超声波辅助桑葚色素对木材染色可行性分析

摘 要:本文用文献对比的方法，研究桑葚色素染色效果与超声波辅助染色的工艺，分析了超声波辅助染色的原理与优点，表面了超声波可以提高天然染料上染率、改良染色效果，为天然染料对木材染色提供了帮助。

关键词:桑葚色素、超声波染色、上染率

作者简介：胡清，男，研究方向为家具设计与制造；通信作者，祁忆青*，女，副教授。

目前所用的部分酸性染料、碱性染料以及活性染料等虽然价格便宜、制造简单，但是含有致癌物质且对能源的损耗是巨大的，染色工艺中存在的色污染和盐污染问题一直难以解决。相比之下，植物染料染色应用到随身衣物、家居产品上成为近年来关注的热点。植物取之于自然，蕴含着丰富的天然色素，且具有净化空气、舒适身心的功效，是适用多数材料染色与功能优化的一种可再生、绿色无污染资源。目前将桑葚色素提纯并应用到纺织品上的研究很多，但将其应用到木材上的研究甚少，对其染色工艺的探讨还够不完善。

1. 天然染料与桑葚色素

使用天然染料染色已有十分悠久的应用历史，是中华文明的重要组成部分，利用山川自生的植物性染料创造性的染色工艺将“衣食住行”染成了自然色、传统色、健康色，反映了祖先们对大自然的喜爱以及清新美丽的精神世界[^[1]]。但在1856年，色谱多样、制造成本低、上色效果良好的化合染料问世，天然染料因此无人问津，只能在传统工艺之中显现应有的色彩。然而，大批量低成本生产带来了大量的污染，甚至完成品对人体有不可恢复的伤害性[^[2]]。在日益严峻的环境污染和健康问题面前，人们密切需要天然无污染的产品，确保生活质量与安全。天然染料具有生态相容性好、低毒、可再生、功能特殊、来源广泛等优点，在染色和功能整理中有着广泛的应用前景[^[3]]。而在医药学中，桑葚具有安神、滋阴补血和清肝明目等功效，多用于食品饮料、织物。将色素提取并对木制品染色，通过挥发作用净化空气、滋养人体：姜少娟、张林龙等实验均提出了桑葚色素染色的最优工艺参数，通过对色素色素的提取并运用正交实验对其稳定性进行了研究，为桑葚色素染色提供一定的理论依据[^[4]][^[5]]；在朱庆珍、徒晓茜、王祥荣实验中证实了经过桑葚色素染色过的织物具有优良的抗紫外线性能[^[6]][^[7]]。对于传统的天然染料，它的潜在价值正在被发掘，而桑葚色素的优势也是值得推广利用的。

2.天然染料染色工艺

闫小星等实验中证明了上染率与色差会受到染液质量浓度、浴比和染色时间这三个因素的影响，在工艺中需考虑各个因素，才能够达到最优化的染色效果[^[8]]；而在王雪花实验中证明了木材染色前可采用溶剂抽提可溶出木材内可溶性物质,提高染液渗透性,但同时造成木材皱缩现象[^[9]]；张祥爱的天然桑葚染料染色研究证明了桑葚色素染色的织物具有色泽柔和自然、气味清新、不伤皮肤、抗菌抑菌、防红外线与紫外线等耐磨效果[^[10]]，但是存在着上染率底、色牢度不理想的问题，这也是染色工艺需要解决的问题，这也影响着染料的使用效率、产品的观赏效果与体验。在单国华实验中提到了在天然染料染色中，可以通过媒染法染色弥补天然染料上色率低、稳定性差的缺陷，通过在纤维、天然染料和媒染剂间形成稳定的配合物改善染色牢度^[2]。但是其中的金属媒染剂会导致一系列的污染问题，之后对处理工艺的研究，也但是了新的染色方法，比如超声波、微波助染法、物理改性染色法等，不仅绿色环保，而且节能高效。

3. 超声波染色