天然染料用于羊毛染色的研究进展

钱 洁

（安徽职业技术学院纺织服装系，安徽合肥 230011）

天然染料用于羊毛染色的研究进展

钱 洁

（安徽职业技术学院纺织服装系，安徽合肥 230011）

综述了近年来天然染料在羊毛染色中的应用研究进展，提出羊毛织物的天然染料染色已成为纺织品加工专业人员研究的热点，以废弃物为原料提取并利用天然染料的研究占了较大的比例，符合生态和可持续发展的趋势；如何提高天然染料染色的上染率和染色织物的各项牢度仍然是今后天然染料染色研究的重点内容。

天然染料；羊毛；染色；进展

羊毛织物以其华贵高雅、穿着舒适的天然风格而著称，同时，羊毛织物具有优异的保暖性、回弹性、透气透湿性、以及独特的成衣效果，因此羊毛织物深受人们的喜爱，有关对羊毛织物的印染加工越来越被关注。

被以往羊毛织物采用酸性染料、酸性媒染染料、酸性含媒染料、活性染料等合成染料染色，特别是酸性含媒染料用于羊毛织物染色，染色工艺较为简单，色泽较酸性媒染染料鲜艳，并具有良好的耐日晒色牢度[1]，但是大多数酸性含媒染染料含有铬离子，具有较大的环保问题，目前已逐渐被取代。此外一些合成染料被检出可分解出致癌芳香胺，而受到禁用。由此，近年来人们对天然染料在纺织品染色中的应用研究十分重视，羊毛织物作为受到人们喜爱的天然蛋白质纤维，采用天然染料进行染色的研究也十分的活跃。

天然染料一般是指从植物、动物或矿产等天然资源中获取的、很少或没有经过化学加工的染料[2]。天然染料与生态环境的相容性好，可生物降解，而且无毒无害，并且原料可以再生，因此，天然染料的使用符合可持续发展的趋势。本文就近几年天然染料在羊毛织物上的应用研究进行分析介绍，以期为生态型羊毛纺织品的开发提供参考。

1 新型天然染料的提取及其在羊毛染色中的应用研究

近年来，天然染料在羊毛织物上的应用研究主要还集中在从不同天然资源中提取天然色素，研究在羊毛织物上应用的最佳工艺条件，已扩展适用于羊毛染色的天然染料种类，丰富颜色品种。这方面的研究主要在于从各种植物中提取天然色素进行染色。曹机良等人[3]以硫酸亚铁、硫酸锌、硫酸铝为媒染剂，采用金莲花提取液对羊毛进行同浴媒染染色，探讨了影响羊毛织物媒染性能的因素。研究表明，采用不同金属离子作为金莲花提取液的羊毛染色媒染剂，可以获得不同颜色的金莲花色素染色羊毛织物，染色最佳工艺条件为染色温度为70～90℃ ，时间60 min，媒染剂硫酸锌、硫酸铝、硫酸亚铁浓度分别为0.4 g/L、0.8 g/L、1.2 g/L时，染色织物具有较深的色泽和良好的色牢度。张林龙等人[4]采用水浸法提取了落葵浆果天然染料，并探讨了落葵浆果天然染料对羊毛织物的染色工艺，实验结果表明，落葵浆果水浸提法优化工艺为：料液比1∶20、提取温度70℃ 、提取时间30 min。采用硫酸铜、硫酸亚铁、硫酸铝作媒染剂进行媒染，染色浓度增加，且会呈现不同的颜色，同时，媒染后染色色牢度比直接染色普遍高1～2级，符合纺织品的服用要求。张冬等[5]从商陆茎中提取色素用于羊毛织物的染色，并探讨其染色性能。研究结果表明，羊毛织物的K/S值随pH值的升高而降低，当pH值小于3.5时，羊毛织物的K/S值较大，染色深度较深；当pH值大于4.5时，色素的上染率很低。染色温度低于60℃时，染色织物呈玫瑰红色，染色温度高于60℃ 时，染色织物偏黄色。低温染色时，织物的水洗牢度较低；高温染色时，牢度有所提高。李红等[6]将紫甘薯天然染料用于羊毛织物的染色，探讨了媒染剂和染色方法对织物染色效果的影响。结果表明,以稀土为媒染剂，采用后媒染方法对羊毛织物进行染色，所得染品的上染百分率和K/S值均好于其他染色方法，织物的摩擦牢度和皂洗牢度都达到3级以上，可满足服装服用牢度要求。染色后，织物紫外线防护指数UPF为35，显示良好的抗紫外性能。于颖[7]以紫背天葵为原料提取色素,并将该色素用于羊毛织物染色,探讨不同染色方法和媒染剂对染色效果的影响。得出紫背天葵色素在酸性条件下表现出比较稳定的红色调,具有良好的耐热稳定性。得到铝盐后媒染染色的最佳工艺条件为：染液浓度40g/L,染色温度70℃,pH值4，媒染剂用量7%（owf）。被染织物表现出良好的染色深度、色相和牢度。田恬等[8]采用从乌饭树叶提取色素对羊毛织物进行直接染色，研究表明，乌饭树叶色素对羊毛织物染色不用进行媒染，可直接常规工艺上染：50℃始染，95～98℃保温50～60 min。不同pH值条件下可获得不同的颜色，当pH=4和7时获得红棕色和黄绿色系，随着得色量的不同，可以获得由淡到浓的系列色泽，染色产品具有稳定的色泽和优良的皂洗色牢度。

