植物染料色牢度的研究進展

戴春燕

【摘? 要】化學染料的安全性隨著人們生活質量的不斷提高開始受到質疑。研究表明部分化學染料不僅能夠產生致癌物質，還會對環境造成嚴重污染，而像板藍、黃連、紅花之類的植物染料因無毒無害，兼具抗菌消炎的特點開始重新走進人們的視野，但植物染料色牢度不高，有易褪色的缺陷，所以提高植物染料的色牢度，將是促使其產業化應用的關鍵。

【關鍵詞】植物染料;色牢度;研究進展

1植物染料應用現狀

傳統植物染料大多從植物的根部、莖部、葉子以及花朵中提取色素再進行加工得到植物色素。植物染料具有無毒、環保等優點，滿足現代人對安全舒適生活的追求，植物印染逐漸成為印染技術未來發展的主流方向。在國內，服裝染色中植物染色比合成化學品染色更受追捧。我國越來越多的研究人員也逐漸加強對植物印染染料的開發與研究，紡織研究院利用植物染料提取黃色和綠色。當前，傳統植物印染已經形成了一套完整的植物染料數據包和比色卡等，且我國已經打造出一條完整的植物染料生產鏈。傳統植物印染的商品滿足了當代人對服裝安全性的要求，備受歡迎。如今，植物染料在實際生活中的應用越來越廣泛，尤其是在一些高檔商品中被投入使用。例如，北京銅牛紡織有限公司近期推出采用天然植物染料染色的“銅牌牛”系列童裝;江蘇三毛集團采用傳統植物染料研制出高支天素麗環保型高檔面料。植物印染技術已經被越來越多的國家采用，日韓等多個國家針對植物染料展開了大規模研究，具體包含植物印染技術、媒染劑、染料組織結構等各個方面。例如日本的傳統手工染色品[從露草植物中提取色素進行和服印染，成品色彩絢麗高貴]、韓國基于植物印染技術研發出的新款純植物染發劑[通過從天然魚腥草等植物中提取色素，同時采用桂皮、紅花等植物配制而成]。

2植物染料色牢度影響因素

2.1耐摩擦色牢度

耐摩擦色牢度的測試原理是紡織試樣分別與一塊干摩擦布和一塊濕摩擦布摩擦后，評定摩擦布沾色程度，按照GB/T 251-2008或ISO105/A03-1993沾色用灰色樣卡。分五級九檔制，五級最好，一級最差。一些技術先進、管理嚴格的企業其生產的紡織品耐摩擦色牢度控制的已經很好，但仍有很多中小企業耐摩擦色牢度經常低于現行國家通用標準GB 18401-010、GB 31701-2015的最低要求。

2.2耐皂洗色牢度

將樣品與標準物縫合在一起，置于裝有肥皂水和無水Na2CO3的混合溶液的不銹鋼杯中，在規定的溫度和時間條件下通過耐洗色牢度試驗機進行機械攪動，再經過清洗后置于烘箱烘干。以原樣為參照樣，用灰色樣卡評定試樣變色和貼襯織物沾色級數。以上試驗內容均按照GB/T3921-2008耐皂洗色牢度的試驗方法進行。

2.3耐水、耐汗漬色牢度

耐水色牢度指紡織品在水中浸漬后顏色的保持程度。測試時試樣和貼襯織物充分潤濕后，在負載一定壓力的情況下放入某一溫度的烘箱內一定時間，取出晾干，評價變色和沾色級數。高級的蠶絲服裝、羊毛服裝、純棉服裝最容易存在這個問題。耐汗漬色牢度是指有色織物在酸性、堿性溶液中顏色的保持程度。測試時紡織品在含有組氨酸的不同試液中，在壓力、溫度的共同作用下，考察自身變色和貼襯織物沾色的情況。貼身的衣服如內衣、泳裝、襯衫等經汗液浸漬而掉色。在耐汗漬試驗中，試驗結果存在許多影響因素，如貼襯的選擇、試驗的操作手法、試驗環境等。除去試驗時不同的影響因素，產品本身的特點、染料、染色工藝、助劑等影響因素起決定性作用。

