（纺织化学与染整工程专业论文）天然染料染色工艺的探讨[纺织化学与染整工程专业优秀论文].pdf

天然染料染色工艺的探讨 中文提要 天然染料染色工艺的探讨 中文提要 在人类历史上，天然染料为美化人们生活做出了不可磨灭的贡献。虽然合成染料 促进了纺织业的发展，但它在印染过程中排放的废水难以生物降解，对环境造成严重 污染，而且一些染料中间体是有毒的、致癌的。随着人类社会现代化程度的目益提高， 入们回归自然和保健卫生的呼声越来越强烈，而天然染料则以无毒无害，几无污染而 独树一帜。我国应用植物染料历史悠久。目前天然染料尤其是植物染色大多在民间进 行，其产品主要是少数民族服饰、旅游产菇、纺织艺术品。 在本文中使用正交实验对姜黄，苏木和鞣酸媒染棉进行了研究，并讨论了在染色 过程中关键因素的影响。最后选出染深色的最佳染色工艺并测试了色牢度。 关键词：姜黄苏术鞣酸媒染 作者：王艳 指导老师：陆同庆 t h es t u d yo nd y e i n gp r o c e d u r e so f n a t u r a ld y e sa b s t r a e t t h es t u d yo nd y e i n gp r o c e d u r e so fn a t u r a ld y e s a b s t r a c t i nt h eh i s t o r yo fm a n k i n d ，n a t u r a ld y e sf o rl a n d s c a p i n gp e o p l e sl i v e s ，a n dm a d e i n d e l i b l ec o n t r i b u t i o n s a l t h o u g hs y n t h e t i cd y e sf o rt h et e x t i l ei n d u s t r yd e v e l o p m e n t ，b u t i t sd y e i n gp r o c e s so ft h ew a s t e w a t e rd i s c h a r g e sd i f f i c u l tb i o d e g r a d a b l e , c a u s i n gs e r i o u s p o l l u t i o nt ot h ee n v i r o n m e n t ，a n ds o m ed y ei n t e r m e d i a t e sa r et o x i c ，c a r c i n o g e n i c a s h u m a ns o c i e t yi n c r e a s i n gd e g r e eo fm o d e r n i z a t i o n ，p e o p l er e t u r nt on a t u r ea n dh e a l t hc a r e r a i s e di n c r e a s i n g l ys t r o n g ，w h i l en o n 4 0 x i cd y e sa n dn a t u r a ls o u n d ，af e w n o n p o l l u t i n ga n d u n i q u e c h i n ah a sal o n gh i s t o r yo f p l a n td y e s c u r r e n tn a t u r a lp l a n td y es t a i n i n ge s p e c i a l l y i nt h em o s tc i v i l ，i t sp r o d u c t sm a i n l ye t h n i cm i n o r i t yc o s t u m e s ，t o u r i s mp r o d u c t s ，t e x t i l e s a n dw o r k so fa r t t h ec u r c u m a ，s a p a n w o o da n dt a n n i ca c i dw e r et e s t e df o rd y e i n gc o t t o nb yo r t h o g o n a l e x p e r i m e n tw i t hm o r d a n ta n dd y e i n gp r o c e s s e si nt h i sa r t i c l e ，a n dd i s c u s s e dt h ek e yf a c t o r i n f l u e n c e dt h ep r o c e s s a tl a s ts e l e c t e dt h eb e s td y e i n gp r o c e s so fd e e pc o l o ra n dt e s t e dt h e f a s t n e s so ft h ed y e i n gs a m p l e k e yw o r d s ：c u