茶树染料在丝绸染整的运用
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本文作者：陈文丽1蒋海华1,2汪媛1纪俊玲1作者单位：1常州大学石油化工学院2张家港金陵纺织有限公司
染料制备
将茶树果壳洗净，晾干，机械粉碎;以酒精为溶剂，固液比1∶50，80℃恒温提取，重复提取三次;过滤，浓缩，干燥，即得深棕色茶树果壳植物染料粉末。
试验方法
1直接染色
处方
茶树果壳染料/%(omf)5
浴比1∶100
pH值3～4
温度/℃90
时间/min60
2媒染染色
预媒染媒染剂x%，温度60℃，时间30min，浴比1∶100;再按1．3．1节工艺染色。同浴媒染媒染剂x%，茶树果壳植物染料5%(omf)，温度90℃，时间60min，pH值3～4，浴比1∶100。后媒染先按1．3．1节工艺染色;媒染剂x%，温度60℃，时间30min，浴比1∶100。
测试方法
1茶树果壳植物染料上染率
在最大吸收波长360nm下，采用722N型可见分光光度计测试染液的吸光度，按式(1)计算吸尽率E:（略）。
2K/S值和颜色特征值
在SF600型电脑测色配色仪上，采用D65光源，10°视场，试样折叠4层，测定染色织物的颜色特征值L*、a*、b*和K/S值。其中:L*值减小，说明织物颜色加深;a*负值越大，色光越偏绿光;b*值为正偏黄光，为负偏蓝光。
3色牢度
耐摩擦色牢度按GB/T3920—2008《纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度》测定;耐皂洗色牢度按GB/T3921—2008《纺织品色牢度试验耐皂洗色牢度》测定;耐光色牢度按GB/T8426—1998《纺织品色牢度试验耐光色牢度》测定。
结果与讨论
1茶树果壳植物染料直接染色工艺优化
1)pH值
改变染色pH值(2、3、4、5、6、7)，按1．3．1节工艺采用茶树果壳植物染料对真丝染色，pH值对茶树果壳植物染料在真丝上染色性能的影响见图1。由图1可知，pH值对茶树果壳植物染料在真丝上的吸附影响较大。pH值在2～4时，上染率较高。真丝外层的丝胶在pH值＜2．5或pH值＞9时溶解率较高;真丝的等电点在3．9～4．4，此时丝胶的溶解度最低［9］。丝胶溶解度过高，会导致真丝手感粗糙发硬，色牢度也会相应下降［10］，而且过高的pH值对设备的腐蚀严重，所以染色pH值最好控制在2．5～4．4。由图1可知，pH值在2～3时上染率相近且最高，pH值在3～4时上染率稍有降低。为了得到较深的色泽和良好的牢度，pH值以选取3为宜;如果想要保持最好的织物牢度，也可以将pH值控制在4。
2)染色温度
改变染色温度(40、50、60、70、80、90℃)，按1．3．1节工艺采用茶树果壳植物染料对真丝染色，研究温度对植物染料在真丝上染色性能的影响(见图2)。由图2可知，随着温度的升高，茶树果壳植物染料的上染率逐步上升，在80～90℃上升速度最快，之后趋于平缓。高温可以得到较高的上染率和较深的色泽，但是过高的温度会加快丝胶的溶解，影响织物的手感和牢度。蚕丝的质量损失会随着温度的升高而上升，当温度达到95℃以上时，丝胶迅速溶解。若温度达到100℃以上，除了因沸腾使织物相互摩擦而造成擦伤和起毛外，还会引起丝素的泛黄和损伤。为了得到较深的色泽和良好的光泽与牢度，染浴温度宜设定为90℃。
3)染色时间
