天然染料对毛纺物染色研究理工论文
天然染料大多数来源于植物,而很多植物本身就是中草药,在染色的同时可使织物具备一定的特殊性能,因而受到人们的青睐[1—2]。艾叶来源于植物艾蒿,艾蒿为菊科蒿属多年生野生草本植物,其适应性很强,普遍生长于路旁荒野、草地[3]。艾蒿的药用部位是艾叶,艾叶的药用功能来源于其中所含有的化学物质:挥发油、黄酮、桉叶烷及微量化学元素等[4]。作为一种中草药,它具有抗菌及抗病毒等作用,艾叶还具有一种特殊的香味,这种特殊香味具有驱蚊虫的功效[5]。本文探讨艾叶染料的提取及对毛织物的染色性能。
1实验
1.1材料毛织物,市购干燥艾叶,氢氧化钠、盐酸、硫酸亚铁(FeSO4)、硫酸铜(CuSO4)等均为分析纯。
1.2艾叶色素的提取称取10g艾叶,按表1进行正交试验,提取液过滤后定容至300mL,取1mL稀释至50mL,用岛津UV-2550型紫外可见光分光光度计测其全谱,并在最大吸收波长处测定溶液的吸光度值,以此作为评价指标,确定色素提取最佳工艺。
1.3染色实验
1.3.1直接染色工艺将上述最佳提取方案提取的溶液,定容至300mL,作为标准液备用,其浓度设为X。按表2进行染色,浴比为1∶100,根据染色织物的色差选取最佳染色工艺。
1.3.2预媒染染色工艺按表3对毛织物进行预媒染处理,浴比为1∶100。处理完毕后,按上述最佳直接染色工艺进行染色,根据染色织物的色差选取预媒染的最佳工艺。
1.3.3同浴媒染染色工艺按表4对毛织物进行同浴媒染染色,浴比为1∶100,根据染色织物的色差选取最佳染色工艺。
1.3.4后媒染染色工艺先将毛织物按上述最佳直接染色工艺进行染色,然后按表5进行媒染处理,最后根据染色织物的色差选取最佳媒染处理工艺。
1.4颜色特征值测定颜色特征值用带有积分球和色彩分析软件等附件的岛津UV-2550型紫外可见光分光光度计测定。L*为明度值;a*为偏红或偏绿值(+a*:偏红;-a*:偏绿);b*为偏黄或偏蓝值(+b*:偏黄;-b*偏蓝);△E为色差值(本文实验均采用染色试样同坯布相比较);c*为彩色值,值越大说明颜色越纯;H°为色相角值。
1.5色牢度测定染色织物的耐洗牢度按GB/T3921.1—1997《纺织品色牢度试验耐洗色牢度:试验1》测定,摩擦牢度按GB/T3920—1997《纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度》测定。
2结果与分析
2.1艾叶色素提取工艺的确定艾叶色素水法提取的正交试验结果如表6所示。由表6可知:加水量对艾叶提取影响最大,其次是温度,提取时间的影响最小。在提取过程中发现,加水量300mL时艾叶色素提取最充分,提取温度越高,艾叶色素提取越充分。较适宜的提取方案为:加水量300mL,提取温度100℃,提取时间90min。最佳工艺下的组合是第6组,测得的吸光度值最大,由此可见,正交法所得的最佳染色工艺是正确合理的。
2.2染色工艺方案
2.2.1直接染色艾叶色素采用直接染色工艺对毛织物染色后,织物的色差测定结果如表7所示。从表7可以看出,染液pH值和染液浓度对织物染色影响最大,尤其是染液pH值的影响更大。随着pH值的减小,染液浓度的增加,染色织物的色差值增大。时间和温度对织物染色的影响相对较小。直接染色的最佳工艺是:温度100℃,染液pH值4,染液浓度X(即标准液),染色时间50min。经验证最佳工艺实验,所得织物的颜色特征值为:L*=50.38,a*=8.42,b*=30.33,△E=40.95,c*=31.48,H=74.49°。对比表7可以看出,验证最佳工艺实验条件下的织物色差值最大,表明所选的染色工艺较合理。
2.2.2预媒染色按表3方案预媒处理的织物采用上述最佳直接染色工艺进行染色,测得其色差值如表8所示。由表8可以看出:预媒处理中最大的影响因素为处理温度,相应的最佳处理条件为:铁盐工艺:100℃,50min,FeSO4用量3%(owf);铜盐工艺:100℃,40min,CuSO4用量2%(owf)。经验证最佳工艺实验,所得织物的颜色特征值分别如下:铁盐:L*=40.27,a*=6.27,b*=27.45,△E=49.57,c*=30.18,H=76.43°。铜盐:L*=41.26,a*=6.14,b*=26.54,△E=46.19,c*=27.47,H=67.37°。对比表8的数据,可以看出验证最佳工艺实验条件下的织物色差值最大,表明所选的预媒处理工艺较合理。
2.2.3同浴媒染按表4方案对毛织物进行铁盐和铜盐同浴媒染,其色差值及相关分析如表9所示。由表9可以看出,铁盐同浴媒染中pH值的影响最为显着,铜盐同浴媒染中则是染色温度的影响最为显着,同浴媒染的最佳工艺条件为:铁盐工艺:100℃,50min,pH值6,FeSO4用量3%(owf);
2.2.4后媒染色按表5方案对最佳直接染色工艺下所得的'织物进行后媒处理,所得织物色差值及相关分析如表10所示。
2.3色牢度测试结果毛织物在各染色条件下的色牢度如表11所示。从表11可以看出,各染色条件下的耐洗色牢度和耐摩擦色牢度均较好,尤其是媒染处理对色牢度的提高有一定的帮助。
3结论
在艾叶色素的水提取工艺中,加水量是最大的影响因素,其次是水浴温度和时间。在直接染色和同浴媒染中,染液的pH值对色差的影响最大;在预媒染色和后媒染色中,温度是相对较重要的因素。艾叶染色的毛织物以黄色调为主,媒染剂的增深作用较明显,尤其是铁盐的增深效果相对较好。艾叶染色毛织物的耐洗牢度和摩擦牢度尚可,媒染剂染色色牢度提高了0.5~1.0级。
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