玫瑰花色素對羊毛織物染色性能的研究

吳志奔,羅秋蘭,*,羅玉成

(1.嘉興學院 南湖學院,浙江 嘉興314001;2.中國麻紡織行業(yè)協(xié)會,北京100022)

玫瑰花色素對羊毛織物染色性能的研究

吳志奔1,羅秋蘭1,*,羅玉成2

(1.嘉興學院 南湖學院,浙江 嘉興314001;2.中國麻紡織行業(yè)協(xié)會,北京100022)

選取玫瑰花瓣為原料,用溶劑法提取玫瑰花瓣中的天然染料色素,并將其用于羊毛織物染色。研究了染色方法、媒染劑用量、提取液用量、染色溫度、染色時間等因素對羊毛織物染色性能的影響,得出最佳染色工藝為采用預(yù)媒染色法,媒染劑FeSO45%,色素提取液15 ml,染色時間120 min,染色溫度90℃;對染色后織物的色牢度測試表明,玫瑰花色素對羊毛織物具有較好的上染能力,其皂洗、摩擦、汗?jié)n等色牢度較好,適合于蛋白質(zhì)纖維染色。

玫瑰花色素;天然染料;羊毛織物;染色性能

合成染料在生產(chǎn)和使用過程中,對環(huán)境和人體健康造成的危害日益嚴重,人們越來越重視對天然染料的研究開發(fā)和應(yīng)用。目前,天然染料大部分是從植物中提取的有色物質(zhì),這些天然植物染料來源豐富,對人體一般不會產(chǎn)生毒害作用,而且易生物降解,為可再生資源。采用天然植物染料進行染色,不僅提高了產(chǎn)品的附加值,同時實現(xiàn)了紡織面料的純天然化、綠色化,更有利于環(huán)境保護。目前我國對天然植物染料的開發(fā)和應(yīng)用正處于探索階段[1-2]。

玫瑰是薔薇科薔薇屬的常綠或落葉性灌木,從溫帶到熱帶地區(qū)都可以種植,且品種繁多,堪稱世界上栽培最多、分布最廣的花卉[3]。其花朵中主要組分為花青甙類色素,其水溶性好,顏色鮮艷自然,性質(zhì)穩(wěn)定,又具有一定的保健效果,常被用于飲料、食品、果酒及化妝品等產(chǎn)品的色素添加劑[4-5]。近些年來,對玫瑰花的研究多集中于對其化學成分的分析、提取分離及穩(wěn)定性上,而對其提取液的染色性能探討則鮮見報道。本試驗采用玫瑰花作為原料,采用溶劑法提取玫瑰花中的色素,并以硫酸亞鐵作為媒染劑,探討了不同染色條件下,玫瑰花色素對羊毛織物的染色性能。

1 試驗部分

1.1 材料和儀器

材料:純紡羊毛織物(浙江蘭寶毛紡集團,規(guī)格為:300 tex×255 tex×118×116),玫瑰花(購于嘉興專業(yè)藥材市場,花朵已脫水干燥,色澤、氣味正常,新鮮度較好)。

藥品:乙醇(嘉興市甬宏化工有限公司),硫酸亞鐵(嘉興市甬宏化工有限公司),甲醇(嘉興市甬宏化工有限公司),明礬(上海阿拉丁生化科技股份有限公司),丙酮(廣州市天河區(qū)大觀浩峰化工生產(chǎn)品經(jīng)營部),均為分析純。

儀器:721型可見光光度計(上海菁華科技儀器有限公司);Color i7型電腦測色儀(上海專色貿(mào)易有限公司);SW-12AⅡ型耐洗色牢度試驗機,YB571-Ⅱ型染色摩擦色牢度儀,Y(B)902G型汗?jié)n色牢度烘箱(溫州市大榮紡織儀器有限公司);YG605型升華色牢度儀(萊州市電子儀器有限公司)。

1.2 玫瑰花色素的提取及染色方法

1.2.1 玫瑰花色素提取

準確稱取20 g玫瑰花粉末(經(jīng)粉碎機粉碎),將其溶解于300 ml的乙醇-去離子水混合溶液中(體積比為8∶2),在室溫下以2℃/min的速度加熱,升溫至80℃,然后在此溫度下保溫70 min,冷卻后過濾,取濾液用于試驗。

