紅色系中草藥對純棉織物染色性能的研究

王坤,趙恒代

(1.湖南工程學(xué)院紡織服裝學(xué)院，湖南湘潭 411100；2.東華大學(xué)紡織學(xué)院，上海201620)

紅色系中草藥對純棉織物染色性能的研究

王坤1,2,趙恒代1

(1.湖南工程學(xué)院紡織服裝學(xué)院，湖南湘潭 411100；2.東華大學(xué)紡織學(xué)院，上海201620)

利用天然染料染色是當(dāng)今最重要的染色工藝研究之一。探討茜草、蘇木、紅花這三種紅色系中草藥對純棉織物的染色性能。茜草最佳染色方案：溫度65℃，pH值5，檸檬酸媒染。蘇木最佳染色方案：溫度70℃，pH值5，明礬媒染。紅花最佳染色方案：溫度50℃，pH值5，直接染色。

中草藥 染色 茜草 蘇木 紅花

合成染料自1856年誕生以來，由于其色澤鮮艷、色譜齊全、耐洗耐穿、價(jià)格便宜等諸多優(yōu)點(diǎn)，逐漸被擴(kuò)大使用，乃至取代了天然染料成為紡織品染色的主流[1]。但是研究發(fā)現(xiàn)，許多合成染料對人體皮膚有刺激作用，可能會(huì)導(dǎo)致皮膚病乃至誘發(fā)癌癥。出于健康環(huán)保的需要，新型環(huán)保染料的研發(fā)越來越重要。

中草藥染料是植物染料的主要部分，由植物的根、莖、葉、花、果實(shí)中提取制得,與環(huán)境相容性好,具有生物可降解性，而且無毒無害，對皮膚無過敏性和致癌性[2-3]。合成染料雖然色彩鮮明亮麗,但天然染料更加莊重典雅[4]。除卻染色功能外,天然染料還具有藥物、香料、安全、可再生等多種功能。天然染料在染色過程中,其藥物成分會(huì)與色素一起被織物吸收,使染色后的織物對人體有特殊的藥物保健功能[5]，如舒筋活絡(luò)、殺菌、清香、抗紫外線等等。因此，研究中草藥染料對于純棉面料的染色性能具有非常重要的意義。

茜草染料來源于茜草的根莖，在生產(chǎn)過程中不會(huì)造成環(huán)境污染，對保護(hù)生態(tài)環(huán)境有益，且具有殺菌、芳香、無毒的優(yōu)點(diǎn)[6]，被譽(yù)為“綠色”染料。茜草的化學(xué)組分主要為蒽醌衍生物。茜草色素相對分子質(zhì)量較小，直接染色性能較差，移染性好，但色牢度差，主要是靠氫鍵和范德華力與纖維結(jié)合[7]。為了提高天然中草藥染料的色牢度，染色時(shí)一般采用后媒染工藝，常用的媒染劑有有機(jī)媒染劑、堿媒染劑和金屬媒染劑[8]。

蘇木染料是一種傳統(tǒng)的天然中草藥染料，取自蘇木的芯材，其主要成分為蘇木素和蘇木精[9]。在蘇木素的分子結(jié)構(gòu)中，它具有多個(gè)親水性的羥基基團(tuán),正因?yàn)榱u基的存在使得蘇木成為最常用的媒染染料之一，并使其可在媒染劑存在時(shí)對分子中含有羥基、氨基等活性基團(tuán)的纖維進(jìn)行染色，由此，蘇木獲得較好的染色深度及色牢度[10]。

紅花紅色素，其結(jié)構(gòu)主體已經(jīng)確認(rèn)為類黃酮化合物，是第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)的查耳酮類色素。紅花中色素主要成分是紅花紅色素和紅花黃色素[9]。紅花紅色素主要取自紅花的花瓣，其表現(xiàn)形式為紅花甙，且紅花中紅花甙的成分極低，僅有0.3%～0.6%[11]。紅花甙是一種紅色的粉末，但是卻表露出極淺的綠色光澤；與大部分中草藥染料相似，紅花紅色素幾乎不溶于酸，但可溶于稀堿溶液或者各類醇中，很難溶解在中性的冷水中，但是隨著溫度升高，紅色素也會(huì)逐漸溶解。紅花甙具有很大的不穩(wěn)定性，暴露在空氣中易被氧化變?yōu)榧t色，一旦加熱溫度過高就會(huì)分解[12]。因此，提取紅花紅色素時(shí)，應(yīng)當(dāng)采用酸或酶水解切斷紅花甙的葡萄糖剩基，使其游離出染料紅花紅色素[13].

