新疆紫草色素在羊毛织物染色中的应用_杨世玉.pdf
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1、印染(2023 No.2)新疆紫草色素在羊毛织物染色中的应用杨世玉1,阎克路1,2,杨闯1,胡春艳2()1.东华大学 化学化工与生物工程学院,上海 201620;2.国家染整工程技术研究中心,上海 201620摘要:为系统研究新疆紫草色素在羊毛织物染色中的应用效果,以正交试验优化了紫草色素在羊毛织物上的染色工艺条件。结果表明,采用直接染色工艺,在色素质量分数4%(omf)、温度80、pH 4.0及时间60 min的条件下,织物可获得较高的染色深度(K/S值9.2)。将铝盐、铁盐作为媒染剂,用新疆紫草色素对羊毛织物分别进行预媒染、同浴媒染以及后媒染染色,染后织物的各项色牢度比直接染色法均有所提高
2、。关键词:染色;媒染;植物染料;紫草色素;羊毛中图分类号:TS193.62文献标志码:B文章编号:1000-4017(2023)02-0032-05Application of the Arnebia euchroma pigment to wool fabric dyeingYANG Shiyu1,YAN Kelu1,2,YANG Chuang1,HU Chunyan2()1.College of Chemistry,Chemical Engineering and Biotechnology,Donghua University,Shanghai 201620,China;2.Nation
3、al Engineering Research Center for Dyeing and Finishing of Textiles,Shanghai 201620,ChinaAbstract:In order to study the dyeing effect ofArnebia euchromapigment on wool fabrics,the dyeing conditions are optimized by orthogonal test.The results show that the fabric can obtain a higher dyeing depth(K/S
4、value 9.2)under the conditions of pigment concentration 4%(omf),temperature 80,pH 4.0 and time 60 min.Using aluminum salt and ferric salt asmordant,the wool fabric is dyed withArnebia euchromapigment using pre-mordant,one-bath mordant and post-mordantmethod respectively.The color fastness of the dye
5、d fabric is improved compared with that of direct dyeing.Key words:dyeing;mordant dyeing;natural dyes;Arnebia euchromapigment;wool fabric收稿日期:2022-09-28;修回日期:2023-02-02基金项目:国家重点研发计划项目(2016YFC0400504)。作者简介:杨世玉(1983),男,博士生,主要研究方向为纺织品染色及功能整理研究。E-mail:。通信作者:阎克路,女,教授,博士,主要研究方向为功能性纺织品。E-mail:。0前言植物染料用于纺织品
6、染色,具有色调自然、对环境和人体安全、有一定保健功效等特点1-4。作为植物染料原料来源之一的紫草,尤其是新疆产软紫草Amebiaeuchroma(Royle)Johnst,具有多种药理活性,含有高组分的紫草红色素,是五种重要的食用天然染料之一5。近年来,在紫草色素的提取分离、染色应用方面有诸多报道6。刘研7对国内紫草色素的提取工艺概况进行了综述;周秋宝、余志成等以无水乙醇提取紫草色素,并对其在真丝8、羊毛9织物上的染色工艺分别进行了研究;贾丽霞10研究了磺化紫草色素在羊毛织物上的染色性能。然而,有关新疆紫草色素在羊毛织物上的染色工艺条件仍未有系统报道。目前,新疆已经开始致力于人工紫草培育方面的
7、研究,为紫草的工业化应用创造了条件。本文以95%乙醇为提取剂,对新疆紫草进行色素提取,从提取温度、时间、质量比(紫草粉末与提取溶剂的质量之比,下同)及提取次数来优化提取工艺条件。将提取的紫草色素应用于羊毛织物的染色,通过对染色温度、时间、pH、染料用量及媒染剂用量等因素进行正交试验分析,并测试染后织物的 K/S值及各项色牢度。1试验部分1.1试验材料羊毛坯布(144g/m2,山东如意毛纺织股份有限公司),新疆紫草(商业品,新疆本草堂中药饮品有限公司),硫酸铝钾、硫酸亚铁(分析纯,国药集团化学试剂有限公司),冰醋酸(分析纯,上海凌峰化学试剂有限公司),95%乙醇(分析纯,上海云丽经贸有限公司)1
8、.2仪器设备BSA423S电子天平(德国Sartorius公司),L-12/24C型常温振荡染色机(厦门瑞比精密机械有限公司),Roaches Pyrotec 2000型红外染色机、Washtec-PA2型水洗牢度测试仪(英国Roaches公司),PHSJ-4A型试验室pH计(上海精科试验仪器有限公司),U-2910UV-VLS型 紫 外 可 见 分 光 光 度 计(日 本 HITACHI 公 司),RE52CS-1 型旋转蒸发仪(上海亚荣生化仪器厂),32新疆紫草色素在羊毛织物染色中的应用印染(2023 No.2)SF600 型电脑测色配色仪(美国 Datacolor 公司),ATLAS-1
