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苎麻织物的香樟叶植物染料染色



全 文 :印 染(2015 No.15) www.shtexcloud.com
苎麻织物的香樟叶植物染料染色
王满华1,何叶丽2,王东方3
[1.优居碧贸易(上海)有限公司,上海 201201;2.上海市纺织科学研究院,上海 200082;3.江苏省中医院,江苏南京 210029]
摘 要:采用香樟叶植物染料对苎麻织物进行染色,优化的染色工艺为:染液pH值7,浴比1∶40,90 ℃染色
50 min;将该染色织物再经后媒染处理,媒染剂为10%硫酸亚铁时,染色织物的K/S值能达到3.69,染深性效果
好。香樟叶植物染色苎麻具有较强的抗紫外线性能和抗菌性能。
关键词:植物染料;染色;香樟叶;抗菌性能;苎麻织物
中图分类号:TS193.62 文献标识码:B 文章编号:1000-4017(2015)15-0024-04
Ramie dyeing process with natural dyes extracted from camphor leaves
WANG Man-hua1, HE Ye-li2, WANG Dong-fang3
é
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ù
ûú
1.BIK Trading (Shanghai) Co., Ltd., Shanghai 201201, China ; 2.Shanghai Textile Research Institute,
Shanghai 200082, China ; 3.Jiangsu Provincial Hospital of CTM, Nanjing 210029, China
Abstract: Dyeing of ramie fabric with natural colorant extracted from camphor leaves is carried out. The
dyeing processes are optimized as follows: for non-mordant process, dyeing at 90 ℃ for 50 min , pH val⁃
ue 7, bath ratio 1∶40, and the color fastness of the ramie fabric is good; for after-chrome process, dyeing
at 50 ℃ with 10% of mordant agent. With ferrous sulfate as the mordant agent, deep dyeing can be ob⁃
tained with K/S value of 3.69. The ramie dyeings have good UV-resistant and anti-bacterial properties.
Key words: vegetable dyes; dyeing; camphor leaf; anti-bacterial property; ramie fabric
收稿日期:2015-07-10
基金项目:江苏省科技支撑计划(社会发展),BE2014622。
作者简介:王满华(1972-),女,硕士,技术开发部主管。研究方向为
功能材料及其家纺产品上的应用。
通讯作者:王东方(1964-),男,教授,硕士生导师。研究方向:天然
提取物及其应用,2584373593@qq.com。
0 前言
香樟树是我国亚热带绿阔叶林的主要树种之
一,资源丰富。香樟叶除少量能作为药物使用外,
绝大部分作为农林废弃物而被丢弃,造成资源浪
费,环境污染。香樟叶中主要含芦丁、槲皮素、山奈
酚、原花青素、槲皮素-3-O-β-D-葡萄糖甙、槲皮素-3-
O-β-D-葡萄糖甙等非挥发性物质。此外还含樟脑、
石竹烯氧化物、大根香叶烯、檀香醇(3.74%)等挥发
性物质。王智慧采用LC-MS技术检测分析了樟树
叶中的非挥发性成分,主要为黄酮及其衍生类。其
中,芦丁、槲皮素为主要成分,具有消炎、消肿、降
压、降血脂以及清除氧自由基等多种功能,已广泛
应用在食品、药品、化妆品等产品中。香樟叶中富
含的芦丁、槲皮素等在空气中氧化后,可以得到酒
红色染料。目前关于香樟叶植物染料的报道较少,
其对天然纤维苎麻的染色性能研究未见报道。
本研究采用香樟叶植物染料来染苎麻织物,探
讨影响苎麻纤维染色的因素,如染料浓度、浴比、染
液 pH值及染色温度等的影响,考察苎麻织物在优
化染色工艺下的各项色牢度,以及其抗菌性及抗紫
外性能。
1 试验部分
1.1 药品与仪器
织物 28.12 tex×28.12 tex,228 根 /10 cm×
228根/10 cm,148 g/m2苎麻织物
药品 香樟叶植物染料、AS天然改性剂(工业
级,常州美胜生物材料有限公司),冰醋酸、十二水
合硫酸铝钾、乙酸镁、纯碱、硫酸亚铁、硫酸锌、柠檬

