木附子提取物在粘膠/羊毛混紡織物上的印花性能

許 磊，張 蓉，包 麗，趙 兵，曹天天，王海燕

(1.蘇州經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院, 江蘇 蘇州 215009； 2.江蘇省高端紡織智造工程研究中心, 江蘇 蘇州 215009；3.國家絲綢及服裝產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心, 江蘇 蘇州 215128； 4.蘇州市纖維檢驗(yàn)院, 江蘇 蘇州 215128)

隨著紡織品消費(fèi)市場能力的提升，天然染料染色產(chǎn)品的開發(fā)越來越受到研究人員及相關(guān)產(chǎn)品開發(fā)企業(yè)的重視[1-3]，特別是天然染料具有色澤自然、環(huán)保健康的特點(diǎn)[4-5]，受到市場的青睞。目前國內(nèi)已經(jīng)有少量的印染企業(yè)開始使用天然染料進(jìn)行產(chǎn)品加工，但是生產(chǎn)總量仍然較小，且天然染料的品種篩選、工藝完善還需要進(jìn)一步提升[6-8]。在天然染料印花產(chǎn)品的開發(fā)中，涉及的產(chǎn)品類別相對較少，產(chǎn)業(yè)化開發(fā)的產(chǎn)品品種不多，同樣也受限于染料品種、加工工藝及生產(chǎn)成本等多種因素的影響[9-10]。

因此，開發(fā)天然染料印花產(chǎn)品，提升其加工技術(shù)水平及應(yīng)用范圍，提高產(chǎn)品品質(zhì)，對于紡織產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型提質(zhì)升級具有重要意義。木附子提取物是一種具有抑菌消炎作用的中藥材，主要含有五倍子鞣酸成分，目前對其用于羊毛織物印花產(chǎn)品開發(fā)的研究還較少，限制了產(chǎn)品的推廣。因?yàn)槟靖阶犹崛∥锞哂械囊志匦?，可用于天然功能性紡織產(chǎn)品的開發(fā)。本文對木附子提取物在羊毛混紡面料上的印花工藝、功能效果等進(jìn)行了研究，為開發(fā)天然環(huán)保的功能性羊毛混紡紡織產(chǎn)品，拓展羊毛混紡紡織產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域，提升羊毛混紡紡織產(chǎn)品附加值提供研究參考。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 材料及藥品

粘毛綾(粘膠/羊毛65/35，蘇州新民紡織有限公司)、木附子提取物(食品級，西安立環(huán)生物科技有限公司)、海藻酸鈉(分析純，天津市大茂化學(xué)試劑廠)、甘油(分析純，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司)、FeSO4(分析純，天津市大茂化學(xué)試劑廠)、KAl(SO4)2(分析純，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司)、CuSO4(分析純，天津市大茂化學(xué)試劑廠)。

1.2 儀器及設(shè)備

150目(孔徑106 μm)印花篩網(wǎng)(印制圖案為20 cm×25 cm)、YG912L紫外線透過率測試儀(南通三思機(jī)電科技有限公司)、HD-101A烘箱(南通宏大實(shí)驗(yàn)儀器有限公司)、Datacolor 600測色儀(德塔顏色商貿(mào)(上海)有限公司)、RC-CSD多功能試樣汽蒸機(jī)(靖江市華夏科技有限公司)、Y571B耐摩擦牢度測試儀(南通宏大實(shí)驗(yàn)儀器有限公司)、SW-12A耐洗色牢度實(shí)驗(yàn)機(jī)(南通宏大實(shí)驗(yàn)儀器有限公司)、JA1003 電子天平(溫州市大榮紡織儀器有限公司)。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 印花色漿制備

將1 g木附子提取物加入29 mL去離子水中，攪拌均勻后加入甘油1 g，再加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)12%的海藻酸鈉糊料70 g，攪拌均勻后待用。

1.3.2 一浴法直接印花工藝

準(zhǔn)備色漿(冷卻至室溫)→印花(刮刀45°角刮印2次)→預(yù)烘(100 ℃，6～8 min)→汽蒸(105 ℃，20 min)→熱水洗(60 ℃，5 min)→冷水洗(室溫，1 min)→晾干。