9、50S+型日晒牢度测试仪(美国 ATLAS 公司),DHG-9076型电热鼓风干燥箱(上海精宏试验仪器有限公司),Y571LA6型摩擦牢度测试仪(温州市大隆纺织仪器有限公司)1.3染色工艺1.3.1直接染色工艺将2.5 g羊毛织物投入设定浴比、pH及质量分数为4%(omf)的紫草色素染液中,以1/min升至设定温度后染色一定时间,再以2/min降至常温,取出织物,热水洗5 min,中性皂洗10 min,热水洗5 min,自然晾干。1.3.2预媒染工艺将2.5 g羊毛织物分别投入含3%、6%、9%(omf)媒染剂的溶液中,一定温度下(40、60、80)浸渍40、50、60 min,浴比1 40。
10、取出织物,在紫草色素质量分数为4%(omf)的染液中按1.3.1节工艺进行染色。1.3.3同浴媒染工艺将2.5 g羊毛织物投入含3%、6%、9%(omf)媒染剂,质量分数为4%(omf)的紫草色素染液中,按1.3.1工艺进行染色。一定 pH(3、4、5)和一定温度下(70、80、90)媒染40、50、60 min,浴比1 40,取出织物,水洗,烘干。1.3.4后媒染工艺将2.5 g羊毛织物投入4%(omf)紫草色素染液中,按 1.3.1 节工艺染色后取出,再投入含 3%、6%、9%(omf)媒染剂的溶液中,一定温度下(40、60、80)媒染40、50、60 min,浴比1 40,取出织物,水洗
11、,烘干。1.4测试方法1.4.1 染色深度(K/S值)在Datacolor测色配色仪上测定染色织物的染色深度(K/S 值)。K/S 值越大,表明织物染得的颜色越深。染色织物折叠为4层、D65光源、10标准视场、扫描范围360700 nm,读取最大吸收波长处的数值,在织物表面随机取4个点,测定4次取平均值。1.4.2色牢度耐摩擦色牢度使用 Y571LA6 型摩擦牢度测试仪,根据GB/T 39202008 纺织品 色牢度试验 耐摩擦色牢度 测定。耐皂洗色牢度使用Washtec-PA2型水洗牢度测试仪,根据GB/T 39212008 纺织品 色牢度试验 耐皂洗色牢度 测定。测试条件:皂液质量浓度为5
12、 g/L,温度为(402),时间为 30 min,贴衬织物符合 GB114041989 纺织品 色牢度试验 多纤维标准贴衬织物规格 要求。变色牢度根据GB/T 2502008 纺织品色牢度试验 评定变色用灰色样卡 评级,沾色牢度根据GB/T 2512008 纺织品 色牢度试验 评定沾色用灰色样卡 评级。耐日晒色牢度使用ATLAS-150S+型日晒牢度测试仪,根据GB/T 84272008 纺织品 色牢度试验 耐人造光色牢度:氙弧 测定。暴晒方法:方法3,最高标准黑板温度50。2结果与讨论2.1提取工艺条件以95%乙醇为紫草色素的提取剂,采用单因素分析得到紫草色素的提取工艺条件:提取时间2 h、
13、提取温度50、质量比1 10及提取次数2次,在该条件下色素的提取率可达到93.87%。紫草色素中含有微量水溶性糖类,大部分为脂溶性萘醌类色素,主要结构为紫草醌11,如图1所示(式中R为H,COMe,COCH2Me等)。OHOHOOCHCH2CHORCCH3CH3图1紫草色素的主要结构Fig.1Main structure of Arnebia euchroma pigment2.2直接染色通过单因素试验,分别研究紫草色素用量、染色时间、温度和pH对染后织物K/S值的影响。得到染色工艺条件:色素 4%(omf)、染色温度 90、染色时间 50min及染色pH 4.0。在单因素分析的基础上,采用4
14、因素3水平L9(34)正交试验,进一步优化紫草色素的直接染色工艺条件,见表1。表1直接染色正交试验因素-结果分析表Table 1Orthogonal test of direct dyeing试验编号123456789均值1均值2均值3极差1染色温度/8080809090901001001009.49112.75212.3713.261染液pH3.04.05.03.04.05.03.04.05.011.86311.88910.8621.160w(染料)/%(omf)2343424238.74511.89513.9755.230染色时间/min40506060405050604011.74311
15、.09011.7820.692K/S值7.2269.75011.49513.67715.7458.43414.68410.17312.257-表1结果显示,染料用量为影响织物K/S值的主要因素,其次为染色温度、染液pH和染色时间。温度过高,紫草色素因热稳定性差而开始部分分解,且分解产33印染(2023 No.2)物容易在织物上发生再次聚集,产生黑斑6。综上,优化的紫草色素直接染色工艺为:色素 4%(omf)、温度80、pH 4.0及时间60 min。2.3紫草色素媒染染色2.3.1预媒染染色采用正交试验对羊毛织物进行预媒染处理(表2),之后采用2.2节得到的直接染色工艺进行染色。根据染后织物K
16、/S值,对预媒染中的主要影响因素做单因素分析,确定合适的预媒染染色工艺条件。表2预媒染正交试验因素-结果分析表Table 2Orthogonal test of pre-mordant dyeing试验编号123456789FeSO4KAl(SO4)2均值1均值2均值3极差1均值4均值5均值6极差2温度/4040406060608080805.7225.9506.8621.1406.4145.1455.6081.269时间/min4050604050604050606.2096.0506.2750.2255.6035.7435.8220.219w(媒染剂)/%(omf)3696939366.0
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