紫草染料的提取及在真絲染色中的應(yīng)用

路振翔，楊　勇，趙亞楠，朱元昭

(1.中原工學(xué)院紡織學(xué)院，河南鄭州 450007；2.河南省紡織服裝協(xié)同創(chuàng)新中心，河南鄭州 45007)

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紫草染料的提取及在真絲染色中的應(yīng)用

路振翔1，2，楊勇1，2，趙亞楠1，2，朱元昭1，2

(1.中原工學(xué)院紡織學(xué)院，河南鄭州 450007；2.河南省紡織服裝協(xié)同創(chuàng)新中心，河南鄭州 45007)

摘要：研究了紫草色素的提取及在真絲織物染色中的應(yīng)用，通過分析染色時(shí)所使用媒染劑的種類、媒染劑的濃度及染液的pH，以及染色后對染色織物的水洗牢度、摩擦牢度進(jìn)行測試，結(jié)果顯示：通過控制上述影響因素，真絲織物獲得不同的顏色。銅鹽和錫鹽作媒染劑時(shí)，染色后布樣的明度和亮度隨pH增大而增大，鋁鹽作媒染劑時(shí)，染色后布樣的明度隨pH增大而增大，亮度逐漸變暗，同時(shí)染色后織物具有較好的水洗牢度和干濕摩擦牢度，符合服用要求。

關(guān)鍵詞：紫草色素真絲織物媒染劑牢度

0前言

合成染料問世之前，一切色彩均來源于大自然，合成染料問世之后，以其豐富的色澤和優(yōu)良的染色牢度等優(yōu)點(diǎn)逐漸取代了天然染料在織物染色中的地位[1]。但合成染料的生產(chǎn)及其本身存在許多與環(huán)保相關(guān)的問題。進(jìn)入21世紀(jì)，在全球呼喚“生態(tài)、綠色、環(huán)保”的大環(huán)境下，天然植物染料憑借其無毒、無害、生物降解性好等特性，再度進(jìn)入人們的視野。天然染料大多來源于植物、礦物、動(dòng)物，其中又以植物染料為主。本文主要研究紫草色素的提取，通過控制染色溫度、染液濃度、媒染劑種類及其濃度等條件對真絲織物染色，以期為實(shí)現(xiàn)紫草染料在工業(yè)中的應(yīng)用提供參考[2-5]。

1實(shí)驗(yàn)

1.1實(shí)驗(yàn)試劑

真絲，紫草，中性皂片，冰醋酸(HAc)，氨水，NaCl，硫酸銅(CuSO4·5H2O)，SnCl2·2H2，KAl(SO4)2·12H2O。

1.2實(shí)驗(yàn)儀器

Y51L染色摩擦色牢度儀，Datacolor測色配色儀，耐洗色牢度試驗(yàn)機(jī)，電熱鼓風(fēng)干燥箱，電子天平，恒溫水浴鍋。

1.3實(shí)驗(yàn)方法

(1)紫草色素的提取[6-8]

稱取30克紫草粉末，放入燒杯，添加200ml酒精(酒精濃度95%)，然后將燒杯放入水浴鍋中水浴加熱，升溫至40℃，在此溫度下煮練90min，最后通過真空泵抽濾，抽濾完成后將濾液保存?zhèn)溆谩?/p>

(2)紫草染料用于真絲織物的染色[8-10]

首先對真絲織物進(jìn)行染色：織物X克，染液2X毫升，氯化鈉(10g/L)，浴比(1:100)，染色時(shí)間(60min)，染色溫度(70℃)。

其次再對織物進(jìn)行媒染：加入規(guī)定量的媒染劑(CuSO4·5H2O、SnCl2·2H2O、KAl(SO4)2·12H2O)，媒染時(shí)間30min。

1.4測試方法

(1)耐磨擦牢度測試

將真絲織物裁成20cm×5cm的形狀 (經(jīng)緯向各一塊)，一塊用于干摩擦，另一塊用于濕摩擦。摩擦頭在試樣上沿10 cm長的軌跡作往復(fù)直線摩擦(共10次)，每次往復(fù)的時(shí)間為ls，分別測試試樣的經(jīng)向和緯向。其中濕摩擦實(shí)驗(yàn)按規(guī)定的方法將干摩擦布潤濕成濕摩擦布(含水率達(dá)到95%～105%)，其它操作程序與干摩擦試樣基本相同。

