全 文 ：第 43 卷 第 10 期
2015 年 10 月
毛纺科技
Wool Textile Journal
天然植物染料紫叶酢浆草对羊毛织物染色性能的研究
于 颖
(辽东学院 化学工程学院，辽宁 丹东 118000)
摘 要:利用紫叶酢浆草提取液对羊毛织物进行染色。研究该提取液在不同 pH 值及温度条件下的稳定性。
通过正交试验及单因素分析确定直接染色的最佳工作条件。测试不同媒染方法和媒染剂染色羊毛织物表面得色
深度以及染色织物的皂洗、摩擦牢度。结果表明:紫叶酢浆草提取液具有一定的耐热性，pH 值是影响其稳定性的
最大因素。直接染色的最佳工艺条件为:染液浓度 0. 8x，温度 70 ℃，pH值 4，时间 60 min。不同的媒染剂和染色方
法染得羊毛织物的色相不同，铝盐后媒法染色织物增色效果最好。染色羊毛织物具有一定的牢度，通过媒染提高
了染色织物的色牢度，各项牢度均达到 3 级以上。
关键词:天然植物染料;紫叶酢浆草;羊毛织物;染色;媒染
中图分类号:TS193． 5 文献标志码:A 文章编号:1003-1456(2015)10-0031-05
Dyeing performance research of natural plant dye oxalis
ridacea L on wool fabric
YU Ying
(College of Chemical Engineering，Eastern Liaoning University，Dandong 118000，China)
Abstract:Wool fabric was dyed with oxalis extract． The stability of the extract was studied in
different pH value and temperature． The optimum operating conditions of direct dyeing were determined by
orthogonal test and single factor analysis． And it tested the different mordant dyeing methods and mordant
dyeing of wool fabric surface color depth and dyed fabric soap washing and rubbing fastness． The results
showed that:oxalis extract has good heat resistance，pH value is the biggest affect factor in stability． The
optimum conditions of direct staining:dye concentration 0. 8x，temperature 70，pH value 4，60 min．
Mordant and dyeing method had different dyed hue on wool fabrics ，fabric color effect is the best with the
aluminum salt mordant dyeing． Dyed wool fabric has certain fastness． The mordant improved the color
fastness of dyed fabrics，the color fastness was above grade 3．
Key words:natural plant dye;oxalis ridacea L;wool fabric;dyeing;mordan
收稿日期:2015 － 05 － 25
作者简介:于颖，高级实验师，主要从事化学实验教学及染整
