李光红+曹长年+米琴+赵宙兴+朱新兵

摘  要：通过设计正交试验，对羊毛进行预处理和染色研究。重点考察了植物红花染料对羊毛的直接染色和同媒染色中时间、温度、媒染剂种类以及媒染剂用量等因素对染色效果的影响。确定了羊毛预处理的最优工艺为甲酸40 mL/L，双氧水50 mL/L，温度50 ℃，时间15 min。染色工艺条件为直接染色温度70 ℃，染色时间30 min，浴比1∶70（g∶mL）;同媒染色温度为85 ℃，染色时间40 min，媒染剂用量8%，媒染剂Sn2+。

关键词：羊毛;红花;甲酸;染色

中国分类号：TS193.5      文献标识码：A        文章编号：0439-8114（2014）12-2864-03

Research on Tibetan Carpet Wool Dyeing with Safflower

LI Guang-hong1， CAO Chang-nian1， MI Qin2， ZHAO Zhou-xing1， ZHU Xin-bing1

（1. College of Chemical Engineering， Qinghai University， Xining 810016， China;

2.Biology Department of Qinghai Normal University， Xining 810008，China）

Abstract： By orthogonal test the pretreatment and dyeing of wools were studied. It focused on the dyeing effects of safflower with different time， temperatures， mordant species and dosage in two modes.  The results showed that optimum conditions for the pretreatment of wool were formic acid of 40 mL/L， hydrogen peroxide of 50 mL/L， temperature of 50 ℃， time of 15 min. Dyeing conditions were direct dyeing 30 min under 70 ℃ with bath ratio of 1∶70（g∶mL）; mordant dyeing 40 min under 85 ℃ with mordant Sn2+ of 8%.

Key words： wool; safflower; formic acid; dyeing

青海是藏毯的发源地，发展藏毯业有着资源、地缘文化及产业发展环境三大优势。作为国内四大牧区之一的青海具有丰富的原材料资源。藏毯主要采用“西宁大白毛”作为原料，其纤维长、弹性好、光泽好，除此之外它还具有隔潮御寒、保温取暖等作用[1]。近些年随着青海国际藏毯展成功举办，这给青海的藏毯产业带来了更好的发展平台、发展机遇，开发新型产品提升藏毯的附加值势在必行。

本研究采用青海地区种植的红花为染料，进行藏毯羊毛染色的研究。天然植物染料不但具有良好的相容性及生物降解性[2]，而且经其染后的织物安全无毒。在给织物上色的同时，也使其中的药物成分与色素一起被纤维吸收，使织物具有特殊的药物保健作用[3]。目前，印度、日本和德国等国家都致力于天然染料染色的研究[4，5]。因此，天然染料的染色研究在今后将具有很好的发展前景与广阔的市场。

1  材料与方法

1.1  材料与试剂

红花，购于西宁药材市场;羊毛为西宁大白毛（中国藏毯协会提供）。

1.2  主要仪器

101FA-2型电热鼓风干燥箱（上海申光仪器仪表有限公司），紫外分光光度计（上海科学仪器厂），BSA124S-CW型电子天平（赛多利斯科学仪器有限公司），W201-B型电热恒温水浴锅（金坛市大地自动化仪器厂），SHZ-D（Ⅲ）型循环水多用真空泵（巩义市予华仪器有限责任公司），WSL-2A型罗维朋比色仪（上海昕瑞仪器仪表有限公司）。

1.3  方法

1.3.1  羊毛预处理  将羊毛于沸水中煮沸去除汗渍，双氧水浸泡，清水洗净，晾干，再用甲酸浸泡，清水洗净，晾干待用。

1.3.2  红花染液的制备  秤取5 g红花置于500 mL锥形瓶中，加入250 mL置入70 ℃的恒温水浴锅中加热20 min，趁热过滤收集滤液。再向滤渣中加入250 mL水，重复以上步骤。合并两次所得滤液即为染液。

