苏州新民纺织有限公司 计红梅 张振雄
【摘要】本文研究了天然紫胶红对竹浆织物的媒染工艺,探讨了不同染色方法对染色效果的影响，通过改变媒染剂种类、媒染剂用量、媒染温度、媒染液PH值、媒染时间等工艺参数，探讨不同工艺参数对媒染效果的影响，依据染色后K/S值和L、a、b值的检测确定天然紫胶红上染竹浆织物最佳媒染染色工艺。
【关键词】紫胶红; 媒染; 天然染料; 竹浆织物
1 前言
竹浆纤维又称再生纤维素纤维,是一种绿色健康纺织品原料。竹浆纤维具有良好的放、吸湿性和透气性，较高的弹性、抗皱性，具有天然的抗菌、抗紫外线性能，深受人民喜爱，在国内外广受欢迎，具有很大的市场前景，尤其近年来以竹纤维为原料的内衣、袜子、衬衫等环保绿色纺织品卖得十分畅销，使得竹纤维制品因其“绿色”健康的形象正成为纺织品市场的新宠[1]。
随着现代人追求健康、舒适的穿着潮流和全民环保意识的提高，合成染料在生产与应用过程中的环境污染问题越来越引起人们的关注，天然染料以其绿色环保、安全无毒等诸多优点，又重新获得人们的重视。紫胶红色素是一种动物提供的天然树脂中的提取物，其颜色本身为红色或桃红色，但通过媒染处理可获得其它色调，紫胶红色素是水萃取物中最主要的物质，这种红色染料呈酸性，是一种蒽醌衍生物，由紫胶色酸 A、B、C、D、E 等5种组分混合组成，其中紫胶色酸 A 占 85%，分子结构式为R=-CH2CH2NHCOCH3，紫胶色素的最大吸收波长为 288nm[2]，紫胶色素水溶液对于280-320nm 的 UVB 区的紫外光线有强烈的吸收，因而天然紫胶红媒染竹浆织物后还能赋予织物较强的抗紫外性能[3]。
2 实验材料和方法
2.1 实验材料及仪器
竹浆织物、紫胶红(食品级，云南瑞宝天然色素有限公司)、氯化锶(分析纯,国药集团化学试剂有限公司)、硫酸铝钾（上海试四赫维有限公司）、硫酸锌（江苏强盛功能化学股份有限公司）、硫酸亚铁（上海山海工学团实验厂）、Datacolor SF-600测色配色仪（DTC 香港科技有限公司）、HH-S6数显恒温水浴锅（金坛市金玻实验仪器厂）、ALC-210.4 电子天平（北京赛多利仪器系统有限公司）。
2.2 不同染色方法的工艺曲线
2.2.1 直接染色法：浴比（1：50）、染料和媒染剂用量均为owf 2%
2.2.2 同浴染色法：浴比（1：50）、染料和媒染剂用量均为owf 2%
2.2.3 前媒染色法：浴比（1：50）、染料和媒染剂用量均为owf 2%
2.2.4 后媒染色法：浴比（1：50）、染料和媒染剂用量均为owf 2%
2.3 K/S值、L值、a值、b值的测定
利用测色配色仪测定，将织物折叠4层（不透光即可），在不同经纬向取四点，分别测定K/S值、L值、a值、b值，取平均值。
3 实验及结果与讨论
3.1 以硫酸亚铁为媒染剂，确定最佳染色方法
以第一步选定染色工艺曲线分别进行直接染色、同浴染色、前媒染色以及后媒染色（四种媒染方法pH值均为7），得到四块样布，根据四块布样测量染色后布样的K/S值和L、a、b值，见表1。
表1 不同媒染方法对染色效果的影响
染色方法 | K/S值 | L | a | b |
直接染色法 | 0.73 | 66.45 | 13.67 | -4.18 |
同浴染色法 | 0.71 | 65.89 | 5.02 | 6.13 |
前媒染色法 | 0.64 | 67.13 | 7.01 | 3.22 |
后媒染色法 | 0.745 | 64.73 | 7.06 | 0.34 |
由表1可见，色深度K/S值最大说明采用后媒法染色时，稀土能与已经附着在纤维上的染料分子发生络合作用，改变染料分子结构，使染料分子质量增大，从而起到明显的增深作用，因此得出最佳的染色方法是：后媒染色法。
3.2 最佳媒染剂的选择
在相同的染料用量、媒染剂用量、温度（60℃）、pH值为7和媒染时间条件下，选用上述不同的媒染剂，得到相应样品，根据样品测量染色后布样的K/S值和L、a、b值，见表2。
表2 不同媒染剂对染色效果的影响
媒染剂 | K/S值 | L | a | b |
硫酸亚铁 | 0.745 | 64.73 | 7.06 | -0.34 |
硫酸铝钾 | 0.515 | 70.33 | 5.05 | 5.93 |
硫酸锌 | 0.545 | 74.69 | 12.14 | 12.11 |
氯化锶 | 0.495 | 72.40 | 9.67 | 1.34 |
由表2可知，硫酸亚铁做媒染剂时K/S值最大，得色最深。可以看出硫酸亚铁在溶液中能充分的溶解，分子易被竹浆纤维吸附，提高了竹浆纤维的染色深度。因此最佳的媒染剂是：硫酸亚铁。
3.3 媒染剂用量的确定