技术研究工作。E-mail:yuying992013@ 163． com。
随着纺织业的发展及人们对服装纯天然化
健康的追求，天然染料的应用更加受到人们的重
视。天然染料有着悠久的使用历史。它以无毒、
生态、色泽柔和、自然有特色，以及良好的环境兼
容性和药物保健性等人工合成染料不可比拟的
优点，越来越受到人们青睐［1 － 2］。采用天然染料
染色的纺织品还能满足人们追求个性化、多样化
的需求［3 － 5］。
紫叶酢浆草(oxalis ridacea L)别名红叶酢浆
草、三角紫叶酢浆草。为酢浆草科多年生宿根草
本植物［6 － 7］，在我国资源日渐丰富。其叶大呈紫
红色，含有丰富的天然红色素，是极具开发前景
的天然色素资源，而且全草可入药，在食品、化妆
品、医药领域有着巨大的应用潜力。目前并没有
作为天然染料的研究报道。本文针对紫叶酢浆
草染液染色羊毛织物的研究，旨在开发紫叶酢浆
草功能性纺织品，拓宽紫叶酢浆草提取液的市场
开发领域。
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1 试 验
1. 1 材料与仪器
织物:全羊毛粗纺平纹织物。
药品:紫叶酢浆草(采自辽东学院农学院园艺
试验站) ，KAl(SO4)2·12H2O，FeSO4·7H2O，CuSO4·
5H2O，冰醋酸，氢氧化钠，稀土(以上均为分析纯) ，
中性皂片(市购商品)。
仪器:722G可见分光光度计(上海上天精密科
学仪器有限公司) ;DCISF600 型电脑测色配色仪
(沈阳化工研究院)、pH-200 型 pH 计(徐州亚名仪
器仪表有限公司) ;电热恒温水浴锅(上海医疗器械
五厂) ;FA1004 型电子分析天平(上海精密仪器
厂) ;SW8A型耐水洗色牢度检测仪、571W型纺织品
摩擦色牢度仪(无锡纺织机械厂) ;XW-ZDＲ-2512 低
温震荡式染料机(南通三思机电有限公司) ;
CX-350A型高速多功能粉碎机(上海市晟喜制药机
械有限公司)
1. 2 试验方法
1. 2. 1 紫叶酢浆草染液的提取及稳定性
称取 20 g 干燥的紫叶酢浆草茎叶，粉碎后过
30 目筛网，先加入 pH 值为 1 的 95% 乙醇提取剂
300 mL，升温 60 ℃，提取 40 min冷却过滤后。再在
滤渣中加入 200 mL pH 值为 1 的 95%乙醇，升温
60 ℃，提取 40 min。合并 2 次提取液，定容为
400 mL作为染液备用，其提取的原液浓度设为 x。
取少量提取液稀释后在 400 ～ 600 nm波长范围内确
定其最大吸收光谱，并测试其在不同温度和 pH 值
下的稳定性。
1. 2. 2 提取液对羊毛织物的直接染色
将织物 3 g 于温水润湿后，以紫叶酢浆草提取
液为染液，浴比 1 ∶ 20，通过正交试验及单因素分析
确定影响直接染色羊毛织物的最佳工艺条件。
1. 2. 3 媒染试验
分别以 KAl(SO4)2·12H2O、CuSO4·5H2O、稀
土、FeSO4 作媒染剂，采用预媒染、同浴媒染及后媒
染工艺对羊毛织物进行染色。
预媒染:媒处理(媒染剂 5%(owf) ，浴比 1∶ 30，
50 ℃，45 min)后投入含有紫叶酢浆草染液的染浴
中，于 70 ℃染 60 min，取出水洗、皂洗、烘干。
同媒染:织物投入含媒染剂(7% (owf) ，浴比
1∶ 30)和紫叶酢浆草染液的染浴中，于 70 ℃ 染
60 min，取出水洗、皂洗、烘干。
后媒染:将织物投入含有紫叶酢浆草染液的染
浴中，于 70 ℃染 60 min，降温至 50 ℃媒处理(媒染
剂 5%(owf) ，浴比 1 ∶ 30，45 min)再升温 70 ℃染
30 min，取出水洗、皂洗、烘干。
1. 2. 4 性能测试
测试色度指标:L* 、a* 、b* 、c* 及 K /S值。
染色牢度指标:耐洗牢度按照 GB /T 3921—
2008《纺织品 色牢度试验 耐皂洗色牢度》，耐摩擦
牢度按照 GB /T 3920—2008《纺织品 色牢度试验 耐
