1、 1 毕业设计 开题报告 纺织工程 天然植物染料染色技术研究 1、选题的背景、意义 1.1 选题的背景 近年来，随着人们对生态和环境问题关注程度的加深，“清洁生产”、“绿色产品”、“生态纺织品”等概念也大举进入国际纺织品与服装贸易领域，各国对纺织品及服务在穿着使用过程中的“安全性”提出了更高要求，美国、欧盟等一些工业发达国家和地区纷纷出台了一系列相关的严格的法律法规和标准。对纺织品不断设置新的“绿色壁垒”，禁用的纺织化学品特别是纺织染料和纺织助剂不断扩大，它们对我国纺织品服装的出口带来了很大的影响，根据欧盟使团商务 处的有关人士介绍，我国每年向欧盟出口的纺织品和服装的价值在 100 亿美元左右
2、 1，因此今年欧盟不断扩大禁用的纺织化学品，使我国的纺织品服装行业受到很大的冲击。因而寻找绿色纺织染料是当务之急，天然染料是绿色染料的重要组成部分。 自太古时期以来，天然染料就已成为人们生活中的一部分。这些天然染料从天然资源中获取，无污染，很多还是具有医疗保健作用的中草药，不但不会使皮肤产生过敏现象，还有益健康染得的色彩柔和。但自 1856 年 Perkin 发现苯胺紫以来，合成染料在很大程度上取代了天然染料，合成染料凭借着诸如良好的色牢度 、色泽重演性和色彩绚丽等优点促进了世界纺织业的发展。但它在印染过程中排放的废水，对环境造成严重污染，部分化学染料对人体健康构成威胁。而且有些直接、碱性、偶
3、氮、酸性和媒染合成染料属于禁用染料，它们具有致癌性或毒性，会引起皮肤病和过敏反应，还会使水中的鱼类和其它生命有机体受到损害，严重破坏生态平衡 2。 从上述方面分析来看，存在于自然界的天然染料来代替部分合成染料是解决问题的途径之一。首先它可以解决人们对合成染料资源短缺的担忧；其次可以更好的解决生态纺织品的染料来源的天然化问题而且对环境的损害程度很小。因为这 些植物染料染色适合当前天然保健的消费时尚，植物染料许多是中草药，用这些染料染色的产品，对人身有医疗保健作用 3。并且，用天然植物染料染色，没有污染环境的有害物质，有利于环境保护，节约了污水处理费。 1.2 研究现状 2 在人类历史上，天然染料
4、为美化人们生活做出了不可磨灭的贡献。从 19 世纪末开始，由于合成染料的迅速发展，使得天然染料基本退出了织物染色领域。而今，在全球性绿色革命浪潮下，天然染料又开始为人们所重视。天然染料中的动植物染料是由生物体中提取的，与环境兼容性好，可生物降解。除染色功能外，植物染料还具有药 物、香料等多种功能。植物染料大多为中药，在染色过程中，其药物和香味成分与色素一起被织物吸收，使染色后的织物对人体有特殊的药物保健功能。 植物染料有良好的环境兼容性和药物保健功能，引起了许多国家染料研究和应用机构的关注。世界各国对天然染料的需求增长很快，全球的需要量每年是 10 万吨 4。日本、印度、韩国等亚洲国家都在进行
5、天然染料染色的研究。关于天然染料的研究作为发展中国家间技术合作的UNDP(联合同发展方案 )计划的一部分，已经举行过两次国际专题研讨会：一次在尼泊尔，一次在印度 5。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。日本蚕丝昆虫农业技术研究所和蚕丝商社合作发现了具有紫色色素的微生物并将之用于染色。日本技术人员用生物技术还开发了大戟属植物染料。日本晃立公司批量开发了棕、绿、蓝三个色系的植物染料，用这三个色系组合再拼染其它色泽。大和染工公司推出“草衣染色”，形染公司推出“靛蓝印花”。日本用天然染料染色的纺织品有“西阵织”、“京友禅”、“大岛绸”等多种品牌 6，这一系列“草木染”
