金属媒染剂用量对黑枸杞染色羊毛颜色特征值的影响

李 珂，李 靖，周毅康，赵鹏帅，秋 猛

（河南工程学院化工与印染工程学院，河南郑州 450007）

黑枸杞属枸杞科，其紫色的果皮中含有丰富的花青素，素有花青素之王的称号［1-2］。花青素是一类水溶性的类黄酮化合物［3］，在自然界中普遍存在，是一种对人体健康有益的活性成分。从根本上讲，花青素是一类强有力的抗氧化剂，能够清除体内某种自由基对人体的作用［4-5］，具有抗氧化、抗辐射、抗炎、防衰老和降血脂等功效。黑枸杞中所含的花青素由10多种生物类黄酮组成，不仅比大多数植物中的花青素功能优良，而且具有更高的生理活性，因此黑枸杞的制药和保健价值明显高于红枸杞［6-7］，在食品工业中具有广阔的应用前景。

羊毛是纺织工业的重要原料，具有柔软光滑、弹性好、吸湿性强、保暖性好等诸多优点。研究天然染料在羊毛纺织品上的应用，可开发出天然环保的新产品［8-13］，并为羊毛及其混纺织物天然染料加工技术的产业化应用推广提供参考。

基于此，将具有保健作用的天然染料黑枸杞应用到羊毛纺织品的染色中，分别以硫酸铝钾和氯化铁为媒染剂，探索不同浴媒染方法及媒染剂用量对颜色特征值的影响，以期拓展天然染料的应用领域，为产业化应用提供一定的参考与指导。

1 实验

1.1 材料及设备

材料：100%恒源祥纯羊毛毛线，黑枸杞（食品级，盐城陈氏食品有限公司），氯化铁（FeCl3，天津市凯通化学试剂有限公司），硫酸铝钾［KAl(SO4)2，天津市风船化学试剂科技有限公司］。

设备：D2KW-C型恒温水浴锅（上海树立仪器仪表有限公司），KQ-100B型超声清洗仪（昆山市超声仪器有限公司），爱色丽CE7000A测色配色仪（美国X-Rite爱色丽有限公司），JA2003N电子天平（上海精密科学仪器有限公司）。

1.2 黑枸杞色素的提取

采用超声波辅助法进行色素萃取。将黑枸杞皮除杂粉碎，然后用70目筛网过筛待用。称取一定质量的黑枸杞，加入相应体积的蒸馏水（料液比1∶20），超声波协助提取，超声功率100 W，超声频率40 kHz，在40℃下萃取10 min，过滤得一次提取液。滤渣中加入相同体积的蒸馏水，在相同条件下超声波协助提取，在40℃下萃取10 min，过滤得二次提取液，将两次提取液合并作为提取母液。

1.3 染色方法

（1）预媒染工艺：将浸泡过的羊毛毛线挤干水分，分别投入不同媒染剂用量的溶液中（浴比1∶20）处理，媒染剂用量分别为5%、10%、15%、20%、25%、30%（omf），媒染温度70 ℃，时间35 min，拧干；再分别投入到黑枸杞母液中（浴比1∶20），染色温度80℃，时间45 min，染色后水洗、烘干。

（2）同浴媒染工艺：将浸泡过的羊毛毛线挤干水分，分别投入到含有不同媒染剂用量的黑枸杞母液中（浴比1∶20），媒染剂用量分别为5%、10%、15%、20%、25%、30%（omf），温度80 ℃，时间45 min，染色后水洗、烘干。

（3）后媒染工艺：将浸泡过的羊毛毛线挤干水分，分别投入到黑枸杞母液中（浴比1∶20）染色，染色温度80℃，时间45 min，拧干；再分别投入含有不同媒染剂用量的媒染液中（浴比1∶20），媒染剂用量分别为5%、10%、15%、20%、25%、30%（omf），媒染温度70℃，时间35 min，染色后水洗、烘干。

1.4 测试

表观色深及颜色特征值：将染色后的羊毛毛线缠在长宽分别为4 cm、2 cm的硬纸板上，均匀缠绕两层，通过测色配色仪测定染色试样的L、a、b、C值，在染色试样的3个不同部位进行测试，取其平均值作为最终测量值。

2 结果与讨论

2.1 媒染剂用量对预媒染色织物颜色特征值的影响

由图1可以看出，硫酸铝钾预媒染色羊毛呈浅黄褐色调。由图2可以看出，硫酸铝钾作为媒染剂，随着媒染剂用量的升高，颜色特征值的明度L值曲线呈缓慢下降趋势，但是下降幅度非常小；a、b、C值呈现微小幅度的变化，说明硫酸铝钾作为媒染剂进行预媒染色时，其用量变化对所得染色样品的色调影响不大，这和图1中染色样品的色光变化一致。

图1 不同用量硫酸铝钾预媒染色样品图

图2 不同用量硫酸铝钾预媒染色织物的颜色特征值

由图3可以看出，氯化铁预媒染色也得到浅黄褐色调，但从感官上看更加灰暗。由图4可以看出，随着氯化铁用量的升高，颜色特征值的L值曲线呈缓慢下降趋势，但是下降幅度较小；a、b、C值也呈现出微小幅度的变化，这说明氯化铁作为媒染剂进行预媒染色时，其用量变化对染色效果影响不大。比较图2和图4可以看出，氯化铁预媒染色样品的L值整体小于硫酸铝钾预媒染色样品，与图1和图3的视觉对比结果一致。