摩擦色牢度》进行测试。
2 结果与分析
2． 1 紫叶酢浆草染液的稳定性
2. 1． 1 紫叶酢浆草染液的最大吸收波长
紫叶酢浆草提取液的吸光度曲线见图 1。由
图 1可知，紫叶酢浆草提取液的最大吸收波长为
530 nm，吸光度值为 0. 725。
图 1 紫叶酢浆草提取液吸收光谱曲线
2． 1. 2 pH值对提取液稳定性的影响
分别用冰醋酸和氢氧化钠调节提取液 pH 值在
1. 0 ～ 12. 0 之间，观察其颜色变化测试结果见表 1。
由表 1 可知，不同 pH 值不仅影响提取液颜色，
而且吸收峰也会发生变化。pH≤5 提取液为红色，
吸光度值 Amax略有变化，最大吸收波长 λmax保持不
变。pH≥6 提取液变为黄绿色，pH值越大黄绿色越
趋向于黄色，光度值和最大吸收波长也发生变化，这
说明 pH值对该提取液的稳定性影响较大。
2. 1． 3 温度对提取液稳定性的影响
在提取液 pH值为 1，30 ～ 100 ℃范围内于不同
温度下恒温 1 h，测试提取液在 530 nm 处的吸光度
值，用于考察温度对提取液稳定性的影响，结果见
表 2。由表 2 可知:温度在 80 ℃以内提取液耐热性
较好，吸光度值变化不大。高于 80 ℃耐热性降低，
吸光度值也发生较大变化，这说明提取液有一定的
耐热性，但温度较高会对染料结构产生明显破坏，红
色提取液也会失去其使用价值。
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表 1 pH值对紫叶酢浆草提取液稳定性的影响
pH值 Amax λmax /nm 颜色
1. 0 0. 725 530 深红
2. 0 0. 725 530 红
3. 0 0. 724 530 红
4. 0 0. 723 530 红
5. 0 0. 721 530 浅红
6. 0 0. 609 550 浅红
7. 0 0. 384 560 浅黄绿
8. 0 0. 208 570 浅黄绿
9. 0 0. 147 580 黄绿
10. 0 0. 103 590 黄
11. 0 0. 078 600 黄
12. 0 0. 043 600 黄
表 2 温度对提取液吸光度值的影响
温度 / ℃ Amax
30 0. 721
40 0. 720
50 0. 718
60 0. 715
70 0. 709
80 0. 703
90 0. 496
100 0. 314
注:λ = 535 nm。
2. 2 直接法染色
2. 2. 1 正交试验
选取染液浓度、温度、pH值、时间 4 个因素进行
正交试验。试验结果及数据分析如表 3 所示。由
表 3 可知，各因素对织物 K /S 值的影响依次为:染
液浓度 ＞ pH值 ＞ 温度 ＞时间。染液浓度是影响直
接染色的最大因素，时间影响最小，利用单因素实验
对各参数进行优化。
2. 2. 2 单因素实验分析
2. 2. 2. 1 染液浓度对 K /S值的影响
按照正交试验所得最佳条件，即温度80 ℃、时
间 50 min、pH值为 4 对染液浓度进行单因素实验分
析，结果如图 2 所示。由图 2 可知，随着染液浓度增
加，单位体积内染料分子数增多，染料分子同纤维的
结合几率增加，K /S 值逐渐增大。但浓度达到一定
临界值，即染液浓度为 0. 8x 时，织物上的染料量趋
于饱和，曲线趋于平缓，K /S 值无明显变化。且浓
表 3 紫叶酢浆草染液直接染色正交试验结果
序号 染液浓度 温度 /℃ 时间 /min pH值 K /S值
1 x 60 40 3 11. 095
2 0. 6x 60 50 4 10. 819
3 0. 8x 60 60 5 9. 158
4 x 70 50 3 10. 352
5 0. 6x 70 60 4 10. 471
6 0. 8x 70 40 5 11. 957
7 x 80 60 3 10. 853
8 0. 6x 80 40 4 11. 364
