劉 華，位 麗，杜印東，王 管

(鹽城紡織職業(yè)技術(shù)學(xué)院紡織工程系，江蘇 鹽城 224005)

隨著社會(huì)的發(fā)展，人們的衛(wèi)生保健和環(huán)保意識(shí)不斷增強(qiáng)，天然染料由于具有以下優(yōu)點(diǎn)：與環(huán)境的親和性好，廢物廢水極易分解利用，基本沒有污染，資源豐富可再生利用，對(duì)人體無毒無害，有的還可殺蟲抗菌，對(duì)皮膚病有一定的預(yù)防和治療作用[1]，而受到人們的青睞。

梔子是茜草科植物梔子的果實(shí)，從梔子中分離鑒定出的化合物有類胡蘿卜素類的藏紅花素和藏花酸，綠原酸、環(huán)烯醚萜苷類的梔子苷、黃酮類、有機(jī)酸酯類、醇類化合物、多糖等。綠原酸、梔子苷是梔子的抗菌消炎成分；有機(jī)酸酯類、醇類化合物對(duì)毛和棉織物具有柔軟作用[2]。本課題研究梔子色素的媒染性能及染色效果，為梔子色素在棉織物的染色做了一些基礎(chǔ)研究工作。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)材料及儀器

實(shí)驗(yàn)織物：100%純棉針織物。

實(shí)驗(yàn)藥品：梔子(市售)，無水碳酸鈉、鹽酸、冰醋酸、KAl(SO4)2·12H2O、FeSO4·7H2O均為分析純。

儀器：UV-1801型紫外/可見分光光度計(jì)(北京瑞利分析儀器公司)、Datacolor 600型測(cè)色儀(美國(guó)Datacolor公司)、CX-350A型高速多功能粉碎機(jī)(上海市晟喜制藥機(jī)械有限公司)、YG600型恒溫水浴振蕩器(南通三思機(jī)電有限公司)、Y571B型摩擦色牢度儀(南通三思機(jī)電有限公司)、YG811型日曬色牢度儀(南通三思機(jī)電有限公司)、SW-12B型耐洗色牢度試驗(yàn)機(jī)(南通三思機(jī)電有限公司)、pH-200計(jì)(徐州亞名儀器儀表有限公司)。

1.2 梔子染液制備

梔子色素中含有羧基，故易溶于水，可以用水抽提，提取工藝簡(jiǎn)單[3]。先將梔子粉粹，30目篩網(wǎng)過濾，取水500 mL，80 ℃加熱30 min，300目尼龍網(wǎng)趁熱過濾，濾液定容至500 mL，濾渣同法再提兩次，合并三次濾液，以此為染液。

1.3 染色工藝

采用無媒、預(yù)媒、同媒和后媒工藝，恒溫法對(duì)棉織物進(jìn)行染色。浴比1 ∶25，染色時(shí)間60 min，媒染劑(FeSO4·7H2O、KAl(SO4)2·12H2O)，染料用量10%～50%(owf)，染色溫度65～100 ℃，染液pH值為3～10(利用冰醋酸、碳酸鈉調(diào)節(jié))。預(yù)媒、后媒整理時(shí)間30 min，溫度60 ℃，浴比1 ∶25。染后皂洗(洗衣粉2 g/L，80 ℃，1 min)，熱水洗(40 ℃，1 min)，冷水洗凈，陰干。

1.4 性能測(cè)試

色度指標(biāo)測(cè)試：使用Datacolor 600型電腦測(cè)色儀測(cè)試染后織物K/S、L*、a*、b*、c*、h、ΔE*等色度指標(biāo)，D65光源，10°視場(chǎng)。

色牢度測(cè)試：耐洗牢度測(cè)試按照GB/T3921.1- 1997《紡織品 色牢度試驗(yàn) 耐洗色牢度：試驗(yàn)1》標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行；耐摩擦牢度測(cè)試按照GB/T3920-1997《紡織品 色牢度試驗(yàn) 耐摩擦色牢度》標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。

