两种植物落叶染料拼混染色真丝绸的研究

于 颖，宋一格

（1.辽东学院化学工程学院，辽宁丹东 118000；2.辽宁大学，辽宁沈阳 110031）

紫叶矮樱（Prunus × cistena）和黑叶李（f.nigra Bailey）同为蔷薇科李属落叶小乔木，著名色叶树种，在我国各地园林、绿地普遍栽培。它们的种仁、根、叶、树胶均可入药，老叶呈黑紫色，所含色素属于黄酮类化合物中的花色苷类，是一种水溶性好、无特殊气味、安全性高的天然色素［1-2］。将这两种具有亲本属性树种的秋季落叶变废为宝，从中提取植物染料并应用在纺织品上暂无相关报道。真丝是唯一得到实际应用的天然长丝纤维，具有优良的染色性能。真丝蛋白纤维中含有—OH、—NH2等活性基团，在染色过程中可与染料中的色素结合而上染真丝。色素本身具有的特殊功能，诸如抗氧化、抗菌、抗紫外线等，为纺织品的生态整理提供了可能［3-4］。将黑叶李和紫叶矮樱落叶染料与真丝织物的优点相结合，染色后的织物既保证了丝绸的纯天然品质，又具有保健功能，穿着更加安全舒适，符合现代人对绿色纺织品的要求。因此，对黑叶李和紫叶矮樱落叶染料上染丝绸进行研究与应用，既开发两种落叶的新用途，又提高紫叶矮樱和黑叶李的综合利用价值，具有很好的经济效益和广阔的发展前景。

1 实验

1.1 材料与仪器

织物：19姆米素绉缎（市售）。

药品：黑叶李和紫叶矮樱落叶（采自辽东学院校园），硫酸亚铁、硫酸铝钾、结晶硫酸铜、稀土、乙醇、氢氧化钠、盐酸（均为分析纯），中性皂液（市售）。

仪器：AR2130 电子天平［梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司］，电子恒温水浴锅（江苏省金坛市友联仪器研究所），PHS-3C 精密pH 计（上海精密科学仪器有限公司），KB30C/LCD 染色机（佛山市航星自动化设备有限公司），Y571B 摩擦牢度测试仪（温州纺织仪器厂），dhg-9140a 电热恒温鼓风干燥箱（上海一恒科技有限公司），MODEL 摩擦牢度测试仪（南通宏大实验仪器有限公司），Datacolor-400 电脑测色配色系统（美国Datacolor 公司）。

1.2 黑叶李和紫叶矮樱落叶染料的提取

准确称取晾干粉碎后过60 目筛的黑叶李落叶和紫叶矮樱落叶各20 g，分别加入含1%盐酸的50%乙醇溶液，料液比为1∶20，60～80 ℃提取60 min，提取后的残渣加入含1%盐酸的50%乙醇溶液，料液比1∶15，60～80 ℃提取30 min，冷却后过滤，提取液减压浓缩后分别定容至500 mL 容量瓶中。

1.3 染色工艺

直接染色：以黑叶李和紫叶矮樱落叶提取液作为染液染色（pH 为4，温度为70 ℃，时间为50 min，浴比为1∶30），皂洗，水洗，烘干。

媒染染色：采用后媒染色法，先将丝绸按直接染色条件进行染色，再加入5.0 g/L 媒染剂［其中稀土(Pr/Nd)2O3用量为0.5%］继续染色30 min（升温速率为1 ℃/min，浴比为1∶40），皂洗，水洗，烘干。

拼混染色：以黑叶李和紫叶矮樱落叶提取液的混合溶液作为染液，改变两种提取液的比例分别进行直接染色和后媒染色。

1.4 测试

颜色特征值：利用测色配色仪测试K/S值（色深度）、L*（亮度值）、a*（红绿色度值）、b*（黄蓝色度值）、c*（彩度值），D65光源，10°视角。

染色牢度：分别按照GB/T 3920—2008《纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度》和GB/T 3921—2008《纺织品色牢度试验耐皂洗色牢度》进行测定。

