天然桑葚染料染色研究進(jìn)展

張祥愛

（ 廣東理工學(xué)院藝術(shù)系，廣東肇慶 526100）

隨著人類經(jīng)濟(jì)文明的發(fā)展，生態(tài)環(huán)境卻在逐步惡化，人們也越來越關(guān)注環(huán)保問題。化學(xué)染料由于上染工藝簡單、上染率高、色牢度高、色譜全且價格低廉，問世至今被大量地使用至服裝行業(yè)。天然染料由于色譜不全，上染率、色牢度不理想的問題逐漸被人們所淡忘[1,2]。然而，隨著現(xiàn)代文明的推進(jìn)，人們意識到化學(xué)染料對人體及生態(tài)的不友好，掀起了無毒無公害的“天然染料風(fēng)潮”。天然染料大部分是植物染料，小部分是礦物染料，不僅環(huán)保無公害，而且大部分植物染料具有獨特的色澤和氣味，能讓人產(chǎn)生親近自然的舒適感。本研究主要介紹桑葚染料染色及其研究進(jìn)展，分析桑葚染色的優(yōu)點及亟待解決的問題。

1 桑葚花色苷的分類和化學(xué)成分

桑葚是溫帶植物，主要分布在我國云南、四川、貴州等地，有15種及4個亞種。花色苷為黃酮類物質(zhì)，是桑葚的主要成分，是植物水溶性色素，也可作為食用色素。研究顯示，桑葚中的花色苷主要分為4種：矢車菊3—O—葡萄糖苷、矢車菊3—O—蕓香糖苷、天竺葵3—O—葡萄糖苷和天竺葵3—O—蕓香糖苷。

花色苷具有抗氧化、延緩衰老、調(diào)節(jié)血糖、治療癌癥及預(yù)防老年癡呆癥的作用。

2 桑葚色素的提取及染色原理和工藝

2.1 桑葚色素的提取

關(guān)于桑葚色素的提取，不少學(xué)者做了相關(guān)的研究。研究所采用的原料大多都是桑葚粉末，也有小部分學(xué)者采用了桑葚鮮果。所用提取液大多為醇類，提取環(huán)境為酸性。為防止花色苷降解，保持其穩(wěn)定性，常見的提取方式有超聲輔助或者微波輔助兩種。

牛天羽[3]等人把桑葚粉末置于甲醇溶液（0.1%鹽酸酸化）超聲提取，超聲波頻率設(shè)置為40kHz，功率為200 W，抽濾，濃縮。再分別使用石油醚、水飽和正丁醇萃取液進(jìn)行萃取。最后，進(jìn)行干燥得到花青苷色素粗品。劉永、陳小全[4-5]將桑葚粉末在乙醇溶液中進(jìn)行提取，不同的是，劉永采用超聲輔助離心得色素。張喜峰等采用的提取液比較特殊，是由水與0.25 mol/L［Bmim］BF4、0.25mol/L［Bmim］Cl、0.25 mol/L［Bmim］Br復(fù)配而成，并采用超聲輔助提取。張國棟、程秀瑋[6]等所采用的原料是桑葚鮮果，使用鹽酸酸化的乙醇溶液并微波輔助提取。徐穎將干桑葚在酸化乙醇溶液中超聲波輔助進(jìn)行萃取。陳平將桑葚粉末置于蒸餾水直接浸提，簡單便捷，只是提取率不太理想。

2.2 桑葚色素染色工藝

桑葚色素染色通常通過浸染的方式，本研究以上染棉織物為例對幾種染色工藝進(jìn)行簡單介紹[7-10]。

2.2.1 直接染色法

織物于80℃、pH=9入染，采用的浴比為1:30，染色時間為40 min；接著將織物于40℃皂洗，皂洗劑質(zhì)量濃度為5 g/L，皂洗時間為5 min，浴比為1:50；最后置于清水中漂洗。

2.2.2 固色劑預(yù)處理染色法

將織物于質(zhì)量濃度為10 g/L的浸軋固色液中二浸二軋，帶液率70%，分別于60℃、100℃中預(yù)烘1 min及焙烘 3 min；于 pH=9，溫度為 80℃、浴比為1:30的染液中染色40 min；再置于清水進(jìn)行首次漂洗；接著將織物于40℃皂洗，皂洗劑質(zhì)量濃度為5 g/L，皂洗時間為5 min，浴比為1:50；最后置于清水中漂洗。

