植物染料色牢度的研究进展

戴春燕

【摘  要】化学染料的安全性随着人们生活质量的不断提高开始受到质疑。研究表明部分化学染料不仅能够产生致癌物质，还会对环境造成严重污染，而像板蓝、黄连、红花之类的植物染料因无毒无害，兼具抗菌消炎的特点开始重新走进人们的视野，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，将是促使其产业化应用的关键。

【关键词】植物染料;色牢度;研究进展

1植物染料应用现状

传统植物染料大多从植物的根部、茎部、叶子以及花朵中提取色素再进行加工得到植物色素。植物染料具有无毒、环保等优点，满足现代人对安全舒适生活的追求，植物印染逐渐成为印染技术未来发展的主流方向。在国内，服装染色中植物染色比合成化学品染色更受追捧。我国越来越多的研究人员也逐渐加强对植物印染染料的开发与研究，纺织研究院利用植物染料提取黄色和绿色。当前，传统植物印染已经形成了一套完整的植物染料数据包和比色卡等，且我国已经打造出一条完整的植物染料生产链。传统植物印染的商品满足了当代人对服装安全性的要求，备受欢迎。如今，植物染料在实际生活中的应用越来越广泛，尤其是在一些高档商品中被投入使用。例如，北京铜牛紡织有限公司近期推出采用天然植物染料染色的“铜牌牛”系列童装;江苏三毛集团采用传统植物染料研制出高支天素丽环保型高档面料。植物印染技术已经被越来越多的国家采用，日韩等多个国家针对植物染料展开了大规模研究，具体包含植物印染技术、媒染剂、染料组织结构等各个方面。例如日本的传统手工染色品[从露草植物中提取色素进行和服印染，成品色彩绚丽高贵]、韩国基于植物印染技术研发出的新款纯植物染发剂[通过从天然鱼腥草等植物中提取色素，同时采用桂皮、红花等植物配制而成]。

2植物染料色牢度影响因素

2.1耐摩擦色牢度

耐摩擦色牢度的测试原理是纺织试样分别与一块干摩擦布和一块湿摩擦布摩擦后，评定摩擦布沾色程度，按照GB/T 251-2008或ISO105/A03-1993沾色用灰色样卡。分五级九档制，五级最好，一级最差。一些技术先进、管理严格的企业其生产的纺织品耐摩擦色牢度控制的已经很好，但仍有很多中小企业耐摩擦色牢度经常低于现行国家通用标准GB 18401-010、GB 31701-2015的最低要求。

2.2耐皂洗色牢度

将样品与标准物缝合在一起，置于装有肥皂水和无水Na2CO3的混合溶液的不锈钢杯中，在规定的温度和时间条件下通过耐洗色牢度试验机进行机械搅动，再经过清洗后置于烘箱烘干。以原样为参照样，用灰色样卡评定试样变色和贴衬织物沾色级数。以上试验内容均按照GB/T3921-2008耐皂洗色牢度的试验方法进行。

2.3耐水、耐汗渍色牢度

耐水色牢度指纺织品在水中浸渍后颜色的保持程度。测试时试样和贴衬织物充分润湿后，在负载一定压力的情况下放入某一温度的烘箱内一定时间，取出晾干，评价变色和沾色级数。高级的蚕丝服装、羊毛服装、纯棉服装最容易存在这个问题。耐汗渍色牢度是指有色织物在酸性、碱性溶液中颜色的保持程度。测试时纺织品在含有组氨酸的不同试液中，在压力、温度的共同作用下，考察自身变色和贴衬织物沾色的情况。贴身的衣服如内衣、泳装、衬衫等经汗液浸渍而掉色。在耐汗渍试验中，试验结果存在许多影响因素，如贴衬的选择、试验的操作手法、试验环境等。除去试验时不同的影响因素，产品本身的特点、染料、染色工艺、助剂等影响因素起决定性作用。

