肉桂皮提取液對棉針織物染色性能的影響

賈夢莉，王春梅

(南通大學(xué) 紡織服裝學(xué)院，江蘇 南通 226019)

肉桂皮提取液對棉針織物染色性能的影響

賈夢莉，王春梅*

(南通大學(xué) 紡織服裝學(xué)院，江蘇 南通 226019)

對以水為介質(zhì)，從肉桂皮中提取天然色素用于改性棉針織物的染色進(jìn)行了研究。探討了改性劑Fix-800和NaOH用量、改性溫度和時間等改性工藝參數(shù)以及染色pH值、染色溫度和時間等染色工藝參數(shù)對染色效果的影響。結(jié)果表明棉針織物改性的優(yōu)化工藝為：改性劑Fix-800 10%(owf)，NaOH 20 g/L，在80 ℃改性40 min，浴比1∶30。肉桂皮提取液染色的優(yōu)化工藝為：毋需調(diào)節(jié)提取液pH值，80 ℃染色40 min，浴比1∶30。

肉桂皮；天然色素；陽離子改性；棉針織物；染色

天然染料來源廣泛，主要來源于動物、植物或礦產(chǎn)資源，無毒、無害，且易生物降解，在回歸自然、更加注重環(huán)保的今天，天然染料重新受到人們的關(guān)注[1-2]。天然染料染色的織物，色澤典雅自然，具有天然的香氣，此外，部分中草藥型植物染料還能夠賦予染色織物相應(yīng)的抗菌保健功能[3]。日本、印度和韓國等一些國家均成立了專門研究植物染料的機(jī)構(gòu)，相繼出現(xiàn)了有關(guān)植物染料染色的專利及報道[4]，日本伊藤忠商社開發(fā)的用綠茶染色的棉織物，因具有除臭、抗菌、不引起過敏等優(yōu)良特性深受日本消費(fèi)者的青睞[5]。然而，天然染料對纖維的親和力較小、上染率較低，一般采用陽離子化改性或加入媒染劑的方法提高染色織物的上染率和色牢度。本文采用棉織物陽離子化改性的方法，提高天然染料與棉纖維之間的親和力[6]，使更多的天然染料能夠吸附到織物上，從而提高天然染料的上染率[7]。

肉桂是名貴的香科植物，主要產(chǎn)于廣西、廣東、云南等地。肉桂皮是傳統(tǒng)的香辛料，主要用于肉類烹飪，亦用于面包、蛋糕等焙烘食品，是五香料的主要成分之一[8]。肉桂具有抑菌、抗氧化及生理藥理作用，是食品天然防腐劑及抗氧化劑的重要來源之一[9]。此外，肉桂具有補(bǔ)元陽，暖脾胃，除積冷，通血脈之功效，其提取物能有效抑制良性前列腺增生[10]。本文主要研究肉桂皮提取液在棉針織物上的染色，通過單因素試驗(yàn)確定最佳陽離子化改性工藝及染色工藝。

1 試驗(yàn)部分

1.1 材料和儀器

材料：精練純棉針織物(規(guī)格30 tex，180 g/m2)，肉桂皮(廣東，采收于2015年4月)，陽離子改性劑Fix-800(南通斯恩特精細(xì)化工有限公司)，中性皂片(上海制皂廠)，氫氧化鈉、冰醋酸(西隴化工股份有限公司)。

儀器：EL303電子天平[梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司]，HHS 11-1電熱恒溫水浴鍋(上海華聯(lián)環(huán)境實(shí)驗(yàn)設(shè)備公司恒昌儀器廠)，PHS-3C精密pH計(上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司)，101AB-1電熱恒溫鼓風(fēng)干燥機(jī)(海門市恒昌儀器廠)，DatacolorSF650測色配色儀[德塔顏色商貿(mào)(上海)有限公司]，YB571預(yù)置式染色牢度摩擦儀(溫州大榮紡織標(biāo)準(zhǔn)儀器廠)，Gyrowash415水洗/干洗色牢度試驗(yàn)機(jī)(英國James H Heal 公司)。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 肉桂皮天然色素的提取

提取條件：以水為介質(zhì)，肉桂皮25 g/L，NaOH用量為10 g/L，90 ℃提取40 min。

1.2.2 工藝流程

織物預(yù)處理(熱水煮5 min，水洗)→陽離子改性→水洗→染色→水洗→性能測試。

1.2.3 棉針織物陽離子改性工藝

Fix-800/%(owf) 0～14

NaOH/g·L-10～30

溫 度/℃ 20～100

時 間/min 10～60

浴 比 1∶30

1.2.4 染色工藝

肉桂皮提取液 未稀釋

pH值 3～13

溫 度/℃ 40～100

時 間/min 10～70

浴 比 1∶30

1.3 測試方法

1.3.1 表觀深度K/S值

采用DatacolorSF650測色配色儀在D65 10Deg光源下測試，用K/S值表征染色織物的染色深度。

1.3.2 標(biāo)準(zhǔn)偏差Sr

采用DatacolorSF650測色配色儀測量8次K/S值，由計算機(jī)直接讀出標(biāo)準(zhǔn)偏差。標(biāo)準(zhǔn)偏差越小，則勻染性越好。

