2.2.2染色温度
从图3可以看出,随着温度的升高,染色织物的K/S值逐渐增大.原因是染色温度升高,染料分子的动能增加,吸附扩散速率增大,有利于染料的上染.染色温度选择90℃.
2.2.3染色时间
从图4可以看出,随着染色时间的延长,K/S值逐渐增大,至100 min后趋于稳定.原因是随时间的延长,上染到纤维上的染料量不断增加,最终达到平衡.可见,染色过程中保持一定时间有利于提高染料利用率,但从节约能源、提高效率角度考虑,最终选择染色时间为100 min.
2.2.4染液浓度
从图5可以看出,随染液浓度的增大,K/S值逐渐增大;从图6可以看出,染液浓度<0.3 C时,紫苏色素上染百分率随染液浓度增大而增大,在0.3 C~0.4 C时,上染百分率达到最高,染液浓度过高,上染百分率反而下降.综合考虑,选择染液浓度为0.3 C.
2.3固色处理对紫苏染色效果的影响
2.3.1固色工艺
紫苏对纤维素纤维的亲和力不高,经紫苏染色的亚麻织物表观色深值和染色牢度较低,表2是采用固色剂处理后织物的颜色特征值.未固色试样经过皂洗处理.
由表2可以看出,与未固色织物相比,固色处理后的织物表观色深值增大,亮度值减小,鲜艳度增大,△E显著减小,这说明固色处理大大提高了染料在纤维上的固着率.其中,染色前对织物进行固色处理,织物的色泽最深,颜色最鲜艳,但色相角变化较大;采用染色后固色处理,色相角变化小,原因是固色剂含有反应性基团,在一定条件下能与染料及纤维发生交联.如果染色前将固色剂处理到纤维上,在随后的染色过程中,可以通过增加对染料的反应性提高上染率;如果染色后进行固色处理,由于吸附到纤维上的染料量不会增加,只能通过固色处理提高染料在纤维上的固着.综合考虑,固色工艺选择染后浸渍法(a).
2.3.2固色处理工艺条件的优化
从表3可以看出,影响织物K/S值的主次顺序为:固色温度>固色剂用量>固色时间.随着固色温度的升高,处理时间的延长,K/S值呈增大趋势.这说明温度越高、时间越长,固色剂与纤维上的染料反应越充分,染料的固着率越高.另外,K/S值随固色剂用量的增加而减小,这可能是因为固色剂与染料发生反应的数量有限,在固色过程中,纤维上的一部分染料被固色剂拉入到固色液中,使表观色深下降.因此,固色剂用量不宜过多.综合考虑,固色处理的优化工艺:固色剂3%(owf),90℃,45 min.
2.3.3固色处理对紫苏染料匀染性的影响
由表4可以看出,经固色处理后,方差为0.004,接近直接染色试样.另外,目测评定试样,色泽均匀,说明固色处理并未影响紫苏的匀染性.
2.4紫苏染亚麻织物的牢度及物理机械性能
2.4.1染色牢度
由表5可以看出,与直接染色的试样相比,经固色剂处理后耐洗色牢度提高了1.5~2.5级,摩擦牢度提高了0.5~1级,且超过了2种金属盐媒染效果.说明固色剂与染料和纤维发生了共价交联,增强了染料和纤维间的结合力.
2.4.2物理机械性能
由于固色剂与染料和纤维反应,在纤维与染料之间引入共价交联,有可能对织物的机械性能产生影响.由表6可看出,亚麻织物经染色、固色处理后,经、纬向断裂强力和纬向断裂伸长率有所降低,但断裂强力保留率仍达到85%~87%,且均高于紫苏直接染色布样的各项指标.因此固色处理不会影响织物的服用性能.
3·结论
(1)紫苏色素可以采用碱溶液法提取,其最佳工艺为:NaOH 30 g/L,紫苏90 g/L,60℃,90 min.
(2)紫苏色素对亚麻织物的亲和力较低,直接染色后织物的得色量较低、色牢度不佳.采用固色剂处理可以提高紫苏染料对亚麻织物的上染率和染色牢度,其染色效果优于传统的媒染工艺,且不会对环境产生负面影响.
(3)固色处理采用染后浸渍法工艺效果较好,其优化工艺为:染色(染液浓度0.3 C,染浴pH=6,90℃,100min),浸渍固色液[固色剂3%(owf),90℃,45 min].
参考文献:
[1]庞浩龙.家有百草[M].北京:人民军医出版社,2007:2-3.
[2]张建波,王升霞,王炳,等.棉织物的天然染料媒染工艺研究[J].印染,2005,31(16):8-11.
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