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基本信息

項(xiàng)目名稱：
芡實(shí)殼天然染料的提取及其純棉生態(tài)染色
小類：
能源化工
簡(jiǎn)介：
本發(fā)明涉及芡實(shí)殼天然染料的提取及應(yīng)用。研究的主要內(nèi)容為：芡實(shí)殼天然染料的提取、染色工藝的優(yōu)化以及在純棉織物上的應(yīng)用三個(gè)方面。在整個(gè)研發(fā)的過程中，無論是芡實(shí)殼廢棄物的回收利用，還是利用綠色清潔能源以及采用的綠色染色技術(shù)，本課題組始終以低碳環(huán)保為宗旨，在為天然染料增添來源品種、增加色譜系列的同時(shí)，也憑借其天然環(huán)保、安全無毒的特點(diǎn)為建設(shè)環(huán)境友好型社會(huì)做出貢獻(xiàn)。
詳細(xì)介紹：
在人類歷史上，天然染料作為一種染料為美化人們生活做出了相當(dāng)大的貢獻(xiàn)。由于合成染料的迅速發(fā)展，使得天然染料在19世紀(jì)末基本上退出了織物染色舞臺(tái)。但是隨著人類環(huán)保意識(shí)的不斷增強(qiáng)以及對(duì)自身健康的日益關(guān)注，部分合成染料對(duì)生態(tài)環(huán)境和人體健康所產(chǎn)生的危害愈來愈引人注目。與此同時(shí)天然染料憑借其與環(huán)境相容性好，可以生物降解的生態(tài)優(yōu)勢(shì)，在全球性綠色革命浪潮下，再一次回到人類視線中。 當(dāng)今世界，環(huán)境效益與經(jīng)濟(jì)效益之間不可避免的沖突已成為全球性的問題，更成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)進(jìn)一步發(fā)展的瓶頸。鑒于我國(guó)染料行業(yè)中存在的對(duì)環(huán)境造成影響的現(xiàn)狀，我們積極響應(yīng)國(guó)家貫徹落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀、構(gòu)建社會(huì)主義和諧社會(huì)的的號(hào)召，以低碳環(huán)保為宗旨，經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)出一種以芡實(shí)殼為原料，從中提取天然染料并對(duì)純棉織物進(jìn)行生態(tài)染色的工藝。 本課題設(shè)計(jì)的天然染料的提取以及染色技術(shù)，具有以下特點(diǎn)：一是對(duì)廢棄物的重新回收利用，二是采用綠色實(shí)驗(yàn)方法和清潔無污染能源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，三是實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生的“廢水、廢氣和廢渣”的排放量幾乎為零。除了對(duì)環(huán)境有貢獻(xiàn)以外，本技術(shù)在運(yùn)用過程中對(duì)人體的健康也有一定益處。由于芡實(shí)殼的主要成分為芡實(shí)多酚，其本身含有藥理功能，在染色過程中，其藥物和香味成分與色素一起被織物吸收，所以染色后的織物對(duì)人體有特殊的藥物保健功能。 因此，從芡實(shí)殼中提取天然染料并應(yīng)用于紡織品染色，對(duì)于增加天然染料品種與色譜，提高紡織品的附加價(jià)值，建設(shè)節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)具有十分重要的意義。

作品圖片

  • 芡實(shí)殼天然染料的提取及其純棉生態(tài)染色
  • 芡實(shí)殼天然染料的提取及其純棉生態(tài)染色
  • 芡實(shí)殼天然染料的提取及其純棉生態(tài)染色

作品專業(yè)信息

設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)

設(shè)計(jì)發(fā)明的目的： 當(dāng)今世界環(huán)境與資源的矛盾日益突出，不但對(duì)可持續(xù)發(fā)展造成不利，甚至威脅到人類的健康。鑒于大量芡實(shí)殼被廢棄，造成資源浪費(fèi)和環(huán)境污染的現(xiàn)狀，本課題組設(shè)想將這批大量的廢棄物進(jìn)行資源再利用，變廢為寶，于是，便開展了本課題的研究。 基本思路： 1、提?。? （1）原料前處理（2）芡實(shí)殼天然染料的提取工藝 2、在純棉染色中的應(yīng)用： （1）棉織物改性（2）染色 創(chuàng)新點(diǎn)： 1、變廢為寶：從芡實(shí)殼中提取天然染料并應(yīng)用于純棉織物的染色工藝中。 2、生態(tài)環(huán)保：染色過程無需媒染，避免重金屬離子的引入。直接上染，無需促染劑，避免含鹽污水的排放。 3、有益健康：芡實(shí)殼本身具有抗菌的藥理功能，對(duì)人體有一定的醫(yī)療保健作用。 關(guān)鍵技術(shù)： 1、提取分離技術(shù)：選擇適當(dāng)?shù)奶崛∪軇┖秃线m的提取溫度，并控制成本。 2、天然纖維綠色改性技術(shù)：有助于提高天然染料染色效率和色牢度。 3、無鹽清潔染色技術(shù)：采用“直接上染”方式進(jìn)行染色，不需要無機(jī)鹽進(jìn)行促染，避免大量含鹽污水的排放。 主要技術(shù)指標(biāo)： 1、提取工藝：溫度70℃，提取時(shí)間2h，提取次數(shù)4次，提取固液比為1:30，乙醇濃度為60﹪。 2、優(yōu)化了的改性工藝：改性劑濃度40g/L，NaOH濃度4.0g/L，改性時(shí)間30min，改性溫度95℃，浴比1: 20。 3、染色條件：染色溫度100℃，浴比1:40，染料用量6﹪，pH值為4。 4、所染織物K/S值為9.29，干摩擦牢度3-4、濕摩擦牢度3。