r c u m as a p a n w o o d t a n n i ca c i dm o r d a n t l l w r i t t e nb y s u p e r v i s e db y w a n g y a n l ut o n g q i n g 苏州大学学位论文独创性声明及使用授权的声明 学位论文独创性声明 本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进 行研究工作所取得的成果口除文中已经注明弓l 用的内容外，本论文不含 其他个入或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不会为获得苏州大学 或其它教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡 献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人承担本声明舱法律 责任尊 研究生签名：垒垫e l 期童2 ：翌 学位论文使用授权声明 苏州大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、清华大学论文 合作部、中国社科院文献信息情报中心有权保留本人所送交学位论文的 复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本 人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文 外，允许论文被查阅和借阂，可以公布( 包括刊登) 论文的全部或部分 内容：论文的公布( 包括刊登) 授权苏州大学学位办办理。 研究生签名：主：拯 e t 期：1 2 ：i l 一 导师签名：篷i ：盎譬期：熊! i ：f j 二 天然染料染色下艺酌探讨 一、痢高 1 1 概述 土- _ j 一 一、只l j罱 在人类历史上，天然染料为美化人们生活做如了不可磨灭的贡献。从1 9 世纪末开 始，由于合成染料的迅速发展，出现了大量的合成染料。合成染料以其丰富多彩的色 泽及优良的染色牢度而得到广泛使用，而天然染料却逐渐被人们遗忘。合成染料促进 了纺织业的发展，但它在印染过程中排放的废水难以生物降解，对环境造成严重污染， 而且一些染料中间体是有毒的、致癌的。i l l 随着人类社会现代化程度的日益提高，人 们回归自然和保健卫生的呼声越来越强烈，而天然染料则以无毒无害，几无污染两独 树一帜 结构特点为多六酚，由于羟基、羧基数目多，易于多价金属离子络合，与重金属 络合后主要为灰色，深棕黑色。 7 生物碱类化合物 生物碱天然染料是一类含氮的色素，以黄紫色为主，大部分在植物细胞中以配 糖体的形式存在，该染料具有水溶性。 1 i 1 姜黄 姜黄为著名中药材，有止痛的功效，中医药理证明还有抗皮肤癌、抗病毒的作用， 可用于治疗传染性肝炎、胆结石及皮肤病。姜黄由纤维素、淀粉、矿物质以及酚性色 素组成，其色素主要成分是黄色的姜黄索、脱甲氧基姜黄素和双脱甲氧基姜黄素，存 在于根茎和根块中。姜黄素属于挥发油类化合物，难溶于冷水，可溶于酸、碱及热水中。 姜黄提取液也是一种天然染料，用沸水煮泡可对天然纤维进行染色，姜黄素遇酸呈现黄 色，对碱较敏感，呈红棕色。结构如下： h 00 壬 其中，姜黄素r 1zr 2 = o m e ；脱甲氧基姜黄素r l _ h ，r 2 = o m e ；双脱甲氧基姜黄 素r 尸r 2 一h 。f 3 】 2 天然染料染色t 艺的探讨 一、目旨 1 1 2 苏木 苏木，异名苏枋、苏方、苏方木、赤木、红柴，为豆秘植物苏木( c a e s a l p i n i as a p p a nl 1 ) 的干燥心材。在我国主要分布予广西、广东、台湾、贵州、云南、四川等地。 苏本 是一种传统植物染料，源于天然植物，无合成染料生产过程中的化学污染，对保护生态 环境十分有益，还具有抗菌的生物活性和保健功能的优点。苏木含微黄色结晶的苏本 素经氧化后生成氧化苏木素。如下式： ( 苏木素)( 氧化苏木素) 氧化苏木素在不同p h 水溶液中有变色行为。原因是氧化苏木素中与醌基相邻的 羟基在一定的p h 值时有一离解平衡。如下式： ( r o ) t 4 1 + h ( r o h ) 1 1 3 鞣酸( 单宁 鞍酸是从某些植物或植物寄生体的分泌物五倍予中提取的化学物质为黄色或淡 棕色轻质无晶性粉末或鳞片；有特异微臭，昧极涩。溶于水及乙醇，易溶于甘油，几 不溶于乙醚、氯仿或苯。其水溶液与铁盐溶液相遇变蓝黑色，加亚硫酸钠可延缓变色， 具有天然染科的属性，有效成分也比较一致，不需要提炼加工，染色质量较易得到保 证。在鞣酸的分子中有很多羟基，它们可以与重金属离子发生络合反应，产生不同颜 天然染料染色下艺的探i 、i 一、前言 色。i 5 j 。 1 2 染色 1 2 1 染色桃理 大多数天然染料对纤维没有赢接性或盏接性较小，岿须藉媒染荆一起才能固着在 纤维上，严格来说，它们大多属于媒染染料。用金属作为媒染剂对织物进行媒染染色， 天然染料一金属一织物三者之间可形成稳定的络会物。