紫草天然染料的提取及其应用 【技术领域】
本发明涉及天然染料及其应用领域， 尤其是一种紫草天然染料的提取及其应用。背景技术 天然染料是从植物的花、 叶、 茎、 根和果实中提取的， 其与环境相容性好， 并可生物 降解。在染色过程中， 植物染料的药物、 香味与色素成分一起被织物吸收， 使染色后的织物 对人体有特殊的药物保健功能。我国应用植物染料已有几千年的历史， 然而自 19 世纪中叶 合成染料问世以来， 植物染料就日益被合成染料代替。随着合成色素使用量的增长并且随 着社会的发展和人们生活水平的提高， 越来越多的人对于合成色素的使用会不会对人体健 康造成危害提出了疑问。 与此同时， 大量的研究报告指出， 几乎所有的合成色素都不能向人 体提供营养物质， 某些合成色素甚至会危害人体健康， 安全问题逐渐引起人们的关注。
紫草是我国常用的中药材， 历史悠久， 源远流长。紫草色素是一种萘醌类色素， 存 在于紫草根部， 具有显著的抗菌、 消炎、 抗癌及促进伤口愈合等生理活性。同时作为一种天 然色素广泛应用于食品、 化妆品和纺织等轻工业产品中， 其具有颜色鲜艳纯正和极强的着 色力、 渗透力、 耐热性以及抗光等优点。
专利申请号为 99122568、 发明创造名称为 “紫草红色素及其提取方法” 及专利申请 号为 02117769.4、 发明创造名称为 “紫草红色素的提取方法” 的专利申请文件均公开了一种 从紫草根中提取紫草红色素的方法。其主要公开的是以酒精或二氧化碳为夹带剂， 用超临 界的方法提取紫草红色素。专利申请号为 200810042446.5、 发明创造名称为 “紫草色素作 为染料的应用” 的专利申请文件公开了一种紫草色素作为染料的应用， 其简单叙述了紫草 色素在纺织物应用方向， 并未详述染色方法及染色工艺。
发明内容
本发明要解决的技术问题是 ： 提出一种从紫草中提取天然染料的方法并将此天然 染料应用于染色工艺。
本发明所采用的技术方案为 ： 一种紫草天然染料的提取， 包括以下步骤 ：
(1) 将紫草原料清水洗净、 晾干， 机械粉碎成小段 ；
(2) 将粉碎好的紫草加入到 3 ～ 8 倍 50 ～ 90％的乙醇溶液中， 在温度为 30 ～ 60℃ 条件下超声波提取 20 ～ 50 分钟， 超声功率为 50 ～ 500W， 超声频率 20 ～ 80KHz， 超声结束 后过滤， 得含天然染料滤液及滤渣 ；
(3) 对滤渣在步骤 (2) 相同的条件下超声提取， 过滤， 合并两次所得滤液， 通过减 压蒸馏浓缩， 得深红色膏状天然染料 ；
(4) 配制乳化剂对紫草膏状天然染料进行乳化， 使其能够溶于水， 选用修色剂与吐 温 80 进行复配， 配比为 1 ∶ 1 ～ 10， 将复配后的乳化剂以 2 ～ 10 克 / 升与紫草膏状染料混 合， 得紫草天然染料水溶液。
本发明选用乙醇为提取剂， 提取剂进行回收再利用。本发明提取率可达 1 ～ 5％。本发明的目的是将紫草天然染料应用于对蛋白质、 棉、 涤纶纤维， 纱线或织物进行 染色。为了达到这一目的， 并使其具有良好的染色效果， 本发明采用如下技术方案予以实 现：
a、 用于对蛋白质纤维、 纱线或织物进行染色， 其染色工艺为 ： 用醋酸调 pH 值， 加入 量为 5 ～ 10 克 / 升， 浴比为 1 ∶ 10 ～ 40， 在 70 ～ 100℃下染色 20 ～ 60 分钟。
