植物染料色牢度的研究進(jìn)展

戴春燕

【摘? 要】化學(xué)染料的安全性隨著人們生活質(zhì)量的不斷提高開始受到質(zhì)疑。研究表明部分化學(xué)染料不僅能夠產(chǎn)生致癌物質(zhì)，還會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染，而像板藍(lán)、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(diǎn)開始重新走進(jìn)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(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的關(guān)鍵。

【關(guān)鍵詞】植物染料;色牢度;研究進(jìn)展

1植物染料應(yīng)用現(xiàn)狀

傳統(tǒng)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(jìn)行加工得到植物色素。植物染料具有無毒、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，滿足現(xiàn)代人對(duì)安全舒適生活的追求，植物印染逐漸成為印染技術(shù)未來發(fā)展的主流方向。在國(guó)內(nèi)，服裝染色中植物染色比合成化學(xué)品染色更受追捧。我國(guó)越來越多的研究人員也逐漸加強(qiáng)對(duì)植物印染染料的開發(fā)與研究，紡織研究院利用植物染料提取黃色和綠色。當(dāng)前，傳統(tǒng)植物印染已經(jīng)形成了一套完整的植物染料數(shù)據(jù)包和比色卡等，且我國(guó)已經(jīng)打造出一條完整的植物染料生產(chǎn)鏈。傳統(tǒng)植物印染的商品滿足了當(dāng)代人對(duì)服裝安全性的要求，備受歡迎。如今，植物染料在實(shí)際生活中的應(yīng)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?！毕盗型b;江蘇三毛集團(tuán)采用傳統(tǒng)植物染料研制出高支天素麗環(huán)保型高檔面料。植物印染技術(shù)已經(jīng)被越來越多的國(guó)家采用，日韓等多個(gè)國(guó)家針對(duì)植物染料展開了大規(guī)模研究，具體包含植物印染技術(shù)、媒染劑、染料組織結(jié)構(gòu)等各個(gè)方面。例如日本的傳統(tǒng)手工染色品[從露草植物中提取色素進(jìn)行和服印染，成品色彩絢麗高貴]、韓國(guó)基于植物印染技術(shù)研發(fā)出的新款純植物染發(fā)劑[通過從天然魚腥草等植物中提取色素，同時(shí)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(cè)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(píng)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(jí)九檔制，五級(jí)最好，一級(jí)最差。一些技術(shù)先進(jìn)、管理嚴(yán)格的企業(yè)其生產(chǎn)的紡織品耐摩擦色牢度控制的已經(jīng)很好，但仍有很多中小企業(yè)耐摩擦色牢度經(jīng)常低于現(xiàn)行國(guó)家通用標(biāo)準(zhǔn)GB 18401-010、GB 31701-2015的最低要求。

2.2耐皂洗色牢度

將樣品與標(biāo)準(zhǔn)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(guī)定的溫度和時(shí)間條件下通過耐洗色牢度試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行機(jī)械攪動(dòng)，再經(jīng)過清洗后置于烘箱烘干。以原樣為參照樣，用灰色樣卡評(píng)定試樣變色和貼襯織物沾色級(jí)數(shù)。以上試驗(yàn)內(nèi)容均按照GB/T3921-2008耐皂洗色牢度的試驗(yàn)方法進(jìn)行。

2.3耐水、耐汗?jié)n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(cè)試時(shí)試樣和貼襯織物充分潤(rùn)濕后，在負(fù)載一定壓力的情況下放入某一溫度的烘箱內(nèi)一定時(shí)間，取出晾干，評(píng)價(jià)變色和沾色級(jí)數(shù)。高級(jí)的蠶絲服裝、羊毛服裝、純棉服裝最容易存在這個(gè)問題。耐汗?jié)n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(cè)試時(shí)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(nèi)衣、泳裝、襯衫等經(jīng)汗液浸漬而掉色。在耐汗?jié)n試驗(yàn)中，試驗(yàn)結(jié)果存在許多影響因素，如貼襯的選擇、試驗(yàn)的操作手法、試驗(yàn)環(huán)境等。除去試驗(yàn)時(shí)不同的影響因素，產(chǎn)品本身的特點(diǎn)、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(jìn)展

