肉桂皮提取液对棉针织物染色性能的影响

贾梦莉，王春梅

(南通大学 纺织服装学院，江苏 南通 226019)

肉桂皮提取液对棉针织物染色性能的影响

贾梦莉，王春梅*

(南通大学 纺织服装学院，江苏 南通 226019)

对以水为介质，从肉桂皮中提取天然色素用于改性棉针织物的染色进行了研究。探讨了改性剂Fix-800和NaOH用量、改性温度和时间等改性工艺参数以及染色pH值、染色温度和时间等染色工艺参数对染色效果的影响。结果表明棉针织物改性的优化工艺为：改性剂Fix-800 10%(owf)，NaOH 20 g/L，在80 ℃改性40 min，浴比1∶30。肉桂皮提取液染色的优化工艺为：毋需调节提取液pH值，80 ℃染色40 min，浴比1∶30。

肉桂皮；天然色素；阳离子改性；棉针织物；染色

天然染料来源广泛，主要来源于动物、植物或矿产资源，无毒、无害，且易生物降解，在回归自然、更加注重环保的今天，天然染料重新受到人们的关注[1-2]。天然染料染色的织物，色泽典雅自然，具有天然的香气，此外，部分中草药型植物染料还能够赋予染色织物相应的抗菌保健功能[3]。日本、印度和韩国等一些国家均成立了专门研究植物染料的机构，相继出现了有关植物染料染色的专利及报道[4]，日本伊藤忠商社开发的用绿茶染色的棉织物，因具有除臭、抗菌、不引起过敏等优良特性深受日本消费者的青睐[5]。然而，天然染料对纤维的亲和力较小、上染率较低，一般采用阳离子化改性或加入媒染剂的方法提高染色织物的上染率和色牢度。本文采用棉织物阳离子化改性的方法，提高天然染料与棉纤维之间的亲和力[6]，使更多的天然染料能够吸附到织物上，从而提高天然染料的上染率[7]。

肉桂是名贵的香科植物，主要产于广西、广东、云南等地。肉桂皮是传统的香辛料，主要用于肉类烹饪，亦用于面包、蛋糕等焙烘食品，是五香料的主要成分之一[8]。肉桂具有抑菌、抗氧化及生理药理作用，是食品天然防腐剂及抗氧化剂的重要来源之一[9]。此外，肉桂具有补元阳，暖脾胃，除积冷，通血脉之功效，其提取物能有效抑制良性前列腺增生[10]。本文主要研究肉桂皮提取液在棉针织物上的染色，通过单因素试验确定最佳阳离子化改性工艺及染色工艺。

1 试验部分

1.1 材料和仪器

材料：精练纯棉针织物(规格30 tex，180 g/m2)，肉桂皮(广东，采收于2015年4月)，阳离子改性剂Fix-800(南通斯恩特精细化工有限公司)，中性皂片(上海制皂厂)，氢氧化钠、冰醋酸(西陇化工股份有限公司)。

仪器：EL303电子天平[梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司]，HHS 11-1电热恒温水浴锅(上海华联环境实验设备公司恒昌仪器厂)，PHS-3C精密pH计(上海仪电科学仪器股份有限公司)，101AB-1电热恒温鼓风干燥机(海门市恒昌仪器厂)，DatacolorSF650测色配色仪[德塔颜色商贸(上海)有限公司]，YB571预置式染色牢度摩擦仪(温州大荣纺织标准仪器厂)，Gyrowash415水洗/干洗色牢度试验机(英国James H Heal 公司)。

1.2 试验方法

1.2.1 肉桂皮天然色素的提取

提取条件：以水为介质，肉桂皮25 g/L，NaOH用量为10 g/L，90 ℃提取40 min。

1.2.2 工艺流程

织物预处理(热水煮5 min，水洗)→阳离子改性→水洗→染色→水洗→性能测试。

1.2.3 棉针织物阳离子改性工艺

Fix-800/%(owf) 0～14

NaOH/g·L-10～30

温 度/℃ 20～100

时 间/min 10～60

浴 比 1∶30

1.2.4 染色工艺

肉桂皮提取液 未稀释

pH值 3～13

温 度/℃ 40～100

时 间/min 10～70

浴 比 1∶30

1.3 测试方法

1.3.1 表观深度K/S值

采用DatacolorSF650测色配色仪在D65 10Deg光源下测试，用K/S值表征染色织物的染色深度。

1.3.2 标准偏差Sr

采用DatacolorSF650测色配色仪测量8次K/S值，由计算机直接读出标准偏差。标准偏差越小，则匀染性越好。

1.3.3 染色牢度

耐皂洗色牢度：参照GB/T3921-2008《纺织品色牢度试验耐皂洗色牢度》中B(2)方法测定。

耐摩擦色牢度：参照GB/T3920-2008《纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度》测定。

