一种尼龙织物的天然染料无盐少水染色方法

本发明涉及一种尼龙织物的染色方法，属于纺织品天然染料染色，尤其涉及一种尼龙织物的天然染料无盐少水染色方法。

背景技术：

1、随着经济发展和消费水平提升，消费者对衣物的色彩多样性、鲜艳度和色牢度提出了更高要求；然而，传统印染过程中会排放大量含残留染料、无机盐、碱剂及各类助剂的染色废水，该染色废水具有高盐度、高色度、高化学需氧量（cod）的特征，处理难度大、治理成本高；高盐废水的大量排放不仅浪费水资源，更对生态环境和水资源安全构成严重威胁，制约了纺织印染行业的绿色可持续发展。为缓解环境问题，天然染料因其来源可再生、可生物降解、安全无毒等优点而受到关注，可作为着色剂用于印染领域。

2、目前，尼龙纺织品染色常使用酸性染料，但酸性染料本身及其染色助剂对环境危害较大，增加了污水处理的难度与成本；同时，天然染料对尼龙等疏水性合成纤维亲和力低、水溶性差，常规方法难以有效上染，导致得色浅、色牢度差。

3、专利cn115434166b公开了一种天然染料染色锦纶织物的绿色制备方法，以2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱为接枝单体，并通过低温等离子体处理在锦纶织物表面进行接枝改性，使织物表面亲水并含两性离子，再以天然染料上染改性锦纶织物后，获得多彩颜色锦纶织物。

4、专利cn118745673a提供了一种利用改性姜黄色素染色聚酯织物的方法，采用壳聚糖和单宁酸对姜黄色素进行表面改性，得到改性姜黄色素，将改性姜黄色素与其余添加剂混合均匀，研磨后得到纳米改性姜黄色素分散液，将聚酯织物浸入纳米改性姜黄色素分散液中浸泡，经过预烘和焙烘，得到染色聚酯织物。

5、为了改善天然染料对尼龙织物亲和力低、水溶性差的问题，现有染色方法通常采用纤维表面改性或染料改性两条途径：前者通过对纤维表面进行改性，使其能更好上染天然染料；后者通过对天然染料改性，改善天然染料在染色体系中的溶解性能以达到上染化学纤维的目的；然而，这些方法工序复杂，需引入额外化学品，且仍依赖助剂，导致难以兼顾环保性与较好的色牢度、色深效果。

6、公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本专利申请的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

1、本发明的目的是克服现有技术中存在的难以兼顾环保性与较好的色牢度、色深效果的缺陷与问题，提供一种可以兼顾环保性与较好的色牢度、色深效果的尼龙织物的天然染料无盐少水染色方法。

2、为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：一种尼龙织物的天然染料无盐少水染色方法，所述染色方法包括以下步骤：

3、第一步：将天然染料粉末溶解在乙醇与水的混合溶液中，得到天然染料溶液；所述乙醇与水的混合溶液中，水与乙醇的体积比为10:0-0:10；所述天然染料包括氢键供体基团与氢键受体基团，所述氢键供体基团与尼龙纤维中酰胺基团的羰基形成氢键，所述氢键受体基团与尼龙纤维中酰胺基团的仲胺基形成氢键；

4、第二步：先将上述天然染料溶液的ph值调至4.0-9.0，再将尼龙织物浸入天然染料溶液中，并在40℃-100℃温度下进行染色，直至尼龙织物呈现均匀的天然染料的颜色，得到尼龙织物a；

