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兒茶色素對真絲織物的染色性能

2021-08-24 06:03:50寧一鳴蘇海鳴李淼妍朱周宇
印染助劑 2021年8期
關鍵詞:影響

丁 洪,寧一鳴,蘇海鳴,李淼妍,朱周宇

(蘇州大學紡織與服裝工程學院,江蘇蘇州 215021)

兒茶是兒茶枝干煎汁濃縮的干燥浸膏,主要成分為兒茶酚、沒食子酸、黑兒茶素C、黑兒茶堿等。兒茶來源廣泛、價格適中,溶液呈深紅棕色,可以作為天然染料[1]。天然染料具有較好的生物降解性和環境包容性,對人體無致敏性和致癌性,染色織物色形自然,還具有防蟲、抗菌作用,是污染較大的合成染料的最佳替代[2-3]。真絲織物是一種高檔的紡織面料,擁有珍珠般的光澤、滑爽的質感及優良的吸濕透氣性,被譽為“纖維皇后”[4]。真絲面料除了用作高檔禮服之外,還可用于貼身衣物,但對染色染料的生態環保性有更高的要求,因此用天然染料上染真絲織物具有較好的應用前景[5]。

本實驗研究兒茶色素在真絲織物上的染色性能,分別探討了硫酸鈉用量、pH、溫度、時間、色素用量對真絲織物染色性能的影響[6],優化染色工藝;分析了預媒染、后媒染工藝對染色織物K/S值、顏色特征值以及染色牢度的影響。

1 實驗

1.1 材料

真絲針織物(鑫緣繭絲綢集團股份有限公司);兒茶色素(河南中大恒源生物科技股份有限公司),十八水合硫酸鋁、冰醋酸、氫氧化鈉、無水硫酸鈉(分析純),皂片(上海市紡織工業技術監督所)。

1.2 儀器

Ultra Scan XE 型分光測色儀(美國Hunter Lab 公司),SW-12A 型水洗色牢度實驗機(無錫紡織設備廠),Y(B)902 型汗漬色牢度烘箱(溫州市大榮紡織儀器有限公司),Alpha 型日曬牢度儀(SDL-Atalas 公司),低噪振蕩染樣機(中國靖江市新旺染整設備廠)。

1.3 實驗方法

1.3.1 染色工藝

取兒茶色素3%(omf),用冰醋酸和氫氧化鈉溶液調節至指定pH,加入一定量硫酸鈉,40 ℃投入真絲織物(浴比1∶40),以2 ℃/min 升溫至指定溫度,恒溫染色45 min,降溫,取出,水洗,晾干[6]。

1.3.2 提升性實驗

改變色素用量為1%~5%(omf)染色,分析色素用量對染色織物K/S值的影響。

1.3.3 媒染工藝

媒染劑十八水合硫酸鋁用量5%(omf),pH 4,40 ℃投入真絲織物(浴比1∶50),以2 ℃/min 升溫至60 ℃,恒溫媒染45 min[7],降溫,取出,水洗,晾干。

1.4 測試

K/S值及顏色特征值:將染色織物折疊成4 層,在分光測色儀上測試,D65光源,10°視場,光譜掃描范圍為400~800 nm,測試4次,取平均值[7-10]。

勻染性:在纖維上任取8 個點,分別用分光測色儀測試K/S值,計算平均值(K/S)和平均值的標準偏差(Sr)。標準偏差越小,織物的勻染性越好[11]。

式中,K為試樣的吸光系數,S為試樣的散射系數。

耐皂洗色牢度:參照GB/T 3921—2008《紡織品色牢度試驗耐皂洗色牢度》A(1)方法,用水洗色牢度實驗機測定[7-10]。

耐汗漬色牢度:參照GB/T 3922—2013《紡織品色牢度試驗耐汗漬色牢度》,用汗漬牢度儀測定[8-10]。

耐光色牢度:參照GB/T 8427—2008《紡織品 色牢度試驗耐人造光色牢度:氙弧》,用日曬牢度儀測定,日曬時間24 h[7-10]。

2 結果與討論

2.1 染色性能的影響因素

2.1.1 pH

由圖1 可知,隨著pH 增加,K/S值略增大,但增幅不明顯,說明兒茶染液在pH 為3~7 時比較穩定;pH達到4后,K/S值曲線變化趨于直線。因此,最佳pH為4。

圖1 pH 對K/S 值的影響

2.1.2 溫度

由圖2 可知,K/S值隨溫度升高而增大。這是因為溫度升高,纖維膨脹體積增大[8],染料分子聚集度降低,平均動能增大,染料更容易進入纖維內部,K/S值增大[11],染色效果更好。90 ℃后,K/S值變化不明顯,說明染色達到飽和。因此,溫度選擇90 ℃。

圖2 溫度對K/S 值的影響

2.1.3 時間

由圖3 可看出,隨著時間延長,K/S值呈增大趨勢,50 min 后增大幅度較小,70 min 時,K/S值達最大值。這是因為時間延長有利于染料對纖維的上染,使更多染料吸附到纖維上。因此,最佳染色時間為70 min。

圖3 時間對K/S 值的影響

2.1.4 硫酸鈉用量

由表1 可知,加入硫酸鈉后,K/S值降低,但標準偏差減小,說明加入硫酸鈉有利于提升染色均勻性;30 g/L 時標準偏差最小,說明此時勻染性最好。染色過程中可根據需要添加硫酸鈉。

表1 硫酸鈉用量對染色性能的影響

2.1.5 兒茶色素用量

由圖4 可以看出,隨著兒茶色素用量增加,K/S值增大,超過3%(omf)后,K/S值增速變緩,說明兒茶色素對染色性能提升不佳。

圖4 兒茶色素用量對K/S 值的影響

2.2 媒染對兒茶色素染色性能的影響

媒染對K/S值、顏色特征值及色牢度的影響見表2。

表2 媒染對K/S 值、顏色特征值及色牢度的影響

由表2 可知,采用硫酸鋁預媒染可提高織物K/S值;經預媒染和后媒染的織物明度下降;預媒染后,織物的鮮艷度提高,色相稍有變化;后媒染后,織物的鮮艷度和色相基本不變。織物的耐皂洗變色牢度較差,其余各項色牢度都能達到3 級及以上。經過預媒染和后媒染后,織物的耐光色牢度提高1 級;但耐皂洗變色牢度未提高,還有待進一步研究。

3 結論

(1)兒茶色素上染真絲織物優化工藝:兒茶色素3%(omf),pH 4,90 ℃,70 min;添加適量硫酸鈉可提高染色均勻性;隨著兒茶色素用量增加,K/S值增大,但總體得色量不高。

(2)用硫酸鋁預媒染可提高織物K/S值,媒染后織物明度下降,耐光色牢度提高,但對顏色特征值和色牢度總體影響不大。

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