古代靛藍染色工藝原理分析

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1、古代靛藍染色工藝原理分析2006-12-230:13:28紡織檢測航母、承接國內郵寄業(yè)務（趙文華）

2、來源:中國紡織檢測專家網[摘要]含靛植物有多種，古代染色方法可分為浸揉和發(fā)酵兩大類。前者為縮合染色，后者屬還原染色。本文逐一分析了各種方法的工藝條件和助劑作用原理，解釋了“蓼藍不堪為淀”的原因。同時指出了多有混淆的“靛紅素”概念：系靛紅和靛玉紅兩種不同的副產物。關鍵詞：植物靛藍；發(fā)酵水解；發(fā)酵還原靛藍（靛青）是我國古代最為常用的植物染料之一，在傳統(tǒng)染織文化中占有重要地位。在現代社會“返樸歸真、回歸自然”的熱潮之下，當前介紹各

3、類植物染料尤其是植物靛藍的文章不斷見諸紡織印染及科技史刊物，然而直述其工藝過程者多而對反應基理探討者少，特別是缺乏對助劑種類及作用機理的深入分析。筆者試以靛藍早期浸揉染色及宋應星《天工開物》中所述制靛還原染色過程為主，逐一討論各個步奏中的化學反應機理。謬誤之處祈請印染解及紡織史解各位專家不吝賜教。藍的種類及色素成份“青，取之于藍”，凡可制取靛青的植物皆可稱“藍”。一般熟知的是菘藍和蓼藍，其實含有靛質的植物有多種。經考證藍的科目學名如下表（對藍的種類及名稱，歷代本草說法各異，現代中藥典籍也不盡相同，本文僅采用其中一說）。[1

4、][2]：名稱性狀學名科別歐洲菘藍二年生草本IsatistinctoriaL.十字花科草大青（菘藍、茶藍）二年生草本IsatisindigoticaFort.十字花科馬藍多年生灌木BaphicacanthuscusiaBremek.爵床科蓼藍一年生草本PolygonumtinctoriumAit.蓼科木藍（吳藍、槐藍）多年生灌木IndigoferatinctoriaL.豆科上述植物的莖葉中均含有可以縮合成靛藍的吲哚酚（吲羥、吲哚醇）。它在植物組織細胞中以糖甙的形式存在：Ⅰ(IsatinB)???????Ⅱ(Indican)

5、其中Ⅰ為菘藍甙，它實際是吲哚醇與果糖酮酸生成的酯，不屬于甙。酯鍵遇堿液（如草木灰、石灰）即可斷鍵水解，游離出吲哚醇，從而氧化為靛藍；而馬藍和蓼藍中含的是靛甙（Ⅱ），它是吲羥與β-D（+）葡萄糖生成的配糖體，其上的甙鍵必須經過長時間發(fā)酵，由糖酶及稀酸作用才能水解斷鍵、從而游離出吲羥、氧化為靛藍。因此，早期的制靛技術可能僅限于用堿水浸泡菘藍獲取靛質，而蓼藍則用于浸揉“染碧”（碧者，青黃合色也。而黃色素如黃酮類化合物則普遍存在于各類植物細胞中）。如蘇敬（唐）《唐新本草》云：“菘藍為淀，惟堪染青。其蓼藍不堪為淀，惟作碧色爾”；蘇頌

6、（宋）《本草圖經》云：“有菘藍，可以為淀……，有蓼藍，但可染碧，而不堪作淀”；寇宗爽（宋）《本草衍義》云：“蓼藍即堪揉汁染翠碧”。直到明代，早于宋應星的李時珍才在著名的《本草綱目》中說：“凡藍五種，各有主治……而作淀則一也”。?????除上述五種藍之外，宋應星還提到一種科目不明的莧藍，亦有學者提到十字花科蕓苔屬的甘藍都可用于制靛[3]。另外應該指出的是，某些科普文章說有“靛青科”和“蕓苔科”的植物可以制靛，顯然混淆了植物的名稱和科、屬關系。浸揉染色工藝原理靛藍的還原染色技術始見于《齊民要術》，而秦漢之前主要以浸揉直接染色技

7、術為主[4][5]：將藍葉與織物一同揉搓，或先將藍汁揉出再以織物浸泡，輔以草木灰助染。有學者認為這是一種媒染工藝[6]，但據筆者分析并非如此，理由有二：首先，媒染劑必須含有過渡金屬元素，而普通草木灰中主要含K、Na、Ca、Mg、Zn、Mn等非絡合型金屬元素，Al、Fe、Cr含量極微，尚不足以起到媒染作用。雖然根據草木的種類和產地不同，某種特定的草木灰中可能含有較多的過渡金屬元素，但這畢竟是特殊而非一般。除非特別指明時，應該認為一般的草木灰并無媒染作用；其次，持媒染觀點的學者認為，靛藍的結構上含有媒染基團，因此可用于媒染。其

8、實在浸揉過程中并無靛藍存在，而只有半靛（吲羥），其結構上沒有相鄰的-OH、-NH2、-OCH3及=C=O等可供絡合的基團，不可能產生媒染作用。當氧化縮合為靛藍時，已成為不溶性的色淀而沉積固著在纖維上，也就用不著再媒染了。筆者認為，浸揉染色加入草木灰的目的有三：一是針對菘藍而言，加入堿劑可以水解菘藍甙，游離出吲哚酚；二是使揉搓而出的半靛隱色酸轉變?yōu)橐兹苡谒碾[色鹽；三是加速半靛的氧化過程：還原染料隱色酸的氧化要進行數小時，而隱色鹽的氧化只要數分鐘[7]。由上述分析可知，浸揉染色實際是在纖維上就地制靛的過程，可以稱為縮合染色法

9、。由于半靛分子比靛白分子小一半，對纖維的親合力更低，要想染成合適的深度，就要反復多次套染。同時由于此法只適合于在藍草收獲季節(jié)進行，染液不能貯藏和運輸，因而自發(fā)明還原染色方法后，浸揉方法就逐步自行淘汰。制靛工藝原理浸揉染色受藍草產地和收獲季節(jié)限制，極不方便推廣應用。古代勞動人民在長期的實踐中，發(fā)明了還原染