紅花對棉針織物的染色及抑菌性能研究

陳 鎮(zhèn)，劉向榮，何靖協(xié)，胡 懿，羅詩輝，林祥凱

（1.湖南工程學院 紡織新材料開發(fā)與應用湖南省高校重點實驗室，湘潭 411104；2.湖南新馬制衣有限公司，沅江 413100）

0 引言

近年來，植物染越來越受到市場的認可，相比傳統(tǒng)合成染料染色，雖然在色譜齊全性、染色牢度及加工成本等方面還不具備完全優(yōu)勢，但其獨特的生態(tài)、環(huán)保、安全、健康屬性已經越來越為消費者所接受［1-2］.

紅花是一味常見的中草藥，具有抑菌免疫、消炎止痛、抗氧降壓等功效，主要分布于我國新疆伊犁和塔城等地區(qū)［3-4］.紅花干燥花瓣主要活性成分為黃酮類化合物，主要含查耳酮類化合物，是一種很有價值的天然食用色素，可用于各種糕點、糖果、飲料等食品及化妝品的著色，具有色價高、色澤鮮艷、著色均勻的特點［5-6］.

采用中草藥紅花上染紡織品，使其本身所攜帶的藥理活性成分在織物上得到一定的保留，則紡織品在保持其穿戴基本功能的同時，還能賦予抑菌、康體、衛(wèi)生等功效［7-8］.

1 實驗部分

1.1 材料、藥品及儀器

（1）材料與藥品

中藥紅花（藥房市售），純棉針織物（規(guī)格：18.2tex 32S純棉雙面針織坯布，東莞德永佳紡織制衣有限公司），食鹽、明礬（分析純，湖南匯虹制劑有限公司）.

（2）主要儀器

Datacolor 600電腦測色配色儀（美國Datacolor公司），KQ5200B超聲波清洗器（昆山市超聲儀器有限公司），BS-2E實驗室振蕩培養(yǎng)箱（常州金壇良友儀器有限公司）；YG751B預制式染色摩擦牢度儀、SW-12D耐洗色牢度試驗機（寧波紡織儀器廠）；AS-型常溫染色小樣機、YLD-2000數顯電熱鼓風烘箱（佛山市南海區(qū)宏信機械設備有限公司）；SHZ-D（Ⅲ）循環(huán)水式真空泵、RE-52C旋轉蒸發(fā)器（鞏義市予華儀器有限責任公司）.

1.2 實驗內容

1.2.1 紅花色素的提取

采用超聲輔助水提法，提取工藝為：料液比1∶100、提取溫度70℃、提取時間60 min、超聲功率177 W.

1.2.2 紅花色素染色實驗

（1）預媒染色工藝

織物預媒處理（明礬Ag/L，處理時間Bmin，浴比1∶30）→浸軋預烘（二浸二軋）→織物入染（色素用量15%，浴比1∶30，食鹽10 g/L）→保溫染色（染色溫度C℃，保溫時間Dmin）→水洗→皂洗→水洗→烘干.

（2）工藝參數優(yōu)化實驗

采用正交實驗法對主要影響因素及實驗參數進行考察，優(yōu)化預媒染色工藝.因素及水平選取如表1所示，做L34正交實驗.

表1 紅花色素染色正交實驗設計

1.2.3 抑菌性實驗

剪取直徑1 cm的染色織物，采用瓊脂平皿擴散法，測量其對大腸桿菌和金黃葡萄球菌的抑菌圈直徑.

1.3 分析與測試

（1）紅花色素提取率

取干燥燒杯，稱重記為M1；將質量為M0的紅花經超聲輔助水提后所得色素溶液進行蒸發(fā)、烘干至色素固體；冷卻后稱量燒杯與色素總質量M2；則提取率η為：

（2）織物得色K/S值

在Datacolor600電腦測色配色儀上直接測定，記錄布樣的K/S值（得色深度）.

（3）耐摩擦色牢度

參考GB/T3920－2008《紡織品色牢度試驗耐摩擦色牢度》，測定染色織物干摩擦、濕摩擦牢度.

（4）耐皂洗色牢度

參考GB/T3921－2008《紡織品色牢度試驗耐皂洗色牢度》，測定染色織物耐洗色牢度.

（5）耐光色牢度

參照GB/T 8426—1998《紡織品色牢度試驗耐光色牢度》進行測試.

（6）抑菌性能

參照GB/T 20944.1-2007《紡織品抑菌性能的評價第1部分：瓊脂平皿擴散法》進行測試.

2 結果與分析

2.1 紅花色素的提取率

按照1.2.1紅花色素的超聲輔助水提法及工藝，所得紅花色素提取率為1.55%.

2.2 紅花色素上染棉針織物

根據1.2.2紅花色素預媒染色工藝及參數優(yōu)化正交實驗，所得結果如表2所示，數據分析如表3所示.

表2 紅花色素預媒染色正交實驗結果

續(xù)表2

表3 正交實驗結果分析

從表3可以看出，按照極差大小得到影響紅花色素上染棉織物顏色K/S值的主次因素為：明礬用量影響最大，其次為染色溫度，保溫和預媒處理時間的影響相對較小，優(yōu)化條件下的最佳工藝為A3B3C3D2，如表4所示.

表4 優(yōu)化后的工藝參數

在最優(yōu)化染色工藝條件下，紅花色素對純棉織物的染色性能如表5所示.

表5 優(yōu)化工藝后的染色性能

從表5可以看出，總體上來說，在此優(yōu)化工藝條件下，紅花色素上染棉針織物具有較高的顏色K/S值及色牢度；其中，染色織物的耐摩擦色牢度要優(yōu)于耐皂洗色牢度，耐皂洗色牢度要優(yōu)于耐光色牢度，各項色牢度均已達到生產要求.

2.3 抑菌性實驗

根據1.2.3抑菌實驗，紅花染色織物的抑菌性實驗結果如圖1～圖2所示.

圖1 紅花色素染色織物對大腸桿菌的抑菌性

圖2 紅花色素染色織物對金黃色葡萄球菌的抑菌性

從圖1和圖2可以看出，紅花色素上染織物后仍然保留了其自身一定的抑菌性能；另一方面，也可以發(fā)現，紅花染色織物對大腸桿菌的抑菌性能要優(yōu)于對金黃色葡萄球菌的抑菌性.在15%（o.w.f）色素用量下，紅花色素染色織物對大腸桿菌的抑菌圈寬度達9～10 mm，對金黃色葡萄球菌的抑菌圈寬度只有4～5 mm.該實驗結果也與當前紅花的相關藥理研究結論相符，即紅花的水提物具有一定的抗菌性能［9-10］.

4 結論

（1）紅花色素可采用超聲水提法提取，在料液比1∶100、提取溫度70℃、提取時間60 min、超聲功率177 W，提取率為1.55%.

（2）紅花色素采用預媒染色法對棉針織物染色的最優(yōu)工藝為：媒染劑明礬用量5 g/L，預媒處理時間30 min，染色溫度70℃、保溫時間60 min，15%（o.w.f）用量的紅花色素對棉針織物染色后，織物K/S值2.306.

（3）紅花染色織物具有一定的抑菌性能，尤其對大腸桿菌的抑菌性能較好，在15%（o.w.f）色素用量下，紅花色素染色織物對大腸桿菌的抑菌圈寬度9～10 mm.

（4）本研究結果將為后續(xù)研究者在紅花植物染及開辟中草藥在紡織印染領域中的應用提供依據和參考.