摩擦過之后的摩擦布在Datacolor測色配色儀上測試，與摩擦布原布做對比，讀出沾污級別，級別越高證明摩擦牢度越好，最高級別為5級。

(2)耐水洗牢度測試

將真絲染色織物試樣與標(biāo)準(zhǔn)白布縫合在一起放入水洗機(jī)中，在特定的時(shí)間與溫度下水洗。

試樣液：皂片：3g/L、Na2CO3：0.8g/L、浴比：1∶50

實(shí)驗(yàn)條件：溫度：40 ℃、預(yù)熱時(shí)間：30 min、加熱時(shí)間：30 min

在Datacolor測色配色儀上測試水洗之后的標(biāo)準(zhǔn)布，與標(biāo)準(zhǔn)布原布進(jìn)行對比，讀出沾污級別，級別越高證明耐水洗牢度越好，最高級別為5級。

2試驗(yàn)結(jié)果討論

2.1紫草染色

2.1.1媒染劑種類對紫草染色織物顏色的影響

染色時(shí)媒染劑的種類會(huì)影響染色織物的顏色[11]，在相同染液pH值和媒染劑濃度下，染色織物的顏色特征值如下表1(以下是在pH值為3媒染劑濃度為5g/L時(shí)，用Cu2+、Sn2+、Al3+媒染的織物的顏色特征值)。

表1種類不同的媒染劑在(pH值為3和媒染劑濃度為5g/L)條件下染色織物顏色特征值

媒染劑L*a*b*C*hCu2+51.17.64-5.979.70322.00Sn2+52.7214.774.2415.3716.01Al3+57.377.73-5.169.29326.28

圖1不同媒染劑媒染織物的分光反射率曲線

由表1和圖1的分光反射率曲線可清晰看出所使用的媒染劑不同，染色后真絲織物布樣在明度和色相也存在一些差別。在明度上，用鋁鹽媒染的明度最亮、錫鹽次之、銅鹽最暗。在飽和度上，使用銅鹽、錫鹽、鋁鹽作媒染劑處理織物時(shí)，錫鹽媒染的織物的飽和度最高，鮮艷度最好，用銅鹽、錫鹽、鋁鹽作媒染劑時(shí)所染織物都帶有較多紅光。

2.1.2媒染劑濃度對紫草染色織物顏色的影響

染色時(shí)媒染劑的濃度會(huì)影響染色后織物的顏色，考慮單一變量，用Cu2+作媒染劑，改變媒染劑的濃度，在相同染液pH條件下所染織物的顏色特征值如下表2(以下pH值為3)。

表2不同濃度的Cu2+在pH值為3的染液中媒染織物的顏色特征值

媒染劑Cu2+的濃度(g/L)L*a*b*C*h152.797.83-6.039.88322.38253.847.31-6.229.60319.62348.668.18-5.699.96325.18551.107.64-5.979.70322.00850.287.50-6.169.71320.60

圖2不同濃度條件下媒染劑Cu2+媒染織物的分光反射率曲線

由表2和圖2的分光反射率曲線可清晰看出所使用媒染劑的濃度不同，染色后織物布樣的明度和色相稍有不同。對于Cu2+作媒染劑而言，在明度上，媒染后織物的明亮程度大致相同，當(dāng)媒染劑濃度為3g/L時(shí)，亮度最暗。織物的紫色色相強(qiáng)弱基本相同，且色相之中帶有一絲紅光。

表3不同濃度的Al3+在pH值為3的染液中媒染織物的顏色特征值

媒染劑Al3+的濃度(g/L)L*a*b*C*h150.0711.84-13.6118.04311.02251.769.94-9.3813.66316.65355.268.44-6.3910.59322.89557.377.73-5.169.29326.28863.297.78-1.868.0046.57

圖3不同濃度條件下媒染劑Al3+媒染織物的分光反射率曲線

同樣，如表3和圖3所示，Al3+作媒染劑時(shí)，染色織物的明度隨媒染劑濃度的增大而增大，織物的亮度也逐漸變大，飽和度逐漸降低，鮮艷度逐漸變暗。

表4不同濃度的Sn2+在pH值為3的染液中媒染織物的顏色特征值

媒染劑Sn2+的濃度(g/L)L*a*b*C*h150.1811.70-0.7111.72356.51249.9214.054.0814.6316.18352.5914.452.9914.7611.70552.7214.774.2415.3716.01848.5114.956.8015.9525.24

圖4不同濃度條件下媒染劑Sn2+媒染織物的分光反射率曲線

對于錫鹽而言，如表4和圖4所示，在明度上，媒染織物的明亮程度大致相同，飽和度逐漸增大，鮮艷度逐漸增大，且被染織物有紅光。

2.1.3染液pH對紫草染色后織物顏色的影響

在染色時(shí)染液pH會(huì)影響染色織物的顏色，考慮單一變量，在同一種媒染劑、相同濃度下改變?nèi)疽旱膒H,經(jīng)染色后織物的顏色特征值如下表5(以下是在Cu2+濃度為5g/L時(shí)，染色織物的顏色特征值)。

