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        紫草染料的提取及在真絲染色中的應(yīng)用

        2016-05-10 12:28:10路振翔趙亞楠朱元昭

        路振翔,楊 勇,趙亞楠,朱元昭

        (1.中原工學(xué)院紡織學(xué)院,河南鄭州 450007;2.河南省紡織服裝協(xié)同創(chuàng)新中心,河南鄭州 45007)

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        紫草染料的提取及在真絲染色中的應(yīng)用

        路振翔1,2,楊勇1,2,趙亞楠1,2,朱元昭1,2

        (1.中原工學(xué)院紡織學(xué)院,河南鄭州 450007;2.河南省紡織服裝協(xié)同創(chuàng)新中心,河南鄭州 45007)

        摘要:研究了紫草色素的提取及在真絲織物染色中的應(yīng)用,通過分析染色時所使用媒染劑的種類、媒染劑的濃度及染液的pH,以及染色后對染色織物的水洗牢度、摩擦牢度進行測試,結(jié)果顯示:通過控制上述影響因素,真絲織物獲得不同的顏色。銅鹽和錫鹽作媒染劑時,染色后布樣的明度和亮度隨pH增大而增大,鋁鹽作媒染劑時,染色后布樣的明度隨pH增大而增大,亮度逐漸變暗,同時染色后織物具有較好的水洗牢度和干濕摩擦牢度,符合服用要求。

        關(guān)鍵詞:紫草色素真絲織物媒染劑牢度

        0前言

        合成染料問世之前,一切色彩均來源于大自然,合成染料問世之后,以其豐富的色澤和優(yōu)良的染色牢度等優(yōu)點逐漸取代了天然染料在織物染色中的地位[1]。但合成染料的生產(chǎn)及其本身存在許多與環(huán)保相關(guān)的問題。進入21世紀,在全球呼喚“生態(tài)、綠色、環(huán)?!钡拇蟓h(huán)境下,天然植物染料憑借其無毒、無害、生物降解性好等特性,再度進入人們的視野。天然染料大多來源于植物、礦物、動物,其中又以植物染料為主。本文主要研究紫草色素的提取,通過控制染色溫度、染液濃度、媒染劑種類及其濃度等條件對真絲織物染色,以期為實現(xiàn)紫草染料在工業(yè)中的應(yīng)用提供參考[2-5]。

        1實驗

        1.1實驗試劑

        真絲,紫草,中性皂片,冰醋酸(HAc),氨水,NaCl,硫酸銅(CuSO4·5H2O),SnCl2·2H2,KAl(SO4)2·12H2O。

        1.2實驗儀器

        Y51L染色摩擦色牢度儀,Datacolor測色配色儀,耐洗色牢度試驗機,電熱鼓風(fēng)干燥箱,電子天平,恒溫水浴鍋。

        1.3實驗方法

        (1)紫草色素的提取[6-8]

        稱取30克紫草粉末,放入燒杯,添加200ml酒精(酒精濃度95%),然后將燒杯放入水浴鍋中水浴加熱,升溫至40℃,在此溫度下煮練90min,最后通過真空泵抽濾,抽濾完成后將濾液保存?zhèn)溆谩?/p>

        (2)紫草染料用于真絲織物的染色[8-10]

        首先對真絲織物進行染色:織物X克,染液2X毫升,氯化鈉(10g/L),浴比(1:100),染色時間(60min),染色溫度(70℃)。

        其次再對織物進行媒染:加入規(guī)定量的媒染劑(CuSO4·5H2O、SnCl2·2H2O、KAl(SO4)2·12H2O),媒染時間30min。

        1.4測試方法

        (1)耐磨擦牢度測試

        將真絲織物裁成20cm×5cm的形狀 (經(jīng)緯向各一塊),一塊用于干摩擦,另一塊用于濕摩擦。摩擦頭在試樣上沿10 cm長的軌跡作往復(fù)直線摩擦(共10次),每次往復(fù)的時間為ls,分別測試試樣的經(jīng)向和緯向。其中濕摩擦實驗按規(guī)定的方法將干摩擦布潤濕成濕摩擦布(含水率達到95%~105%),其它操作程序與干摩擦試樣基本相同。

