功能性植物染料染色整理一浴法工藝研究

王桂甲

（泉州紡織服裝職業(yè)學(xué)院，福建 泉州 362700）

2020年，一場(chǎng)突如其來(lái)的疫情席卷了全球，在病毒面前，需要優(yōu)化紡織品的抗菌性能，以保證自身安全。因此，紡織品的抗菌性能等保健功能更加受到人們的重視。對(duì)于紡織品的染色，目前為止，基本上采用化工合成染料進(jìn)行染色，不具備功能性，而天然植物染料以其特有的綠色環(huán)保性能和一定的抗菌、消炎以及醫(yī)療保健等功能廣受歡迎，市場(chǎng)前景廣闊。

天然染料的來(lái)源有植物、動(dòng)物、礦物，種類多樣，許多中藥材具備消炎殺菌的功效，可利用功能性植物染料進(jìn)行染色，生產(chǎn)具有天然抗菌性能的綠色保健服裝。因此，本研究選取幾種具有一定功能性的植物染料來(lái)探討染色整理一浴法工藝。

1 植物染料染色和抗菌整理一浴法工藝

抗菌整理可阻止細(xì)菌在織物表面的繁殖，使織物衛(wèi)生、清新，防止產(chǎn)生臭氣，抑制細(xì)菌污物的產(chǎn)生，改善大多數(shù)織物的手感，防止對(duì)皮膚造成刺激。紡織品中的天然面料（如棉、毛、絲等）特別容易滋生細(xì)菌、病毒等，特別是貼身衣物。人們現(xiàn)在追求舒適、健康的穿著，因此，抗菌整理愈發(fā)重要，而一些功能性植物染料除了能對(duì)紡織品進(jìn)行染色，還賦予了紡織品一定的抗菌性能。

1.1 茶葉

我國(guó)的茶葉資源十分豐富。茶葉是世界公認(rèn)的健康飲品，茶中含有豐富的葉綠素、葉黃素、胡蘿卜素等脂溶性色素和茶黃素、茶紅素、茶褐素等復(fù)合色素，早在20世紀(jì)60年代就有從茶葉中提取色素的研究及專利[1]。

常見(jiàn)的茶葉色素提取方法有水煮浸漬法，比如將2 g茶葉加入100 mL蒸餾水中，攪拌，加熱至沸騰。沸騰30 min后，加水保持浴比，冷卻，靜置15 min，過(guò)濾，得濾液作染液。

筆者曾經(jīng)對(duì)茶葉用于棉織物染色的工藝進(jìn)行探討，發(fā)現(xiàn)在采用后媒法的中性pH條件下，90 ℃染色60 min后，能得到較佳的染色效果。但是，使用的媒染劑是重金屬離子，對(duì)環(huán)境有一定的危害。因此，從環(huán)保的角度來(lái)看，應(yīng)尋找環(huán)保型的媒染劑來(lái)代替重金屬離子，或者就不使用媒染劑。

有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，利用茶葉給棉織物染色后，經(jīng)過(guò)抗菌測(cè)試發(fā)現(xiàn)，棉織物具備一定的抗菌性能[2]。茶葉染色實(shí)際很少應(yīng)用于生產(chǎn)，目前還處于實(shí)驗(yàn)室研究階段。探尋更佳的色素提取工藝和染色整理一浴法工藝，能夠使產(chǎn)品達(dá)到更好的染色效果和持久的抗菌整理效果。

1.2 姜黃

姜黃是一種傳統(tǒng)的天然染料，主要成分是姜黃素，屬于酚類衍生物。姜黃色素具有熱穩(wěn)定性好、著色力強(qiáng)、色澤鮮艷、安全無(wú)毒和無(wú)副作用等優(yōu)點(diǎn)，是一種優(yōu)良的著色劑[3]。

周秋寶等[4]通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出姜黃色素的提取工藝條件：姜黃的質(zhì)量濃度為100 g/L，溫度為100 ℃，堿的質(zhì)量濃度為10 g/L。姜黃主要的染色對(duì)象是羊毛織物，最佳溫度為90 ℃，pH為3.5，采用媒染劑進(jìn)行媒染染色，或不用媒染劑也可染出亮麗的黃色，染色后的產(chǎn)品質(zhì)量符合紡織品的使用標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，許多科研工作者對(duì)姜黃的染色織物進(jìn)行抗菌性能測(cè)試發(fā)現(xiàn)，具有較高的抗菌率[5-8]。因此，利用姜黃對(duì)織物進(jìn)行染色的同時(shí)，也賦予了紡織品一定的抗菌性能。

1.3 其他天然染料

槐米是具有抗菌、消炎等作用的傳統(tǒng)黃色天然染料，候秀良等[9]探討了槐米在毛織物上的染色工藝，采用前媒染色法，得到較佳的黃色產(chǎn)品。同時(shí)，通過(guò)抗菌性能測(cè)試發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)品具有一定的抑菌作用，證明槐米是一種具有天然抗菌性能的天然染料，可以通過(guò)染色整理一浴工藝達(dá)到抗菌效果。

紫草是一種紫色系列的天然染料，趙曉娟等[10]曾對(duì)紫草進(jìn)行絲綢染色整理工藝探究。研究表明，紫草可在真絲上染色，得到較好的染色產(chǎn)品，并且通過(guò)抗菌性能測(cè)試發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)品具有較好的抗菌效果。

1.4 小結(jié)