9 0. 8x 80 50 5 11. 026
K1 10. 729 10. 392 10. 834 10. 894
K2 11. 507 10. 936 10. 873 11. 242
K3 10. 193 11. 130 10. 710 10. 291
Ｒ 1. 311 0. 718 0. 173 0. 948
图 2 染液浓度对 K/S值的影响
度过大会使染料部分不溶，凝聚成团，导致染色不
匀，故染液浓度选择 0. 8x。
2. 2. 2. 2 pH值对 K /S的影响
pH值是影响直接染色的重要因素之一。按照
正交试验所得最佳条件，即染液浓度 0. 6x、温度
80 ℃、时间 50 min条件下测试 pH值对 K /S值的影
响，结果见图 3。由图 3 可知:随着染液 pH 值的增
大，K /S值呈上升趋势。在 pH 值为 4 时最大，随后
K /S值逐渐下降。pH值较低时染液略有沉淀，红色
颗粒状分散于体系中，虽然能上染织物，但染料颗粒
分散附着在织物上不容易匀染。pH 值过高对织物
性能又有不良影响，纤维与染料分子间存在相互排
斥的静电力，染料难以上染纤维，染色毛织物得色
浅，K /S值低［8］。综合考虑 pH值选择 4。
2. 2. 2. 3 染色温度对 K /S值的影响
按照正交试验所得最佳条件，即染液浓度
0. 6x、时间 50 min、pH 值 4 对染色温度进行单因素
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图 3 pH值对 K/S值的影响
实验分析，实验结果如图 4 所示。由图 4 可知:温度
为 30 ～ 50 ℃时，织物 K /S 值增幅不大，而在 50 ～
70 ℃期间时，K /S值增幅十分明显。这是因为在较
低温度下，羊毛纤维鳞片层结构十分紧密，染料难以
渗透到纤维内部，K /S 值较低。当染色温度超过某
一范围后，由于大分子链段剧烈运动产生瞬间空穴，
使染料分子的扩散速率增大，K /S值也随之增大［9］。
因此选择最佳染色温度为 70 ℃。
图 4 染色温度对 K/S值的影响
2. 2. 2. 4 染色时间对 K /S的影响
不同染色时间对织物 K /S 值的影响如图 5 所
示。由图 5 可知:随着时间的延长，织物 K /S 值增
加，染色时间达到 60 min 后趋于平缓。原因是上染
到纤维上的染料随着时间的延长逐渐增大，达到吸
附 －解吸平衡时，织物对染料的吸附能力趋于饱和，
上染到纤维上的染料不再增加，因此选择最佳染色
时间为 60 min。
综合正交试验及单因素实验结果分析，确定紫
叶酢浆草直接染色的最佳工艺为:染液浓度 0. 8x，
温度 70 ℃，pH值 4，时间 60 min。
2. 3 媒染对羊毛染色效果的影响
2. 3. 1 媒染方法的选择
选用 2 种不同浓度的紫叶酢浆草染液，不同类
图 5 染色时间对 K/S值的影响
别的媒染剂(用量均为 5%(owf) ) ，分别采用预媒
染、同浴媒染及后媒染工艺对羊毛织物进行染色。
测试染色织物的 K /S值，结果如表 4 所示。由表 4
可知，3 种媒染工艺中同一种媒染剂，所染羊毛K /S
值为后媒染色 ＞预媒染色 ＞同浴媒染色。这是由
于后媒染色，染料先上染纤维再和媒染剂发生络
合，可大大提高染料的固着率;同浴染色时，染料
分子与金属离子在水溶液中易结合成不溶性的络
合物，导致染浴中染料分子浓度降低;预媒染色
中，媒染剂在染色时会从织物上脱落下来进入染
浴中与染料分子形成不溶性络合物［10］。同时，染
液浓度越大，3 种工艺的 K /S 值差异就越大，故选
择后媒染进行染色。
表 4 不同媒染方法染色 K/S值
媒染剂
染色方法
预媒染 同媒染 后媒染
0. 4x 0. 8x 0. 4x 0. 8x 0. 4x 0. 8x
硫酸铜 6. 69 11. 98 6. 63 11. 43 6. 75 12. 75