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)原料

漂白純棉布：市售100×100cm(盤龍布市，順心布藝)

中草藥：茜草、紅花、蘇木

醋酸、純堿(碳酸鈉)、燒堿(氫氧化鈉)、氯化鈉、明礬、檸檬酸、肥皂、pH試紙

1.2 實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備

HHS-86型電恒溫水浴鍋：金壇市新航儀器廠；

YG747型通風(fēng)式快速八籃烘箱：寧波紡織儀器廠；

TU-1901雙光束紫外可見光分光度計(jì)：杭州匯爾儀器設(shè)備有限公司；

Y571B摩擦色牢度試驗(yàn)儀：溫州市大榮紡織儀器有限公司；

SW-12A+耐洗色牢度試驗(yàn)機(jī)型：蘇州雨澤儀器有限公司

電子天平、剪刀、溫度計(jì)、燒杯、玻璃棒、容量瓶、移液管

1.3 實(shí)驗(yàn)方案

染色溫度(℃)：室溫、45、55、65、75

pH值：5、7、9

媒染劑：檸檬酸、明礬

1.4 工藝流程

色素提取→染色→水洗→皂洗→烘干

2 結(jié)果與討論

2.1 茜草染色實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 溫度對染色性能的影響

圖1 染色溫度對茜草上染率的影響

由圖1可知，茜草染料的上染率隨著溫度上升而不斷提高，但是從65℃到75℃，上染率有所下降?？赡苁菧囟冗^高，影響了茜草染料的理化性能，導(dǎo)致上染率降低。因此，最佳溫度定位65℃。

2.1.2 pH值對染色性能的影響

圖2 PH值對茜草上染率的影響

由圖2可以看出，茜草染料對純棉織物的上染率隨著pH值的上升而不斷下降，因此茜草染料的染色pH環(huán)境可以定為弱酸性?？紤]到純棉織物耐堿不耐酸，pH值太小可能會(huì)對純棉織物的性能造成很大影響。因此，最佳pH值為5。

2.1.3 媒染劑對染色性能的影響

表1 媒染劑對茜草上染率的影響

由表1可知，對比在無媒染劑、檸檬酸媒染、明礬媒染的情況下茜草染料對純棉織物的上染率。經(jīng)過媒染以后，茜草染料對純棉織物的上染率明顯提高，但是檸檬酸媒染與明礬媒染的上染率差別不大，而且考慮到檸檬酸做媒染更加環(huán)保。因此，可以視情況選擇媒染劑。

2.2 蘇木染色性能的實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.2.1 溫度對染色性能的影響

圖3 溫度對上染率的影響

由圖3可以看出，蘇木染料的上染率隨著溫度上升而不斷提高，但是從70℃到80℃，上染率有所下降，分析原因，可能是溫度過高，影響了蘇木染料的理化性能，導(dǎo)致上染率降低。因此，最佳溫度定位70℃。

2.2.2 pH值對染色性能的影響

圖4 pH值對上染率的影響

由圖4可知，蘇木染料對純棉織物的上染率隨著pH值的上升而不斷下降，因此蘇木染料的染色pH環(huán)境可以定為弱酸性。考慮到純棉織物耐堿不耐酸，pH值太小可能會(huì)對純棉織物的性能造成很大影響。因此，最佳pH值為5。

2.2.3 媒染劑對染色性能的影響

表2 媒染劑對上染率的影響

由表2可知，對比在無媒染劑、檸檬酸媒染、明礬媒染的情況下蘇木染料對純棉織物的上染率?？梢钥闯觯?jīng)過媒染以后，蘇木染料對純棉織物的上染率明顯提高，明礬上染效果比較明顯。因此，選擇明礬做媒染劑。

