羊毛针织物天然艾蒿染料染色初探

摘要：以艾叶为原料提取艾蒿染料，用该染料对羊毛针织物进行染色，研究了染色工艺条件及媒染剂种类对染色性能的影响。结果表明，提取的天然艾蒿染料会因酸、碱及金属离子的加入而引起不同程度的色光及色深变化，染色以中性或弱酸性条件为宜。各种媒染剂均可不同程度的提高染色织物的K／S值和染色牢度。其中以铁盐媒染样品的色深值最高，为直接染色的3．9倍，锡盐媒染的牢度最佳，皂洗及摩擦牢度均达到4级。媒染剂对染色羊毛织物的色光影响显著。

羊毛织物具有优异的悬垂性和保暖性，光泽自然儒雅，手感滑润活络，一直被用作高档服装面料，在纺织品中占据重要的位置。羊毛可采用酸性、中性、活性等染料进行染色，其染色工艺成熟，色谱齐全，色光鲜艳。由于羊毛分子中含有氨基、羟基、羧基等活性基团，与天然染料具有一定的反应性，羊毛亦可采用天然染料进行染色。天然染料与环境相容性好，可生物降解，除染色功能外，还具有药物、香料等多种功能。艾蒿是天然染料中的重要品种，又是一种传统中草药，散发的气味既具有稳定情绪、松弛身心的镇定作用，又具有解热、利尿、补血等功能。艾蒿的分子组成中含有1，8一桉树脑、α一守酮、乙酰胆碱、胆碱等活性物质，具有抗菌消炎、止痒、抗过敏和促进血液循环、调节血压、神经传递等生理作用。在染色过程中其药物和香味成分与色素一起被织物吸收，使染色后的织物对人体有特殊的药物保健功能。较多的文献报道了天然染料在羊毛染色中的应用，而天然艾蒿染料用于羊毛染色的研究却鲜见报道，本文实验从艾叶中提取艾蒿染料，对羊毛针织物进行染色，通过对染色深度、颜色特征值及染色牢度的测定，探讨染色条件及媒染剂种类对染色性能的影响。

1实验

1．1材料与仪器

织物：纯羊毛针织物。

药品：冰醋酸，碳酸钠，结晶硫酸铜、硫酸亚铁、硫酸铝、氯化亚锡等(以上均为试剂)，艾叶(武汉产新鲜艾叶)。

仪器：YP601N型精密电子太平，电热恒温鼓风干燥箱，SMD型实验室小样染色机，DatacolorSF600型电脑测色配色仪，SW一8型皂洗牢度仪，Y一571型摩擦牢度仪，722型分光光度计等。

1．2实验方法

1．2．1艾蒿染液的提取及稳定性

将采摘的新鲜艾叶洗净，80℃烘干备用。称取干艾叶60g洗净，加人1000mL蒸馏水，室温浸泡2～3h，95～100℃水煮1．5h，过滤，残渣再加适量蒸馏水沸煮1h，过滤，合并2次的滤液，使其总量仍为1000mL(可根据情况补加蒸馏水或进行浓缩)。

稳定性实验：取上述艾蒿提取液稀释至一定倍数，取50mL若干份，分别加入金属盐CuSO4·5H2O、FeS,4·7H2O、SnC1、A12(SO4)3，·18H2O，0．1g，考察提取液对金属离子的稳定性；再另取上述稀释液50mL2份，分别加入醋酸和碳酸钠调节其pH值为3和9，测定溶液的吸收光谱曲线，考察pH值对艾蒿色素稳定性的影响。

1．2．2染色

直接染色：以前述的艾蒿提取液作为染浴，染色浴比为I：50，分别在不同温度及时间下对羊毛针织物进行染色，测定染色织物的K／S值，以确定直接染色的适宜条件。

媒染染色：分别以Cu2+、Fe2+、Sn2+、A12+做媒染离子，采用预媒、后媒、同浴媒染工艺，对羊毛针织物染色。染色条件为直接染色最佳条件，媒处理条件为媒染剂5g／L，温度60～70℃，浴比1：50，染色后经水洗、皂洗、水洗、烘干。测试染色织物的K／S值、颜色特征值及染色牢度，考察媒染剂及媒染工艺对染色性能的影响。

1．2．3测试

染色织物K／S值及颜色特征值(L、a、b、c)采用DatacolorSF600电脑测配色仪进行测试，皂洗和摩擦牢度分别按GB／T3921．1--1997和GB／T3920—1997进行测定。

