全 文 ：王玉杰，陈国强
(现代丝绸国家工程实验室, 苏州大学纺织与服装工程学院, 江苏苏州 215021)
摘 要：采用薯莨浸出液在一定工艺条件下浸渍真丝织物,分别以 Fe2+、Zn2+、Ti4+做后处理.通过正交试验得出了 3种离子处理
真丝织物的较佳工艺条件:Fe2+为 85 ℃,pH值 3,浓度 0.05 mol/L;Zn2+为 85 ℃,pH值 7,浓度 0.2 mol/L;Ti4+为 75 ℃,pH值 3,浓度 0.05 mol/L.
测定了此条件下样品的颜色特征值、皂洗牢度、紫外屏蔽性能、透气量.结果表明:处理后的真丝织物色牢度中等,对紫外线有一定的屏
蔽性能,但透气性能有所降低.
关键词： 薯莨; 真丝; 金属离子
中图分类号: TQ611 文献标识码: A 文章编号: 1004－0439(2010)11－0011－03
薯莨浸出液对真丝织物的处理研究
Study on the treatment of silk fabric with Dioscorea Cirrhosa extract
WANG Yu-jie, CHEN Guo-qiang
(National Engineering Laboratory for Modern Silk, College of Textile & Clothing Engineering,
Suzhou University, Suzhou 215021, China)
Abstract： Silk fabric was treated with the Diosorea Cirrhosa extract, and then was post treated with three
metal ions (Fe2+, Zn2+, Ti4+). The optimal conditions of metal ions treatment were obtained through orthogonal exp-
eriments: 0.05 mol/L of Fe2+, 85 ℃, pH=3; 0.2 mol/L of Zn2+, 85 ℃, pH=7; 0.05 mol/L of Ti4+, 75 ℃, pH=3. The
color feature value, soaping fastness, UV shielding and air permeability of the fabrics treated under optimal con－
ditions were measured. The results demonstrated that the color fastness of treated silk fabric was medium, the
UV shielding ability was improved, but the air permeability was decreased.
Key words： Dioscorea Cirrhosa; silk; metal ions
收稿日期：2009-10-19
基金项目：国家自然科学基金项目(编号 50673071),江苏省高校自然科学基础研究项目(07KJD540188)
作者简介：王玉杰(1986-),男,河南项城人,在读研究生,主要从事天然染料对真丝织物的染色及改性.
通信作者：陈国强(1957-),教授,E-mail:chenguojiang@suda.edu.cn.
传统工艺名品“香云纱”是用薯莨汁液浸染绸坯,
然后经富含铁质的河底矿物泥涂封,再由烈日暴晒而
成,蕴含了天然植物和矿物精华,散发着浓浓的植物
清香,挺爽柔滑,透凉舒适.[1]但因特殊的原料需求与生
产流程,特别是依赖日光“靠天吃饭”,生产周期长,耗
用原料多,成本高,且颜色单一,市场需求有限.本文采
用薯莨浸出液在一定条件下浸渍真丝织物,再以 Fe2+、
Zn2+、Ti4+做后处理,并研究整理后真丝织物的性能.
1 试验
1.1 材料与仪器
材料:11206真丝电力纺,薯莨块茎.药品:Ti(SO4)2
(化学纯),ZnCl2、FeSO4·7H2O(分析纯).
仪器:LabspHere UV-1000F型纺织品抗紫外因子
测试仪,IR-12SM 型红外试色机,JB90-S 型数显强力
电动搅拌机,Washtec PA2 12+12水/干洗色牢度仪,YG
(B)461D型数字式织物透气量仪,UltraScanXE型测色
仪,岛津 UV-2550紫外可见分光光度计.
1.2 薯莨浸出液的制备
称取 500 g已粉碎的薯莨块茎,注入 40 ℃蒸馏水
1 L,电动搅拌 1 h后冷藏静置,24 h后再注入 0.5 L蒸
馏水,电动搅拌 1 h,冷藏静置 24 h,过滤得浸出液,冷
印 染 助 剂
TEXTILE AUXILIARIES
Vol．27 No．11
Nov．2010
第 27卷第 11期
2010年 11月
研究报告
印 染 助 剂 27卷
藏备用.该浸出液稀释 10倍后的吸光度为 0.49.
1.3 薯莨浸出液对真丝织物的处理工艺
按浴比 1∶50量取一定量浸出液,以缓冲溶液调节
至一定 pH值,升温至 60 ℃,入布处理 30 min后,升温
到所需温度再处理 15 min,降温至 60 ℃,加入金属盐
继续处理 30 min,取出皂煮,水洗,50 ℃烘干.