图3 不同用量氯化铁预媒染色样品图

图4 不同用量氯化铁预媒染色织物的颜色特征值

2.2 媒染剂用量对同浴媒染织物颜色特征值的影响

由图5可知，同浴媒染中，随着硫酸铝钾用量的升高，染色织物的颜色由灰玫瑰色转变为铅灰色调。

图5 不同用量硫酸铝钾同浴媒染样品图

由图6可以看出，硫酸铝钾作为媒染剂，用量在5%～30%（omf）时，颜色特征值的L值曲线先是下降，然后几乎不变；a、b、C值也呈现逐渐下降的趋势。这说明同浴媒染时，硫酸铝钾用量的变化对染色样品的色调影响较大，其中a值由5.740降为1.293，说明红光不断减少；b值由8.958降为2.470，说明黄光不断减少，这和图5中染色样品的色光变化一致。

图6 不同用量硫酸铝钾同浴媒染织物的颜色特征值

由图7可以看出，氯化铁同浴媒染织物的颜色由铅灰色调到灰黄色调再到黄褐色调。图7中，氯化铁用量从5%（omf）增加到30%（omf），从肉眼无法感知红光到可明显感知红光的存在；同时，织物上的黄光逐渐增加，这说明氯化铁作为媒染剂进行同浴媒染时，其用量变化对染色织物的色调影响较大。

图7 不同用量氯化铁同浴媒染样品图

由图8可以看出，随着氯化铁的用量从5%（omf）增加到30%（omf），颜色特征值的L值曲线先下降而后出现小幅度上升；a、b、C值均呈现出逐渐上升的趋势。其中，a值由0.802上升为4.304，说明红光不断增加；b值由6.821上升为16.344，说明黄光不断增加，这和图7中染色样品的色光变化一致。

比较图6和图8可以看出，氯化铁同浴媒染样品的L值整体小于硫酸铝钾同浴媒染样品，与图5和图7的视觉对比结果一致。

图8 不同用量氯化铁同浴媒染织物颜色特征值

2.3 媒染剂用量对后媒染色织物颜色特征值的影响

由图9可以看出，后媒媒染色中，随着硫酸铝钾用量的升高，染色织物的颜色由黄褐色调转变为铅灰色调。由图10可以看出，硫酸铝钾作为媒染剂，用量为5%～30%（omf），颜色特征值的L值曲线先小幅增加而后波浪式小幅变动；a、b、C值也呈现出缓慢下降的趋势，其中a值由0.546降为-0.338，数值大小变化不大，但是由正值变为负值，说明由红光变为绿光；b值由8.000降为5.709，说明黄光的量在减少，这和图9中染色实物的色光变化一致。

图9 不同用量硫酸铝钾后媒染色样品图

图10 不同用量硫酸铝钾后媒染色织物的颜色特征值

由图11可以看出，氯化铁后媒染色织物的颜色由深黄褐色变为浅黄褐色。由图12可以看出，随着氯化铁用量从5%（omf）增加到30%（omf），颜色特征值的L值曲线先下降而后出现小幅度上升，然后保持不变；a、b、C值均呈现出逐渐上升的趋势。其中，a值由3.117上升为5.909，说明红光不断增加；b值由11.712上升为16.528，说明黄光不断增加，这和图11中染色样品的色光变化一致。图11中，氯化铁用量从5%（omf）增加到30%（omf），织物上的黄光和红光越来越明显。这说明氯化铁作为媒染剂进行后媒染色时，其用量变化对染色织物的色调影响较大。

图11 不同用量氯化铁后媒染色样品图

图12 不同用量氯化铁后媒染色织物颜色特征值

从图10和图12比较来看，氯化铁后媒染色样品的L值整体小于硫酸铝钾后媒染色样品，与图9和图11的视觉对比结果一致。

3 结论

（1）羊毛纺织品采用黑枸杞色素媒染，以硫酸铝钾为媒染剂进行预媒染色时，硫酸铝钾用量的变化对染色样品的颜色特征值影响不大，色相几乎没有变化；同浴媒染和后媒染色时，硫酸铝钾用量的变化会改变染色样品的色相。以氯化铁为媒染剂进行预媒染和后媒染色时，氯化铁用量的变化会影响染色样品的颜色特征值，但色相几乎不变；同浴媒染时，氯化铁用量的变化会改变染色样品的色相。

（2）以硫酸铝钾和氯化铁为媒染剂，羊毛黑枸杞媒染工艺的色域宽度从大到小依次为同浴媒染、后媒染色和预媒染色。

（3）媒染剂用量对显色有一定影响，羊毛纺织品采用黑枸杞媒染时，以硫酸铝钾和氯化铁为媒染剂的媒染工艺所得纺织品的主要颜色为黄褐色和铅灰色。因此，媒染剂用量是一个必须考虑的因素，合理的用量能保证色光的稳定性，调整用量能改变染色样品的色相，从而派生出其他色彩。