摘  要：选用还原型植物基染料，采用隐色体浸染法对罗布麻与棉混纺针织物进行染色。探讨还原剂R浓度、氢氧化钠浓度、温度、时间、元明粉浓度和染料浓度等因素对染色深度的影响，测试染色织物的色牢度和抗菌性能。结果表明，染色优化的工艺条件如下，甜油桃红：还原剂R18g/L、氢氧化钠4g/L、温度80℃、时间40min、元明粉45g/L；橄榄绿：还原剂R10g/L、氢氧化钠16g/L、温度80℃、时间40min、元明粉45g/L；菊黄：还原剂R14g/L、氢氧化钠8g/L、温度80℃、时间50min、元明粉30g/L。染色后织物的色牢度均达3级以上，抗菌性大幅提升。

关键词：还原型；植物基染料；罗布麻；染色；色牢度；抗菌性能

 

罗布麻，又名红麻、泽漆麻、红柳子等，是韧皮纤维，享有“野生纤

维之王”的美称。由于罗布麻纤维长度较短、长度整齐度差、短绒率高、纤维间抱合力小，在纺纱加工中容易散落、制成率低，因此纤维可纺性较差，单独纺纱比较困难，与棉、羊毛、天丝等纤维混纺可以更好地发挥其优良的服用性能。罗布麻织物不仅具有抗菌、远红外辐射效应、医疗保健功能，而且吸湿性好、透气保暖、抗静电、柔软舒适［1］，特别适合做夏季服装及保暖内衣面料。罗布麻织物染色过程中，现有研究多采用活性染料、酸性染料等合成染料［2-4］，鲜有使用还原染料染色的报道。植物染料中按其应用方法，大致有类似分散染料、活性染料、直接染料、酸性络合染料等类型，如茜草染料的染色方法与分散染料相近，靛蓝染料是典型的还原型植物染料，还原型植物染料主要选用生物基还原剂，如酒曲、葡萄糖、葡庚酸及复合还原剂。植物基染料不仅具有环保可再生的特点，

而且因其含有黄酮类和酚类化合物等抑菌活性成分，因此还有抗菌消炎功效。近年来，利用植物基染料染色并赋予纺织品以特定的抗菌性能，已经成为研究热点之一。

本试验选取甜油桃红、橄榄绿和菊黄3种还原型植物基染料，采用隐色体浸染法对罗布麻与棉混纺针织物进行染色，对比多种影响因素，优化染色工艺，并对比染色前后织物的抗菌性，以期为罗布麻与棉混纺针织物产品开发提供一定的借鉴。

 

1试验部分

1．1材料与仪器

织物：罗布麻与棉混纺针织物（麻棉混纺比30∶70，营口市新艺纺织有限公司）。

染化料：还原剂R（复合生物基还原剂），还原型植物基染料甜油桃红、橄榄绿、菊黄（浙江万紫千红有限公司）；氢氧化钠、无水硫酸钠、30％双氧水、无水碳酸钠、氯化钠（分析纯，国药集团化学试剂有限公司），标准皂片（上海市纺织工业技术监督所），磷酸二氢钾、十二水合磷酸氢二钠（广东广试试剂科技有限公司），营养琼脂、沙氏琼脂（北京陆桥技术股份有限公司），营养肉汤，沙氏液体培养基（广东环凯微生物科技有限公司）。

菌种：ATCC6538金黄色葡萄球菌、8099大肠杆菌、ATCC10231白色念珠菌（均由广东省微生物菌种保藏中心提供）。

仪器：XW－ZDR型振荡式小样机（靖江市新旺染整设备厂），DatacolorSF600型测色配色仪（瑞士Datacolor公司），Y517B型摩擦色牢度仪、SW－12D型耐洗色牢度试验机、YG611E－Ⅱ型日晒气候色牢度仪、YG631型汗渍色牢度仪（宁波纺织仪器厂），生化培养箱（上海博讯实业有限公司医疗设备厂），恒温振荡器（上海一恒科学仪器有限公司），高压灭菌锅［天美（中国）科学仪器有限公司］，电热恒温水箱（中仪国科科技有限公司）。

1．2染色原理

试验所用还原型植物基染料结构与植物靛蓝类似，主要发色基团为羰基（C=O）。染色过程包括染料还原、隐色体上染和隐色体氧化3个步骤，随着染色过程中还原剂和氢氧化钠用量的变化，染料结构也随之改变［5］，如图1所示。