將粘毛綾平鋪在工作臺上，放上篩網(wǎng)后，把制備好的印花色漿倒入印花篩網(wǎng)，橡膠刮刀為45°角，用力均勻往復(fù)刮印2次，取出印制好的粘毛綾在100 ℃烘箱烘干，然后105 ℃汽蒸20 min，60 ℃熱水洗凈織物，晾干印花織物。

1.3.3 一浴法媒染印花工藝

準(zhǔn)備色漿(含媒染劑，冷卻至室溫)→印花(刮刀45°角刮印2次)→預(yù)烘(100 ℃，6～8 min)→汽蒸(105 ℃，20 min)→熱水洗(60 ℃，5 min)→冷水洗(室溫，1 min)→晾干。

配制色漿時加入1 g媒染劑，將制備好的印花漿料倒入印花篩網(wǎng)，使用橡膠刮刀于45°角往復(fù)均勻刮印織物2次，取出印制好的織物，在100 ℃烘干，然后在105 ℃汽蒸20 min，使用60 ℃熱水洗凈，晾干。

1.3.4 前媒印花工藝

浸軋媒染劑→烘干(100 ℃，8 min)→準(zhǔn)備色漿(冷卻至室溫)→印花(刮刀45°角刮印2次)→預(yù)烘(100 ℃，6～8 min)→汽蒸(105 ℃，20 min)→熱水洗(60 ℃，5 min)→冷水洗(室溫，1 min)→晾干。

前媒工藝：印花前織物在媒染劑質(zhì)量濃度10 g/L的媒染浴中二浸二軋，在100 ℃烘干。

印花工藝：將印花漿料倒入印花篩網(wǎng)，使用橡膠刮刀于45°角往復(fù)均勻刮印織物2次，織物在100 ℃烘干，然后在105 ℃汽蒸20 min，使用60 ℃熱水洗凈，晾干。

1.3.5 印花后媒工藝

準(zhǔn)備色漿(冷卻至室溫)→印花(刮刀45°角刮印2次)→預(yù)烘(100 ℃，6～8 min)→汽蒸(105 ℃，20 min)→熱水洗(60 ℃，5 min)→浸軋媒染劑→烘干(100 ℃，8 min)→晾干。

印花工藝：將印花漿料倒入印花篩網(wǎng)，使用橡膠刮刀于45°角往復(fù)均勻刮印織物2次，織物在100 ℃烘干，然后在105 ℃汽蒸20 min，使用60 ℃熱水洗凈，晾干。

后媒工藝：織物在媒染劑質(zhì)量濃度10 g/L的媒浴中二浸二軋，在100 ℃烘干。60 ℃熱水洗凈，晾干。

1.4 性能測試

色深值：織物的色深值(K/S值)用Datacolor測色儀測定，采用D65光源，織物對折2次，在不同部位測試4次，取平均值。

色牢度：耐摩擦色牢度按照GB/T 3920—2008 《紡織品 色牢度試驗(yàn) 耐摩擦色牢度》進(jìn)行測試。

耐水洗色牢度按照GB/T 3921—2008《紡織品 色牢度試驗(yàn) 耐皂洗色牢度》進(jìn)行測試。牢度評級按照GB/T 250—2008《紡織品 色牢度試驗(yàn) 評定變色用灰色樣卡》，沾色評級按照GB/T 251—2008《紡織品 色牢度試驗(yàn) 評定沾色用灰色樣卡》。

抑菌性：按照GB/T 20944.3—2008《紡織品 抗菌性能的評價(jià) 第3部分：振蕩法》進(jìn)行測試。

紫外線防護(hù)系數(shù)：UPF值按照GB/T 18830—2009《紡織品 防紫外線性能的評定》進(jìn)行測試。

2 結(jié)果與討論

2.1 一浴法印花工藝

采用一浴法用木附子提取物進(jìn)行印花。采用無媒染劑以及FeSO4、CuSO4、KAl(SO4)2幾種媒染劑進(jìn)行印花漿料的制備，印花后對粘毛綾織物K/S值、紫外線防護(hù)系數(shù)及色牢度等進(jìn)行測試，一浴法印花工藝對印花性能的影響見表1。

