我的文章

【论文】植物染料现状与未来（上） (2008/11/14 16:40)

浏览字体：大　中　小

　随着经济的高速发展和科技的进步，人们逐渐认识到一些以合成染料染色加工的传统纺织品会对人体的安全健康和未来的生存环境产生严重的破坏。所以，他们开始推崇一些益于人体健康和无害于环境的生态纺织品。所谓植物染料，是以植物为原料而提取的用于织物染色的染料。植物染料的产品优势主要体现于以下方面：①植物染料来源于植物世界，具有再生性；②植物染料直接取自于中草药，不添加任何有害化学物质；③植物染料的生产过程实质上就是一个色素的提取过程，其残渣经过一定的处理可作为优质的肥料。因此，从生态染料标准这一角度上讲，植物染料具有极好的生态环保特性。

一、 植物染料简介

植物染料是指提炼自植物，耐久不退色的有色物质。色素普遍存在于植物体内，例如：胡萝卜素、叶绿素等。在花和果实中，鲜艳的色彩使人很容易察觉到这些色素的存在，但有一些重要的植物染料，并不是那么显著的。例如：它们可能是存在树皮中一些构造复杂的化学物质，甚至必须藉助媒染剂的作用才能显色。大部分的植物色素都很容易分解、消失，只有一些能耐久不被氧化的，才能做为染料。

在古老的年代里，植物染料一直扮演着很重要的角色，从衣服、食品到工具、艺品，甚至是人的装置上，都少不了植物染料的参与。然而由于取材与染法繁复等实用上难以克服的缺点，因此化学染料发明之后，植物染料就被取代。但是化学染料使用到今天，毒性与污染问题的渐渐突显，唤起人们重新对具有健康、安全、自然等特点的植物染料的注意。

另外，如我们以植物遗传资源的观点来看，自然界的植物除了在生态系中各有其角色与功能外，有许多是可以被拿来利用。例如，药用植物和本篇所提的染料等。目前，由于人类的过度开发，使生态环境受到严重破坏，许多生物便因此走向灭绝的命运。在这种情况下，广泛收集植物资源的工作就更重要了。我们可以借着对植物应用上深一层的认识，意识到植物另一面的价值，并可藉以维持植物的种源，减少植物的灭绝机会。染料植物也许可以提供对植物资源收集的一个参考。

植物染料是一种纯天然染料。是指从植物、动物或矿产资源中获得的、很少或没有经过化学加工的染料。天然染料根据来源可分为植物染料、动物染料和矿物染料。植物染料有茜草、紫草、苏木、靛蓝、红花、石榴、黄栀子、茶等。动物染料有虫(紫)胶、胭脂红虫等。矿物染料有各种无机金属盐和金属氧化物。按化学组成可分为胡萝卜素类、蒽醌类、萘醌类、类黄酮类、姜黄素类、靛蓝类、叶绿素类共7种。天然染料在古典的色彩文化中，一直扮演着极为精彩的角色。天然染料包括：矿物性、动物性及植物性染料，其中以植物性染料的种类最多，应用的范围也最广泛。古代文献记载染料植物最早可溯至周朝，而后历代王朝更设有专门管理染色的机构。

除了天然的色泽外，植物沉静柔和且富有安定力的气质，加上许多染料植物亦兼具有药草或避邪的作用，使得植物所染出的颜色具有独特的出众魅力。如染蓝色的染草具有杀菌解毒、止血消肿的功效；而染黄色的艾草，在民间是趋吉避凶的护身符；其它如苏枋、红花、紫草、洋葱等染料植物，也都是民间常用的药材。这些兼具药草与染料身分的植物，能使染料具有杀菌、防皮肤病、防蛇虫与提神醒脑等特殊疗效。也正因为原料取大地自然植生，即使在相同时节所萃取出的染液亦没有绝对精准的重复，每分每秒也都呈现着不同的色泽变化，这正是植物染料最大的特色。

二、 植物染料的特点

与化学染料的比较：

植物染料须要较长的制取时间。植物染料须先种植、收集，再将色素提炼出来，较费时。

染色方法繁复。除了染色程序较复杂外，如果想得到间色，也须分次套染，而化学染料可先将染料混合再进行染色。

植物染料的着色较差。需要借助一些媒染剂和部分助剂。

植物染料的成本较高。主要是收购成本，提炼成本，废渣处理成本。

但植物染料仍具有下列特点：

许多植物染料兼具有药用成分。如：黄蘗具有防虫效果，可用来染须长期保存的经书、帐簿等(5)；郁金所染之棉布亦有杀菌防虫效果，可用为幼儿内衣，或作为书衣，及野外工作防虫的衣料(8)。

有些植物染料不具毒性，可染食物，植物特殊的香味，也可增加食物风味。如姜黄、郁金是日本人腌渍萝卜，和印度咖哩粉的天然染料；栀子以往在我国常作为黄色面条、黄萝卜的染料；艾草可加入粿中；槐花可供啤酒染色等(5)。在许多化学染料具有致癌危险的今天，虽然植物染出的色泽不若化学染料鲜艳，但是却是较自然、健康的。

不同植物染料有不同的取用部位，有些植物甚至在不同部位就可染出不同颜色，如：苏木的根可染黄，心材可染红、荚果可染黑；薯豆的叶可染黄褐色、树皮可染黑色；檄树的树皮可做红色染料而根可为黄染料；红花甚至同时具有红、黄两种色素。同一种染材因取材时间、季节的不同，色相也会有所转变，所以植物染色应是最具有个性化色彩的染色方式。

