真絲織物胭脂蟲紅生態媒染染色

錢欣歆++陳紅藝+白剛

摘 要：該文以氯化鑭稀土作為媒染劑，研究胭脂蟲紅色素真絲織物生態媒染染色性能，探討pH值、媒染劑用量、媒染方式對上染百分率和K/S值影響，并測定皂洗牢度和日曬牢度。研究結果表明，氯化鑭具有較強的配位絡合作用，與胭脂蟲紅色素和纖維形成絡合結構，顯著提高上染百分率和K/S值，染色織物皂洗牢度和日曬牢度均達到4級。最佳染色工藝為氯化鮮鑭用量1 g/L，pH=4，浴比50∶1，采用同媒染色。

關鍵詞：胭脂蟲紅色素 真絲 染色

中圖分類號：TS19 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）12（c）-0088-04

胭脂蟲紅色素是從寄生在仙人掌上的胭脂蟲雌蟲體內提取的一種天然蒽醌類色素，可生物降解，綠色環保，滿足人們健康環保的消費理念，受到人們的關注和青睞[1-3]。

天然染料對纖維親和力較小，得色量較低、染色牢度較差，染色時一般需要使用媒染劑來提高染色牢度[4]。傳統媒染劑大多含重金屬離子，對環境造成破壞，違背了天然染料染色利于生態環保的初衷[5]。稀土離子具有特殊的4f電子層結構，具有很強的絡合作用，稀土作為媒染劑可使染料和纖維形成穩定的絡合物，增強染料和纖維的結合力，提高染色深度和牢度[6-7]。

該文采用氯化鑭稀土作為媒染劑，用于真絲織物胭脂蟲紅色素染色中，可提高天然染料染色牢度，避免對環境的污染，對發展生態染整加工具有積極和現實意義。

1 實驗

1.1 材料和儀器

材料：真絲織物（浙江富利達絲綢印染有限公司），胭脂蟲紅色素（鄭州鴻祥化工有限公司），氯化鑭（天津大茂化學試劑廠），乙酸（浙江省蘭溪市屹達化工試劑有限公司），氫氧化鈉（浙江省蘭溪市屹達化工試劑有限公司）。

儀器：UV-2450分光光度計（日本島津公司），Datacolor

SF 600電腦測色配色儀（美國DATACOLOR公司），Q-Sun日曬色牢度試驗機（美國Q-Lab公司），SW-12皂洗牢度試驗儀（寧波紡織儀器廠）。

1.2 染色工藝曲線

1.2.1 前媒法

前媒法染色工藝如圖1所示。

1.2.2 同媒法

同媒法染色工藝如圖2所示。

1.2.3 后媒法

后媒法染色工藝如圖3所示。

1.3 測試方法

1.3.1 上染百分率的測定

使用UV-2450分光光度測定染色殘液吸光度，按式（1）計算上染百分率。

（1）

式中：E為上染百分率；Ai為染色殘液稀釋n倍的吸光度；A0為染色原液稀釋m倍的吸光度。

1.3.2 K/S值的測定

使用Datacolor SF 600測色儀測定試樣K/S值。

1.3.3 皂洗牢度的測定

按GB/T 3921-2008《紡織品 色牢度試驗 耐皂洗色牢度》測定染色試樣皂洗牢度。

1.3.4 耐光牢度的測定

按照GB/T 8427-2008《紡織品 色牢度試驗 耐日曬色牢度》測定染色試樣日曬牢度。

2 結果與討論

2.1 pH值對染色效果的影響

胭脂蟲紅色素用量2%owf，氯化鑭濃度1 g/L，浴比50∶1，pH分別為4、5、6、7、8、9，按圖1工藝進行染色，測定上染百分率和K/S值，結果如表1所示。

從表1可以看出，pH值對上染百分率和K/S值有較大影響，均隨pH值增大而減小，這是由于酸性條件下有利于稀土離子與胭脂蟲紅色素發生絡合反應，促進色素上染。在蠶絲纖維等電點（約為5.0）以下時，pH越低，氨基質子化數量也越多，胭脂蟲紅色素與纖維間靜電引力加強，發生在色素分子、稀土和纖維之間的絡合反應也超強。

2.2 媒染劑用量對染色效果的影響

胭脂蟲紅色素用量2%owf，pH=4，浴比50∶1，氯化鑭用量分別為0.5、1、1.5、2 g/L，按照圖1工藝進行染色，測定上染百分率和K/S值，結果如表2所示。

從表2可以看出，染色中加入稀土能顯著提高上染百分率和K/S值。這是因為稀土具有較強的配位絡合作用，能與胭脂蟲紅色素中的羧基、羥基形成多元絡合，染色時形成胭脂蟲紅色素—稀土—纖維的絡合結構，使上染百分率提高。當稀土用量達到1 g/L后，上染百分率達到最大，繼續增加稀土用量，上染百分率基本保持不變，甚至有變小的趨勢，這是因為在胭脂蟲紅色素、纖維、稀土之間有一定的絡合比，存在飽和值，當稀土用量過多時，會造成稀土和色素團聚而發生沉淀，不利于上染。