1.4 测试
吸光度及 UV-V光谱:在紫外可见分光光度计上
扫描所需波段的光谱、读取所需波长下的吸光度值;
颜色特征值(K/S值、L*、a*、b*):在测色仪上测试;牢度:
以 GB 3921-83方法 3评定皂洗牢度,以“GB 251-1995
评定沾用灰色样卡”评定沾色牢度,以“FJ 560-86 评
定变色用彩色样卡”评定变色牢度;紫外辐射防护系
数 UPF:利用纺织品抗紫外因子测试仪测试;透气量:
用透气量仪测试.
2 结果与讨论
2.1 浸出液与金属离子的相互作用
从图 1可知,原浸出液和加入 Fe2+、Zn2+浸出液的
最大吸收峰都出现在紫外区,原浸出液的波峰波谷分
别在 279 nm和 259 nm处,加入 Fe2+后分别在 280 nm
和 261 nm处,加入 Zn2+后分别在 280 nm和 259 nm处.
所以,Fe2+和 Zn2+的加入对原浸出液的吸收情况几乎
没有影响.相比较,Ti4+的加入则改变了浸出液在紫外区
的吸收情况,波峰消失,变成在整个区域的大面积吸
收.[2]这说明了 Ti4+对原浸出液的影响比较明显,其与
原浸出液中大分子的缔合作用显著.
2.2 真丝织物对薯莨浸出液的吸附
为探究在水相中浸出液与真丝织物的作用情况,
在 50 ℃下对真丝织物上染,采用残液法测试染浴在
279 nm的吸光度,计算出织物上染的原浸出液量,因
为是液体染料,故以 1 g织物上染的原浸出液体积来
表示.图 2 是随着染液用量增大,浸出液在水相中和
在真丝织物上的分布情况,拟合可得一条直线,纵坐
标[D] f表示 1 g织物上染的原浸出液体积,横坐标[D]s
表示 1 L染液中薯莨原浸出液的体积.
图 2和图 3表明,浸出液在水相中与在真丝织物
上的分配有一定比例.浸出液中物质对真丝比对水有
更高的亲和力.原因是浸出液中对紫外光有强吸收的
主要物质含量极少,虽然染浴中浸出液的比例极大,但
离真丝对该主要物质吸附的饱和相差很远.
2.3 工艺的优选
考虑到真丝不耐高温、不耐碱,为尽量减小对织
物的损伤,确定了 3因素 3水平正交试验(表 1).
从表 1看到,温度是影响最大的因素,对温度做单
表 1 正交试验及结果分析
金属离子 因素
1
2
K3″
R″
pH值
3
5
1.835
0.606
温度/℃ 金属离子浓度/(mol·L-1)
90 0.05
75 0.10
1.779 2.129
1.219 0.274
Ti4+ K1″ 2.441 2.801 2.154
K2″ 1.886 1.582 1.88
K3′ 2.963 1.541 2.978
R′ 0.304 2.815 0.418
Zn2+ K1′ 2.829 4.356 2.913
K2′ 2.659 2.554 2.560
K3 6.813 5.000 6.564
R 1.179 2.820 0.282
3 7 60 0.20
Fe2+ K1 7.158 7.520 6.833
K2 5.979 7.429 6.553
[D]s /(mL·L-1)
图 2 真丝织物对不同用量薯莨浸出液的吸附曲线
[D
] f/
(m
L·
g-
1 )
8
■
200 400 600 800
6
4
2
0
■
■
■■
■
■
■
■
[D]s /(mL·L-1)
图 3 织物增重率随浸出液用量的变化
增
重
率
/% ■
100 300 500 900
1.5
■■
■
■
■
■
■ ■
700
2.5
3.5
4.5
12
11期
因素试验,结果如图 4所示.
考虑到低能耗及减小对真丝织物的潜在损伤,综
合正交试验及图 4,得到了薯莨染液以 3种金属离子
做后处理的较佳工艺条件 :Fe2+浓度 0.05 mol/L,pH=
3,85 ℃;Zn2+浓度 0.20 mol/L,pH=7,85 ℃;Ti4+浓度 0.05
mol/L,pH=3,75 ℃.
