紫米色素的提取及其在羊毛織物上的染色性能

巫若子

（江門職業技術學院，廣東江門 529090）

我國水稻資源豐富，但可用于深加工的稻米只占1/10，對其進行深加工和綜合利用可以實現稻米產業的全面升級［1］。隨著人們對服裝綠色健康追求的提高，天然染料的應用越來越受到人們的重視。在天然染料的提取等方面進行了大量研究，并取得了一定的成果，但因其色相不全、重現性較差、上染率不高等問題影響了其規模化使用［2］。本實驗通過提取天然紫米色素豐富天然染料的色譜范圍，同時對其在羊毛織物上進行染色性能研究，以期為相關產品開發提供一定的參考。

1 實驗

1.1 材料

毛織物（凡立丁，平紋，147 g/m2），新興紫米（新興縣微豐農業科技有限公司），60%的鹽酸酸化乙醇、CuSO4·5H2O、Fe2(SO4)3·xH2O、FeSO4·7H2O（化學純，廣州化學試劑廠）。

1.2 儀器

LG-02 二兩裝高速中藥粉碎機（瑞安市百信藥機器械廠），JA2003N 電子天平（上海菁海儀器有限公司），循環水式多用真空泵（鄭州長城科工貿有限公司），電熱恒溫水浴鍋（上海醫療機械五廠），722G 型可見分光光度計（上海精密科學儀器有限公司），XRite ColorEye 7000A 電腦測配色儀（香港達利染料有限公司），Y571D 型多功能色牢度摩擦儀、SW-12A 耐洗色牢度試驗機、BZGY908 型日曬牢度儀（溫州方圓儀器有限公司），YG611 型標準光源箱（南通三思機電科技有限公司）。

1.3 實驗方法

1.3.1 色素提取

常溫浸提法：將適量紫米放入粉碎機中粉碎至適宜細度，過60 目篩，放入干燥器中干燥；稱取5 份1 g 過篩紫米粉置于50 mL 燒杯中，加入60%的鹽酸酸化乙醇（1%），按照料液比［紫米粉質量（g）∶乙醇溶液體積（mL）］1∶20 進行避光提取，提取溫度為60 ℃，提取時間為3 h，6 000 r/min 離心5 min，取上清液，稀釋定容至刻度，待用。

超聲法：稱取3 份1 g 過篩紫米粉置于250 mL 三角錐形瓶中，加入20 mL 乙醇（50%），超聲（功率400 W）處理20 min，室溫放置30 min 后抽濾，取濾液定容至刻度，待用。

采用超聲法提取紫米色素，以常溫浸提法作為對照。

1.3.2 染色

采用后媒染色法染色，與直接染色法進行對比。按照浴比1∶50，室溫配液，放入布樣，以1.5 ℃/min 升溫至80 ℃，染色20 min，降溫至70 ℃，加入媒染劑，其中硫酸鐵、硫酸亞鐵、硫酸銅用量均為3%（omf），染色30 min，最后50 ℃皂洗10 min，洗滌劑用量2%（omf）。染色工藝曲線如下所示：

1.4 測試［3］

1.4.1 紫米色素提取液最大吸收波長

取少量的提取液稀釋成一定濃度的水溶液，用分光光度計在波長400～700 nm 內掃描，確定其最大吸光度的波長。

1.4.2 K/S值及顏色特征值

采用電腦測配色儀測試織物的K/S值及L、a、b等顏色特征值。測試條件為染色織物折疊4 層，使其不透光，在D65光源、10°標準視場下讀取最大吸收波長處的數據（掃描范圍400～700 nm）。

1.4.3 色牢度

按照GB/T 3920—2008《紡織品色牢度試驗耐摩擦色牢度》測試耐摩擦色牢度，按照GB/T 3921—2008《紡織品色牢度試驗耐皂洗色牢度》測試耐皂洗色牢度，按照GB/T 8427—2008《紡織品色牢度試驗耐人造光色牢度：氙弧》測試耐日曬色牢度。

2 結果與討論

2.1 紫米色素提取液的吸收光譜

由圖1 可以看出，紫米提取液在500～550 nm 有較為明顯的吸收，最大吸收峰處波長為520 nm，因此選擇在波長520 nm 處檢測紫米色素的吸光度。

圖1 紫米色素提取液的吸收光譜曲線

2.2 不同紫米色素提取方法對比

在相同條件下，提取液的吸光度與紫米色素的提取率成正比關系，因此可以通過吸光度的大小來判斷提取率的相對高低。由圖2 可以看出，采用超聲法提取的紫米色素的提取率是常溫浸提法的3倍多。

圖2 常溫浸提法與超聲法結果對比

2.3 染色效果

前期研究表明，羊毛織物采用后媒染色法的得色量比預媒染色法有較大的提高，因此采用不同的媒染劑提高染色深度［4］。

2.3.1 K/S值和顏色特征值

由表1 可以看出，超聲法提取的紫米色素提取液可對羊毛織物進行染色，添加媒染劑后羊毛織物的K/S值有一定程度的提高；添加媒染劑后，紫米提取液染得的羊毛織物獲得了不同的色光，如添加Fe2+、Fe3+媒染劑的色光較暗，添加Cu2+媒染劑得到了灰紫色調，彌補了天然染料色相的不足。

表1 染色前后織物的K/S值和顏色特征值

2.3.2 色牢度

由表2 可以看出，染色羊毛織物的耐干摩擦色牢度較好，耐濕摩擦色牢度較低；對于深色織物，由于織物表面的浮色增多，色牢度較差，對此類織物應加強染色后的皂洗。

表2 染色織物的色牢度

采用后媒染色法可以在一定程度上改善織物的耐皂洗色牢度。羊毛織物的耐日曬色牢度整體較差，這和天然染料發色基團自身的不穩定性有很大關系，帶有生物活性的有機物在光的催化誘導下會發生分解或氧化而導致褪色，而媒染劑的使用可以改善此類現象。

3 結論

（1）紫米提取液可上染羊毛織物，彌補了大多數天然染料以黃、棕、紅等暖色調為主，缺乏藍紫等冷色調的缺憾，特別是在媒染劑的作用下，不同程度地提高了染色深度。

（2）紫米提取液染色后的羊毛織物耐干摩擦色牢度較好，耐濕摩擦色牢度稍差，深色織物應加強皂洗后處理，媒染后部分色牢度有所改善。

（3）改進方向：完善提取方法、染色技術，突破天然染料在提取效率低、色牢度差等方面的技術瓶頸。