本文主要用f e s 0 4 和明矾做媒 染荆，路七与配位体生成络合物时，可以容纳配位体中4 对未共用电子。a 1 3 + 与配位体 生成络合物时，可以容纳配位体中6 对未共用电子。1 6 1 1 2 2 染色方法m 1 2 2 1 直接染色法 某些植物染料的天然色素对水的溶解度好，染液能盏接吸附到纤维上，就可以采 用直接染色法，如栀予、姜黄等。 1 2 2 。2 媒染法 某些植物染料天然色素对水的溶解度颇好，染液成分虽然能直接吸附到纤维上， 但为提高染色牢度，要求采用媒染法进行染色。媒染的过程中还分为先媒染再染色、 先染色再媒染或者同时进行媒染和染色三种情况。 1 2 2 3 先媒染焉染色 植物染料的天然色素对水的溶解度小，但色素具有络合配位基团，借助先媒染， 形成在纤维上吸附的金属离子络合键而圆着，如紫草、嚣洋营。 1 2 2 4 先染色再媒染 天然色素对水基本不溶解，但其配糖体能溶解于水，并与纤维吸附，要求采用后 媒染使之固着，如荩草、桅子、槐花。 1 2 2 5 还原法 植物中已存在形成天然色素化合物，而在染色过程中最终生成水不溶解的色素， 如蓝革。 1 2 2 6 其他 4 天然染料染色i 艺的探讨 一、前言 利用植物染料中天然色素对酸碱性的溶解度不同，使之在纤维上固着染色，如红 花、郁金。 1 3 磺究的前景和意义 天然染料色泽温和，有较好的生物降解性，健康环保毒性较低，无过敏而且非致 癌：有利于节约能源，染色效果不确定，也会带来耨奇感。天然染料中的动植物染料 是由生物体中提取的，与环境相容性好，生物可降解。合成染料虽然鲜明亮丽，但天然染 料的庄重典雅也是合成染料不能比拟的。除染色功能外，天然染料还具有药物、香料 等多种功能。天然染料大多为中药，在染色过程中，其药物和香味成分与色素一起被织 物吸收，使染后的织物对人体有特殊的药物保健功能。1 8 1 僚从植物染料染色研究的总体 情况来看，植物染料色素的提取工艺还是相当繁复和落后的，要想达到标准化，工业 化的要求暂时还不太可能，所以进行大规模的生产还有一些的困难。因此植物染色的 纺织品的制作较适合以小批量、多品种的形式来进行，并以它独特的艺术形式及品位， 来提升产品的附加值。f 9 峨们可以考虑进行如下的尝试和改进，才有可能。 染料植物原料供应，需要人工规模化种植。 q 染料提取的专门化天然染料加工半成品或成品。 圆精选助剂，提高工艺，减少污染，增加效率。 鳓开发纺织品新功能，药用，绿色产品等。 与其他绿色染色( 加工) 过程如生物酶精练，后处理等工艺配套进行产品开发。 钠开发制造生态保护特性的新型绿色染料，在天然染料与合成染料的结合上钻研 开发，利用生物工程以及生物工程及基因改造等获得。 我国有丰富的天然染料资源，用天然染料染色有悠久的历史。在天然染料染色方 面有得天独厚的物质和技术条件。我们应该深入挖掘和宏扬这一民族传统技术，使之 在2 l 世纪发扬光大。 天然染料染色工艺的探讨 二、实验 2 1 实验材料及药品 二、实验 一、7 一滥 白色漂盘丝光纯棉织物 姜黄、苏木、鞣酸市售 n a o h 上海化学试剂总厂 n a 2 c 0 3上海化学试剂总厂 冰醋酸( h a c ) 上海化学试剂总厂 硫酸亚铁上海化学试剂总厂 明矾、硫酸钠上海化学试剂总厂 中性皂片( 市购商品) 平平加o ( 片状工业品) 2 2 实验仪器 i r 1 2 s m 型红外试色机 d h g 一9 1 4 6 a 电热鼓风干燥箱5 0 3 0 0 电热恒温水浴锅 j j 2 0 0 电子天平 评定沽色用灰色样卡g b 2 5 1 。1 9 9 5 评定变色用色彩样卡f j 5 6 0 8 6 u l t r a s c a nx e 型测色仪 2 3 测试方法 2 3 1 耐洗色牢度测试g b 3 9 2 1 - - 1 9 9 7 a r a r a r a r a r 台湾瑞比染色试机有限公司 上海精宏实验设备有限公司 上海浦东荣丰科学仪器有限公司 常熟双杰市纺织测试仪器厂 上海市纺织工业技术监督所 天津纺织工业研究所 美国h u n t e r l a b 公司 将纺织试样与规定的贴衬织物缝合在一起放在试样机中，在规定的时间与温度 6 天然染料染色下艺的探讨 二、实验 下，经机械搅拌，清洗，干燥。如试样是织物，取1 0 4 c m 的块，将它放二块贴衬织物 之闻，并沿周固缝合，形成个组合试样。i i o l 试样液： 皂片5 9 t , 浴比：1 ：5 0 实验条件：温度4 0 时间：3 0 m i n 对染色牢度进行评定时，用作对比的灰色标准样卡，灰色样卡包括变色样卡和浩 色样卡。 评定变色用灰色样卡g b 2 5 0 。1 9 9 5 评定变色用灰色样卡亦称变色样卡，它是对印染纺织品染色牢度进行评定嚣尊，用 作试样的变色程度对比标准的灰色样卡。其组分特点是：基本灰色卡由五对无光的灰 色小片( 纸片或布片) 所组成，根据可分辨的色差可以分为五个牢度等级，若在两个 级别中再补充半级，就扩大成为九缀灰卡；每对的第一组均是中性灰色，仅是牢度等 级5 的第二组成与第一组成相一致，其他各对的第二组成在色泽上依次变浅，而色差 则逐级增大。 圆评定沾色用灰色样卡g b 2 5 1 。