姜黃提取物用于Lyocell纖維針織物直接染色的研究

劉 瑩,于湖生,趙珊珊

(青島大學紡織服裝學院 山東 青島 266071 )

0 前言

隨著人們對于環(huán)保的重視程度越來越高，而現(xiàn)有的化學染色會對環(huán)境造成一定的污染。因此，天然植物染料的重新研究十分必要[1]。天然植物染料姜黃提取物，不僅染色過程對環(huán)境無污染，且對人體無毒無害，并且還具有一定的抗菌保健功能[2]。本文通過試驗，探討天然植物染料姜黃提取物對Lyocell纖維針織物直接染色的最優(yōu)工藝，以及直接染色后的染色織物的顏色特征值及色牢度等問題，對今后改善天然植物染料存在的問題具有重要意義[3]。

1 實驗材料與儀器

材料：天然植物染料姜黃提取物[3]，經(jīng)過煮練和漂白之后的Lyocell針織坯布[4]，Lyocell針織坯布規(guī)格如表1所示。

表1 Lyocell針織坯布規(guī)格

儀器：UV752N紫外線可見光光度計、X-Rite Coix700色彩測量—分光光度儀、iS5傅立葉變換紅外(FT-IR)光譜儀、Y571B型耐摩擦試驗儀、SW-12耐洗色牢度試驗機、XENOTEST日曬牢度儀、YG631耐汗?jié)n色牢度儀、HC-874型號電子精密天平、HH.S21-Ni6電熱恒溫水浴鍋等

2 實驗結(jié)果及分析

2.1 初步確定染色方案

選擇溫度/℃、pH、濃度g/L、時間/min四個主要影響染色結(jié)果的因素進行正交試驗，浴比選擇1：40。天然植物染料姜黃提取物直接染色試驗正交表及K/S值如表2所示。

表2 天然植物染料姜黃提取物直接染色試驗正交表及K/S值

測得的染液殘液的吸光度值如圖1所示。

圖1 染液殘液的吸光度值

綜合考慮表2中時間、溫度、PH以及濃度等因素，參考K/S值，也就是單位質(zhì)量的染料在被染的織物上的顏色深度的體現(xiàn)[5]，并觀察圖1吸光度的差值，吸光度的差值越大，代表上染率越高[6]。根據(jù)上述因素，初步選擇工藝參數(shù)：時間為60min，pH為3，濃度5g/L，溫度70℃。

2.2 顏色特征值分析

天然植物染料姜黃提取物直接染色后的織物各顏色特征值如表3所示。

表3 天然植物染料姜黃提取物直接染色正交試驗結(jié)果與計算結(jié)果

水平溫度/℃pH濃度g/L時間/min160343027045453805660L*K178.6380.7979.5580.49K278.9180.6679.9978.82K379.38 74.4877.3777.61R0.756.312.622.88c*K169.9370.7163.5365.08K267.4070.9864.0063.07K357.4749.1063.2762.64R12.4630.880.732.44

在表3中可以看出，pH值對于亮度值L*值的影響最大，其次是時間，再次是濃度，最后是溫度。pH值對鮮艷度C*值的影響最大，其次是溫度，再次是時間，最后是濃度。由于pH值對亮度值L*值和鮮艷度C*值影響都最大，因此，對pH值進行單因素試驗分析確定最終pH值。

2.3 單因素試驗分析

染色其他條件為：溫度70℃、濃度5g/L、浴比1：40、時間為60min的條件下天然植物染料姜黃提取物直接染色溫度單因素試驗結(jié)果如表4所示：

表4 天然植物染料姜黃提取物直接染色溫度單因素試驗結(jié)果

通過表4可看出，隨著pH的增加，L*值先減小后增大，因為偏綠光性增強，偏黃光性減弱，導致C*值下降，△E值增大，K/S值先增大后變小，在pH為3時最大，故pH定為3。因此，可以得出天然植物染料姜黃提取物用于Lyocell織物直接染色的實驗中的最優(yōu)工藝為：濃度5g/L、溫度70℃、pH值3、浴比 1：40，染色時間60min。

2.4 紅外光譜分析

用iS5傅立葉變換紅外(FT-IR)光譜儀測出天然植物染料姜黃提取物及其直接染色后得到的Lyocell纖維織物的紅外光譜圖如圖2所示。

圖2 姜黃提取物及其直接染色后的Lyocell纖維織物的紅外光譜圖

由圖2可知，在天然植物染料姜黃提取物直接染色后的Lyocell纖維織物的紅外光譜圖與姜黃提取物的紅外光譜圖里，兩圖的特征峰以及紅外吸收峰的位置基本相似。因此，可以得出姜黃提取物直接染色后并不會產(chǎn)生新的基團或新的分子結(jié)構(gòu)。

2.5 染色牢度結(jié)果的分析

(1)耐摩擦色牢度。根據(jù)GB/T3920-1997紡織品色牢度耐摩擦色牢度試驗方法進行耐摩擦牢度測試。天然植物染料姜黃提取物直接染后的織物的干摩擦牢度為4～5級，濕摩擦牢度為4～5級?？赡苡捎谔烊恢参锶玖辖S提取物中含有大量-OH、-OCH3和>C=O等基團，極性較大，水溶性很好，并且減少了染料之間的相互作用，更加均勻分布在染液中，可以更好的進入纖維內(nèi)部，從而有較高的耐摩擦牢度。

(2)耐洗色牢度。根據(jù)GB/T3921-2008紡織品色牢度耐皂洗色牢度試驗方法進行耐皂洗牢度測試。天然植物染料姜黃提取物直接染后的織物的毛沾色為4～5級，粘膠沾色為4級，針織物變色為2級。由于天然植物染料姜黃提取物中的發(fā)色基團的不穩(wěn)定性，導致直接染色后的織物的耐光色牢度較差。

(3)耐光色牢度。根據(jù)GB/T8427-2008紡織品色牢度試驗耐人造光色牢度方法進行耐光牢度測試。天然植物染料姜黃提取物直接染后的織物的耐光色牢度為1級。由于天然植物染料姜黃提取物中的發(fā)色基團的不穩(wěn)定性，導致直接染色后的織物的耐光色牢度極差。

(4)耐汗?jié)n色牢度。根據(jù)GB/T3922-1995紡織品耐汗?jié)n色牢度試驗方法進行耐汗?jié)n牢度測試。天然植物染料姜黃提取物直接染后的織物的耐酸性汗?jié)n色牢度結(jié)果，粘膠沾色等級為4級，毛沾色等級為3～4級，針織物變色為3級；天然植物染料姜黃提取物直接染后的織物的耐堿性汗?jié)n色牢度結(jié)果，粘膠沾色等級為4～5級，毛沾色等級為2～3級，針織物變色為3級。直接染色后的織物的耐酸/堿性汗?jié)n色牢度都比較好。

3 結(jié)論

(1)天然織物染料姜黃提取物用于Lyocell纖維針織物直接染色的最優(yōu)工藝為：濃度5g/L、溫度70℃、pH值3、浴比 1：40，染色時間60min。pH值對其染色結(jié)果影響最大。

(2)由天然織物染料姜黃提取物直接染色后的織物的染色牢度測試得出：染色后的織物耐摩擦色牢度非常好，耐洗色牢度較差，耐光色牢度極差，耐酸/堿性汗?jié)n色牢度都比較好。