時間:2018年07月27日 分類:推薦論文 次數:
天然植物染料具有綠色、環保等優勢,使其成為紡織面料領域研究的重點,為紡織面料領域的發展指引方向。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域的應用、抗菌性能的應用及發展前景。
關鍵詞:天然植物染料,染色性能,抗菌性能
紡織工業的發展和社會的發展需求,要求紡織行業研發新的印染技術,使用環保染料,突破該行業的發展瓶頸期。化學染料有著較為嚴重的環境污染,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,既可以保護環境,又可以保護人體健康。
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有的資料,主要是按照顏色、染色工藝以及化學結構等方式進行分類。按照顏色進行分類,即按照染后面料呈現的顏色進行分類,黃色系、紅色系、黑色系、紫色系等均有對應的天然植物染料。
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、藍靛草等;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。按照化學結構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,預熱穩定,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、菘藍等。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揮著絡合的作用,從而使天然植物染料、金屬以及織物形成穩定的絡合物。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,而后在經過氧化使其恢復不溶于水的特性固著在紡織面料上,如藍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用
3.1染色性能應用歷史
對于天然植物染料在紡織面料中的應用,我國有著悠久的歷史,從新石器時代時期,人們便發現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以及染色技術均在不斷的進步。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,經常被使用在高檔植物毛、絲的染色方面。同時,在周代時期設有“染人”等官吏,專門從事織物的染色工作。
到春秋戰國時期,染色技術已經發展到媒染和套染,色彩也變得極為豐富,并有商人專門從事染料行業。此時,山東等地區出現以明礬、椿木灰輔助紫草的媒染技術,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中最具有代表性的植物染料為藍靛草,至今在我國的西南地區的少數民族依舊在使用。
在秦漢之前,藍靛草主要是以浸泡、揉搓等方式染色,并利用草木灰輔助,從而使藍靛草的顏色沉積在織物上。到我國的唐代時期,已經有30多種天然植物染料,織物的顏色已經越來越艷麗、色彩豐富。到明代時,發現織物可以染上綠色;而清代時期已經開始重視水色。
3.2染色性能應用研究
傳統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色基團不穩定,使其在耐洗和耐光方面表現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,當季節、地理以及環境發生變化時,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。
為加深對天然植物染料的了解,并提高顏色牢固性能,有關科研和工作人員從天然植物染料顏色的提取技術、染色技術等多方面不斷進行研究和實驗,并取得以下成果:姜黃色素提取的最佳工藝是,姜黃的濃度應為每升含100g,溫度需要保持在100℃,使用堿的含量應為每升中10g。使用天然的姜黃染液染織羊毛面料的溫度以90℃為宜,酸堿度應在3.5,使黃色保持深濃亮麗,且后媒染的效果要優于預媒染效果[1]。
在顏色牢固度方面,除使用鐵鹽染色后的汗漬色牢度較差,其他媒染方法和直接染色的效果都比較好,且符合相關技術要求,具有較高的實用價值。在研究艾草的過程中發現,氫氧化鈉在提取艾草顏色方面更具優勢,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為1∶35。
4天然植物染料在紡織面料中的抗菌性能應用
可以作為天然植物染料的植物,大多數都具有藥用價值,例如:《神農本草經》中提到的茜草、藍草等都具有藥理屬性,茜草主治濕寒等病癥,藍草可用于解毒。《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、細菌具有一定的抑制作用,甚至殺死病毒和細菌,為人體與服裝接觸創造一個健康、安全的環境。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,從而對人體起到保護和保健的作用。由此可見,天然植物染料具有抗菌性能。因此,紡織面料染色中應積極使用天然植物染料,發揮其抗菌性能。
5天然植物染料在紡織面料中的應用展望
在天然植物染料方面,由于大多數植物都具有較強的季節性和區域性,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,這些經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常出現問題的地方,原料溶解度低,極易使染料出現色漬的現象,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。現代化的生活中,人們承受著環境污染、睡眠不足等問題的侵擾,容易導致身體出現亞健康,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,還保護人體直接與外界因素接觸,有著保護作用,若是能夠利用天然植物染料進行染色,則可以研究植物本身的藥理屬性,以此開發出具有保健功能的服裝,既解決化學染料對環境的污染、對人體的危害,又能夠通過服裝穿戴等保障人體健康,改善人們的生活質量。
同時,對于天然植物受到季節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,并與相關地區職能部門、工廠等合作,一方面可以從更多的食品、農產品廢棄物中萃取色素,并對其進行研發試驗;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問題進行研究,從而實現開發多種類的色彩,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,有效規避其中的有害因素,真正實現讓植物染色產品走進千家萬戶,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品。
6結語
天然植物染料是指從植物中提取的染料,沒有經過化學加工,無毒副作用,無污染,經過科學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行染色,可增加面料的抗菌作用,進而起到人體保健的作用。因此,應積極進行天然植物染料開發和利用。
參考文獻:
[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用[J].成都紡織高等專科學校學報,2017,34(2):197-200.
[2]路振翔.天然植物染料的應用及發展[J].成都紡織高等專科學校學報,2015,32(4):106-110.
紡織類論文投稿推薦期刊:《紡織科技進展》(雙月刊)創刊于1979年,是中國紡織工業科學技術發展中心(即原紡織部科技司)與四川省紡織工程學會、四川省紡織科技情報中心站合辦、經國家科技部和新聞出版總署批準面向國內外公開發行的綜合性紡織科技期刊。