功能性植物染料染色整理一浴法工艺研究

王桂甲

（泉州纺织服装职业学院，福建 泉州 362700）

2020年，一场突如其来的疫情席卷了全球，在病毒面前，需要优化纺织品的抗菌性能，以保证自身安全。因此，纺织品的抗菌性能等保健功能更加受到人们的重视。对于纺织品的染色，目前为止，基本上采用化工合成染料进行染色，不具备功能性，而天然植物染料以其特有的绿色环保性能和一定的抗菌、消炎以及医疗保健等功能广受欢迎，市场前景广阔。

天然染料的来源有植物、动物、矿物，种类多样，许多中药材具备消炎杀菌的功效，可利用功能性植物染料进行染色，生产具有天然抗菌性能的绿色保健服装。因此，本研究选取几种具有一定功能性的植物染料来探讨染色整理一浴法工艺。

1 植物染料染色和抗菌整理一浴法工艺

抗菌整理可阻止细菌在织物表面的繁殖，使织物卫生、清新，防止产生臭气，抑制细菌污物的产生，改善大多数织物的手感，防止对皮肤造成刺激。纺织品中的天然面料（如棉、毛、丝等）特别容易滋生细菌、病毒等，特别是贴身衣物。人们现在追求舒适、健康的穿着，因此，抗菌整理愈发重要，而一些功能性植物染料除了能对纺织品进行染色，还赋予了纺织品一定的抗菌性能。

1.1 茶叶

我国的茶叶资源十分丰富。茶叶是世界公认的健康饮品，茶中含有丰富的叶绿素、叶黄素、胡萝卜素等脂溶性色素和茶黄素、茶红素、茶褐素等复合色素，早在20世纪60年代就有从茶叶中提取色素的研究及专利[1]。

常见的茶叶色素提取方法有水煮浸渍法，比如将2 g茶叶加入100 mL蒸馏水中，搅拌，加热至沸腾。沸腾30 min后，加水保持浴比，冷却，静置15 min，过滤，得滤液作染液。

笔者曾经对茶叶用于棉织物染色的工艺进行探讨，发现在采用后媒法的中性pH条件下，90 ℃染色60 min后，能得到较佳的染色效果。但是，使用的媒染剂是重金属离子，对环境有一定的危害。因此，从环保的角度来看，应寻找环保型的媒染剂来代替重金属离子，或者就不使用媒染剂。

有学者研究发现，利用茶叶给棉织物染色后，经过抗菌测试发现，棉织物具备一定的抗菌性能[2]。茶叶染色实际很少应用于生产，目前还处于实验室研究阶段。探寻更佳的色素提取工艺和染色整理一浴法工艺，能够使产品达到更好的染色效果和持久的抗菌整理效果。

1.2 姜黄

姜黄是一种传统的天然染料，主要成分是姜黄素，属于酚类衍生物。姜黄色素具有热稳定性好、着色力强、色泽鲜艳、安全无毒和无副作用等优点，是一种优良的着色剂[3]。

周秋宝等[4]通过实验得出姜黄色素的提取工艺条件：姜黄的质量浓度为100 g/L，温度为100 ℃，碱的质量浓度为10 g/L。姜黄主要的染色对象是羊毛织物，最佳温度为90 ℃，pH为3.5，采用媒染剂进行媒染染色，或不用媒染剂也可染出亮丽的黄色，染色后的产品质量符合纺织品的使用标准。同时，许多科研工作者对姜黄的染色织物进行抗菌性能测试发现，具有较高的抗菌率[5-8]。因此，利用姜黄对织物进行染色的同时，也赋予了纺织品一定的抗菌性能。

1.3 其他天然染料

槐米是具有抗菌、消炎等作用的传统黄色天然染料，候秀良等[9]探讨了槐米在毛织物上的染色工艺，采用前媒染色法，得到较佳的黄色产品。同时，通过抗菌性能测试发现，产品具有一定的抑菌作用，证明槐米是一种具有天然抗菌性能的天然染料，可以通过染色整理一浴工艺达到抗菌效果。

紫草是一种紫色系列的天然染料，赵晓娟等[10]曾对紫草进行丝绸染色整理工艺探究。研究表明，紫草可在真丝上染色，得到较好的染色产品，并且通过抗菌性能测试发现，产品具有较好的抗菌效果。