仪器 722N型可见分光光度计(上海精密科
学仪器有限公司),L-24A-1振荡试色机、H-21CF高
温快速试色机(厦门RAPID有限公司)、PHS-25型
pH计(上海盛磁仪器有限公司)、YGB 611-Ⅲ日晒
气候色牢度仪、Y(B)902汗渍色牢度烘箱(温州大
荣纺织仪器有限公司),FA2004B电子天平(上海精
24
苎麻织物的香樟叶植物染料染色 印 染(2015 No.15)
密仪器有限公司),UV-2700紫外-可见分光光度计
(上海纳锘实业有限公司),SF600电脑测色配色仪
(美国Datacolor公司),YG909-Ⅱ织物透紫外线测试
仪(温州方圆仪器有限公司),SW-24A耐洗色牢度
试验机(常州华纺纺织仪器有限公司),Y571摩擦
式牢度仪(常州市双固纺织仪器有限公司),DHG-
9123A电热鼓风干燥箱(上海精宏实验设备有限公
司)
1.2 试验方法
1.2.1 苎麻织物工艺流程
4.5%(omf)
改性剂AS
清洗
95 ℃,30 min
15 min
40 ℃ 1 ℃/min
90 ℃,40~60 min
染料
5 min
1 ℃/min
图1 麻织物改性和染色工艺流程
Fig.1 Modification and dyeing of ramie fabric
1.2.2 苎麻织物的媒染工艺
利用4%(omf)香樟叶植物染料染苎麻,分别以
2%、6%、10%、14%、18%的Fe2+、Mg2+、Al3+、Cu2+、Zn2+
和柠檬酸进行预媒染、后媒染和同浴媒染,并测试
媒染后苎麻织物的色深K/S值及Da和Db。
1.3 染色性能测试
1.3.1 颜色表征
采用电脑测色仪,在D65光源,10°视角下测试
每个样品不同部位的K/S值,取平均值。
1.3.2 牢度测试
摩擦牢度按标准GB/T 3920—2008《纺织品色
牢度试验耐摩擦色牢度》测定;皂洗牢度参照标准
GB/T 3921—2008《纺织品色牢度试验耐皂洗色牢
度》测定;日晒牢度参照标准GB/T 8426—1998《纺
织品色牢度试验耐光色牢度日光》测定;汗渍牢
度参照标准 AATCC 15—2013《耐汗渍色牢度》测
定。
1.3.3 抗紫外线性能测试
按照国家标准 GB/T 18830—2009《纺织品 防
紫外线性能的评定》测定。每一个试样测 4次,记
录染色织物的紫外线防护系数UPF值以及UVA透
射比值和UVB透射比值。
1.3.4 抗菌性能测试
按GB/T 20944.1—2007《纺织品抗菌性能的评
价第1部分:琼脂平皿扩散法》测定。
2 结果与讨论
2.1 苎麻织物香樟叶植物染料染色工艺优化
2.1.1 pH值的影响
植物染料质量分数为 4%(omf),时间 40 min,
浴比 l∶40,染色温度 90 ℃,改变染液 pH值,考察其
对K/S值和色光的影响,结果见图2和表1。
     





.
6
S+

图2 染色pH值对苎麻织物染色K/S值的影响
Fig.2 Effect of pH value on K/S value of dyed ramie fabric
表1 染色pH值对苎麻织物色光的影响
Table 1 Effect of pH value on shade of dyed ramie fabric
pH值
Da
Db
4
8.19
11.1
5
8.69
10.8
6
9.50
10.4
7
10.3
10.1
8
10.9
9.96
9
10.9
9.83
注:Da>0,色光偏红,数值越大,红光越重;Db值>0,
色光偏黄,数值越大,黄光越重。
由图 2和表 1可知,染色 pH值与织物色深K/S
值呈负相关,随着染液 pH值的增加,织物K/S值减
小,织物红光增加,黄光减少。在染液 pH值为 4
时,虽然 K/S值最大,但织物黄光较重,即Db值较
大;pH值为7时,织物红光较重,Da值偏大,更符合
染液本身颜色。由于染浴 pH值控制较难,为便于
操作,优选染色pH值为6~7。
2.1.2 染色温度的影响
改变染色温度,其对苎麻织物染色性能的影响
见图3。
      







$
.
6
图3 染色温度对苎麻织物染色K/S值的影响
Fig.3 Effect of dyeing temperature on K/S value of dyed
ramie fabric
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印 染(2015 No.15) www.shtexcloud.com
由图 3可知,染色温度与织物表观深度K/S值
呈正相关,随着温度的升高,织物颜色加深,但是K/
S值上升速率逐渐减慢,染料吸附逐渐趋于饱和。
同时,高温会导致苎麻织物手感粗糙。综合考虑,
较佳的染色温度定为90 ℃。
2.1.3 染色时间的影响
染色时间对织物染色性能的影响见图4。
      








