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植物染料知多少

 允默斋 2019-12-09

我国对纺织品进行染色或涂色加工有着悠久的历史。

旧石器时期

已知染色、涂色加工,那时多采用矿石,研成粉末状而成,这类颜色统称为矿物色。

夏朝至战国

不仅能研制各种矿物颜色,同时也开始了植物染料的生产。

在先秦时代,我们的祖先就掌握了采集和种植蓝草作为染料的技艺,秦汉时期绢云母和硫化铝己用来染色,同时,蓝草、茜草和紫草等植物染料的应用也逐渐普及。

北魏

贾思勰著的《齐民要术》就记载了制备染料的“杀红花法”和“造靛法”。

隋唐

所用染料大多取自草木。

明清

我国天然染料的制备和染色技术都已达到很高的水平。染料除自给外,还大量出口。

——

从1856年英国化学家珀金发明苯胺紫开始,许多化学家开始研制合成染料,合成染料的工业生产迅速发展。

蒽酮合成的茜素逐渐代替了天然茜素。并从十九世纪中叶开始,相继出现了偶氮、碱性、酸性、直接染料等,同一时期, 靛蓝合成获得成功,并逐渐代替了天然靛蓝。本世纪五十年代,随着醋酯纤维和合成纤维的出现,分散染料也被合成用来染此类纤维。

1902年合成染料传入我国,由于其应用方法简单,易于控制色泽,色泽种类多,且色牢度好,因此逐渐取代了天然染料。

只有一些偏远山区少数民族仍沿用少数种类的天然染料,云南大理白族自治州周城乡至今还保留着古老的制作靛蓝的技艺。我国藏族人民特有的手工艺品和生活用品——藏毯,已有600年历史,其染色工艺也以天然染料为主。

藏毯

随着人们对绿色环保的高要求,天然植物染料又渐渐回归大众的视线,受到消费者的青睐。

但是大家对植物染料也是一知半解,今天小编就为各位看官整理出植物染料的种类以及提取方法等,让植物染料被更多人所了解。

植物染料种类众多,据《染料植物谱》 记载有300余种,其可用于染色的部分有树皮、叶、根、果实、花、茎、及全草等。

公元前25世纪,印度人就已经开始使用茜草、蓝草等天然植物染料对其服装进行染色,同时期的埃及人与美索不达米亚人也已经使用植物染色了。

中国最早在夏朝开始利用植物染料对服装进行染色,周代的文献详细记载了当时完备的植物染色技术。当时设有管理染色的染草之官,又称染人。在秦代设有“染色司”、唐宋设有“染院”、明清设有“蓝靛所”等管理机构。

古代的植物染色主要是从植物中提取色素,与织物作用产生颜色。最早获得的颜色为青、黄、赤、白、黑五色,称为正色。将这五色混合后获取其它的颜色产生间色。

用植物染料染色,色相自然;且由于大多数植物染料是中药,在染色的同时可以使织物兼具防虫、杀菌等作用;具有消炎、止痛、化瘀等功效;具有抗紫外线、清除自由基、抑制突变等多种保健防护功能。

如使用大黄植物染料染色后的棉织物和丝绸织物,两者的UVA和UVB透过率都低于2%,使用靛青和茜草植物染料染色后的棉织物抗紫外线性能也很好。

曾有研究者(Deepti Gupta等)对植物染料的抗菌性进行研究,试验结果表明,石播、没食子等植物染料对尿素分解菌和大肠杆菌有特别强的抑制能力,且具有持久性。

植物染料同现在的合成染料类似,根据染色特性、结构可分为直接型、还原型等。

直接型:红花、槐花、苺草、桅子、姜黄、鼠李、石播、阜斗等

还原型:蓼蓝、马蓝、蒋蓝等

媒染类大多数:茜草、苏木、紫草、五倍子等

分散染料:指甲花等

酸性类:藏红花等

阳离子型:黄莲、黄柏等小檗碱类

下面我们一起来看看常见的植物染料有哪些?有没有你认识的植物呢?

