紫草染料的提取及在真絲染色中的應用

路振翔，楊　勇，趙亞楠，朱元昭

(1.中原工學院紡織學院，河南鄭州 450007；2.河南省紡織服裝協同創新中心，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.中原工學院紡織學院，河南鄭州 450007；2.河南省紡織服裝協同創新中心，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良的染色牢度等優點逐漸取代了天然染料在織物染色中的地位[1]。但合成染料的生產及其本身存在許多與環保相關的問題。進入21世紀，在全球呼喚“生態、綠色、環保”的大環境下，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，以期為實現紫草染料在工業中的應用提供參考[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備用。

(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長的軌跡作往復直線摩擦(共10次)，每次往復的時間為ls，分別測試試樣的經向和緯向。其中濕摩擦實驗按規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。織物的紫色色相強弱基本相同，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、相同濃度下改變染液的pH,經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，改變染液的pH，染色后織物布樣的明度和色調存在稍微的不同。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小；染液的pH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：生態紡織品的染色及加工。