色粘稠液即膠原蛋白水解液，采用冰醋酸調(diào)節(jié)水解液pH值至中性，備用；
(2)纖維素纖維織物預(yù)處理：準(zhǔn)確量取100mL上述膠原蛋白水解液，將棉麻混紡織物浸入膠原蛋白水解液中，兩浸兩軋，軋余率80％，70℃預(yù)烘6min后，再浸泡在二苯甲烷二異氰酸酯與無水乙醇的質(zhì)量之比為0.5:50的二異氰酸酯乙醇溶液中，30℃交聯(lián)反應(yīng)時間20h，反應(yīng)結(jié)束后，水洗5次，84℃下烘干，備用；
(3)天然染料染色：采用芡實殼天然染料對經(jīng)步驟(2)處理的棉麻混紡織物進(jìn)行染色，天然染料用量為2.5％(o.w.f)，浴比1:15，染色溫度80℃，染色時間45min，染色結(jié)束后，織物經(jīng)水洗5次，自然晾干。
比較例4
采用芡實殼天然染料對未經(jīng)膠原蛋白水解液整理的棉麻混紡織物進(jìn)行染色，天然染料用量為2.5％(o.w.f)，浴比1:15，染色溫度80℃，染色時間45min，染色結(jié)束后，織物經(jīng)水洗5次，自然晾干。
實施例5
顏色深度(K/S值)的測定：將染色織物折疊兩次(四層)，采用Datacolor SF600X電腦測色配色儀在λmax處測定染色織物的K/S值，每個試樣測四次取平均值。
染色牢度測試：耐摩擦色牢度按GB/T 3920-2008規(guī)定方法測定；耐洗色牢度按GB/T3921-2008規(guī)定方法測定。
表1染色織物顏色深度(K/S值)和色牢度
從表1數(shù)據(jù)可看出，與未經(jīng)膠原蛋白整理的纖維素纖維織物相比，采用本發(fā)明膠原蛋白水解液整理的纖維素纖維織物其天然染料染色性能明顯改善，不僅染色織物K/S值明顯提高，染色織物各項色牢度也有較大提高，且洗滌20次后，染色織物的K/S值、色牢度未降低；而未經(jīng)整理的纖維素纖維織物經(jīng)20次洗滌后，其K/S值顯著降低。此外，比較例1-2由于未經(jīng)交聯(lián)處理，膠原蛋白與纖維素纖維結(jié)合較弱，洗滌20次后，染色織物K/S值明顯降低。