2.4 金属离子处理后真丝织物的性能
2.4.1 颜色特征值
从表 2可知,Fe2+处理后得色最深,Ti4+其次,Zn2+最
浅.而明度则恰好相反:Fe2+处理后得到略偏红偏蓝的
深紫黑色,Zn2+得到偏红光的浅黄色,Ti4+获得偏红光的
橙黄色.皂煮后,明度变好.原因是皂煮能使染料的色
光一致,织物染色后的亮度增加;但皂煮后 Fe2+的色泽
变深,而 Ti4+其次,Zn2+的色泽变浅.原因是 Fe2+处理后
得到的是深紫色,皂煮后色光一致性变好,使 Fe2+处理
后织物的颜色显得更黑,而 Ti4+、Zn2+本身的得色比较
浅,分别是橙黄色和浅黄色,而皂煮脱去织物表面的
浮色,使颜色更浅.
2.4.2 皂洗牢度
由表 3可看出,薯莨浸出液处理后织物的沾色牢
度比较好,都达到了 4 级以上.原因是丝纤维上可与
金属离子形成配合物的基团数目多、配位能力强,与
薯莨染料的亲和力也比较强,染色牢度好;但是试样
经皂液长时间洗涤有不同程度的变色,经皂煮处理后
的试样色光偏黄转深而产生色差,而皂煮后的变色牢
度有所提高,原因是皂煮洗去了织物表面的浮色.
2.4.3 紫外屏蔽性能
由表 4可知,真丝织物经薯莨浸出液处理后,对紫
外线有一定的屏蔽性能,这对真丝织物作夏季服饰面
料极为有利.
2.4.4 透气量
从表 5可看到,浸出液对真丝织物的处理降低了
织物的透气量.原因是染色后,纤维无定形区被染料
填充,使其结构变得更加致密,金属离子与浸出液组
分的络合作用不同程度地填补了织物间隙,使其结构
更紧密.同时,纤维增重,纱支变粗,使织物变得相对紧
密,导致真丝织物的透气性能下降.
3 结论
(1)薯莨浸出液对真丝织物以 3种金属离子做后
处理的的较佳工艺条件:Fe2+为 85℃,pH值 3,浓度0.05
mol/L;Zn2+为 85 ℃,pH值 7,浓度 0.2 mol/L;Ti4+为 75 ℃,
pH值 3,浓度 0.05 mol/L.
(2)真丝织物经薯莨浸出液处理后,色牢度中等,
对紫外线有一定的屏蔽性能,浸出液对真丝织物的处
理降低了织物的透气量.
参考文献:
[1] 吴浩亮.漫话莨纱绸[J].丝绸,1999,16(7):41-42.
[2] 关本清,陈国强.Fe2+、Ti4+、Sn4+对薯莨提取液处理真丝织物的影响
[J].印染助剂,2007,24(10):40-43.
表 4 真丝织物经薯莨浸出液处理后的紫外屏蔽性能
表 2 金属离子处理后真丝织物的颜色特征值
金属离子 K/S值
Fe2+ 12.992 3
B(Zn2+) 0.263 7
Ti4+ 7.223 8
B(Ti4+) 0.216 3
B(Fe2+) 0.308 4
Zn2+ 0.619 7
L*
20.972 5
81.402 5
55.247 5
82.975 7
80.327 5
72.902 5
a* b*
1.56 -2.487 5
7.78 11.51
12.02 19.64
7.99 11.30
23.03 44.542 5
5.77 10.17
注:B(Fe2+)、B(Zn2+)、B(Ti4+)表示皂煮后的性能,下同.
表 3 真丝织物经薯莨浸出液处理后的皂洗牢度
金属离子
沾色 变色
Fe2+ 4 2
B(Fe2+) 4~5 2~3
B(Ti4+) 4~5 3
Zn2+ 4~5 3~4
B(Zn2+) 4~5 2
Ti4+ 4~5 2~3
皂洗牢度/级
金属离子
UVB
空白 20.91
Fe2+ 15.79
Zn2+ 15.22
Ti4+ 15.45
UPF值
3.68
5.20
5.39
5.24
屏蔽率/%
UVA
41.60
29.38
29.05
29.91
表 5 金属离子处理后织物的透气量
金属离子 Fe2+
透气量/(L·m-2·s-1) 631
Zn2+
569
Ti4+ 空白
854 1 027
温度/℃
■—Fe2+;▲—Ti4+;●—Zn2+
图 4 不同温度下处理的得色深度
K/
S
值
60
1.5
●
▲
■
70 80 90 10050
2.5
3.5
4.5
5.5
6.5
7.5
8.5
●▲
■
●▲
■
●
▲
■
●
▲
■
王玉杰，等：薯莨浸出液对真丝织物的处理研究 13