2 结果与讨论

2.1 棉针织物阳离子化改性工艺条件的选择

2.1.1 阳离子改性剂Fix-800用量

阳离子改性剂Fix-800的用量对棉针织物改性后染色性能的影响如表1所示。改性条件：NaOH用量为20g/L，70 ℃改性40min，浴比为1∶30。染色条件：pH值为12，60 ℃染色40min，浴比为1∶30。

表1 改性剂Fix-800用量对织物染色性能影响

由表1可看出，随着阳离子改性剂Fix-800用量的增加，染色织物的K/S值增加，且褪色牢度等级变高，当Fix-800用量达到10%(owf)后，染色织物的K/S值增加缓慢，牢度基本不变。综合考虑，阳离子改性剂Fix-800用量选择为10%(owf)。

2.1.2NaOH用量

NaOH用量对棉针织物改性后染色性能的影响如表2所示。改性条件：阳离子改性剂Fix-800用量为10%(owf)，70 ℃改性40min，浴比为1∶30。染色条件同2.1.1。

表2 NaOH用量对织物染色性能影响

由表2可看出，随着NaOH用量的增加，染色织物的K/S值逐渐增加，NaOH用量达到20g/L后，染色织物的K/S值增加缓慢，这是因为碱用量较低时，改性剂与纤维间反应性较低，改性不充分，导致染料对纤维的上染率较低。改性时NaOH的用量对染色织物的色牢度影响不大。综合考虑，NaOH用量选择为20g/L。

2.1.3 改性温度

改性温度对棉针织物改性后染色性能的影响如表3所示。改性条件：阳离子改性剂Fix-800用量为10%(owf)，NaOH用量为20g/L，改性时间为40min，浴比为1∶30。染色条件同2.1.1。

表3 改性温度对织物染色性能影响

由表3可看出，随着改性温度的增加，染色织物的K/S值逐渐增加，且温度超过80 ℃后，染色织物K/S值增加缓慢，当改性温度超过90 ℃后，染色织物K/S值反而下降。这是因为温度升高，棉纤维的膨胀程度增大，纤维间缝隙增大，有利于阳离子改性剂渗透到纤维内部，但在碱性条件下，过高的温度反而会导致改性剂发生水解，不利于棉纤维的阳离子化。改性温度对染色织物的色牢度影响不大。因此，改性温度选择为80 ℃。

2.1.4 改性时间

改性时间对棉针织物改性后染色性能的影响如表4所示。改性条件：阳离子改性剂Fix-800用量为10%(owf)，NaOH用量为20g/L，改性温度为80 ℃，浴比为1∶30。染色条件同2.1.1。

表4 改性时间对织物染色性能影响

由表4可看出，改性时间达到40min之前，棉织物与改性剂之间的反应未达到平衡，染色织物K/S值随着改性时间的增加而增加；40min之后，改性反应达到平衡，染色织物K/S值不再增加。改性时间对染色织物的色牢度影响较小。因此，改性时间选择为40min。

综上所述，棉针织物用阳离子改性剂Fix-800改性的优化工艺为：阳离子改性剂Fix-800用量10%(owf)，NaOH用量为20g/L，80 ℃改性反应40min，浴比1∶30。

2.2 染色工艺条件

2.2.1 染色pH值

染色pH值对棉针织物染色性能的影响如表5所示。改性条件：改性剂Fix-800用量为10%(owf)，NaOH用量为20g/L，80 ℃改性40min，浴比为1∶30。染色条件：60 ℃染色40min，浴比为1∶30。

由表5可看出，染浴的pH值越小，染色织物的K/S值越大，然而肉桂皮提取液在强酸性染色条件下不稳定，会产生大量沉淀，不适宜强酸性条件下染色。试验发现染浴分别为酸性、中性及碱性时，染色织物的色光不同，相对于碱性条件下的染色织物，酸性条件下染色织物颜色偏黄，中性条件下染色织物颜色偏红。染色pH值对染色织物的摩擦牢度影响较大，对皂洗牢度影响较小，酸性染色条件下，染色织物摩擦牢度较差，随着染色pH值的升高，摩擦牢度逐渐变好，染色pH值达到12及以上时，干摩擦牢度较好，为4-5级。从色牢度及节约能源等方面考虑，选择不调节染浴的pH值，原肉桂皮提取液的pH值为13.4。

