紫甘藍和板栗殼天然染料對羊絨織物復合染色的研究

李志剛，戴 鴿

（1.浙江工業職業技術學院，浙江紹興312000；2.寧波申洲針織有限公司，浙江寧波315000）

隨著人們環境保護意識的不斷增強，生態紡織品研發成為熱點。天然染料有著悠久的使用歷史，它們以無毒、生態、色澤柔和、自然有特色、良好的環境兼容性和藥物保健性等人工合成染料不可比擬的優點，越來越受到人們的青睞[1-2]。采用天然染料染色的紡織品還能滿足人們追求個性化、多樣化的需求[3]。

紫甘藍又稱紅甘藍、紫洋白菜或紫茴子白，俗稱紫包菜，十字花科、蕓薹屬甘藍種中的一個變種，結球甘藍中的一個類型，是色素的巨大資源庫，從蔬菜和水果中提取天然食用色素，在食品加工業中已有廣泛應用。目前蔬果色素在紡織品染色方面應用極少。

板粟殼天然染料是從板粟殼中提取出來的一種紅棕色天然染料，廣泛應用于食品、日用化學品和藥品的著色[4]。目前在紡織品中應用尚處于研發階段，主要是針對棉織物染色，對于純羊絨纖維的染色未見報道。

山羊絨細度細，自然卷曲度高，抱合力好，保暖性是羊毛的1.5～2.0倍，被譽為“纖維鉆石”和“軟黃金”[5]。本實驗主要研究紫甘藍和板粟殼天然染料應用于羊絨纖維染色的可行性，探討染色溫度、染色時間、媒染劑用量及其方法等影響因素，旨在進一步拓展植物天然染料應用于羊絨織物染色的領域。

1 實驗

1.1 材料與儀器

材料：100%羊絨本白平針布片（38.5 tex×2加捻紗，在12針/25.4 mm電腦橫機上織成）。紫甘藍和板粟（市購食品），硫酸鋁。儀器：AD-12型振蕩式常溫試樣機，PC-3015型電子秤，YB571B型摩擦牢度儀，SW-12A型耐洗色牢度實驗儀，800型高速離心機，SF600型電腦測色配色儀，721分光光度計。

1.2 實驗方法

1.2.1 紫甘藍和板粟殼色素的提取

紫甘藍色素屬于多酚類物質，以花青素與糖苷形式存在于紫甘藍細胞液中。稱取撕碎后的紫甘藍50 g，按料液比1∶20加入1 L蒸餾水，加熱浸泡，溫度為65℃，時間為60 min，浸泡液經濾紙過濾得提取液。

板粟殼含有酚類、有機酸、糖、多糖、黃酮、植物甾醇、內酯、香豆素和鞣質等化學成分。稱取粉碎機打碎的板粟殼50 g，按料液比1∶20加入1 L蒸餾水，加熱浸泡，溫度為80℃，時間為60 min，浸泡液經濾紙過濾得提取液。

1.2.2 羊絨織物染色

采用同浴媒染法染色，分別吸取紫甘藍和板栗殼提取液（復合染液用量X），加水稀釋（浴比1∶50），之后依次加入Albegal FFA-01、Albegal B和媒染劑，投入已潤濕的羊絨織物（2 g）進行染色。

1.3 測試

K/S值和b值：采用電腦測色配色儀測試。其中K/S值表征被染羊絨織物的表觀色深，K/S值越大，表明上染的顏色越深，上染效果越好；b值代表黃藍值，b值為正值時，代表色光偏黃光，b值為負值時，代表色光偏藍光。

染色牢度[6]：采用耐洗色牢度實驗儀，參照GB/T 3921—2008《紡織品色牢度試驗耐皂洗色牢度》測定耐洗色牢度；采用摩擦牢度儀，參照GB/T 3920—2008《紡織品色牢度試驗耐摩擦色牢度》測定耐摩擦色牢度。

上染率：采用分光光度計測定染液吸光度，確定最大吸收波長，再在最大吸收波長處分別測定羊絨織物染色前染液以及染色后殘液的吸光度，上染率=（1-Ai/A0）×100%，其中：A0為染色前染液的吸光度，Ai為染色后殘液的吸光度。

