楊夢(mèng)林，汪黎明

（青島大學(xué)，山東 青島 266071）

1 背景介紹

植物染色是指人們從花草樹木中提取色素作為染色原料進(jìn)行染色，也稱草木染色[1]。但是，由于歷史因素和植物染自身?xiàng)l件限制，在歷史資料和相關(guān)記載中很少看到關(guān)于植物染比較系統(tǒng)、全面化的理論研究[2]。通過查閱文獻(xiàn)資料發(fā)現(xiàn)，發(fā)展至今的植物染寥寥無幾，市面上能見到的植物染產(chǎn)品也以藍(lán)染居多，尤其在家紡產(chǎn)品中，很少有其他色系的植物染。因此，選擇黃色系植物染料—姜黃作為實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行染色分析[3]，以期實(shí)驗(yàn)成果能為姜黃色素在家紡產(chǎn)品上的應(yīng)用提供借鑒。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 實(shí)驗(yàn)原料及儀器

2.1.1 織物

純棉布（40支，魯泰集團(tuán)）；純麻布（30支，魯泰集團(tuán)）；純毛布（80支，江蘇陽光集團(tuán)）。

2.1.2 試劑

姜黃提取物（分析純，國藥試劑集團(tuán)公司）；明礬、檸檬酸、皓礬、白礬（均為分析純）。

2.1.3 儀器

磁力攪拌器（MS-H-S10，湖南力辰儀器科技有限公司）；電子天平（PB-10，德國賽多利斯集團(tuán)）；電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱（DHG-91011A，上海三發(fā)科學(xué)儀器有限公司）；恒溫振蕩器（SHA-B，國華企業(yè)有限公司）；超聲波清洗機(jī)（SB25-12DTD，深圳市冠博科技實(shí)業(yè)有限公司）；鼓風(fēng)干燥箱（HWL-70，天津市萊玻特瑞儀器設(shè)備有限公司）；計(jì)算機(jī)測(cè)色配色儀（Colori7，愛色麗公司）。

2.2 工藝流程

準(zhǔn)備10 cm×10 cm的棉、麻、毛布各若干塊，根據(jù)浴比配好染液（染液浴比為1∶30），用磁力攪拌器攪拌30 min，使染料充分溶解，放入樣品后密封，在恒溫震蕩鍋中浸染30~80 min，溫度為35~95 ℃，染色后進(jìn)行皂洗，再放入烘布機(jī)烘干后進(jìn)行測(cè)試。

2.3 染色性能測(cè)試

K/S值是評(píng)價(jià)染料染色性能的重要指標(biāo)之一，K/S值越大，染料染色性能越好。采用D65光源，以10°視角，利用Colori7計(jì)算機(jī)測(cè)色配色儀測(cè)定染色織物的K/S值。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3.1 染液質(zhì)量濃度

從圖1可以看出，在其他變量一定的條件下，隨著染液質(zhì)量濃度的增加，棉、麻、毛織物的K/S值均呈現(xiàn)升高的趨勢(shì)，其中，毛織物的變化較為明顯。通過色樣分析能看到棉、麻、毛明顯的色彩變化，姜黃的染色效果比較穩(wěn)定，在棉、麻上染的色樣呈現(xiàn)偏亮黃色。棉織物在染液質(zhì)量濃度為15 g/L時(shí)，上色較為均勻且色調(diào)明亮，呈現(xiàn)明亮黃色；麻在質(zhì)量濃度為20 g/L時(shí)，色調(diào)較為明亮，飽和度較高；毛織物在質(zhì)量濃度為15~25 g/L時(shí)，色彩變化較為穩(wěn)定，呈現(xiàn)姜黃色。相比于棉、麻，毛的顏色更深更重，偏橘黃色，說明當(dāng)染液作用在毛織物上時(shí)，染色效果更好。因此，從實(shí)際染色效果以及經(jīng)濟(jì)成本考慮，棉、麻、毛織物的最佳染色質(zhì)量濃度分別為15、20、15 g/L。

圖1 姜黃質(zhì)量濃度對(duì)棉、麻、毛織物染色效果的影響

3.2 染色溫度

由圖2可知，溫度對(duì)織物上染效果有顯著的影響。隨著溫度的升高，K/S值也逐步增加，棉、麻在35~45 ℃時(shí)染色深度都較淺，且兩者相差無幾，K/S值在55 ℃和75 ℃時(shí)均明顯升高，但在75 ℃后趨于平緩，無明顯升高。也就是說，染液在75 ℃下對(duì)棉、麻織物已達(dá)到較好的染色效果。毛織物的K/S值隨著溫度的升高而不斷增大，在65 ℃時(shí)有明顯的增加，這是由于毛織物在溫度不斷升高時(shí)，羊毛鱗片被打開，更容易吸收染液，會(huì)提高染色程度，但因毛織物不耐高溫，染色溫度適合70~80 ℃。同時(shí)，從棉、麻、毛織物的顏色特征方面進(jìn)行分析，姜黃植物染料用于直接染色可以呈現(xiàn)亮黃色效果，隨著溫度的升高，雖然染色深度也在增加，但顏色稍顯暗淡。