具有抗菌性能的植物染料較多，且相關(guān)研究也較多，有的針對(duì)單一植物染料研究染色抗菌一浴法工藝，也有的對(duì)多種植物染料復(fù)配進(jìn)行抗菌性能研究?？椢锏目咕碇饕芯繉?duì)象是蛋白質(zhì)織物，這是因?yàn)榈鞍踪|(zhì)織物更容易產(chǎn)生細(xì)菌等，而對(duì)棉織物的抗菌整理研究相對(duì)較少。

周瑾[11]在《天然植物染料染色與抗菌整理一浴的研究進(jìn)展》中表明，目前天然染料染色、抗菌整理一浴法研究尚處于實(shí)驗(yàn)階段，大多數(shù)屬于研究個(gè)案，實(shí)驗(yàn)結(jié)果都較理想。其優(yōu)勢(shì)是環(huán)保節(jié)能，具有良好的發(fā)展前景；缺點(diǎn)是具有天然染料的染色牢度低等染色質(zhì)量問(wèn)題以及缺乏抗菌性、持久性雙重功效的統(tǒng)一。因此，未來(lái)應(yīng)該尋找新型染色方法與工藝，以達(dá)到具備染色、抗菌雙重功效的目的。

2 植物染料染色和抗紫外線整理一浴法工藝

紫外線會(huì)對(duì)人體健康造成一定的傷害，比如免疫功能下降、皮膚老化，甚至引發(fā)皮膚癌等。因此，在紡織品應(yīng)用領(lǐng)域，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)紫外線的防護(hù)，可采用紫外線屏蔽或紫外線吸收的方法達(dá)到防紫外線的作用。有些植物染料具有吸收紫外線的功能，運(yùn)用這些植物染料進(jìn)行染色，會(huì)使紡織品具有一定的抗紫外線性能。

2.1 黃芩

陳莉等[12]采用60%的乙醇水溶液萃取黃芩色素，通過(guò)測(cè)試得出，提取物的主要成分為漢黃芩苷、漢黃芩素、黃芩苷和黃芩素，含有能夠吸收紫外線的化學(xué)基團(tuán)，屬于紫外線吸收劑；采用直接染色和媒染劑染色在棉織物上進(jìn)行染色對(duì)比實(shí)驗(yàn)，比較染色效果和抗紫外線性能，結(jié)果表明，媒染劑媒染棉織物的抗紫外線效果更佳。無(wú)論是直接染色還是媒染染色，均表明經(jīng)黃芩染色后的棉織物具備抗紫外線性能。

2.2 茜草

茜草是一種歷史悠久的植物染料，古時(shí)稱茹蔗、地血，早在商周時(shí)期就已經(jīng)是主要的紅色染料。茜草染料的主要成分為茜草素和羥基茜草素，屬于蒽醌類化合物。榕嘉[13]對(duì)茜草進(jìn)行了研究，采用乙醇水溶液萃取色素后，測(cè)試分子結(jié)構(gòu)及其性能，結(jié)果表明，茜草提取液具有很強(qiáng)的紫外線吸收能力，并且對(duì)比在棉織物和絲織物上的不同染色方法，具有不同的抗紫外線性能，所染顏色越深，抗紫外線性能越好。因此，茜草染色的產(chǎn)品同樣具備一定的抗紫外線性能，通過(guò)工藝的探討，能夠達(dá)到染色整理一浴，實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保。

2.3 其他天然染料

何偉堅(jiān)等[14]經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)，探討欖仁樹和櫟樹提取染料染色棉麻織物的抗紫外線性能。結(jié)果表明，欖仁樹和櫟樹提取染料對(duì)紫外線均有較好的吸收能力，媒染劑硫酸銅、硫酸亞鐵和明礬能夠增強(qiáng)織物的抗紫外線性能，顯著提升染色棉麻織物的抗紫外線效果。

張栗源等[15]在《植物染料染色性能及其抗紫外線性能研究》中表明開發(fā)了一種新的黃色系植物染料，不僅可以染蛋白質(zhì)纖維和合成纖維，還具有良好的色牢度，同時(shí)經(jīng)過(guò)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，紡織品具有良好的抗紫外線性能。

2.4 小結(jié)

用具有紫外線吸收能力的植物染料染色后的紡織品同樣具有抗紫外線性能，能夠?qū)崿F(xiàn)紡織品的染色和抗紫外線整理的一浴加工，達(dá)到節(jié)能環(huán)保的效果，具有良好的發(fā)展前景。

3 展望

天然染料的種類非常多，而植物染料所占比例最大。很多植物染料除了可以染色以外，還具備其他功能，如抗菌消炎、抗紫外線、藥理保健等。用功能性植物染料染色，能夠使紡織品具有相應(yīng)的功效，實(shí)現(xiàn)了染色、整理一浴法的工藝，大大縮短了工藝時(shí)長(zhǎng)，是一種節(jié)能環(huán)保的綠色染整技術(shù)。目前，功能性植物染料的染色整理一浴法工藝還處于實(shí)驗(yàn)階段，大多數(shù)是研究個(gè)例，研究結(jié)果都具有較好的染色和整理效果，但是整理效果的持久性還不能保證以及應(yīng)用實(shí)踐生產(chǎn)相對(duì)較少。當(dāng)今社會(huì)，人們對(duì)紡織品的要求也更高，更注重舒適、健康、環(huán)保性等，而植物染料的染色、抗菌整理和抗紫外線整理一浴工藝具有節(jié)能環(huán)保的優(yōu)勢(shì)，因此，具有良好的市場(chǎng)應(yīng)用前景。