天然桑葚染料染色研究进展

张祥爱

（ 广东理工学院艺术系，广东肇庆 526100）

随着人类经济文明的发展，生态环境却在逐步恶化，人们也越来越关注环保问题。化学染料由于上染工艺简单、上染率高、色牢度高、色谱全且价格低廉，问世至今被大量地使用至服装行业。天然染料由于色谱不全，上染率、色牢度不理想的问题逐渐被人们所淡忘[1,2]。然而，随着现代文明的推进，人们意识到化学染料对人体及生态的不友好，掀起了无毒无公害的“天然染料风潮”。天然染料大部分是植物染料，小部分是矿物染料，不仅环保无公害，而且大部分植物染料具有独特的色泽和气味，能让人产生亲近自然的舒适感。本研究主要介绍桑葚染料染色及其研究进展，分析桑葚染色的优点及亟待解决的问题。

1 桑葚花色苷的分类和化学成分

桑葚是温带植物，主要分布在我国云南、四川、贵州等地，有15种及4个亚种。花色苷为黄酮类物质，是桑葚的主要成分，是植物水溶性色素，也可作为食用色素。研究显示，桑葚中的花色苷主要分为4种：矢车菊3—O—葡萄糖苷、矢车菊3—O—芸香糖苷、天竺葵3—O—葡萄糖苷和天竺葵3—O—芸香糖苷。

花色苷具有抗氧化、延缓衰老、调节血糖、治疗癌症及预防老年痴呆症的作用。

2 桑葚色素的提取及染色原理和工艺

2.1 桑葚色素的提取

关于桑葚色素的提取，不少学者做了相关的研究。研究所采用的原料大多都是桑葚粉末，也有小部分学者采用了桑葚鲜果。所用提取液大多为醇类，提取环境为酸性。为防止花色苷降解，保持其稳定性，常见的提取方式有超声辅助或者微波辅助两种。

牛天羽[3]等人把桑葚粉末置于甲醇溶液（0.1%盐酸酸化）超声提取，超声波频率设置为40kHz，功率为200 W，抽滤，浓缩。再分别使用石油醚、水饱和正丁醇萃取液进行萃取。最后，进行干燥得到花青苷色素粗品。刘永、陈小全[4-5]将桑葚粉末在乙醇溶液中进行提取，不同的是，刘永采用超声辅助离心得色素。张喜峰等采用的提取液比较特殊，是由水与0.25 mol/L［Bmim］BF4、0.25mol/L［Bmim］Cl、0.25 mol/L［Bmim］Br复配而成，并采用超声辅助提取。张国栋、程秀玮[6]等所采用的原料是桑葚鲜果，使用盐酸酸化的乙醇溶液并微波辅助提取。徐颖将干桑葚在酸化乙醇溶液中超声波辅助进行萃取。陈平将桑葚粉末置于蒸馏水直接浸提，简单便捷，只是提取率不太理想。

2.2 桑葚色素染色工艺

桑葚色素染色通常通过浸染的方式，本研究以上染棉织物为例对几种染色工艺进行简单介绍[7-10]。

2.2.1 直接染色法

织物于80℃、pH=9入染，采用的浴比为1:30，染色时间为40 min；接着将织物于40℃皂洗，皂洗剂质量浓度为5 g/L，皂洗时间为5 min，浴比为1:50；最后置于清水中漂洗。

2.2.2 固色剂预处理染色法

将织物于质量浓度为10 g/L的浸轧固色液中二浸二轧，带液率70%，分别于60℃、100℃中预烘1 min及焙烘 3 min；于 pH=9，温度为 80℃、浴比为1:30的染液中染色40 min；再置于清水进行首次漂洗；接着将织物于40℃皂洗，皂洗剂质量浓度为5 g/L，皂洗时间为5 min，浴比为1:50；最后置于清水中漂洗。

2.2.3 固色剂后处理染色法

将织物置于pH=9，温度为80℃、浴比为1:30的染液中染色40 min；再于质量浓度为10 g/L的浸轧固色液中二浸二轧，带液率70%，分别于60℃、100℃中预烘1 min及焙烘3 min；再置于清水进行首次漂洗；接着将织物于40℃皂洗，皂洗剂质量浓度为5 g/L，皂洗时间为5 min，浴比为1:50；最后置于清水中漂洗[11]。

2.2.4 交联剂预处理染色法

将织物于质量浓度为8 g/L的浸轧交联剂中二浸二轧，带液率70%，再于60 ℃环境预烘1 min；于pH=9、温度为80 ℃的染液中染色2 min；再置于清水进行首次漂洗；接着将织物于40℃皂洗，皂洗剂质量浓度为5 g/L，皂洗时间为5 min，浴比为1:50；最后置于清水中漂洗。

3 桑葚色素染色的研究进展

目前，桑葚色素在纺织上的应用研究还仅限于真丝织物。桑葚色素对棉纤维的染色存在上染率低、色牢度差等问题,且传统媒染工艺存在重金属污染。

研究中，采用自制阳离子固色剂或具有反应基团的交联剂对棉织物进行处理,探讨了固色剂或交联剂在桑葚色素对棉纤维染色中的应用性能。

(1)用固色剂和交联剂对棉织物进行预处理，可以在对织物强力影响较小的情况下，有效提高桑葚色素的上染性能和色牢度，其中，固色剂处理的耐湿摩擦色牢度及强度指标比交联剂处理的织物要好一些。

(2)固色剂处理的优化工艺为焙烘温度85 ℃、焙烘时间5 min、固色剂16 g/L，预处理后在中性条件下染色。

(3)交联剂处理的优化工艺为焙烘温度80 ℃、焙烘时间2 min、交联剂30 g/L，交联剂预处理后在中性条件下染色。

4 桑葚色素染色的优点及亟待解决的问题

4.1 桑葚色素染色的优点

桑葚种植容易，产量大，具有较高的食用价值。食用之余，如果能将桑葚色素进行提取并应用到服装行业，既达到节约资源，又为传统高污染印染行业带来了新的契机。桑葚色素提取工艺简单，环保。上染产品色泽柔和、自然，有独特的气味，而且具有亲肤、抗菌抑菌、抗远红外线等穿着效果，适用于婴幼儿服装、老年人服装、孕妇服装、贴身服装及各类家纺产品。

4.2 桑葚色素染色存在的问题

目前，关于桑葚色素在面料上的应用研究仍处于实验室阶段，且仅对其上染真丝及棉织物做了相关的研究。研究侧重于染色工艺及相关影响因素的探究，并未涉及染色机理。关于桑葚色素4种不同花色苷各自的上染机理更未明确。另外，桑葚色素染色上染率低、色牢度不理想也是亟待解决的重要问题。虽然使用媒染剂可以改善色牢度，但是传统金属媒染剂对环境的污染同样较大。

5 结语

桑葚色素染色具有一定的优势。目前，关于桑葚花色苷上染原理并未明确。只有科研工作者在探讨其上染原理，改善其染色工作。只有扩宽桑葚色素在不同织物上的应用，才能让桑葚色素染色得到实际的应用推广，进一步丰满天然染料的研究应用，使越来越多的消费者享受到天然环保的纺织用品。