兩種植物落葉染料拼混染色真絲綢的研究

于 穎，宋一格

（1.遼東學院化學工程學院，遼寧丹東 118000；2.遼寧大學，遼寧沈陽 110031）

紫葉矮櫻（Prunus × cistena）和黑葉李（f.nigra Bailey）同為薔薇科李屬落葉小喬木，著名色葉樹種，在我國各地園林、綠地普遍栽培。它們的種仁、根、葉、樹膠均可入藥，老葉呈黑紫色，所含色素屬于黃酮類化合物中的花色苷類，是一種水溶性好、無特殊氣味、安全性高的天然色素［1-2］。將這兩種具有親本屬性樹種的秋季落葉變廢為寶，從中提取植物染料并應用在紡織品上暫無相關報道。真絲是唯一得到實際應用的天然長絲纖維，具有優良的染色性能。真絲蛋白纖維中含有—OH、—NH2等活性基團，在染色過程中可與染料中的色素結合而上染真絲。色素本身具有的特殊功能，諸如抗氧化、抗菌、抗紫外線等，為紡織品的生態整理提供了可能［3-4］。將黑葉李和紫葉矮櫻落葉染料與真絲織物的優點相結合，染色后的織物既保證了絲綢的純天然品質，又具有保健功能，穿著更加安全舒適，符合現代人對綠色紡織品的要求。因此，對黑葉李和紫葉矮櫻落葉染料上染絲綢進行研究與應用，既開發兩種落葉的新用途，又提高紫葉矮櫻和黑葉李的綜合利用價值，具有很好的經濟效益和廣闊的發展前景。

1 實驗

1.1 材料與儀器

織物：19姆米素縐緞（市售）。

藥品：黑葉李和紫葉矮櫻落葉（采自遼東學院校園），硫酸亞鐵、硫酸鋁鉀、結晶硫酸銅、稀土、乙醇、氫氧化鈉、鹽酸（均為分析純），中性皂液（市售）。

儀器：AR2130 電子天平［梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司］，電子恒溫水浴鍋（江蘇省金壇市友聯儀器研究所），PHS-3C 精密pH 計（上海精密科學儀器有限公司），KB30C/LCD 染色機（佛山市航星自動化設備有限公司），Y571B 摩擦牢度測試儀（溫州紡織儀器廠），dhg-9140a 電熱恒溫鼓風干燥箱（上海一恒科技有限公司），MODEL 摩擦牢度測試儀（南通宏大實驗儀器有限公司），Datacolor-400 電腦測色配色系統（美國Datacolor 公司）。

1.2 黑葉李和紫葉矮櫻落葉染料的提取

準確稱取晾干粉碎后過60 目篩的黑葉李落葉和紫葉矮櫻落葉各20 g，分別加入含1%鹽酸的50%乙醇溶液，料液比為1∶20，60～80 ℃提取60 min，提取后的殘渣加入含1%鹽酸的50%乙醇溶液，料液比1∶15，60～80 ℃提取30 min，冷卻后過濾，提取液減壓濃縮后分別定容至500 mL 容量瓶中。

1.3 染色工藝

直接染色：以黑葉李和紫葉矮櫻落葉提取液作為染液染色（pH 為4，溫度為70 ℃，時間為50 min，浴比為1∶30），皂洗，水洗，烘干。

媒染染色：采用后媒染色法，先將絲綢按直接染色條件進行染色，再加入5.0 g/L 媒染劑［其中稀土(Pr/Nd)2O3用量為0.5%］繼續染色30 min（升溫速率為1 ℃/min，浴比為1∶40），皂洗，水洗，烘干。

拼混染色：以黑葉李和紫葉矮櫻落葉提取液的混合溶液作為染液，改變兩種提取液的比例分別進行直接染色和后媒染色。

1.4 測試

顏色特征值：利用測色配色儀測試K/S值（色深度）、L*（亮度值）、a*（紅綠色度值）、b*（黃藍色度值）、c*（彩度值），D65光源，10°視角。

染色牢度：分別按照GB/T 3920—2008《紡織品色牢度試驗耐摩擦色牢度》和GB/T 3921—2008《紡織品色牢度試驗耐皂洗色牢度》進行測定。

2 結果與討論

2.1 黑葉李落葉提取液染色

由表1可見，染色織物的K/S值由高到低依次為：Fe2+、Cu2+、稀土、Al3+、直接染色，媒染劑有效地增加了絲綢的顏色深度，這是因為多數天然染料對纖維的親和力或直接性小，但是天然染料分子上具有絡合配位結構基團，可以通過媒染來提高染色效果［5］。其中Fe2+媒染的增深效果最佳，織物由直接染色時的砂色變為墨綠色；媒染織物的L*值均減小，b*值和c*值（Fe2+除外）均呈上升趨勢；Al3+媒染a*值明顯增大；Cu2+媒染和Fe2+媒染a*值明顯降低。