3.1纖維改性

植物染料比化學(xué)合成染料的色牢度低，一個(gè)重要原因就是被染織物纖維對(duì)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(duì)較弱，所以對(duì)被染織物纖維進(jìn)行改性處理是提高植物染料色牢度的一項(xiàng)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(jié)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(zhì)量占比約為10%。艾草改性竹漿纖維具有優(yōu)異的天然抗菌性、良好的吸濕透氣性和柔軟的手感，可應(yīng)用于內(nèi)衣、T恤、嬰幼服飾和家紡、家居等領(lǐng)域;但該纖維目前很少應(yīng)用于襯衣面料，主要受4個(gè)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(dá)不到正裝襯衣面料對(duì)風(fēng)格質(zhì)感的要求;二是成衣尺寸穩(wěn)定性較差，保形性不好，特別是在反復(fù)水洗的過程中，經(jīng)向、緯向均易收縮變形;三是面料強(qiáng)度不高，特別是濕強(qiáng)較低，不耐反復(fù)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(yōu)選染色工藝

植物染料多為易溶于水或易溶于有機(jī)溶劑的染料，色素多以離子、膠團(tuán)或離子膠束狀態(tài)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(jìn)行植物染料染色實(shí)驗(yàn)時(shí)，往往只有單個(gè)或者兩三個(gè)色素分子能夠進(jìn)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(jìn)行植物染料染色時(shí)，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(shí)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(duì)苧麻等纖維素纖維染色的媒染劑，既可避免傳統(tǒng)有害金屬媒染劑帶來的環(huán)境污染，又可滿足環(huán)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(zhì)使其產(chǎn)生“類電解質(zhì)”作用，可迅速降低纖維表面的Zeta電位，進(jìn)而靠近纖維表面被吸附，形成更強(qiáng)吸引力的染痤，纖維素纖維經(jīng)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(yōu)先于植物染料分子進(jìn)入纖維的非晶區(qū)，導(dǎo)致纖維膨化溶脹，與纖維素纖維大分子所含羥基形成復(fù)雜的多元體。用稀土元素作為媒染劑對(duì)織物進(jìn)行媒染染色是形成植物染料-稀土元素-纖維三者穩(wěn)定絡(luò)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(huán)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(dāng)前紡織生態(tài)理念與紡織工業(yè)的健康發(fā)展之路，應(yīng)用前景廣闊。但染色過程中使用的媒染劑多為化學(xué)合成的工業(yè)產(chǎn)品，有可能殘留或分解出對(duì)人體和環(huán)境有害的物質(zhì)，致使植物染色失去本身的“天然性”，不能真正體現(xiàn)“環(huán)保、綠色、天然”的特質(zhì)。因此，對(duì)植物染色技術(shù)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(chǎn)的礦泉水是一種鐵硅質(zhì)重碳酸鹽酸冷礦水（簡(jiǎn)稱重礦化泉水），是地表水歷經(jīng)千百年的滲透、過濾、地下深度循環(huán)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(yī)療價(jià)值。其鐵離子含量較高，并以二價(jià)鐵的形成存在，因此，可以作為一種“生態(tài)、無毒、環(huán)?！钡奶烊幻饺緞?/p>

4結(jié)束語

社會(huì)的不斷進(jìn)步在提高生活水平的同時(shí)，也讓人們對(duì)綠色、健康越來越關(guān)注，從而天然植物染料又重新得到了關(guān)注，但是由于植物染料的原料供應(yīng)問題，以及至關(guān)重要的色牢度問題，使得植物染料染色活動(dòng)只在少數(shù)民族地區(qū)小范圍、小規(guī)模地進(jìn)行，并沒有得到規(guī)?；瘧?yīng)用。為此，應(yīng)該通過不斷地研究，掌握各類植物染料的特點(diǎn)，制定統(tǒng)一的植物染料染色標(biāo)準(zhǔn)，在開發(fā)各類環(huán)保型媒染劑的同時(shí)，簡(jiǎn)化染色方法，推廣普及生態(tài)媒染劑使植物染料染色產(chǎn)品早日進(jìn)入高端紡織品市場(chǎng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]王亞麗，何葉麗，紀(jì)俊玲，蘇國(guó)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）