五彩繽紛話染料

文/陳禮英

五彩繽紛話染料

文/陳禮英

大自然處處充滿了色彩：從雨后彩虹的絢麗多姿，到旭日初升的夢(mèng)幻朦朧，從神州各地的青山綠水，到大江南北的奇花異草，無(wú)不展現(xiàn)了大自然的絢麗多彩。

人類在自然界的熏陶下，愛(ài)好色彩由來(lái)已久；在大自然的啟示下，學(xué)會(huì)了用天然的顏料來(lái)妝扮自己，創(chuàng)造了種類繁多的人工合成染料，為日常生活增添了更多賞心悅目的美學(xué)元素。

礦物顏料

從古老染料談起

人類對(duì)色彩的向往自古有之，古時(shí)候人工制造的顏色主要是用天然染料染色而成。其中，礦物顏料使用最早，例如用赤鐵礦的粉末把獸骨染成紅色，再穿成項(xiàng)鏈佩戴在身上；植物染料種類最多，應(yīng)用范圍也最廣。礦物顏料著色是通過(guò)黏和劑使之黏附于織物的表面，遇水及日曬容易脫落。植物染料則不然，在染制時(shí)，色素分子經(jīng)化學(xué)吸附作用與織物纖維親合，改變纖維的色彩，雖經(jīng)日曬水洗，均不脫落或很少脫落。故稱之“染料”，而不叫“顏料”。因此利用植物染料，成了我國(guó)古代印染工藝的主流。

我們的祖先最初也許是在無(wú)意中發(fā)現(xiàn)，原野上的各色野花以及它們的綠葉，搓揉成漿后可以用來(lái)描繪，以后逐漸知道草木之根、莖、葉、皮經(jīng)溫水浸漬后，都可提取染液。在漫長(zhǎng)的實(shí)踐過(guò)程中，先人逐步掌握了植物染料的提取、運(yùn)用技術(shù)。于是，人們的紡織品也由此開(kāi)始五彩繽紛起來(lái)。

在《詩(shī)經(jīng)?小雅?采綠》中有“終朝采綠”“終朝采藍(lán)”等詩(shī)句，描寫(xiě)的是對(duì)染色原料的采集。據(jù)《天工開(kāi)物》和《本草綱目》記載，到明代可用于染色的植物已擴(kuò)大到幾十種，如槐米(未開(kāi)的花蕾)可以染黃色。

藍(lán)色染料用天然的靛藍(lán)或菘藍(lán)。先榨取它們的汁液，加石灰和蜂窟拌勻放在甕里發(fā)酵，再把織物浸在其中染成藍(lán)色。

綠色一般用木犀科植物如咖啡果等在明礬幫助下染成。

紅色要借助茜草或胭脂蟲(chóng)染成。用茜草是先壓出汁，再跟明礬作用，染到織物上；胭脂蟲(chóng)是寄生的小蟲(chóng)，壓碎后也用明礬助染。

黑色用五倍子浸泡其汁，再加上鐵鹽。一般是先將織物泡在五倍子汁中，再加綠礬，就成為黑色了。

古代染料中的紫色，極難得到，所以有名貴的“帝王紫”之稱，以致英語(yǔ)中“紫色”跟“帝王”是同一個(gè)詞。原來(lái)，古羅馬人和腓尼基人使用的“帝王紫”，是從地中海底的一種叫“惡鬼貝”的海螺中提取。在惡鬼貝的外套腔內(nèi)壁有一條紫色的腺，內(nèi)含高黏度的蛋白質(zhì)和橙黃色物質(zhì)。這一種黃色物質(zhì)見(jiàn)到陽(yáng)光后，會(huì)逐漸變成美麗的紫紅色。由于8000個(gè)海螺才可以得到1公斤的紫色染料，所以“帝王紫”十分名貴。

那時(shí)，帝王貴族們?yōu)榱说玫降弁踝先玖?，?qiáng)迫腓尼基漁民冒著生命危險(xiǎn)，出海采集惡鬼貝。為此，每年都有許多捕貝人葬身海底。帝王紫來(lái)得如此不易，難怪價(jià)值連城呢！

