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天然植物染料具有綠色、環(huán)保等優(yōu)勢,使其成為紡織面料領(lǐng)域研究的重點,為紡織面料領(lǐng)域的發(fā)展指引方向。下面紡織方向文章中重點分析天然植物染料的分類、染色方法、其染色性能在紡織面料領(lǐng)域的應(yīng)用、抗菌性能的應(yīng)用及發(fā)展前景。
關(guān)鍵詞:天然植物染料,染色性能,抗菌性能
紡織工業(yè)的發(fā)展和社會的發(fā)展需求,要求紡織行業(yè)研發(fā)新的印染技術(shù),使用環(huán)保染料,突破該行業(yè)的發(fā)展瓶頸期。化學(xué)染料有著較為嚴(yán)重的環(huán)境污染,且紡織面料與人體接觸時間較長,對人體造成一定危害,而天然植物染料具有無污染、無毒害等特點,既可以保護(hù)環(huán)境,又可以保護(hù)人體健康。
1天然植物染料分類介紹
目前,常用的天然植物染料已有300多種,常見的分類方式可以參考現(xiàn)有的資料,主要是按照顏色、染色工藝以及化學(xué)結(jié)構(gòu)等方式進(jìn)行分類。按照顏色進(jìn)行分類,即按照染后面料呈現(xiàn)的顏色進(jìn)行分類,黃色系、紅色系、黑色系、紫色系等均有對應(yīng)的天然植物染料。
例如:黃色系的代表植物為槐花、地黃、拓黃、梔子等;紅色系代表植物有紅花、茜草等;黑色系代表植物有冬青葉、皂角以及鼠尾葉等;紫色系常見的天然植物為紫草等。按照染色工藝可以分為直接型、還原型、媒染型、分散類等。直接型的天然植物染料為石榴、梔子、姜黃等;還原型天然植物染料有菘藍(lán)、藍(lán)靛草等;媒染型天然植物染料有蘇木、紫草等;分散型常見天然植物染料為指甲花等。按照化學(xué)結(jié)構(gòu)分類主要有類黃酮類、類胡蘿卜素類、靛類、二酮類等。類黃酮類天然植物染料的抗氧化性能較好,常見的植物有槐花、紅花等。
類胡蘿卜素類天然植物染料有著較好的耐熱性,預(yù)熱穩(wěn)定,常見的植物有藏紅花和梔子。靛類染料在較早的時期便已經(jīng)開始使用,且使用較為廣泛,其染色效果好,色彩牢固、靚麗,例如:馬藍(lán)、菘藍(lán)等。二酮類天然植物染料中,姜黃具有代表性,使用沸水煮泡后可以直接在天然纖維上進(jìn)行染色,且具有抗病毒、抗真菌的作用。
2天然植物染料的染色方法
天然植物染料的染色方法與直接染色法、媒染法和還原染色法等。直接染色法是指,對于水溶性較好的天然植物染料,染液可以直接與纖維發(fā)生吸附作用,可以使用直接染色法。媒染法是指天然植物染料可直接染色,但是由于色牢度不好,需要使用媒染劑。
常用的媒染劑有鉀鹽、鐵鹽和鋁鹽等,媒染過程中金屬離子發(fā)揮著絡(luò)合的作用,從而使天然植物染料、金屬以及織物形成穩(wěn)定的絡(luò)合物。還原染色法是指天然植物染料不溶于水,需要利用還原劑溶解植物色素,使其附著在纖維上,而后在經(jīng)過氧化使其恢復(fù)不溶于水的特性固著在紡織面料上,如藍(lán)草需要使用還原染色法。
3天然植物染料在紡織面料中的染色性能應(yīng)用
3.1染色性能應(yīng)用歷史
對于天然植物染料在紡織面料中的應(yīng)用,我國有著悠久的歷史,從新石器時代時期,人們便發(fā)現(xiàn)織物可以被茜草染成紅色、被紫草染成紫色,并懂得利用溫水的方式從織物中提取染料。在這以后的各朝代中,從天然植物中提取染料的而技術(shù)以及染色技術(shù)均在不斷的進(jìn)步。到周代時期,皂斗成為黑色天然植物染料,藎草是黃色系天然植物染料的代表,經(jīng)常被使用在高檔植物毛、絲的染色方面。同時,在周代時期設(shè)有“染人”等官吏,專門從事織物的染色工作。
