杜秋萍 張會青 張馨兒 王曉均

德州學(xué)院 紡織服裝學(xué)院(中國)

化學(xué)染料危害人類健康、污染生態(tài)環(huán)境，尋求環(huán)保染料替代有毒有害化學(xué)染料勢在必行。植物染料可避免化學(xué)染料對人體健康的危害，研究發(fā)現(xiàn)，部分植物染料還具有抗紫外線、抑菌、散發(fā)芬芳等特殊功能。

與無色水刺非織造布相比，有色水刺非織造布具有更廣闊的發(fā)展空間，其產(chǎn)品色彩豐富，更能滿足消費者的需求。本文主要探討蘇木紅/梔子黃/靛藍染料對天絲水刺非織造布的減法混色法染色工藝。

1 試驗方案

1.1 試驗材料

蘇木：植物染紅色系染材之一，用于萃取蘇木紅染液[1]。蘇木紅染液中蘇木紅色素具有活血化瘀、消腫止痛和抗菌等藥用價值。

梔子果：植物染黃色系染材之一，用于萃取梔子黃染液。梔子黃染液中的梔子黃色素具有抗菌、抗病毒等作用[2]。

靛藍泥：植物染藍色系染材之一，用于調(diào)配靛藍染液[3]45。經(jīng)靛藍染色的天絲水刺非織造布具有優(yōu)良的耐氣候牢度及耐熱穩(wěn)定性。

天絲水刺非織造布：以水力射流噴網(wǎng)的方法將天絲纖維網(wǎng)加固成的片狀物，面密度為40 g/m2。天絲纖維是以N-甲基嗎啉-N-氧化物(NMMO)為溶劑，用干或濕法紡絲工藝紡制而成的再生纖維素纖維[4]。

1.2 試驗方法

減法混色法染色即拼色，理論上是以品紅、黃、青作為減法混色的三原色。本文嘗試以蘇木紅、梔子黃、靛藍作為減法混色法染色的三原色。按照減法混色法配色關(guān)系，采用蘇木紅、梔子黃、靛藍3種染液，按不同的體積比配制出包括原色在內(nèi)的9種染液。減法混色法配色關(guān)系如圖1所示。

采用配制好的9種染液對天絲水刺非織造布進行染色，根據(jù)手感及目測觀察結(jié)果，比較染色所得天絲水刺非織造布的外觀質(zhì)量，并測試染色所得天絲水刺非織造布的干、濕摩擦色牢度，探討植物染料對水刺非織造布的染色工藝。

圖1 減法混色法配色關(guān)系

1.3 媒染劑及媒染方法選擇

植物染料與天絲纖維之間的結(jié)合力通常來自氫鍵和范德華力[5]，此結(jié)合力較小，因而植物染色天絲水刺非織造布存在色牢度差、得色率低等問題。為了解決這些問題，本文嘗試采用媒染方法染色天絲水刺非織造布[6]3。

研究發(fā)現(xiàn)，以明礬為媒染劑，能提升用蘇木紅染色的非織造布的亮度，能將經(jīng)梔子黃染色的織物的各項色牢度(除日曬牢度)提高1～2級[6]28。據(jù)此，本試驗采用明礬作為媒染劑。

前媒染法是先用媒染劑對天絲水刺非織造布進行處理，再進行染色。其優(yōu)點是方便加色，且勻染性較好。在堿性環(huán)境中，分別采用前媒染、同媒染及后媒染工藝，使用蘇木紅染色，所得織物分別呈紅色調(diào)、紫色調(diào)及灰紅色調(diào)。本文減法混色過程主要采用蘇木紅染液的紅色調(diào)，因此采用前媒染法。

2 試驗工藝

2.1 蘇木紅和梔子黃染液萃取工藝

蘇木染材與常溫清水的質(zhì)量比約為1∶40，即0.2 kg染材需8.0 kg常溫清水，但常溫清水的實際加入量要大于理論加入量，因為加熱煮沸時有部分水因蒸發(fā)而損失。本文蘇木紅的萃取工藝如下：