 

图1 染料存在形式

1．3染色工艺

植物基染料染色工艺条件如表1所示，依次改变各因素水平，采用单因素试验法对工艺进行优化。

表1 染色工艺条件

  

工艺流程：用25℃水配制染液，依次加入氢氧化钠、植物基染料和还原剂R，搅拌均匀，缓慢升温至45℃，还原10min，得到隐色体染液。将面料放入染液中，以1℃/min速率升温至染色温度，保温5min后加入元明粉，染色结束后取出，然后氧化（双氧水2g/L）、洗涤、烘干。

皂洗工艺：皂片2g/L，90℃洗涤15min。

1．4测试方法

1．4．1K/S值

使用DatacolorSF600型测色配色仪，D65光源、10°视角，测试6次取平均值。

1．4．2色牢度

参照GB/T3920—2008《纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度》、GB/T3921—2008《纺织品色牢度试验耐皂洗色牢度》C（3）、GB/T3922—2013《纺织品色牢度试验耐汗渍色牢度》、GB/T8427—2008《纺织品色牢度试验耐人造光色牢度：氙弧》测试。

1．4．3抗菌性

按照GB/T209944．3—2008《纺织品抗菌性能的评价第3部分：振荡法》进行抑菌性测试。

2结果与讨论

2．1还原型植物基染料染色工艺研究

2．1．1还原剂R浓度

按1．3规定的工艺条件染色，考察还原剂R浓度对染色织物K/S值的影响，结果如图2所示。由图2可知，随着还原剂R浓度的升高，用甜油桃红、橄榄绿、菊黄3种染料染色织物K/S值的变化呈不同的变化趋势。当还原剂偏少时，染料被还原的量少，K/S值偏小。随着还原剂浓度的升高，染料被还原的量增加，染料上染纤维的数量逐渐增多，K/S值提高。但当还原剂过量时可能会与染料发生过度还原的现象，生成的隐色体双钠盐对纤维亲和力低，会降低染料在织物上的上染量，导致织物颜色变浅［6］。甜油桃红、橄榄绿、菊黄3种植物染料虽然都是还原型结构，但来源于不同植物，各自的结构不同，其还原成隐色体所需的还原剂用量亦不同。根据试验结果，优选还原剂R质量浓度为：甜油桃红18g/L、橄榄绿10g/L、菊黄14g/L。

  

图2 还原剂R浓度对染色K/S值的影响

2．1．2氢氧化钠浓度

按1．3规定的工艺条件染色，考察氢氧化钠浓度对染色织物K/S值的影响，结果如图3所示。

  

图3 氢氧化钠浓度对染色 K/S 值的影响

由图3可知，随着氢氧化钠浓度的升高，甜油桃红和菊黄染色织物的K/S值先快速升高后持续下降，橄榄绿染色织物的K/S值先增大后减小。这是因为氢氧化钠浓度过低时，不能维持反应所需的碱性环境，隐色体单钠盐生成量较少且稳定性较差，部分染料仍以不溶物形式存在。当氢氧化钠过量时，过度还原反应生成的隐色体双钠盐与纤维之间的亲和力低，降低了染料在织物上的上染量。根据试验结果，优选氢氧化钠浓度为：甜油桃红4g/L、橄榄绿16g/L、菊黄8g/L。

2．1．3染色温度

按1．3规定的工艺条件染色，考察染色温度对染色织物K/S值的影响，结果如图4所示。

  

图4 染色温度对染色K/S值的影响

由图4可知，随着染色温度的升高，3种染色织物K/S值均呈先逐渐增大后稳定的趋势，都在80℃时获得最大K/S值。染色时温度升高，不仅能使染料分子动能增加，而且使纤维受热膨胀，增大内部孔隙，有利于染料隐色体向织物内部扩散、渗透和附着［7］。但是，温度过高则会降低隐色体对纤维的亲和力，导致上染到纤维的染料减少。根据试验结果，优选染色温度均为80℃。

2．1．4染色时间

按1．3规定的工艺条件染色，考察染色时间对染色织物K/S值的影响，结果如图5所示。

  

图5 染色时间对染色K/S值的影响

由图5可知，随着染色时间的增长，3种染色织物K/S值均先逐渐增大后减小。这是因为隐色体钠盐对纤维亲和力较好，初染率较高，染色时间较短时，染料来不及移染造成染色不匀［8］。在实际生产