1 9 9 5 评定沾色用灰色样卡亦称沾色样卡，它是对印染纺织品染色牢度进行评定时用做 贴树织物沾色程度对比标准的灰色样卡，其组成特点是：基本灰色卡由五对无光的灰 色小片( 纸片或布片) 所组成，根据可分辨的色差可以分为五个牢度等级，在两个级 别中再补充半级，就扩大成为九级灰卡。每对的第一组均是白色，仅是牢度等级5 的第二组成与第一组成相致，其他各对的第二组成在色泽上依次变浅，焉色差则逐 级增大。 2 3 2 耐摩擦色牢度测试g b t3 9 2 1 1 - - - 1 9 9 7 要评定纺织品耐干、湿布摩擦，并用灰色样卡评定摩擦布的沾色。如果试样是织 物，应按规定剪取面积不小于2 0 c m 5 c m 的试样至少两块( 经纬向各一块) 每块试样 一边为子摩擦用，另一边为湿摩擦用。干摩擦和湿摩擦实验在摩擦色牢度杌上进行， 摩擦用布应符合规定，应为退浆、漂白，不含整理剂的棉布，尺寸为5 c m x 5 c m 方块。 干摩擦实验将试样平放在摩擦牢度试验机台的衬垫物上，两端以夹持爨固 定，然后将干的摩擦布固定在摩擦头上，使摩擦布的经、纬纱方向与试样的经、纬纱 7 天然染料染色t 艺的探讨二、实验 方向相交成4 5 0 。开机后，摩擦头在试样上沿1 0c l i i 长的轨迹作往复直线摩擦( 共1 0 次) ，每次往复的时间为l s ，摩擦头向下压力为9 n ，分别试验试样的经向和纬向。试 样和摩擦布在标准大气中调湿，试样应在标准大气中进行。 湿摩擦实验按规定的方法将干摩擦布润湿成湿摩擦布( 含水率达到9 5 - - , 1 0 5 ) ，其它操作程序与干摩擦试样基本相同。 摩擦试验后，将湿摩擦布放在室温下干燥。干、湿摩擦过程中，如有染色纤维被 带出，而昭在摩擦布上，则必须用毛刷把它去除。最终用灰色样卡评定摩擦布的沾色， 对于干摩擦和湿摩擦分别以经纬向浩色较重的级数评出试样最后的牢度等级。 2 4 表征颜色的l 宰，a 誊，b 事，a e 值 用u l t r a s c a nx e 型测色仪测l 毒，a 幸，b 车，a e 值 自然界中所有颜色都可以用明度、色相和饱和度三个属性来描述。l 。明度是表示 物体表面甥亮程度的一种属性，在菲彩色中最明亮的颜色是自色，最暗的颜色为黑色， 其间分布着不同的灰色。也就是说白色明度最高，黑色明度最低，而灰色的明度介于 白色和黑色之间。各种不同的彩色也有明度高低之分，通常明亮的颜色明度赢，丽比 较暗的颜色则明度低。2 色相是彩色彼此相互区分的特性。物体表面色的色相决定于 三个方面，一是照明光源的光谱组成，= 是物体对光的吸收和反射特性，三是不同的 观察者。3 。饱和度是指色彩的纯度。可见光范图内的各个光谱色其饱和度都是l ，即 饱和度最高。饱和度的高低可以从光谱色与自光的混合来理解。任意一个颜色都可以 看成白光与光谱色混合后得到的，此时白光的成分越多，则饱和度越低，白光的成分 越少，则饱和度越高。 一般地说，明度决定有色物质的浓淡，色相决定于有色物质的颜色，而饱和度则 和颜色的鲜艳度有关。 色差( e ) 是指两个颜色在颜色知觉上的差异，它包括明度差、彩度差和色相 差三个方面。在l 、a 、b 颜色空间中每个颜色都有一个相应的点，以两点之间的距离 来表示它们之间的差异。l 表示明度；a 乖代表偏红或者偏绿( a 正表示偏红；a 负表 示偏绿) ；b 枣代表偏黄或偏蓝曲正表示偏黄，b 负表示偏蓝) ；e 表示色度；h 表示 色相。 8 天然染料染色工艺的探讨 二、实验 2 5 色素的提取 因前，利用天然材料提制色素的方法有多种。虽然这些方法在工艺流程上各有特 色，但都不外乎色素的提取和精制两大步骤。常用的色素的提取方法主要有两种： 有机溶剂提取法：常用相当于原料若干倍的乙醇等有机溶剂浸提经粉碎的原 料。采用离心或过滤的方式分离提取液。用有枧溶剂提取色素的主要优点是提取率高； 但有机溶剂消耗量大，产品成本高，生产安全性差。分离获得的提取液中除色素外， 还含有大量酯类等脂溶性杂质。 圆水提取法：姜黄色素易溶予碱水，可用l 左右i 翳n a o h 加热浸提姜黄中的姜 黄色素。尽管其提取效率不如有机溶剂，但从经济和安全的角度考虑仍有很强的实用 性。由于姜黄原料中淀粉含量高，所以色素实际上是与淀粉一起进入了碱性提取液。 基于这一事实，有入直接用中性水加热提取姜黄色素获得成功。尽管姜黄色素只微溶 于水，但它与淀粉结合紧密，可随大量可溶性淀粉一起进入水相，从而进一步降低了 提取成本。 圆超临界c 0 2 流体的萃取法：超临界流体萃取技术( s u p e r c r i t i c a lf l u i de x t r a c t i o ， s f e ) 作为一种新型分离技术，由于其具有提取率高，选择性好，无溶剂残留，能有效 萃取热敏性及易氧化和易挥发性物质等优点，二十多年来，无论在技术的基本理论还 是在应用开发研究方面都取得了很大进展。 超临界流体萃取技术的突出特点是：溶剂渗透快，能快速达到溶解平衡；控制 简便( 仅温度和压力两个主要参数) ，萃取艨溶质溶剂分离容易， 萃取率高，萃取物 中咒乎没有溶剂残留，纯度好；萃取设备投入大，但溶剂可以循环利用，避免了大 量有机溶剂的使用。