1.2.2 織物染色

在染色前,將羊毛織物在50℃熱水中浸泡10 min,充分潤濕后擠干,以備后續(xù)染色。

具體染色過程:羊毛織物2 g,玫瑰花色素提取液x ml(3、6、9、12、15 ml),媒染劑y%(omf)(0%、1%、2%、5%、10%),浴比1∶30,染液由玫瑰花色素提取液與去離子水按照一定體積比例混合而成。室溫25℃開始上染,以2℃/min的升溫速度升溫至一定溫度(60、70、80、90、100 ℃),保溫一定時間(30、60、90、120、150 min)。染畢,冷水洗、熱水洗、干燥,再次皂洗、冷水洗后,平鋪干燥。

分別采用直接染色、預(yù)媒、同浴和后媒4種方法對羊毛織物進行染色。

(1)直接染色法工藝:制備染液→染色→水洗、干燥→皂洗、水洗、干燥。

(2)預(yù)媒染色法工藝:媒染→染色→水洗、干燥→皂洗、水洗、干燥。

(3)同浴染色法工藝:制備染液(含有媒染劑)→染色→水洗、干燥→皂洗、水洗、干燥。

(4)后媒染色法工藝:制備染液→染色→水洗、干燥→皂洗、水洗、干燥→媒染→水洗、干燥→皂洗、水洗、干燥。

1.3 測試方法

1.3.1 表觀色深度K/S值

采用D65光源,10°觀察角,在Color i7型電腦測色儀上測定,試樣折疊2層,任取3個點,取其平均值。經(jīng)亞鐵離子媒染后的織物的K/S值取波長560 nm處的數(shù)據(jù)。

1.3.2 織物耐皂洗色牢度

按照GB/T 3921.1-1997《紡織品色牢度檢測方法 耐洗色牢度的檢測方法》進行。

1.3.3 織物耐摩擦色牢度

按照GB/T 3920-1997《紡織品色牢度試驗 耐摩擦色牢度》方法進行。

1.3.4 織物耐汗?jié)n色牢度

按照GB/T 3922-1995《紡織品色牢度試驗 耐汗?jié)n色牢度》方法進行。

1.3.5 升華色牢度

按照GB/T 6152-1997《紡織品色牢度實驗 耐熱壓色牢度》方法進行。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同染色方法的影響

以FeSO4作為媒染劑,采用不同染色方法,染色后羊毛織物的K/S值結(jié)果如表1所示。

表1 不同染色方法對染色效果的影響

由表1可知,媒染染色后織物的表觀色深度K/S值與直接染色織物相比,得到了很大的提高。直接染色法的上染率極低,因此對羊毛織物染色不宜選擇直接染色法。而采用同種媒染劑,當染色工藝發(fā)生變化時,織物的K/S值出現(xiàn)了較大的差別,后媒染色法織物的K/S值最小,同浴染色法的K/S值居中,而采用預(yù)媒染色法時,其織物的K/S值最大,顏色最深,上染率最高,有利于玫瑰花色素的上染。

2.2 媒染劑用量的影響

在其他條件固定不變時,通過改變媒染劑用量(媒染劑用量(omf)=媒染劑重量/織物重量×100),分析不同用量的媒染劑對羊毛織物染色性能的影響,其結(jié)果如圖1所示。

圖1 媒染劑用量對羊毛織物K/S值的影響

由圖1可知,隨著媒染劑用量的增加,織物K/S值的變化較為明顯,總體上呈現(xiàn)先增大后減少的趨勢,當媒染劑用量為5%時,其K/S值達到最大值16.18。這是由于在染色過程中,染料分子與媒染劑發(fā)生了絡(luò)合反應(yīng),在一定的媒染劑用量范圍內(nèi),隨著媒染劑用量的逐漸增加,絡(luò)合反應(yīng)速率增大,在羊毛纖維上生成了絡(luò)合物,使染料分子結(jié)構(gòu)變大,從而提高了染料與纖維的結(jié)合力,使染色效果得到大幅度的提升[5]。但媒染劑用量繼續(xù)增大時,過量的媒染劑則不會參與絡(luò)合反應(yīng),導致上染速率不再提升。因此,媒染劑用量5%為比較適宜的染色條件。