到春秋戰(zhàn)國時期,染色技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到媒染和套染,色彩也變得極為豐富,并有商人專門從事染料行業(yè)。此時,山東等地區(qū)出現(xiàn)以明礬、椿木灰輔助紫草的媒染技術(shù),從而得到紫紅色,齊桓公便最喜歡穿紫色衣袍。我國天然植物染色技術(shù)中最具有代表性的植物染料為藍(lán)靛草,至今在我國的西南地區(qū)的少數(shù)民族依舊在使用。
在秦漢之前,藍(lán)靛草主要是以浸泡、揉搓等方式染色,并利用草木灰輔助,從而使藍(lán)靛草的顏色沉積在織物上。到我國的唐代時期,已經(jīng)有30多種天然植物染料,織物的顏色已經(jīng)越來越艷麗、色彩豐富。到明代時,發(fā)現(xiàn)織物可以染上綠色;而清代時期已經(jīng)開始重視水色。
3.2染色性能應(yīng)用研究
傳統(tǒng)的紡織面料染色工藝中比較普遍的問題是顏色的牢固程度不足,主要原因在于天然植物染料的發(fā)色基團(tuán)不穩(wěn)定,使其在耐洗和耐光方面表現(xiàn)出較差的顏色牢固性;同時,天然植物染料的色素從不同的植株上提取,當(dāng)季節(jié)、地理以及環(huán)境發(fā)生變化時,對于紡織面料染色后顏色的牢固程度有一定的影響,并影響顏色的重現(xiàn)。
為加深對天然植物染料的了解,并提高顏色牢固性能,有關(guān)科研和工作人員從天然植物染料顏色的提取技術(shù)、染色技術(shù)等多方面不斷進(jìn)行研究和實驗,并取得以下成果:姜黃色素提取的最佳工藝是,姜黃的濃度應(yīng)為每升含100g,溫度需要保持在100℃,使用堿的含量應(yīng)為每升中10g。使用天然的姜黃染液染織羊毛面料的溫度以90℃為宜,酸堿度應(yīng)在3.5,使黃色保持深濃亮麗,且后媒染的效果要優(yōu)于預(yù)媒染效果[1]。
在顏色牢固度方面,除使用鐵鹽染色后的汗?jié)n色牢度較差,其他媒染方法和直接染色的效果都比較好,且符合相關(guān)技術(shù)要求,具有較高的實用價值。在研究艾草的過程中發(fā)現(xiàn),氫氧化鈉在提取艾草顏色方面更具優(yōu)勢,色素提取更容易,且在真絲綢上染色效果也更好,具有較好的色牢度,在提高色牢度方面媒染沒有明顯的優(yōu)勢。
從艾草中提取天然染料的最佳時間為50min,使用濃度為0.3mol/L的氫氧化鈉容易,需要將溫度保持在100℃,且染料和溶液的比例應(yīng)為1∶35。
4天然植物染料在紡織面料中的抗菌性能應(yīng)用
可以作為天然植物染料的植物,大多數(shù)都具有藥用價值,例如:《神農(nóng)本草經(jīng)》中提到的茜草、藍(lán)草等都具有藥理屬性,茜草主治濕寒等病癥,藍(lán)草可用于解毒。《本草綱目》中記錄紫草可以治療惡蟲咬傷等;大黃能夠治療損傷淤血、腳風(fēng)痛等;姜黃在治療胎寒腹痛等方面具有較好的效果[2]。
此外,《名醫(yī)別錄》對于天然植物染料的藥理屬性也有很多記載。使用天然植物染料在紡織面料上染色,能夠保持植物本身的藥理屬性,對于織物上殘留的病毒、細(xì)菌具有一定的抑制作用,甚至殺死病毒和細(xì)菌,為人體與服裝接觸創(chuàng)造一個健康、安全的環(huán)境。同時,天然植物染料染色的紡織物在與人體接觸的過程中,人體能夠逐漸吸收染料在面料上存留的物質(zhì),從而對人體起到保護(hù)和保健的作用。由此可見,天然植物染料具有抗菌性能。因此,紡織面料染色中應(yīng)積極使用天然植物染料,發(fā)揮其抗菌性能。