1.3.3  染色方法  直接染色法和同媒染色法。

1.3.4  染料上染率测定  通过测定染后染液吸光值（406 nm），评价其上染性能。

1.3.5  色度值测定  用罗维朋比色计（Lovibond tintometer）进行色度值测定。

2  结果与分析

2.1  羊毛预处理

羊毛在染色过程中，由于外表面疏水性鳞片层的致密性及化学惰性，对染料的扩散和吸附造成了困难，所以羊毛纤维染色需煮沸1～2 h。这样不仅消耗大量的能源，而且导致羊毛在高温和化学药剂的作用下泛黄，影响纤维的手感、鲜艳度及光泽[6，7]。使用双氧水或甲酸进行羊毛预处理可有效地提高上染率并实现低温染色[8-11]。主要是因为羊毛二硫键及一些分子主链断裂以及羊毛溶胀度增大，而且有可能由于羊毛鳞片细胞胞间物的溶出，形成了染料易于扩散进入纤维的通道，从而提高了上染速率[12]。因此，本研究使用双氧水、甲酸进行羊毛预处理。本研究选用甲酸浓度（A）、双氧水浓度（B）、浸泡温度（C）以及浸泡时间（D）4个因素进行L9（34）正交试验，以染后染液的吸光值作为染色效果的评价依据。因素与水平见表1。endprint

由表2可知，各因素对羊毛织物上染率的影响依次是双氧水浓度、浸泡温度、浸泡时间、甲酸浓度。因此，甲酸双氧水预处理最优工艺为A1B2C2D1，即甲酸浓度40 mL/L，双氧水浓度50 mL/L，浸泡温度50 ℃，浸泡时间15 min。

2.2  直接染色试验

通过正交试验法进行最优提取工艺方案的确定。选取染色温度（A），染色时间（B），浴比（C），D为误差项，采用L9（34）正交表，且以染后染液的吸光值作为染色效果的评价依据。因素与水平见表3。

由表4可知，空白项的极值最小说明试验考查因素设计合理可行。各因素对织物上染率的影响依次是：染色温度>浴比>染色时间。因此以织物上染率为评价指标，直接染色工艺最优为：A2B1C3，即染色温度70 ℃，染色时间30 min，浴比1∶70（g∶mL）。

2.3  同媒染色试验

通过正交试验法进行最优提取工艺方案的确定。本研究选取染色温度（A）、染色时间（B）、媒染剂用量（C）、媒染剂（D）4个因素进行正交试验，以染后染液的吸光值大小作为染色效果的评价依据。因素与水平见表5。

由表6可知，各因素对织物上染率的影响依次是媒染剂、媒染剂用量、染色温度、染色时间。因此以织物上染率为评价指标，同媒染色工艺最优为A3B2C1D2，即染色温度85 ℃，染色时间40 min，媒染剂用量8%，媒染剂Sn2+。

2.4  表观色泽测定

按罗维朋体系，千颜万色归结起来只有红、橙、黄、绿、兰和紫6种颜色。对其间较小的区别又有红橙、黄橙、黄绿、兰绿、红紫和兰紫几种。经罗维朋比色计测定同媒染色与直接染色色度值见图1，同媒染色后的羊毛的表观色泽值见表7。

从图1分析可知，经双氧水、甲酸处理后的羊毛分别经同媒染色、直接染色后，媒染剂对于染色羊毛的色度值影响较大，经直接染色后的羊毛色度值变化比较平缓。表明媒染剂的添加对于染色羊毛的色度值有较大影响。从表7可得同媒染色后羊毛表观色泽值，经红花染色后所得染色羊毛的表观色泽为黄橙色。

3  结论

羊毛预处理工艺为甲酸浓度40 mL/L，双氧水浓度50 mL/L，浸泡温度50 ℃，浸泡时间15 min。直接染色工艺为染色温度70 ℃，染色时间30 min，浴比1∶70（g∶mL）。同媒染染色工艺为染色温度85 ℃，染色时间40 min，媒染剂用量8%，媒染剂Sn2+。据罗维朋体系测得的数据分析可知，经红花染色后的羊毛表观色泽为黄橙色。通过染后浴液吸光值以及色度值分析可知，Sn2+对上染效果的影响最大。

参考文献：

[1] 刘  波.青海藏毯业SWOT[J].商场现代化，2006（26）：218-219.