改变染色时间(30、40、50、60、70、80min)，按1．3．1节工艺对真丝染色，研究染色时间对茶树果壳植物染料在真丝上染色性能的影响，结果见图3。由图3可知，茶树果壳植物染料的吸附速率较快，在50min处达到最高，之后缓慢降低。这可能是由于其色素分子较小，容易在真丝纤维内扩散。染色时间超过50min之后，随着时间的增加，上染率缓慢降低，可能是由于当色素的吸附达到饱和之后，进一步延长染色时间会使色素从纤维上解离下来。因此，最佳染色时间设定在50min，生产中可根据染料用量不同适当微调。
4)茶树果壳植物染料用量范围的优选
分别选取1%、3%、5%、7%、9%、11%、13%、15%、17%、19%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%的染料浓度，按1．3．1节进行试验。随着茶树果壳植物染料浓度的增加，其上染率和K/S值的变化见图4。由图4可知，随着茶树果壳植物染料用量的增加，上染率初始缓慢下降，至用量超过15%之后，上染率急剧下降，并一直保持下降的趋势;K/S值则随染料用量增加，初始急剧增大，至用量增加到15%左右时，出现拐点，增幅变缓，虽然色深依旧在增加，但增幅相当小，而且此时的上染率开始不断地减小，染料浪费严重，所以，茶树果壳植物染料的建议用量为1%～15%。
2茶树果壳植物染料媒染染色
1)媒染方法的筛选
分别采用预媒染、同浴媒染和后媒染三种染色工艺，以FeSO4、CuSO4和KAl(SO4)2为媒染剂，按1．3．2节工艺(媒染剂用量为对织物重10%)对真丝进行染色，结果发现后媒染法得色最深，预媒染稍浅，二者得色深度相比于同等条件下的直接染色均有所提高。同浴媒染时，金属离子与染料发生了络合，生成絮状沉淀，Cu2+、Al3+为红棕色沉淀，Fe2+为棕灰色沉淀，因此，同浴媒染法不适用。
2)茶树果壳植物染料媒染剂的筛选
选取硫酸亚铁、硫酸铜、硫酸铝钾和柠檬酸［11］等四种媒染剂，媒染剂用量为对织物重10%，染色真丝的各项色牢度如表1所示。由表1可知，相对于直接染色，用KAl(SO4)2和柠檬酸为媒染剂，染后色深提高不大，甚至出现变浅现象，不适合作为茶树果壳植物染料染色用媒染剂。以FeSO4作媒染剂可染得深棕灰色，以CuSO4作媒染剂可染得黄棕色，色深均大幅度提高，各项色牢度提升0．5～1级，且后媒染牢度比预媒染好。综上所述，选择FeSO4与CuSO4为媒染剂。
3)媒染剂用量及媒染方法的优选
分别采用不同用量的FeSO4与CuSO4对真丝进行媒染染色，结果如图5所示。由图5而知，以FeSO4为媒染剂的色深比CuSO4高，且后媒染法略高于预媒染法，两种媒染剂用量均在4%时达到一个最佳值。
4)FeSO4与CuSO4后媒染真丝的颜色特征值
采用上述最佳工艺，以FeSO4与CuSO4为媒染剂后媒染真丝，与直接染色作比较，结果见表2。由表2可知，媒染后，两个媒染样品的L*值均大幅减小，说明织物颜色急剧加深［13］，其中FeSO4媒染样品更深;a*负值越大色光越偏绿光，说明FeSO4媒染样品偏绿光，而CuSO4媒染样品略微偏绿光;b*值为正偏黄光，为负偏蓝光，FeSO4媒染样品明显偏黄光，CuSO4媒染样品略微偏蓝光。茶树果壳植物染料直接染色得红棕色。与直接染色相比，FeSO4媒染样品色光改变较大，为深棕灰色;CuSO4媒染样品略微偏蓝光，为黄棕色，色光改变不大，但色深提高很多。
结论
(1)茶树果壳植物染料最佳直接染色条件为:pH值3，温度90℃，时间50min，浴比1∶100。(2)媒染剂FeSO4与CuSO4可以大幅提高织物的色深，两者最佳用量均为4%;选用后媒染的方式，Fe-SO4可染得深棕灰色，CuSO4可染得黄棕色。