LPLQ
.
6
图4 染色时间对苎麻织物染色K/S值的影响
Fig.4 Effect of dyeing time on K/S value of dyed ramie fabric
由图 4可知,染色时间在 20~30 min时,K/S值
上升趋势缓慢;在30~40 min时,K/S值上升速率最
快,固色加快;在 40~60 min时,上升速率趋于缓
慢,上染趋于饱和。为易于控制染色深度,保证色
光,节约能源等,染色时间以50 min为宜。
2.1.4 浴比的影响
浴比对染色性能的影响见图5。
    





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9T?
#







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.6
(
(
.
6
图5 染色浴比对苎麻染色K/S值和ΔE的影响
Fig.5 Effect of liquid ratio on K/S value and ΔE of ramie fabric
由图 5可知,随着浴比的增大,K/S值逐渐减
小。这可能是因为浴比增大,染液浓度减小,有效
时间内固着于织物的染料减少。浴比为 1∶40时,
织物表观色差ΔE减小,匀染性增加。综合考虑,选
择浴比1∶40。
2.1.5 染色苎麻织物的各项色牢度
优化的苎麻织物染色工艺为:染液 pH值 6~7,
浴比 1∶40,90 ℃染色 50 min。在该染色工艺下,苎
麻染色织物的各项色牢度均达到标准,见表2。
表2 优化染色工艺下染色苎麻织物的各项色牢度
Table 2 Color fastness of dyed ramie fabric under the opti⁃
mized processes
摩擦色牢度/级

4~5
耐光色牢度/级
4
湿
4~5
耐皂洗色牢度/级
原样
褪色
4
耐汗渍牢度/级
原样褪

4
白沾
苎麻
4
白沾
苎麻
4
醋纤
5
醋纤
4

4~5

4
腈纶
4~5
腈纶
4
涤纶
5
涤纶
3~4
腈纶
5
腈纶
4
羊毛
4~5
羊毛
4~5
2.1.6 染色苎麻织物的抑菌率
采用不同质量分数香樟叶植物染料对苎麻染
色,比较未水洗、水洗5次和水洗10次的抗菌性能,
如图6所示。
      







:
)

O CH
#
#!
#!
(a)大肠埃希菌
      








)

