天然植物染料纺织品安全性抽样检测

高胜传，王磊磊，王 东

(1.青岛大学，山东 青岛 266071；2.山东出入境检验检疫局，山东 青岛 266071)

天然植物染料纺织品安全性抽样检测

高胜传1，王磊磊2，王 东2

(1.青岛大学，山东 青岛 266071；2.山东出入境检验检疫局，山东 青岛 266071)

文章对国内外使用不同植物染料的纺织面料进行了梳理、收集，对其安全性进行了抽样检测，参照最新标准GB18401—2010《国家纺织品基本安全技术规范》，对其pH值、甲醛含量、重金属离子含量进行了检测评定。经检测，大部分天然植物染料纺织品符合纺织品安全控制指标，天然植物染料仍存在一些潜在安全风险。

天然；植物染料；安全；检测

天然植物染料来源于植物，具有可再生、不含有害化学物质等优点。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[1-3]。天然染料无毒无害，对皮肤无过敏性和致癌性，具有较好的生物可降解性和环境相容性。其色泽柔和，自然有特色，在高档真丝制品、保健内衣、家纺产品、装饰用品等领域中拥有广阔的发展前景[4]。

目前关于天然植物染料纺织品的安全性没有一个系统的标准以及检测方法，因此本文抽取了部分天然植物染料纺织品进行检测，主要检测样品的pH值、甲醛含量、重金属含量[5]，并参照最新标准GB18401—2010《国家纺织品基本安全技术规范》进行评定。

1 实验部分

1.1 材料与仪器

天然植物染料纺织面料：由山东出入境检验检疫局青岛检验检疫局提供。对采样的面料进行编号并备注如表1所示。

化学药品：乙酰丙酮(CH3COCH2COCH3)、甲醛(CH2O)、氯化钾(KCL)、蒸馏水(H2O)。

仪器设备：YP2002型电子天平、GZX-9240 MBE数显鼓风干燥箱、美国Leeman Prodigy型电感耦合等离子体原子发射仪、分光光度计、恒温振荡箱、pH计、玻璃仪器若干。

1.2 材料与仪器

关于天然植物染料纺织品的安全性没有一个系统的检测指标，因此本文参照最新标准GB18401—2010《国家纺织品基本安全技术规范》，从市场随机抽取了部分天然植物染料纺织品面料进行抽样检测，分别检测了其pH值、甲醛含量、重金属离子含量，并对其进行了分析评定。

表1 天然植物染料纺织品抽样编号

1.2.1 pH值测定方法

pH值的测定方法标准为GB/T 7573—2009纺织品水萃取液pH值的测定。试样从样品中抽取足够数量的试样，剪成约0.5 cm×0.5 cm的小块，称取3份，每份2 g±0.05 g。萃取液采用0.1 mol/L的KCL 溶液，更能模拟人体皮肤表面。将试样放入加有100 mL KCL溶液的烧瓶中。浸润，室温震荡2 h，并记录萃取温度。取第二、第三份萃取液的平均值。如两份pH值的差异>0.2，则重新测定。操作过程中勿用手直接触摸试样，否则将导致样品pH值发生变化。

1.2.2 甲醛含量测定

检测方法标准为GB/T 2912.1《纺织品甲醛的测定》。

首先配置甲醛溶液，用标准方法测定甲醛原液浓度并记录，然后制备校正溶液，在500 mL容量瓶中用水稀释为5种浓度，编号分别为S1、S2、S3、S4、S5，分别取校正溶液各5 mL 于容量瓶中，分别加入5 mL乙酰丙酮试剂，摇动，在40℃±2℃水浴中显色30 min±5 min，然后取出，常温下避光冷却30 min±5 min，用5 mL蒸馏水加等体积的乙酰丙酮做空白对照，用10 nm的吸收池分光光度计412 nm波长处测定其吸光度，记录测试结果。以甲醛含量μg/mL为横坐标，扣去空白溶液的吸光度(A)为纵坐标，绘制甲醛标准溶液工作曲线 (采用Excel做回归曲线计算)，见图1。

图1 甲醛溶液标准工作曲线

样品不进行调湿，预调湿可能影响样品中的甲醛含量，测试前样品密封保存。从样品上取两块试样剪碎，称取1 g，精确至10 mg。如果甲醛含量过低增加试样量至2.5 g，以获得满意的精度。将每个试样放入250 mL的具塞三角烧瓶中，加100 mL水，盖紧盖子，放入40℃±2℃水浴中震荡60 min±5 min，用过滤器过滤至另一三角烧瓶中，分析使用。分别取试样溶液各5 mL 于容量瓶中，各加入5 mL乙酰丙酮试剂，摇动，在40℃±2℃水浴中显色30 min±5 min，然后取出，常温下避光冷却30 min±5 min，用5 mL蒸馏水加等体积的乙酰丙酮做空白对照，用10 nm的吸收池在分光光度计412 nm波长处测定其显色液的吸光度，对照甲醛标准工作曲线，计算出样品中游离甲醛的含量。

