1 前言
用天然染料和颜料染色在我国具有悠久的历史,明清时期,我国天然染料的制备和染色技术都已达到很高的水平,染料除自用外,还大量出口。19世纪中叶合成染料问世并于1902年传入我国以后,由于其在色光和色牢度等方面的优越性,使得天然染料在植物染色中的应用逐渐被合成染料所取代。然而,近年来随着人们环保意识的提高,合成染料在生产和应用过程中带来的污染问题越来越引起人们的关注,在全球性绿色革命浪潮下,天然染料又开始为人们所重视。
根据英国染料和染色家协会给出的定义,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。按化学组成可分为类胡萝卜素类、蒽醌类、萘醌类、类黄酮类、姜黄素类、靛蓝类、叶绿素类共7种。
2 国内外发展现状
天然染料有良好的环境相容性和药物保健功能,引起了许多国家染料研究和应用机构的关注。在国外,日本、印度等国家都在进行天然染料染色的研究。日本专门成立了“草木染”研究所,应用现代科学技术对天然染料进行开发。日本蚕丝昆虫农业技术研究所和蚕丝商社合作发现了具有紫色色素的微生物并将之用于染色。
日本技术人员用生物技术还开发了大戟属植物染料。日本晃立公司批量开发了棕、绿、蓝三个色系的植物染料,用这三个色系组合再拼染其它色泽。大和染工公司推出“草衣染色”,形染公司推出“靛蓝印花”。日本用天然染料染色的纺织品有“西阵织”、“京友禅”、“大岛绸”等多种品牌,这一系列“草木染”纺织品被用做衬衫和睡衣的面料,或用于床单、被罩等家纺产品。印度研究人员在天然染料研究方面也做了大量工作,先后开发了用白杨树皮和凤仙花做的染料,并对杏树叶染纱线、Babool 皮染尼龙和茶叶染羊毛进行了研究和开发。
我国对天然染料的开发也正在积极的探索之中,中科院大连化学物理研究所、北京服装学院和苏州大学等单位均有研究人员在从事天然染料染色方面的研究。河北省邢台织染厂在1989年就根据当地的历史传统,利用山上的黄褐色土对灯芯绒进行染色,这种“岩土染色灯芯绒”越洗颜色越鲜艳,出口到日本倍受欢迎。中国纺织科学研究院已制得天然黄(IR-Y)和天然绿(TR-G),用于棉和丝绸的染色。在第19届北京针织品秋季展销会上推出的“铜牛牌”系列童装,系纯天然植物染料染成的。
江苏三毛集团开发了用植物染料制成的高支天素丽绿色环保型高档面料,该产品已于2000年11月通过省级鉴定。这种产品既符合国内外精纺毛料高支轻薄化、功能多样化的要求,又符合目前国际上倡导的环保型天然面料的要求。
3 天然染料存在的问题及解决方法
天然染料虽具有广阔发展前景,但目前要使其商业化并完全替代合成染料是不现实的,因为天然染料在应用中存在着许多问题。
3.1 解决染料供应困难
(1)天然染料多来源于动植物,这使得它难以进行标准化生产。以植物染料为例,即使是同一种植物,由于产地不同、气候条件不同及采集时间不同都会影响色素的组成及色泽。而这必然会导致染料的染色重复性差。
(2)天然染料难以大量生产。由于动植物中色素含量较小,要想获得足够染料,就要大量采摘或砍伐植物,或者猎取动物。这会造成对生态环境的破坏,违背了使用天然染料染色以利于生态和环保的初衷。
(3)许多天然染料也都是中草药资源,具有很高的药用价值和经济价值,如果将它们大量用于染料的提取,也是不经济的。
取的染料低得多。因此,研究性能优良的天然染料的品种,测定其结构,再研究其合成方法,逐步实现工业化大生产,以代替种植、提取天然染料和安全性有问题的合成染料,值得研究。