瞿 永(， )

天然染料是指從植物、動物或礦產(chǎn)資源中獲得的、很少或沒有經(jīng)過化學(xué)加工的染料[1]。天然染料具有較好的生物可降解性和環(huán)境相容性，可以減少染料對人體的危害，有利于減少污水處理負(fù)擔(dān)，保護(hù)環(huán)境。蠶絲織物采用天然染料進(jìn)行染色，使其更加符合綠色織物的標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到全綠色紡織品的要求。隨著生活水平的提高，人們更加重視環(huán)保和健康，越來越多的天然染料應(yīng)用于蠶絲織物的染色[2]

1 天然染料的種類

1.1 按天然染料的來源分類

天然染料按來源可分為植物染料、動物染料和礦物染料，其中以植物染料為主。植物染料主要來源于植物的根、莖、葉、花、果等，常用的有茜草、紫草、蘇木、靛藍(lán)、紅花、石榴、黃梔子、茶葉、崧藍(lán)、藎草、柿子、紫草等。動物染料有蟲紫膠、胭脂紅等。礦物染料主要為天然彩色礦石，是各種無機(jī)金屬鹽和金屬氧化物，如丹砂、粉錫、鉛丹、大青、宅青、赭石等。

1.2 按天然染料的化學(xué)結(jié)構(gòu)分類

天然染料按化學(xué)結(jié)構(gòu)可分為類胡蘿卜素類、蒽醌類、萘醌類、類黃酮類、姜黃素類、靛藍(lán)類、葉綠素類共7類。

1.3 按天然染料的溶解性分類

天然染料按溶解性可分為水溶性、油溶性和醇溶性三類。水溶性染料易溶于水及在含水乙醇中有較大溶解度，在無水乙醇中難溶，在石油醚中不溶解。油溶性染料易溶于石油醚、二氯甲烷等有機(jī)溶劑，不溶于水、難溶于乙醇、丙酮等溶劑。醇溶性染料的溶解性質(zhì)介于水溶性染料和油溶性染料之間，易溶于無水乙醇、丙酮等極性有機(jī)溶劑中[4]。

1.4 按天然染料的顏色分類

天然染料的顏色有紅色、黃色、藍(lán)色、棕色等,其中以黃色和紅色品種最多，藍(lán)色、綠色和黑色品種最少。

1.5 按天然染料的染色方法分類

蠶絲作為蛋白質(zhì)纖維，其染色方法主要有直接法和媒染法兩種。直接法減少了金屬離子的使用, 特別是一些有害金屬離子的使用。但直接染色法的染色牢度不夠好,色濃度偏低[3]。媒染法分兩種，一種是先經(jīng)媒染劑處理后再進(jìn)行染色即預(yù)媒染色法，另一種是先染色后再進(jìn)行媒染處理即后媒染色法。由于預(yù)媒染法染色工藝的勻染性和摩擦牢度較差，因此對蠶絲織物大多采用后媒染色法[5]。

2 幾種天然染料的染色性能

2.1 姜黃素

姜黃素是從姜根莖中提取的食用色素，屬于酚類衍生物，是天然黃色染料中最鮮艷的一種。姜黃素遇酸呈現(xiàn)黃色，遇堿呈紅棕色。姜黃色素對蠶絲織物染色可獲得較為深濃的土黃色[6]。姜黃素直接染皂洗牢度不好，媒染皂洗牢度有所提高[7]。

鄧一民[8]采用姜黃染液在堿性條件下對蠶絲織物進(jìn)行染色，結(jié)果發(fā)現(xiàn)無論是直接染色還是鋁鹽或鐵鹽預(yù)媒染色，織物顏色都隨染料濃度的增加而變深變濃。較低pH值和適宜的溫度有利于上染，并且皂洗牢度和摩擦牢度均能達(dá)到3級以上。

2.2 茶葉

蠶絲織物對茶葉染料有較好的吸附性。媒染后所得織物顏色為咖啡色和棕色色系。黃旭明[9]等采用直接法、預(yù)媒染色法和后媒染色法對蠶絲織物進(jìn)行染色比較試驗發(fā)現(xiàn)，加入媒染劑能顯著提高茶葉染料對蠶絲織物的上染性能。預(yù)媒染色法染色所得到的織物顏色最深，后媒染色法次之，直接法最差。陳美云[10]等研究發(fā)現(xiàn)采用不同媒染劑對蠶絲織物染色，織物的色光有所不同。硫酸亞鐵媒染染色蠶絲織物色光變化最大，硫酸鋁鉀媒染染色蠶絲織物色光變化最小。由于在中性和堿性條件下茶葉染液的色光不穩(wěn)定，故茶葉染料適合在酸性條件下進(jìn)行染色，不適合中性和堿性條件的染色[11]。

2.3 板栗殼(樹皮)

