Технология крашения текстильных материалов из натуральных волокон природными красителями беспротравным биохимическим способом

Изобретение относится к способу крашения текстильных материалов из натуральных волокон природными красителями беспротравным биохимическим способом. Задачей изобретения является разработка эффективного способа крашения природными красителями текстильных материалов из натуральных волокон, с целью снижения нагрузки на окружающую среду, повышения интенсивности окраски, сохранения колористической гаммы на текстильных материалах, снижения расхода красителя за счет увеличения степени фиксации. В качестве красителя использованы природные материалы: плоды барбариса (красящее вещество - берберин), чили (красящее вещество - группа каратиноидов) и черноплодки (красящее вещество - антоцианидины или агликоны), стебли и листья крапивы (красящее вещество - хлорофил). Способ включает экстрагирование сырья, ферментизацию красильного раствора с помощью ферментов, крашение, промывку. Беспротравная технология крашения текстильного материала, заключающаяся в применение ферментов, которые щадяще деструктируют молекулу природных красителей, уменьшая их в размерах и повышая тем самым диффузию вглубь волокна. Предложенный способ позволяет повысить интенсивность окраски, снизить расход красителя, обеспечивает экологическую безопасность окружающей среды и повышает прочность получаемой оригинальной окраски на природном волокне. 3 табл.

 

Изобретение относится к способу крашения текстильных материалов из натуральных волокон природными красителями беспротравным биохимическим способом.

Известен способ протравного крашения шерстяной ткани растительными красителями (Патент РФ 2493306, МПК D06P 3/20, D06P 1/34, опубл. 20.09.2013). Краситель экстрагируют из сухого растительного сырья, затем проводят протравное крашение, в качестве протрав использован комплексообразователь из группы, включающей соль хрома, меди, железа или соли алюминия.

Известен способ крашения текстильных волокон и ткани натуральными красителями (Патент РФ 2173740, МПК D06B 9/00, D06P 1/34, опубл. 20.09.2001). Ткани красят продуктом экстракции древесины лиственницы, используя в качестве протравного вещества неорганические соли.

Недостатком этих способов крашения является использование металлсодержащих солей, в том числе хромовых - токсичных и канцерогенных, изменяющих цвет природного красителя.

Задачей изобретения является разработка эффективного способа крашения природными красителями текстильных материалов из натуральных волокон, с целью снижения нагрузки на окружающую среду, повышение интенсивности окраски, сохранения колористической гаммы на текстильных материалах, снижение расхода красителя за счет увеличения степени фиксации.

Способ крашения текстильных материалов из натуральных волокон природными красителями беспротравным биохимических способом, заключается в обработке в красильной ванне, содержащей ферментативный препарат панкреатин или целлюлазу и краситель, которые нагревают до 70°С в течении 40 мин при рН среды 6, причем в качестве красителя используют водный экстракт природного красителя крапивы и/или чили и/или барбариса и/или черноплодки, полученный путем экстрагирования 60 г сухого растительного сырья до 1 л.

Поставленная задача решается благодаря применению в процессе крашения ферментативных препаратов, в качестве которых были взяты целлюлаза в виде раствора и панкреатина, которые щедяще деструктируют молекулу природных красителей, уменьшая их в размерах и повышая тем самым диффузию вглубь волокна. Растительное сырье дробят или мелко нарезают, заливают дистиллированной водой (60 г материала на 1 л). После этого доводят до кипения и кипятят на огне в течение 40 мин в эмалированной посуде. Для получения красителей можно использовать как свежие, так и засушенные растения, но при крашении экстрактом из свежих растений получаются более яркие тона.

После экстрагирования к полученному экстракту добавляют фермент целлюлазу или панкреатин в интервале от 1 до 8 г/л и выдерживают при 60°С в течение 20 мин.

Перед крашением материал замачивается в теплой воде, отжимается со степенью отжима 150%, чтобы окраска получилась ровной, во время крашения материал должен циркулировать. Подготовленный к крашению материал помещается в эмалированную посуду с экстрактом. Крашение проводится на водяной бане (60°С) в течении 40 мин, при периодическом перемешивании. После завершения процесса, окрашенный материал промывается теплой водой и высушивается.

С целью максимальной активации ферментов и повышения интенсивности окраски природного материала предложено варьирование температуры крашения в интервале от 20 до 70°С, а также изменение рН среды красильной ванны от 2 до 8.

Пример 1. Концентрационное влияние ферментов панкреатина и целлюлазы на насыщенность окраски натуральных материалов природными красителями.

Красильный экстракт, полученный из природного сырья путем вываривания, помещают на водяную баню, добавляют фермент панкреатин или целлюлазу и выдерживают при 60°С в течении 20 мин. После чего в этом же режиме окрашивают подготовленный материал на протяжение 40 мин. При участии целлюлазы в качестве добавляемого фермента можно достичь повышения чистоты окраски до 45-32% чили (1-3 г/л фермента) и черноплодки (5 г/л фермента). В случае крашения барбарисом и крапивой чистота окраски колеблется в пределах 21-24% независимо от концентрации фермента. Применение панкреатина в пределах 3-8 г/л для чили и 3-5 г/л для черноплодки позволяет поднять насыщенность окраски до 30-35%. Оптимальными интервалами добавок панкреатина для барбариса(3-5 г/л) 20-24%, а для крапивы(1-3 г/л) 22-25% см. табл 1.

Пример 2. Влияние рН красильной ванны природных красителей на выход цвета.

Растительное сырье измельчают, заливают дистиллированной водой (60 г материала на 1 л), кипятят в течение 40 мин в эмалированной посуде. В процессе ферментизации предложено изменять рН среды красильной ванны с целью наибольшей активации фермента. Наибольшая активность наблюдается при рН среды 6. После экстрагирования к полученному экстракту добавляют фермент, Na₂CO₃ (0,1 г/л) выдерживают при 60°С в течение 20 мин. фермента. Материал окрашивают в полученном растворе при 60°С 40 мин. После чего окрашенный материал, промывают и сушат см табл 2.

Пример 3. Влияние температуры красильной ванны на выход цвета природного красителя.

Природное сырье измельчают, заливают дистиллированной водой (60 г/л), доводят до кипения и кипятят 40 мин. Полученный красильный раствор охлаждают до 60°С и добавляют ферменты и выдерживают еще 20 мин. С целью повышения интенсивности окраски изменялась температура крашения. Подготовленный к крашению материал помещается в красильный раствор, медленно нагревается до 70°С (наблюдается максимальная накрашиваемость) и выдерживают 40 мин. После чего материал промывают и высушивают см табл 3.

Способ крашения текстильных материалов из натуральных волокон природными красителями беспротравным биохимических способом, заключающийся в обработке в красильной ванне, содержащей ферментативный препарат панкреатин или целлюлазу и краситель, которые нагревают до 70°С в течение 40 мин при рН среды 6, причем в качестве красителя используют водный экстракт природного красителя крапивы и/или чили, и/или барбариса, и/или черноплодки, полученный путем экстрагирования 60 г сухого растительного сырья до 1 л.