表55g/L的Cu2+在不同pH值下媒染織物的顏色特征值

染液pHL*a*b*C*h351.107.64-5.979.70322.00452.103.71-8.699.45293.09554.451.11-7.677.75278.23663.11-1.46-0.751.64207.15760.89-0.96-1.161.51230.50

圖5不同染液pH媒染織物的分光反射率曲線

由表5和圖5的分光反射率曲線可知，改變?nèi)疽旱膒H，染色后織物布樣的明度和色調(diào)存在稍微的不同。Cu2+作媒染劑時(shí)，染色后織物布樣的明度隨染液pH的增大而增大，亮度也有增大的趨勢，但織物的飽和度逐漸減小；染液的pH不同，所染織物帶的色光也有所不同。

同樣，Al3+作媒染劑時(shí)，染色后織物布樣的明度隨染液pH的增大而增大，但亮度逐漸變暗。

Sn2+作媒染劑時(shí)，染色后織物布樣的明度隨染液pH的增大而增大，亮度也有增大的趨勢；但織物的飽和度有減小的趨勢，所染織物泛紅光。

2.2染色牢度

2.2.1種類不同的媒染劑染色后織物色牢度比較

下列各表，是種類不同、濃度相同的媒染劑，在pH相同條件下對織物染色后的各染色織物布樣的牢度級別比較。

表6種類不同、濃度均為5g/L的媒染劑，在pH為3的染液中媒染織物時(shí)各色牢度比較

媒染劑干摩擦濕摩擦水洗Cu2+22～34～5Sn2+2～324～5Al3+43～44～5

表6可看出，Cu2+和Sn2作媒染劑時(shí)干、濕摩擦牢度較差，只有2級，相比較而言，Al3+作媒染劑時(shí)干濕摩擦牢度相對較好，可以達(dá)到3級～4級。水洗牢度為4級～5級，三種媒染劑沒染織物后的水洗牢度差別不大。

2.2.2濃度不同時(shí)各經(jīng)媒染劑染色后真絲織物的色牢度比較

下面各表，是種類相同、濃度不同的媒染劑，在染液pH相同條件下染色后各織物布樣的牢度級別比較。

表7濃度不同的Cu2+在pH為3時(shí)媒染織物的色牢度

媒染劑濃度(g/L)干摩擦濕摩擦水洗1334～522～32～34～5322～34～5522～34～58234～5

表8　不同濃度的Sn2+在pH為3時(shí)媒染織物的色牢度

表9　不同濃度的Al3+在pH為3時(shí)媒染織物的色牢度

由表7到9可以看出，媒染劑不同時(shí)，各染色織物的干、濕摩擦牢度均在3級左右，其中Cu2+和Sn2+作媒染劑時(shí)染色織物的干、濕牢度更差，只有2～3級；媒染劑濃度不同時(shí)，對染色織物的干、濕摩擦牢度有影響，但影響較小。媒染劑種類不同時(shí)，經(jīng)不同濃度的媒染劑染色的織物布樣的水洗牢度均為4～5級，牢度較好，媒染劑的濃度基本不影響染色布樣的牢度等級。

3結(jié)論

1.在用紫草提取的色素對真絲進(jìn)行染色時(shí)，錫鹽為媒染劑時(shí)染出織物顏色為紅色；銅鹽為媒染劑時(shí)染出的織物顏色是紫紅色；鋁鹽作媒染劑時(shí)染出的織物顏色是紫色。銅鹽和錫鹽作媒染劑時(shí)，染色后真絲布樣的明度隨染液pH的增大而增大，亮度也有增大的趨勢；鋁鹽作媒染劑時(shí)，染色后織物布樣的明度隨染液pH的增大而增大，但亮度逐漸變暗。

2.經(jīng)紫草色素染色后真絲織物的干摩擦牢度和濕摩擦牢度變化較小，其中Cu2+和Sn2+的牢度較差，只有2～3級。媒染劑種類不同時(shí)，經(jīng)不同濃度的媒染劑染色后織物布樣的水洗牢度均為4～5級，牢度較好，媒染劑的濃度基本不影響染色布樣的牢度等級。

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中圖分類號(hào)：TS193.8

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1008-5580(2016)02-0115-04

收稿日期：2016-02-18

第一作者：路振翔(1989-)，男，碩士研究生，研究方向：生態(tài)紡織品的染色及加工。