本發(fā)明涉及一種水果染料的特征鑒定方法，屬于紡織品染料分析技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前，用于棉紡織品染色的染料主要是活性染料、直接染料、還原染料，企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中使用合成染料所產(chǎn)生的染色廢水中高鹽濃度、色度以及酸堿度還是存在不少問(wèn)題，對(duì)環(huán)境的污染很?chē)?yán)重。此外，部分合成染料在印染過(guò)程中所剩余的某些芳香胺中間體和所使用的甲醛等，穿著后可能出現(xiàn)過(guò)敏、皮膚紅腫、發(fā)炎、流膿甚至致癌等現(xiàn)象。

水果染料主要利用了自然界的各種水果結(jié)的花、草、葉、果實(shí)中含有可用于染色的色素提取出來(lái)作為染料。天然水果種類(lèi)及其繁多，經(jīng)過(guò)篩選，部分水果的不同部位如葉、根、莖、皮、果實(shí)等可采用物理方法即水萃取法提取出植物中的不同天然色素，經(jīng)多次蒸煮使其蒸發(fā)濃縮，再經(jīng)固化粉碎成一定目數(shù)粒徑的粉末型水果(一般為300μm)。水果染料大多數(shù)離不開(kāi)纖維素c、h、o的主要元素結(jié)構(gòu)，屬碳水化合物一類(lèi)。這些色素都是非常復(fù)雜的一類(lèi)化學(xué)物質(zhì)，在顏色、形狀、所屬植物器官等方面都有很大的差異。

與合成染料相比，水果染料具有如下優(yōu)點(diǎn)：(1)水果染料從水果中提取，完全無(wú)公害，與環(huán)境相容性好，可生物降解，并且原料可以再生，綠色環(huán)保；(2)水果染料完全無(wú)公害，不會(huì)危害人的皮膚；(3)水果染料具有藥理、芳香等功能，在染色過(guò)程中，它的香味或藥物主份與色素被織物一起吸收，使染色后的織物具有一定的抗菌性和抗紫外性，對(duì)人體有特殊的芳香保健或藥效的功能，而且伴隨著水果帶有的特殊的芳香穿起來(lái)非常的舒服；(3)水果染料染色后的織物吸濕透氣性強(qiáng)，非常的親膚，舒適自然。

由于水果染料具有上述的多種優(yōu)良功能，在功能性紡織品中具有廣泛的應(yīng)用前景。然而，用合成染料也能同樣染出一樣顏色效果的紡織品，這讓消費(fèi)者無(wú)法辨認(rèn)出那些市場(chǎng)出現(xiàn)很多用合成染料偽造水果染料的新型紡織品。此外，在考古領(lǐng)域，科研機(jī)構(gòu)人員對(duì)出土的各種具有科學(xué)價(jià)值研究的古代紡織品文物的研究及對(duì)現(xiàn)有古代紡織品的修復(fù)和保養(yǎng)，所以對(duì)水果一類(lèi)的天然染料的特征鑒定顯得有重要的意義。

雖然已有報(bào)道對(duì)植物染料的鑒定有過(guò)少數(shù)研究，但是這些方法主要是通過(guò)高效液相色譜、薄層色譜、紅外光譜、核磁質(zhì)譜等分析手段對(duì)古代織物上的植物染料結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析鑒定，存在步驟繁瑣、設(shè)備要求高、不易應(yīng)用推廣等問(wèn)題。目前還沒(méi)有對(duì)水果染料和合成染料鑒別有相關(guān)的研究報(bào)道。因此，有必要開(kāi)發(fā)能夠?qū)λ活?lèi)的天然染料的進(jìn)行特征鑒定的簡(jiǎn)易方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種能夠區(qū)分水果染料和合成染料的方法，并在此基礎(chǔ)上對(duì)從織物上提取水果染料的方法進(jìn)行了改進(jìn)。本發(fā)明方法，先采用比較溫和的溶劑處理織物，保持染料原有結(jié)構(gòu)，采用索氏提取器低溫浸提色素，采用紫外分光光度儀測(cè)試水果染料與具有代表性的合成染料的近紫外區(qū)與可見(jiàn)光區(qū)的光譜曲線(xiàn)，并用origin分析軟件對(duì)兩個(gè)區(qū)域的面積進(jìn)行積分，得到了積分面積的數(shù)值差異，從而得出結(jié)論水果染料近紫外區(qū)與可見(jiàn)光區(qū)的積分面積比值大于6，而合成染料的近紫外區(qū)與可見(jiàn)光區(qū)的積分面積比值小于6，把積分面積比值數(shù)值6作為一個(gè)界限，確定出水果染料獨(dú)特的特征是近紫外區(qū)與可見(jiàn)光區(qū)的積分面積比值大于6。本發(fā)明方法降低了設(shè)備成本，而且提高了溶劑使用率。有利于對(duì)染制品上水果染料的分析研究，且方法簡(jiǎn)單，效果良好。