成千上萬(wàn)海螺才提取幾克的帝王紫

我國(guó)在春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，人們就開(kāi)始用紫草給衣服染色了。紫草為多年生草本植物，外表暗紫色，斷面紫紅色，是一種名貴的中草藥和染料。

由于紫草的提取率不高，加工幾百千克紫草才能得到幾克紫色染料，所以這種紫色染料也十分昂貴，用它做成的衣服只有王公貴族才能穿戴。那時(shí)的齊國(guó)，5匹素綢子只能換1匹紫綢子，有時(shí)甚至還不易換到，難怪會(huì)有“滿朝朱紫貴”的說(shuō)法。

天然染料出奇妙

事實(shí)上，用植物染料給紡織品著色這種方法，在我國(guó)古代傳承了幾千年。

南宋洪邁的《夷堅(jiān)志》中講述了一個(gè)故事，用現(xiàn)代語(yǔ)言把它譯出來(lái)是這樣說(shuō)的：

一個(gè)染缸染出五顏六色

在京城的大街上有一染匠，推一輛裝有一個(gè)染缸的車(chē)在沿街吆喝：“染色哦，各種衣料、各種顏色一律不拒?！?/p>

市井之上有人指著他那“諸般染色”的幌子問(wèn)：“各種顏色都可染嗎？”

染匠回答：“當(dāng)然啦！諸般顏色皆可染著?！?/p>

有人問(wèn)道：“可是你只有一個(gè)染缸啊？”

染匠說(shuō)：“這你就別問(wèn)了，染色之法在于技巧，不在缸多缸少?！?/p>

有人將信將疑地拿來(lái)一段白絹，讓染匠先染藍(lán)色。染匠接過(guò)來(lái)扔進(jìn)那黑乎乎的染缸之中，一會(huì)兒取出，果然已經(jīng)染成了藍(lán)色。另一人拿來(lái)一塊麻布說(shuō)要染成黑色，染匠還是在那個(gè)黑染缸中把這塊布料染成了黑色！觀望人目瞪口呆，紛紛拿來(lái)各種棉麻絲綢，結(jié)果都從那個(gè)黑染缸中染出了所需的五顏六色。

這個(gè)故事表達(dá)了古代工匠們對(duì)繁瑣染色工藝革新的一種希望，盡管有可能使用某幾種植物染料針對(duì)不同的織物面料染出不同的顏色來(lái)，但所得顏色也是非常有限的，不可能想染什么顏色就染什么顏色，把黑色染液當(dāng)成了百寶箱。同一染缸可染不同色，在現(xiàn)代染色工藝中稱為“同浴異色”，如20世紀(jì)80年代，非常流行的紅地金花、綠地金花、粉地白花、黃地白花等提花軟緞被面，以及后來(lái)流行很久的黑地紅花的“黑牡丹”花軟緞服裝面料，就是在同一染缸內(nèi)、針對(duì)不同絲織原料一次性染出的兩種顏色。此種工藝很可能古代就已有之，宋人杜衍有詩(shī)為證：

芙蓉照水弄嬌斜，白白紅紅各一家，近日新花出新巧，一枝能著兩般花。

當(dāng)時(shí)沒(méi)有化學(xué)合成染料，只有植物染料和礦物顏料，而植物染料的色牢度一般比礦物顏料要好，且原料易得，所以最常使用。大部分植物染料對(duì)棉麻（纖維素纖維）和蠶絲（蛋白質(zhì)纖維）都有相似的染著親合力，也就是說(shuō)，將絲和棉麻放在同一染浴中只能得到同一種顏色。而某些染料如紅花，則可能因?yàn)槿旧珬l件（促染介質(zhì)，如酸、堿、鹽等）的不同，對(duì)纖維素和蛋白質(zhì)有不同的親合力，從而染出不同的顏色來(lái)。