3植物染料色牢度的研究進展

3.1纖維改性

植物染料比化學合成染料的色牢度低，一個重要原因就是被染織物纖維對植物染料色素的親和力低，且植物染料的色素分子較少，與織物纖維之間的范德華力相對較弱，所以對被染織物纖維進行改性處理是提高植物染料色牢度的一項重要施。例如，艾草改性竹漿纖維是將纖維素分子與天然艾草因子相結合制成的一種新型抗菌纖維，其中艾草提取液在纖維中的質量占比約為10%。艾草改性竹漿纖維具有優異的天然抗菌性、良好的吸濕透氣性和柔軟的手感，可應用于內衣、T恤、嬰幼服飾和家紡、家居等領域;但該纖維目前很少應用于襯衣面料，主要受4個方面的限制：一是纖維的初始模量較低，純紡織物的手感松軟、不挺括，即缺乏身骨，達不到正裝襯衣面料對風格質感的要求;二是成衣尺寸穩定性較差，保形性不好，特別是在反復水洗的過程中，經向、緯向均易收縮變形;三是面料強度不高，特別是濕強較低，不耐反復洗滌，容易破損;四是織物耐磨性較差，面料易起毛起球，影響成衣外觀效果。

3.2優選染色工藝

植物染料多為易溶于水或易溶于有機溶劑的染料，色素多以離子、膠團或離子膠束狀態存在于溶液中。植物染料色素分子在溶液中的聚集度影響著染料的染色效果，在進行植物染料染色實驗時，往往只有單個或者兩三個色素分子能夠進入到織物纖維的縫隙中。染料色素分子的聚集度越高越不容易使織物著色，因此在進行植物染料染色時，必須降低植物染料色素分子的聚集度，才能使色素分子更好地固著于織物纖維上，而植物染料的染色溫度、染色時間、染液濃度以及染液pH正是影響植物染料色素分子聚集度的主要因素。

3.3選擇媒染劑

3.3.1稀土媒染劑

選用無污染、用量低的稀土元素如鐠（Pr2O3）、釹（Nd2O3）、鈰（Ce2O3）、鑭La2O3或稀土元素的氯化物作為植物染料對苧麻等纖維素纖維染色的媒染劑，既可避免傳統有害金屬媒染劑帶來的環境污染，又可滿足環保紡織品所需的色牢度要求。稀土粉末難溶于水，所以，需取一定量的稀土粉末溶解于濃鹽酸中，才能染色。由于稀土金屬離子的電子性質使其產生“類電解質”作用，可迅速降低纖維表面的Zeta電位，進而靠近纖維表面被吸附，形成更強吸引力的染痤，纖維素纖維經前處理后，其表面具有10×10-48×10m、大小不等的空穴，而稀土離子的半徑僅在2×10m以下，故而優先于植物染料分子進入纖維的非晶區，導致纖維膨化溶脹，與纖維素纖維大分子所含羥基形成復雜的多元體。用稀土元素作為媒染劑對織物進行媒染染色是形成植物染料-稀土元素-纖維三者穩定絡合物的過程，從而使植物染料染色物的色牢度得以提高，上染率也提高，得色率趨深。

3.3.2天然媒染劑

植物染料具有較好的生物降解性和環境相容性，其中部分中藥染料還具有一定的抗菌性和藥用保健性，符合當前紡織生態理念與紡織工業的健康發展之路，應用前景廣闊。但染色過程中使用的媒染劑多為化學合成的工業產品，有可能殘留或分解出對人體和環境有害的物質，致使植物染色失去本身的“天然性”，不能真正體現“環保、綠色、天然”的特質。因此，對植物染色技術而言，尋找一種效果好且純天然的媒染劑就顯得尤為重要。黑龍江省五大連池藥泉山礦泉是全世界三大冷礦泉之一，其出產的礦泉水是一種鐵硅質重碳酸鹽酸冷礦水（簡稱重礦化泉水），是地表水歷經千百年的滲透、過濾、地下深度循環后礦化而成的，含有多種人體必需的微量元素，既可飲用，又具有醫療價值。其鐵離子含量較高，并以二價鐵的形成存在，因此，可以作為一種“生態、無毒、環保”的天然媒染劑。

4結束語

社會的不斷進步在提高生活水平的同時，也讓人們對綠色、健康越來越關注，從而天然植物染料又重新得到了關注，但是由于植物染料的原料供應問題，以及至關重要的色牢度問題，使得植物染料染色活動只在少數民族地區小范圍、小規模地進行，并沒有得到規模化應用。為此，應該通過不斷地研究，掌握各類植物染料的特點，制定統一的植物染料染色標準，在開發各類環保型媒染劑的同時，簡化染色方法，推廣普及生態媒染劑使植物染料染色產品早日進入高端紡織品市場。

參考文獻：

[1]王亞麗，何葉麗，紀俊玲，蘇國平.板栗殼植物染料在棉織物上的染色性能研究[J].印染助劑，2017，3403：41-46.

（作者單位：山東市蓬萊市信息中心）