而且因为所用溶剂就是c 0 2 ，来源广，无污染。 超临界c 0 2 萃取的基本工艺过程分为：超临界c 0 2 流体与萃取原料充分混合， c 0 2 溶解西标萃取组分达到饱和状态。c 0 2 流体与萃取物的分离。萃取物的处理 及溶剂的回收和循环利用。i 1 0 2 5 1 姜黄色素的提取 先将姜黄捣碎，加水萃取后，用2 5 0 m l 的容量瓶定容。吸取该溶液l m l ，用0 。l m o l l 的硼砂溶液稀释1 0 0 倍后，测定在此条件下的吸收光谱，并由此得到姜黄溶液的最 9 灭然染料染色t 艺的探i i 二、实验 大吸收波长为4 4 0 n m 。碱因素对色素提取的影响最大，其中n a o h 的影响比n a 2 c 0 3 的 影响大，因此选用n a o h 。增加碱用量可提高姜黄色素的溶解度，这是因为姜黄分子 中含有多个酚羟基，增加碱用量使羟基电离为负氧离子，色素更易溶予水，当碱的用 量超过_ 2 0 9 l 时，光密度变化不大。根据以上实验结果，确定姜黄萃取的优化工艺： 姜黄用量8 0 l ，n a o h f f 量2 0 9 l ，8 0 ，6 0 m i n 。1 1 2 1 2 5 2 苏木色素的提取 先将苏木捣碎，加水萃取后，用2 5 0 m l 的容量瓶定容。吸取该溶液l m l ，用0 1 m o l l 的硼砂溶液稀释1 0 0 倍后，测定在此条件下的吸收光谱，并由此得到苏木溶液的最 大吸收波长为3 7 0 n m ，加碱可提高苏本色素的溶解度，这是因苏本分子中含有多个羟 基，加碱使酚羟基电离为负氧离子，色素更易溶于水。但碱量超2 0 l ，光密度变 化不大。故选取2 0 9 l 较合理。根据实验可确定苏木萃取的最佳工艺： 8 0 ，苏木 浓度8 9 10 0 m l 水，3 0 m i n ， n a o h 2 0 9 l 。 2 6 实验方案设计 主要讨论了苏术，姜黄，鞣酸天然染料的染色，染色工艺是直接染色，前媒染色 和后媒染色。利用多因素多水平正实验基本确定最佳染色工艺，然后根据最大影响因 素实验最终确定最佳染色工艺。 使用正交的方法来设计实验有许多的优点，首先在不影响实验结果的基础上可以 最大限度的降低工作量，其次利用方差分析影响因素和最佳工艺即科学又直观。所以 说正交设计是目前染色工艺研究中采用最普遍的一种方法。 l o 灭然染糙染色了艺静探讨三、实验结采及讨论 3 1 染色 三、实验结果及讨论 以下实验每次煮4 8 9 药材经过滤配成7 6 0 m l 的染液，此时染液浓度为x 。织物重 2 9 浴l ：l l ：3 0 ，用h a e 调节p h 值，实验做两次，数据均为两次实验的平均值，a e 为 染色试样与未染色的白色棉布的色差，下同。 3 1 1 直接染色 根据染色的影响因素，设立三水平、四因素正交实验，条件见表l ，测定各试样的l 宰，a 搴，b 串，x , e ，e 幸，h 搴( 下网) ，结果见表l l ，l 一2 ，2 一1 分析不同染色条件下的 色光和色差。 3 1 。1 1 姜黄与苏木的直接染色 表i 壹接染鱼酶夔交设计 。 水平温度 ) p h 值 浓度盐用量( o w f ) l7 54xo 28 562 ，3x4 39 58l 3x8 注：未标明的盐是n a 2 s 0 4 表1 1姜黄直接染色正交结果 因素瀑度 p h 德 浓度盐耋嚣素温度 p h 值 浓度盐量 k l 7 7 4 88 2 。3 07 9 4 78 0 。4 4 k l 7 7 9 78 7 i 58 0 + 9 87 9 8 2 l k 2 7 9 3 07 9 4 77 7 9 67 7 6 6h k 2 7 8 5 77 7 5 87 9 7 37 9 7 3 k 3 8 0 6 87 7 9 67 9 8 87 9 3 9 k 3 8 1 8 27 3 6 27 7 6 57 8 8 0 r3 2 09 3 51 9 22 7 8r3 8 51 3 5 33 3 31 0 2 k l5 7 7 1 8 3 8 7 6 0 0 9 5 2 3 1 k i 5 7 9 68 2 1 85 9 7 25 1 7 7 c k 2 5 3 3 1 6 2 2 3 5 7 2 2 5 7 2 6 ek 25 3 6 l 6 3 2 55 7 2 25 7 5 l k 3 5 8 2 0 2 3 1 2 5 1 9 l 5 9 6 6 k 3 5 7 5 4 2 3 2 35 1 7 25 9 3 7 r4 8 96 0 7 58 8 17 3 5r4 8 05 8 9 58 0 07 6 0 由上表知，p h 值对l 幸、c 枣、h 枣、a e 值的影响均最大，随着p 珏值的减小，鲜艳 天然染精染色工艺韵探讨三、实验结采及讨论 度变大；h 幸变大，表明色光偏黄的程度变大；e 值变大，表n y j p h 值越小，颜色越深， 染料越易上染织物。p h 值为8 时，上染量极少，表明碱性条件对染色不利。温度对亮 度、色光的影响较大，对鲜艳度的影响小，对a e 影晌较小，在7 5 ( 2 时织物的颜色比 8 5 * ( 2 、9 5 * ( 2 时的深，故染色最适温度为7 5 c ，染料浓度对织物色深有定的影响，浓 度越高，a e 越大。