天然染料用于羊毛染色的研究進(jìn)展

錢(qián) 潔

（安徽職業(yè)技術(shù)學(xué)院紡織服裝系，安徽合肥 230011）

天然染料用于羊毛染色的研究進(jìn)展

錢(qián) 潔

（安徽職業(yè)技術(shù)學(xué)院紡織服裝系，安徽合肥 230011）

綜述了近年來(lái)天然染料在羊毛染色中的應(yīng)用研究進(jìn)展，提出羊毛織物的天然染料染色已成為紡織品加工專(zhuān)業(yè)人員研究的熱點(diǎn)，以廢棄物為原料提取并利用天然染料的研究占了較大的比例，符合生態(tài)和可持續(xù)發(fā)展的趨勢(shì)；如何提高天然染料染色的上染率和染色織物的各項(xiàng)牢度仍然是今后天然染料染色研究的重點(diǎn)內(nèi)容。

天然染料；羊毛；染色；進(jìn)展

羊毛織物以其華貴高雅、穿著舒適的天然風(fēng)格而著稱(chēng)，同時(shí)，羊毛織物具有優(yōu)異的保暖性、回彈性、透氣透濕性、以及獨(dú)特的成衣效果，因此羊毛織物深受人們的喜愛(ài)，有關(guān)對(duì)羊毛織物的印染加工越來(lái)越被關(guān)注。

被以往羊毛織物采用酸性染料、酸性媒染染料、酸性含媒染料、活性染料等合成染料染色，特別是酸性含媒染料用于羊毛織物染色，染色工藝較為簡(jiǎn)單，色澤較酸性媒染染料鮮艷，并具有良好的耐日曬色牢度[1]，但是大多數(shù)酸性含媒染染料含有鉻離子，具有較大的環(huán)保問(wèn)題，目前已逐漸被取代。此外一些合成染料被檢出可分解出致癌芳香胺，而受到禁用。由此，近年來(lái)人們對(duì)天然染料在紡織品染色中的應(yīng)用研究十分重視，羊毛織物作為受到人們喜愛(ài)的天然蛋白質(zhì)纖維，采用天然染料進(jìn)行染色的研究也十分的活躍。

天然染料一般是指從植物、動(dòng)物或礦產(chǎn)等天然資源中獲取的、很少或沒(méi)有經(jīng)過(guò)化學(xué)加工的染料[2]。天然染料與生態(tài)環(huán)境的相容性好，可生物降解，而且無(wú)毒無(wú)害，并且原料可以再生，因此，天然染料的使用符合可持續(xù)發(fā)展的趨勢(shì)。本文就近幾年天然染料在羊毛織物上的應(yīng)用研究進(jìn)行分析介紹，以期為生態(tài)型羊毛紡織品的開(kāi)發(fā)提供參考。

