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创新课堂 | 天然染料的创新染整工艺,你知道几种?

发表时间:2015/7/7

天然染料染色的鲜艳度不高,色相不齐,耐水洗、耐气候牢度偏差,这些问题很大程度上是由染料结构和染色工艺技术所决定。为了解决这些问题,目前工业上已开发出媒介染色法、生物酶染色法、超声波和微波染色法及纤维改性染色法等染色方法。


1  媒介染色工艺的运用

天然染料对纤维的亲和力低、色牢度差。针对这一问题,生产中最常用的方法是使用媒染剂,提高天然染料与纤维的亲和力,同时对于染料色相也有一定控制作用。目前,除采用过去常用的天然染料染整媒染剂 —— 硫酸铝钾、重铬酸钾、硫酸亚铁和硫酸铜等外,已开发多种新的媒染剂和工艺。

Samanta等详细研究了媒染剂种类、方法对不同纤维材料染色性能的影响,而韩晓俊等则主要将天然染料用于羊毛染色。采用媒染与否的对比实验结果证明:媒染剂单独、混合应用可扩展色相,对明度、彩度、天然染料的上染率均有作用,但是羊毛纤维的有色牢度不理想。

林细娇等引入稀土-柠檬酸络合物作为媒染剂,由于稀土有吸附性,色牢度有明显提高。杨蓉等将稀土作为媒染剂,应用在天然染料真丝染色中,上染百分率和表观得色深度结果令人满意,同时还提高了织物的匀染性。Zheng等还将氯化稀土作为媒染剂,用于纯麻织物天然染料的染色。目前,开发新型、环保媒染剂也是天然染料染色研究的一个新方向。

2    酶促染色法

酶是一种新型、环境友好的生物活性织染助剂。在现代纺织工艺上生物酶的主要应用在天然纤维的前处理加工,消解杂质和织物后整理,改善成品的外观、手感等。


Tsatsaroni等使用α-淀粉酶和胰岛素对棉和羊毛进行表面处理后,再用天然染料染色,实验结果表明:酶处理同时天然染料的染色性能和羊毛的防缩性能。孙戒等利用胃蛋白酶对真丝织物进行预处理,采用天然茜草染料进行染色,在最佳工艺条件下,处理后的真丝得色深度和各项色牢度明显高于未处理的真丝织物(天然染料染色真丝织物的各项色牢度都达到了 4 级以上)。

除了天然纤维,腈纶用腈水合酶处理后,胭脂红的上染率得到很大提升。目前无论是否采用天然染料,开发生物酶在染色中的应用均是全新方向,在染整工艺上已获运用。

3    超声波和微波辅助染色

超声波、微波助染具有高效、低能耗、染料利用率低等优点,在液相介质有分散、搅拌、消解、提高化学反应效率的作用。Vankar等将超声波染色应用在几种天然染料染色中,显著增强染色织物的可染性、染色深度、色牢度(与传统染色法比较)。微波主要通过对极性分子如水分子的直接热效应而达到染整目的。

近期有研究显示,将微波辐照应用在栀子黄对棉织物染色过程中,可大大缩短染色时间。目前,微波和超声波均是辅助手段,尚不能成为主流,仅限于与其他方法联合使用。

4    纤维的改性辅助天然染染整工艺技术

目前对天然染料的纤维改性染整工艺创新与革新较多,主要有物理改性和化学改性两大类。化学改性主要通过改性剂对纤维表明进行处理,如季铵盐阳离子改性剂对棉纤维进行处理后,能显著改善天然染料在棉纤维上的染色性能和各项色牢度。同理亚麻织物进行阳离子改性,也提高了天然大黄染料的上染性能。

对织物的物理改性,目前主要运用包括磁溅射、低温等离子处理等技术进行,一般与化学改性联用。如对涤纶纤维进行低温等离子体刻蚀和表明壳聚糖接枝改性处理,可使植物性天然染料上染。

(来源:纺织导报)