一种利用植物染料墨水对纤维素纤维织物数码直喷印花工艺制造技术

本发明专利技术属于植物染料数码印花技术领域，公开了一种利用植物染料墨水对纤维素纤维织物数码直喷印花工艺。该工艺包括：（1）将织物浸轧前处理改性剂，烘干得到改性后的干态织物；（2）配制数码印花墨水，所述墨水成分包括植物染料、保湿剂、表面活性剂、防腐杀菌剂、pH缓冲剂、纯水；（3）将植物染料墨水通过喷墨打印机喷印在改性后的干态织物上；（4）通过汽蒸蒸化处理，水洗、烘干后浸轧固色剂并高温焙烘固色。该工艺能使植物染料墨水在纤维素纤维上的印花效果显著提升，同时也能明显提高印花后织物的干湿摩擦牢度、耐酸碱汗渍牢度，拥有较广的色域范围，提供了基于植物染料的全彩色数码印花解决方案，提升了植物染料在数码喷墨印花领域的应用和经济价值。应用和经济价值。应用和经济价值。

【技术实现步骤摘要】
一种利用植物染料墨水对纤维素纤维织物数码直喷印花工艺


[0001]本专利技术属于植物染料数码印花
，涉及利用植物染料墨水对纤维素纤维织物数码直喷印花工艺。

技术介绍

[0002]天然染料是从动植物或矿产资源中获得的很少或者没有经过化学加工的染料，属于可再生资源，与生态环境相容性好。天然染料无毒无害，应用在纺织品上对人体健康不产生危害，同时可自然降解，有利于保护环境。天然染料有多种分类方法，其中根据来源可分为植物染料、动物染料、矿物染料和微生物发酵色素。植物染料是从植物的根、叶和果实中提取得到，此类染料品种最多，如茜草、苏木、蓝草、栀子、茶和紫甘蓝等；动物染料大多是从一些动物体内提取得到，此类染料品种较少，主要有虫胶和胭脂虫红等几种由昆虫产生的色素；矿物染料则是各种无机金属盐和金属氧化物；微生物发酵色素是利用微生物资源生产的色素，具有色彩丰富、生产周期短、产量大等优点。能够产生色素的微生物种类非常多，包括细菌、真菌、藻类、酵母菌等。
[0003]根据化学结构不同，又可分为类胡萝卜素类、黄酮类、蒽醌类、萘醌类、苯并吡喃类、单宁类、生物碱类及其它，其化学结构决定了染料的染色性能。
[0004]天然染料的应用历史十分久远，其中植物染料是天然染料中应用历史最悠久，应用范围最广的一类。数千年来，经过不断传承和完善，植物染料染色技术逐渐发展，但依旧保持着最初的古朴。1865年，合成染料的问世，极大地提高了印染效率和质量。但是这也给传统的植物染料染色带来了巨大的挑战，植物染料染色逐渐被人们忽略。进入21世纪后，科研人员发现部分化学合成染料在一定条件下会离解出重金属离子，给环境带来危害。由于天然染料无毒、不分解致癌物质且可生物降解的特性，再次受到关注,广泛应用在食品加工、化妆品以及纺织品染整加工等领域。
[0005]在传统纺织品着色方面，植物染料多用于蛋白质纤维的染色，蛋白质纤维是指其基本组成物质为蛋白质的一类纤维，因为羊毛和蚕丝等蛋白质纤维分子结构中含有在水溶液中呈现两性离子的羧基和氨基，它们可以与染料分子以离子键的形式结合。此外，大多数天然染料染蛋白质纤维时，可以采用金属离子媒染的方法来改善染色效果。例如王媛的《天然染料在羊毛织物上染色印花性能研究》(苏州大学硕士论文，2016)中提到采用胭脂虫红色素对羊毛织物染色，研究结果表明胭脂虫红色素直接染色就能得到较高的上染率和色牢度。除了染色，天然染料还用于纺织品的印花，岳彤等的《红树皮色素作为天然染料用于真丝织物的染印试验》(山东工业技术，2015，(15)，181
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182)中采用红树皮色素对真丝织物印花，研究结果表明耐水洗与耐日晒牢度有待提升；杨颖的《栀子黄在真丝织物上的印花研究》(针织工业，2013，(04)，56
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58)中提到采用栀子黄色素对真丝织物传统印花，织物牢度基本能够满足服用要求。
[0006]纤维素纤维是指所有由纤维素聚合物得到的纤维，棉、苎麻、亚麻等均属于纤维素纤维。由于纤维素纤维在水溶液中主要以羟基形式存在其纤维表面，该基团与植物染料的
结合力远远小于蛋白质纤维中的氨基，因此植物染料与纤维素纤维的直接性明显小于植物染料与蛋白质纤维的直接性。大部分植物染料无法通过直接染色的方式上染纤维素纤维，需要借助不同金属媒染剂来达到染色的目的。
[0007]目前植物染料提取率低、染色牢度差、染色重现性无法保证、价格高昂等问题是植物染料发展之路上亟需解决的问题。
[0008](1)媒染剂问题
