金屬媒染劑用量對黑枸杞染色羊毛顏色特征值的影響

李 珂，李 靖，周毅康，趙鵬帥，秋 猛

（河南工程學院化工與印染工程學院，河南鄭州 450007）

黑枸杞屬枸杞科，其紫色的果皮中含有豐富的花青素，素有花青素之王的稱號［1-2］。花青素是一類水溶性的類黃酮化合物［3］，在自然界中普遍存在，是一種對人體健康有益的活性成分。從根本上講，花青素是一類強有力的抗氧化劑，能夠清除體內某種自由基對人體的作用［4-5］，具有抗氧化、抗輻射、抗炎、防衰老和降血脂等功效。黑枸杞中所含的花青素由10多種生物類黃酮組成，不僅比大多數植物中的花青素功能優良，而且具有更高的生理活性，因此黑枸杞的制藥和保健價值明顯高于紅枸杞［6-7］，在食品工業中具有廣闊的應用前景。

羊毛是紡織工業的重要原料，具有柔軟光滑、彈性好、吸濕性強、保暖性好等諸多優點。研究天然染料在羊毛紡織品上的應用，可開發出天然環保的新產品［8-13］，并為羊毛及其混紡織物天然染料加工技術的產業化應用推廣提供參考。

基于此，將具有保健作用的天然染料黑枸杞應用到羊毛紡織品的染色中，分別以硫酸鋁鉀和氯化鐵為媒染劑，探索不同浴媒染方法及媒染劑用量對顏色特征值的影響，以期拓展天然染料的應用領域，為產業化應用提供一定的參考與指導。

1 實驗

1.1 材料及設備

材料：100%恒源祥純羊毛毛線，黑枸杞（食品級，鹽城陳氏食品有限公司），氯化鐵（FeCl3，天津市凱通化學試劑有限公司），硫酸鋁鉀［KAl(SO4)2，天津市風船化學試劑科技有限公司］。

設備：D2KW-C型恒溫水浴鍋（上海樹立儀器儀表有限公司），KQ-100B型超聲清洗儀（昆山市超聲儀器有限公司），愛色麗CE7000A測色配色儀（美國X-Rite愛色麗有限公司），JA2003N電子天平（上海精密科學儀器有限公司）。

1.2 黑枸杞色素的提取

采用超聲波輔助法進行色素萃取。將黑枸杞皮除雜粉碎，然后用70目篩網過篩待用。稱取一定質量的黑枸杞，加入相應體積的蒸餾水（料液比1∶20），超聲波協助提取，超聲功率100 W，超聲頻率40 kHz，在40℃下萃取10 min，過濾得一次提取液。濾渣中加入相同體積的蒸餾水，在相同條件下超聲波協助提取，在40℃下萃取10 min，過濾得二次提取液，將兩次提取液合并作為提取母液。

1.3 染色方法

（1）預媒染工藝：將浸泡過的羊毛毛線擠干水分，分別投入不同媒染劑用量的溶液中（浴比1∶20）處理，媒染劑用量分別為5%、10%、15%、20%、25%、30%（omf），媒染溫度70 ℃，時間35 min，擰干；再分別投入到黑枸杞母液中（浴比1∶20），染色溫度80℃，時間45 min，染色后水洗、烘干。

（2）同浴媒染工藝：將浸泡過的羊毛毛線擠干水分，分別投入到含有不同媒染劑用量的黑枸杞母液中（浴比1∶20），媒染劑用量分別為5%、10%、15%、20%、25%、30%（omf），溫度80 ℃，時間45 min，染色后水洗、烘干。

（3）后媒染工藝：將浸泡過的羊毛毛線擠干水分，分別投入到黑枸杞母液中（浴比1∶20）染色，染色溫度80℃，時間45 min，擰干；再分別投入含有不同媒染劑用量的媒染液中（浴比1∶20），媒染劑用量分別為5%、10%、15%、20%、25%、30%（omf），媒染溫度70℃，時間35 min，染色后水洗、烘干。

1.4 測試

表觀色深及顏色特征值：將染色后的羊毛毛線纏在長寬分別為4 cm、2 cm的硬紙板上，均勻纏繞兩層，通過測色配色儀測定染色試樣的L、a、b、C值，在染色試樣的3個不同部位進行測試，取其平均值作為最終測量值。

2 結果與討論

2.1 媒染劑用量對預媒染色織物顏色特征值的影響

由圖1可以看出，硫酸鋁鉀預媒染色羊毛呈淺黃褐色調。由圖2可以看出，硫酸鋁鉀作為媒染劑，隨著媒染劑用量的升高，顏色特征值的明度L值曲線呈緩慢下降趨勢，但是下降幅度非常小；a、b、C值呈現微小幅度的變化，說明硫酸鋁鉀作為媒染劑進行預媒染色時，其用量變化對所得染色樣品的色調影響不大，這和圖1中染色樣品的色光變化一致。

圖1 不同用量硫酸鋁鉀預媒染色樣品圖

圖2 不同用量硫酸鋁鉀預媒染色織物的顏色特征值

由圖3可以看出，氯化鐵預媒染色也得到淺黃褐色調，但從感官上看更加灰暗。由圖4可以看出，隨著氯化鐵用量的升高，顏色特征值的L值曲線呈緩慢下降趨勢，但是下降幅度較小；a、b、C值也呈現出微小幅度的變化，這說明氯化鐵作為媒染劑進行預媒染色時，其用量變化對染色效果影響不大。比較圖2和圖4可以看出，氯化鐵預媒染色樣品的L值整體小于硫酸鋁鉀預媒染色樣品，與圖1和圖3的視覺對比結果一致。

