茜草色素在真絲織物上染色性能的研究

張馳 王祥榮

摘要： 針對茜草色素染色真絲織物的顏色特征受工藝條件影響較大的特點，通過測定染色織物的顏色特征值，分析媒染劑種類、媒染方式、pH值、染色溫度、染色時間等因素對染色真絲織物性能的影響。試驗結果表明，改變媒染劑種類及媒染方式，可以得到黃色、紅色、紫色等多種顏色。以硫酸鋁和硫酸亞鐵為媒染劑，改變染色pH值能得到不同顏色，且K/S值隨著pH值增大而下降;染色溫度不改變染色織物的色相，K/S值隨著溫度升高而升高;染色時間對染色織物的色相和K/S值影響不大;最佳工藝條件下，染色真絲織物具有較好的色牢度，日曬色牢度4～5級，耐皂洗色牢度3～4級，耐汗漬色牢度3級以上。

關鍵詞： 茜草色素;真絲;媒染劑;顏色特征值;色牢度

中圖分類號： TS193.62文獻標志碼： A文章編號： 10017003（2020）01000905

引用頁碼： 011102DOI： 10.3969/j.issn.10017003.2020.01.002

Study on dyeing property of madder pigment on silk fabrics

ZHANG Chi， WANG Xiangrong

Abstract： The color characteristics of the silk fabrics dyed by madder pigment are largely influenced by process conditions. According to this feature， the effects of mordant type， mordant dyeing mode， pH value， dyeing temperature， dyeing time and other factors on the properties of dyed silk fabrics were analyzed by determining the color characteristic values of dyed fabrics. The experimental results show that by changing the mordant type and mordant dyeing method， yellow， red， purple and other colors can be obtained. When aluminum sulfate and ferrous sulfate are used as the mordant， different colors could be gained through changing pH values， and the K/S value decreases with the increase of pH value. The dyeing temperature does not change the hue of the dyed fabric， and the K/S value increases with the temperature rise; dyeing time has little influence on the hue and K/S value of dyed fabrics. Under the optimum conditions， dyed silk fabrics have better color fastness， with the light fastness of Grade 4～5， the soap fastness of Grade 3～4， and the perspiration fastness of 3 or higher.

Key words： madder pigment; silk; mordant; color characteristic values; color fastness

絲織品染色的歷史源遠流長，在合成染料出現之前，天然染料一直被運用于絲織品染色。近年來，由于合成染料造成的環境污染問題日益加劇，而天然染料具有環保性、安全性和生物醫學性[13]等優點，因此天然染料在絲織品的染色再次被人們重視。

茜草是人類最早使用的植物染料之一，在古代中國、印度、波斯、埃及等國家和地區都有采用茜草根提取液對毛、棉、麻、皮革及絲進行染色的記載;其大致可分為東洋茜草和西洋茜草兩大種類，而東洋茜草根據產地的不同又可分為中國茜草、日本茜草和印度茜草等[45]。茜草色素的化學成分主要為蒽醌化合物，蒽醌環上的羥基、羧基、甲基的位置不同及數量的多少，都會影響茜草色素的提取、染色織物的色光和染色牢度[6]。文獻資料表明，印度茜草色素的主要成分是[78]紫紅素、茜草酸、黃紅紫素、偽羥基茜草素等，相關結構式如圖1所示。

本文采用茜草色素以媒染劑種類[9]、媒染方法、pH值、染色溫度、染色時間為變量對真絲織物進行染色，研究茜草色素上染絲織品的影響因素;同時探究了不同金屬離子作為媒染劑對染色牢度的影響，為茜草色素在絲織品染色中應用、豐富天然色素染色產品色系和提高染色重現性提供依據。

1試驗

1.1材料與儀器

面料：120g/m2真絲電力紡（江蘇鑫緣繭絲綢集團股份有限公司）。

材料：茜草色素（工業品，印度AMA Herbal Laboratories），無水乙酸鈉、冰醋酸、硫酸鋁、明礬、硫酸銅、硫酸亞鐵、磷酸氫二鈉、檸檬酸（均為分析純），皂片（標準品，上海市紡織工業技術監督所）。

儀器：染色小樣機（無錫陽博印染機械設備有限公司），Ultra Scan XE型分光測色儀（美國Hunter Lab公司），SW12A型水洗色牢度試驗機（無錫紡織設備廠），Aatalas Alpha型耐日曬牢度儀（SDLAtalas公司）。

2.3染色時間對顏色特征值的影響

按照在1.2.3同媒染色工藝，直接將織物投入到80℃的染浴中保溫染色15、30、45、60、75、90min，并且分別采用硫酸鋁和硫酸亞鐵作為媒染劑，染色結束后按照124進行皂洗，然后測試顏色特征值，分析染色時間對茜草上染真絲織物的色光的影響，其結果如表3所示。

