基于植物色素和形態的天然印染手法的研究

鐘要娟，徐海燕,伍美君

(泉州師范學院 陳守仁工商信息學院，福建泉州 362000)

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基于植物色素和形態的天然印染手法的研究

鐘要娟，徐海燕,伍美君

(泉州師范學院 陳守仁工商信息學院，福建泉州 362000)

摘要：利用植物(花朵、樹葉)固有的色素和形態對織物進行印染，采用將植物某一特定的形態通過其固有的色素印染于織物上的方法；同時結合織物和服裝的風格，選擇不同顏色和形態的植物，設計印染成相應風格的天然圖案。

關鍵詞：植物色素植物形態天然植物染料印染手法服飾設計

天然植物色素印染已經漸漸的被人們所熟知，但是天然植物形態的色素印染在天然植物色素織物印染的領域是一個比較新穎的話題，不只是植物的色素印染，也包括植物的自然形態，不僅僅只是拘泥于植物的天然色素染料，而且也要著眼于植物天然形成的各種形態，比如葉子有三角形的、心形的、方形的、圓形的、橢圓形的，花也有各種各樣的姿態，果實就更為簡單了，源自其本來所具有的形狀。如果把植物的天然形態直接印染于面料上，形成某種風格，這必然會在服裝領域開辟一個新的市場天地。從某種程度上來講，不僅節省了人力、物力、財力，節約開發成本與費用，更重要的是，除此之外，還有保健、美容、養生的市場可拓展，不僅加快了市場與顧客消費者的需求對接速度，而且這也恰好迎合了現代人的追求與生活理念。

1天然植物色素與形態印染的研究現狀

1.1早期植物染色的探索

早在約公元前25世紀，印度用藍草開始染色，與此同時，埃及和米索不達米亞人也已經掌握媒染技術，用植物染料染成紅色、黃色和綠色等[1]。公元前20世紀，中國曾經利用多種礦物和植物，染出紅、黃、藍、綠、紫、黑色等[2]。公元533年～544年，中國的賈思勰所著的《齊民要術》卷五中，記載了多種植物染料的提煉方法，并且所做的染料可以較長時間的使用[3]。19世紀西歐有機化學的研究工作得到發展，開創了合成染料的新時期[4]。1856年，英國化學家W.H.珀金用重鉻酸鉀氧化苯胺硫酸鹽，得到一種黑色沉淀，發現它能把絲染成紫紅色[5]。1861年Ch.曼恩發現芳香胺重氮鹽能與芳香胺或芳香酚偶合，從此得到了第一個偶氮染料苯胺黃[5]。1870年德國巴登苯胺純堿公司投入生產，從此開發了茵醌染料，并進一步研發了染毛用的酸性茵醌染料的新品種[5]。1873年法國化學家克魯西昂和布魯通尼埃將有機物與硫化鈉、與硫磺焙燒成棕色硫化染料[6]，隨著越來越多的科研試驗成果的出現，化學合成染料得以迅速發展，其品種多、產量大、見效快、色譜全、價格低廉等特征，逐漸地取代了天然染料的地位。[1]

1.2天然植物色素與形態印染的發展近況

目前，隨著人們綠色環保意識的逐漸提高，市場對綠色技術的需求，使得植物染料又以其環保、健康和無公害等優點重新受到人們的關注[1]。高交會上，泉州企業研發的活性染料無堿染色技術吸引了眾多眼球。在針織物染色過程中用新型助劑來代替堿，實現無堿的條件下活性染料上染，杜絕了大量的堿污染及大量廢水的排放，同時提高染料的上染率，染出的產品色澤鮮艷，對印染傳統產業的清潔生產有很大的啟示作用。遇水花紋出現，遇暖花紋消失，兩款名為偽裝面料和感溫面料的產品是福建龍峰紡織科技有限公司在上海面料展參展的兩款主打產品[5]。日本的西陣織、大島綢等名牌紡織品，以及美國Allegro天然染料公司均可提供多種色澤的棉用全天然染料；在國內，也有幾家企業開發植物染料，其中規模最大的是陜西的一家植物染料公司，該公司生產的植物染料及印染紡織品主要銷往歐美國家。有業內人士表示，國內外尤其是童裝市場越來越注重綠色消費，歐盟已對部分合成染料的紡織品設立了進口限制，這無非是為天然植物染料的蓬勃發展起到了催化的作用。天然植物色素印染逐漸地被人們所熟知與運用，然而對于天然植物的形態印染作為色素印染的后續，其印染手法和工藝也會隨著人們的認識與探索成為矚目的焦點[7]。