1.2.3 重金属离子含量测定

GB 18401—2010并没有对所有的纺织品的重金属含量做出规定，本课题实验按照GB/T 18885的生态纺织品标准对铬、镉、钴、铜、镍、铅6种可萃取重金属含量做了分析检测，本课题的重金属离子检测实验室委托东华大学分析测试中心所做，采用的仪器是美国 Leeman Prodigy 型电感耦合等离子体原子发射仪，检测依据是JY/T 015—1996 感耦等离子体原子发射光谱方法通则。

2 实验结果及分析

2.1 植物染料纺织品的pH值分析

健康人体皮肤的pH值呈弱酸性，在此条件下，才能保证人体不被外界细菌侵入而致病。长期使用pH值不达标的纺织品，会破坏健康人体皮肤的弱酸性环境，严重的会导致皮肤病。特别是婴幼儿皮肤娇嫩，易被外界细菌侵入，pH值要求更为严格。婴幼儿纺织产品pH值要求4.0～7.5；直接接触皮肤的纺织品如内衣、衬衣等pH值要求4.0～8.5；非直接接触皮肤的纺织品如外衣、裤子等pH值要求4.0～9.0。

图2 pH值测试结果

检测结果表明，A、B、C三个样品的pH值处于4.0～7.5之间，D、E、F、G、H、I、J七个样品的pH值均大于10。按照GB18401—2010《国家纺织品基本安全技术规范》，只有A、B、C三个样品达标，并符合婴幼儿纺织产品的标准，即A类纺织品标准，其他样品pH值均偏高，不利于服装使用，会对人体造成一定的伤害。其中A、B、C三个样品的染料为直接染料，可溶于水，在中性盐或者弱碱环境中直接染着纤维素纤维，染色过程中添加食品添加剂作为媒染剂，可以提高天然植物染料的上染率以及染色牢度，食品添加剂大部分以弱碱盐为主，在织物后续的水洗中基本可以被中和，对织物的pH值影响不大，D、E、F、G、H、I、J样品的染料类型为还原性染料，这类染料不溶于水，分子中含有羰基(C=O)，需在碱性条件下经还原剂还原成羟基钠盐，才能溶解于水后染在纤维上，经过氧化，再回复成不溶性染料。此类染料染色过程中以碱性环境为主，后续的中和以及水洗可能不彻底，导致织物pH值偏高[6-7]。

2.2 植物染料纺织品的甲醛含量分析

甲醛是一种无色刺激性气体，对人体十分有害，可刺激眼睛、皮肤 、黏膜 ，长期服用甲醛含量超标的纺织品服装，可能会引发皮炎，也可能会引起呼吸道等疾病，亦可能会诱发癌症等。因此，国内外对纺织品中甲醛含量都有严格限定。如国际纺织品生态研究和测试协会发布的 OEKO—TEX标准100规定婴幼儿纺织用品中不得有甲醛检出，对直接接触皮肤的纺织用品等也提出了严格的限制。我国国家标准GB 18401—2010《国家纺织品基本安全技术规范》、GB/T 18885—2009《生态纺织品技术要求》对甲醛也都进行了严格要求 ，并相继发布了相关测定方法标准 。新标准中，对甲醛的含量做了明确的限定。婴幼儿纺织产品甲醛含量要求每千克低于20 mg，直接接触皮肤的纺织品如内衣、衬衣等甲醛含量要求每千克低于75 mg；非直接接触皮肤的纺织品如外衣、裤子等甲醛含量要求每千克低于300 mg。

2.2.1 实验结果计算(见表2)