圖3 不同用量氯化鐵預媒染色樣品圖

圖4 不同用量氯化鐵預媒染色織物的顏色特征值

2.2 媒染劑用量對同浴媒染織物顏色特征值的影響

由圖5可知，同浴媒染中，隨著硫酸鋁鉀用量的升高，染色織物的顏色由灰玫瑰色轉變為鉛灰色調。

圖5 不同用量硫酸鋁鉀同浴媒染樣品圖

由圖6可以看出，硫酸鋁鉀作為媒染劑，用量在5%～30%（omf）時，顏色特征值的L值曲線先是下降，然后幾乎不變；a、b、C值也呈現逐漸下降的趨勢。這說明同浴媒染時，硫酸鋁鉀用量的變化對染色樣品的色調影響較大，其中a值由5.740降為1.293，說明紅光不斷減少；b值由8.958降為2.470，說明黃光不斷減少，這和圖5中染色樣品的色光變化一致。

圖6 不同用量硫酸鋁鉀同浴媒染織物的顏色特征值

由圖7可以看出，氯化鐵同浴媒染織物的顏色由鉛灰色調到灰黃色調再到黃褐色調。圖7中，氯化鐵用量從5%（omf）增加到30%（omf），從肉眼無法感知紅光到可明顯感知紅光的存在；同時，織物上的黃光逐漸增加，這說明氯化鐵作為媒染劑進行同浴媒染時，其用量變化對染色織物的色調影響較大。

圖7 不同用量氯化鐵同浴媒染樣品圖

由圖8可以看出，隨著氯化鐵的用量從5%（omf）增加到30%（omf），顏色特征值的L值曲線先下降而后出現小幅度上升；a、b、C值均呈現出逐漸上升的趨勢。其中，a值由0.802上升為4.304，說明紅光不斷增加；b值由6.821上升為16.344，說明黃光不斷增加，這和圖7中染色樣品的色光變化一致。

比較圖6和圖8可以看出，氯化鐵同浴媒染樣品的L值整體小于硫酸鋁鉀同浴媒染樣品，與圖5和圖7的視覺對比結果一致。

圖8 不同用量氯化鐵同浴媒染織物顏色特征值

2.3 媒染劑用量對后媒染色織物顏色特征值的影響

由圖9可以看出，后媒媒染色中，隨著硫酸鋁鉀用量的升高，染色織物的顏色由黃褐色調轉變為鉛灰色調。由圖10可以看出，硫酸鋁鉀作為媒染劑，用量為5%～30%（omf），顏色特征值的L值曲線先小幅增加而后波浪式小幅變動；a、b、C值也呈現出緩慢下降的趨勢，其中a值由0.546降為-0.338，數值大小變化不大，但是由正值變為負值，說明由紅光變為綠光；b值由8.000降為5.709，說明黃光的量在減少，這和圖9中染色實物的色光變化一致。

圖9 不同用量硫酸鋁鉀后媒染色樣品圖

圖10 不同用量硫酸鋁鉀后媒染色織物的顏色特征值

由圖11可以看出，氯化鐵后媒染色織物的顏色由深黃褐色變為淺黃褐色。由圖12可以看出，隨著氯化鐵用量從5%（omf）增加到30%（omf），顏色特征值的L值曲線先下降而后出現小幅度上升，然后保持不變；a、b、C值均呈現出逐漸上升的趨勢。其中，a值由3.117上升為5.909，說明紅光不斷增加；b值由11.712上升為16.528，說明黃光不斷增加，這和圖11中染色樣品的色光變化一致。圖11中，氯化鐵用量從5%（omf）增加到30%（omf），織物上的黃光和紅光越來越明顯。這說明氯化鐵作為媒染劑進行后媒染色時，其用量變化對染色織物的色調影響較大。

圖11 不同用量氯化鐵后媒染色樣品圖

圖12 不同用量氯化鐵后媒染色織物顏色特征值

從圖10和圖12比較來看，氯化鐵后媒染色樣品的L值整體小于硫酸鋁鉀后媒染色樣品，與圖9和圖11的視覺對比結果一致。

3 結論

（1）羊毛紡織品采用黑枸杞色素媒染，以硫酸鋁鉀為媒染劑進行預媒染色時，硫酸鋁鉀用量的變化對染色樣品的顏色特征值影響不大，色相幾乎沒有變化；同浴媒染和后媒染色時，硫酸鋁鉀用量的變化會改變染色樣品的色相。以氯化鐵為媒染劑進行預媒染和后媒染色時，氯化鐵用量的變化會影響染色樣品的顏色特征值，但色相幾乎不變；同浴媒染時，氯化鐵用量的變化會改變染色樣品的色相。

（2）以硫酸鋁鉀和氯化鐵為媒染劑，羊毛黑枸杞媒染工藝的色域寬度從大到小依次為同浴媒染、后媒染色和預媒染色。

（3）媒染劑用量對顯色有一定影響，羊毛紡織品采用黑枸杞媒染時，以硫酸鋁鉀和氯化鐵為媒染劑的媒染工藝所得紡織品的主要顏色為黃褐色和鉛灰色。因此，媒染劑用量是一個必須考慮的因素，合理的用量能保證色光的穩定性，調整用量能改變染色樣品的色相，從而派生出其他色彩。