蘇木色素對天絲織物直接染色研究

黃雪紅，郭冰默

（江蘇工程職業技術學院，江蘇南通 226007）

蘇木是天然染料的一種，為豆科，蘇木屬植物蘇木的干燥芯材，又名蘇枋、蘇方、蘇方木、木、棕木、赤木、紅柴。蘇木為常綠小喬木，高可達5 ～10 m，分布在廣西、廣東、貴州、云南、四川等地。芯材含色原烷類化合物：3-（3’，4-二羥基芐基）-7-羥基-4-色原烷酮。芯材入藥，為清血劑，有祛痰、止痛、活血、散風之功效。近年來，云南植物研究所從蘇木的芯材中提取一種蘇木素，可用于生物制片的染色，效果不亞于進口的巴西蘇木素。[1-4]

1 實驗部分

1.1 材料與儀器

（1）織物：天絲機織物。

（2）藥品與試劑：蘇木（市購），碳酸鈉（上海潤捷化學試劑有限公司）。

（3）儀器：JY-12/24型常溫染色小樣機、Y902型汗漬色牢度烘箱（南通三思機電有限公司），SW-12A耐洗色牢度實驗機、Y571N摩擦牢度測試儀、YG631型汗漬色牢度儀（南通宏大實驗儀器有限公司），電子天平 [賽多利斯科學儀器（北京）有限公司]，電腦測配色儀（美國datacolor公司），759S紫外線吸光光度儀（上海棱光技術有限公司）。

1.2 直接染色工藝

1.2.1 單一因素影響實驗

直接染色是在不加任何助劑的情況下，僅靠染料自身的上染性和吸附力固著在織物上。以優選提取工藝的提取液為染液，設其定容后的染液質量分數為X，取2 g棉布，浴比為1∶120，根據染色時間、染色溫度、染液質量分數、染液pH等四因素所設計直接染色單一變量影響實驗，染色完畢后，進行后處理、烘干。

1.2.2 正交實驗

根據直接染色單一因素影響實驗確定正交實驗變量，通過實驗對染色工藝進行優化，染色完畢后，進行后處理、烘干。分析直接染色正交實驗工藝中各因素對蘇木染棉織物顏色的影響。

1.3 性能測試

1.3.1 顏色特征值

使用電腦測色配色儀對染色織物進行測定，測定條件為D65光源、10°標準視角、試樣折4層，取染色樣每面不同位置測試3次，共計6次，取平均值。

K/S值為表面色深值，用最大吸收波長處K/S值的大小來表示染色織物的得色深淺情況。K/S值越大，說明織物顏色越深，反之顏色越淺。顏色指標L、a、b為顏色坐標，用來表示顏色的色光，其中L值代表明度，其范圍為0～100（白色為0，黑色為100）；a值代表紅綠值，a為正值，表明織物偏紅，反之織物偏綠；b值代表黃藍值，b為正值，表明織物偏黃，反之織物偏藍。

1.3.2 染色牢度

耐摩擦色牢度：采用GB/T 3920—2008《紡織品 色牢度試驗 耐摩擦色牢度》進行測定，使用GB 250—2008 評定變色用灰色樣卡和 GB 251—2008評定沾色用灰色樣卡進行評級。

耐皂洗色牢度：采用GB/T 3921.3—2008《紡織品 色牢度試驗 耐皂洗色牢度：試驗3》進行測定，使用GB 250—2008評定變色用灰色樣卡和GB 251—2008評定沾色用灰色樣卡進行評級。[5,6]

耐汗漬色牢度：采用GB/T 3922—2013《紡織品 色牢度試驗 耐汗漬洗色牢度》進行測定，使用GB1250—2008評定變色用灰色樣卡和GB 251—2008評定沾色用灰色樣卡進行評級。

2 結果分析

2.1 單一因素影響

2.1.1 染色溫度對染色效果的影響

在不同染色溫度下，蘇木色素提取液對天絲織物染色，在染色完畢后，測得L、a、b值見表1。

表1 不同染色溫度染色后測得L、a、b值

由表1可以看出，以40 ℃條件下染色后織物作為標準樣，其他染色條件下織物作為批次樣，染色溫度從40 ℃逐漸升高到90 ℃時，L值先增大后減小，即染色后的織物亮度先逐漸增大再逐漸減小，但是變化的范圍很??；a值逐漸減小，即布面紅光逐漸減弱，偏綠程度越來越深；b值出現波浪式變化，變化的規律為先減小再增大后減小再次增大。測得染色后的織物的K/S值隨染色溫度變化的影響如圖1。

圖1 溫度對染色效果的影響

隨著染色溫度的升高，染色后織物的K/S值逐漸減小，顏色越來越淺，染色溫度從40 ℃增加到50 ℃時，K/S值出現陡然降低，當溫度在50 ℃到90 ℃時，K/S值呈波浪式變化且變化幅度不大。染色過程中，染料快速吸附到織物上，在高溫作用下，隨著染色時間的延長，吸附到織物上的染料再次回到染液中，造成織物上染料的數量減少，出現色淺現象。