靛藍(lán)發(fā)明的故事

靛藍(lán)的英文名稱是Indigoblue，由此可見(jiàn)靛藍(lán)的原產(chǎn)地應(yīng)該是印度。天然植物靛藍(lán)的歷史非常遙遠(yuǎn)，從印度4000多年前出土的麻布上面就分析出了靛藍(lán)的成分。而我國(guó)應(yīng)用靛藍(lán)的歷史也很長(zhǎng)，3000年前戰(zhàn)國(guó)思想家荀子在《勸學(xué)篇》中就留下了一句醒世名言：“青，取之于藍(lán)，而青于藍(lán)”。他說(shuō)的是從藍(lán)草中提煉出來(lái)的靛青色比藍(lán)草更深。青，是指靛青，即靛藍(lán)；藍(lán)是指藍(lán)草，是可以用于制做靛藍(lán)染料的數(shù)種植物的統(tǒng)稱，如菘藍(lán)、蓼藍(lán)、木藍(lán)等，這句名言是指靛青染料從藍(lán)草中提煉出來(lái)的，但顏色比藍(lán)草更深。后世一般把“青出于藍(lán)勝于藍(lán)”用來(lái)形容學(xué)生勝過(guò)老師，與長(zhǎng)江后浪推前浪的意思相似。

從蓼藍(lán)草中提取靛藍(lán)印花布

植物的顏色一般都是綠色的，那是由于含有葉綠素的緣故，而靛青的顏色卻并不是葉綠素構(gòu)成，而是由兩分子吲哚酚縮合成為的深藍(lán)色的靛藍(lán)分子。因此，“青（靛青）”的顏色自然要比“藍(lán)（藍(lán)草）的自然綠色要深得多。這就是青出于藍(lán)勝于藍(lán)的道理。

早在秦漢之前，人們尚不知道靛藍(lán)染料的還原染色機(jī)理，只是在菘藍(lán)收獲的季節(jié)，將藍(lán)草割下后切碎浸泡出色液之后，盡快將此染液用于染色，以利游離出的色素在布面上縮合生成不溶于水的靛藍(lán)染料，形成藍(lán)色。這個(gè)過(guò)程一般很短，時(shí)間稍長(zhǎng)后，染液中的吲哚酚一旦全部縮合，就會(huì)變成藍(lán)色的沉淀而不再有利用價(jià)值。因此，當(dāng)時(shí)在藍(lán)草收獲季節(jié)，染匠們是十分繁忙的，要連天續(xù)夜地加緊染色，否則染液就要報(bào)廢。

有一次，一個(gè)染坊的兩位染匠忙累了一天，還是沒(méi)有把要染的布染完，而池子里的染液卻眼看要全部變成藍(lán)色的泥漿了，兩人又氣又累，吃飯時(shí)多喝了幾杯，結(jié)果酩酊大醉，其中一人竟然趴在染池邊上嘔吐起來(lái)，吐完之后兩人就在池邊呼呼大睡。第二天，本打算接受老板懲罰的兩位師傅一看：染池上面浮著許多泡沫，用染棒一攪，昨天的藍(lán)泥不見(jiàn)了！兩人十分驚奇，連忙用一塊白布放進(jìn)去浸泡，結(jié)果拿出來(lái)一看，不是原來(lái)的藍(lán)色而是黃褐色，正在失望之際，那黃褐色的布卻慢慢地變成了藍(lán)色！

嘿！這可是沒(méi)有料到的好事。有了這種辦法，再也用不著擔(dān)心藍(lán)草染液沉淀了，而且正可以利用它生成沉淀的原理來(lái)長(zhǎng)期保存這種染料。由于是藍(lán)色染料生成的沉淀，因此這種染料被稱為“藍(lán)淀”。后來(lái)專門(mén)造了一個(gè)形聲字供它使用：靛。意思青色（藍(lán)）的沉淀。

當(dāng)然，后來(lái)的染匠師傅們不可能總是往染池中嘔吐，那樣的話恐怕染出的布就不大好賣(mài)了。而是根據(jù)這個(gè)原理，在這種藍(lán)色沉淀中加入酒糟（其中含有多種還原作用的酵素），使不溶于水的靛藍(lán)泥還原成可溶性的靛白隱色酸，染在布上之后，經(jīng)空氣氧化后再變回不溶性的藍(lán)色染料?，F(xiàn)代染料化學(xué)工業(yè)中把這種類型的染料稱為氧化還原染料，簡(jiǎn)稱還原染料，把上述染料的制作和還原染色過(guò)程用進(jìn)程圖可表示為：

