天然染料銀杏葉上染棉織物的媒染工藝研究

劉 文 晶， 潘 力， 隋 燕 玲， 崔 永 珠

（1.大連工業(yè)大學(xué) 紡織輕工學(xué)院，遼寧 大連 116034；2.大連工業(yè)大學(xué) 服裝學(xué)院，遼寧 大連 116034）

0 引 言

銀杏葉提取物（EGB）具有獨(dú)特藥理活性和一定的臨床應(yīng)用價(jià)值，應(yīng)用領(lǐng)域包括醫(yī)藥、食品、保健品、化妝品、工藝品和植物保護(hù)等［1］。目前對(duì)銀杏葉的研究主要集中在活性物質(zhì)的萃取技術(shù)，而利用其染料應(yīng)用于紡織品染色的研究和報(bào)道還不多［2-3］。大量研究表明，黃酮類化合物是銀杏葉提取物主要生理活性成分之一，其化學(xué)結(jié)構(gòu)中含有大量的羥基，而纖維素纖維本身也具有大量的羥基，使得在染浴中織物與染料之間以氫鍵相互結(jié)合最終實(shí)現(xiàn)上染。銀杏葉天然染料受媒染因素的影響較大，因此有必要對(duì)其媒染工藝進(jìn)行深入研究。為此，本論文選用明礬、硫酸銅作為媒染劑，對(duì)棉織物進(jìn)行銀杏葉天然染料媒染染色，同時(shí)考察銀杏葉媒染后織物的色牢度。

1 試 驗(yàn)

1.1 材料與儀器

材料：銀杏葉，干藥材；純棉雙面漂白針織物。

試劑：明礬、硫酸銅，分析純。

儀器：全自動(dòng)色差計(jì)，ADCI-60-C 型；電動(dòng)小軋車，SD-染色試樣小軋車；紡織品摩刷色牢度儀，Y571W 型；耐水洗色牢度檢測(cè)儀，SW8A 型。

1.2 工 藝

媒染工藝路線：染料萃取→配液→預(yù)媒染→染色→色牢度檢測(cè)（耐洗色牢度、耐摩擦色牢度）。

染色工藝條件：質(zhì)量濃度35g／L，pH =11，染色溫度70 ℃，染色時(shí)間35min。

1.3 媒染正交試驗(yàn)

選擇媒染溫度、媒染劑質(zhì)量濃度、媒染時(shí)間3個(gè)因素，利用L9（34）正交表分別對(duì)明礬、硫酸銅兩種媒染劑進(jìn)行分析試驗(yàn)，并對(duì)每一因素進(jìn)行單因素分析。

表1 明礬、硫酸銅預(yù)媒染正交設(shè)計(jì)試驗(yàn)表Tab.1 Orthogonal test for alum copper sulfate pre-mordant dyeing

1.4 檢測(cè)試驗(yàn)

1.4.1 色差檢測(cè)

本試驗(yàn)在CIE1976標(biāo)準(zhǔn)要求的條件下，通過全自動(dòng)色差計(jì)測(cè)定染色布樣的亮度值L＊；色度值a＊（+a＊，偏紅；-a＊，偏綠），b＊（+b＊，偏黃；-b＊，偏藍(lán)）；以及與未經(jīng)染色的空白布樣作為參比試樣，與染色布樣間的亮度差值ΔL，彩度差值Δa、Δb和綜合總色差ΔE。

1.4.2 牢度檢測(cè)

執(zhí)行GB／T 3921.1—1997《耐洗色牢度的檢測(cè)方法》和GB／T 3920—1997《耐摩擦色牢度》。

2 結(jié)果與討論

2.1 明礬先媒染后染色

在前期工作中，對(duì)于明礬媒染工藝，得出采用相同工藝對(duì)織物進(jìn)行先染色后媒染，其染色效果不如先媒染后染色的結(jié)果，故本文只討論先媒染后染色工藝。由表2的極差值可知，各因素對(duì)上染率效果的影響為：媒染劑時(shí)間＞媒染濃度＞媒染溫度。從評(píng)價(jià)指標(biāo)色差值ΔE 的大小，可直觀的分析出9號(hào)得到的染色布樣上染率效果最好。

2.2 硫酸銅先媒染后染色

表3是使用硫酸銅媒染劑進(jìn)行預(yù)媒染的正交設(shè)計(jì)試驗(yàn)表。對(duì)于硫酸銅媒染劑，由于銅離子帶有顏色，因此媒染后的布樣顯草綠色。由表3的極差值可知，各因素對(duì)上染率效果的影響為：媒染濃度＞媒染溫度＞媒染劑時(shí)間。從評(píng)價(jià)指標(biāo)色差值ΔE 的大小，可直觀的分析出9 號(hào)（媒染溫度90 ℃、媒染劑質(zhì)量濃度10g／L、媒染時(shí)間20min）得到的染色布樣上染率效果最好。

表2 明礬預(yù)媒染正交設(shè)計(jì)試驗(yàn)表Tab.2 Orthogonal test for alum pre-mordant dyeing

表3 硫酸銅預(yù)媒染正交設(shè)計(jì)試驗(yàn)表Tab.3 Orthogonal test for copper sulfate pre-mordant dyeing