將0.2 kg蘇木洗凈，浸泡于2.0 kg常溫清水中6 h后，加入2.3 kg常溫清水，加熱至沸騰，煮20 min，用濾布過濾得第一遍染液；再加4.3 kg常溫清水，加熱至沸騰，煮20 min，過濾得第二遍染液，將兩次染液混合得約8 L蘇木紅染液。

梔子果在萃取前需要進行切碎處理，其余萃取過程、相應(yīng)參數(shù)和配制比例與蘇木紅染液的萃取工藝一致，最后得約8 L梔子黃染液。

2.2 靛藍染液調(diào)配工藝

天然靛藍色素對纖維素纖維缺乏親和力，但在堿性溶液中，靛藍色素經(jīng)還原劑還原成可溶性的隱色體鹽后，對纖維素纖維有較高的親和力[7]。因此，在靛藍染液的調(diào)配過程中，需要堿劑和還原劑兩種助劑。堿劑能使靛藍泥更好地溶于水，充分釋放靛白，使靛藍染液更具有染著力[3]46。足量的還原劑使靛藍泥還原成靛白[8]，并保持靛白不被氧化。

2.2.1 靛藍染液配比

靛藍泥與水的質(zhì)量比為1∶20，即0.2 kg靛藍泥與4.0 kg溫水可制得4 L靛藍染液。靛藍泥與堿劑的質(zhì)量比為10∶1，即200 g靛藍泥配制靛藍染液需要20 g堿劑。靛藍泥與還原劑的質(zhì)量比為50∶1，即200 g靛藍泥調(diào)配靛藍染液需要4 g還原劑。

2.2.2 靛藍染液調(diào)配工藝

在準(zhǔn)備好的干凈染缸中加入4 L溫水，水溫以約50 ℃為宜。將200 g靛藍泥置入染缸中攪拌1 min，然后加入20 g堿劑攪拌1 min，再加入4 g還原劑攪拌1 min。當(dāng)染液攪拌均勻后，靜置20 min，得4 L靛藍染液。

靛藍染液調(diào)制成功表現(xiàn)出的3種特征：表面產(chǎn)生銅色金屬膜；出現(xiàn)深藍色泡沫；表面液體開始變綠。

2.3 前媒染工藝

被染物、媒染劑、水的質(zhì)量比為20∶1∶1 000，即120 g天絲水刺非織造布進行媒染，需要6 g明礬、6.0 kg溫水制成媒染液。媒染劑質(zhì)量濃度為1 g/L。

將6 g明礬加入6 L常溫清水中，加熱至50 ℃，攪拌均勻至完全溶解，制成媒染液，將120 g天絲水刺非織造布浸在明礬媒染液中進行30 min的媒染。媒染工藝流程如圖2所示。

圖2 媒染工藝流程

2.4 染色工藝

2.4.1 染液配比參數(shù)

根據(jù)減法混色法配色關(guān)系，配制9種染液，每種染液染12 g天絲水刺非織造布。

蘇木紅、梔子黃染色過程中，天絲水刺非織造布與染材的質(zhì)量比為1∶1，即12 g天絲水刺非織造布需要蘇木或梔子果萃取出的染液480 mL，其染色配方：

天絲水刺非織造布質(zhì)量 12 g

浴比 1∶40

染材質(zhì)量 12 g

靛藍染色過程中，天絲水刺非織造布與染材的質(zhì)量比為3∶2，即12 g天絲水刺非織造布需要靛藍泥配制的靛藍染液160 mL，其染色配方：

天絲水刺非織造布質(zhì)量 12 g

浴比 3∶40

染材質(zhì)量 8 g

不同染色所需染液配比參數(shù)如表1所示。

表1 染液配比參數(shù)

2.4.2 染色工藝條件

染色溫度：蘇木紅和梔子黃適宜的染色溫度為55 ℃及以上，靛藍染色為冷染。二次色、三次色染液是將3種染液以適當(dāng)比例混合后獲得，靛藍染液調(diào)配時的溫度為50 ℃左右，為保證單一變量，減小試驗誤差，使染液混合均勻，試驗溫度均選擇55 ℃。