2 结果与讨论

2.1 黑叶李落叶提取液染色

由表1可见，染色织物的K/S值由高到低依次为：Fe2+、Cu2+、稀土、Al3+、直接染色，媒染剂有效地增加了丝绸的颜色深度，这是因为多数天然染料对纤维的亲和力或直接性小，但是天然染料分子上具有络合配位结构基团，可以通过媒染来提高染色效果［5］。其中Fe2+媒染的增深效果最佳，织物由直接染色时的砂色变为墨绿色；媒染织物的L*值均减小，b*值和c*值（Fe2+除外）均呈上升趋势；Al3+媒染a*值明显增大；Cu2+媒染和Fe2+媒染a*值明显降低。

表1 黑叶李落叶提取液对丝绸织物染色效果的影响

2.2 紫叶矮樱落叶提取液染色

由表2 可见，紫叶矮樱落叶提取液对丝绸的上染性能较好。媒染织物的K/S值较高，K/S值由高到低依次为：Al3+、Fe2+、稀土、Cu2+、直接染色。媒染织物的K/S值、b*值及c*值增加，而L*值（Al3+除外）和a*值下降。

表2 紫叶矮樱落叶提取液对丝绸织物染色效果的影响

2.3 拼混染色

2.3.1 直接染色

由表3 可见，拼混染料的体积分数对丝绸染色效果的影响较大，拼混染料染色织物的K/S值高于无拼混染料染色。两种拼混染料体积分数接近时，染色织物的K/S值增加明显。这是因为两种天然染料的相容性好，染料拼混后不混浊、不沉淀，不发生分层现象。但两种染料通过范德华力或氢键相互作用产生水溶性的聚集体，增大染料与纤维的亲和力，因而提高了上染率，所以染色织物的K/S值增大，说明两种染料可以进行拼混染色。

表3 拼混染料直接染色丝绸织物的颜色特征值

2.3.2 媒染染色

如表4 所示，媒染有效地增加了染色织物的K/S值，不同媒染剂染色织物的色相差异很大。这主要是由于金属离子与拼混染料发生不同的络合反应，形成不同的络合物固着在纤维上，随着两种拼混染料体积分数的变化，染色织物的K/S值变化较大，可得到丰富的颜色。拼混染料媒染织物K/S值的变化规律和直接染色一致，两种拼混染料体积分数接近时，媒染织物的K/S值增加幅度较大，这可能是由于两种染料间存在一定的范德华力和氢键作用，其水溶性聚集体有助于增加与真丝绸的亲和力。Al3+媒染织物的K/S值最大，是无拼混染料染色织物的1.81～2.19 倍，织物呈现黄绿色。Fe2+媒染织物获得了不同色光的墨绿、黄绿、豆青、棕绿等。Cu2+媒染织物的K/S值变化也较大，织物呈现翠绿、碧绿、诺草色。稀土媒染织物得色量较高，织物呈现较好的驼色、小麦色和番木瓜色，且匀染效果较理想。

表4 拼混染料媒染丝绸织物的颜色特征值

2.4 染色牢度

如表5所示，除紫叶矮樱落叶提取液直接染色织物的耐湿摩擦色牢度低于国家标准外，其余各项色牢度均较好。这是由于金属离子、拼混染料和纤维之间形成了络合物，可增加染料与蚕丝纤维之间的直接性，使染料可以牢固地固着在纤维上，从而获得良好的耐洗色牢度和耐摩擦色牢度［6］，可以满足实际穿着的要求。

拼混染料媒染织物的色牢度均明显好于直接染色，当两种拼混染料体积分数接近时，染色牢度可达3～4 级，说明拼混染料牢度特性更好。大多数天然染料对纤维的亲和力或直接性较差，但具有络合配位结构基团的天然染料可以通过合适的媒染剂来提高染色效果，特别是稀土作为新型媒染剂，植物染料-稀土-纤维之间相互作用形成了稳定的络合物，在提高天然染料染色牢度的同时也减少了环境污染。

表5 拼混染料染色丝绸织物的色牢度

3 结论

紫叶矮樱和黑叶李染料拼混染色性能优良，染色效果较好。采用不同媒染剂媒染，染色真丝绸的色泽差异较大。Al3+媒染织物颜色较深，色光变化大，色牢度均达到3级，好于其他媒染剂。