由表1示出，不同媒染劑對木附子提取物的作用效果不同，用不同媒染劑得到織物K/S值大小順序?yàn)镃uSO4>FeSO4>KAl(SO4)2>無媒染劑，使用CuSO4作為媒染劑，粘毛綾印花后的耐摩擦色牢度和耐水洗色牢度均好于用其他幾種媒染劑或無媒染劑的情況，說明銅離子與五倍子鞣酸在一浴法條件下形成的絡(luò)合物配位反應(yīng)[11]穩(wěn)定性更好，染料的色深值及色牢度更好。CuSO4作為媒染劑時UPF值也最高，因此一浴法印花時使用CuSO4作為媒染劑。

2.2 前媒印花工藝對織物性能的影響

選擇FeSO4、CuSO4、KAl(SO4)2分別作為媒染劑，測試木附子提取物前媒處理粘毛綾后的印花性能，按照1.3.4節(jié)工藝進(jìn)行前媒印花加工，經(jīng)過不同媒染劑前媒處理后，測試其對印花性能的影響。前媒印花工藝對印花性能的影響見表2。

表2 前媒印花工藝對印花性能的影響

由表2示出，采用前媒法對粘毛綾印花，CuSO4作為媒染劑時織物K/S值最高，用不同媒染劑得到織物K/S值大小順序?yàn)镃uSO4>FeSO4>KAl(SO4)2。從耐摩擦色牢度和耐水洗色牢度數(shù)據(jù)來分析，CuSO4作媒染劑時織物的色牢度值最好，干、濕耐摩擦色牢度均超過4級。UPF值表明前媒印花工藝中用FeSO4作為媒染劑時織物防紫外線性能最好且UPF值能達(dá)到50，遠(yuǎn)高于使用CuSO4和KAl(SO4)2的效果，此時織物印花后的K/S值、色牢度與其他2種媒染劑效果相差不大。因此選擇FeSO4作為木附子提取物前媒印花媒染劑。

2.3 印花后媒工藝對織物性能的影響

選擇FeSO4、CuSO4、KAl(SO4)2分別作為媒染劑，測試木附子提取物印花及后媒工藝處理粘毛綾的印花性能，參照1.3.5節(jié)進(jìn)行印花加工，測試不同媒染劑對印花色深、色牢度及UPF值的影響。印花后媒工藝對印花性能的影響見表3。

表3 印花后媒工藝對印花性能的影響

由表3示出，不同媒染劑對印花及后媒工藝的數(shù)據(jù)表明CuSO4作為媒染劑時的K/S值最高，耐摩擦色牢度和耐水洗色牢度也較高，UPF值低于FeSO4作為媒染劑時的印花效果，但好于KAl(SO4)2作為媒染劑時的印花效果。因此木附子提取物的印花及后媒工藝選擇CuSO4作為媒染劑較適宜。

綜合考量表1～3結(jié)果，前媒印花工藝下FeSO4作為媒染劑，獲得的印花織物色深K/S值與使用其他媒染劑時相差不大，耐摩擦色牢度和耐水洗色牢度也相對較好，紫外線防護(hù)系數(shù)UPF值可達(dá)到50及以上。因此，選擇FeSO4作為木附子提取物前媒印花工藝媒染劑。

2.4 媒染劑用量對印花性能的影響

印花時需添加FeSO4作為媒染劑，在汽蒸條件下與天然染料形成絡(luò)合物固著在織物上，可以獲得更加穩(wěn)定的色澤及色牢度[11]，此時有較好的色牢度及紫外線防護(hù)性能。調(diào)整媒染劑用量，在木附子提取物的印花前媒工藝中，媒染劑用量對印花性能的影響見表4。

