蠶絲織物的訶子色素染色工藝

宋慧君　高玉梅　王明　茹飛龍　張寧

摘要： 研究了染色工藝條件對蠶絲織物的訶子色素直接染色上染百分率的影響，以及媒染劑質量分數和染色方法對蠶絲織物表觀色深的影響，測試最佳染色工藝條件下染色蠶絲織物的顏色特征和色牢度。結果表明，訶子色素直接染蠶絲織物的最佳工藝條件為pH4，保溫染色溫度85℃，保溫染色時間40min；氯化鈰、氯化鑭、硫酸鋁作媒染劑，最佳染色方法為后媒染色法，最佳質量分數為4%（o.w.f），浴比1︰50；氯化鈣作媒染劑，最佳染色方法為同浴媒染法，最佳質量分數為2%（o.w.f），浴比1︰50。媒染劑影響織物的顏色特征值，媒染染色可提高染色蠶絲織物的色牢度，豐富染色織物的色譜。

關鍵詞： 訶子色素；蠶絲；染色；媒染劑；上染百分率

中圖分類號： TS193.2

文獻標志碼： A

文章編號： 10017003（2017）05000105

引用頁碼： 051101

Abstract： This paper studied the effect of dyeing conditions on dye uptake of terminalia chebula pigment for silk fabric， and the effect of mordant mass fraction and dyeing methods on the color of silk fabric. Besides， the color feature and color fastness of dyed silk fabric under the optimum dyeing process were tested. Results show that the optimum dyeing process for the direct dyeing of silk fabric with terminalia chebula pigment is as follows： pH value 4， dyeing temperature 85℃ and dyeing time 40min. Cerium chloride， lanthanum chloride and aluminum sulfate serve as the mordant， the optimum dyeing method is postmordant dyeing method， the optimal mass fraction is 4% （o.w.f）， and liquor ratio is 1︰50. When calcium chloride is used as the mordant， the optimum dyeing method is one bath mordant method， the optimal mass fraction is 2% （o.w.f）， and liquor ratio is 1︰50. The mordant can affect color character value of dyed silk fabric， and mordant dyeing can improve the color fastness and enrich colors of dyed silk fabric.

Key words： terminalia chebula pigment； silk； dyeing； mordant； dye uptake

隨著人們生活質量的提高，人們對紡織品的要求也越來越高，要求產品不僅能滿足人們較高的審美要求，而且還要舒適、對人身體無害、綠色無污染，甚至希望紡織品有一定的保健功能[1]。在這種大背景下，人們對天然色素在紡織品上應用的興趣越來越濃[23]。但天然色素染色存在色譜不全，拼色困難等缺點[45]，因此需要開發更多種類的天然色素，以豐富天然色素染色產品的色譜。

訶子是使君子科植物訶子或絨毛訶子的果實，是中藥的常用藥。訶子含有鞣質、多酚、多糖、揮發油等化學成分[6]，具有抑菌[7]、提高免疫力、抗腫瘤、保護心肌和肝臟、清除自由基等功效[8]。訶子色素是從訶子中提取的植物天然色素，訶子的主要色素成分也是訶子的活性成分，訶子色素染色可賦予織物一定的藥物保健作用，此外訶子色素還具有一定的紫外線吸收性能，訶子色素染色織物具有良好的抗紫外線性能[9]。蠶絲織物具有柔和悅目的光澤、平滑柔軟的手感，穿著滑爽舒適，是高檔的服裝面料，深受消費者的喜愛。訶子色素用于蠶絲織物染色，兩者的優點完美結合，滿足人們對環境保護的要求及對高檔織物的追求。本文優化訶子色素直接染蠶絲的工藝條件及不同媒染劑適宜的媒染方法，測試最佳染色工藝條件下染色蠶絲織物的顏色特征和色牢度，為蠶絲織物的訶子色素染色奠定基礎。

1實驗

1.1材料與儀器

材料：蠶絲素縐緞練白綢（市售），訶子色素（河南中大恒源生物科技有限公司），氯化鈰、氯化鑭、硫酸鋁、氯化鈣均為分析純（市售），中性洗滌劑、36%醋酸溶液。

儀器：振蕩水浴鍋（上海一派印染技術有限公司），TU1800紫外可見分光光度計（北京普析通用儀器有限責任公司），CE7000A高精度測色儀（沈陽彩普科技有限公司），YG 611L型日曬氣候色牢度儀（萊州市電子儀器有限公司），PHS3C型精密pH計（上海精學科學儀器有限公司），M571B型耐摩擦色牢度測試儀（青島山紡儀器有限公司），SW12A型耐洗色牢度試驗機、YG631型汗漬色牢度儀、Y902型汗漬色牢度烘箱（溫州方圓儀器有限公司）。