2.2.2 染色温度

染色温度对棉针织物染色性能的影响如表6所示。改性条件同2.2.1。染色条件：不调节pH值，染色时间40min，浴比为1∶30。

表5 染液pH值对织物染色性能影响

表6 染色温度对织物染色性能影响

由表6可看出，随着染色温度的升高，染色织物的K/S值增加，当染色温度达到80 ℃后，染色织物K/S值增加缓慢。因此，染色温度选择为80 ℃。

2.2.3 染色时间

染色时间对棉针织物染色性能的影响如表7所示。改性条件同2.2.1。染色条件：不调节pH值，80 ℃染色，浴比为1∶30。

表7 染色时间对织物染色性能影响

由表7可看出，随着染色时间的延长，染色织物的K/S值增加，染色时间达到40min后，染色织物K/S值增加缓慢，从节约能源及成本等方面考虑，染色时间选择为40min。

综上所述，肉桂皮提取液对改性棉针织物直接染色的优化工艺为：80 ℃染色40min，浴比1∶30。

3 结论

(1)棉针织物阳离子改性的优化工艺为：改性剂Fix-800用量10%(owf)，NaOH用量为20g/L，80 ℃改性反应40min，浴比1∶30。

(2)肉桂皮提取液对改性棉针织物直接染色的优化工艺为：染色温度80 ℃，染色时间40min，浴比1∶30。肉桂皮提取液对棉针织物染色匀染性及干摩擦牢度较好，湿摩擦牢度可达到2-3级，皂洗牢度中沾色牢度较好，褪色牢度略差，仅为2级。

[1] 陈美云，袁德宏，张玉萍. 碱性条件提取茶叶天然染料及其在蚕丝织物染色中的应用[J]. 纺织学报，2011，32(11)：73-77.

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[10]马松涛，辛志伟，朱 军. 肉桂提取物对实验性前列腺增生的研究[J]. 四川生理科学杂志，2008，30(4)：168-169.

98届中针会，结缘巴蜀，打造体验式展会

3月15日～17日，第98届中国针棉品交易会在成都世纪城新国际会展中心成功举行，本届中针会主题为“遇尚·悦享”，除核心主题外，本次交易会还包括4个子主题，分别为“寻找转型新榜样”、“洞悉盈利新模式”、“体验生活新梦想”、“牵手合作新伙伴”。据主办方介绍，本届展会力求改进流量转化的弱点,以丰富的活动，为展商、观众提供专业互动平台，打造体验式展会。

此次展会汇聚了全国20多个省市地区的近400家参展企业，规模达3.1万平方米，展出的产品涵盖了床品、巾被、内衣服饰、毛织服装、软装布艺、丝绸产品、夏令家居用品、功能性面料等十几个品类，成为大西南地区规模最大的纺织服装类国家级专业性展会。

据悉，中针会由中国纺织品商业协会主办，中纺流通(北京)会展有限公司承办，是目前国内家纺家居、针织服饰行业当中历史最长、规模最大、影响力最强的盛会。为了响应国家“西部大开发”与“一带一路”战略，第98届中针会从上海迁移至成都,成为整个西部地区第一个国家级针棉纺织品展会，全力助推成都乃至其经济辐射地区的纺织品商业健康、快速发展。

(摘自中华纺织网)

The Influences of Cinnamon Bark Extracting Liquidon the Dyeing Properties of Cotton Knitted Fabric

JIA Meng-li, WANG Chun-mei*

(School of Textile and Clothing, Nantong University, Nantong 226019, China)

Natural dyestuff extracted from cinnamon bark was used to dye the modified cotton knitted fabrics. The influences of the amount of modifier Fix-800 and NaOH, modified temperature and time, pH value, dyeing temperature and time on the dyeing effects were studied. The results showed that the optimum process of cotton modification was modifier Fix-800 10% (owf),NaOH20g/L,temperatureof80 ℃,timeof40min,bathratio1:30.Theoptimumdyeingprocesswasdyedat80 ℃for40minwithoutpHadjustment,bathratio1:30.

cinnamon bark; natural dyestuff; cationic modification; cotton knitted fabric; dyeing

2016-03-23

贾梦莉(1991-)，女，在读硕士研究生，研究方向为生态染整技术。

*通信作者：王春梅，女，教授，E-mail: w.cmei@ntu.edu.cn。

TS193.6

A

1673-0356(2016)05-0014-04