本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供一種區(qū)分天然染料和合成染料的方法，所述方法是將染料溶解后，分析染料在近紫外區(qū)與可見(jiàn)光區(qū)的光譜，對(duì)染料的近紫外區(qū)與可見(jiàn)光區(qū)的光譜曲線(xiàn)進(jìn)行積分；如果近紫外區(qū)與可見(jiàn)光區(qū)的積分面積比值大于6，則為天然染料，否則為合成染料。

在一種實(shí)施方式中，所述天然染料為水果染料。

在一種實(shí)施方式中，所述水果染料是指主要利用了自然界的各種水果結(jié)的花、草、葉、果實(shí)等中含有可用于染色的色素提取出來(lái)作為染料。

在一種實(shí)施方式中，所述光譜是采用紫外分光光度儀測(cè)試。

在一種實(shí)施方式中，所述近紫外區(qū)是指波長(zhǎng)范圍200-400nm的區(qū)域。

在一種實(shí)施方式中，所述可見(jiàn)光區(qū)是指波長(zhǎng)范圍400-750nm的區(qū)域。

在一種實(shí)施方式中，所述染料溶解是溶解在水和/或有機(jī)溶劑中。

在一種實(shí)施方式中，所述方法是用紫外分光光度儀測(cè)試待測(cè)染料的紫外吸光光度曲線(xiàn)，掃描波長(zhǎng)范圍在200-750nm，用origin數(shù)學(xué)分析軟件，繪制好光譜圖之后依次按照選擇analysis→mathematics→integrate→opendialog→input→rows→byx，在byx中輸入波長(zhǎng)范圍200-400nm，點(diǎn)擊ok得到近紫外區(qū)積分面積；重復(fù)上述操作，波長(zhǎng)范圍改為400-750nm得到可見(jiàn)光區(qū)的積分面積；最后計(jì)算出近紫外區(qū)與可見(jiàn)光區(qū)的積分面積比值。

本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供一種鑒別天然染料織物與合成染料織物的方法，所述方法是先從織物上提取到染料，然后將染料溶解，測(cè)試染料的紫外吸光光度，對(duì)染料的近紫外區(qū)與可見(jiàn)光區(qū)的光譜曲線(xiàn)進(jìn)行積分；如果近紫外區(qū)與可見(jiàn)光區(qū)的積分面積比值大于6，則為天然染料，否則為合成染料。

在一種實(shí)施方式中，所述天然染料為水果染料。

在一種實(shí)施方式中，所述光譜是采用紫外分光光度儀測(cè)試。

在一種實(shí)施方式中，所述近紫外區(qū)是指波長(zhǎng)范圍200-400nm的區(qū)域。

在一種實(shí)施方式中，所述可見(jiàn)光區(qū)是指波長(zhǎng)范圍400-750nm的區(qū)域。

在一種實(shí)施方式中，所述織物可以是纖維素纖維織物、蛋白質(zhì)類(lèi)纖維織物等。

在一種實(shí)施方式中，所述織物為棉織物。

在一種實(shí)施方式中，所述從織物上提取到染料，要求維持染料的分子結(jié)構(gòu)。

在一種實(shí)施方式中，所述從織物上提取到染料，是從棉織物上提取；采用索氏提取器對(duì)水果染色的棉織物剝色處理并將得到的提取液微膜過(guò)濾。

在一種實(shí)施方式中，所述方法還包括采用有機(jī)溶劑反復(fù)提取得到提取液，然后用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，得到染料顆粒后用水或有機(jī)溶劑溶解。

在一種實(shí)施方式中，所述采用索氏提取器或者有機(jī)溶劑進(jìn)行提取所用的提取劑的組成成分為：30％～50％冰醋酸溶液、梯度為70％～100％甲醇溶液或甲醇、水。

在一種實(shí)施方式中，所述提取劑是將濃度為30％-50％乙酸、70％～100％甲醇溶液或甲醇、水按照體積比1:2:1制備得到的。冰醋酸相對(duì)于其他強(qiáng)酸的作用來(lái)說(shuō)比較溫和，對(duì)織物和染料基本不會(huì)產(chǎn)生破壞。