2.2.3 固色劑后處理染色法

將織物置于pH=9，溫度為80℃、浴比為1:30的染液中染色40 min；再于質(zhì)量濃度為10 g/L的浸軋固色液中二浸二軋，帶液率70%，分別于60℃、100℃中預(yù)烘1 min及焙烘3 min；再置于清水進(jìn)行首次漂洗；接著將織物于40℃皂洗，皂洗劑質(zhì)量濃度為5 g/L，皂洗時間為5 min，浴比為1:50；最后置于清水中漂洗[11]。

2.2.4 交聯(lián)劑預(yù)處理染色法

將織物于質(zhì)量濃度為8 g/L的浸軋交聯(lián)劑中二浸二軋，帶液率70%，再于60 ℃環(huán)境預(yù)烘1 min；于pH=9、溫度為80 ℃的染液中染色2 min；再置于清水進(jìn)行首次漂洗；接著將織物于40℃皂洗，皂洗劑質(zhì)量濃度為5 g/L，皂洗時間為5 min，浴比為1:50；最后置于清水中漂洗。

3 桑葚色素染色的研究進(jìn)展

目前，桑葚色素在紡織上的應(yīng)用研究還僅限于真絲織物。桑葚色素對棉纖維的染色存在上染率低、色牢度差等問題,且傳統(tǒng)媒染工藝存在重金屬污染。

研究中，采用自制陽離子固色劑或具有反應(yīng)基團(tuán)的交聯(lián)劑對棉織物進(jìn)行處理,探討了固色劑或交聯(lián)劑在桑葚色素對棉纖維染色中的應(yīng)用性能。

(1)用固色劑和交聯(lián)劑對棉織物進(jìn)行預(yù)處理，可以在對織物強力影響較小的情況下，有效提高桑葚色素的上染性能和色牢度，其中，固色劑處理的耐濕摩擦色牢度及強度指標(biāo)比交聯(lián)劑處理的織物要好一些。

(2)固色劑處理的優(yōu)化工藝為焙烘溫度85 ℃、焙烘時間5 min、固色劑16 g/L，預(yù)處理后在中性條件下染色。

(3)交聯(lián)劑處理的優(yōu)化工藝為焙烘溫度80 ℃、焙烘時間2 min、交聯(lián)劑30 g/L，交聯(lián)劑預(yù)處理后在中性條件下染色。

4 桑葚色素染色的優(yōu)點及亟待解決的問題

4.1 桑葚色素染色的優(yōu)點

桑葚種植容易，產(chǎn)量大，具有較高的食用價值。食用之余，如果能將桑葚色素進(jìn)行提取并應(yīng)用到服裝行業(yè)，既達(dá)到節(jié)約資源，又為傳統(tǒng)高污染印染行業(yè)帶來了新的契機(jī)。桑葚色素提取工藝簡單，環(huán)保。上染產(chǎn)品色澤柔和、自然，有獨特的氣味，而且具有親膚、抗菌抑菌、抗遠(yuǎn)紅外線等穿著效果，適用于嬰幼兒服裝、老年人服裝、孕婦服裝、貼身服裝及各類家紡產(chǎn)品。

4.2 桑葚色素染色存在的問題

目前，關(guān)于桑葚色素在面料上的應(yīng)用研究仍處于實驗室階段，且僅對其上染真絲及棉織物做了相關(guān)的研究。研究側(cè)重于染色工藝及相關(guān)影響因素的探究，并未涉及染色機(jī)理。關(guān)于桑葚色素4種不同花色苷各自的上染機(jī)理更未明確。另外，桑葚色素染色上染率低、色牢度不理想也是亟待解決的重要問題。雖然使用媒染劑可以改善色牢度，但是傳統(tǒng)金屬媒染劑對環(huán)境的污染同樣較大。

5 結(jié)語

桑葚色素染色具有一定的優(yōu)勢。目前，關(guān)于桑葚花色苷上染原理并未明確。只有科研工作者在探討其上染原理，改善其染色工作。只有擴(kuò)寬桑葚色素在不同織物上的應(yīng)用，才能讓桑葚色素染色得到實際的應(yīng)用推廣，進(jìn)一步豐滿天然染料的研究應(yīng)用，使越來越多的消費者享受到天然環(huán)保的紡織用品。