我國對紡織品進(jìn)行染色或涂色加工有著悠久的歷史。
舊石器時期
已知染色、涂色加工,那時多采用礦石,研成粉末狀而成,這類顏色統(tǒng)稱為礦物色。
夏朝至戰(zhàn)國
不僅能研制各種礦物顏色,同時也開始了植物染料的生產(chǎn)。
秦
在先秦時代,我們的祖先就掌握了采集和種植藍(lán)草作為染料的技藝,秦漢時期絹云母和硫化鋁己用來染色,同時,藍(lán)草、茜草和紫草等植物染料的應(yīng)用也逐漸普及。
北魏
賈思勰著的《齊民要術(shù)》就記載了制備染料的“殺紅花法”和“造靛法”。
隋唐
所用染料大多取自草木。
明清
我國天然染料的制備和染色技術(shù)都已達(dá)到很高的水平。染料除自給外,還大量出口。
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從1856年英國化學(xué)家珀金發(fā)明苯胺紫開始,許多化學(xué)家開始研制合成染料,合成染料的工業(yè)生產(chǎn)迅速發(fā)展。
蒽酮合成的茜素逐漸代替了天然茜素。并從十九世紀(jì)中葉開始,相繼出現(xiàn)了偶氮、堿性、酸性、直接染料等,同一時期, 靛藍(lán)合成獲得成功,并逐漸代替了天然靛藍(lán)。本世紀(jì)五十年代,隨著醋酯纖維和合成纖維的出現(xiàn),分散染料也被合成用來染此類纖維。
1902年合成染料傳入我國,由于其應(yīng)用方法簡單,易于控制色澤,色澤種類多,且色牢度好,因此逐漸取代了天然染料。
只有一些偏遠(yuǎn)山區(qū)少數(shù)民族仍沿用少數(shù)種類的天然染料,云南大理白族自治州周城鄉(xiāng)至今還保留著古老的制作靛藍(lán)的技藝。我國藏族人民特有的手工藝品和生活用品——藏毯,已有600年歷史,其染色工藝也以天然染料為主。
藏毯
隨著人們對綠色環(huán)保的高要求,天然植物染料又漸漸回歸大眾的視線,受到消費者的青睞。
但是大家對植物染料也是一知半解,今天小編就為各位看官整理出植物染料的種類以及提取方法等,讓植物染料被更多人所了解。
植物染料種類眾多,據(jù)《染料植物譜》 記載有300余種,其可用于染色的部分有樹皮、葉、根、果實、花、莖、及全草等。
公元前25世紀(jì),印度人就已經(jīng)開始使用茜草、藍(lán)草等天然植物染料對其服裝進(jìn)行染色,同時期的埃及人與美索不達(dá)米亞人也已經(jīng)使用植物染色了。
中國最早在夏朝開始利用植物染料對服裝進(jìn)行染色,周代的文獻(xiàn)詳細(xì)記載了當(dāng)時完備的植物染色技術(shù)。當(dāng)時設(shè)有管理染色的染草之官,又稱染人。在秦代設(shè)有“染色司”、唐宋設(shè)有“染院”、明清設(shè)有“藍(lán)靛所”等管理機(jī)構(gòu)。
古代的植物染色主要是從植物中提取色素,與織物作用產(chǎn)生顏色。最早獲得的顏色為青、黃、赤、白、黑五色,稱為正色。將這五色混合后獲取其它的顏色產(chǎn)生間色。
用植物染料染色,色相自然;且由于大多數(shù)植物染料是中藥,在染色的同時可以使織物兼具防蟲、殺菌等作用;具有消炎、止痛、化瘀等功效;具有抗紫外線、清除自由基、抑制突變等多種保健防護(hù)功能。
如使用大黃植物染料染色后的棉織物和絲綢織物,兩者的UVA和UVB透過率都低于2%,使用靛青和茜草植物染料染色后的棉織物抗紫外線性能也很好。
曾有研究者(Deepti Gupta等)對植物染料的抗菌性進(jìn)行研究,試驗結(jié)果表明,石播、沒食子等植物染料對尿素分解菌和大腸桿菌有特別強(qiáng)的抑制能力,且具有持久性。
植物染料同現(xiàn)在的合成染料類似,根據(jù)染色特性、結(jié)構(gòu)可分為直接型、還原型等。
直接型:紅花、槐花、苺草、桅子、姜黃、鼠李、石播、阜斗等
還原型:蓼藍(lán)、馬藍(lán)、蔣藍(lán)等
媒染類大多數(shù):茜草、蘇木、紫草、五倍子等
分散染料:指甲花等
酸性類:藏紅花等
陽離子型:黃蓮、黃柏等小檗堿類
下面我們一起來看看常見的植物染料有哪些?有沒有你認(rèn)識的植物呢?