2 結(jié)果與分析

2.1 梔子色素的提取

將提取液稀釋至一定倍數(shù)，測(cè)其吸收光譜曲線。從圖1可以看出，梔子色素的最大吸收波長(zhǎng)為445 nm。

圖1 梔子色素提取液的吸收光譜

2.2 染色工藝對(duì)染色性能的影響

2.2.1 媒染劑對(duì)染色性能的影響

采用預(yù)媒、同媒和后媒染色工藝，恒溫法對(duì)棉織物進(jìn)行染色。媒染劑(FeSO4·7H2O、KAl(SO4)2·12H2O、)用量5%(owf)，浴比1 ∶25，染色時(shí)間30 min，染料用量40%(owf)，染色溫度80 ℃，利用冰醋酸調(diào)節(jié)染液pH值為5。染后皂洗(洗衣粉2 g/L，80 ℃，1 min)，熱水洗(40 ℃，1 min)，冷水洗凈，陰干。

表1 媒染劑及染色方法對(duì)染色棉織物色度指標(biāo)的影響

利用測(cè)色儀測(cè)得棉織物色度指標(biāo)如表1所示。從表1可以看出，不同的媒染劑與媒染方法得到不同的色度指標(biāo)，這是因?yàn)椴煌慕饘匐x子與梔子色素絡(luò)合結(jié)構(gòu)不同、絡(luò)合機(jī)理不同之故。比較表1可知，采用媒染工藝所染得的棉布織物顏色特征值b*、c*、L*要顯著低于無媒染色工藝。從表2可知，金屬鹽還起著固色作用，通過金屬鹽與染料色素成分中的某些配位基團(tuán)發(fā)生了絡(luò)合作用，從而使色素固著在纖維上，提高了織物的色牢度。比較表1、表2可知，要使染出織物牢度較好、顏色較黃，可選擇鋁預(yù)媒染。

表2 媒染劑對(duì)棉織物染色牢度的影響

2.2.2 pH值對(duì)染色性能的影響

采用鋁預(yù)媒染染色工藝，恒溫法對(duì)棉織物進(jìn)行染色。浴比1 ∶25，染色時(shí)間30 min，染料用量40%(owf)，媒染劑用量為5%(owf)，染色溫度80 ℃，利用冰醋酸、碳酸鈉調(diào)節(jié)染液pH值為3～10。染后皂洗(洗衣粉2 g/L,80 ℃,1 min)，熱水洗(40 ℃，1 min),冷水洗凈，陰干。

在酸性條件下染液顏色較為穩(wěn)定，均為淡黃色。 在堿性條件下，隨著pH值不斷增大，染液顏色仍為黃色，只是顏色逐漸加深。由圖2不同pH值對(duì)K/S的影響來看，梔子染料對(duì)棉織物的染色適宜的染液pH值應(yīng)選擇在5左右較好。這是因?yàn)闂d子黃色素含有羧基，隨pH值的升高，電離度增大，染料溶解度增加，有利于染色的順利進(jìn)行，故上染到織物上的染料增加；當(dāng)pH值超過一定值后，色素陰離子受到帶同種電荷的纖維素陰離子的排斥作用，上染率下降，故染色pH值應(yīng)選5為宜[3]。

圖2 不同pH值對(duì)K/S的影響

2.2.3 染色溫度對(duì)染色性能的影響

梔子色素有較好的熱穩(wěn)定性[4]，適于棉織物染色。采用鋁預(yù)媒染染色工藝，在其它染色條件相同的情況下，在不同染色溫度下所染布樣的顏色特征值以b*值和K/S值為評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)。 染色樣的最大吸收波長(zhǎng)保持在445 nm不變，從圖3和圖4可以看出，在溫度比較低的條件下，b*值和K/S值開始時(shí)隨著染色溫度的升高而逐漸增大，在溫度達(dá)到75 ℃后逐漸下降。這是因?yàn)樵谝欢ǚ秶鷥?nèi)，隨染色溫度的升高，染料分子的動(dòng)能增加，吸附擴(kuò)散速率增大，有利于染料的上染；但由于梔子黃色素分子質(zhì)量較小，在一定的時(shí)間內(nèi)，只需較低的溫度(75 ℃)，便可達(dá)到染色平衡，超過這一溫度，上染到織物上的染料反而減少。所以，染色溫度選75 ℃為宜。