2天然植物色素與形態印染的可行性實驗分析

2.1天然植物色素和形態的印染方法

2.1.1植物色素和形態的印染原理

(1)還原染料染色法。[1，8]以靛類植物為代表，該類染料因其本身不溶于水，染色前必須先對原染料進行還原，制成易溶于水的隱色體藍，然后浸染植物數次，借助于隱色體與纖維的親和性和直接性使其固著在織物上；第二步采用空氣氧化，隱色體氧化顯色，重新成為不溶于水的還原染料，固著在織物上，完成染色過程。

(2)媒染染料染色法。[1，8]該類染料可直接溶于水，對纖維素纖維和蛋白質纖維均有較好的直接親和性，一般采用浸染方式上色。通過媒染劑固色，其流程相對簡單，值得一提的一點是使用不同的媒染劑，會使同一種植物染料染制的纖維呈現不同的顏色，如與桐樹皮染色時，用錫鹽溶液媒染染得黃茶色，用銅鹽溶液媒染得芥子色，用鐵鹽溶液媒染得鼠灰色，鐵鹽與堿合并所得的溶液媒染得到煤竹色。

2.1.2實驗材料與過程

實驗的原材料選擇樹葉、小草、野花，實驗所用的儀器設備和輔助材料有電磁爐、鐵鍋、酒精(95%)、白醋、棉線、粗木棒、白棉布等。

首先考察不同的植物進行染色的可行性。在水溶液中分別添加等量的白醋、乙醇，白醋和乙醇作為助染劑。然后將采集好的新鮮的植物綠葉、根莖、花朵和果實依次在白棉布上進行排列，根據預先設置好的形態做好布局，排列出一定的造型和形狀如圖1。將白棉布對折，雙手輕輕地固定一下之后，將準備好的玻璃瓶置于白棉布上進行卷折，松緊適度，用白棉線將其固定好，打結如圖2。最后將其置于準備好的浸染溶液中浸染1小時。加熱1小時后，停止加熱。待其冷卻后，將白棉線拆開，展開白棉布，自然懸掛晾干。

(a)　　　　　　　(b)　　　　　　　(c)

(a)　　　　　　　(b)　　　　　　　(c)

為了研究不同染色條件對印染效果的影響，用一種植物進行染色，實驗共分三組，每組3個實驗，實驗條件見表1。第一組實驗主要研究加入不同的助染劑并給予加熱的情況下，相同的植物色素與形態的印染情況；第二組實驗是考察用同一石塊破壞植物表面結構(在此用石塊在對折好的白棉布上使用適當的壓力)的情況下，對于添加不同的助染劑，相同的植物色素與形態的印染情況的研究；第三組實驗主要研究在破壞植物表面結構同時給予加熱的條件下，對于相同的植物，其色素與形態的印染狀況的分析與探究。

表1　天然植物色素印染

2.2實驗結果與討論

2.2.1實驗結果

通過以上實驗，在不同的印染環境與不同的印染條件下，對于統一印染不同植物其實驗印染效果如圖3所示；印染同一種植物的實驗印染效果見圖4所示。

(a)　　　　　　　(b)　　　　　　　(c)

(d)　　　　　　　(e)　　　　　　　(f)

(a)　1#實驗　　(b)　2#實驗　　　　(c)　3#實驗

(d)　4#實驗　　　(e)　5#實驗　　　(f)　6#實驗

(g)　7#實驗　　　(h)　8#實驗　　　　(i)　9#實驗

2.2.2影響印染效果的因素分析

本實驗在對天然植物色素和形態的印染實驗探索下，即保留植物形態的印染完整性，故采用植物直接染色法和媒染染料的染色方法進行印染。

(1)影響不同植物色素和形態印染效果的因素分析

通過利用不同植物進行印染的效果發現，實驗圖3(a)-(f)所示，印染的效果不明顯，色素幾乎在織物上只留下一些淡淡的痕跡。以棉織物為例，不同的植物色素在同一溫度、同一浸染溶液、相同時間的條件下會呈現出不同的染色效果。究其原因，這與植物色素的釋放及與織物上色的難易程度有著很大的關系。對于一些植物如帶較厚角質層的樹葉、簇狀植物、蕨類植物等的植物色素的上染度較差，如果將其植物表面的保護層——蠟質薄膜破壞，這樣植物的樹葉表皮組織結構失去了保護，就會很容易使植物的色素釋放出來；一些較薄的樹葉(如實驗圖3(a)、(d)所示)染色相對較易。當然這與葉子本身的屬性有著很大的關系，比如葉子所含有的植物色素的種類，植物表層的蠟質膜被破壞的難易程度，色素含量的多少，色素與織物的親和直接性等；另外，還有一些植物的花，其中顏色鮮艷且表面沒有或含有較少的蠟質保護膜相對而言較易染色，根據其所含的色素含量及種類的不同會出現不同的染色效果；而植物的莖的染色牢度較弱，由于莖部的表層蠟質膜較厚，不易破壞，故色素就很難釋放出來上染于織物之上。

