尚润玲

(江阴职业技术学院 环境与材料工程系, 江苏 江阴 214426)

大多数植物染料对人体无毒无害、可再生、对环境友好，而且本身还具有抗氧化、抑菌及其他保健功能，可用于贴身服装面料的染色，如运动衣、内衣及健身服等面料的染色，整个染色过程几乎不产生有毒有害物质[1]，染色后的面料拥有大自然赋予的独特色彩，且色泽柔和、气味芳香，深受消费者的青睐[2-3]。纺织品的植物染料染色符合现代绿色染整和生态纺织品发展的趋势。

羊毛织物柔软而富有弹性，吸湿性、透气性优异，面料光泽自然柔和，羊毛面料深受消费者的喜爱。目前，羊毛织物主要采用直接染料、活性染料、酸性染料、金属络合染料等进行染色。这些染料均存在对人体不健康和环境污染等潜在问题。随着人们生活理念的转变、环保意识的提高，采用植物染料染色的羊毛面料受到了人们的喜爱。越来越多的黄色系、紫色系[4-5]、红色系、蓝色系植物染料等系列植物染料的成功提取[6-7]，为羊毛织物的植物染料染色提供更多可能。但是，经过查阅文献资料知，羊毛植物染料染色相关记载并不多，如陈欣子等[8]利用葡萄籽染料采用直接染、预媒染和后媒染多种染色工艺对毛织物染色，并得到了较好的色牢度，侯秀良等[9]用槐米色素植物染料对羊毛织物成功染色，董超萍等[10]采用板栗壳天然染料对羊毛织物进行直接法染色，得到了色牢度良好的面料。少有通过助剂处理羊毛后，再用植物染料染色来提高织物的得色率和各项色牢度的研究。本文通过精选植物染料、借助助剂优化染色工艺以提高羊毛织物得色率，改善染色后羊毛织物的耐摩擦色牢度、耐水洗色牢度、耐汗渍色牢度，提高羊毛织物品质和附加值。

1 试 验

1.1 织物、试剂及仪器

织物：羊毛机织物，面密度 237 g/m2。

试剂：玫红色、亮黄色、深蓝色植物染料(工业级，河南中大恒源生物科技股份有限公司)、渗透剂JFC、皂粉(工业级，江阴市尼美达助剂有限公司)、冰醋酸(工业级，国药集团化学试剂有限公司)、预处理剂(实验室自制)。

仪器：HTF-24P型红外线染色小样机(靖江市华夏科技有限公司)，YP10002型电子天平(江苏金坛科学仪器有限公司)，DHG-9620B型电热恒温鼓风干燥箱(南通宏大实验仪器有限公司)，Ci4000型耐皂洗牢度实验机、Ci4000型染色摩檫牢度试验仪器、Ci4000型汗渍色牢度仪(Atlas公司)，Color-Eye 7000A型电脑测色仪(美国X-Rite公司)。

1.2 羊毛织物直接法染色工艺

由于纯羊毛织物在纺纱和织造过程中被施加一定量的油剂和蜡质，生产及运输过程中也会沾染油污和污垢，这些杂质会影响染色效果。因此，染色前要对其进行洗涤。洗涤方法：将羊毛织物于50 ℃的含有皂粉的温水浴中处理30 min，然后于50 ℃的温水冲洗干净。将上述处理过的羊毛织物进行染色及水洗后处理。

工艺流程：洗涤后的羊毛织物→染色→水洗→烘干。工艺处方：植物染料3.0(owf)%，冰醋酸2.0%～5.0%(owf)，渗透剂 1.5 g/L，浴比1∶50。

按照上述的工艺处方配制40 ℃的染浴，将润湿10 min的羊毛织物投入染浴，以1.0 ℃/min的速率升温至60～100 ℃，保温30～80 min，然后以1.5 ℃/min的速率降温至50 ℃，水洗，烘干。

1.3 羊毛织物预处理后直接法染色工艺

染色前预处理：将羊毛织物按照1.2的洗涤方法洗涤，然后进行预处理。将洗涤过的羊毛织物投入50 ℃的自制预处理剂溶液(预处理剂1.2%(owf)，pH值5.0，浴比1∶30)中，以1.0 ℃/min的速率升温至85 ℃，保温45 min，然后以1.5 ℃/min的速率降温至50 ℃，水洗，待染色。

预处理后羊毛织物的染色：将预处理后的羊毛织物按照1.2直接染色工艺进行染色和水洗，然后将染色水洗后的羊毛织物烘干。

1.4 性能测试

1.4.1 色牢度测试

染色后织物的耐摩擦色牢度按照AATCC TM8-2016e《纺织品 色牢度试验 耐摩擦色牢度》测试；耐汗浸色牢度按照AATCC TM15-2013e《纺织品 色牢度试验 耐汗浸色牢度》测试；耐水洗色牢度按照AATCC TM61-2013e2《纺织品 色牢度试验 耐水洗色牢度》测试。

1.4.2K/S值测定

采用Color-Eye7000A型电脑测色配色仪，在D65光源、入射角10°条件测定，将织物折成4层，选取3个不同的点进行测试，取平均值。

2 结果与讨论

2.1 直接法染色

将羊毛织物按照1.2的洗涤方法洗好之后，选取枚红色、亮黄色和深蓝色3种植物染料，分别采用直接法染色工艺对羊毛织物进行染色，然后再利用单因素法进行工艺优化。

2.1.1 染色温度对直接法染色效果的影响

采用不同的保温温度(55、65、75、85、98 ℃)，在保温时间50 min、pH值为4.0，渗透剂用量为1.5 g/L，浴比1∶50的染浴中，按1.2染色工艺对羊毛织物进行染色，测定染色后织物的K/S值，结果见图1。