[2] 陈  艳，肖鹏业.玉米纤维[J].广西纺织科技，2007 （1）：43-45.

[3] 韩晓俊，王越平，覃  丹.媒染剂在天然染料对毛织物染色中的作用[J].毛纺科技，2007 （2）：14-16.

[4] TANOUE Y，SAKATA K，HASHIMOTO M，et al.A facile synthesis of 6，6，-and 5，5，-dihalogenoindigos [J].Dyes and Pigments，2004，62（2）：101-105.

[5] SOLEAU A.Duet between dyeing and spinning：The dye workshop in Geretshausen[J]. Textilkunst Intemational，2004，32（1）：37-40.

[6] 周天池.双氧水/甲酸预处理羊毛低温染色工艺研究[J].毛纺科技，2012，40（4）：25-28.

[7] 展义臻，赵  雪.羊毛低温染色预处理方法和机理[J].纺织科技进展，2008 （6）： 13-16.

[8] 金美菊，阮 勇，石东亮，等.羊绒纤维低温染色工艺及机理研究[J].毛纺科技， 2008 ，36（1）：11-13.

[9] 王  莉，姚金波.有机溶液预处理对羊毛上染率的影响[J].毛纺科技，2010， 38（4）：5-7.

[10] 王成国，胡仁志.氧化预处理对羊毛品质及低温染色性能的影响[J].纺织学报，2000，21（3）：169-172.

[11] 王菊花，许海育.甲酸—双氧水在羊毛生物酶防毡缩[J].印染助剂， 2007，24（6）：34-36.

[12] 郑庆康，韦俊玲，吕淑霖.双氧水乙二醛低温染色的研究[J].西北纺织工学院学报，1990（1）：29-37.endprint

由表2可知，各因素对羊毛织物上染率的影响依次是双氧水浓度、浸泡温度、浸泡时间、甲酸浓度。因此，甲酸双氧水预处理最优工艺为A1B2C2D1，即甲酸浓度40 mL/L，双氧水浓度50 mL/L，浸泡温度50 ℃，浸泡时间15 min。

2.2  直接染色试验

通过正交试验法进行最优提取工艺方案的确定。选取染色温度（A），染色时间（B），浴比（C），D为误差项，采用L9（34）正交表，且以染后染液的吸光值作为染色效果的评价依据。因素与水平见表3。

由表4可知，空白项的极值最小说明试验考查因素设计合理可行。各因素对织物上染率的影响依次是：染色温度>浴比>染色时间。因此以织物上染率为评价指标，直接染色工艺最优为：A2B1C3，即染色温度70 ℃，染色时间30 min，浴比1∶70（g∶mL）。

2.3  同媒染色试验

通过正交试验法进行最优提取工艺方案的确定。本研究选取染色温度（A）、染色时间（B）、媒染剂用量（C）、媒染剂（D）4个因素进行正交试验，以染后染液的吸光值大小作为染色效果的评价依据。因素与水平见表5。

由表6可知，各因素对织物上染率的影响依次是媒染剂、媒染剂用量、染色温度、染色时间。因此以织物上染率为评价指标，同媒染色工艺最优为A3B2C1D2，即染色温度85 ℃，染色时间40 min，媒染剂用量8%，媒染剂Sn2+。