在染料用量、温度、pH和时间不变的情况下，改变媒染剂的用量，得到四块布样，根据四块布样样品测量染色后布样的K/S值和L、a、b值，见表3。
表3 媒染剂用量对染色效果的影响
媒染剂用量（owf） | K/S值 | L | a | b |
1% | 0.545 | 69.14 | 7.23 | 1.49 |
2% | 0.745 | 69.73 | 7.06 | -0.34 |
3% | 0.525 | 69.85 | 5.98 | 4.35 |
4% | 0.52 | 70.05 | 6.39 | 3.71 |
由表3可以看出，随着媒染剂用量的增加，染色后织物的 K/S值先增加后逐渐减小，这可能是由于稀土量过大时，除了与染料发生络合作用外，自身也会产生聚集，从而导致K/S值的减小，由此得出最佳的媒染剂用量为2%。
3.4 媒染温度的确定
在染料用量、媒染剂用量、pH和时间不变的情况下，改变媒染温度，得到四块布样，测定相应数据以确定最佳媒染温度，结果见表4。
表4 媒染温度对染色效果的影响
媒染温度 | K/S值 | L | a | b |
40℃ | 0.745 | 64.73 | 7.06 | -0.34 |
50℃ | 0.55 | 69.58 | 8.24 | 2.33 |
60℃ | 0.835 | 63.75 | 8.64 | 0.05 |
70℃ | 0.64 | 66.67 | 6.36 | 1.39 |
由表4可知，温度为60℃时K/S值最大，温度越高，媒染剂可能会受热分解，上染效果会降低，所以可以看出，温度越高对染液的破坏度越高，降低了竹浆纤维在溶液中的上染速度，高温染色会对紫胶红的分子结构造成破坏，从而获得最佳的媒染温度为60℃。
3.5 媒染液pH值的确定
在染料用量、媒染剂用量、温度和时间不变的情况下，改变媒染pH值，得到四块布样，测定染色后布样的K/S值和L、a、b值以得到最佳媒染液pH值。
表5不同PH值对染色效果的影响
pH值 | K/S | L | a | b |
3 | 0.800 | 65.00 | 7.74 | 22.10 |
5 | 1.28 | 72.68 | 10.23 | 20.24 |
7 | 1.35 | 61.11 | 19.53 | -8.00 |
9 | 1 | 57.21 | 20.21 | -10.00 |
根据表5中数据可以看出中性时K/S值最大，酸性或碱性条件可能会破坏溶液中的金属络合离子的存在，导致媒染剂部分失效，导致降低了色素离子对竹浆纤维的上染速率，所以大致可以看出，硫酸亚铁不适合在酸性或碱性条件下做媒染剂，最佳的媒染pH值为7。
3.6 媒染时间的确定
在染料用量、媒染剂用量、温度和pH不变的情况下，改变媒染时间，得到四块布样，测定相应数据以得到最佳媒染时间。
表6媒染时间对染色效果的影响
媒染时间 | K/S | L | a | b |
15min | 1.379 | 57.27 | 22.23 | -10.31 |
20min | 1.355 | 58.71 | 21.01 | 13.00 |
25min | 1.479 | 60.03 | 20.25 | -12.90 |
30min | 1.415 | 58.80 | 20.79 | 11.14 |
根据表6中测量数据，可以看出20分钟时的K/S值最大，时间15分钟可能时间太短，还来不及上色，超过20分钟，时间又太长，可能破坏了其分子结构，导致上色度降低，所以根据数据分析得出最佳的媒染时间为20min。
4 天然紫胶红对竹浆织物的最佳媒染工艺
根据以上改变媒染方式、媒染剂种类、媒染剂用量，媒染温度、pH值和媒染时间等工艺参数，得到的最佳媒染工艺如下：
最佳媒染工艺是：媒染剂用量：1%
媒染温度： 60℃
pH值： 7
媒染时间： 20min
通过前文的实验数据分析可以看出，紫胶红在媒染剂硫酸亚铁中上染度较高，而媒染剂硫酸亚铁的用量不适合用太多，1%刚好可以使染色度最高，并且硫酸亚铁也不适合在温度稍高的情况下染色，温度高也许会破坏其金属络合离子、分子结构，导致上染度下降，也不适合在酸性或碱性的情况下使用，中性是其最适合的状态，此外，使用硫酸亚铁做媒染剂时也不可媒染时间过长，时间过长也会使其络合结构的稳定性遭到破坏，最终也会导致上染度下降。
5 参考文献
[1]董书池，赵建平. 稀土媒染在天然紫胶上染真丝织物中的应用[J]. 现代丝绸科学与技术,2012(02): 43-44.
[2]殷珉扬，曾科，高梅，吴露，王祥荣. 紫胶色素对锦纶纤维的染色热力学研究[J]. 纺织学报, 2014(11): 74-78.
[3]李冬霞，王越平，莫茜婷. 羊绒与羊毛的天然染料染色性能比较[J]. 毛纺科技,2016(01): 37-42.