1.4 小结

具有抗菌性能的植物染料较多，且相关研究也较多，有的针对单一植物染料研究染色抗菌一浴法工艺，也有的对多种植物染料复配进行抗菌性能研究。织物的抗菌整理主要研究对象是蛋白质织物，这是因为蛋白质织物更容易产生细菌等，而对棉织物的抗菌整理研究相对较少。

周瑾[11]在《天然植物染料染色与抗菌整理一浴的研究进展》中表明，目前天然染料染色、抗菌整理一浴法研究尚处于实验阶段，大多数属于研究个案，实验结果都较理想。其优势是环保节能，具有良好的发展前景；缺点是具有天然染料的染色牢度低等染色质量问题以及缺乏抗菌性、持久性双重功效的统一。因此，未来应该寻找新型染色方法与工艺，以达到具备染色、抗菌双重功效的目的。

2 植物染料染色和抗紫外线整理一浴法工艺

紫外线会对人体健康造成一定的伤害，比如免疫功能下降、皮肤老化，甚至引发皮肤癌等。因此，在纺织品应用领域，应加强对紫外线的防护，可采用紫外线屏蔽或紫外线吸收的方法达到防紫外线的作用。有些植物染料具有吸收紫外线的功能，运用这些植物染料进行染色，会使纺织品具有一定的抗紫外线性能。

2.1 黄芩

陈莉等[12]采用60%的乙醇水溶液萃取黄芩色素，通过测试得出，提取物的主要成分为汉黄芩苷、汉黄芩素、黄芩苷和黄芩素，含有能够吸收紫外线的化学基团，属于紫外线吸收剂；采用直接染色和媒染剂染色在棉织物上进行染色对比实验，比较染色效果和抗紫外线性能，结果表明，媒染剂媒染棉织物的抗紫外线效果更佳。无论是直接染色还是媒染染色，均表明经黄芩染色后的棉织物具备抗紫外线性能。

2.2 茜草

茜草是一种历史悠久的植物染料，古时称茹蔗、地血，早在商周时期就已经是主要的红色染料。茜草染料的主要成分为茜草素和羟基茜草素，属于蒽醌类化合物。榕嘉[13]对茜草进行了研究，采用乙醇水溶液萃取色素后，测试分子结构及其性能，结果表明，茜草提取液具有很强的紫外线吸收能力，并且对比在棉织物和丝织物上的不同染色方法，具有不同的抗紫外线性能，所染颜色越深，抗紫外线性能越好。因此，茜草染色的产品同样具备一定的抗紫外线性能，通过工艺的探讨，能够达到染色整理一浴，实现节能环保。

2.3 其他天然染料

何伟坚等[14]经过实验，探讨榄仁树和栎树提取染料染色棉麻织物的抗紫外线性能。结果表明，榄仁树和栎树提取染料对紫外线均有较好的吸收能力，媒染剂硫酸铜、硫酸亚铁和明矾能够增强织物的抗紫外线性能，显著提升染色棉麻织物的抗紫外线效果。

张栗源等[15]在《植物染料染色性能及其抗紫外线性能研究》中表明开发了一种新的黄色系植物染料，不仅可以染蛋白质纤维和合成纤维，还具有良好的色牢度，同时经过测试发现，纺织品具有良好的抗紫外线性能。

2.4 小结

用具有紫外线吸收能力的植物染料染色后的纺织品同样具有抗紫外线性能，能够实现纺织品的染色和抗紫外线整理的一浴加工，达到节能环保的效果，具有良好的发展前景。

3 展望

天然染料的种类非常多，而植物染料所占比例最大。很多植物染料除了可以染色以外，还具备其他功能，如抗菌消炎、抗紫外线、药理保健等。用功能性植物染料染色，能够使纺织品具有相应的功效，实现了染色、整理一浴法的工艺，大大缩短了工艺时长，是一种节能环保的绿色染整技术。目前，功能性植物染料的染色整理一浴法工艺还处于实验阶段，大多数是研究个例，研究结果都具有较好的染色和整理效果，但是整理效果的持久性还不能保证以及应用实践生产相对较少。当今社会，人们对纺织品的要求也更高，更注重舒适、健康、环保性等，而植物染料的染色、抗菌整理和抗紫外线整理一浴工艺具有节能环保的优势，因此，具有良好的市场应用前景。