b、 用于对涤纶纤维织物进行染色， 其染色工艺为 ： 浴比 1 ∶ 10 ～ 40， 在 90 ～ 130℃ 下染色 20 ～ 60 分钟。
c、 用于对棉纤维、 纱线或织物进行染色， 其染色工艺为 ：
(1) 将棉织物进行改性处理， 配制 2 ～ 10 克 / 升阳离子改性剂溶液， 将棉织物在改 性剂溶液中完全润湿后， 在压染机上二进二轧， 轧余率为 60 ～ 110％， 然后在定型烘干机上 以 70 ～ 120℃焙烘 3 ～ 10 分钟 ；
(2) 将改性后的棉织物进行染色， 用醋酸调 pH 值， 加入量为 2 ～ 8 克 / 升， 浴比 1 ∶ 10 ～ 40， 在 70 ～ 100℃下浸染 30 ～ 90 分钟。
本发明的有益效果是 ： 以本发明所述的方法提取的紫草天然染料在水中均一性 好， 且具有良好的贮存性能， 将其应用于对蛋白质、 棉、 涤纶纤维， 纱线或织物进行染色， 均 具有良好的染色效果。本发明从紫草中提取天然染料， 溶剂回收再利用， 不对环境产生污 染， 且染料提取工艺简单， 质量稳定， 其市场前景广阔。 具体实施方式
现在结合实施例对本发明作进一步详细的说明。这些仅显示与本发明有关的构成。 实施例一
将紫草原料清水洗净、 晾干， 机械粉碎成小段。 将粉碎好的紫草加入到 4 倍 60％的 乙醇溶液中， 在温度为 40℃条件下超声波提取 30 分钟， 超声功率为 100W， 超声频率 30KHz， 超声结束后过滤， 得含天然染料滤液及滤渣。对滤渣在第二步相同的条件下超声提取， 过 滤； 合并两次所得滤液， 通过减压蒸馏浓缩， 得深红色膏状天然染料。配制乳化剂对紫草膏 状天然染料进行乳化， 使其能够溶于水。选用修色剂 ( 购于常州汉斯化学品有限公司 ) 与 Tween80( 吐温 80) 进行复配， 配比为 1 ∶ 1。将复配后的乳化剂以 3 克 / 升与紫草膏状染 料混合， 得紫草天然染料水溶液。提取率可达 2％。
紫草天然染料应用于对蛋白质纤维， 纱线或织物进行染色。 染色工艺为 ： 用醋酸调 pH 值， 加入量为 6 克 / 升， 浴比为 1 ∶ 15， 在 80℃下染色 30 分钟。
紫草天然染料应用于对涤纶纤维织物进行染色。其染色工艺为 ： 浴比 1 ∶ 20， 在 100℃下染色 30 分钟。
紫草天然染料应用于对棉纤维， 纱线或织物进行染色。其方法步骤如下 ：
(1) 将棉织物进行改性处理， 配制 3 克 / 升阳离子改性剂溶液， 将棉织物在改性剂 溶液中完全润湿后， 在压染机上二进二轧， 轧余率为 60％， 然后在定型烘干机上以 70℃焙 烘 8 分钟。
(2) 将改性后的棉织物进行染色， 其染色工艺为 ： 用醋酸调 pH 值， 加入量为 3 克 / 升， 浴比 1 ∶ 20， 在 80℃下浸染 30 分钟。
上述所得染色织物色泽均匀， 色牢度高， 皂洗牢度可达 4 级。
实施例二