2.3 紅花染色性能的實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.3.1 溫度對染色性能的影響

圖5 溫度對上染率的影響

由圖5可以看出，紅花染料的上染率隨著溫度上升而不斷提高。但是從50℃到60℃，上染率有所下降，分析原因，可能是溫度過高，影響了紅花染料的理化性能，導(dǎo)致上染率降低。因此，最佳溫度定位50℃。

2.3.2 pH值對染色性能的影響

圖6 pH值對上染率的影響

由圖6可知，紅花染料對純棉織物的上染率隨著pH值的上升而不斷下降。因此，紅花染料的染色pH環(huán)境可以定為弱酸性?？紤]到純棉織物耐堿不耐酸，pH值太小可能會(huì)對純棉織物的性能造成很大影響，因此最佳pH值為5。

2.3.3 媒染劑對染色性能的影響

表3 媒染劑對上染率的影響

由表3可知，對比在無媒染劑、檸檬酸媒染、明礬媒染的情況下紅花染料對純棉織物的上染率。經(jīng)過媒染以后，紅花染料對純棉織物的上染率有所下降。分析原因，可能是紅花紅色素難以與媒染劑形成色素沉淀。因此，紅花不需使用媒染劑，直接染色效果更好，且更加經(jīng)濟(jì)環(huán)保。

3 結(jié)論

(1)茜草最佳染色溫度為65℃，蘇木最佳染色溫度為70℃，紅花最佳染色溫度為50℃；

(2)茜草、蘇木、紅花最佳染色pH值均可定位弱酸性，pH值為5。

(3)在最佳溫度、pH值下選擇媒染劑：茜草媒染純棉織物時(shí)明礬上染率最高，但是與檸檬酸相比差距并不大，考慮到檸檬酸相對來說更加環(huán)保，因此可以根據(jù)實(shí)際情況選擇媒染劑；蘇木媒染純棉織物時(shí)明礬上染率最高，但情況與茜草相似，可以酌情考慮；紅花媒染純棉織物時(shí)，與茜草、蘇木相反，直接染色上染率最高，檸檬酸和明礬媒染效果反而稍差，但無明顯差別，但是考慮到經(jīng)濟(jì)、環(huán)保，紅花更適合直接染色。

[1] 路振翔，楊勇，趙亞楠，等.紫草染料的提取及在真絲染色中的應(yīng)用[J].成都紡織高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)，2016(2)：115-118.

[2] 路振翔.天然植物染料的應(yīng)用及發(fā)展[J].成都紡織高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)，2015(4)：106-110.

[3] 范云麗，徐華鳳，王雪燕.天然染料的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].成都紡織高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)，2016(1)：158-163.

[4] 張玉萍,陳美云.植物染料及其在紡織品中的應(yīng)用前景[J].南通職業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2010(1):102-105.

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[6] 柯貴珍,于偉東,徐衛(wèi)林.藥用植物染料的特征和功能實(shí)現(xiàn)[J].武漢科技學(xué)院學(xué)報(bào),2006,19(1):43.

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[12]郭榮輝,劉妙麗,伏宏彬.蘇木植物染料的應(yīng)用研究進(jìn)展[J].遼寧絲綢,2005(22)：11-13.

[13]潘麗娜.紅色植物染料及其染色[J].江蘇絲綢，2008(3):15-18.

Study on dyeing properties of pure cotton fabric with Chinese herbal medicine in red

WANGKunZHAOHengdai

(1.College of Textile &Fashion,Hunan Institute of Engineering,Xiangtan 411104,China；2.College of Textiles，Donghua University，Shanghai 201620，China)

This paper examines madder, hematoxylin, safflower the three red lines in Chinese herbal medicine on cotton fabric fabric's dyeing properties. Madder dyeing best scheme: 65 degrees Celsius temperature, pH value of 5, citric acid mordant. Hematoxylin optimal dye solution: temperature of 70 DEG C, pH value of 5, alum mordanting. Safflower best coloring scheme: temperature of 50 DEG C, pH value of 5 direct staining.

Chinese herbal medicine dyeing;madder hematoxylin safflower

2017-05-08

湖南省教育廳項(xiàng)目(17C0390)

王坤(1982-)，女，博士研究生，講師，研究方向：產(chǎn)業(yè)用紡織品的開發(fā)及新技術(shù)的應(yīng)用。

TS193

A

1008-5580(2017)03-0077-04