5天然植物染料在紡織面料中的應(yīng)用展望
在天然植物染料方面,由于大多數(shù)植物都具有較強(qiáng)的季節(jié)性和區(qū)域性,這就為原料收集上帶來更大的困難,再加上植物原料收集需要保鮮,也造成原料的存儲難度較大。另外,在色素的萃取方面由于效率偏低,直接增加了色素萃取的成本,再加上原料色光較為單調(diào),這些經(jīng)過多種困難而使用的材料卻很少能滿足消費者對色彩多樣化的需求。色牢度方面的缺陷也是天然植物染料的最大缺陷,而且,天然植物原料的染色難度較大,在染色過程中很容易造成色花,以及造成染色不均勻的現(xiàn)象。
此外,染色過程中還需要考慮到染料的溶解度,這也是天然植物染料經(jīng)常出現(xiàn)問題的地方,原料溶解度低,極易使染料出現(xiàn)色漬的現(xiàn)象,原料本身提取的成本比較高,再加上染料的利用率不高,勢必會增加天然植物染料的成本。現(xiàn)代化的生活中,人們承受著環(huán)境污染、睡眠不足等問題的侵?jǐn)_,容易導(dǎo)致身體出現(xiàn)亞健康,尤其以心血管類和皮膚類疾病為重。而服裝不僅有修飾的組要,還保護(hù)人體直接與外界因素接觸,有著保護(hù)作用,若是能夠利用天然植物染料進(jìn)行染色,則可以研究植物本身的藥理屬性,以此開發(fā)出具有保健功能的服裝,既解決化學(xué)染料對環(huán)境的污染、對人體的危害,又能夠通過服裝穿戴等保障人體健康,改善人們的生活質(zhì)量。
同時,對于天然植物受到季節(jié)和地域等因素的影響,可以通過人工種植的方式解決,滿足紡織面料對天然植物染料的需求。另外,可以成立植物染研究中心,主要針對植物展開全面的研究,并與相關(guān)地區(qū)職能部門、工廠等合作,一方面可以從更多的食品、農(nóng)產(chǎn)品廢棄物中萃取色素,并對其進(jìn)行研發(fā)試驗;另一方面可以豐富植物染料的原料提取途徑,不斷豐富材料資源,以及更好地對染色色牢度以及色素提取等方面的技術(shù)問題進(jìn)行研究,從而實現(xiàn)開發(fā)多種類的色彩,不僅可以滿足人們對色彩多樣化的需求,同時可以揚長避短,有效規(guī)避其中的有害因素,真正實現(xiàn)讓植物染色產(chǎn)品走進(jìn)千家萬戶,在為人們生活添色彩的同時,也減少了污染為人們帶來更健康的產(chǎn)品。
6結(jié)語
天然植物染料是指從植物中提取的染料,沒有經(jīng)過化學(xué)加工,無毒副作用,無污染,經(jīng)過科學(xué)的染色工藝可以提高其染色性能;同時,部分天然植物具有藥理屬性,從此類植物中提取燃料對紡織面料進(jìn)行染色,可增加面料的抗菌作用,進(jìn)而起到人體保健的作用。因此,應(yīng)積極進(jìn)行天然植物染料開發(fā)和利用。
參考文獻(xiàn):
[1]葉清珠.天然植物染料在紡織面料中的染色性能及抗菌性能應(yīng)用[J].成都紡織高等專科學(xué)校學(xué)報,2017,34(2):197-200.
[2]路振翔.天然植物染料的應(yīng)用及發(fā)展[J].成都紡織高等專科學(xué)校學(xué)報,2015,32(4):106-110.
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