板栗殼(樹皮)天然染料是從板栗殼或板栗樹枝條的表皮中浸提出來的一種紅棕色天然植物染料。劉俊輝等采用板栗殼天然染料對蠶絲織物進(jìn)行直接染色、明礬預(yù)媒染和明礬后媒染3種方法的對比試驗發(fā)現(xiàn)，板栗殼天然染料對蠶絲織物的直接性較好，但濕摩擦牢度稍差；明礬后媒染可提高織物的干、濕摩擦牢度[12]。在板栗殼(樹皮)天然染料中加入不同媒染劑會得到不同的顏色。用硫酸亞鐵作媒染劑可得到不同深度的黑色，用醋酸鋁作媒染劑則可得到不同深度的棕色[13]。由于板栗殼天然染料是黃酮類物質(zhì)，酸堿穩(wěn)定性差，故適宜于弱酸和中性條件。

2.4 胭脂蟲紅

胭脂蟲紅是最漂亮的紅色天然染料，存在于寄生在仙人掌上的胭脂蟲紅虱的體內(nèi)，屬于蒽醌類色素。胭脂蟲紅因其良好的抗氧化性而成為理想的天然染料。曹紅梅等采用胭脂蟲紅對蠶絲織物進(jìn)行染色發(fā)現(xiàn)，無媒染時織物上染率較低。采用金屬離子媒染的織物上染率得到提高，耐洗、耐汗?jié)n、耐磨擦等各項牢度基本上達(dá)到了3級。蠶絲織物經(jīng)金屬離子媒染后斷裂伸長率有所上升，但拉伸強(qiáng)力下降，織物表面還會出現(xiàn)因原纖化而形成的灰傷[14]。

3 改善天然染料染色性能的方法

由于天然染料的色素分子與蠶絲纖維親和力較小，染料顆粒較大，染色過程中染料不能充分地上染纖維，造成蠶絲織物上染率低。為了提高天然染料對蠶絲織物的染色牢度，長期以來人們進(jìn)行了廣泛的研究。

3.1 采用新型媒染劑

天然染料一般采用金屬離子媒染以提高織物的上染率和染色牢度[15]。傳統(tǒng)的媒染劑大多含重金屬離子，因染色后殘留在染浴中的媒染劑會對環(huán)境造成污染而受到限制。近年來，含鋅、鐵、鋁、鎳、鎂、銅等符合環(huán)保要求和生態(tài)紡織品要求的金屬媒染劑已成為天然染料媒染劑的選擇[16]。林細(xì)姣[17]等使用稀土作為媒染劑對蠶絲織物進(jìn)行媒染染色后發(fā)現(xiàn)，由于稀土離子可進(jìn)入纖維的非結(jié)晶區(qū)甚至結(jié)晶區(qū)的邊緣，染色過程中稀土與染料分子及纖維素分子形成多元絡(luò)合，增大了染料與纖維分子間作用力，從而提高染色牢度。

3.2 采用蛋白酶預(yù)處理

利用蛋白酶對蠶絲絲素表面的刻蝕作用，可增加蠶絲織物的表面積，提高天然染料對蠶絲的上染率。同時由于削弱了蠶絲表面的反光，具有一定的消光作用。孫戒[18]等采用胃蛋白酶對蠶絲織物進(jìn)行預(yù)處理，再用天然茜草染料對其進(jìn)行染色。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，染色后不但提高了蠶絲織物的得色量，織物的濕摩擦牢度和皂洗牢度也有明顯的提高。

3.3 分散染料顆粒

染料顆粒較大是造成蠶絲織物上染率低的原因之一。分散染料顆粒常采用超聲波法和分散劑法。超聲波法是通過超聲波的高壓攪拌作用，使染料顆粒解聚，獲得微粒徑的染料，從而達(dá)到改善染色效果的目的。分散劑法是采用陰離子或非離子表面活性劑作為分散劑，使染液中的染料顆粒得以分散，形成較穩(wěn)定的分散體系，織物和染料接觸的機(jī)會增多，從而加快上染速度[19]。

3.4 采用固色工藝

浸漬、焙烘和汽蒸三種固色工藝均能改善天然染料的皂洗牢度、摩擦牢度和耐酸堿牢度[20]。高亞寧[21]等用黃柏染料直接上染蠶絲織物時，其耐洗色牢度的變色級別為1級。采用交聯(lián)劑對織物進(jìn)行染前浸漬處理，其耐洗色牢度的變色級別達(dá)到4級。在染液中加入一定量的紫外線吸收劑和抗氧化劑，以減少紫外線對染料和織物的破壞，也可提高染色織物的耐日曬牢度[16]。此外，選擇對耐光色牢度影響小的助劑、控制染色時織物的酸堿性和溫度等方法均可提高蠶絲織物的上染率[22]。

4 結(jié)語

利用天然染料對蠶絲織物進(jìn)行染色,不僅有助于提高織物附加值，也是紡織品突破綠色壁壘的一個有效途徑。由于多數(shù)天然染料存在染色牢度差、給色量低、色譜不全、染色時間過長、難以進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)等問題，使得天然染料不能完全替代合成染料[23]。開發(fā)天然染料新來源，研究新的染色方法，提高染色性能還有很多問題需要解決。

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