(2)影響同種植物色素和形態印染效果的因素分析

實驗圖4中(a)(b)(c)的印染效果相對較好，染色均勻且植物的脈絡紋理清晰；實驗圖4(d)(e)(f)在破壞其植物的表面結構的情況下，植物的印染效果模糊，染色不均，出現塊狀區域；實驗圖4(g)(h)(i)是在破壞織物表面結構的基礎上給予加熱的條件，顯然，植物的印染效果出現了很大的反差，由原來的酒紅色蛻變為草綠色，色相完全不同。

從實驗分析得出：圖4(a)(b)(c)實驗的染色效果較明顯，而圖4(b)的實驗效果相對較弱。由此看來，天然植物色素和形態的印染試驗中，加入不同的助染劑(在此以乙酸和乙醇為助染劑)對實驗的印染效果并沒有很明顯的區別；究其原因，很大程度上是因為乙醇與乙酸做為助染劑并沒有與植物色素發生化學反應，或者說只是發生了微弱的化學反應，條件很溫和，反應不劇烈，導致出現的染色結構只是存在微小的差別，而這微小的差別當然也是源自其中的物理色差，比如源自水、乙醇、乙酸不同的揮發性，不同的蒸發點，甚至說是升華點不同，也正是由于這樣的原因才導致了我們現在所看到的結果。對于在破壞織物表面的結構上來講，圖4(e)的實驗印染效果最好，圖4(d)的印染效果次之，圖4(f)比較模糊，所以綜合來看在破壞織物表面結構的同時加入不同的助染劑輔助對于植物色素印染的效果影響較小，差別不大；縱向分析來看，破壞織物表面結構的印染效果成片狀，效果不及直接加熱，顯然，這與破壞植物表面的結構的程度有關，如果破壞的較為嚴重的話，植物表面的細胞結構也會遭到破壞，自然地在實驗印染的過程中也就不會出現完整的植物葉片結構。由實驗圖4(g)(h)(i)分析得出，在破壞織物表面的結構進行印染后再進行加熱，印染的效果由原來的紅色變為了綠色，這與天然植物色素染料的耐溫性有關，溫度過高，色素染料會分解變質。所以，在印染加熱期間一定是發生了化學反應——色素染料分解變質了，這與植物細胞中色素的完整性有關。至于這三組實驗之間也沒有很明顯的區別，這說明在發生化學反應的期間也有伴隨著微弱的物理反應，只是物理反應比較溫和。

2.3天然植物色素對棉織物的可染性

實驗中采用單一變量法的原則，首先研究了不同的植物在同一環境條件下進行實驗印染的探究，從實驗的印染效果圖可以看出，不同的植物一起印染，其效果十分不明顯，于是在接下來的實驗操作中，嚴格排除其它的不利因素，采取對同一種植物的探究，在相同的環境條件，此次實驗的印染效果較好，由于天然植物對棉織物具有一定的可染性，棉織物的原料為天然植物纖維，用植物進行染色具有良好的親和性與可印染性，不僅印染的顏色較為鮮艷，葉子的脈絡紋理也清晰可見，達到實驗的預期效果。雖然不同的植物其印染效果不同，有些植物其色素印染相對較易，而有一些植物源于本身的特性其色素印染的條件更為嚴苛，但其中最主要的原因更多的是在于植物的選擇上，說明此次實驗的研究對象是合適的，研究方法上還有待進一步的完善與發展。

3天然植物印染在服裝設計上的運用

天然植物色素印染在服裝設計中的應用隨著現代科學技術的發展也越來越普及，隨著人們生活水平的提高，以及對更高生活品質的追求，環保、健康、零化學試劑、保健，這些都成了現代人們的處世哲學，而所有這些無不為天然植物染料在現代服裝設計中的應用有著一定的催化作用。

不同的天然植物色素印染的色彩對于各種不同的面料會呈現出不同的染色效果，當然，在不同的外界環境下也會有不同的染色牢度與固色能力。設計師如果能夠很好的把握天然植物染料的本質特征，運用不同的方法，結合不同的助染劑，在不同的條件下浸染出隨心所欲的天然織物面料，這無疑是為時尚服裝設計界又開辟了一個新的天地——大自然面料市場。就天然植物染料本身而言，它們不僅具備了顏色的基本特征，還具有色、香、味、意蘊等一些化學試劑根本達不到的效果，當然這正是它與化學染料有區別的地方之一[7]。現代服裝設計師完全可以以此為切入點，那就是追尋自然，以豐富多彩的自然世界為靈感來源和創作之源，從大自然中來，又回歸自然，這恰好是我們現代人的養生觀念之一。

