朱正鋒，韓 倩，周麗娟，張 品

（中原工學院，鄭州450007）

中草藥茜草染料對粘膠非織造布染色工藝探討

朱正鋒，韓 倩，周麗娟，張 品

（中原工學院，鄭州450007）

以粘膠非織造布（100g／m2）為載體，探討了茜草染液的染色工藝參數(shù)對其染色效果的影響.試驗采用先媒后染工藝，以明礬作為媒染劑，媒染劑用量為8%（o.w.f），媒染時間為20min，在單因子試驗基礎上通過L9（34）正交工藝優(yōu)化，以反射率及色牢度等作為考核指標，得到茜草染粘膠非織造布的最佳工藝參數(shù)：染液濃度3%、染色溫度100℃、染色時間30min、染液pH值12.試驗結果對同類研究探討具有一定的參考價值.

茜草；粘膠非織造布；色牢度；正交優(yōu)化；色特征值

茜草（Rubia cordifolia L.）的干燥根及根莖富含蒽酮類、紫茜素、茜素等化學物質，是一種始用于商周時代的紅色植物染料［1］.其水提取液對金黃色葡萄球菌、肺炎雙球菌、流感桿菌及部分皮膚真菌有一定的抑制作用［2］.本課題以天然茜草為基材，用水提法制備了茜草紅色染料，通過L9（34）正交優(yōu)化試驗研究了該染料對粘膠非織造布的染色工藝，可對同類研究提供一定的參考價值.

1 試 驗

1.1 試驗材料與儀器

（1）材料：粘膠非織造布（100g／m2），茜草（藥店市售，粉碎至約120目），明礬（KAl（SO4）2·12H2O），鹽酸（HCl），氫氧化鈉（NaOH），皂片.

（2）主要儀器：YP202精密電子天平（感量200g／1mg），萬用電爐DL－1，DZKW－S－4型電子恒溫水浴鍋（北京市永光明醫(yī)療儀器廠），Y571L摩擦色牢度儀（萊州市電子儀器有限公司），YG611A日曬色牢度儀（常州紡織儀器廠有限公司），SW－12（L）耐洗色牢度試驗機（萊州市電子儀器有限公司），YG631型汗?jié)n色牢度儀（萊州市電子儀器有限公司），Datacolor SF600X電腦測配色儀（美國Datacolor公司），7230分光光度計（廈門分析儀器廠），PHS－25型精密pH計（上海盛磁儀器有限公司）.

1.2 試驗方法

1.2.1 茜草染液的水提制備

先將30g茜草加適量的水浸泡，發(fā)酵24h（以切斷色素與葡萄糖母體的連接，減小上染過程的空間位阻效應［3］），然后將茜草洗凈撈出，在酒精濃度為60%（V／V）的加熱回流裝置上沸煮1.5h，回流提取2次，合并提取液，過濾，濃縮制成濃度為5%的茜草染液（染液實際濃度由7230分光光度計測定）.

1.2.2 染色性能測試

用Datacolor SF600X電腦測配色儀測試染色后粘膠非織造布的反射率R、顏色特征值Lab、與未染色原樣色差△E等顏色特征值.耐日曬色牢度按GB／T8427－1998測定［4］；耐皂洗色牢度按 GB／T3921.1－1997測定［5］；耐汗?jié)n色牢度按 GB／T3922－1995測定［5］；耐摩擦色牢度按GB／T3920－1997測定［5］.每指標分別測試3次，計算平均值.

1.2.3 染色試驗

采用先媒后染工藝，將取自同一樣本的粘膠非織造布在20℃時投入明礬媒染液（8%（o.w.f），媒染20min，固定浴比1∶50.選取染液濃度、染色溫度、pH值、染色時間分別進行單因子優(yōu)化及正交試驗，每因子試驗3次.

（1）染液濃度優(yōu)化.固定染色溫度100℃，染色時間30min，染液pH值6，染液濃度分別為1%、2%、3%、4%、5%.

（2）染色溫度優(yōu)化.固定染液濃度3%，染色時間30min，染液pH值6，染液溫度分別為70℃、80℃、90℃、100℃.

（3）染色時間優(yōu)化.固定染液濃度3%，染色溫度100℃，染液pH值6，染色時間分別為10min、20min、30min、40min.

（4）染液pH值優(yōu)化.固定染液濃度3%，染色溫度100℃，染色時間30min，染液pH值分別為4、5、7、9、12.

（5）染色工藝正交優(yōu)化.在單因子試驗基礎上，選用L9（34）正交工藝進行優(yōu)化.正交設計表如表1所示.

表1 茜草染色正交設計因素與水平表

2 結果與討論

2.1 單因子對染色后材料的反射率的影響

單因子對茜草染色后材料在可見光范圍內的反射率的影響如圖1所示.

2.2 單因子對染色后材料的顏色特征值的影響

單因子對茜草染色后材料的顏色特征值的影響如表2所示.

綜合分析圖1和表2，得到如下結論.

