染料植物开发应用

植物染料由于其良好的环境相容性、资源的可再生性，很多染料植物具有抑菌和防紫外线等功效，引起国内外许多研究和应用机构的重视，植物染料研究开发和应用取得了较大进展，以植物染料染色的织物越来越受到人们的欢迎。

我国现在有很多机构，都在重视开发利用植物染料。由于植物染料的安全、环保，国外对其开发应用尤其重视，设立了专门的植物染料研究机构，开展传统植物染料方面的基础研究，进行新品种的开发利用工作。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，开发了大戟属植物染料，在提高色牢度方面取得了成果。英国对染料在生物体内合成进行深层次研究，解决植物中色素的含量富集问题。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。

除此之外，许多天然植物染料还因其特殊的成分及结构而应用于新型功能性纺织品的开发。例如大黄防紫外线织物，日本青森试验厂生产的可医治皮炎的艾蒿色织物以及印、韩、日等国用茜草、靛蓝、郁金香和红花染成的具有防虫、杀菌、护肤及防过敏的新型织物等。

目前在日本、韩国、印度、英国、美国等国家，将使用植物染料印染的天然纤维织物，作为一种时尚，这个市场正逐渐向世界扩展。

我国在这个方面也不落后。国内第一条植物染料生产线已经建成投产。可以完全做到国产化。生产出来的植物染料已经运用到毛、麻、丝、棉等天然纤维和竹纤维、牛奶纤维、莫代尔等人造纤维染色上。特别是对有机棉的染色应用，使我国完全有条件立于世界先进行列。

很多种植物可提取色素，它们可加工成植物性的天然染料，使纤维和其他材料着色。这些植物就称为“染料植物”。色素含在植物不同的部位，有的在根部，有在枝叶，有在树皮，有在花朵，有在果实，还有在果壳部位。

提取色素的时间：不同的时间提取色素才有最佳的效果。有的可以是成熟期，有的需要是成长期。一般来说叶、草最好是新鲜的，皮、根、心材最好是干燥的。茶叶是例外，茶叶提取色素可以是炒制后提取。

它们可加工成植物性的天然染料，使纤维和其他材料着色。

染料植物指的是可提取色素，使纤维和其他材料着色的植物。不同地方产的植物色素的含量会有所不同，不同时间提取的色素含量也会有所不同。

染料植物可分为草本植物，木本植物；还可按生长状态分为野生植物，种植植物。

按染色性质分类

还原型：某些植物染料不溶于水，需要使用还原剂使其溶解使之上染纤维，然后再氧化复变为不溶性而固着在织物上的染料。如靛蓝的染色是先将不溶于水的靛蓝在碱性溶液中还原成可溶性的隐色体靛白，使之上染纤维，然后将织物透风氧化，再复变为不溶性的靛蓝而固着在织物上。