藍(lán)草→浸泡→菘藍(lán)→水解→吲哚酚→吲哚酮→縮合→藍(lán)淀→酒糟→氫化酵素→還原→吲哚酚→石灰（提供堿性）→靛白隱色鹽→靛藍(lán)。

時(shí)至今日，印染廠中仍然還在大量使用靛藍(lán)染料，當(dāng)然，今天的靛藍(lán)并非植物靛藍(lán)而是化學(xué)合成靛藍(lán)。人工合成靛藍(lán)的歷史要追溯至1878年，德國(guó)化學(xué)家拜耳利用植物靛藍(lán)進(jìn)行氧化，生成了靛紅，然后又利用靛紅氧化再轉(zhuǎn)化為靛藍(lán)。雖然這種通過(guò)自己來(lái)合成自己的方法肯定沒(méi)有實(shí)用價(jià)值，但是它卻揭示了天然靛藍(lán)的化學(xué)結(jié)構(gòu)，為進(jìn)一步人工合成靛藍(lán)打下了理論基礎(chǔ)。

1882年，拜耳設(shè)計(jì)出了第二條合成靛藍(lán)的線路，采用鄰硝基苯甲醛為基本原料，通過(guò)取代、還原、氧化合成出了真正意義上的合成靛藍(lán)。1890年，德國(guó)巴斯夫公司在世界上首家正式投產(chǎn)合成靛藍(lán)，但工藝線路不夠成熟，生產(chǎn)狀況不夠理想。1890年，瑞士化學(xué)家胡曼教授發(fā)明了新的合成靛藍(lán)方法，他采用的是鄰硝基苯甲酸為基本原料，在氯代乙酸的作用下發(fā)生取代反應(yīng)，再經(jīng)處理，最后經(jīng)氧化生成靛藍(lán)。1897年巴斯夫放棄了拜耳法，改用胡曼的新法生產(chǎn)靛藍(lán)。1901年，德國(guó)的皮斐格將胡曼的另一種合成線路進(jìn)行改進(jìn)，采用苯胺為基本原料生產(chǎn)靛藍(lán)，此法被稱為胡曼-皮斐格法，簡(jiǎn)稱HP法。此后雖然巴斯夫公司和瑞士的嘉基公司分別在1907和1914年研究出了新的合成線路，但是最終都因安全問(wèn)題而告失敗。至今整整100多年過(guò)去了，HP法仍為全世界廣泛采用的合成靛藍(lán)主要方法。

合成染料“苯胺紫”

珀琴18歲時(shí)意外制得合成染料“苯胺紫”

“苯胺紫”是人類歷史上第一種人工合成的染料，在有機(jī)合成史上具有極其重要的意義。

19世紀(jì)40年代，非洲英屬殖民地瘧疾肆虐，每天都有很多人死去。為了戰(zhàn)勝這種可怕的疾病，許多科學(xué)家都致力于尋找治療瘧疾的良藥。

終于，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)從金雞納樹(shù)中提取的“奎寧”是治療瘧疾的特效藥物，然而由于金雞納樹(shù)主要分布在南美洲，所以能提取的奎寧非常有限，遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了治療瘧疾的需要。

在這種情況下，時(shí)任英國(guó)皇家化學(xué)院院長(zhǎng)的霍夫曼果斷地說(shuō)：“難道就不能用煤焦油中的化學(xué)物質(zhì)來(lái)制造奎寧嗎？”說(shuō)干就干，1856年，霍夫曼招了一個(gè)18歲的研究生珀琴當(dāng)助手。珀琴對(duì)從煤焦油中提取奎寧的實(shí)驗(yàn)充滿了信心，并夜以繼日地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