1.2方法

1.2.1訶子色素直接染色

1）工藝處方：訶子色素相對織物質量分數3%（o.w.f），浴比1︰50。

2）工藝流程：染色（40℃入染→2℃/min升溫至所需溫度→保溫染色一定時間）→2℃/min降溫水洗→晾干。

1.2.2預媒染色

1）工藝處方

媒染液處方：媒染劑x%（o.w.f），浴比1︰50。

染色液處方：訶子色素3%（o.w.f），浴比1︰50，pH4。

2）工藝流程：媒染處理（40℃入染→2℃/min升溫至85℃→保溫處理40min）→降溫水洗→染色（40℃入染→2℃/min升溫至85℃→保溫染色40min）→降溫水洗→中性皂洗→水洗→晾干。

1.2.3同浴媒染

1）工藝處方：訶子色素3%（o.w.f），媒染劑x%（o.w.f），浴比1︰50，pH4。

2）工藝流程：染色（40℃入染→2℃/min升溫至85℃→保溫染色40min）→降溫水洗→中性皂洗→水洗→晾干。

1.2.4后媒染色

1）工藝處方

染色液處方：訶子色素3%（o.w.f），浴比1︰50，pH4。

媒染液處方：媒染劑x%（o.w.f），浴比1︰50。

2）工藝流程：染色（40℃入染→2℃/min升溫至85℃→保溫染色40min）→降溫水洗→媒染處理（40℃入染→2℃/min升溫至85℃→保溫處理40min）→降溫水洗→中性皂洗→水洗→晾干。

1.3染色效果測試

用TU1800紫外可見分光光度計在最大吸收波長處測試染色前后染液的吸光度，按下式計算上染百分率（E）：

E/%=1-nA1mA0×100（1）

式中：m、n分別為染色前后染液的稀釋倍數，A0、A1分別為染色前后染液的吸光度。

顏色特征：用CE7000A高精度測色儀測定染色后織物的K/S、a*、b*、c*、h*值。采用D65光源和10°觀察角，每個試樣測4次，取平均值。

耐皂洗色牢度：參照GB/T3921—2008《紡織品 色牢度試驗 耐皂洗色牢度》進行測試。

耐摩擦色牢度：參照GB/T3920—2008《紡織品 色牢度試驗 耐摩擦色牢度》進行測試。

耐水色牢度：參照GB/T5713—2013《紡織品 色牢度試驗 耐水色牢度》進行測試。

日曬色牢度：參照GB/T8427—2008《紡織品 色牢度試驗 耐人造光色牢度：氙弧》測試日曬20h后的色牢度。

2結果與分析

2.1直接染色工藝條件分析

2.1.1染色溫度對上染百分率的影響

訶子色素3%（o.w.f），pH4.5，浴比1︰50，保溫染色40min，保溫染色溫度對上染百分率的影響見圖1。

由圖1可知，隨著溫度的升高，上染百分率逐漸增大，溫度升高到85℃時，上染百分率最大。由于隨著溫度的升高，蠶絲纖維的溶脹程度提高，同時訶子色素分子熱運動加劇，訶子色素在蠶絲纖維內部的擴散速率提高，上染百分率提高。溫度升高到85℃后，繼續升高溫度，上染百分率反而下降，這是因為染色是放熱反應，溫度升高會使平衡上染百分率下降。因此，最佳染色溫度為85℃。

2.1.2pH值對上染百分率的影響

訶子色素3%（o.w.f），浴比1︰50，保溫染色溫度85℃，保溫染色時間40min，pH值對上染百分率的影響見圖2。

由圖2可知，訶子色素的上染率在pH4時最大；超過pH4后，隨pH值升高訶子色素的上染百分率下降；升高到pH6時，訶子色素幾乎不上染蠶絲。因為蠶絲的等電點在3.8～5.2，pH值大于等電點時，蠶絲帶負電；訶子色素的主要成分是鞣質、多酚、多糖等，含有羧基、羥基，當升高到pH6時，訶子色素在溶液中電離帶負電荷，所以色素與蠶絲之間存在較強的斥力作用。因此，最佳染色pH值為4。