红色植物染料:

“赤,赫也,太阳之色也。”

——《释名·释采帛》

红花。

红花适合多种纤维的直接染色,是红色植物染料中色光最为鲜艳的一种。用它染得红色被称之为真红或者猩红。

茜草。

茜草花

茜草根

茜草是我国古代使用比较广泛的一种红色植物染料。茜草春秋两季皆可收获,以根部粗壮呈深红色为佳。茜草染红色时需要加入媒染剂,因此属于媒染性染料。茜草有东洋茜、西洋茜、印度茜等,其中东洋茜为我国所大量使用,所染颜色偏橙色。西洋茜和印度茜需要进口,价格昂贵,不经常被人们使用。

苏木。

苏木是我国古代重要的红色植物染料之一。有关苏木用于染色的史料记载,最早见于西晋时期。

《南方草木状》中载“苏木,树类槐花,黑子,出九真,南人以染绛,渍以大庚之水,则色愈深”。可见苏木早在西晋时期就已经作为中国普遍的红色植物染料。另外,我国古代女子使用的胭脂中,苏木就作为一种重要的原料存在。现在,苏木也广泛应用于食品色素加工中。

蓝色植物染料:

“青,生也,象物生时色也。”

——《释名·释采帛》

染料蓝草是指可以制造靛蓝染料、用于染布的多种植物的统称。 用于染蓝色的蓝草又可细分为蓼蓝、菘蓝、马蓝等。蓝草是古代的叫法,近代民间一般都统称其为蓝靛。

蓼蓝

马蓝

我们的祖先早已开始使用蓝草进行织物染色了,《诗经》中:“终朝采篮,不盈一檐”。《礼记·月令》中:“仲夏之日,令民毋艾蓝以染。”此时,人们不但使用蓝草进行染色,还大量种植,作为一种经济作物,很多地方以蓝草作为生计。

黄色植物染料:

“黄,地之色也。”——《说文·黄部》

栀子。

栀子花

栀子

常绿灌木,开白花,其果实用作染料,它的色素成分是栀子苷。它作为黄色植物染料,可以直接进行染色,也可以加入一些媒染剂进行染色。

槐花。

槐花属于豆科植物,用其花朵或者槐蕾进行染色。槐花中用于染色的成分是芸香甙,能和多种媒染剂作用,染出不同的色彩,可以作为黄色、绿色植物染料。

郁金。

姜科类草木植物,内含姜黄素,可以直接染色得到黄色织物,也可加入媒染剂染出明度不同的黄色。最迟至汉代,郁金已经作为一种植物染料使用。

黄栌。

即为栌木,漆科类落叶植物,分布于中国东北部和中部,木材可制器具。黄栌是一种高贵的黄色植物染料,自隋代到明代一直作为“天子服色”。

荩草。

禾本科一年生细柔草本植物,其茎叶可作为黄绿色植物染料。可用于直接染色。

黑色植物染料

“黑,火所熏之色也。”——《说文·黑部》

狼尾草。

狼尾草为禾本科一年或多年生草本植物。

鼠尾草。

多年生草本植物,香味刺鼻浓郁,夏季开淡紫色小花。

五倍子。

落叶小乔木或灌木,可做药用。

绿色植物染料

鼠李。

落叶灌木或者小乔木。是一种优良的天然绿色植物染料。

还有同样可染黄色的槐花、荩草。

紫色植物染料:

紫草。

典型的媒染性染料。早在春秋时期,紫草染色就已经兴盛。

《韩非子·外储说左上》载: “齐桓公服紫,一国尽服紫。当是时也,五素不得一紫。”紫色系属于五方间色,不符周礼所制,因此孔子曾经有“恶紫之夺朱”,孟子有“红紫乱朱”的言论。

经小编目测一番,以上一大半的植物都见过,没想到这些植物染料的原材料离我们这般亲近,大部分植物在乡间田野中就能见到。

在了解了这么多的天然植物染料后,你是否会好奇这些植物染料是如何提取出来的呢?我们常常会发现,有些水果汁沾到衣服上很难洗去。其实植物染料的提取也一样,就是要想尽办法获得能染色的“汁”,将“汁”进行烘干后(去除水分),余下的部分就是染料了。