（1）從圖1可知：

①在可見光范圍內，染液濃度、染色溫度、染色時間、染液pH值對反射率R的影響曲線形態(tài)一致，呈S形.

表2 單因子染色后材料的顏色特征值

②經茜草染料染色的粘膠非織造布主反射區(qū)間為波長650～780nm的橙紅色區(qū)域，染色后材料反射率為60%～80%；且隨著染液濃度增大，材料反射率以一定梯度增大.

③隨著染液pH值增大、染色時間增長，染色后材料反射率呈降低趨勢.

（2）從表2可知：

①隨著染液pH值的增大，染色后材料的亮度值L以一定梯度降低；其余各因子參數(shù)對亮度的影響不明顯.

②特征值a越大，說明染色后材料越紅.經茜草染料染色的粘膠非織造布主反射區(qū)間的橙紅色區(qū)域，其a值在10.85～20.22之間，較集中；且隨著染液濃度增大、染液pH值增大，染色后材料的a值呈增大趨勢.

③特征值b越大，說明染色后材料偏黃色光.經茜草染料染色的粘膠非織造布主反射區(qū)間的橙紅色區(qū)域，其b值在11.75～26.76之間，較分散.染液濃度、染色時間2個參數(shù)的取值對b值的影響不大；染色溫度升高，b值減?。蝗疽簆H值增大，b值呈一定梯度降低.

④各因子參數(shù)的取值對色差ΔE的影響無明顯區(qū)別.

（3）根據試驗結果和實際生產中對成本控制的需要，本研究選取染液濃度2%～4%、染色溫度80～100℃、染色時間20～40min、染液pH值7～12進行正交試驗優(yōu)化.

2.3 正交試驗結果與分析

2.3.1 正交試驗結果

茜草染色性能正交優(yōu)化試驗結果如表3所示.

表3 茜草染色性能正交優(yōu)化試驗分析表

2.3.2 影響因素排序分析

由表3的計算結果（這里從略）進行影響因素排序分析，可以得出：影響R的因素排序為D＞A＞C＞B；影響K／S的因素排序為A＞D＞C＞B；影響耐皂洗色牢度的因素排序為A＞D≥B＞C；影響耐日曬色牢度的因素排序為B≥D＞A＞C；影響耐摩擦色牢度的因素排序為C＞B≥A≥D；影響耐汗?jié)n色牢度的因素排序為B＞A≥C≥D.

分析可知，本正交優(yōu)化試驗得到的茜草染色最優(yōu)工藝組合方案為A2B3C2D3，即最優(yōu)染色工藝參數(shù)是：染液濃度3%，染液pH值12，染色時間30min，染色溫度100℃.

采用最優(yōu)工藝參數(shù)做驗證試驗，結果如表4所示.

表4 最佳工藝參數(shù)驗證結果

3 結 語

（1）試驗得到中草藥茜草染料染粘膠非織造布的最優(yōu)工藝：運用前媒染色法，采用明礬作為媒染劑，媒染劑用量為8%（o.w.f），媒染時間為20min，染液濃度為3%，染色溫度為100℃，染色時間為30min，染液pH值為12；

（2）試驗發(fā)現(xiàn)，茜草染液用于粘膠非織造布染色時，上染速度快，采用先媒后染工藝，染色效果好，織物的各項色牢度可達3級，具有一定的使用價值.

［1］ 孫云嵩.茜草——紅色的植物染料［J］.絲綢，2001（11）：20－22.

［2］ 高學敏.中藥學［M］.北京：中國中醫(yī)藥出版社，2007：298.

［3］ 榕嘉.茜草的性能和染色試驗［J］.絲綢，2002（2）：28－29.

［4］ 紡織工業(yè)標準化研究所.中國紡織標準匯編——基礎標準與方法標準卷2［M］.北京：中國標準出版社，2007.

［5］ 紡織工業(yè)標準化研究所.中國紡織標準匯編——基礎標準與方法標準卷1［M］］.北京：中國標準出版社，2007.

The Study on the Dyeing Process of Madder on Viscose Non－woven Fabric

ZHU Zheng－feng，HAN Qian，ZHOU Li－juan，ZHANG Pin
（Zhongyuan University of Technology，Zhengzhou 450007，China）

In this study，viscose non－woven fabric（100g／m2）as the carrier of the madder dye liquor dyeing process parameters effect is studied.Experiments using the first media dyeing，alum as a mordant，mordant amount of 8% （o.w.f），mordant time of 20min，by L9（34）orthogonal process optimization on the base of the single－factor experiments，the reflectance and color fastness as markers to obtain optimal parameters for madder dyed viscose non－woven fabric：a dye concentration of 3%the dyeing temperature 100℃，the dyeing time 30 min，the dye pH of 12.Explore similar study has some reference value.

madder；viscose non－woven fabric；color fastness；orthogonal optimization；color characteristic value

TS193.6

A

10.3969／j.issn.1671－6906.2012.05.013

1671－6906（2012）05－0057－04

2012－09－15

朱正鋒（1957－），男，河南三門峽人，教授.