2 結果與討論

2.1 紫甘藍體積分數

由圖1可知，當染浴中紫甘藍體積分數增加時，K/S值上升，當紫甘藍體積分數達到60%后，K/S值基本趨于不變；但是b值曲線隨著紫甘藍體積分數的增加而下降，當紫甘藍體積分數達到30%后，b值由正值變為負值，色光明顯偏藍，當紫甘藍體積分數達到60%左右，色光變化不再明顯。從K/S值和b值考慮，同浴復合染色時，紫甘藍體積分數為60%，即同染浴中板栗殼體積分數為40%，K/S值基本達到最高值，且b值不再有明顯變化。因此，紫甘藍和板栗殼色素提取液體積比3∶2較為合理。

圖1 紫甘藍體積分數對K/S值和b值的關系曲線

2.2 提取液用量

提取液用量對K/S值和b值的關系曲線見圖2。

圖2 提取液用量對K/S值和b值的關系曲線

由圖2可以看出，提取液用量增加時，K/S值隨之上升；當提取液用量達到80%后，K/S值保持平穩。b值隨提取液用量的增加而下降，當提取液用量達到80%時，b值保持平穩。從K/S值和b值考慮，提取液用量80%較為合理。

2.3 染色溫度

由圖3可知，染色溫度上升時，K/S值快速增加；當染色溫度上升到75℃時，K/S值基本趨于平穩。染色溫度上升時，b值變化較大，當染色溫度上升到75℃時，b值變化波動明顯變小，且上染率達到較高值。綜合以上情況，染色溫度75℃較為合理。

圖3 染色溫度對K/S值和b值的關系曲線

2.4 染色時間

由圖4可知，隨著染色時間的延長，K/S值增大，當染色時間達到60 min后，K/S值基本不變；b值在40 min內波動明顯，當染色時間達到60 min后，顏色色光變化不再明顯。考慮到上染率與色光因素，染色時間60 min較為合理。

圖4 染色時間對K/S值和b值的關系曲線

2.5 染液pH

由圖5可知，當染液pH增大時，K/S值隨之增加，當pH達到4后K/S值不再有明顯變化；b值則隨著染液pH增大有明顯波動，當pH達到5后趨于平緩。染液pH選擇5較為合理。

圖5 染液pH對K/S值和b值的關系曲線

2.6 媒染劑用量

由圖6可知，當媒染劑用量小于5%時，K/S值總體呈快速上升趨勢，用量達到5%時，K/S值達到最大值，之后不再有明顯變化；因為上染率低，b值波動較大，當媒染劑用量達到4%時b值不再波動。媒染劑硫酸鋁用量選擇5%較為合理。

圖6 媒染劑用量對K/S值和b值的關系曲線

2.7 媒染方法

媒染方法與染色性能的關系見表1。

表1 媒染方法與染色性能的關系

由表1可知，從K/S值和上染率來看，預媒染色法最高，得色最深，后媒染色法相對較低，得色較淺；而從色牢度來看，預媒染色法與后媒染色法相對較高，但同浴媒染法也能達到4級，基本符合生產要求。由于預媒染色法與后媒染色法對于羊絨織物需要二次處理，對纖維可能帶來損傷。綜合考慮羊絨染色生產實際，建議采用同浴媒染法。

3 結論

（1）從紫甘藍和板栗殼中提取天然染料可以應用于羊絨織物同浴復合染色，最佳工藝條件為：紫甘藍和板栗殼提取液體積比3∶2，提取液用量80%，染色溫度75℃，染色時間60 min，染液pH 5，媒染劑用量5%，采用同浴媒染法染色，上染率在60%以上，耐皂洗色牢度與耐干摩擦色牢度均達到4級，符合羊絨織物的染色質量要求。

（2）采用紫甘藍和板栗殼色素對羊絨織物進行同浴復合染色，有利于促進羊絨印染企業朝著生態環保的加工方向發展，具有一定的現實意義。