黄连染料对阳离子可染涤纶丝的染色研究

俞海峰 ，张奇鹏，杨美桂

（1.浙江工业职业技术学院，浙江 绍兴 312000；2.绍兴九洲化纤有限公司，浙江 绍兴 312000）

阳离子可染涤纶是在普通涤纶的基础上引入了第三单体—3，5-间苯二甲酸二甲酯磺酸钠，因此其可用阳离子染料在常温常压下进行染色，不但染色效果有了很大提高，而且也降低了染色成本［1-3］。目前市场上所用的阳离子染料基本上为合成染料。虽然其色彩鲜艳、性质稳定、使用方便、价格低廉等，但是随着绿色环保潮流的兴起，纺织和时装趋于天然化，人们向往回归大自然，纷纷将目光投向蕴藏无限资源的大自然［4-5］。黄连染料不仅是一种传统的鲜艳的黄色染料，而且是一种具有抗菌性的天然阳离子染料［6］。本实验将探讨黄连染料对阳离子可染涤纶丝的染色性能，并确定直接染色的最佳工艺参数，以期为黄连在阳离子可染涤纶染色中的应用提供理论依据。

1 试验

1.1 材料与仪器

材料：83dtex／72f阳离子可染涤纶丝、黄连。

仪器：HT-12P型红外线染样机，YG747型电热恒温鼓风干燥箱，FA2104N 电子分析天平，YG020型电子单纱强力仪，Datacolor 600台式测色仪。

1.2 工艺及方法

1.2.1 染液提取

称取60g黄连，加水3L 煎煮60 min后过滤，由于黄连的染料含量多，需将滤渣加等量的水再煎煮两次，过滤，合并三次滤液，定容至3L作为染液备用，该染液的浓度定为X。

1.2.2 染色工艺

为了尽可能保证染色工艺的天然性和环保性，本研究采用直接染色。工艺流程：配制染液→染色→水洗、干燥。常温入染，浴比1∶50，分别在不同条件下进行染色，以染色纱线的K／S值来评价上染情况，探讨各因素对染色效果的影响，确定最佳直接染色条件。

1.2.3 实验测试

（1）K／S值及颜色特征值测试：K／S及L＊、a＊、b＊等颜色特征值采用Datacolor 600台式测色仪进行测试。测试条件D65光源，10°标准视场，扫描范围400～700nm，读取最大吸收波长处数据。

颜色特征指标：L＊值代表明度值大小；a＊值代表织物偏红或偏绿大小，为正值表示偏红，为负值表示偏绿；b＊值代表偏黄或偏蓝的大小，为正值表示偏黄，为负值表示偏蓝。测试方法按照GB／T 8424.3—2001《纺织品 色牢度试验 色差计算》测试。

（2）断裂强力和断裂伸长率测试：断裂强力和断裂伸长率按《GB／T 3916—1997纺织品 卷装纱单根纱线断裂强力和断裂伸长率的测定》测定。

2 结果与讨论

2.1 直接染色正交实验

将影响染色工艺的主要因素设计成正交实验表。依照其进行正交实验（选择正交表L9（34），快速升到正交表中的温度。染色前将纱线在沸水中浸泡1min，使纤维充分溶胀，以利于染色的进行，实验结果见表1。

表1 直接染色正交实验结果与极差分析

由表l可知：通过极差分析，各因素对K／S值影响的先后顺序为：温度＞时间＞萃取液用量；各因素对断裂强度影响的先后顺序为：时间＞温度＞萃取液用量：各因素对断裂伸长率影响的先后顺序为：时间＞温度＞萃取液用量。

2.2 直接染色的方差分析

黄连用于阳离子可染涤纶丝直接染色的K／S值、断裂强度、断裂伸长率方差分析分别见表2、表3、表4。

表2 K／S值方差分析表

表3 断裂强力方差分析表

表4 断裂伸长率方差分析表

由于F值越大影响越显著，概率越小影响越显著。因此，由表2、表3、表4可以看出，温度对K／S值的影响较大，时间、温度、萃取液用量对断裂强度影响都较小，时间对断裂伸长率的影响最为显著，温度次之。

2.3 黄连温度单因素分析

方差分析虽然表明时间、温度等对阳离子可染涤纶丝的断裂伸长率有很大影响，但就其实验数值波动情况来说还是在生产允许范围内的，因此本文暂不考虑时间、温度等对阳离子可染涤纶丝的断裂伸长率的影响。从正交实验中可以看出，黄连染料对阳离子可染涤纶丝的染色K／S值随着温度的上升而上升，并且在萃取液用量为20 mL、时间为60 min时为最佳。为了得到黄连染料对阳离子可染涤纶丝染色的最佳温度，本文继续对温度进行单因素分析，追加了在萃取液用量为20 mL、时间为60 min时，温度分别为90℃、100℃、110℃、130℃、140℃的染色实验。测试结果见表5。

表5 黄连温度单因素分析实验结果

由表5可知，随着染色温度的升高，明度指数L＊（亮度轴）一直下降，说明升高温度会影响涤纶纱线表面的亮度值。色品指数a＊先上升后下降，在130℃时值为最大，说明在低温条件下织物表面颜色偏绿，而高温时织物表面颜色偏红，即颜色偏暗。色品指数b＊均大于零，说明纱线表面颜色偏黄，在120℃时值最大，说明此时染色的黄光最强，温度再升高反而不利于黄光的发色。

由于黄连染料本身是黄色，因此综合考虑，黄连对阳离子可染涤纶丝染色的最佳温度为120℃。温度再升高浪费能源。最后优选出黄连对阳离子可染涤纶丝染色的最优工艺条件为：浴比1∶50，萃取液用量20mL，温度120℃，染色时间60min。

3 结论

3.1 通过正交实验、极差分析、方差分析及单因素分析，优选出黄连对阳离子可染涤纶丝直接染色最优工艺条件：浴比1∶50，萃取液用量20 mL，温度120℃，染色时间60min。

3.2 方差分析虽然表明时间、温度等对阳离子可染涤纶丝的断裂伸长率有很大影响，但就其实验数值波动情况来说还是在生产允许范围内的，染色时可以不予考虑。

3.3 阳离子可染涤纶丝用天然植物染料染色，不仅提高了产品的附加值，同时实现了服装的回归自然，符合新世纪人们对服装的要求，是开发“生态服装”、“全绿服装”等纺织品的一个很好的研究途径。

［1］王建平，洪晨跃.阳离子可染改性涤纶染色性能测定方法［J］.印染，1993，19（10）：30—32.

［2］唐永良.改性涤纶研究进展［J］.合成纤维工业，2006，29（2）：53—55.

［3］杨慧彤.普通涤纶丝与阳离子可染改性涤纶丝交织物染色产生色点疵病的原因探讨［J］.山东纺织科技，2004，45（5）：14—17.

［4］吕丽华，杨丽娜.天然植物染料黄连对棉针织物染色性能研究［J］.针织工业，2009，（1）：47—49.

［5］柯贵珍，潘锦标，于伟东，等.天然植物染料黄连在毛织物染色中的应用［J］.武汉科技学院学报，2007，20（2）：47—49.

［6］林明霞，吴坚，邓丽丽.天然植物染料黄连染羊毛织物［J］.针织工业，2005，（1）：47—49.