2.4  表观色泽测定

按罗维朋体系，千颜万色归结起来只有红、橙、黄、绿、兰和紫6种颜色。对其间较小的区别又有红橙、黄橙、黄绿、兰绿、红紫和兰紫几种。经罗维朋比色计测定同媒染色与直接染色色度值见图1，同媒染色后的羊毛的表观色泽值见表7。

从图1分析可知，经双氧水、甲酸处理后的羊毛分别经同媒染色、直接染色后，媒染剂对于染色羊毛的色度值影响较大，经直接染色后的羊毛色度值变化比较平缓。表明媒染剂的添加对于染色羊毛的色度值有较大影响。从表7可得同媒染色后羊毛表观色泽值，经红花染色后所得染色羊毛的表观色泽为黄橙色。

3  结论

羊毛预处理工艺为甲酸浓度40 mL/L，双氧水浓度50 mL/L，浸泡温度50 ℃，浸泡时间15 min。直接染色工艺为染色温度70 ℃，染色时间30 min，浴比1∶70（g∶mL）。同媒染染色工艺为染色温度85 ℃，染色时间40 min，媒染剂用量8%，媒染剂Sn2+。据罗维朋体系测得的数据分析可知，经红花染色后的羊毛表观色泽为黄橙色。通过染后浴液吸光值以及色度值分析可知，Sn2+对上染效果的影响最大。

参考文献：

[1] 刘  波.青海藏毯业SWOT[J].商场现代化，2006（26）：218-219.

[2] 陈  艳，肖鹏业.玉米纤维[J].广西纺织科技，2007 （1）：43-45.

[3] 韩晓俊，王越平，覃  丹.媒染剂在天然染料对毛织物染色中的作用[J].毛纺科技，2007 （2）：14-16.

[4] TANOUE Y，SAKATA K，HASHIMOTO M，et al.A facile synthesis of 6，6，-and 5，5，-dihalogenoindigos [J].Dyes and Pigments，2004，62（2）：101-105.

[5] SOLEAU A.Duet between dyeing and spinning：The dye workshop in Geretshausen[J]. Textilkunst Intemational，2004，32（1）：37-40.

[6] 周天池.双氧水/甲酸预处理羊毛低温染色工艺研究[J].毛纺科技，2012，40（4）：25-28.

[7] 展义臻，赵  雪.羊毛低温染色预处理方法和机理[J].纺织科技进展，2008 （6）： 13-16.

[8] 金美菊，阮 勇，石东亮，等.羊绒纤维低温染色工艺及机理研究[J].毛纺科技， 2008 ，36（1）：11-13.

[9] 王  莉，姚金波.有机溶液预处理对羊毛上染率的影响[J].毛纺科技，2010， 38（4）：5-7.

[10] 王成国，胡仁志.氧化预处理对羊毛品质及低温染色性能的影响[J].纺织学报，2000，21（3）：169-172.

[11] 王菊花，许海育.甲酸—双氧水在羊毛生物酶防毡缩[J].印染助剂， 2007，24（6）：34-36.

[12] 郑庆康，韦俊玲，吕淑霖.双氧水乙二醛低温染色的研究[J].西北纺织工学院学报，1990（1）：29-37.endprint

由表2可知，各因素对羊毛织物上染率的影响依次是双氧水浓度、浸泡温度、浸泡时间、甲酸浓度。因此，甲酸双氧水预处理最优工艺为A1B2C2D1，即甲酸浓度40 mL/L，双氧水浓度50 mL/L，浸泡温度50 ℃，浸泡时间15 min。

2.2  直接染色试验

通过正交试验法进行最优提取工艺方案的确定。选取染色温度（A），染色时间（B），浴比（C），D为误差项，采用L9（34）正交表，且以染后染液的吸光值作为染色效果的评价依据。因素与水平见表3。

由表4可知，空白项的极值最小说明试验考查因素设计合理可行。各因素对织物上染率的影响依次是：染色温度>浴比>染色时间。因此以织物上染率为评价指标，直接染色工艺最优为：A2B1C3，即染色温度70 ℃，染色时间30 min，浴比1∶70（g∶mL）。