由表3可以發現，采用硫酸鋁作為媒染劑，染色織物的a*、b*值均為正，a*值較大，且波動較小，染色15min后，織物的b*、C*、h值最高，色彩呈現橙紅色;染色30min后，b*值降低，且在較小范圍內浮動，織物上的黃光減少，色彩呈現紅色。采用硫酸亞鐵作為媒染劑，染色織物的a*為正，b*值為負，染色15min后，K/S值最低，a*、C*、h值均最大，b*值最小，色彩呈現淺紫色;30min后，a*值減小，b*值增大，染色織物上的紅光減少，藍光減少，但得色量增加，色彩呈現深紫色;還可以發現染色30min后，真絲織物上的色光趨于穩定，K/S值有小幅變化。總體而言，染色時間對茜草色素染色后真絲織物的色光改變較小。

2.4染色溫度對顏色特征值的影響

在1.2.3同媒染色工藝的基礎上，改變染色溫度，分別升溫至50、65、80、95、110℃，并且分別采用硫酸鋁和硫酸亞鐵作為媒染劑，染色結束后按照1.2.4進行皂洗，然后測試顏色特征值，分析染色溫度對茜草上染真絲織物的色光的影響，其結果如表4所示。

由表4可以發現，采用硫酸鋁作為媒染劑，染色織物的a*、b*值均為正，隨著溫度升高，織物的a*值逐漸升高，b*值逐漸降低，染色織物上的紅光增多，黃光減少，并且C*值逐漸增大，色彩逐漸呈現鮮艷的紅色;采用硫酸亞鐵作為媒染劑，染色織物的a*為正，b*值為負。總體來看，織物的a*值減小，b*值逐漸增大，染色織物上的紅光減少，藍光減少，C*逐漸減小，色彩逐漸偏向暗紫色。隨著溫度的升高，染色后織物的K/S值總體上呈現逐漸升高的趨勢，織物上顏色加深，說明高溫條件下，有利于媒染劑與茜草色素及真絲織物的結合。綜合考慮，選擇95℃為染色溫度。

2.5染色牢度的探究

對于采用硫酸鋁、硫酸亞鐵同媒染色后的織物，按照1.3的方法進行日曬色牢度、耐皂洗色牢度、耐汗漬色牢度測試，其結果如表5所示。

由表5可以看出，茜草染色后的真絲織物具有良好的日曬色牢度，這是因為茜草色素具有蒽醌結構，蒽醌在受到光照時分子上的羰基被激發，生成激發態分子，氧原子的電子云密度下降，激發態分子具有較強的親電性，所以不容易被氧氣氧化[10];未經媒染的真絲織物日曬色牢度就能達到3～4級，而采用鋁鹽媒染后，日曬色牢度能提升1級。

對于耐皂洗色牢度來說，直接染色后的織物色牢度較差，而經過媒染后的織物，金屬離子與染料及纖維上形成配位化合物，從而提升了耐皂洗色牢度;采用鋁鹽、鐵鹽媒染后耐皂洗色牢度有1級的提升，鐵鹽媒染后耐皂洗色牢度最好，能達到3～4級。

對于耐汗漬色牢度來說，直接染色后織物的耐汗漬色牢度較差，經過鋁鹽、鐵鹽媒染后，耐汗漬色牢度有1級左右的提升，耐堿汗漬的變色情況要好于耐酸汗漬的變色情況，但是絲沾色情況仍然較差。總的來說，還需要進一步研究來提升茜草染色織物的耐汗漬色牢度。

3結論

1）以硫酸鋁、硫酸銅、硫酸亞鐵等為媒染劑，并選擇不同的媒染方式，能夠使茜草色素染色真絲織物的顏色特征值獲得較大的變化，能夠獲得橙黃、紅色、紫色等多種顏色，賦予茜草色素所得染色織物更多的色彩變化。

2）選擇同媒染色，并以硫酸鋁和硫酸亞鐵為媒染劑，改變pH值，真絲織物上的顏色改變較大，并且不同的緩沖溶液體系對茜草色素染色真絲織物的色光有一定的影響，還需要深入研究;改變溫度，染色真絲織物上的色光在同一色系變化，高溫染色有利于增加染色真絲織物上的得色量，當染色時間為30min及以上時，染色真絲織物上的色光變化趨于穩定;通過對pH值、溫度、時間等變量的研究，為提高重現性提供了依據。

3）硫酸鋁同媒染色后，真絲織物的日曬色牢度能達到4～5級，耐皂洗色牢度能達到3級，耐汗漬色牢度能達到3級;硫酸亞鐵同媒染色后，真絲織物的日曬色牢度能達到4～5級，耐皂洗色牢度能達到3～4級，耐汗漬色牢度能達到3級;各項色牢度較直接染色后有1級左右的提高，但還需要進一步研究來提高耐汗漬色牢度。

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收稿日期： 20190504; 修回日期： 20191127

基金項目： 四川省科技計劃項目（2018JZ0042）

作者簡介： 張馳（1994），男，碩士研究生，研究方向為紡織材料染整后加工。通信作者：王祥榮，教授，wangxiangrong@suda.edu.cn。