1.3.3 染色牢度

耐皂洗色牢度：參照GB/T3921-2008《紡織品色牢度試驗(yàn)?zāi)驮硐瓷味取分蠦(2)方法測定。

耐摩擦色牢度：參照GB/T3920-2008《紡織品色牢度試驗(yàn)?zāi)湍Σ辽味取窚y定。

2 結(jié)果與討論

2.1 棉針織物陽離子化改性工藝條件的選擇

2.1.1 陽離子改性劑Fix-800用量

陽離子改性劑Fix-800的用量對棉針織物改性后染色性能的影響如表1所示。改性條件：NaOH用量為20g/L，70 ℃改性40min，浴比為1∶30。染色條件：pH值為12，60 ℃染色40min，浴比為1∶30。

表1 改性劑Fix-800用量對織物染色性能影響

由表1可看出，隨著陽離子改性劑Fix-800用量的增加，染色織物的K/S值增加，且褪色牢度等級變高，當(dāng)Fix-800用量達(dá)到10%(owf)后，染色織物的K/S值增加緩慢，牢度基本不變。綜合考慮，陽離子改性劑Fix-800用量選擇為10%(owf)。

2.1.2NaOH用量

NaOH用量對棉針織物改性后染色性能的影響如表2所示。改性條件：陽離子改性劑Fix-800用量為10%(owf)，70 ℃改性40min，浴比為1∶30。染色條件同2.1.1。

表2 NaOH用量對織物染色性能影響

由表2可看出，隨著NaOH用量的增加，染色織物的K/S值逐漸增加，NaOH用量達(dá)到20g/L后，染色織物的K/S值增加緩慢，這是因?yàn)閴A用量較低時，改性劑與纖維間反應(yīng)性較低，改性不充分，導(dǎo)致染料對纖維的上染率較低。改性時NaOH的用量對染色織物的色牢度影響不大。綜合考慮，NaOH用量選擇為20g/L。

2.1.3 改性溫度

改性溫度對棉針織物改性后染色性能的影響如表3所示。改性條件：陽離子改性劑Fix-800用量為10%(owf)，NaOH用量為20g/L，改性時間為40min，浴比為1∶30。染色條件同2.1.1。

表3 改性溫度對織物染色性能影響

由表3可看出，隨著改性溫度的增加，染色織物的K/S值逐漸增加，且溫度超過80 ℃后，染色織物K/S值增加緩慢，當(dāng)改性溫度超過90 ℃后，染色織物K/S值反而下降。這是因?yàn)闇囟壬?，棉纖維的膨脹程度增大，纖維間縫隙增大，有利于陽離子改性劑滲透到纖維內(nèi)部，但在堿性條件下，過高的溫度反而會導(dǎo)致改性劑發(fā)生水解，不利于棉纖維的陽離子化。改性溫度對染色織物的色牢度影響不大。因此，改性溫度選擇為80 ℃。

2.1.4 改性時間

改性時間對棉針織物改性后染色性能的影響如表4所示。改性條件：陽離子改性劑Fix-800用量為10%(owf)，NaOH用量為20g/L，改性溫度為80 ℃，浴比為1∶30。染色條件同2.1.1。

表4 改性時間對織物染色性能影響

由表4可看出，改性時間達(dá)到40min之前，棉織物與改性劑之間的反應(yīng)未達(dá)到平衡，染色織物K/S值隨著改性時間的增加而增加；40min之后，改性反應(yīng)達(dá)到平衡，染色織物K/S值不再增加。改性時間對染色織物的色牢度影響較小。因此，改性時間選擇為40min。

綜上所述，棉針織物用陽離子改性劑Fix-800改性的優(yōu)化工藝為：陽離子改性劑Fix-800用量10%(owf)，NaOH用量為20g/L，80 ℃改性反應(yīng)40min，浴比1∶30。

2.2 染色工藝條件

2.2.1 染色pH值

染色pH值對棉針織物染色性能的影響如表5所示。改性條件：改性劑Fix-800用量為10%(owf)，NaOH用量為20g/L，80 ℃改性40min，浴比為1∶30。染色條件：60 ℃染色40min，浴比為1∶30。

由表5可看出，染浴的pH值越小，染色織物的K/S值越大，然而肉桂皮提取液在強(qiáng)酸性染色條件下不穩(wěn)定，會產(chǎn)生大量沉淀，不適宜強(qiáng)酸性條件下染色。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)染浴分別為酸性、中性及堿性時，染色織物的色光不同，相對于堿性條件下的染色織物，酸性條件下染色織物顏色偏黃，中性條件下染色織物顏色偏紅。染色pH值對染色織物的摩擦牢度影響較大，對皂洗牢度影響較小，酸性染色條件下，染色織物摩擦牢度較差，隨著染色pH值的升高，摩擦牢度逐漸變好，染色pH值達(dá)到12及以上時，干摩擦牢度較好，為4-5級。從色牢度及節(jié)約能源等方面考慮，選擇不調(diào)節(jié)染浴的pH值，原肉桂皮提取液的pH值為13.4。