2.3 單因素分析

2.3.1 媒染時(shí)間對(duì)上染率的影響

圖1是銀杏葉染色織物的上染率隨媒染時(shí)間變化的曲線圖。可以看出，和未媒染處理比較，經(jīng)媒染處理的織物ΔE 都出現(xiàn)了下降趨勢(shì)。一般來講，已染色的織物經(jīng)媒染劑處理時(shí)，由于纖維最表面上的部分染料和媒染劑形成二維配位鍵而消耗一少部分染料，因此導(dǎo)致未媒染處理的織物色差值有所降低［4］。同理，銀杏葉中具有能夠和金屬離子形成配位鍵的羥基和酮基等，這些基團(tuán)可以和明礬或硫酸銅的Cu2+、Al3+等金屬離子形成配位鍵。雖然媒染后的色差值有所降低，但由于纖維、染料、媒染劑三者能夠形成配位鍵，因此有助于染色牢度的提高。

圖1 媒染時(shí)間對(duì)ΔE 的影響Fig.1 Effect of pre-mordant dyeing time onΔE

染色織物的色差ΔE 在媒染時(shí)間25 min范圍內(nèi)，分別經(jīng)明礬和硫酸銅預(yù)媒染的織物色差曲線隨媒染時(shí)間增加而均呈增大趨勢(shì)，媒染時(shí)間超過25min后，即使延長(zhǎng)時(shí)間，其ΔE 基本不再變化，因此明礬和硫酸銅的媒染時(shí)間為25min。

2.3.2 媒染溫度對(duì)上染率的影響

圖2 媒染溫度對(duì)ΔE 的影響Fig.2 Effect of pre-mordant dyeing temperature onΔE

從圖2可以看出，隨著媒染溫度的提高，織物的色差ΔE 也隨之下降，對(duì)于明礬，升溫70 ℃后，ΔE 不再隨溫度升高發(fā)生變化。這是因?yàn)?，隨著溫度的逐步提高，媒染液中鋁離子的運(yùn)動(dòng)會(huì)更加劇烈，由此增加了鋁離子與絲纖維上配位基發(fā)生碰撞配位的幾率。此外，溫度升高也增加了纖維素纖維的膨化程度，致使棉纖維的表面積增大更利于與鋁離子配位反應(yīng)的發(fā)生。因此，明礬媒染最佳溫度為70℃，硫酸銅媒染最佳溫度為60℃。

2.3.3 媒染劑質(zhì)量濃度對(duì)上染率的影響

由圖3可以看出，經(jīng)媒染劑媒染后的染色織物比直接染色時(shí)獲得了較高的ΔE，低濃度時(shí)隨媒染劑濃度的增大，ΔE 顯著減小，在媒染劑質(zhì)量濃度分別為10和12.5g／L 時(shí)，染色織物ΔE 達(dá)到最小值，此后隨濃度的提高基本保持不變。綜上分析，明礬媒染時(shí)的最佳質(zhì)量濃度為10g／L，硫酸銅媒染時(shí)的最佳質(zhì)量濃度為12.5g／L。

圖3 媒染劑質(zhì)量濃度對(duì)ΔE 的影響Fig.3 Effect of mordant concentration onΔE

2.4 耐洗牢度檢測(cè)結(jié)果

由表4中可以看到，未經(jīng)過媒染處理的織物，其耐洗牢度和耐干摩、濕摩都較差，但防沾色性較好；而經(jīng)過預(yù)媒染處理過的織物具有明顯的固色效果，其耐水洗、耐摩擦牢度均得到提高。

表4 銀杏葉染料染樣耐水洗、耐摩擦檢測(cè)結(jié)果Tab.4 Washable test results for the samples dyed by ginkgo dyestuff

3 結(jié) 論

（1）明礬預(yù)媒染最佳工藝：染色溫度70℃、媒染時(shí)間25min、媒染劑質(zhì)量濃度10g／L。媒染工藝中影響因子的影響力的大小排序：媒染時(shí)間＞媒染劑濃度＞媒染溫度。

（2）硫酸銅預(yù)媒染最佳工藝：染色溫度60℃、媒染時(shí)間25min、媒染劑質(zhì)量濃度12.5g／L。媒染工藝中影響因子的影響力的大小排序：媒染劑濃度＞媒染溫度＞媒染時(shí)間。

（3）經(jīng)明礬和硫酸銅預(yù)媒染的織物，耐水洗牢度和耐摩擦牢度都比未媒染的布樣提高1～2級(jí)。

［1］郝立勤，郝薇.云南銀杏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景［J］.資源開發(fā)與市場(chǎng)，1999，15（4）：210-212.

［2］朱紅，高爾，王德偉，等.銀杏黃酮的藥學(xué)研究進(jìn)展［J］.食品與藥品，2005，7（2）：4-7.

［3］隋世軍，崔永珠.銀杏葉天然染料染色工藝研究［J］.大連工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2009，28（6）：465-468.（SUI Shi-jun，CUI Yong-zhu.Study of nature dyestuff dyeing technology on ginkgo leaf［J］.Journal of Dalian Polytechnic University，2009，28（6）：465-468.）

［4］張弛，崔永珠，魏春艷.黃土媒染紅色系天然染料嬰幼兒面料生態(tài)染色［J］.針織工業(yè)，2007（5）：44-47.