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天然植物染料黄连在毛织物染色中的应用

文章来源:毛织网编辑:编辑部 发布时间:2012-04-27 00:00 浏览:8060
摘要:在人类环保及保健意识逐渐增强的今天,天然染料再次走入人们的视野[1~3]。天然植物药黄连既是著名的中草药,也是常用的黄色植物染料。黄连的根茎中含有多种生物碱,其中的主要成分为小檗碱(berberine),属于季铵类生物碱,是黄连药效和色素的主要来源[4,5]。本文就以

在人类环保及保健意识逐渐增强的今天,天然染料再次走入人们的视野[1~3]。天然植物药黄连既是著名的中草药,也是常用的黄色植物染料。黄连的根茎中含有多种生物碱,其中的主要成分为小檗碱(berberine),属于季铵类生物碱,是黄连药效和色素的主要来源[4,5]。本文就以黄连提取液染羊毛织物,通过直接染色和预媒染染色的正交试验,及直接染色的单因素试验,分析影响黄连染色效果的主要因素,以确定合适的染色方法。
1 实验部分
1.1 试验材料
织物:羊毛织物(斜纹,200g/m2)
药品:黄连,硫酸氢钠,醋酸,硫酸铜,硫酸亚铁,硫酸铝钾。
1.2 仪器
UV-2550 型紫外可见光分光光度计(带积分球和色彩软件),SW-8A 耐洗色牢度试验机,Y571 耐摩擦牢度测试仪。
1.3 试验方法
1.3.1 染液提取
称取 5g 黄连,浸泡60min,加水500mL 煎煮50min 后过滤,将滤渣加等量的水再煎煮一次,过滤,合并两次滤液,加水定容至1400mL 作为染液备用,该染液的浓度定为X。
1.3.2 直接染色
(1)直接染色正交试验
按表 1 三水平进行L9(34)正交试验,浴比为1:200,根据染色织物的色差选取直接染色的最佳工艺。

(2)直接染色单因素试验
分析直接染色中各因素对黄连染色毛织物色差的影响,具体试验方案如表 2 所示。

1.3.3 预媒染染色
分别以硫酸亚铁(铁盐),硫酸铝钾(铝盐),硫酸铜(铜盐)为媒染剂,对毛织物进行预媒染染色,各媒染剂预媒处理的正交试验方案如表3 所示,其他染色条件同优选出的直接染色。

1.3.4 颜色特征值的测定
颜色特征值用带积分球和色彩分析软件等附件的 UV-2550 型紫外可见光分光光度计测定。ΔE 值表示色差大小;L*代表明度值大小;c*代表彩度值大小,值越大说明颜色越纯;a* 代表偏红或偏绿值大小(+a*,偏红;-a*,偏绿);b*代表偏黄或偏蓝值大小(+b*,偏黄;-b*,偏蓝); H0 代表色相角。
1.3.5 色牢度测定
染色毛织物的摩擦牢度按 GB/T 3920-1997 测定,皂洗牢度按GB/T 3921.1-1997 测定。
2 结论与讨论
2.1 直接染色工艺的选定
黄连直接染色的正交试验结果如表 4 所示。

直观分析结果表明,在直接染色试验中, pH 值的影响最显著,而染色时间,温度和浓度则差异不大。小檗碱为季铵盐型阳离子染料,在染浴中可与带负电荷的纤维形成盐式键结合,随着染液酸性减弱,羊毛织物表面的负电性增加,从而能吸附更多的染料,导致织物的颜色深度增加。
 

2.2 直接染色单因素分析
2.2.1 pH 值对色差的影响
上述正交试验分析表明,pH 值对染色的影响最大,对其作单因素分析,结果如图1 所示。
由图 1 看出染液的酸碱性对染色结果影响非常显著,碱性条件更有利于黄连对毛织物的上染,但考虑到蛋白质纤维的耐碱性差,染液的pH 值不宜过高。

2.2.2 染色时间对色差的影响
染色时间对黄连染色毛织物的颜色特征值的影响如图 2 所示。
从图中可以看出在开始 30min 内,色差变化较大,随后则趋向于平稳。该结果表明黄连对毛织物的直接性较好,上染较快,可在较短的时间内达到上染平衡。
2.2.3 染色温度对色差的影响
不同染色温度对染色也有相当的影响,测试结果如图 3 所示。
图 3 表明,当染色温度达到60℃时,随温度增加,染色织物的色差逐渐降低,因此,可在较低的温度下进行染色。

2.2.4 染液浓度对色差的影响
在本试验中,染液浓度对染色结果的影响相对较小,不同染色浓度下的色差值(△E)如图4 所示。
由图 4 可知,随着染液浓度的增加,织物的色差也逐渐增大,因此,在本试验条件中应选取浓度为X 的染液进行染色。
根据正交试验及单因素试验的结果,直接染色的适宜方案为:pH7;时间50min;温度70℃;浓度为X。
2.3 预媒染染色工艺的选定
预媒染正交试验结果及其直观分析如表 5 所示。
从表中的结果可以看出,温度是影响三种媒染剂预媒染效果的最显著因素,预媒处理时间和媒染剂用量次之。对于铁盐和铝盐,媒染时间较媒染剂用量的影响显著,铜盐则反之。相对铝盐和铜盐而言,铁盐的增深效果较明显。预媒染染色的最佳工艺条件为:


2.4 染色方法对颜色特征值的影响
比较最佳方案下染色样品的颜色特征值,结果如表 6 所示。

表 6 中的结果表明媒染剂对黄连染毛织物有明显的增深效果(色差值ΔE 明显增加)。各预媒染织物的偏红值a*均增大,尤其是铁盐媒染织物。另外,经过预媒处理后,彩度值c*,偏黄值b*都有所增加,而明度值L* 和色相角H0 呈减小趋势。
2.5 色牢度测定
最佳条件下直接染色和预媒染染色织物的耐摩擦牢度和皂洗牢度如表 7 所示。

 



 

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