科學(xué)性、先進(jìn)性

1、變廢為寶：市場(chǎng)上的染料以合成染料為主，其原料提煉于煤炭、石油等不可再生能源。本課題的原料來自于植物——芡實(shí)。通常情況下，大量的芡實(shí)殼被廢棄，會(huì)造成的環(huán)境污染。將這些廢棄物重新收集起來并從中提取天然染料，可以達(dá)到資源回收利用的效果。 2 生態(tài)環(huán)保：合成染料是由各種化學(xué)品合成的，不僅對(duì)人體會(huì)造成傷害，同時(shí)也會(huì)引起環(huán)境污染。本課題的原料來自于天然植物體，屬于可再生資源，更重要的是芡實(shí)殼本身具有多種抗菌的藥理功能。因此，不論是對(duì)人還是對(duì)環(huán)境的傷害幾乎為零。 3、綠色染色工藝：許多染色過程都需要加入媒染劑來提高紡織品色素的上染率。本課題在染色過程中無需加入媒染劑但同樣擁有較高的上染率，避免了媒染劑中所含重金屬離子給人體帶來的直接傷害。且染色過程無需無機(jī)鹽促染，避免大量含鹽污水的排放。

獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果

無獲獎(jiǎng) 作品還處于實(shí)驗(yàn)室完善階段，所以無專家評(píng)審

作品所處階段

實(shí)驗(yàn)室完善階段

技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式

無技術(shù)轉(zhuǎn)讓

作品可展示的形式

實(shí)物產(chǎn)品、圖片、樣品

使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)

使用說明： 1、提?。海?）原料前處理；（2）芡實(shí)殼天然染料的提取工藝。 2、在純棉織物中的應(yīng)用：（1）棉織物改性；（2）染色。 特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)： 1、原料豐富 2、成本低廉 3、安全無毒 適用范圍及推廣前景的技術(shù)性說明： 1、染色業(yè)：鑒于本研究對(duì)天然染料提取和應(yīng)用技術(shù)的日趨完善，一旦原料、設(shè)備等齊全就可以大規(guī)模的投入生產(chǎn)。 2、醫(yī)藥業(yè)：由于芡實(shí)殼具有很好的藥理功能，本課題組設(shè)想將芡實(shí)殼天然染料運(yùn)用于膠囊表面的染色工藝中。不過具體方案的實(shí)施，還有待于醫(yī)藥方面的考證。 市場(chǎng)分析和經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)： 1、市場(chǎng)分析：第一，將產(chǎn)品的適用人群定為嬰幼兒，通過本技術(shù)生產(chǎn)的產(chǎn)品所具有的安全特性剛好能符合這類人群的需求；第二，將推廣市場(chǎng)定位于生態(tài)紡織品的生產(chǎn)中，相信隨著人們生態(tài)環(huán)保意識(shí)的普遍提高，此類紡織品必將受到人們的廣泛推崇。 2、經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)：生產(chǎn)商可以以低廉的成本將廢棄的芡實(shí)殼回收，再根據(jù)市場(chǎng)上已出售的一些天然染料來預(yù)估本產(chǎn)品的價(jià)格，發(fā)現(xiàn)利潤(rùn)值在150元/公斤左右。

同類課題研究水平概述

國(guó)外研究現(xiàn)狀： 在天然染料提取以及染色方面，日本和印度的研究比較多。 日本為此專門成立了“草木染”研究所 ，應(yīng)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)對(duì)天然染料進(jìn)行開發(fā)。日本晃立公司批量開發(fā)了棕、綠、藍(lán)三個(gè)色系的植物染料，用這三個(gè)色系組合再拼染其它色澤。蠶絲昆蟲農(nóng)業(yè)技術(shù)研究所從微生物中發(fā)現(xiàn)了紫色色素，并用其染色，大和染工公司和形染公司分別推出了“草衣染色”以及“靛藍(lán)印花”。 印度在天然染料研究方面的成績(jī)也比較巨大，分別開發(fā)了用白楊樹皮和鳳仙花做的染料，并對(duì)杏樹葉染紗線和茶葉染羊毛進(jìn)行了研究。 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀： 我國(guó)染料行業(yè)主要從20世紀(jì)90年代中期發(fā)展起來，目前國(guó)內(nèi)的染料產(chǎn)量已經(jīng)位居于世界第一。 東華大學(xué)在2002年的時(shí)候承擔(dān)了國(guó)家863高新技術(shù)項(xiàng)目“天然染料制備及其在生態(tài)紡織品開發(fā)與羊毛清潔生產(chǎn)中的應(yīng)用技術(shù)”課題，目前在該項(xiàng)目在許多方面已經(jīng)能夠進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化。中國(guó)紡織科學(xué)研究院已制得天然黃(IR-Y)和天然綠(TR-G)，用于絲綢的染色。 江蘇三毛集團(tuán)開發(fā)了用植物染料制成的高支天素麗綠色環(huán)保型高檔面料，該產(chǎn)品已于2000年11月通過省級(jí)鑒定。這種產(chǎn)品既符合國(guó)內(nèi)外精紡毛料高支輕薄化、功能多樣化的要求，又符合目前國(guó)際上倡導(dǎo)的環(huán)保型天然面料的要求。 本課題對(duì)于芡實(shí)殼提取的天然染料進(jìn)行研究，將其用于對(duì)棉織物的染色，染色過程中無需加入媒染劑，從而避免了重金屬離子對(duì)人體的直接傷害，同時(shí)也能保證染色的色牢度。本課題所研究的內(nèi)容在國(guó)內(nèi)外未有見報(bào)道。
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