2.3 染色時間的影響

在其他條件相同時,改變?nèi)旧珪r間,其染色后織物的K/S值如圖2所示。由圖可知,玫瑰花色素在羊毛織物上吸附的速度很快,在短時間就能達到一個很高的K/S值,并且隨著染色時間的增長,玫瑰花色素對羊毛織物的上染率不斷提高。這是因為上染時間越長,玫瑰花色素分子進入到羊毛纖維內(nèi)部及纖維非晶區(qū)就越多,并且使染料分子在羊毛纖維內(nèi)擴散的越均勻,纖維和媒染劑離子很容易發(fā)生反應(yīng),最終使色素在纖維上的固著就越牢固[5]。所以染色時間越長,得到的織物顏色也就越深。但并不是染色時間越長越好。在試驗過程中,發(fā)現(xiàn)隨著染色時間延長,當達到150 min時,織物的K/S值稍有下降,而顏色特征值只有輕微的變化。因此,確定染色的最佳時間為120 min。

圖2 染色時間對羊毛織物K/S值的影響

2.4 染色溫度的影響

在其他條件相同時,改變?nèi)旧珳囟?其染色后織物的K/S值如圖3所示。

圖3 染色溫度對羊毛織物K/S值的影響

從圖3中可看出,隨著染色溫度的上升,織物的K/S值逐漸增大,說明染色溫度的提高有利于玫瑰花色素的上染。這是因為羊毛纖維表面具有鱗片層,當溫度低時纖維表面的鱗片狀結(jié)構(gòu)比較緊密,導致染料分子只能吸附在纖維表面,不易進入纖維內(nèi)部,上染率較低。當溫度升高時,羊毛纖維的表面鱗片狀結(jié)構(gòu)變得蓬松,纖維表面的物理結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,使得染料容易滲透到纖維內(nèi)部去[5-6],因此K/S值增大。但是溫度過高,會導致羊毛纖維發(fā)生損傷,對染色后織物的手感造成一定的影響,而且溫度太高,玫瑰花色素中的花色苷類物質(zhì)不穩(wěn)定,可能會發(fā)生分解[4],所以最佳染色溫度選擇90℃。

2.5 提取液用量的影響

在其他條件相同時,改變玫瑰花色素提取液的用量,對羊毛織物染色后其結(jié)果如圖4所示。由于在試驗過程中,染色浴比保持不變,色素提取液用量增大,則染液濃度增加。

圖4 提取液用量對羊毛織物K/S值的影響

從圖4中可看出,隨著提取液用量的增加,織物的K/S值逐漸增大,當色素提取液用量為15 ml時,K/S值最大為8.39。染色后織物的K/S值與提取液用量兩者之間呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系,這說明在試驗所探討的提取液用量范圍內(nèi),玫瑰花色素在羊毛織物上上染,對于織物的表觀顏色具有很好的提升效果。但從圖中的折線的斜率分析可知,織物K/S值的增大幅度在9 ml時最大,之后增大的幅度則越來越小。由于當提取液用量為15 ml時,按照浴比1∶30,染液用量為60 ml,染液濃度達到了25%,對于羊毛織物的染色,屬于較高的濃度,故未進行更多提取液用量的實驗。

2.6 羊毛織物的染色色牢度

采用FeSO4作為媒染劑,以預(yù)媒染色法,在媒染劑用量5%(omf),染色時間120 min,染色溫度90℃,提取液用量15 ml時,對羊毛織物進行染色,測得織物的各項色牢度指標如表2所示。

由表2可知,采用天然玫瑰色素對羊毛織物染色,其皂洗色牢度、摩擦色牢度、汗?jié)n色牢度都比較好,達到了4級(最高為5級),這可能是因為媒染劑FeSO4中的金屬離子與玫瑰花色素在纖維上形成了絡(luò)合物,使染料和纖維間的結(jié)合力增強,提高了染色織物的牢度[7-8]。在一定程度上也說明了玫瑰花色素上染后的羊毛織物有比較好的服用性能?？椢锏纳A色牢度為4級,說明采用FeSO4作為媒染劑,染色后織物具有一定的熱穩(wěn)定性,色素分子不會升華而導致織物顏色變淡。