随着人们环保意识和可持续发展理念的提高，从天然废弃物中提取天然色素用于染色的研究在逐步的的增多。蔡苏英[9]提取麻栎壳天然色素对羊毛织物进行染色，选择锌、铁、铝、钙4种金属离子，采用预媒、后媒、同浴媒3种媒染方法染色，并选取不同金属离子、不同天然色素进行拼色试验。结果表明：采用不同的媒染方法可使羊毛织物获得黄绿、黄棕、红棕、咖啡、橄榄绿等不同的色泽，且媒染后织物的染色牢度普遍比直接染色的效果要好，大多数能达到3级以上。用铁与锌两种不同配位离子、茜草与麻栎壳两种不同天然色素拼色，可获得良好的拼色效果，并且各项牢度普遍达到3级以上。刘伶文等[10]以茄子皮为原料，用柠檬酸水溶液提取茄子皮天然色素并探讨了色素在羊毛织物染色中的应用，得出采用茄子皮天然色素对羊毛织物进行染色，经稀土后媒染染色后，上染率达57.9%，织物的干、湿摩擦牢度都达到3级以上，可满足服用要求。于颖等[11]从沙棘果废渣中提取天然染料，并研究了色素对羊毛织物染色效果的影响因素。对羊毛织物的直接染色工艺条件为：染色时间60 min，染色温度80℃，pH值5。不同的媒染剂和媒染方法可获得不同颜色的织物，硫酸铝钾后媒染效果最好，且媒染提高了染色牢度，各项染色牢度均达到3级以上。王静静[12]以石榴皮作为原料，用水煮法提取天然石榴皮色素并用于毛条染色。得出石榴皮色素对羊毛纤维具有较好的上染能力，石榴皮染料对羊毛进行后媒法染色时，媒染剂可选用硫酸铝或硫酸亚铁，将织物染成黄色或黑褐色，染色最佳工艺为染液pH值为4或4.5，染色温度为100℃。染色羊毛样品的皂洗牢度和耐摩擦牢度都达到3级以上。杨召等[13]以柚子皮为原料提取色素用于羊毛染色。探讨了染色温度和时间以及媒染剂硫酸亚铁用量对染色效果的影响。得到染色温度为60℃，时间120 min，后媒染时硫酸亚铁用量为6g/L时羊毛的上染效果最好。所得染色羊毛的颜色接近柠檬黄色。成尔军等[14]从核桃青皮中提取了黑色素,并将其应用于羊毛织物的后媒法染色。得到最佳工业条件为染浴pH值5,染色温度90℃, FeSO4·7H2O用量7%（owf），在此条件下，黑色素在羊毛上的上染百分率达到30.5%。