3植物染料色牢度的研究进展

3.1纤维改性

植物染料比化学合成染料的色牢度低，一个重要原因就是被染织物纤维对植物染料色素的亲和力低，且植物染料的色素分子较少，与织物纤维之间的范德华力相对较弱，所以对被染织物纤维进行改性处理是提高植物染料色牢度的一项重要施。例如，艾草改性竹浆纤维是将纤维素分子与天然艾草因子相结合制成的一种新型抗菌纤维，其中艾草提取液在纤维中的质量占比约为10%。艾草改性竹浆纤维具有优异的天然抗菌性、良好的吸湿透气性和柔软的手感，可应用于内衣、T恤、婴幼服饰和家纺、家居等领域;但该纤维目前很少应用于衬衣面料，主要受4个方面的限制：一是纤维的初始模量较低，纯纺织物的手感松软、不挺括，即缺乏身骨，达不到正装衬衣面料对风格质感的要求;二是成衣尺寸稳定性较差，保形性不好，特别是在反复水洗的过程中，经向、纬向均易收缩变形;三是面料强度不高，特别是湿强较低，不耐反复洗涤，容易破损;四是织物耐磨性较差，面料易起毛起球，影响成衣外观效果。

3.2优选染色工艺

植物染料多为易溶于水或易溶于有机溶剂的染料，色素多以离子、胶团或离子胶束状态存在于溶液中。植物染料色素分子在溶液中的聚集度影响着染料的染色效果，在进行植物染料染色实验时，往往只有单个或者两三个色素分子能够进入到织物纤维的缝隙中。染料色素分子的聚集度越高越不容易使织物着色，因此在进行植物染料染色时，必须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着于织物纤维上，而植物染料的染色温度、染色时间、染液浓度以及染液pH正是影响植物染料色素分子聚集度的主要因素。

3.3选择媒染剂

3.3.1稀土媒染剂

选用无污染、用量低的稀土元素如镨（Pr2O3）、钕（Nd2O3）、铈（Ce2O3）、镧La2O3或稀土元素的氯化物作为植物染料对苎麻等纤维素纤维染色的媒染剂，既可避免传统有害金属媒染剂带来的环境污染，又可满足环保纺织品所需的色牢度要求。稀土粉末难溶于水，所以，需取一定量的稀土粉末溶解于浓盐酸中，才能染色。由于稀土金属离子的电子性质使其产生“类电解质”作用，可迅速降低纤维表面的Zeta电位，进而靠近纤维表面被吸附，形成更强吸引力的染痤，纤维素纤维经前处理后，其表面具有10×10-48×10m、大小不等的空穴，而稀土离子的半径仅在2×10m以下，故而优先于植物染料分子进入纤维的非晶区，导致纤维膨化溶胀，与纤维素纤维大分子所含羟基形成复杂的多元体。用稀土元素作为媒染剂对织物进行媒染染色是形成植物染料-稀土元素-纤维三者稳定络合物的过程，从而使植物染料染色物的色牢度得以提高，上染率也提高，得色率趋深。

3.3.2天然媒染剂

植物染料具有较好的生物降解性和环境相容性，其中部分中药染料还具有一定的抗菌性和药用保健性，符合当前纺织生态理念与纺织工业的健康发展之路，应用前景广阔。但染色过程中使用的媒染剂多为化学合成的工业产品，有可能残留或分解出对人体和环境有害的物质，致使植物染色失去本身的“天然性”，不能真正体现“环保、绿色、天然”的特质。因此，对植物染色技术而言，寻找一种效果好且纯天然的媒染剂就显得尤为重要。黑龙江省五大连池药泉山矿泉是全世界三大冷矿泉之一，其出产的矿泉水是一种铁硅质重碳酸盐酸冷矿水（简称重矿化泉水），是地表水历经千百年的渗透、过滤、地下深度循环后矿化而成的，含有多种人体必需的微量元素，既可饮用，又具有医疗价值。其铁离子含量较高，并以二价铁的形成存在，因此，可以作为一种“生态、无毒、环保”的天然媒染剂。

4结束语

社会的不断进步在提高生活水平的同时，也让人们对绿色、健康越来越关注，从而天然植物染料又重新得到了关注，但是由于植物染料的原料供应问题，以及至关重要的色牢度问题，使得植物染料染色活动只在少数民族地区小范围、小规模地进行，并没有得到规模化应用。为此，应该通过不断地研究，掌握各类植物染料的特点，制定统一的植物染料染色标准，在开发各类环保型媒染剂的同时，简化染色方法，推广普及生态媒染剂使植物染料染色产品早日进入高端纺织品市场。

参考文献：

[1]王亚丽，何叶丽，纪俊玲，苏国平.板栗壳植物染料在棉织物上的染色性能研究[J].印染助剂，2017，3403：41-46.

（作者单位：山东市蓬莱市信息中心）