盐的加入有_ 定的促染效果。以e 值必依据( 下同) ，姜黄直接染 色的优选结采为：7 5 ，p 值为4 ，浓度x ，n a 2 s 0 4 8 ( o w f ) 。 表1 - 2 苏木正交实验结果 因素温度 p h 值 浓度盐量因素温度 p h 值 浓度盐量 k l 6 1 s 75 9 。5 55 9 1 46 3 7 2 k 1 5 l 。1 96 6 7 84 9 。9 24 7 。3 4 k 2 6 4 3 55 8 。9 l6 2 。4 56 4 。1 5 k 2 5 l 。0 86 8 3 04 7 6 54 7 2 l lh k 3 6 2 。9 l7 0 。3 76 7 。2 56 0 。9 6 k 3 4 3 + 6 41 0 。8 34 8 。3 45 l 。3 6 r2 7 8l l 。4 68 1 l3 。1 9 爻 7 5 55 7 4 72 2 7毒。1 5 k 1 3 l 。5 03 8 7 73 0 5 83 1 0 7 k i 4 3 7 94 9 6 24 5 1 84 2 1 3 k 2 2 9 。6 24 0 0 63 1 0 52 7 6 8 k 2 4 0 9 85 1 0 54 2 9 13 7 6 9 ce k 3 2 8 。0 11 0 2 82 7 4 93 0 3 7 k 3 4 0 4 72 4 5 73 7 1 54 3 4 2 r3 4 92 9 7 83 5 63 3 9r3 3 22 6 4 88 0 23 7 3 由上表知，p h 值对l 奉、c ，、h 奉、x e 值的影响均最大，p h 值为6 时，e 值最 大，表明颜色最深，染料易上染织物，此时黄光最重，鲜艳度最大。p h 值为8 时， 上染量极少，表明碱性条件对染色不利，此时偏红光，鲜艳度最小。温度对亮度、鲜 艳度、色深的影响较小，在7 5 * ( 2 时织物的颜色较深。温度越低，黄光越重。染液浓 度变大，加入8 ( w f ) 的盐有一定的促染效果。姜黄直接染色的优选结果为：7 5 ， p h 值为6 ，浓度x ，n a 2 s 0 4 8 ( o w f ) 。 3 1 1 。2 鞣酸的直接染色 袁2 鞣酸赢接染色正交设计 永平温度( ) 时间( m i n )染料( o w o 促染剂 17 03 05 28 06 0l o h a c ( 1 m 1 ) 3 、 9 09 01 5 n a 2 s 0 4 为2 5 ( o w f ) 1 2 灭然染料染色工艺的探讨 三、实验结采及讨论 表2 1鞣酸直接染色正交结粟 因素温度 时间浓度 促染剂 因素温度时间浓度促染剂 k l 4 3 6 7 4 3 7 3 4 6 5 54 2 6 4k l 3 0 0 8 l2 9 7 7 02 9 4 。2 23 0 2 。8 3 k 2 4 2 2 8 4 3 2 04 2 4 14 3 6 6 k 2 2 9 6 0 12 9 7 0 53 0 2 4 72 9 7 8 0 l h k 3 4 3 5 24 2 5 44 0 5 l4 3 1 7 k 3 2 9 7 9 83 0 0 0 62 9 8 i l2 9 4 1 7 rl 。3 9l 。1 96 。0 4l 。0 2 r2 。8 33 o ls 。2 58 。酾 k 1 7 5 87 5 97 3 77 8 2 k i 4 7 4 14 7 5 94 4 7 84 8 5 6 k 2 8 0 37 7 87 9 27 7 l 岛 4 9 。睨 4 8 ，0 5 4 8 8 0 4 7 5 9 ce k 3 7 2 97 。4 57 8 97 6 5k 3 4 7 6 2 4 8 。5 9 5 0 。6 8 4 8 0 8 r 0 7 4 o 5 00 5 5o 1 7r1 6 11 0 05 9 00 9 7 从上表可知，染料浓度对l 事、a e 影响最大，浓度越大，亮度越小，a e 越大， 表明织物颜色越深，染料越易上染织物；对h 幸影响较大，在1 0 时最红。各因素对鲜 艳度的影响均不大，8 0 时的鲜艳度最大。促染剂的加入对c 攀，a e 值的影响很小。 故直接染色优选结果为：8 0 。c ，9 0 m i n ，鞣酸浓度为15 ( o w f ) ，不加促染剂。 3 1 2p h 值单因素实验 3 1 2 1 姜黄与苏木的单因素实验 以上结果显示p h 值对色差影响最大，故进行p h 值的单因素实验，条件见表3 。 姜黄、苏木均在7 5 。c ，浓度2 3 x ，4 5 m i n ，平平加oo 。3 9 l ，n a 2 s 0 4 8 ( o w f ) 的条 件下进行染色，染色时直接加入下表所示的h a c 量。 实验结果见表3 1 ，3 2 ；图3 1 一l ，3 1 2 ，3 1 3 ，3 1 4 ；3 2 1 ，3 2 2 ，3 - 2 - 3 ，3 2 4 。分析 不同染色条件下织物的色光和色深还有亮度。 表3p h 值单因素实验 试样 12 3 45678 ；9 i a h a c 量( m l ) 0o 20 40 。6 o 8 1 0 l 。