2 天然染料羊毛染色工艺上的优化和改进研究

目前，天然染料在羊毛染色中的应用研究，主要集中在浸染方法的工艺条件的优化，但近年来也有一部分研究是探讨轧染等新工艺研究。

季彦斐等[15]选用从板栗壳中提取的天然色素，采用轧蒸工艺对羊毛织物进行染色。得到羊毛织物板栗壳色素轧染优化工艺为：板栗壳色素10g/L，5%海藻酸钠2g/L，30%AEO-9 0.5g/L，pH值为4，汽蒸温度110℃，汽蒸湿度100%，汽蒸时间30min。轧染后羊毛织物的水洗牢度达到4级以上，干摩4～5级，湿摩3～4级，耐晒牢度4级。使用媒染剂预媒法，在进行轧蒸染色，可提高羊毛织物得色深度，并获得不同的色相。硫酸亚铁媒染能使染色织物日晒牢度提高到6级，但湿摩有所下降。黄旭等[16]将从桉树叶中提取的天然染料上染蚕丝和羊毛织物，以明矾、硫酸亚铁、硫酸铜和氯化亚锡为媒染剂，染色过程分别采用冷轧堆法和浸轧烘干法，染色后羊毛织物的颜色为从浅黄到棕色，但用硫酸亚铁做媒染剂时呈深灰褐色。染色织物的水洗牢度达4～5级，而日晒牢度达3～4级。硫酸亚铁媒染剂的湿摩擦牢度为3～4级，其他媒染剂摩擦色牢度达4～5级。

3 提高天然染料上染率和染色织物牢度的方法研究

采用天然染料对纺织品进行染色存在的一个主要问题是染色织物的牢度，特别是日晒牢度较差，不能很好地满足服用纺织品对牢度的要求，因此，研究如何提高天然染料染色织物牢度的方法是今后研究的重点。此外，大多数天然染料分子量较小，对纤维的亲和力较低，上染百分率远远低于合成染料，因此，提高天然染料在羊毛织物上的上染率，提高天然染料的利用率，降低染色成本，减少废水处理压力也是值得研究的课题。

王媛等[17]采用紫胶紫胶色素对羊毛织物进行染色，探究了影响紫胶红色素在羊毛织物上染色性能和染色牢度的因素。实验结果表明，采用铝预媒染或单宁酸与紫胶色素同浴染色，再用铁离子后媒染处理，可以明显提升紫胶色素染色羊毛织物的牢度，使得水洗牢度达到4～5级，日晒牢度达到4级。丁思佳等[18]采用天然靛蓝染料与不同体积的浓硫酸反应，对天然靛蓝进行改性，并探讨天然靛蓝对羊毛染色的可行性。结果表明，经改性后的还原靛蓝具有可溶性，可上染羊毛纤维，染色最佳工艺条件为：pH值4，染色温度80℃ ，染色时间50 min；改性靛蓝染色羊毛的日晒牢度可达到4级，皂洗牢度、干、湿摩擦牢度均大于3级。高普等[19]研究了具有高效选择性的还原剂三羧乙基磷 (TCEP)对栀子黄上染羊毛的染色热力学及动力学性能的影响。结果表明，TCEP能够选择性地打开羊毛及细胞的二硫键，使结构变得疏松但不会对蛋白质造成损伤。TCEP 的加入提升了染色亲和力，使得染色热绝对值增大，促使染料和纤维之间形成更多的分子间作用力，能显著提升染料栀子黄的上染速率及上染率，明显提升栀子黄上染羊毛时的扩散系数，降低了染料的扩散活化能，有效减弱染料在纤维内部扩散的能阻。