2结果与讨论

2．1艾蒿色素稳定性研究

图l为不同pH值下艾蒿提取液的吸收光谱曲线。由图1可以看出，艾蒿提取原液的最大吸收波长λMAX在380nm左右，在近紫外区域，这与较多的植物染料(如红茶、大黄、槐米等)相似。艾蒿色素是以叶绿素为主的多种天然色素成分的混合物，组成较为复杂，其λMAX随艾蒿产地、采摘季节、提取工艺等而发生变化。pH值为3的艾蒿提取液的λMAX在380nm左右，与原液相近，pH值为9的艾蒿提取液的λMAX在420nm左右。表明艾蒿提取液对酸较稳定，而对碱较为敏感，碱性条件下部分色素成分遭到破坏，使提取液颜色发生变化，深度下降。据此，染色pH值可确定为弱酸性至中性为佳，可直接采用提取原液(pH值约为6)进行染色。

表1是金属离子对艾蒿色素稳定性影响的实验结果。表1说明，艾蒿色素对金属离子较为敏感，金属离子的加入使其色深和色光发生不同程度的变化，其中以A12(SO4)3·18H2O的影响最小。这可能是因为天然叶绿素中的Mg2+被不同金属离子所取代而形成不同结构的络合物所致。

2．2直接染色

染色温度及时问对染色毛织物表观色深值(K／S值)的影响见图2、3。由图2可知，随染色温度的升高(染色时间60min)，染色针织物K／S值增大，当温度达90℃时，K／S值增加缓慢，考虑到节约能源及可操作性，确定染色温度9O℃。图3表明，染色初期染色织物的K／S值随时间延长而增加(染色温度90℃)，当染色50min时，再增加染色时间，K／S值变化不大，表示染色反应已基本达到平衡。据此，确定最佳染色时间为50min。

2．3媒染染色

2．3．1染色深度

不同媒染剂及媒染工艺对染色织物K／S值的影响见图4。从图4可知，采用媒染剂的染色样品的K／S值均大于直接染色样品，说明媒染剂有效增加了染色深度。对同～媒染剂，织物K／S值顺序为：预媒染色>后媒染色>同浴媒染>直接染色，预媒法得色最深，直接染色得色最淡，但染色过程中发现，预媒法的匀染性能不好，个别染样存在色花的现象。不同媒染剂对染色织物K／S值的影响是，预媒染色：Fe>Cu>Sn>A1，后媒染色：Cu>Fe>Sn>A1。总体来说，Fe和cu的增深性能最好，Sn2+媒染3种媒染工艺的K／S值相差最小，媒染工艺对sn媒染样品的K／S值影响不显著.

2.3.2颜色特种值及染色牢度

不同染色条件下羊毛针织物的颜色特征值及染色牢度见表2。

由表2可以看出，与直接染色相比，Fe作为媒染剂对染色织物的颜色特征值影响最大，织物色光发生明显变化，红绿值。下降，绿光加重，黄蓝值b明显下降，黄光减弱，织物色光由直接染色时的绿光黄转变为墨绿色，亮度值下降明显，色度值c下降显著，羊毛织物经Fe2+媒染后鲜艳度下降；Cu2+媒染样品b值降低，蓝光增加，色度值C下降，鲜艳度降低；而Al2+媒染红光加重，染色织物呈砖黄色；Sn媒染的、。、b、c值变化很小，说明织物色光变化不大。同一媒染剂的不同染色工艺，其色度指标变化很小，说明媒染工艺对织物色光影响不大。表2还说明，对同一媒染剂，染色牢度顺序为：后媒染色>预媒染色>直接染色；对不同媒染剂，以sn2+的染色牢度最佳，各项牢度在4级以上，Cu2+、Fe2+各项牢度大于3级，可以满足一般的牢度要求。

媒染剂对染色织物的K／S值、色光及染色牢度的影响，是由于媒染剂可以与羊毛纤维和艾蒿染料形成稳定的络合物，通过金属离子使羊毛纤维与艾蒿染料结合得更为牢固，进而提高染色深度及牢度。艾蓠色素组成复杂，其主要成分为叶绿素、叶黄素等，其中叶绿素分子是由4个吡咯环形成的复杂共轭体系，天然叶绿素结合的是Mg2+，当采用不同的媒染剂染色时，媒染剂与纤维及染料间形成不同种类的络合物，从而呈现出不同的染色色光、染色深度及染色牢度性质。

3结论

艾蒿染料对羊毛针织物具有较好的染色性能，在媒染剂作用下，可得到较好的染色深度及牢度，其中以FeSO4·7H0的增深效果最好，染色织物|s值提高到直接染色时的3．9倍；SnC1媒染的色牢度最佳，皂洗和摩擦牢度均达到4级以上。媒染剂对染色织物的5值、色光及染色牢度影响很大。