2.1.3保溫染色時間對上染百分率的影響

訶子色素3%（o.w.f），pH4，浴比1︰50，保溫染色溫度85℃，保溫染色時間對上染百分率的影響見圖3。

由圖3可知，延長保溫染色時間，訶子色素的上染百分率增大，保溫染色時間延長到40min后，繼續延長保溫染色時間，上染百分率幾乎不變。表明保溫染色40min已達到染色平衡，因此保溫染色時間以40min為佳。

2.2媒染劑及染色方法對織物K/S值的影響

天然染料染色織物的色牢度較差，通常需要采用媒染處理改善其色牢度差的缺點。傳統的金屬鹽媒染劑含有重金屬離子，會造成環境污染，本文選用綠色環保的氯化鈣、氯化鈰、氯化鑭、硫酸鋁為媒染劑。分別用預媒染色法、同浴媒染法、后媒染色法對蠶絲織物染色，染色方法及媒染劑對織物K/S值的影響見圖4。

由圖4可知，媒染劑質量分數及媒染工藝會影響染色蠶絲織物的表觀色深K/S值。這是因為，媒染劑中的不同金屬離子與染料、纖維間成不同的配位鍵結合。從節能減排的理念出發，以訶子色素質量分數不變，織物達到相同色深所用的媒染劑質量分數相對最少為選擇依據。因此，最佳染色方法為氯化鈣作媒染劑，質量分數2%（o.w.f），采用同浴媒染法；氯化鈰、氯化鑭、硫酸鋁作媒染劑，質量分數均為4%（o.w.f），采用后媒染色法。不同媒染劑媒染所得蠶絲的K/S值是不同的。

2.3染色織物的顏色特征值和色牢度

用氯化鈣作媒染劑，質量分數為2%（o.w.f），采用同浴媒染色法；氯化鈰、氯化鑭、硫酸鋁作媒染劑，質量分數均為4%（o.w.f），采用后媒染色法，測試染色織物的顏色特征值及色牢度，結果見表1。

a*表示顏色的紅綠色度值，a*值為正，表示色光偏紅；a*值為負，表示色光偏綠。b*表示顏色的黃藍色度值，b*值為正，表示色光偏黃；b*值為負，表示色光偏藍。由表1可以看出，媒染劑影響染色蠶絲織物的顏色特征值，氯化鈣作媒染劑，染色蠶絲織物的a*值有所降低，紅光減小，b*值沒有明顯變化，鮮艷度c*值也沒有明顯變化；氯化鈰作媒染劑，a*值明顯降低，紅光顯著減小，b*值變化不大，鮮艷度c*值變化不大；氯化鑭作媒染劑，a*值明顯降低，紅光顯著減小，b*值增大，黃光增大，鮮艷度c*值也有所增大；硫酸鋁作媒染劑，a*值顯著降低，紅光顯著減小，b*值明顯增大，黃光明顯增大，c*值明顯增大，鮮艷度明顯提高。媒染劑不同，染色蠶絲織物的色相角h*不同，通過使用不同媒染劑，可以豐富訶子色素染色蠶絲織物的色譜。

由表1可知，媒染染色可提高染色蠶絲織物的色牢度。這是因為媒染劑的金屬離子作為螯合環的中心離子，訶子色素的羥基及羰基，蠶絲的氨基、羰基及羥基作為配位體，蠶絲纖維、媒染劑及訶子色素之間形成了絡合物，提高了染料與纖維的結合力，同時，染料發生絡合后在水中的溶解度下降[4，10]。媒染劑不同，色牢度提高程度不同，分析認為是因為媒染劑不同，媒染劑、染料、纖維間的絡合方式或結合方式不同，導致染料與纖維間的結合力不同。

3結論

1）采用單因素實驗法研究染色工藝條件對訶子色素直接染蠶絲上染百分率的影響，得到訶子色素對蠶絲織物直接染色的最佳工藝條件為：染色溫度85℃、pH4、染色時間40min。

2）媒染劑種類、質量分數及染色方法影響染色織物的K/S值，氯化鈰、氯化鑭、硫酸鋁作媒染劑，宜采用后媒染色法，媒染劑最佳質量分數為4%（o.w.f）；氯化鈣作媒染劑，宜采用同浴媒染法，最佳質量分數為2%（o.w.f）。

3）媒染染色可提高染色蠶絲織物的色牢度，媒染劑影響染色蠶絲織物的顏色特征值和色牢度，使用不同媒染劑可豐富染色蠶絲織物的色譜，從而為蠶絲織物的訶子色素染色奠定基礎。

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