中，还可以通过加大染液循环力度，染料和面料的相对移动来促进染料分子的扩散和渗透，达到匀染的目的。麻纤维染色速率低于棉纤维，要想促进隐色体的扩散和渗透，得到较好的染色同色性，应该适当延长染色时间［9］。但是时间过长也可能使已经上染到织物上的染料脱落，造成K/S值下降，织物颜色变浅。根据试验结果，优选染色时间为：甜油桃红40min、橄榄绿40min、菊黄50min。

2．1．5元明粉浓度

按1．3规定的工艺条件染色，考察元明粉浓度对染色织物K/S值的影响，结果如图6所示。

  

图6 元明粉浓度对染色K/S值的影响

由图6可知，随着元明粉浓度的升高，3种染色织物K/S值均先逐渐增大后逐渐减小。通过与空白组试验对比发现，加入适量元明粉能发挥一定的促染作用，有利于染色效果的提高。但加入过量元明粉则可能会使染料盐析聚集甚至沉淀，染料难以吸附到织物上，使K/S值下降。根据试验结果，优选元明粉浓度为：甜油桃红45g/L、橄榄绿45g/L、菊黄30g/L。

2．1．6染料浓度

按1．3规定的工艺条件染色，考察染料浓度对染色织物K/S值的影响，结果如图7所示。

  

图7 染料浓度对染色K/S值的影响

由图7可知，染料浓度对染色织物K/S值影响十分显著。随着染料浓度的提高，3种染色织物K/S值持续变大。染料浓度越高，还原生成的隐色体越多，氧化后转移到织物上的染料就越多，染色织物K/S值越高。3种染料在罗布麻与棉混纺针织物上都具有较好的染色提升性，其中橄榄绿的提升性最佳，其次为甜油桃红，菊黄稍差。在不同染料用量下，K/S值具有较为明显的差异，能够满足产品开发中从浅色到深色的多种需求。

2．2染色织物色牢度评价

按优化工艺染色并测试色牢度，结果如表2所示。

表2 染色织物色牢度

  

由表2可知，罗布麻与棉混纺针织物经还原型植物基染料染色后耐摩擦色牢度在3级及以上，耐皂洗色牢度大多在3～4级，耐汗渍色牢度在4级及以上，耐光色牢度在3～4级及以上，满足国家规定的服用标准。

2．3染色织物抗菌性

罗布麻纤维中含有黄酮类化合物、鞣质、脂肪酸、挥发油等抑菌物质［10］。未染色时织物对大肠杆菌的抑制率为44．8％，对金黄色葡萄球菌的抑制率为37．2％［11］。对染色织物进行抗菌性能测试，结果如表3所示。

表3 染色织物抑菌性

  

由表3可知，染色后织物对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率达到96.0％及以上，对白色念珠菌的抑菌率达到84.0％及以上，抑菌效果大幅提升，达到了国家标准要求。这是因为所选还原型植物基染料中含有的黄酮类化合物、单宁和多酚类物质同样能赋予织物一定的抑菌性能。抑菌物质通过抑制核酸合成、破坏细胞膜现有的功能以及减弱菌体内外营养物质交换，从而阻止细菌的生长繁殖，达到抑菌目的。

 

3结束语

3．1罗布麻与棉混纺针织物还原型植物基染料染色工艺优化条件为甜油桃红：还原剂R18g/L、氢氧化钠4g/L、染色温度80℃、染色时间40min、元明粉用量45g/L；橄榄绿：还原剂R10g/L、氢氧化钠16g/L、染色温度80℃、染色时间40min、元明粉用量45g/L；菊黄：还原剂R14g/L、氢氧化钠8g/L、染色温度80℃、染色时间50min、元明粉用量30g/L。3种染料都具有较好的染色提升性。

3．2罗布麻与棉混纺针织物经还原型植物基染料染色后，各项色牢度均达到3级及以上，满足服用要求。

3．3罗布麻与棉混纺染色织物对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率达到96.0％及以上，对白色念珠菌的抑菌率达到84.0％及以上。

 

参考文献

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文章摘自：张晓芳，葛化博，冯杰等.罗布麻与棉混纺针织物植物基染料染色研究[J].针织工业，2023，No.411(04)：29-32.