表4 媒染劑用量對印花性能的影響

由表4示出，隨著媒染劑FeSO4用量逐漸增加，織物K/S值呈現(xiàn)先增加后下降的趨勢。UPF值在10 g/L時達(dá)到50，織物耐摩擦色牢度和耐水洗色牢度也較好。繼續(xù)增加FeSO4用量，織物K/S值變化不大，耐摩擦色牢度和耐水洗色牢度也變化不大，因此，媒染劑FeSO4用量為10 g/L時織物可獲得較好的色深及色牢度，同時獲得較好的紫外防護(hù)性能。

2.5 甘油用量對印花性能的影響

甘油作為一種吸濕劑，可以提高印花織物汽蒸固色時色漿的吸濕性能，有利于染料滲透進(jìn)入纖維內(nèi)部及固色。木附子提取物印花過程中加入甘油對印花性能的影響見表5。

表5 吸濕劑用量對印花性能的影響

由表5示出，隨著甘油用量的增加，木附子提取物印花后織物的K/S值呈現(xiàn)明顯的逐漸增加的趨勢，紫外線防護(hù)系數(shù)UPF值也逐漸增加，在甘油用量為1 g時織物的UPF值達(dá)到50，此時織物的耐摩擦色牢度和耐水洗色牢度也較好。甘油用量大于1 g時，織物K/S值反而稍有下降，這是因?yàn)槲鼭駝┯昧窟^大，影響了染料固著效果，使得織物色深值下降。因此，在色漿制備中，甘油的用量為1 g較適宜。

2.6 汽蒸時間對印花性能的影響

印花后的織物通過汽蒸使得染料上染，汽蒸時間對印花的色深也有一定的影響。根據(jù)前面測得的最佳工藝，測試在不同汽蒸時間下的印花性能。汽蒸時間對印花性能的影響見表6。

表6 汽蒸時間對印花性能的影響

由表6示出，隨著汽蒸時間逐漸增加，織物色深K/S值也逐漸增大，說明隨著汽蒸時間的延長，可以提高木附子提取物的上染及固著效果，但汽蒸時間大于20 min后，K/S值變化趨于平緩，再增加汽蒸時間，K/S值變化不大。UPF值也在汽蒸時間為20 min時達(dá)到50。汽蒸時間10 min時的K/S值較低，且色牢度不佳。所以，汽蒸時間為20 min時加工效率較高且織物性能較好。

2.7 印花織物抑菌性能測試

木附子提取物中的五倍子鞣酸因其本身具有一定的抗菌作用，所以木附子提取物對織物的印花工藝完成后，對粘毛綾織物進(jìn)行抑菌性能測試數(shù)據(jù)見表7。

表7 粘毛綾織物抑菌性能對比測試

由表7示出，未使用木附子提取物印花的粘毛綾織物不具有抑菌性能。木附子提取物前媒印花加工后，織物的抑菌性能優(yōu)異，說明木附子提取物印花也可以賦予織物較好的抑菌性能，白色念珠菌抑菌率達(dá)到88%，大腸桿菌抑菌率達(dá)到90%，金黃色葡萄球菌抑菌率達(dá)到93%，這對于開發(fā)與設(shè)計(jì)抑菌功能的天然染料產(chǎn)品具有較好的參考價(jià)值。

3 結(jié) 論

①采用木附子提取物對粘毛綾織物進(jìn)行印花加工時，F(xiàn)eSO4作為媒染劑，使用前媒印花工藝加工效果較好，此時紫外線防護(hù)系數(shù)UPF值為50，紫外線防護(hù)性能優(yōu)異。K/S值較大，耐摩擦色牢度和耐水洗色牢度也較好。

②采用木附子提取物印花時，100 g色漿中甘油用量為1 g，印花后汽蒸時間為20 min。前媒浸軋加工時媒染劑質(zhì)量濃度為10 g/L，采用二浸二軋的工藝。

③采用木附子提取物對織物印花后，可賦予織物優(yōu)異的抗菌性能，金黃色葡萄球菌抑菌率可達(dá)到93%，大腸桿菌抑菌率可達(dá)到90%，白色念珠菌抑菌率可達(dá)到88%。