硫酸亚铁 5. 45 10. 86 5. 42 10. 17 5. 48 11. 36
稀土 7. 85 13. 92 7. 73 13. 14 7. 92 14. 57
硫酸铝钾 8. 95 15. 14 8. 87 14. 96 9. 02 15. 83
2. 3. 2 媒染剂对染色效果的影响
对于同一种染料不同的媒染剂可以染得不同颜
色的羊毛织物。表 5 是不同的媒染剂后媒染对羊毛
织物染色的影响结果。由表 5 可以看出，媒染织物
的 K /S 值均大于直接染色羊毛织物，不同的媒染剂
染色织物的色相差异较大。这是由于媒染剂有效的
增加了染色深度，金属离子与紫叶酢浆草染料络合
机制不同，络合物的牢度程度也不一样。与直接染
色相比，媒染剂 KAl(SO4)2·12H2O对染色织物的颜
色特征值影响最大，所染织物颜色为具有一定鲜艳
度的均匀红色，稀土染色效果也较好，染得织物颜色
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较鲜艳、光亮，但 b* 值较大，黄光较重;CuSO4·5H2O
媒染色度值 L* 值和 c* 值下降，鲜艳度降低，染得织
物颜色较浅、色调较暗，均匀性较差;FeSO4·7H2O
媒染 L* 值和 a* 值降低，b* 值明显增大，染得织物为
鲜艳的橙黄色，但织物表面有少量的疵点。直接染
色的皂洗牢度较差，经不同媒染剂后媒染染色织物
的皂洗牢度和摩擦牢度均提高 1 ～ 2 级，达到相关标
准要求。
表 5 媒染剂对染色毛织物色度指标的影响及色牢度
媒染剂 L* a* b* c* K /S值 颜色 匀染性
皂洗牢度 /级 摩擦牢度 /级
变褪色 沾色 干摩 湿摩
未加 6. 08 3. 47 2. 94 1. 57 0. 681 浅红 较好 2 3 3 3 ～ 4
硫酸铜 4. 71 6. 03 5. 97 1. 13 6. 912 浅紫红 较差 3 4 ～ 5 4 3
硫酸亚铁 4. 43 2. 24 10. 86 5. 48 6. 098 橙黄 较好 3 4 3 ～ 4 3 ～ 4
硫酸铝钾 6. 45 24. 32 6. 14 9. 46 9. 337 红 好 3 ～ 4 4 ～ 5 4 4
稀土 6. 38 21. 37 9. 45 8. 42 8. 094 红 好 3 4 ～ 5 4 3 ～ 4
2. 3. 3 媒染剂用量对染色效果的影响
选择染色效果相对较好的 KAl(SO4)2·12H2O
为媒染剂，以不同用量进行后媒染实验，结果如
图 6 所示。由图 6 可知，随着 KAl(SO4)2·12H2O
用量的增加，K /S 值呈上升趋势，在媒染剂用量
达到 7%(owf)后，K /S 值基本不再受媒染剂用量
的影响。这是由于染料与金属离子的配合基本
达到饱和，继续增加媒染剂用量上染到织物上的
染料量也趋于饱和，并不能增加其与纤维结合
量，染色织物 K /S 值的变化也趋于平缓。当媒染
剂用量继续增大，Al3 +更易与染料分子络合，减
弱了染料与织物的亲和力［11］，造成 K /S 值下降。
实验确定 KAl(SO4)2·12H2O 的用量为 7%(owf) ，
以达到较高的染色效果和较少的媒染剂残留，减少
污染，降低成本。
图 6 媒染剂用量对 K/S值的影响
3 结 论
①紫叶酢浆草提取液具有一定的耐热性，pH值
是影响其稳定性的最大因素。
②通过正交试验及单因素分析直接染色最佳工
艺条件为:染液浓度 0. 8x，pH值为 4，温度 70 ℃，时
间 60 min。
③KAl(SO4)2·12H2O用量为 7%(owf) ，后媒染
染色，织物 K /S 值最高，增色效果明显，色光稳定，
可以达到预期效果。
④紫叶酢浆草提取液染色羊毛织物具有一定的
牢度，且染料提取工艺简单，染出织物色泽鲜明，是
一种极具开发前景的天然绿色环保染料。
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