表1 黑葉李落葉提取液對絲綢織物染色效果的影響

2.2 紫葉矮櫻落葉提取液染色

由表2 可見，紫葉矮櫻落葉提取液對絲綢的上染性能較好。媒染織物的K/S值較高，K/S值由高到低依次為：Al3+、Fe2+、稀土、Cu2+、直接染色。媒染織物的K/S值、b*值及c*值增加，而L*值（Al3+除外）和a*值下降。

表2 紫葉矮櫻落葉提取液對絲綢織物染色效果的影響

2.3 拼混染色

2.3.1 直接染色

由表3 可見，拼混染料的體積分數對絲綢染色效果的影響較大，拼混染料染色織物的K/S值高于無拼混染料染色。兩種拼混染料體積分數接近時，染色織物的K/S值增加明顯。這是因為兩種天然染料的相容性好，染料拼混后不混濁、不沉淀，不發生分層現象。但兩種染料通過范德華力或氫鍵相互作用產生水溶性的聚集體，增大染料與纖維的親和力，因而提高了上染率，所以染色織物的K/S值增大，說明兩種染料可以進行拼混染色。

表3 拼混染料直接染色絲綢織物的顏色特征值

2.3.2 媒染染色

如表4 所示，媒染有效地增加了染色織物的K/S值，不同媒染劑染色織物的色相差異很大。這主要是由于金屬離子與拼混染料發生不同的絡合反應，形成不同的絡合物固著在纖維上，隨著兩種拼混染料體積分數的變化，染色織物的K/S值變化較大，可得到豐富的顏色。拼混染料媒染織物K/S值的變化規律和直接染色一致，兩種拼混染料體積分數接近時，媒染織物的K/S值增加幅度較大，這可能是由于兩種染料間存在一定的范德華力和氫鍵作用，其水溶性聚集體有助于增加與真絲綢的親和力。Al3+媒染織物的K/S值最大，是無拼混染料染色織物的1.81～2.19 倍，織物呈現黃綠色。Fe2+媒染織物獲得了不同色光的墨綠、黃綠、豆青、棕綠等。Cu2+媒染織物的K/S值變化也較大，織物呈現翠綠、碧綠、諾草色。稀土媒染織物得色量較高，織物呈現較好的駝色、小麥色和番木瓜色，且勻染效果較理想。

表4 拼混染料媒染絲綢織物的顏色特征值

2.4 染色牢度

如表5所示，除紫葉矮櫻落葉提取液直接染色織物的耐濕摩擦色牢度低于國家標準外，其余各項色牢度均較好。這是由于金屬離子、拼混染料和纖維之間形成了絡合物，可增加染料與蠶絲纖維之間的直接性，使染料可以牢固地固著在纖維上，從而獲得良好的耐洗色牢度和耐摩擦色牢度［6］，可以滿足實際穿著的要求。

拼混染料媒染織物的色牢度均明顯好于直接染色，當兩種拼混染料體積分數接近時，染色牢度可達3～4 級，說明拼混染料牢度特性更好。大多數天然染料對纖維的親和力或直接性較差，但具有絡合配位結構基團的天然染料可以通過合適的媒染劑來提高染色效果，特別是稀土作為新型媒染劑，植物染料-稀土-纖維之間相互作用形成了穩定的絡合物，在提高天然染料染色牢度的同時也減少了環境污染。

表5 拼混染料染色絲綢織物的色牢度

3 結論

紫葉矮櫻和黑葉李染料拼混染色性能優良，染色效果較好。采用不同媒染劑媒染，染色真絲綢的色澤差異較大。Al3+媒染織物顏色較深，色光變化大，色牢度均達到3級，好于其他媒染劑。