将紫草原料清水洗净、 晾干， 机械粉碎成小段。 将粉碎好的紫草加入到 6 倍 70％的 乙醇溶液中， 在温度为 50℃条件下超声波提取 40 分钟， 超声功率为 300W， 超声频率 60KHz， 超声结束后过滤， 得含天然染料滤液及滤渣。对滤渣在第二步相同的条件下超声提取， 过 滤； 合并两次所得滤液， 通过减压蒸馏浓缩， 得深红色膏状天然染料。配制乳化剂对紫草膏 状天然染料进行乳化， 使其能够溶于水。选用修色剂 ( 购于常州汉斯化学品有限公司 ) 与 Tween80( 吐温 80) 进行复配， 配比为 1 ∶ 5。将复配后的乳化剂以 5 克 / 升与紫草膏状染 料混合， 得紫草天然染料水溶液。提取率可达 3.5％。
紫草天然染料应用于对蛋白质纤维， 纱线或织物进行染色。 染色工艺为 ： 用醋酸调 pH 值， 加入量为 8 克 / 升， 浴比为 1 ∶ 30， 在 90℃下染色 50 分钟。
紫草天然染料应用于对涤纶纤维织物进行染色。其染色工艺为 ： 浴比 1 ∶ 30， 在 110℃下染色 40 分钟。
紫草天然染料应用于对棉纤维， 纱线或织物进行染色。其方法步骤如下 ：
(1) 将棉织物进行改性处理， 配制 5 克 / 升阳离子改性剂溶液， 将棉织物在改性剂 溶液中完全润湿后， 在压染机上二进二轧， 轧余率为 80％， 然后在定型烘干机上以 90℃焙 烘 8 分钟。
(2) 将改性后的棉织物进行染色， 其染色工艺为 ： 用醋酸调 pH 值， 加入量为 5 克 / 升， 浴比 1 ∶ 30， 在 90℃下浸染 50 分钟。
上述所得染色织物色泽均匀， 色牢度高， 皂洗牢度可达 4 级。
实施例三
将紫草原料清水洗净、 晾干， 机械粉碎成小段。 将粉碎好的紫草加入到 8 倍 90％的 乙醇溶液中， 在温度为 60℃条件下超声波提取 50 分钟， 超声功率为 500W， 超声频率 80KHz， 超声结束后过滤， 得含天然染料滤液及滤渣。对滤渣在第二步相同的条件下超声提取， 过 滤； 合并两次所得滤液， 通过减压蒸馏浓缩， 得深红色膏状天然染料。配制乳化剂对紫草膏 状天然染料进行乳化， 使其能够溶于水。选用修色剂 ( 购于常州汉斯化学品有限公司 ) 与 Tween80( 吐温 80) 进行复配， 配比为 1 ∶ 10。将复配后的乳化剂以 10 克 / 升与紫草膏状 染料混合， 得紫草天然染料水溶液。提取率可达 3％。
紫草天然染料应用于对蛋白质纤维， 纱线或织物进行染色。 染色工艺为 ： 用醋酸调 pH 值， 加入量为 10 克 / 升， 浴比为 1 ∶ 40， 在 100℃下染色 60 分钟。
紫草天然染料应用于对涤纶纤维织物进行染色。其染色工艺为 ： 浴比 1 ∶ 40， 在 130℃下染色 60 分钟。
紫草天然染料应用于对棉纤维， 纱线或织物进行染色。其方法步骤如下 ：
(1) 将棉织物进行改性处理， 配制 10 克 / 升阳离子改性剂溶液， 将棉织物在改性剂 溶液中完全润湿后， 在压染机上二进二轧， 轧余率为 110％， 然后在定型烘干机上以 120℃ 焙烘 10 分钟。
(2) 将改性后的棉织物进行染色， 其染色工艺为 ： 用醋酸调 pH 值， 加入量为 8 克 / 升， 浴比 1 ∶ 40， 在 100℃下浸染 90 分钟。
所得染色织物色泽均匀， 色牢度高， 皂洗牢度可达 4 级。以上说明书中描述的只是本发明的具体实施方式， 各种举例说明不对本发明的实 质内容构成限制， 所属技术领域的普通技术人员在阅读了说明书后可以对以前所述的具体 实施方式做修改或变形， 而不背离发明的实质和范围。6