21 4 表3 - 1姜黄鱼接染色娜值单因素实验结果 试样 l 234 56 78 乙事 7 5 8 67 6 4 37 4 4 56 5 1 4s 1 6 48 3 5 0 8 3 ，7 48 4 1 9 h 搴 5 8 8 76 6 2 46 6 6 l6 7 0 28 7 2 08 8 9 9 8 9 3 98 9 7 4 c 宰 2 3 9 02 6 4 42 9 3 24 8 1 67 9 8 98 1 8 2 8 3 3 28 0 0 4 e2 4 3 42 5 7 42 9 8 15 0 0 77 5 1 47 6 8 87 8 3 4 7 5 0 4 天然染料絷玩艺懿探讨三、实验鲶采及讨论 图3 1 th a c 的量对c 霉的影响 豳上图知，隧着h a c 加入量的增大，织物鲜艳度逐渐增大，当热入h a c 的量达 到0 4 m l 之后，鲜艳凄迅速增大。当加入h a e 豹量达到9 8m l 之螽，鲜艳发交纯不 是很多。所以说染色时虽然是在酸性条件下进行，但是也一定要注意酸的量的加入， 加入酸的量越多，p h 傻越小，上染的染料藏越多，织物的鲜艳度也就越高，但是也 不能过量豹规大，不仅染色的效果不明显，i 瑟且也会有负蟊懿影昀。基本上控制在 o 8 m l 左右为好。 图3 1 。2h a c 的量对h 毒的影响 天然染料染色t 艺豹探讨三、实验缓采及讨论 由上图知，随着h a c 加入量的增大，织物颜色从几乎无色变为橙色再变为黄色， 色相角逐渐增大，表明织物偏黄光的程度越来越大。加入h a e 的量在0 6 0 8 m l 之间 h 迅速增大，当加入h a c 的量达到0 8 m l 之后，h 母的增大不是很多。因此要想控制 染橙色，加入h a c 的量最好不能超过0 6 m l ；如果需要偏黄色基本上要控制在0 s m l ， 0 6 m l 0 。8 m l 之间的色光变化比较大，色光比较难控制。 l - i a c 的量( m l ) 图3 1 3h a e 的量对e 的影响 由上图知，随着h a c 加入量的增大，织物颜色越来越深，当加入h a c 的量达 到0 4 m l 时，颜色迅速交深，当加入h a c 的量达到0 8 m l 时，色深变化不是很大。 加入h a c 的量在0 4 m l - - - 0 8 m l 之间颜色色深变化比较明显，同图3 1 2 和图3 1 1 相类似，因为天然染料本身对纤维具有一定的亲和力，所以刚开始加入酸除了对 染液的理化环境有所改变外，对染料的上染影响不大，主要还是靠染料本身的巍 接性，当酸的加入量逐渐增加时，p h 值变小，这时候纤维同染料才会发生一些化 学键的结合。 1 5 天然染科染色t 艺的探讨 三、实验结采及讨论 图3 1 4h a c 的量对l 宰的影响 由上图可以知道，随羞酸加入量的逐渐增加织物的亮度呈现不同程度的变化，在 0 - 一0 4 m l 之闯基本上变化不大；0 4 - 0 。8 m l 之间逐渐变小；0 8 m l 以后又逐渐增大， 到l m l 后趋于平稳。基本上在o 8 m l 时达到最小值，亮度最小。 袭3 - 2 苏木直接染色p h 值单因素实验结果 l 搴6 6 。6 86 3 。3 45 8 。1 04 7 。9 45 5 3 65 8 。4 95 9 ，3 75 9 9 0 鞭】i8 。6 27 。9 41 1 8 64 5 73 7 2 26 5 2 86 9 2 06 9 9 0 c 幸 1 4 3 71 5 。4 02 0 。9 4 2 7 。5 43 9 4 24 2 。2 l4 4 。0 24 2 7 6 e2 9 8 03 1 4 63 9 0 65 0 9 24 9 3 64 8 9 24 9 6 24 8 2 8 图3 - 2 1h a c 的量对e 掌的影响 1 6 天然染孝葺染色1 ：芭的探讨三、实验结莱及讨论 由上图知，随着h a c 加入量的增大，织物鲜艳度逐渐增大，当加入h a c 的量达 到1 2 m l 时，鲜艳度达到最大值，继续加大h a c 的量，鲜艳度反恧下降。 所以说如果需要染鲜艳度很高的话，加入酸的量在0 8 , - - 一l m l 左右最合适，这样 既保持有一定的鲜艳度，又节约了药品。 图3 2 2h a c 的量对 母的影响 由上图知，随着h a c 加入量的增大，织物颜色从粉紫变为土黄，色相角先减小 再迅速增大，表职织物偏黄光的程度变小后迅速增大，当加入h a c 的量达到1 0 m l 之后，h 搴的增大不是很多。从上图可以看出，如果要想染黄色加入的h a c 越多越好， 但是当加入h a c 的量达到1 0 m l 之后，基本趋于稳定，说明加入酸的量已经可以了， 如果再过多的加入的话，在色相上不会有什么变化了，只会对药品造成不必要的浪费。 图3 - 2 - 3h a c 的量对a e 的影响 1 7 天然染料染也t 艺的探i 、j 三、实验结果及讨论 由上图知，随着h a c 加入量的增大，织物颜色越来越深，当加入h a c 的量达到 0 6 m l 时，颜色最深，继续加大h a c 的量，颜色深度略有下降，但变化不是很大。 