        摩擦過之后的摩擦布在Datacolor測色配色儀上測試,與摩擦布原布做對比,讀出沾污級別,級別越高證明摩擦牢度越好,最高級別為5級。

        (2)耐水洗牢度測試

        將真絲染色織物試樣與標準白布縫合在一起放入水洗機中,在特定的時間與溫度下水洗。

        試樣液:皂片:3g/L、Na2CO3:0.8g/L、浴比:1∶50

        實驗條件:溫度:40 ℃、預(yù)熱時間:30 min、加熱時間:30 min

        在Datacolor測色配色儀上測試水洗之后的標準布,與標準布原布進行對比,讀出沾污級別,級別越高證明耐水洗牢度越好,最高級別為5級。

        2試驗結(jié)果討論

        2.1紫草染色

        2.1.1媒染劑種類對紫草染色織物顏色的影響

        染色時媒染劑的種類會影響染色織物的顏色[11],在相同染液pH值和媒染劑濃度下,染色織物的顏色特征值如下表1(以下是在pH值為3媒染劑濃度為5g/L時,用Cu2+、Sn2+、Al3+媒染的織物的顏色特征值)。

        表1種類不同的媒染劑在(pH值為3和媒染劑濃度為5g/L)條件下染色織物顏色特征值

        媒染劑L*a*b*C*hCu2+51.17.64-5.979.70322.00Sn2+52.7214.774.2415.3716.01Al3+57.377.73-5.169.29326.28

        圖1不同媒染劑媒染織物的分光反射率曲線

        由表1和圖1的分光反射率曲線可清晰看出所使用的媒染劑不同,染色后真絲織物布樣在明度和色相也存在一些差別。在明度上,用鋁鹽媒染的明度最亮、錫鹽次之、銅鹽最暗。在飽和度上,使用銅鹽、錫鹽、鋁鹽作媒染劑處理織物時,錫鹽媒染的織物的飽和度最高,鮮艷度最好,用銅鹽、錫鹽、鋁鹽作媒染劑時所染織物都帶有較多紅光。

        2.1.2媒染劑濃度對紫草染色織物顏色的影響

        染色時媒染劑的濃度會影響染色后織物的顏色,考慮單一變量,用Cu2+作媒染劑,改變媒染劑的濃度,在相同染液pH條件下所染織物的顏色特征值如下表2(以下pH值為3)。

        表2不同濃度的Cu2+在pH值為3的染液中媒染織物的顏色特征值

        媒染劑Cu2+的濃度(g/L)L*a*b*C*h152.797.83-6.039.88322.38253.847.31-6.229.60319.62348.668.18-5.699.96325.18551.107.64-5.979.70322.00850.287.50-6.169.71320.60

        圖2不同濃度條件下媒染劑Cu2+媒染織物的分光反射率曲線

        由表2和圖2的分光反射率曲線可清晰看出所使用媒染劑的濃度不同,染色后織物布樣的明度和色相稍有不同。對于Cu2+作媒染劑而言,在明度上,媒染后織物的明亮程度大致相同,當媒染劑濃度為3g/L時,亮度最暗??椢锏淖仙鄰娙趸鞠嗤?,且色相之中帶有一絲紅光。

        表3不同濃度的Al3+在pH值為3的染液中媒染織物的顏色特征值

        媒染劑Al3+的濃度(g/L)L*a*b*C*h150.0711.84-13.6118.04311.02251.769.94-9.3813.66316.65355.268.44-6.3910.59322.89557.377.73-5.169.29326.28863.297.78-1.868.0046.57

        圖3不同濃度條件下媒染劑Al3+媒染織物的分光反射率曲線

        同樣,如表3和圖3所示,Al3+作媒染劑時,染色織物的明度隨媒染劑濃度的增大而增大,織物的亮度也逐漸變大,飽和度逐漸降低,鮮艷度逐漸變暗。

        表4不同濃度的Sn2+在pH值為3的染液中媒染織物的顏色特征值

        媒染劑Sn2+的濃度(g/L)L*a*b*C*h150.1811.70-0.7111.72356.51249.9214.054.0814.6316.18352.5914.452.9914.7611.70552.7214.774.2415.3716.01848.5114.956.8015.9525.24

        圖4不同濃度條件下媒染劑Sn2+媒染織物的分光反射率曲線

        對于錫鹽而言,如表4和圖4所示,在明度上,媒染織物的明亮程度大致相同,飽和度逐漸增大,鮮艷度逐漸增大,且被染織物有紅光。

        2.1.3染液pH對紫草染色后織物顏色的影響

        在染色時染液pH會影響染色織物的顏色,考慮單一變量,在同一種媒染劑、相同濃度下改變?nèi)疽旱膒H,經(jīng)染色后織物的顏色特征值如下表5(以下是在Cu2+濃度為5g/L時,染色織物的顏色特征值)。