紅色植物染料:
“赤,赫也,太陽之色也?!?/span>
——《釋名·釋采帛》
紅花。
紅花適合多種纖維的直接染色,是紅色植物染料中色光最為鮮艷的一種。用它染得紅色被稱之為真紅或者猩紅。
茜草。
茜草花
茜草根
茜草是我國古代使用比較廣泛的一種紅色植物染料。茜草春秋兩季皆可收獲,以根部粗壯呈深紅色為佳。茜草染紅色時需要加入媒染劑,因此屬于媒染性染料。茜草有東洋茜、西洋茜、印度茜等,其中東洋茜為我國所大量使用,所染顏色偏橙色。西洋茜和印度茜需要進(jìn)口,價格昂貴,不經(jīng)常被人們使用。
蘇木。
蘇木是我國古代重要的紅色植物染料之一。有關(guān)蘇木用于染色的史料記載,最早見于西晉時期。
《南方草木狀》中載“蘇木,樹類槐花,黑子,出九真,南人以染絳,漬以大庚之水,則色愈深”??梢娞K木早在西晉時期就已經(jīng)作為中國普遍的紅色植物染料。另外,我國古代女子使用的胭脂中,蘇木就作為一種重要的原料存在?,F(xiàn)在,蘇木也廣泛應(yīng)用于食品色素加工中。
藍(lán)色植物染料:
“青,生也,象物生時色也?!?/span>
——《釋名·釋采帛》
染料藍(lán)草是指可以制造靛藍(lán)染料、用于染布的多種植物的統(tǒng)稱。 用于染藍(lán)色的藍(lán)草又可細(xì)分為蓼藍(lán)、菘藍(lán)、馬藍(lán)等。藍(lán)草是古代的叫法,近代民間一般都統(tǒng)稱其為藍(lán)靛。
蓼藍(lán)
馬藍(lán)
我們的祖先早已開始使用藍(lán)草進(jìn)行織物染色了,《詩經(jīng)》中:“終朝采籃,不盈一檐”。《禮記·月令》中:“仲夏之日,令民毋艾藍(lán)以染?!贝藭r,人們不但使用藍(lán)草進(jìn)行染色,還大量種植,作為一種經(jīng)濟(jì)作物,很多地方以藍(lán)草作為生計。
黃色植物染料:
“黃,地之色也?!薄墩f文·黃部》
梔子。
梔子花
梔子
常綠灌木,開白花,其果實用作染料,它的色素成分是梔子苷。它作為黃色植物染料,可以直接進(jìn)行染色,也可以加入一些媒染劑進(jìn)行染色。
槐花。
槐花屬于豆科植物,用其花朵或者槐蕾進(jìn)行染色?;被ㄖ杏糜谌旧某煞质鞘|香甙,能和多種媒染劑作用,染出不同的色彩,可以作為黃色、綠色植物染料。
郁金。
姜科類草木植物,內(nèi)含姜黃素,可以直接染色得到黃色織物,也可加入媒染劑染出明度不同的黃色。最遲至漢代,郁金已經(jīng)作為一種植物染料使用。
黃櫨。
即為櫨木,漆科類落葉植物,分布于中國東北部和中部,木材可制器具。黃櫨是一種高貴的黃色植物染料,自隋代到明代一直作為“天子服色”。
藎草。
禾本科一年生細(xì)柔草本植物,其莖葉可作為黃綠色植物染料??捎糜谥苯尤旧?。
黑色植物染料
“黑,火所熏之色也。”——《說文·黑部》
狼尾草。
狼尾草為禾本科一年或多年生草本植物。
鼠尾草。
多年生草本植物,香味刺鼻濃郁,夏季開淡紫色小花。
五倍子。
落葉小喬木或灌木,可做藥用。
綠色植物染料
鼠李。
落葉灌木或者小喬木。是一種優(yōu)良的天然綠色植物染料。
還有同樣可染黃色的槐花、藎草。
紫色植物染料:
紫草。
典型的媒染性染料。早在春秋時期,紫草染色就已經(jīng)興盛。
《韓非子·外儲說左上》載: “齊桓公服紫,一國盡服紫。當(dāng)是時也,五素不得一紫?!弊仙祵儆谖宸介g色,不符周禮所制,因此孔子曾經(jīng)有“惡紫之奪朱”,孟子有“紅紫亂朱”的言論。
經(jīng)小編目測一番,以上一大半的植物都見過,沒想到這些植物染料的原材料離我們這般親近,大部分植物在鄉(xiāng)間田野中就能見到。
在了解了這么多的天然植物染料后,你是否會好奇這些植物染料是如何提取出來的呢?我們常常會發(fā)現(xiàn),有些水果汁沾到衣服上很難洗去。其實植物染料的提取也一樣,就是要想盡辦法獲得能染色的“汁”,將“汁”進(jìn)行烘干后(去除水分),余下的部分就是染料了。
01
常規(guī)水浸法
多數(shù)天然植物染料在水中可完全溶解,因此可通過浸漬法或煎煮法以水為溶劑直接提取出色素,然后即可取植物的浸液或煮汁作染液,上染織物。
以該方法提取色素時,不同的植物所需提取溫度不同,染液染色得色率亦不同。此外,水浸法所提取的染料粒徑大,故色牢度不太好,石棺皮、楊梅等常用此法。
2
搗碎過濾法