圖2 上染溫度對(duì)棉、麻、毛織物染色效果的影響

3.3 染色時(shí)間

從圖3可以看出，在其余變量相同的情況下，隨著染色時(shí)間的延長(zhǎng)，毛織物的K/S值先降低后上升，在70 min左右趨于平緩，說明并非時(shí)間越長(zhǎng)K/S值越大，待情況穩(wěn)定后，染色深度受時(shí)間的影響已經(jīng)不再明顯；通過棉、麻織物可以更清晰地看到，棉織物的K/S值在染色65 min左右時(shí)趨于平緩，而麻織物在染色60 min后便出現(xiàn)染色深度降低的情況，說明隨著染色時(shí)間的延長(zhǎng)，染料的色素分子會(huì)不斷分解，降低染料對(duì)織物的附著率，進(jìn)而影響染色深度。因此，姜黃對(duì)棉、麻、毛織物的染色時(shí)間控制在50~60 min較好。

圖3 上染時(shí)間對(duì)棉、麻、毛織物染色效果的影響

3.4 染液酸堿度

姜黃染料本身偏酸性，特點(diǎn)也是耐酸不耐堿。由圖4可知，姜黃在堿性條件下變化較為明顯，K/S值明顯降低，而且出現(xiàn)了染色極為不勻的情況，可能與姜黃植物染料自身的化學(xué)結(jié)構(gòu)有關(guān)。其分子結(jié)構(gòu)中存在多個(gè)雙鍵、酚羥基、羰基等，因此化學(xué)反應(yīng)較強(qiáng)、著色力高、色澤鮮艷，在酸性條件下染色效果較好。毛織物在pH為2時(shí)，呈現(xiàn)亮黃色，在pH為6時(shí)，K/S值達(dá)到最高。雖然其K/S值較高，但顏色略顯暗淡，這是因?yàn)閜H與K/S值呈負(fù)相關(guān)。同樣，棉、麻織物的染色深度均隨著pH的增大明顯降低，根據(jù)色樣分析可以看出，在pH為8時(shí)，色樣呈現(xiàn)黃灰白色調(diào)，且有染色不勻的情況。因此，結(jié)合K/S值以及染料自身效果考慮，染色的pH選擇2~4比較合適。

圖4 酸堿度對(duì)棉、麻、毛織物的染色效果

3.5 浴比

在染液質(zhì)量濃度、染色時(shí)間及溫度一定的條件下，通過單因素實(shí)驗(yàn)測(cè)試浴比對(duì)織物染色效果的影響。由圖5可知，隨著浴比的增大，著色率增加，K/S值隨之增加，染色效果較好；相反，當(dāng)浴比較小時(shí)，會(huì)出現(xiàn)染色不勻、K/S值較低的情況，可能是因?yàn)樵”容^小時(shí)染液用量較少，使織物無法充分浸泡，出現(xiàn)無法吸收染料導(dǎo)致染色效果較差的情況。毛織物由于吸附染料的能力較強(qiáng)，染色效果相對(duì)較好，并未出現(xiàn)染色不勻的情況，但綜合數(shù)據(jù)可以看出，在浴比為1∶30時(shí)，染色均勻度及K/S值較好；而麻、毛織物隨著浴比的增大，染色更加均勻，浴比在1∶40時(shí)比在1∶30時(shí)顏色更深，偏暗黃，但是考慮到染液節(jié)約問題，浴比應(yīng)定為1∶30。同樣，棉、麻織物在浴比為1∶30條件下，染色均勻且顏色變深。

圖5 上染浴比對(duì)棉、麻、毛織物染色效果的影響

4 結(jié)論

根據(jù)以上研究，確定了姜黃染料在棉、麻、毛織物上的染色效果及色樣展示（表1）。

表1 姜黃在棉、麻、毛織物上的最佳染色參數(shù)

綜上所述，可以得到姜黃實(shí)現(xiàn)最佳染色效果的條件，姜黃染料可直接染色于棉、麻、毛織物且染色效果較好，可作為黃色系染料使用并不斷開拓應(yīng)用價(jià)值。

（1）姜黃染料具有較好的染色效果，使用較低質(zhì)量濃度的染液直接染色，便能在棉、麻織物上染出非常飽滿的亮黃色，在毛織物上染出顏色較深的姜黃色。同樣質(zhì)量濃度的姜黃染液在不同織物上染出的色彩飽和度關(guān)系是毛織物＞麻織物＞棉織物。

（2）姜黃染料在麻織物上染出的顏色偏亮黃色，在毛織物上染出的顏色偏姜黃色。在棉、麻、毛3種織物上使用皓礬（媒染劑）均會(huì)產(chǎn)生比較好的色彩效果，且毛織物的反應(yīng)更大，顏色變化更多。根據(jù)中國的色彩名稱來看，姜黃染料在毛織物上一般呈現(xiàn)萱草色，與在棉、麻織物上染色相比，色彩飽和度偏低。

（3）當(dāng)棉、麻織物的K/S值較低，色彩飽和度偏高時(shí)，多呈現(xiàn)藤黃、亮黃、鵝黃等色彩。對(duì)于棉、麻織物可使用姜黃染料直接染色。

（4）姜黃染料耐酸不耐堿，染料在堿性條件下會(huì)變成紅色，染色的織物泡在堿性洗滌劑下會(huì)出現(xiàn)掉色情況，姜黃的最佳染色pH為偏酸性，pH為2~4。

5 結(jié)語

以黃色系植物染料—姜黃為染色原料，通過浸染的方式在棉、麻、毛織物上開展染色實(shí)驗(yàn)。結(jié)果顯示，姜黃染料在棉、麻、毛織物上均能染出比較明亮的黃色，而在毛織物上染色程度更深，偏姜黃色。通過實(shí)驗(yàn)確定了適合棉、麻、毛織物的最佳染色條件，在毛織物上的染色效果最好；通過酸堿度測(cè)試也得出了姜黃染料在酸性條件下染出的色彩更亮，且純度更高。