5、第三步：取出上述尼龙织物a，并在20℃-50℃温度下进行干燥，直至尼龙织物a完全干燥，得到天然染料染色的尼龙织物。

6、所述第一步中，所述天然染料为姜黄素、大黄素、栀子黄素、花青素类、甜菜红素类、茜素、胭脂虫红、灵菌红素中的任意一种或任意组合。

7、所述第一步中，所述天然染料粉末用量为尼龙织物重量的1%-9%。

8、所述第二步中，所述在40℃-100℃温度下进行染色，直至尼龙织物呈现均匀的天然染料的颜色，是指：

9、在40℃-100℃温度下进行染色，染色时间为20min-80min。

10、所述第二步中，所述尼龙织物的染色浴比为1：30-50。

11、所述第一步中，所述将天然染料粉末溶解在乙醇与水的混合溶液中，包括：

12、将天然染料粉末加入乙醇与水的混合溶液中，并超声处理至天然染料粉末完全溶解。

13、所述第一步中，所述乙醇与水的混合溶液通过以下方式配制得到：

14、先按照水与乙醇的体积比为10:0-0:10，分别量取水与乙醇；

15、再将乙醇加入水中并搅拌均匀，得到乙醇与水的混合溶液。

16、所述第一步中，所述尼龙织物为针织物、机织物、无纺布中的任意一种或任意组合。

17、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

18、1、本发明一种尼龙织物的天然染料无盐少水染色方法，所述染色方法包括，首先将天然染料粉末溶解在乙醇与水的混合溶液中，得到天然染料溶液，所述乙醇与水的混合溶液中，水与乙醇的体积比为10:0-0:10，所述天然染料包括氢键供体基团与氢键受体基团，所述氢键供体基团与尼龙纤维中酰胺基团的羰基形成氢键，所述氢键受体基团与尼龙纤维中酰胺基团的仲胺基形成氢键；再将天然染料溶液的ph值调至4.0-9.0，然后将尼龙织物浸入天然染料溶液中，并在40℃-100℃温度下进行染色，直至尼龙织物呈现均匀的天然染料的颜色，得到尼龙织物a，然后，取出尼龙织物a，并在20℃-50℃温度下进行干燥，直至尼龙织物a完全干燥，得到天然染料染色的尼龙织物，本发明的优点还包括：

19、第一点：采用乙醇与水的混合溶液体系，乙醇一方面作为天然染料的良性溶剂，使天然染料以分子状态溶解和分散在染浴中，避免其因水溶性差而发生聚集；另一方面，乙醇作为尼龙纤维的溶胀剂，削弱尼龙纤维皮层分子链间的相互作用，提高纤维皮层的通透性，同时增大纤维内部非晶区的自由体积，显著降低染料分子向纤维内部扩散的阻力；在40℃-100℃染色温度作用下，天然染料分子得以顺利渗透进入尼龙纤维内部，从而实现对疏水性尼龙织物的有效上染；

20、第二点：天然染料溶液仅由天然染料粉末、乙醇与水组成，整个染色过程中不添加任何媒染剂、分散剂、固色剂、匀染剂、渗透剂、酸、碱和盐等化学品；染色废水中无机盐、合成助剂及有害残留含量低，色度和化学需氧量低，废水处理难度小、治理成本低；同时，染色用水量少，乙醇可回收利用，实现了无盐少水的清洁生产，显著提升了工艺的环保性能与可持续性；

21、第三点：利用乙醇与水的混合溶液与染色温度的协同调控，使天然染料分子中的氢键供体基团、氢键受体基团分别与尼龙大分子链上酰胺基团中的羰基、仲胺基形成多重氢键网络，多重氢键作用将染料分子牢固锚定在尼龙纤维内部，而非仅靠表面吸附或较弱的分子间作用力；从而使染色织物在水洗和摩擦过程中染料不易脱落，皂洗牢度、干摩擦牢度和湿摩擦牢度均可达5级，提高了色牢度；

22、第四点：乙醇与水的混合溶液使天然染料以分子状态均匀渗透进入尼龙纤维内部，避免染料聚集导致的色浅和色花现象，从而获得较高的初始表观色深；在此基础上，当乙醇与水的体积比≤6:4且采用较高染色温度时，染色织物经皂洗后k/s值进一步增加，由于皂洗过程中热驱动使染料分子在纤维内部发生有序重排，即皂洗增深效应，从而进一步提升色深；

23、因此，本发明不仅可以对尼龙织物进行染色，而且可以兼顾环保性与较好的色牢度、色深效果。

24、2、本发明一种尼龙织物的天然染料无盐少水染色方法中，通过调节染色温度可原位调控天然染料分子在尼龙纤维中的聚集状态，实现从显色导向（60℃，高色深、鲜艳色泽）到功能导向（100℃，高牢度、高防护、高抗菌）的性能迁移。因此，本发明不仅可以兼顾环保性与较好的色牢度、色深效果，而且兼顾色深与功能性。

25、3、本发明一种尼龙织物的天然染料无盐少水染色方法中，所述第一步中，所述天然染料为姜黄素、大黄素、栀子黄素、花青素类、甜菜红素类、茜素、胭脂虫红、灵菌红素中的任意一种或任意组合；应用时，当天然染料为姜黄素，利用姜黄素自身的分子结构特性，可在染色同时赋予尼龙织物多重功能，染色后尼龙织物的紫外线防护系数（upf）可从20提升至100，达到最高防护等级；对金黄色葡萄球菌的抗菌率可达98%，对大肠杆菌的抗菌率可达85%；染色后纤维的断裂强度和断裂伸长率不降反升，实现染色与功能增强的协同。因此，本发明不仅兼顾色深与功能性，而且可以赋予织物多重功能性。

26、4、本发明一种尼龙织物的天然染料无盐少水染色方法中，在40℃-100℃温度下进行染色，染色时间为20min-80min；应用时，无需对天然染料或尼龙织物进行任何预处理，也无需添加酸、碱、盐或媒染剂，在常规染色设备上即可实施，适用于不同规格尼龙织物的绿色规模化生产。因此，本发明不仅可以赋予织物多重功能性，而且操作简便、适用性广。