1 新型天然染料的提取及其在羊毛染色中的應(yīng)用研究

近年來(lái)，天然染料在羊毛織物上的應(yīng)用研究主要還集中在從不同天然資源中提取天然色素，研究在羊毛織物上應(yīng)用的最佳工藝條件，已擴(kuò)展適用于羊毛染色的天然染料種類(lèi)，豐富顏色品種。這方面的研究主要在于從各種植物中提取天然色素進(jìn)行染色。曹機(jī)良等人[3]以硫酸亞鐵、硫酸鋅、硫酸鋁為媒染劑，采用金蓮花提取液對(duì)羊毛進(jìn)行同浴媒染染色，探討了影響羊毛織物媒染性能的因素。研究表明，采用不同金屬離子作為金蓮花提取液的羊毛染色媒染劑，可以獲得不同顏色的金蓮花色素染色羊毛織物，染色最佳工藝條件為染色溫度為70～90℃ ，時(shí)間60 min，媒染劑硫酸鋅、硫酸鋁、硫酸亞鐵濃度分別為0.4 g/L、0.8 g/L、1.2 g/L時(shí)，染色織物具有較深的色澤和良好的色牢度。張林龍等人[4]采用水浸法提取了落葵漿果天然染料，并探討了落葵漿果天然染料對(duì)羊毛織物的染色工藝，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，落葵漿果水浸提法優(yōu)化工藝為：料液比1∶20、提取溫度70℃ 、提取時(shí)間30 min。采用硫酸銅、硫酸亞鐵、硫酸鋁作媒染劑進(jìn)行媒染，染色濃度增加，且會(huì)呈現(xiàn)不同的顏色，同時(shí)，媒染后染色色牢度比直接染色普遍高1～2級(jí)，符合紡織品的服用要求。張冬等[5]從商陸莖中提取色素用于羊毛織物的染色，并探討其染色性能。研究結(jié)果表明，羊毛織物的K/S值隨pH值的升高而降低，當(dāng)pH值小于3.5時(shí)，羊毛織物的K/S值較大，染色深度較深；當(dāng)pH值大于4.5時(shí)，色素的上染率很低。染色溫度低于60℃時(shí)，染色織物呈玫瑰紅色，染色溫度高于60℃ 時(shí)，染色織物偏黃色。低溫染色時(shí)，織物的水洗牢度較低；高溫染色時(shí)，牢度有所提高。李紅等[6]將紫甘薯天然染料用于羊毛織物的染色，探討了媒染劑和染色方法對(duì)織物染色效果的影響。結(jié)果表明,以稀土為媒染劑，采用后媒染方法對(duì)羊毛織物進(jìn)行染色，所得染品的上染百分率和K/S值均好于其他染色方法，織物的摩擦牢度和皂洗牢度都達(dá)到3級(jí)以上，可滿(mǎn)足服裝服用牢度要求。染色后，織物紫外線防護(hù)指數(shù)UPF為35，顯示良好的抗紫外性能。于穎[7]以紫背天葵為原料提取色素,并將該色素用于羊毛織物染色,探討不同染色方法和媒染劑對(duì)染色效果的影響。得出紫背天葵色素在酸性條件下表現(xiàn)出比較穩(wěn)定的紅色調(diào),具有良好的耐熱穩(wěn)定性。得到鋁鹽后媒染染色的最佳工藝條件為：染液濃度40g/L,染色溫度70℃,pH值4，媒染劑用量7%（owf）。被染織物表現(xiàn)出良好的染色深度、色相和牢度。田恬等[8]采用從烏飯樹(shù)葉提取色素對(duì)羊毛織物進(jìn)行直接染色，研究表明，烏飯樹(shù)葉色素對(duì)羊毛織物染色不用進(jìn)行媒染，可直接常規(guī)工藝上染：50℃始染，95～98℃保溫50～60 min。不同pH值條件下可獲得不同的顏色，當(dāng)pH=4和7時(shí)獲得紅棕色和黃綠色系，隨著得色量的不同，可以獲得由淡到濃的系列色澤，染色產(chǎn)品具有穩(wěn)定的色澤和優(yōu)良的皂洗色牢度。