靠機(jī)械外力的作用,將染材搗碎之后再經(jīng)過濾將染料提取出來。這種方法主要是針對剛剛采摘的五倍子等染材,是一種最為古老的提取方法。此方法不需對染材進(jìn)行風(fēng)干,是通過其中所含的水分,在外力的作用下色素一起隨水分被擠出,經(jīng)過過濾就可得到染液。
雖然這種方法的提取效率相對其他方法較低,但由于不額外添加其他化學(xué)物質(zhì),不會含有其他殘留物質(zhì),屬于純天然染液,產(chǎn)品衛(wèi)生、無害、無污染。
3
有機(jī)溶劑浸出法
有的染料在水中溶解度較低,提取這類染料時,常需使用有機(jī)溶劑進(jìn)行萃取。根據(jù)染料性質(zhì)的不同,所用的溶劑也不同,常見的有乙醇、丙酮、甲醇、苯或油脂類。
溶劑法雖然可提高染料的提取效率,且比較適用于提取難溶于水的染料,但是在萃取過程中需要大量使用有機(jī)溶劑,且回收困難,致其生產(chǎn)成本高,還易造成環(huán)境污染。
該方法的提取工藝與水浸法大致相同,例如將指甲花磨成粉末狀,稱取適量的干粉末(如40g)在萃取器中分別使用不同的溶劑(丙酮、氯仿和水)進(jìn)行萃取,溶劑用量為250ml,處理四個小時后,用水浴蒸干,再干燥后即可得指甲花天然染料。
4
超聲波提取法
利用的是超聲波的空化效應(yīng)及機(jī)械振動效應(yīng)。
通常來說,液體內(nèi)部分布著一些真空或者存在少許氣體的小泡,當(dāng)大量一定頻率的超聲波作用于液體時,液體內(nèi)部適宜尺寸的小泡便發(fā)生共振運動。在聲波平衡點附近小泡迅速膨脹,在波峰位置附近又迅速為絕熱所壓縮,直至其煙滅。在小泡從脹大到煙滅的過程中,產(chǎn)生大量高溫、高壓沖擊波,使液體中的物料破碎,即破壞了植物的細(xì)胞壁,使植物有效色素成分加快釋放、擴(kuò)散及溶解。此法效率高,提取出的色素粒子小,對染色加工有利。
例如用超聲波法萃取兒茶素的工藝過程如下:在超聲波發(fā)生器中放入加工茯茶剩下的劣質(zhì)葉、梗等,加入一定量的水,放入25Hz、2KW功率的超聲波儀器中處理30min,冷卻、過濾,再將所得濾液濃縮干燥便可。
常規(guī)法和超聲波法萃取的兒茶素進(jìn)行比較,使用紫外分光光度計進(jìn)行測試,結(jié)果表明,相同濃度的染料用超聲波法萃取的兒茶素的粒徑要比常規(guī)法萃取的小很多。所以,使用超聲波法萃取兒茶素可以增強(qiáng)染料的滲透能力,更容易與羊毛牢固的結(jié)合在一起,從而提高其色牢度。染色試驗結(jié)果證明,使用超聲波法提取的兒茶素染制品其皂洗牢度、日曬牢度和汗?jié)n牢度相比水浸法提取的均有所提高,可達(dá)3-4級以上。
5
微波提取法
微波提取的原理是,染材中的各種組分對微波的吸收能力不同,微波處理時,染材的某些區(qū)域或者部分組分被選擇性的加熱,使得染料色素從染材中分離而轉(zhuǎn)移到提取溶劑中。
由于微波的穿透性強(qiáng)且是選擇性加熱,該提取方法的提取效率較高,且具有能耗低、重現(xiàn)性好、節(jié)能環(huán)保、不破壞染料結(jié)構(gòu)等一系列優(yōu)點。
6
酶法
酶法的作用原理是:破壞植物染材表面的細(xì)胞壁后,色素與染材細(xì)胞分離的阻力大幅下降,從而大幅提高了染料的提取速度。
與傳統(tǒng)方法相比,酶法提取物具有較好品質(zhì)。但是有一個問題,就是所用的生物酶價格太貴,成本高。
7
超臨界CO2提取法
超臨界CO2提取法的作用原理是:CO2處于臨界壓力和臨界溫度以上時,具有特異增加的溶解能力,進(jìn)而對提取物質(zhì)起到分離的效用。在天然植物染料提取中,以超臨界狀態(tài)下具有高溶解能力和高滲透能力的CO2為溶劑來進(jìn)行非極性混合物的提取分離。聽上去就很高大上,很高效,實際上當(dāng)然也是如此
。
染出屬于自己的健康色彩
這七種方法中有最古老、最傳統(tǒng)的提取方法,也有利用現(xiàn)代高科技技術(shù)提取的方法,感興趣的同學(xué)何不試試采用傳統(tǒng)的手工方法(當(dāng)然,有條件的也可以嘗試其他方法)獲得植物染料呢?
來源:浙江省紡織印染助劑行業(yè)協(xié)會
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