2.2.2 染色溫度

染色溫度對棉針織物染色性能的影響如表6所示。改性條件同2.2.1。染色條件：不調(diào)節(jié)pH值，染色時間40min，浴比為1∶30。

表5 染液pH值對織物染色性能影響

表6 染色溫度對織物染色性能影響

由表6可看出，隨著染色溫度的升高，染色織物的K/S值增加，當(dāng)染色溫度達(dá)到80 ℃后，染色織物K/S值增加緩慢。因此，染色溫度選擇為80 ℃。

2.2.3 染色時間

染色時間對棉針織物染色性能的影響如表7所示。改性條件同2.2.1。染色條件：不調(diào)節(jié)pH值，80 ℃染色，浴比為1∶30。

表7 染色時間對織物染色性能影響

由表7可看出，隨著染色時間的延長，染色織物的K/S值增加，染色時間達(dá)到40min后，染色織物K/S值增加緩慢，從節(jié)約能源及成本等方面考慮，染色時間選擇為40min。

綜上所述，肉桂皮提取液對改性棉針織物直接染色的優(yōu)化工藝為：80 ℃染色40min，浴比1∶30。

3 結(jié)論

(1)棉針織物陽離子改性的優(yōu)化工藝為：改性劑Fix-800用量10%(owf)，NaOH用量為20g/L，80 ℃改性反應(yīng)40min，浴比1∶30。

(2)肉桂皮提取液對改性棉針織物直接染色的優(yōu)化工藝為：染色溫度80 ℃，染色時間40min，浴比1∶30。肉桂皮提取液對棉針織物染色勻染性及干摩擦牢度較好，濕摩擦牢度可達(dá)到2-3級，皂洗牢度中沾色牢度較好，褪色牢度略差，僅為2級。

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98屆中針會，結(jié)緣巴蜀，打造體驗(yàn)式展會

3月15日～17日，第98屆中國針棉品交易會在成都世紀(jì)城新國際會展中心成功舉行，本屆中針會主題為“遇尚·悅享”，除核心主題外，本次交易會還包括4個子主題，分別為“尋找轉(zhuǎn)型新榜樣”、“洞悉盈利新模式”、“體驗(yàn)生活新夢想”、“牽手合作新伙伴”。據(jù)主辦方介紹，本屆展會力求改進(jìn)流量轉(zhuǎn)化的弱點(diǎn),以豐富的活動，為展商、觀眾提供專業(yè)互動平臺，打造體驗(yàn)式展會。

此次展會匯聚了全國20多個省市地區(qū)的近400家參展企業(yè)，規(guī)模達(dá)3.1萬平方米，展出的產(chǎn)品涵蓋了床品、巾被、內(nèi)衣服飾、毛織服裝、軟裝布藝、絲綢產(chǎn)品、夏令家居用品、功能性面料等十幾個品類，成為大西南地區(qū)規(guī)模最大的紡織服裝類國家級專業(yè)性展會。

據(jù)悉，中針會由中國紡織品商業(yè)協(xié)會主辦，中紡流通(北京)會展有限公司承辦，是目前國內(nèi)家紡家居、針織服飾行業(yè)當(dāng)中歷史最長、規(guī)模最大、影響力最強(qiáng)的盛會。為了響應(yīng)國家“西部大開發(fā)”與“一帶一路”戰(zhàn)略，第98屆中針會從上海遷移至成都,成為整個西部地區(qū)第一個國家級針棉紡織品展會，全力助推成都乃至其經(jīng)濟(jì)輻射地區(qū)的紡織品商業(yè)健康、快速發(fā)展。

(摘自中華紡織網(wǎng))

The Influences of Cinnamon Bark Extracting Liquidon the Dyeing Properties of Cotton Knitted Fabric

JIA Meng-li, WANG Chun-mei*

(School of Textile and Clothing, Nantong University, Nantong 226019, China)

Natural dyestuff extracted from cinnamon bark was used to dye the modified cotton knitted fabrics. The influences of the amount of modifier Fix-800 and NaOH, modified temperature and time, pH value, dyeing temperature and time on the dyeing effects were studied. The results showed that the optimum process of cotton modification was modifier Fix-800 10% (owf),NaOH20g/L,temperatureof80 ℃,timeof40min,bathratio1:30.Theoptimumdyeingprocesswasdyedat80 ℃for40minwithoutpHadjustment,bathratio1:30.

cinnamon bark; natural dyestuff; cationic modification; cotton knitted fabric; dyeing

2016-03-23

賈夢莉(1991-)，女，在讀碩士研究生，研究方向?yàn)樯鷳B(tài)染整技術(shù)。

*通信作者：王春梅，女，教授，E-mail: w.cmei@ntu.edu.cn。

TS193.6

A

1673-0356(2016)05-0014-04