天然葡萄籽對絲棉的直接染色工藝研究

張振雄，計紅梅，邱琳斐

（蘇州新民紡織有限公司 江蘇蘇州215006）

1 前言

1.1 絲棉織物

絲棉主要由真絲和棉構成，其中真絲成分51%，棉成分49%。絲棉混紡織物同時具備了絲和棉的諸多優點，比如具有較好的吸濕散濕性和透氣性，穿著舒適且擁有較高的保暖性，因此很多人才會青睞絲棉織物，也是目前為止使用率較高的一種家紡棉料[1]。

1.2 天然葡萄籽

葡萄籽就是葡萄在加工過程中產生的副產物，主要用于葡萄酒的制作，其產量也是挺多的。它在整個葡萄質量中占據了4%～6%，包含了豐富的多種氨基酸、維生素及礦物質、碳水化合物等。它的分子結構如下[2-4]：

圖1 天然葡萄籽分子結構式

從有關研究報道看，葡萄籽不僅具有強抗氧化、高效捕捉親水相自由基以及改善人體微循環、降低血脂、抗過敏和延緩衰老等功效。并且作為一種天然染料，擁有優異的生物兼容性和可降解性，把它用在絲棉纖維的染色改性工藝上，對身體既無毒害，又可以提升絲棉的保健性能[3-4]。

2 實驗材料和方法

2.1 實驗材料、儀器和測試方法

表1 實驗藥劑用品

2.2 實驗儀器

2.3 染色工藝

將1g絲綿織物放進浴比為1:80的染浴中，然后用檸檬酸調節pH值，當溫度升到60℃后再繼續升溫直至90℃，之后保溫30分鐘，在開始降溫到60℃，最后取出來用冷熱水洗3次并晾干。

2.4 K/S值、L值、a值、b值測定

將絲綿織物不透光的折疊為4層，然后放在測色配色儀上分別測定K/S值、L值、a值、b值三次，最后取平均值。

3 結果與討論

在天然葡萄籽對絲棉的直接染色實驗中，主要探討了染色PH值、Nacl用量、染色溫度、染色時間和葡萄籽用量等工藝參素對染色效果的影響，從而獲得天然葡萄籽染料對絲棉直接染色的最佳工藝。

3.1 PH值對染色效果的影響

為了討論PH值對絲棉直接染色效果的影響，固定其它實驗參數：Nacl用量為6g/L，染色時間60min，染色溫度90℃，浴比為1:30，葡萄籽用量為（o.w.f）5%，而PH值的變化從5到9不等，進行相關的染色實驗，染色結束后測試織物的K/S值、L、a、b值，實驗結果如表3和圖2所示。

表3 PH值變化對染色效果的影響

圖2 PH值變化對染色效果的影響

由圖2可以看出：隨著染液PH值的不斷增加，染色后織物的K/S值呈現出先上升后下降的趨勢。在PH值為6的時候，染色后織物的K/S值達到最大，這主要是由于天然染料葡萄籽中含有一種主要成分原花青素，而原花青素中又含有酚羥基，在水溶液中呈現出弱酸性，因此絲棉的最佳染色pH值選為6。

3.2 Nacl用量對染色效果的影響

表4 Nacl用量變化對染色效果的影響

圖3 Nacl用量變化對染色效果的影響

為了討論Nacl用量變化對絲棉直接染色效果的影響，固定其它實驗參數：染色pH值為6，染色時間60min，染色溫度90℃，浴比為1:30，葡萄籽用量為（o.w.f）5%，Nacl用量從3g/L變化到7g/L，進行相關染色實驗，染色結束后測試織物的K/S值、L、a、b值，實驗結果如表4和圖3所示。

從圖3得知：隨著Nacl用量的不斷增加，絲棉織物染色后的K/S值基本呈現出不斷上升的趨勢，這主要是由于中性電解質Nacl的加入，鈉離子濃度增加，織物在弱酸性條件下呈電中性或帶負電荷，染料主要以氫鍵和范德華力上染織物，電解質起促染作用，但當Nacl用量大于5g/L時，染色織物的K/S值開始下降，并在5g/L的時候達到最大值。因此天然葡萄籽對絲棉直接染色的最佳Nacl用量為5g/L。

3.3 染色溫度對染色效果的影響

為了測試染色溫度變化對絲棉直接染色效果的影響，固定其它實驗參數：染色pH值為6，染色時間60min，染色溫度90℃，浴比為1:30，葡萄籽用量為（o.w.f）5%，Nacl用量5g/L，在70℃到95℃區間改變染色溫度，進行相關染色實驗，染色結束后測試織物的K/S值、L、a、b值，實驗結果如表5和圖4所示。

表5 染色溫度變化對染色效果的影響

圖4 染色溫度變化對染色效果的影響

由圖4可明顯的看出：隨著染色溫度持續不斷的上升，染色后織物的K/S值逐漸增大，中間雖有一段下降的趨勢但未有多大的影響，總體上染色后織物的K/S值還是呈現出上升的趨勢，這就說明了染色溫度的增加是有利于葡萄籽對絲棉織物的染色。由于葡萄籽中的主要成分原花青素有著較大的分子結構，而絲棉表面的結構又相對緊密，很難在低溫的狀態下滲透。反之則當染色溫度升高時，原花青素的分子熱運動加劇，易于擴散到絲棉的內部中去。由此可見，溫度高更易于葡萄籽上染，所以葡萄籽上染的最佳溫度是95℃。

3.4 染色時間對染色效果的影響

為了了解染色時間對絲棉直接染色效果的影響，固定其它實驗參數：染色pH值為6，染色溫度95℃，浴比為1:30，葡萄籽用量為（o.w.f）5%，Nacl用量5g/L，染色時間由50min變化到90min，進行相關染色實驗，染色結束后測試織物的K/S值、L、a、b值，實驗結果如表6和圖5所示。

表6 染色時間變化對染色效果的影響

圖5 染色時間變化對染色效果的影響

由圖5可以看出：隨著染色時間的不斷增加，染色后織物的K/S值先逐步上升后下降，并在80min的時候K/S值達到最大值，當染色時間繼續增加時，K/S值反而下降，這可能是因為染料分子在水中水解導致與織物的反應性逐步下降，所以選擇80min作為天然葡萄籽對絲棉的最佳染色時間。

3.5 葡萄籽用量對染色效果的影響

實驗中固定其它實驗參數：染色pH值為6，染色溫度95℃，染色時間80min，浴比為1:30，Nacl用量5g/L，葡萄籽用量（o.w.f）由4%變化到8%，進行相關染色實驗，染色結束后測試織物的K/S值、L、a、b值，實驗結果如表7和圖6所示。

表7 葡萄籽用量對染色效果的影響

圖6 葡萄籽用量變化對染色效果的影響

由圖6可以得知：隨著葡萄籽用量的逐漸增加，織物的K/S值逐步上升后就開始下降，并且在o.w.f為6%時，K/S值達到飽和最大值，因此葡萄籽的最佳用量o.w.f為6%。

4 結論

綜上所述，本文通過一系列實驗探討了不同工藝參數即葡萄籽用量o.w.f、Nacl用量、PH值、溫度和時間對絲棉染色性能的影響，從而獲得了葡萄籽對絲綿直接染色的最佳工藝，即葡萄籽用量o.w.f為6%，Nacl用量為5g/L，PH值為6，染色溫度為95℃及染色時間為80min。