直染型：某些植物染料的天然色素对水的溶解度好，染液能直接吸附到纤维上，可以采用直接染色法染色的染料，如红花、冻绿等。

媒染型：某些植物染料天然色素对水的溶解度颇好，染液成分虽然能直接吸附到纤维上，但染色牢度较差，需要采用助剂或媒染剂进行染色的一类染料。

直染、媒染型：即可直接进行染色，也可利用媒染剂进行染色的一类植物染料。如黄柏、姜黄、栀子等。

其他类型：利用植物染料中天然色素对酸碱性的溶解度不同，使之在纤维上固着染色，如红花、郁金。

按化学结构分类

天然染料有多种化学结构，按化学组成可分为：

类胡萝卜素类：栀子黄

类黄酮类：槐花黄、青茅草黄、杨梅黄、红花红、紫杉红等

醌类：大黄黄、茜草根红、紫草紫等

多酚类：石榴根黑、槟榔子黑、棕儿茶树皮黑、栗树皮黑、木包树皮黑、杨梅树皮黑等

二酮类：姜黄素

吲哚类：靛蓝

生物碱类：黄柏

叶绿素类：大多数绿色植物

按颜色分类

按颜色分类是指按纤维或织物染色后的颜色对天然染料进行分类：

红色系的植物染料：茜草、红花、苏木等。

黄色系的植物染料：有栀子、槐花、姜黄等。

蓝色系的植物染料：蓼蓝、菘蓝、木蓝、马蓝等，紫色系的植物染料：紫草、紫檀(青龙木)、野苋、落葵等。

绿色系植物染料：冻绿及含叶绿素的植物。

棕色系的植物染料：有茶叶、杨梅栎木、栗子果皮、胡桃、冬瓜等。

灰色与黑色素的植物：菱、五倍子、盐肤木、柯树、槲叶(槲若)，漆大姑、钩吻(野葛)、化香树、乌桕、菰等。主要是利用鞣质植物染料在纤维上经媒染生成灰、黑色系。

植物染料是天然染料中应用历史最悠久，应用面最广的染料。早在公元前25世纪印度就已经用茜草与蓝草对纤维进行染色，与此同时生活在埃及与西亚的美索不达米亚的人们，也已使用植物染料对织物进行染色并且掌握了植物染料的媒染技术，已经能够用植物染料染黄、红、绿等色。

植物染料的染色在中国古代又称草染，早在夏代，就使用蓝草来进行染色。并且进行人工种植，掌握了蓝草的生长规律。植物染料的染色，从染料的制备，染色都有一整套的工艺技术。商周时期，尤其是春秋战国时期，我国的草染工艺技术已经相当成熟。从染草的品种、采集、染色工艺、媒染剂的使用等方面，都形成了一套成熟的管理制度。我国商周时期，使用的染草主要有：蓝草、茜草、紫草、荩草、皂斗等。秦汉时期，染料植物的种植面积和品种不断扩大。已经出现规模经营。个体种植的栀子与茜草竟然达到千亩。植物染料的制备到南北朝时已经相当完备，可供常年存储使用。至明清两代，染料植物的种植，制备工艺，印染技术等方面均到鼎盛时期。清代，植物染料不仅自给自足，而且还大量出口。

除此之外，许多天然植物染料还因其特殊的成分及结构而应用于新型功能性纺织品的开发。例如大黄防紫外线织物，日本青森试验厂生产的可医治皮炎的艾蒿色织物以及印、韩、日等国用茜草、靛蓝、郁金香和红花染成的具有防虫、杀菌、护肤及防过敏的新型织物等。

提取色素有二种方法，一是直接提取，用水煮出汁，滤去杂质，浓缩即可，一是要借助某些助剂或多次提取。如用红蓝花制作胭脂，在《齐民要术》里记载：“杀花法：摘取即碓捣使熟，以水淘，布袋绞去黄汁，更捣，以粟饭浆清而醋者淘之，又以布袋绞汁即收取染红勿弃也。绞讫著瓮中，以布盖上，鸡鸣更捣以栗令均，于席上摊而曝干，胜作饼，作饼者，不得干，令花浥郁也。”同书又记“作燕支法”：“预烧落藜、藜、藿及蒿作灰[无者即草灰亦得]，以汤淋取清汁，揉花[十许遍，势尽乃生]，布袋绞取纯汁著瓮器中，取醋石榴两三个(引者按：《天工开物》中用乌梅水)，擘取子，捣破少著粟饭浆水极酸者和之，布绞取沈，以和花汁[若无醋石榴者，以好醋和饭浆亦得，若复无醋者，清饭浆极酸者亦得，空用之]，下白米粉大如酸枣[粉多则白]，……痛搅，盖冒至夜，泻去上清汁至淳处止，倾著白练角袋子中悬之，明日干浥浥时，捻作小瓣如半麻子，阴干之则成矣。”

对于某些难溶性植物色素的提取还需用乙醇代替水作溶剂, 将植物粉碎后，放入密闭容器中，倒入95%的乙醇，浸渍24小时后，将溶液倒出，再用同样的乙醇浸渍6小时，重复两次。最后将所有的溶液混合后，进行过滤，即可作为染液。