珀琴在霍夫曼指導(dǎo)下，細(xì)心地做了許多實(shí)驗(yàn)，可是，合成奎寧的實(shí)驗(yàn)總是一次又一次地失敗。

一天，霍夫曼又安排珀琴用苯胺和重鉻酸鉀在硫酸幫助下，加熱一試。實(shí)驗(yàn)進(jìn)行到最后一步時(shí)，反應(yīng)瓶里竟然出現(xiàn)了一種奇妙的紫色粉狀物質(zhì)。珀琴既懊喪又感到十分奇怪，為了探究這種物質(zhì)的性質(zhì)，他隨手向容器中加了一點(diǎn)酒精，誰(shuí)知這種紫色粉狀物質(zhì)竟然變成了鮮艷的紫紅色。

珀琴心想，這種東西能有什么用呢？他信手從瓶子里取出了一丁點(diǎn)紫色物質(zhì)放在了手上，不巧灑落到他穿的白色衣服上，純凈潔白的衣服一下多了幾塊紫色的斑。珀琴無(wú)暇顧及弄臟的衣服，卻敏銳地意識(shí)到，這種紫色物質(zhì)或許可以用作染料。他把自己的一方白絲絹放進(jìn)去，手絹立刻變成紫色，用水再也洗不掉。

此刻珀琴真是又驚又喜，心想合成奎寧不成功，卻意外地合成了世界上第一種紫色染料，從而敲開(kāi)了色彩世界的大門(mén)。他把這種染料命名為苯胺紫，并在英國(guó)申請(qǐng)了生產(chǎn)苯胺紫的專利。后來(lái)，珀琴辭去了大學(xué)工作，專門(mén)從事染料生產(chǎn)。

自珀琴制成苯胺紫后，人工合成染料就進(jìn)入到一個(gè)快速發(fā)展的新時(shí)期。從此，化學(xué)合成的染料堿性品紅、堿性品綠、堿性品紫等堿性染料相繼出現(xiàn)，這些都是以苯胺及其衍生物為原料進(jìn)行生產(chǎn)的，所以被稱為苯胺染料。

五彩繽紛到來(lái)時(shí)

1884年，隨著聯(lián)苯胺的出現(xiàn)，德國(guó)化學(xué)家博蒂格爾合成了直接大紅4B（又稱剛果紅），因其可以直接用來(lái)染棉纖維，因此被稱為直接染料。

20世紀(jì)20年代以后，化學(xué)合成染料的生產(chǎn)規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大，并出現(xiàn)了許多使用方便的染料類型。到了50年代，染料工業(yè)進(jìn)入全新的發(fā)展階段，應(yīng)用于滌綸和腈綸染色的新型染料先后產(chǎn)生。20世紀(jì)80年代，合成染料工業(yè)達(dá)到高峰，全世界染料年產(chǎn)量達(dá)到了80萬(wàn)噸。

現(xiàn)代合成纖維工業(yè)和染料化學(xué)工業(yè)的飛速發(fā)展，使得在一個(gè)黑染缸內(nèi)染出五顏六色的織物的幻想從理論上得以成立。

比如我們?cè)谝粋€(gè)染缸內(nèi)放入適當(dāng)比例的酸性紅3B，直接黃FR、分散藍(lán)二BLN等三種染料，紅黃藍(lán)三原色相混從外觀上看就是一壇黑水！但是我們?nèi)绻谶@壇黑水中同時(shí)放入真絲綢、棉布，滌綸布、錦綸布，會(huì)得到什么結(jié)果呢？真絲綢可以被酸性紅染著，得到玫瑰紅色（雖然蠶絲纖維對(duì)大多數(shù)直接染料都有親合力，但是直接黃FR由于含有多個(gè)水溶性的磺酸基，無(wú)法固著到蠶絲上去）；棉纖維只對(duì)直接染料有親合力，得到的是黃色；滌綸是疏水性合成纖維，除了分散染料之外，其他染料對(duì)它不起作用，所以得到的是藍(lán)色；錦綸則對(duì)各類染料都有一定的親合力，當(dāng)然得到的是黑色了！如果我們?cè)诳紤]到多種纖維的交織和提花，是可以得到比“五顏六色”還多的顏色。