[0009]少数植物染料因为其对棉织物的直接性较大，能通过直接上染的方法在棉织物上有不错的上染率。但是大多数植物染料对棉织物染色存在上染率低和色牢度差的问题，因此大部分植物染料染色需要使用媒染剂来提高其在织物上的固色率，常用的媒染剂都是金属盐类物质，如硫酸铝钾、硫酸亚铁、重铬酸钾和硫酸铜等，其中硫酸铝钾和硫酸亚铁相对安全，而铬和铜金属盐类媒染剂对人体危害较大，已经禁止使用。并且不同结构类型的植物染料需要用不同类别的金属盐媒染剂才能达到更佳的上染率，如玫瑰花瓣植物染料使用硫酸亚铁能达到更好的上染率；茜草植物染料使用硫酸铝钾能有更好的上染率；栀子黄色素使用氯化镧能达到更佳的上染率等。
[0010](2)纤维素改性
[0011]为了减少植物染料染色时对金属盐媒染剂的使用，对纤维进行改性是研究较多的方法，如阳离子改性、蛋白质改性等。阳离子改性是采用阳离子季铵盐类和壳聚糖类对纤维进行改性，使纤维表面获得正电荷，植物染料本身带有负离子，这样降低了纤维和染料之间的斥力，有利于上染；蛋白质改性是使用蛋白质对纤维素纤维进行改性，使纤维素纤维表面覆盖一层蛋白质，使纤维素纤维具备蛋白质纤维的性质，从而提高植物染料的固色率。例如：El
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Shishtawy等的《Cationic pretreatment of cotton fabric for anionic dye and pigment printing with better fastness properties》(Coloration Technology，2002，115
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120)提到利用聚环氧季铵盐化合物Solfix E对棉纤维进行阳离子化处理后用天然染料染色，来提高棉织物对天然染料的上染率和色牢度；王利娅等的《栀子黄染料在棉针织面料染色及防紫外/抗菌中的应用》(印染助剂，2019，36(10)，38
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41)提到用阳离子改性剂AS对纯棉织物改性后用栀子黄染色；王亚丽等的《板栗壳植物染料在棉织物上的染色性能研究》(印染助剂，2017，34(03)，41
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46)中提到采用壳聚糖对棉织物进行改性，用板栗壳植物染料上染棉织物；何杨等的《明胶预处理棉织物的茶多酚染色》(印染，2020，46(07)，26
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30)提到用明胶蛋白处理棉织物后用茶多酚染色，提高茶多酚植物染料的上染率。试验及大生产证明这些改性方法在植物染料染色时存在染色不匀、染色色光改变的问题。
[0012](3)传统印花的困难
[0013]目前，植物染料染色应用已经很多，但用于纺织品印花方面尚未得到充分开发。现有的植物染料印花色彩都较为单调，很难实现多种植物染料的同时印花。其原因为：染色时染料在染浴中能充分扩散渗透到纤维中，较易获得较高的固色率，而印花是依靠后处理的蒸化来提高染料的扩散速率，因不同的植物染料与纤维的结合程度区别很大，导致印花发色不稳定。其次，不同颜色的植物染料又由于其结构差异较大，需要使用不同的媒染剂和印花工艺才能达到很好的固色率，对植物染料的拼色印花造成了很大的难度。
[0014]比如绿色很难用单种植物染料进行印花，就需要以黄色植物染料(如栀子黄)与蓝色植物染料(如靛蓝)共同印制，在印制过程中要遵循先在织物上印制黄色染料，再用蓝色
染料进行套色的方法才能得到绿色印花图案。这样使得植物染料印花时，工艺流程长，生产成本高，而且生产效率也较低，不利于植物染料印花技术的推本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用植物染料墨水对纤维素纤维织物数码直喷印花工艺，其特征在于，包括以下步骤：（1）将织物浸于阳离子型改性剂中对织物进行前处理改性；（2）配制数码喷墨墨水，各组分以质量百分比计：植物染料5～10%，保湿剂25%，表面活性剂0.5～1%，防腐杀菌剂0.1～0.5%，pH缓冲剂0.1～0.5%，余量为水；（3）将步骤（2）制得的植物染料墨水装入喷墨打印设备，使用喷墨设备将植物染料墨水打印在步骤（1）处理过的改性织物上；（4）将织物进行汽蒸蒸化处理，水洗烘干后浸轧固色剂，然后高温焙烘处理，使植物染料固着在织物上；步骤（1）中所述阳离子型改性剂为聚乙烯亚胺、阳离子聚丙烯酰胺中的至少一种；步骤（2）中所述保湿剂为乙二醇、三乙二醇、1,3
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【专利技术属性】
技术研发人员：刘铭华，秦国胜，张浩勤，郑立斌，崔桂新，陈鸿，李俊玲，
申请(专利权)人：中纺院浙江技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：