因此，从上图可以看出要想得到深色的织物，不是说加入的h a c 越多越好，加入 0 6 m l h a c 刚刚好，如果再多加的话，反而使织物的颜色有所下降了。 由此可以看出织物的色深受加入h a c 的量，也就是p h 值的影响非常裴显的。 图3 2 4h a c 的量对l 毒的影响 由上图可以看出，随着酸加入量的逐渐增加( p h 值的降低) 织物的亮度呈现不 同程度的变化，当加入h a c 的量在0 - - 0 。6 m l 时，随着织物颜色的逐渐变深，织物的 亮度也逐渐降低；娄加入h a c 的量在0 6 m l 时织物的颜色最深，嚣此，此时的织物 的亮度最小；参照上图，当h a c 的量超过0 6 m l 时，织物的颜色深度有所下降，所 以它的亮度就有所升高，织物的颜色的深度和亮度还是有一定的反比关系的。 3 1 2 2 鞣酸的p 糙值的单因素实验 为了说明染色过程中不同的酸碱度对染色效果的影响，采用氢氧化钠和h a c 来 调节p h 值，进行p h 值单因素实验，条件及结果见表4 和图4 一l ，4 - 2 ，4 3 ，4 4 。其 中染色工艺为，9 0 m i n ，鞣酸浓度为1 5 ( o w f ) 。 1 8 天然染料染色工艺酌探讨三、实验结采及讨论 表4 鞣酸p h 值单因素实验结果 试样 l23 4 56 7 酸碱量n a o h o 5 9 o h a c l m lh a c 2 m lh a c 3 m lh a c 4 m lh a c 5 m l l 毒5 4 。8 34 1 4 64 4 。4 64 4 。0 44 6 。6 64 3 7 84 3 。2 h 幸 3 3 l 。9 6 2 9 6 2 13 0 7 3 4 3 0 3 5 82 9 9 。5 9 2 9 8 。1 63 0 2 2 6 c 搴4 。 68 2 68 6 57 8 77 0 67 2 98 2 4 e3 5 3 45 0 0 64 7 5 84 7 5 04 4 8 14 7 6 44 8 4 2 5 6 5 4 5 2 5 0 貅4 8 4 6 4 4 4 2 4 0 3 辐 3 3 0 3 2 5 3 2 0 惑3 1 5 3 1 0 3 滔 3 0 。 2 9 5 2 9 0 n a o h o 。5 9 0h a cl m lh a c 2 m l1 - 1 a c 3 m lh a c 4 m lh a c 5 m l 加入酸碱量 图4 1 酸碱加入量对l 幸的影响， 燃5 9 oh a c l m lh a c ：抽lh a c 3 r l h a c 4 m lh a c 5 m l 加入酸喊的量 图4 2 酸碱加入量对h 毒的影响 1 9 天然染料染色工艺的探讨兰、实验貉采及讨论 9 8 5 8 7 5 7 求 u6 5 6 茂5 5 如5 4 5 l 4 9 4 7 4 5 黻钙 4 l 3 9 3 7 3 5 他栅5 9 0h a c l j i ll t a c 盈r lh a c 3 n lh a c 4 r lh a c s r l 加n 翰腕 图4 - 3 酸碱加入量对c 枣的影响 掩d 蛾5 9 0l 陵c l m lh a c 2 v lh 娩榭。h a c 4 v ll - l a c s w l 加入酸喊缝 图4 - 4 酸碱加入量对e 的影响 由上表和4 个圈我们可以直观的看到，无论是加酸还是加碱都会对色差产生不利 的影响。尤其是加碱不利影响最大，所以反应环境保持在中性最好，弱酸性影响不大。 天然染料染色下艺的探讨 三、实验结采及i 李论 3 1 3 前媒染色工艺 3 1 3 1f e s 0 4 ，明矾媒染正交实验 设立染色正交实验，条件见表5 ，媒染螽姜黄和苏木的统一染色条件：7 5 c ，p h 值 为4 ，染液为2 3 x ，n a 2s 0 4 8 ( o w f ) ，平平加00 3 9 l ；媒染后鞣酸的统一染色条 。件：9 0 c ，3 0 m i n ，鞣酸浓度为1 5 ( o 。w 。f ) ，平平加o0 3 9 l 。实验结果见表5 - l 一1 ， 5 1 2 ；5 。2 1 ；5 2 2 ：5 3 。 表5 媒染剂正交设计 水平温度时间( m i n )媒染剂( o w f ) l7 03 05 28 0 4 5 l o 39 06 01 5 表5 1 1f e s 0 4 媒染姜黄实验结栗 因素温度时间浓度因素温度时间浓度 k l 7 9 9 48 0 0 57 9 3 9 k l 9 0 0 79 0 3 69 0 2 3 k 2 7 9 8 07 9 3 97 9 6 3 k 2 9 0 7 19 0 1 29 0 4 7 l 辜嚣奎 k 3 7 9 5 37 9 8 38 0 2 5 k 3 9 0 3 89 0 4 l 9 0 4 6 r0 4 1o 。6 6o 8 6r0 。6 4o 5 l0 2 4 k i 6 4 4 l6 5 。6 86 5 。l l k i 6 1 2 96 2 5 06 2 。0 9 k 2 6 5 0 46 2 。4 66 l 。5 0 k 2 6 l 。9 25 9 4 95 8 。4 9 c 幸e k 3 6 2 4 l6