        表55g/L的Cu2+在不同pH值下媒染織物的顏色特征值

        染液pHL*a*b*C*h351.107.64-5.979.70322.00452.103.71-8.699.45293.09554.451.11-7.677.75278.23663.11-1.46-0.751.64207.15760.89-0.96-1.161.51230.50

        圖5不同染液pH媒染織物的分光反射率曲線

        由表5和圖5的分光反射率曲線可知,改變?nèi)疽旱膒H,染色后織物布樣的明度和色調(diào)存在稍微的不同。Cu2+作媒染劑時,染色后織物布樣的明度隨染液pH的增大而增大,亮度也有增大的趨勢,但織物的飽和度逐漸減?。蝗疽旱膒H不同,所染織物帶的色光也有所不同。

        同樣,Al3+作媒染劑時,染色后織物布樣的明度隨染液pH的增大而增大,但亮度逐漸變暗。

        Sn2+作媒染劑時,染色后織物布樣的明度隨染液pH的增大而增大,亮度也有增大的趨勢;但織物的飽和度有減小的趨勢,所染織物泛紅光。

        2.2染色牢度

        2.2.1種類不同的媒染劑染色后織物色牢度比較

        下列各表,是種類不同、濃度相同的媒染劑,在pH相同條件下對織物染色后的各染色織物布樣的牢度級別比較。

        表6種類不同、濃度均為5g/L的媒染劑,在pH為3的染液中媒染織物時各色牢度比較

        媒染劑干摩擦濕摩擦水洗Cu2+22~34~5Sn2+2~324~5Al3+43~44~5

        表6可看出,Cu2+和Sn2作媒染劑時干、濕摩擦牢度較差,只有2級,相比較而言,Al3+作媒染劑時干濕摩擦牢度相對較好,可以達到3級~4級。水洗牢度為4級~5級,三種媒染劑沒染織物后的水洗牢度差別不大。

        2.2.2濃度不同時各經(jīng)媒染劑染色后真絲織物的色牢度比較

        下面各表,是種類相同、濃度不同的媒染劑,在染液pH相同條件下染色后各織物布樣的牢度級別比較。

        表7濃度不同的Cu2+在pH為3時媒染織物的色牢度

        媒染劑濃度(g/L)干摩擦濕摩擦水洗1334~522~32~34~5322~34~5522~34~58234~5

        表8 不同濃度的Sn2+在pH為3時媒染織物的色牢度

        表9 不同濃度的Al3+在pH為3時媒染織物的色牢度

        由表7到9可以看出,媒染劑不同時,各染色織物的干、濕摩擦牢度均在3級左右,其中Cu2+和Sn2+作媒染劑時染色織物的干、濕牢度更差,只有2~3級;媒染劑濃度不同時,對染色織物的干、濕摩擦牢度有影響,但影響較小。媒染劑種類不同時,經(jīng)不同濃度的媒染劑染色的織物布樣的水洗牢度均為4~5級,牢度較好,媒染劑的濃度基本不影響染色布樣的牢度等級。

        3結(jié)論

        1.在用紫草提取的色素對真絲進行染色時,錫鹽為媒染劑時染出織物顏色為紅色;銅鹽為媒染劑時染出的織物顏色是紫紅色;鋁鹽作媒染劑時染出的織物顏色是紫色。銅鹽和錫鹽作媒染劑時,染色后真絲布樣的明度隨染液pH的增大而增大,亮度也有增大的趨勢;鋁鹽作媒染劑時,染色后織物布樣的明度隨染液pH的增大而增大,但亮度逐漸變暗。

        2.經(jīng)紫草色素染色后真絲織物的干摩擦牢度和濕摩擦牢度變化較小,其中Cu2+和Sn2+的牢度較差,只有2~3級。媒染劑種類不同時,經(jīng)不同濃度的媒染劑染色后織物布樣的水洗牢度均為4~5級,牢度較好,媒染劑的濃度基本不影響染色布樣的牢度等級。

        參考文獻

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        中圖分類號:TS193.8

        文獻標識碼:A

        文章編號:1008-5580(2016)02-0115-04

        收稿日期:2016-02-18

        第一作者:路振翔(1989-),男,碩士研究生,研究方向:生態(tài)紡織品的染色及加工。

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