在一種實(shí)施方式中，所述提取劑為乙酸、甲醇、水的體積比1:2:1的乙酸/甲醇/水溶液。

在一種實(shí)施方式中，所述采用索氏提取器提取，具體是：先將織物剪成小塊放入提取器中，提取器的下端與盛有浸出的有機(jī)溶劑的燒瓶相連，上端接回流冷凝管；當(dāng)對(duì)圓底燒瓶加熱時(shí)，使溶劑沸騰，蒸汽通過(guò)連接管上升，進(jìn)入冷凝管冷凝成小液滴滴入提取器，溶劑和固體接觸進(jìn)行萃??；當(dāng)提取器中的溶劑液面達(dá)到虹吸管的最高處時(shí)，含有色素萃取物的溶劑通過(guò)虹吸回到燒瓶，萃取出織物上一部分色素；圓底燒瓶中的浸出溶劑繼續(xù)不斷的蒸發(fā)、冷凝、浸出、回流，使萃取的色素富集在燒瓶底部；之后用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀將用有機(jī)溶劑不斷反復(fù)提取的濃度比較稀的提取液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，再將蒸發(fā)濃縮后的部分固體用去離子水溶解。

本發(fā)明的有益效果：

1、本發(fā)明方法對(duì)水果染料和合成染料進(jìn)行紫外掃描測(cè)試；相對(duì)于采用核磁、質(zhì)譜分析等分析方法而言，紫外分析測(cè)試更為簡(jiǎn)單，對(duì)設(shè)備要求更低。

2、本發(fā)明采用了一種數(shù)學(xué)計(jì)算的方法，計(jì)算結(jié)果更直觀的反映出水果染料與合成染料的差異。本發(fā)明對(duì)于市場(chǎng)上的水果染料和合成染料的區(qū)別提供了一種很好的方法，簡(jiǎn)單有效。

3、與傳統(tǒng)染色紡織品的剝色方法相比較索氏提取方法極大地解決了傳統(tǒng)方法中存在的諸多問(wèn)題，并且提取后可以進(jìn)行光譜分析，節(jié)約實(shí)驗(yàn)設(shè)備成本，索氏提取是一種相對(duì)溫和的剝色方法，基本上不會(huì)對(duì)織物的強(qiáng)力產(chǎn)生影響，所以也省去了測(cè)量強(qiáng)力保留率的步驟。同時(shí)此發(fā)明方法提高了染色紡織品的剝色效率。同時(shí)，該方法不會(huì)對(duì)水果染料的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不良影響而影響檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

附圖說(shuō)明

圖1為水果染料和合成染料在近紫外區(qū)與可見(jiàn)光區(qū)積分面積比條形圖；其中，n06、61610、c06為水果染料，其余為具有代表性和特定型號(hào)且常用作棉織物染色的合成染料。

圖2為不同濃度c06水果染料在200-750nm下的光譜圖；

圖3為不同濃度61610水果染料在200-750nm下的光譜圖

圖4為不同濃度n06水果染料在200-750nm下的光譜圖；

圖5為不同濃度活性藍(lán)k-r在200-750nm下的光譜圖；

圖6為不同濃度活性嫩黃k-4g在200-750nm下的光譜圖；

圖7為不同濃度活性紅x-3b在200-750nm下的光譜圖；

圖8為不同濃度直接翠蘭gl在200-750nm下的光譜圖；

圖9為不同濃度直接大紅4bs在200-750nm下的光譜圖；

圖10為不同濃度直接黃g在200-750nm下的光譜圖；

圖11為不同濃度活性藍(lán)k-nr在200-750nm下的光譜圖；

圖12為不同濃度還原藍(lán)青zr在200-750nm下的光譜圖；

圖13為不同濃度還原紅lgg在200-750nm下的光譜圖。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)實(shí)施例子，進(jìn)一步闡述本發(fā)明的突出優(yōu)點(diǎn)和顯著特點(diǎn)，但本發(fā)明決不局限于實(shí)施例子。

實(shí)施例1：從棉染織物上提取染料

1、對(duì)于水果染料染制品剝色后在進(jìn)行光譜分析的具體實(shí)施方式：配制梯度為70％-100％的甲醇置于燒杯中，并向配制好的甲醇溶液中加入乙酸，并注入一定量的去離子水，乙酸/甲醇/水的體積比為1:2:1，配置好的溶劑倒入容量瓶中以便備用。

2、先將織物剪成2g左右的長(zhǎng)方形小塊折疊好放入提取器中,提取器的下端與盛有浸出的有機(jī)溶劑的燒瓶相連，上端接回流冷凝管；當(dāng)對(duì)圓底燒瓶加熱時(shí)，使溶劑沸騰，蒸汽通過(guò)連接管上升，進(jìn)入冷凝管冷凝成小液滴滴入提取器，溶劑和固體接觸進(jìn)行萃??；當(dāng)提取器中的溶劑液面達(dá)到虹吸管的最高處時(shí)，含有色素萃取物的溶劑通過(guò)虹吸回到燒瓶，萃取出織物上一部分色素；圓底燒瓶中的浸出溶劑繼續(xù)不斷的蒸發(fā)、冷凝、浸出、回流，使萃取的色素富集在燒瓶底部。之后用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀將用有機(jī)溶劑不斷反復(fù)提取的濃度比較稀的提取液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，再將蒸發(fā)濃縮后的固體用去離子水溶解。即得到水果染料的染液。