2.1.2 染色時間對染色效果的影響

在不同染色時間下，蘇木色素提取液對天絲織物染色，在染色完畢后，測得L、a、b值如表2。

表2 不同染色時間染色后測得L、a、b值

由表2可知，以10 min條件下染色后織物作為標準樣，其他染色條件下織物作為批次樣，染色時間從10 min逐漸增大到60 min時，L值逐漸減小，即染色后織物的亮度逐漸減小，但是減少的幅度很??；a值出現波浪式變化，色光偏向出現不定現象，但是變化幅度不大；b值逐漸增大，即布面偏黃且程度越來越深。

測得染色后的織物K/S值隨染色時間變化而影響，如圖2。

圖2 時間對染色效果的影響

由圖2可以看出，隨著染色時間的延長，K/S值總體呈增大趨勢，即顏色越來越深，織物得色量增加，且上升程度明顯。染色時間從20 min延長到40 min時，K/S值增長迅速，時間繼續延長，表面色深值變化程度很小，且存在略微減小的現象。因為染色的過程是染料吸附固著在織物和染料分解的過程，在40 min之前，染料的吸附固著速度大于染料分解的速度，所以K/S值出現明顯得增大；在40 min時，染料的吸附固著與染料分解的過程處于動態平衡階段；時間繼續延長，K/S值不再增加且出現略微減小，可能的原因是在40 min時達到飽和狀態。在此染色溫度條件下，染色時間延長導致染料的結構發生變化，從而出現K/S值有所減小的現象。

2.1.3 染液質量分數對染色效果的影響

在不同染液質量分數下，蘇木色素提取液對天絲織物染色，在染色完畢后，測得L、a、b值如表3。

表3 不同染液質量分數染色后測得L、a、b值

由表3可知，以染液質量分數X/6條件下染色后織物作為標準樣，其他染色條件下織物作為批次樣，染液質量分數從X/6逐漸增到X時，L值逐漸減小，即染色后織物的亮度逐漸減小，但是減小的幅度很??；當染液質量分數達到2X/3后，L值的變化幅度開始減小，染液質量分數在2X/3～X范圍內，L值只有略微減??；在染液質量分數為X/6～2X/3時，a值逐漸增大，即染色織物偏紅且逐漸增深，但是隨著染液質量分數繼續增大，a值略有降低，b值逐漸增大且越來越大，即染色后織物變黃且越來越深。

測得染色后的織物隨染液質量分數變化的影響，如圖3。

圖3 染液質量分數對染色效果的影響

由圖3可以看出，隨著染液質量分數的增大，K/S值呈現逐漸增大，織物得色量逐漸增大，顏色越來越深，但是染液質量分數達到2X/3后，表面色深值得增長幅度減小，即織物得色量增加值變小。因為染色是織物吸附染料的過程，織物吸收存在飽和現象?？赡茉谌疽嘿|量分數為2X/3時織物吸附接近飽和狀態，染液質量分數繼續增大，吸附的量已經很少，所以K/S值變化量變小。

2.1.4 染液pH對染色效果的影響

在不同染液pH下，蘇木色素提取液對天絲織物染色，在染色完畢后，測得L、a、b值如表4。

表4 不同染液pH染色后測得L、a、b值

由表4可知，以染液pH=2時染色后織物作為標準樣，其他染色條件下織物作為批次樣，染液pH從2逐漸增到10時，L值先逐漸減小再逐漸升高，即染色后織物的亮度逐漸減小又逐漸增大；在染液pH為2～8時，a值逐漸增大，即染色織物偏紅且逐漸增深，但是隨著染液質量分數繼續增大，a值略有降低，b值逐漸降低；在pH從4增大6時，即染液pH由酸性向中性轉變時，b值降低幅度加大，即染色后織物黃光且越來越少。

測得染色后的織物隨染液pH變化的影響，如圖4。

圖4 染液pH對染色效果的影響

由圖4可以看出，隨著染液pH的增大，K/S值在染液pH為4時出現最大值，當染液pH超過4時，K/S值逐漸降低，開始降低的幅度較小，當染液pH超過8時，降低幅度大增。主要原因是在堿性條件下，染料被分解，導致染液中色素含量降低，織物吸附染料量減少，造成染色后織物顏色變淺。

2.2 直接染色正交實驗結果分析

染色時間、染色溫度、染液質量分數、染液pH四種因素直接染色正交實驗結果見表5。

表5 蘇木直接染色的實驗結果與直觀分析

在直接染色時不加入任何助劑，僅靠染液自身的吸附作用固著在織物上，影響的因素主要是上染的時間、溫度、染液的質量分數和pH。

從表5正交實驗數據可以看出，染色溫度對染色效果的影響巨大，可能原因是染色溫度過高加速染料分解的速度，從而使上染到織物上染料數量減少。由數據可以看出，染液的pH影響可以不予考慮。

3 結語

植物染料蘇木可以直接上染天絲織物，直接染色最佳工藝為：染色時間40 min，染色溫度40 ℃，染液質量分數2X/3，染液pH=6。