隨著人們環(huán)保意識(shí)和可持續(xù)發(fā)展理念的提高，從天然廢棄物中提取天然色素用于染色的研究在逐步的的增多。蔡蘇英[9]提取麻櫟殼天然色素對(duì)羊毛織物進(jìn)行染色，選擇鋅、鐵、鋁、鈣4種金屬離子，采用預(yù)媒、后媒、同浴媒3種媒染方法染色，并選取不同金屬離子、不同天然色素進(jìn)行拼色試驗(yàn)。結(jié)果表明：采用不同的媒染方法可使羊毛織物獲得黃綠、黃棕、紅棕、咖啡、橄欖綠等不同的色澤，且媒染后織物的染色牢度普遍比直接染色的效果要好，大多數(shù)能達(dá)到3級(jí)以上。用鐵與鋅兩種不同配位離子、茜草與麻櫟殼兩種不同天然色素拼色，可獲得良好的拼色效果，并且各項(xiàng)牢度普遍達(dá)到3級(jí)以上。劉伶文等[10]以茄子皮為原料，用檸檬酸水溶液提取茄子皮天然色素并探討了色素在羊毛織物染色中的應(yīng)用，得出采用茄子皮天然色素對(duì)羊毛織物進(jìn)行染色，經(jīng)稀土后媒染染色后，上染率達(dá)57.9%，織物的干、濕摩擦牢度都達(dá)到3級(jí)以上，可滿(mǎn)足服用要求。于穎等[11]從沙棘果廢渣中提取天然染料，并研究了色素對(duì)羊毛織物染色效果的影響因素。對(duì)羊毛織物的直接染色工藝條件為：染色時(shí)間60 min，染色溫度80℃，pH值5。不同的媒染劑和媒染方法可獲得不同顏色的織物，硫酸鋁鉀后媒染效果最好，且媒染提高了染色牢度，各項(xiàng)染色牢度均達(dá)到3級(jí)以上。王靜靜[12]以石榴皮作為原料，用水煮法提取天然石榴皮色素并用于毛條染色。得出石榴皮色素對(duì)羊毛纖維具有較好的上染能力，石榴皮染料對(duì)羊毛進(jìn)行后媒法染色時(shí)，媒染劑可選用硫酸鋁或硫酸亞鐵，將織物染成黃色或黑褐色，染色最佳工藝為染液pH值為4或4.5，染色溫度為100℃。染色羊毛樣品的皂洗牢度和耐摩擦牢度都達(dá)到3級(jí)以上。楊召等[13]以柚子皮為原料提取色素用于羊毛染色。探討了染色溫度和時(shí)間以及媒染劑硫酸亞鐵用量對(duì)染色效果的影響。得到染色溫度為60℃，時(shí)間120 min，后媒染時(shí)硫酸亞鐵用量為6g/L時(shí)羊毛的上染效果最好。所得染色羊毛的顏色接近檸檬黃色。成爾軍等[14]從核桃青皮中提取了黑色素,并將其應(yīng)用于羊毛織物的后媒法染色。得到最佳工業(yè)條件為染浴pH值5,染色溫度90℃, FeSO4·7H2O用量7%（owf），在此條件下，黑色素在羊毛上的上染百分率達(dá)到30.5%。

2 天然染料羊毛染色工藝上的優(yōu)化和改進(jìn)研究

目前，天然染料在羊毛染色中的應(yīng)用研究，主要集中在浸染方法的工藝條件的優(yōu)化，但近年來(lái)也有一部分研究是探討軋染等新工藝研究。

季彥斐等[15]選用從板栗殼中提取的天然色素，采用軋蒸工藝對(duì)羊毛織物進(jìn)行染色。得到羊毛織物板栗殼色素軋染優(yōu)化工藝為：板栗殼色素10g/L，5%海藻酸鈉2g/L，30%AEO-9 0.5g/L，pH值為4，汽蒸溫度110℃，汽蒸濕度100%，汽蒸時(shí)間30min。軋染后羊毛織物的水洗牢度達(dá)到4級(jí)以上，干摩4～5級(jí)，濕摩3～4級(jí)，耐曬牢度4級(jí)。使用媒染劑預(yù)媒法，在進(jìn)行軋蒸染色，可提高羊毛織物得色深度，并獲得不同的色相。硫酸亞鐵媒染能使染色織物日曬牢度提高到6級(jí)，但濕摩有所下降。黃旭等[16]將從桉樹(shù)葉中提取的天然染料上染蠶絲和羊毛織物，以明礬、硫酸亞鐵、硫酸銅和氯化亞錫為媒染劑，染色過(guò)程分別采用冷軋堆法和浸軋烘干法，染色后羊毛織物的顏色為從淺黃到棕色，但用硫酸亞鐵做媒染劑時(shí)呈深灰褐色。染色織物的水洗牢度達(dá)4～5級(jí)，而日曬牢度達(dá)3～4級(jí)。硫酸亞鐵媒染劑的濕摩擦牢度為3～4級(jí)，其他媒染劑摩擦色牢度達(dá)4～5級(jí)。