圖3 染色溫度對(duì)b*的影響

圖4 染色溫度對(duì)K/S的影響

2.2.4 染料用量對(duì)染色性能的影響

采用Al3+預(yù)媒染，恒溫法對(duì)棉織物進(jìn)行染色。由圖5可以看出，隨著染料用量的增大，K/S值有增大的趨勢(shì)，當(dāng)染料用量達(dá)40%以后，羊毛織物的K/S逐漸趨于平緩，這是因?yàn)槿玖嫌昧窟_(dá)到一定值后，上染到織物上的染料量也趨于飽和，適宜染料用量為40%～50%。

圖5 染料用量對(duì)K/S的影響

2.3 正交試驗(yàn)

梔子色素對(duì)棉織物的染色選取染色溫度、染色pH值、媒染劑用量、染料用量四個(gè)因素，浴比1∶25，恒溫染色，鋁預(yù)媒染，不考慮交互作用，用正交表L9(34)安排試驗(yàn)，本文側(cè)重以染料梔子染得更黃、牢度更好的棉針織物為出發(fā)點(diǎn)，故對(duì)影響b*、K/S以及濕摩擦色牢度的因素進(jìn)行分析，試驗(yàn)方案及分析結(jié)果見表3，染色棉織物的顏色特征值見表4，各試樣的皂洗牢度、耐摩擦牢度見表5。

表3 正交試驗(yàn)所選因素、水平

表4 染色棉織物的顏色特征值

表5 正交試驗(yàn)染色棉織物的色牢度

由表5可以看出，所有試驗(yàn)方案的耐洗色牢度中的原樣變化、棉布沾色牢度、毛布沾色牢度均達(dá)到3級(jí)以上，且沒有太大的變化，但部分濕摩擦色牢度未達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

從表3可以看出，影響染色織物表面色深度K/S的因素先后順序?yàn)椋喝玖嫌昧?染色pH值>染色溫度>媒染劑用量，影響b*的因素先后順序?yàn)椋喝玖嫌昧?媒染劑用量>染色pH值>染色溫度。影響濕摩擦牢度的先后順序?yàn)椋喝玖嫌昧?媒染劑用量>染色溫度>染色pH值，染料用量影響最大，這是因?yàn)殡S著染液濃度的增加，單位體積內(nèi)染料分子數(shù)增多，染料分子同纖維的結(jié)合幾率增加，故K/S、b*隨著染料用量的增大，而逐漸增大，但濕摩擦牢度相對(duì)降低。隨著溫度的升高棉纖維的膨化程度提高，梔子色素的聚集度下降，同時(shí)梔子分子動(dòng)能增加，與織物分子之間作用力加強(qiáng)，織物的摩擦色牢度就越好。

由于各染色因素b*的影響相對(duì)較小，梔子染料對(duì)棉織物的染色效果應(yīng)從織物表面色深度和摩擦牢度進(jìn)行考慮，優(yōu)化最優(yōu)工藝，即在浴比1 ∶25條件下，溫度為75 ℃，染液pH值為5，媒染劑用量6%(owf)，染料用量45%(owf)。

3 結(jié) 論

(1)梔子黃色素可以采用水煮法提取。

(2)Al3+預(yù)媒染適用于梔子染液對(duì)棉針織物的染色，染色織物K/S達(dá)到最高。

(3)梔子鋁預(yù)媒染的最優(yōu)工藝為：浴比1∶25，溫度為75 ℃，染液pH值為5，媒染劑用量6%(owf)，染料用量45%(owf)。

[1] 李惠民.天然植物染料染色技術(shù)研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2010(14)：2-3.

[2] 劉 建，孟春麗.梔子色素的提取及對(duì)羊毛的染色工藝探討[J].毛紡科技，2007(8)：19-23.

[3] 焦林，劉書華.亞麻織物的天然染料梔子黃無媒染工藝研究[J].染料與染色，2009(3)：25-28.

[4] 龔熠,余志成.梔子色素的提取及其在真絲上的染色性能[J].絲綢,2004(6):28-29.