通過運用不同的、深淺不一的、豐富多變的天然植物染料染色在服裝設計上呈現出不同的服裝款式與服裝風格。

3.1不同色彩的植物染色的構成

同一服裝也會因為顏色的不同而營造出大同小異的服裝風格。顏色是一個奇妙的東西，它不僅與人的喜好有關，而且與人的性格方面也會有著藕斷絲連的關系。無論是現在的色彩心理學，還是樂嘉的《色彩人》都在關于色彩與人之間的奧秘闡述過自己的看法與見解。利用不同的天然植物染料的浸染效果，營造出不同的著裝氛圍與著裝效果。顏色的深淺、明暗，色調是紅色調，還是綠色調，是高調還是低調，是清新自然，還是天真浪漫，是熱情還是沉穩，是張揚還是低調，種種這些不僅只是一些化學染料的創意，天然植物染料在這方面的應用前景更是不可小覷。除此之外，天然植物色素的印染顏色穩重樸實，超然脫俗于外，具有返璞歸真的韻味，總帶給人一種不明真實的味道，而這一點是化學染料所不具備和無法超越的。總之來講，與現在已經使用成熟的化學試劑的合成染料相比較，天然植物染料的印染在服裝設計上的應用是取其了精華而棄其了糟粕。

3.2不同形態的植物染色的組合

不僅僅只是天然植物色素的印染，此次的實驗探究的創新之處是在于要利用形形色色的大自然中已經存在的各種天然植物，如植物的根、莖、葉、花，不僅有著天然色素還有著各種各樣婀娜多姿的形態，這是大自然的鬼斧神工之作。利用不同的染色形態制作出不同風格的圖形圖案，比如根據排列方式的不同可以印染成二方連續、四方連續、適合紋樣、中國畫暈染的圖案等等，從而印染出不同風格的染色面料。所以此次的實驗探究只是一個探索的過程，經過不斷的實驗，不斷地改變實驗的環境與外界條件來觀察其實驗結果，力求在天然植物色素印染這一片領域出現新的研究成果。

3.3不同的染色部位的應用

不同的染色部位同樣會創造出豐富多彩的效果。如果將染色部位同圖案的設計部位同等化，即在不同部位的染色效果看作是一個或者幾個圖案的塑造，這也無非是一道亮點。在衣服的袖口處印染，肩部印染，前后衣身處印染，領部印染，側身處印染，不規則部位的隨意印染等，或大或小多多少少總會給人以一種不同的感受與聯想。尤其是現代服裝界的發展趨勢，供過于求的現狀使得個性化的服裝的需求越來越緊迫。于是慢慢地又重新出現私人訂制，專人裁縫。植物天然染料的印染在服裝上的運用就能夠很好地根據自己的個人要求進行設計，這也是順應了社會的發展和現代的潮流趨勢。

圖5　服裝配飾設計(發飾)

圖6　服裝配飾設計(絲巾)

4結論

源于棉織物本身的織物特性以及與天然植物良好的親和性、直接性與融合性，天然植物色素和形態的印染在棉織物上是可行的。21世紀，面對來自全球的對綠色產品需求的激增，加快對天然植物染料的開發勢在必行。[8]不僅僅是在開拓童裝的市場上，整個服裝市場應當全面展開，注入新的科技，采用現代化設備，加快其產業化的速度，使其在服裝市場快速蔓延開來，同時以求在迅猛發展的生態染色技術領域中躋身于先進行列。

參考文獻

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Research on Natural Printing and Dyeing Technique Based on Plants’ Pigment and Form

ZHONGYao-juan,XUHai-yan,WUMei-jun

(TSL School of Business & Information Technology, Quanzhou Normal University, Quanzhou 362000)

Abstract:By printing and dyeing the specific form of plant on fabric with natural pigment, natural pigment and form of plants (flowers, leaves) were used for fabric printing and dyeing; by combining fabric and garment styles and selecting different colors and forms of plants, natural patterns of relevant styles were designed, printed and dyed.

Key words:plants’ pigmentplants’ formnatural plants’ dyesprinting and dyeing techniquegarment design

中圖分類號：TS193

文獻標識碼：A

文章編號：1008-5580(2016)02-0122-06

通訊作者：徐海燕(1982-)，女，博士，講師，研究方向：綠色服裝材料、產業用紡織品、針織物產品。

收稿日期：2016-02-15