2.3  同媒染色试验

通过正交试验法进行最优提取工艺方案的确定。本研究选取染色温度（A）、染色时间（B）、媒染剂用量（C）、媒染剂（D）4个因素进行正交试验，以染后染液的吸光值大小作为染色效果的评价依据。因素与水平见表5。

由表6可知，各因素对织物上染率的影响依次是媒染剂、媒染剂用量、染色温度、染色时间。因此以织物上染率为评价指标，同媒染色工艺最优为A3B2C1D2，即染色温度85 ℃，染色时间40 min，媒染剂用量8%，媒染剂Sn2+。

2.4  表观色泽测定

按罗维朋体系，千颜万色归结起来只有红、橙、黄、绿、兰和紫6种颜色。对其间较小的区别又有红橙、黄橙、黄绿、兰绿、红紫和兰紫几种。经罗维朋比色计测定同媒染色与直接染色色度值见图1，同媒染色后的羊毛的表观色泽值见表7。

从图1分析可知，经双氧水、甲酸处理后的羊毛分别经同媒染色、直接染色后，媒染剂对于染色羊毛的色度值影响较大，经直接染色后的羊毛色度值变化比较平缓。表明媒染剂的添加对于染色羊毛的色度值有较大影响。从表7可得同媒染色后羊毛表观色泽值，经红花染色后所得染色羊毛的表观色泽为黄橙色。

3  结论

羊毛预处理工艺为甲酸浓度40 mL/L，双氧水浓度50 mL/L，浸泡温度50 ℃，浸泡时间15 min。直接染色工艺为染色温度70 ℃，染色时间30 min，浴比1∶70（g∶mL）。同媒染染色工艺为染色温度85 ℃，染色时间40 min，媒染剂用量8%，媒染剂Sn2+。据罗维朋体系测得的数据分析可知，经红花染色后的羊毛表观色泽为黄橙色。通过染后浴液吸光值以及色度值分析可知，Sn2+对上染效果的影响最大。

参考文献：

[1] 刘  波.青海藏毯业SWOT[J].商场现代化，2006（26）：218-219.

[2] 陈  艳，肖鹏业.玉米纤维[J].广西纺织科技，2007 （1）：43-45.

[3] 韩晓俊，王越平，覃  丹.媒染剂在天然染料对毛织物染色中的作用[J].毛纺科技，2007 （2）：14-16.

[4] TANOUE Y，SAKATA K，HASHIMOTO M，et al.A facile synthesis of 6，6，-and 5，5，-dihalogenoindigos [J].Dyes and Pigments，2004，62（2）：101-105.

[5] SOLEAU A.Duet between dyeing and spinning：The dye workshop in Geretshausen[J]. Textilkunst Intemational，2004，32（1）：37-40.

[6] 周天池.双氧水/甲酸预处理羊毛低温染色工艺研究[J].毛纺科技，2012，40（4）：25-28.

[7] 展义臻，赵  雪.羊毛低温染色预处理方法和机理[J].纺织科技进展，2008 （6）： 13-16.

[8] 金美菊，阮 勇，石东亮，等.羊绒纤维低温染色工艺及机理研究[J].毛纺科技， 2008 ，36（1）：11-13.

[9] 王  莉，姚金波.有机溶液预处理对羊毛上染率的影响[J].毛纺科技，2010， 38（4）：5-7.

[10] 王成国，胡仁志.氧化预处理对羊毛品质及低温染色性能的影响[J].纺织学报，2000，21（3）：169-172.

[11] 王菊花，许海育.甲酸—双氧水在羊毛生物酶防毡缩[J].印染助剂， 2007，24（6）：34-36.

[12] 郑庆康，韦俊玲，吕淑霖.双氧水乙二醛低温染色的研究[J].西北纺织工学院学报，1990（1）：29-37.endprint