3 提高天然染料上染率和染色織物牢度的方法研究

采用天然染料對(duì)紡織品進(jìn)行染色存在的一個(gè)主要問(wèn)題是染色織物的牢度，特別是日曬牢度較差，不能很好地滿(mǎn)足服用紡織品對(duì)牢度的要求，因此，研究如何提高天然染料染色織物牢度的方法是今后研究的重點(diǎn)。此外，大多數(shù)天然染料分子量較小，對(duì)纖維的親和力較低，上染百分率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于合成染料，因此，提高天然染料在羊毛織物上的上染率，提高天然染料的利用率，降低染色成本，減少?gòu)U水處理壓力也是值得研究的課題。

王媛等[17]采用紫膠紫膠色素對(duì)羊毛織物進(jìn)行染色，探究了影響紫膠紅色素在羊毛織物上染色性能和染色牢度的因素。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用鋁預(yù)媒染或單寧酸與紫膠色素同浴染色，再用鐵離子后媒染處理，可以明顯提升紫膠色素染色羊毛織物的牢度，使得水洗牢度達(dá)到4～5級(jí)，日曬牢度達(dá)到4級(jí)。丁思佳等[18]采用天然靛藍(lán)染料與不同體積的濃硫酸反應(yīng)，對(duì)天然靛藍(lán)進(jìn)行改性，并探討天然靛藍(lán)對(duì)羊毛染色的可行性。結(jié)果表明，經(jīng)改性后的還原靛藍(lán)具有可溶性，可上染羊毛纖維，染色最佳工藝條件為：pH值4，染色溫度80℃ ，染色時(shí)間50 min；改性靛藍(lán)染色羊毛的日曬牢度可達(dá)到4級(jí)，皂洗牢度、干、濕摩擦牢度均大于3級(jí)。高普等[19]研究了具有高效選擇性的還原劑三羧乙基磷 (TCEP)對(duì)梔子黃上染羊毛的染色熱力學(xué)及動(dòng)力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明，TCEP能夠選擇性地打開(kāi)羊毛及細(xì)胞的二硫鍵，使結(jié)構(gòu)變得疏松但不會(huì)對(duì)蛋白質(zhì)造成損傷。TCEP 的加入提升了染色親和力，使得染色熱絕對(duì)值增大，促使染料和纖維之間形成更多的分子間作用力，能顯著提升染料梔子黃的上染速率及上染率，明顯提升梔子黃上染羊毛時(shí)的擴(kuò)散系數(shù)，降低了染料的擴(kuò)散活化能，有效減弱染料在纖維內(nèi)部擴(kuò)散的能阻。

4 小結(jié)

從近年來(lái)天然染料在羊毛織物上染色的相關(guān)研究可以看出，羊毛織物的天然染料染色已成為紡織品加工專(zhuān)業(yè)人員研究的熱點(diǎn)，這與人們崇尚生態(tài)、自然的消費(fèi)趨向有關(guān)；人們?cè)谘芯窟^(guò)程中更加重視生態(tài)和可持續(xù)發(fā)展，以廢棄物為原料提取并利用天然色素的研究占了較大的比例；如何提高天然染料染色的上染率以及提高染色織物的各項(xiàng)牢度仍然是今后天然染料染色研究的重點(diǎn)內(nèi)容。

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Research Progress of Wool Dyeing with Natural Dyes

QIAN Jie
(Anhui Vocational and Technical College, Anhui Hefei, 230011, China)

This paper reviews the progress of research on dyeing of wool with natural dyes in recent years, points out that the natural dyes dyeing on wool fabric has become a research hotspots, studies on the extraction of natural dyes using waste materials accounted for the larger proportion, in line with ecological and sustainable development；and thinks that how to improve dye-update and dyeing fastness of fabric is still the focus of the future research content of natural dyes.

natural dyes；wool；dyeing；progress

TS193.5

A

投稿日期：2016-09-10

安徽省高等學(xué)校省級(jí)質(zhì)量工程項(xiàng)目服裝實(shí)訓(xùn)（實(shí)驗(yàn)）中心（20101493）。

錢(qián) 潔（1968-），女，江蘇丹陽(yáng)人，高級(jí)工程師，主要從事紡織面料開(kāi)發(fā)既工藝制作研究。E-mail:1548175190@qq.com。