在靛藍染液染色過程中，浸染后的天絲水刺非織造布需要進行氧化處理，為保證單一變量，本文試驗的染色過程均含有氧化過程。

2.4.3 染色工藝過程

染色工藝：染液加熱至55 ℃后保溫；將媒染后的天絲水刺非織造布放入染液中，浸染15 min，于陰涼處自然氧化20 min，洗去浮色；相同條件下再進行第二遍浸染，于陰涼處自然氧化20 min，洗去浮色；相同條件下第三遍浸染完成后，待被染天絲水刺非織造布陰干后，再進行水洗，洗去浮色，最后陰干，完成染色。具體操作流程如圖3所示。

圖3 染色工藝流程

3 結(jié)果與討論

3.1 外觀質(zhì)量

二次色、三次色染液染色天絲水刺非織造布后呈現(xiàn)不同程度的染花問題。這是因為3種染料在水中的溶解度不同造成3種染液的相容性較差，使得各染液上染與固著到纖維上的速率不相同，導(dǎo)致水洗時洗去浮色的程度不同，從而出現(xiàn)染花問題。

盡管選擇合適的染色助劑增加染料的溶解度可促進染料對纖維表面的吸附，提高染料的穩(wěn)定性，從而改善花色問題，但染色助劑對人體或環(huán)境具有潛在危害，這與選擇植物染料染色的目的相違背。因此，配制二次色或三次色時，改善染花問題的首選措施是選擇溶解度相近的染料來提高染液間的相容性。

3.2 耐摩擦色牢度

按照GB/T 3920—2008《紡織品 色牢度試驗 耐摩擦色牢度》測試耐摩擦色牢度。

在適宜的光源下，9種有色天絲水刺非織造布的干、濕摩擦色牢度評定結(jié)果如表2所示。

表2 摩擦色牢度測試結(jié)果

(續(xù)表2)

有色天絲水刺非織造布的干、濕摩擦色牢度與所用染液中蘇木紅、梔子黃、靛藍染液體積分?jǐn)?shù)的關(guān)系如圖4所示。

圖4 摩擦色牢度與蘇木紅/梔子黃/靛藍體積分?jǐn)?shù)的關(guān)系

9種有色天絲水刺非織造布干摩擦色牢度的差異較小，濕摩擦色牢度的差異較為明顯。

經(jīng)二次色、三次色染液染色的天絲水刺非織造布的干摩擦色牢度均大于靛藍染液染色天絲水刺非織造布的干摩擦色牢度，這說明蘇木紅、梔子黃染液的加入對靛藍染液染色天絲水刺非織造布干摩擦色牢度的提升有促進作用。

含有梔子黃色素的染液染色天絲水刺非織造布的濕摩擦色牢度均大于不含梔子黃色素染液的染色結(jié)果。表明梔子黃色素的加入有利于提高蘇木紅/靛藍染液染色的天絲水刺非織造布的濕摩擦色牢度。

梔子黃染液含量不同，蘇木紅/靛藍染液染色的天絲水刺非織造布的濕摩擦色牢度提高程度不同，梔子黃色素含量越高，有色天絲水刺非織造布的濕摩擦色牢度越好，但使用梔子黃染液單獨染色天絲水刺非織造布的濕摩擦色牢度，不及使用含有梔子黃色素的混合染液染色的天絲水刺非織造布的濕摩擦色牢度。

4 結(jié)語

以蘇木紅/梔子黃/靛藍為三原色探討植物染料對天絲水刺非織造布染色的可行性，采用前媒染染色工藝，確定染色工藝過程如下：染液溫度為55 ℃，浸染15 min，于陰涼處自然氧化20 min，洗去浮色，相同條件3次浸染后完成染色。結(jié)果表明，梔子黃染液含量對色牢度有較大影響。探討植物染色有利于提高天絲水刺非織造布的附加價值，有助于開拓植物染色天絲水刺非織造產(chǎn)品的市場。