表2 玫瑰花色素染色羊毛織物的色牢度

3 結(jié)論

(1)采用FeSO4作為媒染劑時,預(yù)媒染色法為最佳的染色方法,織物上染率高,表觀色深度K/S值最大。

(2)玫瑰花色素對羊毛織物染色的最佳工藝為媒染劑FeSO4用量5%,色素提取液用量15 ml,染色時間120 min,染色溫度100℃。

(3)玫瑰花色素對羊毛織物具有較好的上染能力,比較適合蛋白質(zhì)纖維的染色,而且織物的各項色牢度均較好,能夠滿足服用要求。

[1] 張惠芳,惠 晶,徐 紅.兩種天然植物染料的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展前景[J].紡織科技進展,2013,34(3):5-7.

[2] 劉志國,張 宇.玫瑰色素提取條件的優(yōu)化[J].武漢工業(yè)學院學報,2005,24(1):1-3.

[3] 曹機良,易東方.金蓮花色素對羊毛的染色性能[J].毛紡科技,2011,39(8):9-12.

[4] 唐紅楓,孫 茜.玫瑰色素的提取及穩(wěn)定性分析[J].湖北農(nóng)業(yè)科學,2012,51(6):1 218-1 221.

[5] 孫 茜,張雨婷.玫瑰色素提取工藝條件優(yōu)化研究[J].化學與生物工程,2011,28(8):11-13.

[6] 王靜靜.石榴皮色素的提取及其在羊毛纖維染色中的應(yīng)用[J].染整技術(shù),2011,33(2):40-43.

[7] 楊 誠,唐人成.茶多酚對羊毛媒染性能的影響[J].毛紡科技,2010,38(3):12-16.

[8] 位 麗.天然染料黃菊花穩(wěn)定性及其在羊毛上的染色性能研究[J].紡織科技進展,2011,32(2):34-36.

Study on Dyeing Properties of Wool Fabric with Rose Pigment

WU Zhi-ben1,LUO Qiu-lan1,*,LUO Yu-cheng2
(1.College of Nanhu,Jiaxing University,Jiaxing 314001,China;2.China Bast&Leaf Fibers Textile Association,Beijing 100022,China)

Natural pigment dyes of rose petals were extracted by solvent method and used in dyeing of wool fabrics.The effects of dyeing method,dosage of mordant,dosage of rose pigment extract,dyeing temperature and dyeing time on the dyeing properties of wool fabric were studied.The optimum dyeing process were as follows:using pre-mordant method,dosage of FeSO4mordant of 5%(omf),the amount of rose pigment extract of 15 ml,dyeing time of 120 min,dyeing temperature of 90℃.The color fastness test of dyed fabric showed that roses pigment had good dyeing performance on wool fabric,the color fastness of soaping,crocking and perspiration were good,and it was suitable for dyeing of protein fiber.

rose pigments;natural dyes;wool fabric;dyeing properties

Aquafil回收地毯再制成為成衣用的尼龍紗線

意大利紗線制造商Aquafil Global已投資1,000萬美元開設(shè)第一家尼龍回收工廠,旨在生產(chǎn)成衣用途的Econyl紗線。

這家位于Phoenix的回收廠-Aquafil Carpet Recycling#1,將根據(jù)其Econyl再生系統(tǒng)(Econyl Regeneration System)自廢棄地毯回收尼龍6再制成原料。藉由避免對石油的使用和減少碳足跡的排放,該系統(tǒng)進一步推動Aquafil永續(xù)發(fā)展的努力。

英國奢侈品品牌Stella McCartney在本(2017)年6月份致力于使用Aquafil的永續(xù)纖維。該品牌的Falabella GO手提袋將使用100%Econyl再生紗線所制成。去(2016)年年底,一家美國瑜伽新創(chuàng)公司-Yoga Democracy,與Aquafil合作,將再生尼龍紗線納入該公司的成衣產(chǎn)品中。 (摘自:亞洲紡織聯(lián)盟)

TS193.62

A

1673-0356(2017)12-0026-04

2017-09-08;

2017-09-11

吳志奔(1995-),男,本科在讀,研究方向:天然染料的提取與染色,E-mail:wuzhiben222@163.com。

*通信作者:羅秋蘭(1985-),女,講師,碩士,主要研究方向:功能纖維與功能紡織品,E-mail:lanlan1207@163.com。