2.2.2 实验结果分析

表2 甲醛含量测试结果

检测结果表明，编号B和D的甲醛含量每千克低于20 mg，其它编号A、C、E、F、G、H、I、J的甲醛含量均处于20～75 mg/kg范围之内。根据GB18401—2010《国家纺织品基本安全技术规范》，B、D 两个编号的样品可以标明未检出，符合婴幼儿纺织品的甲醛含量要求，达到安全技术规范规定中的A类指标。其他样品的甲醛含量在20～75 mg/kg之间，符合直接接触皮肤的纺织品要求，达到安全技术规范规定的B类指标。植物染料多以直接染料和还原染料为主，基本不需要染料分散剂，部分分子质量很小且具有疏水性的植物染料的染色机理类似于分散染料，在染色过程中萘磺酸甲醛缩合物分散剂[8]的使用可能会增加织物中的甲醛含量，部分印染助剂中也含有甲醛，为了达到防皱、防缩、防皱等作用，或为了保持印花、染色的耐久性，使纺织品色泽艳丽或者为了改善手感。目前用甲醛印染助剂比较多的是纯棉纺织品，因为纯棉纺织品容易起皱，使用含甲醛的助剂能提高棉布的硬挺度。这些都会增加纺织品中的甲醛含量。但是甲醛极易溶于水、醇和醚，因此在印染后续的多道水洗工序中基本可以被水洗除掉，甲醛含量基本可以控制在B标准之内，婴幼儿的皮肤娇嫩，抵抗力低，因此婴幼儿纺织品对甲醛含量要求更高。

2.3 植物染料纺织品的重金属离子含量分析

纺织品上的重金属主要来源于金属络合染料。此外，服装辅件如拉链、纽扣上也可能含有游离的重金属物质。纺织产品上残留的过量重金属可通过皮肤被人体所吸收，造成累积毒性。本课题所有样品的重金属离子含量检测结果见表3。

表3 重金属离子含量测试结果

最新推出的GB18401—2010《国家纺织品基本安全技术规范》并没有涉及纺织品中重金属含量，参照推荐标准GB/T 18885—2009《生态纺织品技术要求》，本课题只对常见的重金属铬(Cr)、镉(Cd)、钴(Co)、铜(Cu)、镍(Ni)、铅(Pb)进行了检测，这六种重金属来源多为催化剂、媒染剂、氧化剂、抗菌剂、固色剂等染整工艺过程中使用的助剂以及植物纤维生长过程中的富集[9]，检测结果表明，这只有编号为F的蓝靛手织布铬(Cr)含量严重超标，其他重金属含量以及其他编号的样品中重金属含量均符合生态纺织品的技术指标。重金属仅少量是由天然纤维从土壤中吸收的，其主要来源纺织品后加工过程中使用的某些染料和助剂，如各种媒介剂、固色剂、催化剂、阻燃剂、后整理剂等以及用于软化硬水、退浆精练、漂白、印花等工序的各种金属络合剂等，部分防霉抗菌防臭织物用Cr和Cu等处理也会带来较高的重金属残留[10]。纺织品残留的重金属一旦被人体吸收并蓄积到一定程度将会对人体造成严重伤害，如铜可导致肺疾病、镍导致肺癌、钴导致皮肤和心脏病、铬导致血液疾病等[11],在加工过程中重金属处理不当也会将引起环境污染。

3 结论

经过抽样检测，大部分天然植物染料纺织品甲醛和重金属离子含量基本符合我国最新颁布的GB 18401—2010《国家纺织品基本安全技术规范》。部分纺织品存在pH值不合格的问题，pH值不合格可能并非是因为植物染料的问题，在后续加工中的整理剂亦可能造成pH值偏高，总体来说，天然植物染料染制的家纺产品不仅符合生态环保标准又具有医疗保健功能，具有广阔的市场前景。

天然植物染料在我国有着悠久的历史，但是天然植物染料有其资深的缺陷性，比如资源供应难、染色牢度差、染色重现性差等。因此利用现代科学技术开发植物染料这一宝贵遗产，改进传统染色技术，提升天然植物染料资源利用水平，在保护植物资源前提下，规模化、标准化、产业化进行植物染料生产，研发出健康环保的新功能型纺织品是当前天然植物染料的发展方向。

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[11] Lars Jrup．Hazards of heavy metal contamination[J]．British Medical Bulletin，2003，(68)：167—182．

Sampling Detection of the Safty of Natural Plant Dyes Textiles

GaoShengchuan1,WangLeilei2,WangDong2

(1.Qingdao University, Qingdao 266071, China;2.Shandong Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau,Qingdao 266071，China)

Textile fabrics dyed with different vegetable dyes from all over the world was collected and detected. In the experiment,pH value, formaldehyde content, heavy metal ions were tested and evaluated. After testing, most of the natural vegetable dyes textiles reach the standard of textile security. There are still some potential security risks in natural vegetable dyes.

natural; vegetable dyes; security; detection

2015-03-10

高胜传(1989-)，男，山东淄博人，硕士研究生。

TS101.9

B

1009-3028(2015)03-0021-05