O CH
#
#!
#!
(b)金黄葡萄球菌
图6 水洗次数对苎麻抑菌率的影响
Fig.6 Effect of washing times on anti-bacterial property of
dyed ramie fabric
从图6可以看出,大肠埃希菌和金黄葡萄球菌
的抑菌率随着香樟叶植物染料质量分数的增加而
增加;水洗次数对抑制大肠埃希菌的效果影响较
大,对金黄色葡萄球菌的影响较为轻微,也即香樟
叶植物染料对染色织物具有一定的抗菌效果。
2.2 苎麻织物香樟叶植物染料媒染工艺
2.2.1 媒染
分别采用预媒染、后媒染、同浴媒染工艺,对苎
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苎麻织物的香樟叶植物染料染色 印 染(2015 No.15)
麻织物进行香樟叶植物染料[4%(omf)]媒染试验。
选择媒染剂为亚铁离子、镁离子、铝离子、铜离子、
锌离子和柠檬酸。
试验发现,在同浴染色中,染料与媒染金属离
子发生络合,染液出现絮状,且染深性能较差。预
媒染均匀性较差。因此,选择香樟叶植物染料后媒
染工艺。在媒染剂质量分数 2%、6%、10%、14%、
18%下,测定染品的K/S值,结果见表3。
表3 不同媒染剂对K/S值的影响
Table 3 Effect of different mordants on K/S values
媒染剂/%(omf)
硫酸亚铁
乙酸镁
硫酸铝钾
硫酸铜
硫酸锌
柠檬酸
2
3.49
2.09
1.49
2.62
1.28
1.17
6
3.55
2.19
1.56
2.77
1.37
1.29
10
3.69
2.34
1.68
2.89
1.49
1.38
14
3.71
2.39
1.71
2.91
1.50
1.42
18
3.77
2.43
1.75
2.94
1.54
1.44
由表 3可知,随着媒染剂质量分数的增加,苎
麻织物的表观深度增大;当各媒染剂质量分数超过
10%时,织物的表观深度 K/S值增加趋缓。采用
10%硫酸亚铁对苎麻进行后媒染,织物颜色最深,
表观深度K/S值能达到3.69。
以10%的媒染剂对苎麻织物进行后媒染加工,
苎麻织物的色光见表4。
表4 媒染剂对色光的影响
Table 4 Effect of different mordants on dyeing shade
媒染剂
Da
Db
硫酸亚铁
4.47
11.17
乙酸镁
8.46
12.11
硫酸铝钾
7.13
12.96
硫酸铜
6.68
15.11
硫酸锌
12.73
14.39
柠檬酸
6.89
15.32
由表4可知,以镁离子、铝离子、锌离子为媒染
剂,染色苎麻为红棕色;以铜离子、亚铁离子和柠檬
酸为媒染剂,苎麻织物黄光较重。
综合考虑,以 10%的媒染剂对织物进行后媒
染,织物染色深度达到比较饱和程度,而不同的媒
染剂可以得到不同的色光。
2.2.2 后媒染苎麻织物的各项色牢度
后媒染工艺 媒染剂 10%,浴比 1∶40,媒染温
度50 ℃,媒染时间30 min。
染色工艺 香樟叶植物染料 4%(omf),染液
pH值6~7,浴比为1∶40,90 ℃染色50 min。
由表5知,不同媒染剂染色苎麻的色牢度均能
达到3级,满足纺织服装面料的要求。
表5 不同媒染剂染色苎麻的色牢度
Table 5 Color fastness of dyed ramie fabric under the opti⁃
mized processes
媒染剂
硫酸亚铁
乙酸镁
硫酸铝钾
硫酸铜
硫酸锌
柠檬酸
耐光色
牢度/级
3~4
4
3
3~4
3~4
3~4
3
3~4
3
3~4
3
3~4
耐汗渍牢度/级
原样
褪色
4~5
4~5
4~5
4
3~4
4~5
3~4
4~5
4
4~5
3~4
4~5
白沾
苎麻
4~5
4~5
4~5
4
4~5
4~5
4~5
4~5
4~5
4~5
4~5
4~5
醋纤
4~5
4~5
4~5
4~5
4~5
4~5
4~5
4~5
4~5
4~5
4~5
4~5

4~5
4~5
3~4
4~5
3~4
3~4
3~4
3~4
4~5
4~5
3~4
4
腈纶
4~5
4~5
3~4
4~5
4~5
4~5
4~5
4~5
3~4
4
4~5
4~5
涤纶
4~5
4~5
4
4
4~5
4~5
4
4
4~5
4~5
4~5
4~5
锦纶
4
4~5
3~4
4~5
4
4
4~5
4~5
3~4
4
4~5
4~5
羊毛
4~5
4~5
4
4
4~5
4
4~5
4~5
4~5
4~5
3~4
4
2.2.3 苎麻织物抗紫外性能的测定
测定不同媒染剂染色苎麻织物的抗紫外线性
能,见表6。
表6 媒染剂对苎麻织物抗紫外线性能的影响
Table 6 Effects of different mordants on anti- ultraviolet
property of ramie fabric
织物
苎麻原布
媒染剂
硫酸铜
柠檬酸
硫酸铝钾
乙酸镁
硫酸亚铁
TUVA/%
8.33
0.47
2.19
2.09
0.92
0.42
TUVB/%
4.26
0.39
0.75
1.96
0.44
0.19
UPF
24.6
256
80.4
85.3
180
289
由表 6可知,中性染液染的苎麻织物得色深,
紫外线防护系数比酸性和碱性染液染得的苎麻织
物更好。其中,中性染色时,硫酸亚铁媒染染得的
苎麻织物紫外线防护系数最大为 289,具有很好的
紫外线防护能力。
3 结论
(1)苎麻织物香樟叶植物染料直接染色的优化
工艺为:染液pH值7,浴比1∶40,90 ℃染色50 min。
(2)香樟叶植物染料对苎麻织物的后媒染优化工
艺为:媒染剂10%,浴比1∶40,50℃媒染时间30 min。
(3)苎麻织物经过后媒染,抗紫外性能显著提
升,经过硫酸亚铁媒染的紫外线防护性能最佳;染
后苎麻织物有较好的抑菌能力,且随着香樟叶植物
染料吸附量增多而增加。
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