4 小结

从近年来天然染料在羊毛织物上染色的相关研究可以看出，羊毛织物的天然染料染色已成为纺织品加工专业人员研究的热点，这与人们崇尚生态、自然的消费趋向有关；人们在研究过程中更加重视生态和可持续发展，以废弃物为原料提取并利用天然色素的研究占了较大的比例；如何提高天然染料染色的上染率以及提高染色织物的各项牢度仍然是今后天然染料染色研究的重点内容。

[1] 何瑾馨. 染料化学[M]. 中国纺织出版社, 2009.

[2] 蓝海啸, 姚海伟, 耿 亮. 天然染料与生态纺织品[J].陕西纺织, 2006,(3):49-50.

[3] 曹机良,易东方.金莲花色素对羊毛的染色性能[J].毛纺科技,2011,39(8):9-12.

[4] 张林龙,张 伟.落葵浆果天然染料提取及对羊毛织物的染色性能[J]毛纺科技,2015,43(4):45-48.

[5] 蔡苏英.麻栎壳天然色素在羊毛织物上的染色性能[J],纺织学报,2011,32(8):72-75,80.

[6] 刘伶文,刘 倩,张幸涛,杨 希.茄子皮红色素的提取及其羊毛染色应用[J],印染,2013,39(16):16-19.[7] 于 颖,卢 声,刘 波.沙棘果废渣天然染料的提取及对羊毛织物染色性能的研究[J],毛纺科技,2015,43 (6):48-52.

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[9] 王静静.石榴皮色素的提取及其在羊毛纤维染色中的应用[J],染整技术,2011,33(2):40-43.

[10] 杨 召,刘 杰. 柚子皮提取天然色素上染羊毛初探[J],毛纺科技,2016,44(2):45-47.

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[12] 成尔军,周天池.核桃青皮黑色素媒染羊毛的染色工艺初探[J],山东纺织经济,2016(3):35-37.

[13] 于 颖.紫背天葵色素的稳定性及其对羊毛织物染色性能的研究[J],毛纺科技, 2016,44(6):20-24.

[14] 田 恬,陈国强.乌饭树叶色素对羊毛纤维染色的研究[J],纺织导报,2010,(12): 57-59.

[15] 季彦斐,王祥荣.板栗壳色素对羊毛织物的轧染工艺研究[J],毛纺科技,2014,42(1):43-46.

[16] 黄 旭,张炜栋.桉树叶天然染料对蚕丝和羊毛织物的染色性能[J],毛纺科技,2012,40(6):30-34.

[17] 王 媛,张 鑫. 提高紫胶红色素对羊毛织物染色牢度的方法研究[J],印染助剂,2016(7):44-47.

[18] 丁思佳,王建明,宋江彬.天然染料靛蓝改性及对羊毛染色工艺研究,毛纺科技,2016,44(1):33-36.

[19] 高 普,沈加加,金红蕾.TCEP对栀子黄在羊毛上的染色动力学和热力学影响研究[J],印染助剂,2014,31 (5):16-19.

Research Progress of Wool Dyeing with Natural Dyes

QIAN Jie
(Anhui Vocational and Technical College, Anhui Hefei, 230011, China)

This paper reviews the progress of research on dyeing of wool with natural dyes in recent years, points out that the natural dyes dyeing on wool fabric has become a research hotspots, studies on the extraction of natural dyes using waste materials accounted for the larger proportion, in line with ecological and sustainable development；and thinks that how to improve dye-update and dyeing fastness of fabric is still the focus of the future research content of natural dyes.

natural dyes；wool；dyeing；progress

TS193.5

A

投稿日期：2016-09-10

安徽省高等学校省级质量工程项目服装实训（实验）中心（20101493）。

钱 洁（1968-），女，江苏丹阳人，高级工程师，主要从事纺织面料开发既工艺制作研究。E-mail:1548175190@qq.com。