01

常规水浸法

多数天然植物染料在水中可完全溶解,因此可通过浸渍法或煎煮法以水为溶剂直接提取出色素,然后即可取植物的浸液或煮汁作染液,上染织物。

以该方法提取色素时,不同的植物所需提取温度不同,染液染色得色率亦不同。此外,水浸法所提取的染料粒径大,故色牢度不太好,石棺皮、杨梅等常用此法。

2

捣碎过滤法

靠机械外力的作用,将染材捣碎之后再经过滤将染料提取出来。这种方法主要是针对刚刚采摘的五倍子等染材,是一种最为古老的提取方法。此方法不需对染材进行风干,是通过其中所含的水分,在外力的作用下色素一起随水分被挤出,经过过滤就可得到染液。

虽然这种方法的提取效率相对其他方法较低,但由于不额外添加其他化学物质,不会含有其他残留物质,属于纯天然染液,产品卫生、无害、无污染。

3

有机溶剂浸出法

有的染料在水中溶解度较低,提取这类染料时,常需使用有机溶剂进行萃取。根据染料性质的不同,所用的溶剂也不同,常见的有乙醇、丙酮、甲醇、苯或油脂类。

溶剂法虽然可提高染料的提取效率,且比较适用于提取难溶于水的染料,但是在萃取过程中需要大量使用有机溶剂,且回收困难,致其生产成本高,还易造成环境污染。

该方法的提取工艺与水浸法大致相同,例如将指甲花磨成粉末状,称取适量的干粉末(如40g)在萃取器中分别使用不同的溶剂(丙酮、氯仿和水)进行萃取,溶剂用量为250ml,处理四个小时后,用水浴蒸干,再干燥后即可得指甲花天然染料。

4

超声波提取法

利用的是超声波的空化效应及机械振动效应。

通常来说,液体内部分布着一些真空或者存在少许气体的小泡,当大量一定频率的超声波作用于液体时,液体内部适宜尺寸的小泡便发生共振运动。在声波平衡点附近小泡迅速膨胀,在波峰位置附近又迅速为绝热所压缩,直至其煙灭。在小泡从胀大到煙灭的过程中,产生大量高温、高压冲击波,使液体中的物料破碎,即破坏了植物的细胞壁,使植物有效色素成分加快释放、扩散及溶解。此法效率高,提取出的色素粒子小,对染色加工有利。

例如用超声波法萃取儿茶素的工艺过程如下:在超声波发生器中放入加工茯茶剩下的劣质叶、梗等,加入一定量的水,放入25Hz、2KW功率的超声波仪器中处理30min,冷却、过滤,再将所得滤液浓缩干燥便可。

常规法和超声波法萃取的儿茶素进行比较,使用紫外分光光度计进行测试,结果表明,相同浓度的染料用超声波法萃取的儿茶素的粒径要比常规法萃取的小很多。所以,使用超声波法萃取儿茶素可以增强染料的渗透能力,更容易与羊毛牢固的结合在一起,从而提高其色牢度。染色试验结果证明,使用超声波法提取的儿茶素染制品其皂洗牢度、日晒牢度和汗渍牢度相比水浸法提取的均有所提高,可达3-4级以上。

5

微波提取法

微波提取的原理是,染材中的各种组分对微波的吸收能力不同,微波处理时,染材的某些区域或者部分组分被选择性的加热,使得染料色素从染材中分离而转移到提取溶剂中。

由于微波的穿透性强且是选择性加热,该提取方法的提取效率较高,且具有能耗低、重现性好、节能环保、不破坏染料结构等一系列优点。

6

酶法

酶法的作用原理是:破坏植物染材表面的细胞壁后,色素与染材细胞分离的阻力大幅下降,从而大幅提高了染料的提取速度。

与传统方法相比,酶法提取物具有较好品质。但是有一个问题,就是所用的生物酶价格太贵,成本高。

7

超临界CO2提取法

超临界CO2提取法的作用原理是:CO2处于临界压力和临界温度以上时,具有特异增加的溶解能力,进而对提取物质起到分离的效用。在天然植物染料提取中,以超临界状态下具有高溶解能力和高渗透能力的CO2为溶剂来进行非极性混合物的提取分离。听上去就很高大上,很高效,实际上当然也是如此

染出属于自己的健康色彩

这七种方法中有最古老、最传统的提取方法,也有利用现代高科技技术提取的方法,感兴趣的同学何不试试采用传统的手工方法(当然,有条件的也可以尝试其他方法)获得植物染料呢?

来源:浙江省纺织印染助剂行业协会

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