2.3 媒染方式的選擇

胭脂蟲紅色素用量2%owf，pH=4，浴比50∶1，氯化鑭用量1 g/L，分別按圖1前媒法、圖2同媒法和圖3后媒法進行染色，染色結果見表3。

從表3可以看出，同媒法染色效果最好，上染百分率和K/S值較大，其次為前媒法，后媒法染色效果最差，可能是由于同媒染色時媒染劑更容易和胭脂蟲紅色素發生絡合。

2.4 上染速率曲線

胭脂蟲紅色素用量2%owf，氯化鑭用量1 g/L，pH=4，浴比50∶1，按照圖2染色工藝進行染色，測定上染速率曲線，并與空白試樣對比，結果如圖4所示，其動力學參數見表4。

從圖4和表4可以看出，胭脂蟲紅色素染浴中加入媒染劑氯化鑭后使得上染速率加快，半染時間縮短，平衡吸附量顯著增大。上染速率快慢與色素對纖維的親和力大小有關，天然染料染色時一般需要加媒染劑來提高染料對纖維的親和力。加入媒染劑后使纖維表面正電荷增加，從而增強色素陰離子與纖維間的吸附作用。此外，稀土離子作為架橋配位體，有助于胭脂蟲紅色素分子與纖維之間形成配價鍵，使得上染速率加快，平衡吸附量增加。

2.5 染色牢度

胭脂蟲紅色素用量2%owf，氯化鑭用量1 g/L，pH=4，浴比50∶1，按照圖2工藝對真絲織物進行染色，并測定染色織物的皂洗牢度和日曬牢度，并與空白試樣進行對比，結果見表5。

從表5可以看出，稀土作為媒染劑在胭脂蟲紅色素染真絲織物時，皂洗牢度可提高1～2級，日曬牢度提高1級。稀土能在胭脂蟲紅色素分子、纖維、媒染劑之間形成共價鍵，生成不溶性的絡合體，從而提高染色牢度。

2.6 胭脂蟲紅色素染色提升性

氯化鑭用量1 g/L，胭脂蟲紅色素用量分別為0.1，0.5，1，1.5，2，4，6，8，10，12，14，16%owf，pH=4，浴比50∶1，按圖2染色工藝染色，以染液濃度為橫坐標，纖維上染料濃度為縱坐標制作染色提升性曲線，結果如圖5所示。

由圖5可以看出，在色素用量低于8%owf時，染色提升性曲線幾乎呈直線，纖維上色素濃度隨色素用量增加而增加。當色素用量超過8%owf時，曲線斜率逐漸變小，當色素用量超過12%owf時，纖維上色素濃度不再隨色素用量增加而明顯增加。實驗結果表明，在一定范圍內，胭脂蟲紅色素染色提升性較好，可用于真絲織物中深色染色。

3 結語

胭脂蟲紅色素對真絲織物進行染色時，加入氯化鑭稀土，能顯著提高上染百分率和K/S值，并以同媒法染色效果最好，染色織物皂洗牢度和耐光牢度也有明顯提高。最佳染色工藝為氯化鑭用量1 g/L，pH=4，浴比50∶1，染色織物皂洗牢度和日曬牢度均達到4級。以稀土作為媒染劑，用于胭脂蟲紅色素對真絲織物染色，符合當前綠色環保生態紡織品加工要求，應用前景廣闊。

參考文獻

[1] 張弘，鄭華，陳軍，等.胭脂蟲紅色素穩定性研究[J].食品科學，2008，29（11）：1-2.

[2] 王素芳，俞超，王忠華，等.天然色素-胭脂蟲紅色素[J].藥物生物技術，2007，14（2）：13-14.

[3] 張弘，鄭華，郭元亨，等.胭脂蟲紅色素加工技術與應用研究進展[J].大連工業大學學報，2010，29（6）：1-2.

[4] 柳艷，王祥榮.胭脂蟲紅色素對羊毛織物的染色性能研究[J].現代絲綢科學與技術，2013，28（1）：5-7.

[5] 曹紅梅，程萬里.胭脂蟲酸染絲織物時媒染對染色性能的影響[J].絲綢，2008（4）：27-29.

[6] 楊蓉，許海育.稀土在天然染料的真絲綢染色中的媒染作用[J].印染助劑，2009，26（5）：20-23.

[7] 李曉春，孟春麗，程獻偉，等.稀土作為黃連素羊毛染色媒染劑的研究[J].毛紡科技，2015，43（10）：24-27.