實(shí)施例2：水果染料和合成染料的鑒別

將將水果染料溶解得到的染液，或者實(shí)施例1萃取下來(lái)的水果染料溶解之后的染液，與配置好一定濃度的合成染料溶液分別在200nm-750nm之間進(jìn)行紫外掃描測(cè)試。紫外掃描測(cè)試可以是：用紫外分光光度儀測(cè)試待測(cè)染料的紫外吸光光度曲線(xiàn)，掃描波長(zhǎng)范圍在200-750nm。

然后對(duì)染料的近紫外區(qū)(200-400nm)與可見(jiàn)光區(qū)(400-750nm)的光譜曲線(xiàn)進(jìn)行積分并計(jì)算近紫外區(qū)與可見(jiàn)光區(qū)的積分面積比值。具體可以是：用origin數(shù)學(xué)分析軟件，繪制好光譜圖之后依次按照選擇analysis→mathematics→integrate→opendialog→input→rows→byx，在byx中輸入波長(zhǎng)范圍200-400nm，點(diǎn)擊ok得到近紫外區(qū)積分面積；重復(fù)上述操作，波長(zhǎng)范圍改為400-750nm得到可見(jiàn)光區(qū)的積分面積；最后計(jì)算出近紫外區(qū)與可見(jiàn)光區(qū)的積分面積比值。

結(jié)果如圖1所示。其中，n06、61610、c06為水果染料，其余為合成染料。n06為水果染料紅，是100％野山果中提取的天然色素；c06為水果染料黃，是質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％檸檬、30％香蕉、50％野山果混合后提取得到的色素；61610為水果染料橙，是質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60％橙子、20％桔子、20％野山果混合后提取得到的色素。

圖1的結(jié)果表明，水果染料近紫外區(qū)與可見(jiàn)光區(qū)的積分面積比值要大于6，而合成染料在近紫外區(qū)與可見(jiàn)光區(qū)的積分面積比值小于6。這可能是由于，合成染料的目的是提供一定的可見(jiàn)色彩，制備合成染料時(shí)一般只關(guān)注于可見(jiàn)光下的顏色，所以合成染料在近紫外光區(qū)的吸光度是比較小的；而水果染料屬于天然染料，并沒(méi)有人為地刻意僅關(guān)注可見(jiàn)光下吸光度的問(wèn)題，所以其在近紫外區(qū)的吸收峰也是很強(qiáng)的。發(fā)明人第一次發(fā)現(xiàn)并利用了這一發(fā)現(xiàn)，采用簡(jiǎn)便的方法，有效地解決了目前難以區(qū)分水果染料和合成染料的這一棘手問(wèn)題。

此外，發(fā)明人還嘗試過(guò)大量其他水果染料，比如從芒果、菠蘿、櫻桃、草莓、哈密瓜、葡萄、桑葚等的果實(shí)或者莖葉中提取的色素，以及這些色素的不同比例混合得到的染料，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這些水果染料在近紫外區(qū)的吸收峰強(qiáng)度很高，而可見(jiàn)光區(qū)吸收峰很弱，而且在近紫外區(qū)與可見(jiàn)光區(qū)的積分面積比值均大于6。同時(shí)也實(shí)驗(yàn)了多種其他的合成染料，結(jié)果發(fā)現(xiàn)合成染料的在近紫外區(qū)與可見(jiàn)光區(qū)的積分面積比值均小于6。

由此可見(jiàn)，通過(guò)比較染料近紫外區(qū)與可見(jiàn)光區(qū)的積分面積比，可以有效地區(qū)分水果染料和合成染料。本方法，簡(jiǎn)便、有效、準(zhǔn)確。

實(shí)施例3：不同水果染料和合成染料的光譜曲線(xiàn)

如圖2至圖13所示，為不同濃度的水果染料與合成染料的紫外光譜圖。

從圖中而已看出，水果染料在近紫外區(qū)的吸收峰強(qiáng)度很高，而可見(jiàn)光區(qū)吸收峰很弱；而合成染料在可見(jiàn)光區(qū)吸收峰強(qiáng)度要高于水果染料。

雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例公開(kāi)如上，但其并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉此技術(shù)的人，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可做各種的改動(dòng)與修飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書(shū)所界定的為準(zhǔn)。