图1 染色温度对K/S值的影响

由图1可知，随着保温温度的升高，采用玫红色、亮黄色和深蓝色植物染料染色后的羊毛织物的K/S值逐渐增加，可能是因为温度升高，一方面可以使植物染料分子运动速率加快，更好地上染羊毛纤维和在羊毛织物中的扩散，另一方面，随着温度的升高，羊毛的膨化程度增大，有利于植物染料的上染、扩散和染料与纤维之间形成离子键。因此，保温温度以98 ℃为宜。

2.1.2 染色时间对染色效果的影响

采用不同的保温时间(30、45、60、75、90 min)，在保温温度98 ℃、pH值4.0，渗透剂用量为1.5 g/L，浴比1∶50的染浴中，按1.2染色工艺对羊毛织物进行染色，测定染色后织物的K/S值，保温时间对羊毛织物染色K/S值的影响结果见图2。

图2 保温时间对羊毛织物染色K/S值的影响

由图2可知，随着保温时间的延长，分别采用3种植物染料染色后的羊毛织物的K/S值逐渐增大；当保温时间达到60 min时，染后羊毛织物的K/S值均达到最大值，随着时间的延长几乎不再增加，可能是因为当染色保温时间达到60 min后，染色趋于平衡，随着时间的推移，织物的K/S值几乎不会增加。因此，保温时间以60 min为最佳。

2.1.3 pH值对羊毛织物染色效果的影响

采用不同的染浴pH值(3.0、4.0、5.0、6.0、7.0)，在染色温度98 ℃、保温时间60 min、渗透剂用量为1.5 g/L，浴比1∶50的染浴中，采用枚红色、亮黄色和深蓝色植物染料分别按1.2染色工艺对羊毛织物进行染色，测定染色后织物的K/S值，pH值对K/S值的影响结果见图3。

图3 pH值对K/S值的影响

由图3知，随着pH值的增大，3种植物染料染色后的羊毛织物的K/S值均逐渐降低。可能是因为在pH值较低的染浴中，会有较多的羊毛纤维大分子上的氨基与染浴中大量氢离子结合，从而，纤维表面产生大量的带正电荷铵根离子，可与更多的阴离子植物染料以离子键结合；随着pH值的增加，染浴中的氢离子逐渐减少，使羊毛纤维大分子上形成的带正电荷的铵根离子减少，与阴离子植物染料以离子键形式结合的机会也不断减小，导致上染到羊毛织物的染料量减少，羊毛织物的K/S值减小。再者，考虑羊毛织物在酸性较强和温度较高的条件下，易发生降解，因此，pH值以4为宜。

2.2 预处理后的羊毛染色

2.2.1 玫红色染色结果与分析

按照1.3的染色方法，选取玫红色植物染料进行正交试验，因素水平及正交试验结果如表1所示。可知，预处理后羊毛的玫红色染料染色的影响因素依次为：pH值>染色温度>染色时间，预处理后羊毛的玫红色染色的最佳工艺条件是A3B3C1，即在染色温度98 ℃，染色时间60 min，pH值为4的染色条件下，羊毛织物染色后的表观色泽最深。

表1 玫红色染料染色正交试验结果

2.2.2 亮黄色染色结果与分析

按照1.3的染色方法，选取亮黄色植物染料进行正交试验，表2为因素水平及正交试验结果。

表2 亮黄色染料染色正交试验结果

由表2可知，预处理后羊毛的亮黄色染料染色的影响因素依次为：pH值 >染色温度>染色时间；预处理后羊毛织物的亮黄色染料染色的最佳工艺条件是A3B2C1，即pH值为4，染色温度为98 ℃，染色时间50 min。

2.2.3 深蓝色染色结果与分析

按照1.3的染色方法，选取深蓝色植物染料进行正交试验，表3所示为因素水平及正交试验结果。

表3 深蓝色染料染色正交试验结果

由表3可知，预处理后羊毛的深蓝色染料染色的影响因素依次为：pH值 >染色温度>染色时间；预处理后羊毛的深蓝色染料染色的最佳工艺条件是A3B3C1，即pH值为4，染色温度98 ℃，染色时间60 min。

2.3 2种染色方法的染色结果对比

采用优化工艺，植物染料用量为3%(owf)，分别采用玫红色、亮黄色和深蓝色3种染料对羊毛织物进行染色，直接染色和预处理后染色的羊毛织物的K/S值和各项色牢度测试结果见表4。

表4 染色后的羊毛织物的K/S值和各项染色牢度

由表4可以看出，采用玫红色、亮黄色和深蓝色3种植物染料对预处理后羊毛织物进行染色，得到的表观色泽比直接染色后的色泽有明显增大，而且，预处理后再染色的羊毛织物的耐皂洗色牢度、耐汗渍色牢度和干耐摩擦色牢度均在4级以上，比直接染色的羊毛织物的均高出半级。

3 结 论

①玫红色、亮黄色和深蓝色3种植物染料对羊毛织物直接法染色的最佳染色工艺为：pH值为4.0, 染色时间60 min，染色温度为98 ℃，渗透剂用量为1.5 g/L。

②羊毛织物预处理后分别选用玫红色和深蓝色植物染料染色：影响因素均依次为：pH值 >染色温度>染色时间，染色的最佳工艺条件是A3B3C1，即pH值为4，染色温度为98 ℃，染色时间60 min；羊毛织物预处理后选用亮黄色植物染料染色：影响因素依次为：pH值 >染色温度>染色时间，染色的最佳工艺条件均是A3B2C1，即pH值为4，染色温度为98 ℃，染色时间50 min。

③采用玫红色、亮黄色和深蓝色3种植物染料对羊毛织物染色可获得各项色牢度优良的产品，且工艺简捷，无污染。