當(dāng)然，這都是從理論上來(lái)說(shuō)的，是理想狀態(tài)下的設(shè)想。事實(shí)上如果真的這么去染色的話，由于或多或少的相互沾色，織物上得到的顏色是很不純正的，也就是色彩不夠鮮艷、而且由于不同染料所要求的工藝條件難以一一滿足，因此染色牢度也不大好。染色之所以不同于畫(huà)家配色，就在于同一種顏色可以有上百種不同的配方，而同一個(gè)染料在不同的條件下對(duì)不同的纖維可以染出不同的色彩。一個(gè)優(yōu)秀的染色工程師要對(duì)上千種染料、幾十種纖維和幾十種染色設(shè)備的個(gè)性有所了解，并且從助劑和酸堿度等方面考慮合適的工藝條件，才能染出預(yù)期的色彩。

歷史的腳步前進(jìn)著，歷經(jīng)兩千多年的發(fā)展，現(xiàn)在的服裝染色技術(shù)在原有基礎(chǔ)之上得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。不但增加了天然染料的種類，而且使用了化學(xué)染料；不僅有人工染色，而且還有機(jī)器設(shè)備染色；使用新型的紡織服裝材料。

現(xiàn)在我們?nèi)粘Ｉ钪?，大街小巷，隨處都能看到五顏六色的服裝，而不像幾十年前那“白衣飄飄“的年代，到處都是白色衣服組成的世界。隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，使用了越來(lái)越多的服裝染料和顏料，也投入了更多的設(shè)備與技術(shù)。使得現(xiàn)代服裝的顏色更加豐富，滿足了現(xiàn)代人各種各樣不同的個(gè)性要求。

讓染料走向環(huán)保

在全球環(huán)境都不容樂(lè)觀的情況下，生產(chǎn)環(huán)保服裝是大勢(shì)所趨。所謂綠色環(huán)保服裝，是指在原料、生產(chǎn)、加工、使用、資源回收利用等全過(guò)程中，能起到消除污染或沒(méi)有污染，保護(hù)環(huán)境、維護(hù)生態(tài)平衡，對(duì)人體無(wú)害，有益于身體保健作用的服裝。

在環(huán)保服裝越來(lái)越引起人們的關(guān)注下，環(huán)?！熬G色染料”的概念已經(jīng)深入民心，甚至成為國(guó)際潮流。綠色染料必須在染色性能（包括色光和鮮艷度、上染率、固色率、提升率、勻染性、重現(xiàn)性等）、牢度性能、簡(jiǎn)化應(yīng)用工藝、降低能源、水耗、減少印染污水和價(jià)格等超過(guò)被禁用的染料及現(xiàn)用的非禁用染料的水平?？傊?，綠色染料的開(kāi)發(fā)是染料發(fā)展歷史上的一個(gè)里程碑，不僅是應(yīng)對(duì)“綠色壁壘”挑戰(zhàn)的需要，綠色染料的研究和開(kāi)發(fā)將繼續(xù)不斷發(fā)展下去。

其中，最為人們關(guān)注的是綠色活性染料?；钚匀玖鲜侨玖现邪l(fā)明較晚的一種，它好像一把強(qiáng)勁有力的“化學(xué)鉗”，遇上纖維的某些基團(tuán)就狠狠咬住不放，和纖維緊密結(jié)合成一個(gè)整體，洗不掉，拆不散，是比較理想的染料。

綠色活性染料的研究和開(kāi)發(fā)從以下三個(gè)方面作為重點(diǎn)。即：活性染料分子結(jié)構(gòu)的發(fā)展、應(yīng)用發(fā)展所需要的活性染料、更高牢度要求所需要的活性染料，分子結(jié)構(gòu)的發(fā)展是后兩者發(fā)展的基礎(chǔ)。

隨著服裝面料和染料走向環(huán)保，越來(lái)越多的“綠色服裝”不僅可以時(shí)刻提醒人們關(guān)注世界環(huán)境問(wèn)題，而且有助于人們松馳神經(jīng)，清除疲勞，心情舒暢，因此，使用環(huán)保染料的“綠色服裝”將成為當(dāng)代世界時(shí)裝發(fā)展的一種新趨勢(shì)和潮流。

環(huán)?；钚匀玖辖?jīng)久耐用

環(huán)?；钚匀玖吓_(tái)板印花