植物染料由于是有机染料，其分子式复杂，受外部环境影响极大。成色自然，朴实，浑然天成。很多颜色是自然形成，无需多次调配。个性化极强。

三、 植物染料的来源

1 植物染料与染料植物及染料植物资源的概念

植物染料是指从植物中提取，能使其他材料着色的一类天然植物产物。一般而言，所谓植物染料主要用于纺织物的染色，具有色调自然、对环境和人体安全、有一定功效等特点。许多植物染料也可作为食品着色剂。

染料植物是指那些能够在其器官中提取某种着色物质，并且能够应用于工农业生产的一类植物。广义讲，凡是含有着色物质的植物都可以称为染料植物；但是，作为资源而言，其具有可被利用(经济和生产价值)的含义，因此，染料植物资源应是其中的着色物质含量足够高、染色牢度稳定，具有可开发的蕴藏量或可人工大规模栽培的这一类植物资源。

2 植物染料的分类

（1）按化学结构分类

天然染料有多种化学结构，按化学组成可分为：

类胡萝卜素类：栀子黄

类黄酮类：槐花黄、青茅草黄、杨梅黄、红花红、紫杉红等

醌类：大黄黄、茜草根红、紫草紫等

多酚类：石榴根黑、槟榔子黑、棕儿茶树皮黑、栗树皮黑、杨梅树皮黑等

二酮类：姜黄素

吲哚类：靛蓝

生物碱类：黄柏

叶绿素类：大多数绿色植物

（2）按颜色分类

按颜色分类是指按纤维或织物染色后的颜色对天然染料进行分类：

红色系的植物染料：茜草、红花、苏木等。

黄色系的植物染料：有栀子、槐花、姜黄等。

蓝色系的植物染料：蓼蓝、菘蓝、木蓝、马蓝等，紫色系的植物染料：紫草、紫檀(青龙木)、野苋、落葵等。

绿色系植物染料：冻绿及含叶绿素的植物、蔬菜。

棕色系的植物染料：有茶叶、杨梅栎木、栗子果皮、胡桃、冬瓜等。

灰色与黑色素的植物：菱、五倍子、盐肤木、柯树、槲叶(槲若)，漆大姑、钩吻(野葛)、化香树、乌桕、菰等。主要是利用鞣质植物染料在纤维上经过媒染生成灰、黑色系。

3.染料植物的来源

我国幅员辽阔，地理、气候等自然条件复杂多样，染料植物资源丰富，植物染料染色的工艺、技术在历史上都享有盛誉，在许多乡村和少数民族地区还保留利用植物染色的传统，中国具有独特的纤维原料——丝绸为载体。因此应用现代科学技术开发植物染料这一宝贵遗产，提升染料植物资源利用水平，满足国内外对天然、环保及功能型纺织品日益增长需要，发展现代植物染料产业前景广阔，使植物染料染色这一古老的技艺，在新形势下，重新焕发青春。

主要可以从人工种植的植物中提取；可以从农副产品的废弃物中提取；可以从野生植物中提取。

（1）茶叶：我国南方重要经济作物桑和茶也可用作植物染料，尤其是南方普遍栽种的茶树，其老叶是一种资源丰富的植物染料。而且茶叶富含茶多酚，它有较强抗菌保健功能，用于丝、毛染色可开发高档抗菌保健纺织品。经研究发现，绿茶、红茶、乌龙茶、普洱茶都可以作为染料。由于茶叶主要作用为饮料使用，价格比较高。选用做染料使用的茶叶，可以选用茶叶的老叶、茶叶末、陈茶等价值稍低的原料。

（2）中药：这是植物染料选材最多的来源。绝大多数可以用来做植物染料。当然根据性价比的原则来挑选材料才是合理的。需要注意的是，由于原材料的产地不同，收购或采集时间的不同，色素会有很大的不同，提取的时间，方法都有不同，结果会有较大的差异。

（3）木本植物：这是主要来源之一，树皮、树根、树枝、树叶、心材；只要是含有色素并能用于纺织品染色的材料都可以采用。但不能以破环生态为代价。比如不能对正在生长期的树木进行砍伐，而应该以砍伐后的树木进行分类，树皮、树根、树枝进行收集，对每年正常修剪的枝叶可以用来做染材。对果实、果壳进行收集做染材。

（4）草本植物：除了正常种植的草外，野生的杂草应该作为首选。如葎草、荩草、飞机草等。这类野草来源丰富，不会破坏生态资源。真正做到：变废为宝，变害为宝。

（5）水果：这一类也是主要来源。其色素大多在果壳，也有是在树根、树皮、树枝和树叶里。大多数是废弃物，完全可以用来做染料的原材料。

（6）蔬菜：部分蔬菜可以用作染料，有些不是食用部分，如丝瓜叶、洋葱皮等都可以做原料。

总体原则：有计划，有目的的种植和采集；注意对含有色素植物材料的有效利用，以废弃物，杂草为主要原料不仅增加了附加值，降低了成本，同时也是环保的需要。

四、 植物染料的染色工艺

按染色性质分类

还原型：某些植物染料不溶于水，需要使用还原剂使其溶解使之上染纤维，然后再氧化复变为不溶性而固着在织物上的染料。如靛蓝的染色是先将不溶于水的靛蓝在碱性溶液中还原成可溶性的隐色体靛白，使之上染纤维，然后将织物透风氧化，再复变为不溶性的靛蓝而固着在织物上。

直染型：某些植物染料的天然色素对水的溶解度好，染液能直接吸附到纤维上，可以采用直接染色法染色的染料，如红花、冻绿等。

媒染型：某些植物染料天然色素对水的溶解度颇好，染液成分虽然能直接吸附到纤维上，但染色牢度较差，需要采用助剂或媒染剂进行染色的一类染料。

直染、媒染型：即可直接进行染色，也可利用媒染剂进行染色的一类植物染料。如黄柏、姜黄、栀子等。