6、纺织品被用于衬衫和睡衣的面料，或用于床单、被罩等家纺产品。日本为了开发真丝领带的差别化商品，研究了使用多 种植物染料染色和媒染同浴进行的工艺。 印度研究人员在天然染料研究方面也做了大量工作，印度的全国织机发展协会对天然染料的应用的复兴起领导作用，印度小工业发展银行对复兴天然项目 (NHDC)为基础的两个研究项目，提供了 NHDC 的财政支持 7。先后开发了用白杨树皮和凤仙花做的染料，并对杏树叶染纱线、 Babool皮 8染尼龙和茶叶染羊毛进行了研究和开发。在泰国，政府鼓励人们种植在热带雨林的昆虫，这样可以大批量的生产出紫胶用于染色。 其它如用于食品工业的红曲菌所生产的色素，在等电点以下的酸性溶
7、液染浴中，能把真丝绸染 成漂亮的深红色 9，一些国家在开发与此相关方面的研究，开发其广阔的应用价值。 近年来，我国对天然染料的开发也正在积极的探索之中，中科院大连化学物理研究所、北京服装学院和苏州大学等单位均有研究人员在从事天然染料染色方面的研究。中国纺织科学研究所已制得天然黄 (TR Y)和天然绿 (TR G)，用于棉和丝绸的染色。在第 19 屑北京针织品秋季展销会上推出的“铜牛牌”系列童装 10，系纯天然植物染料染成的。江苏三毛集团开发了用植物染料制成的高支天素丽绿色环保型高档面料，该产品已于 2000 年 11 月通过省级鉴定。这种产品 既符3 合国内外精纺毛料高支轻薄化、功能多样化的要
8、求，又符合目前国际上倡导的环保型天然面料的要求。“十五期间”，东华大学与海澜集团公司联合成立了课题组，在国家 863 项目的支持下，对天染染料制备及其在生态纺织品开发与羊毛清洁生产中的应用技术进行研究。课题组在借鉴国内现有技术 (如手工天然染料“蓝印花布”、中药厂从中草药中萃取中有效成分的现代化手段等 )的基础上，对天然染料的开发与应用进行较系统的研究。在有应用潜力的植物染料中进行筛选，并开发染料制备技术；将萃取到的天然染料进行生态纺织品开发和染色产业化应用，同时用天然 材料进行羊毛的前处理 (改性 )和后整理提高染色效果和改善羊毛性质，替代有害化学染整助剂等一系列工作。 1.3 选题的意义
9、历史文化意义 天然染色累积了许多前人的经验与智慧，这些优良的色彩文化应该重新赋予意义，才不会使文化形成断层现象。 环保意义 天然染色的特点在于自然资源的永续利用，同时可以避免化学染料的严重污染问题。美感层次意义 天然染色不但可以得到各种鲜艳的高彩度色，更可以得到大量细腻的中间色，优雅的色彩是大自然最慷慨的赐予，值得我们细细品味。并且，透过不同次数与不同色相的复染，可以染出更丰富隽永的 色彩层次。 市场需求的意义 随着人们日益重视环保，市场需求已经越来越迫切，特别是高端市场的需求已经显现。 2. 研究的基本内容和拟解决的主要问题 （ 1）以天然纤维棉和毛织物为基础，选用天然植物染料进行直接染色工
10、艺的研究。 （ 2）以天然纤维棉和毛织物为基础，选用天然植物染料进行媒染染色工艺的研究。 （ 3）除少数几种染料植物外，植物染料普遍存在染色牢度差的问题。 （ 4）影响植物染料的因素很多，本课题主要研究的是温度、时间和 PH 值对染色的影响。 3. 研究方法及措施 （ 1） 掌握天然纤维的结构和理化性能，对天然 植物进行前处理工艺研究；熟悉常见植物染料，选择合适的染料染棉和毛织物。 （ 2） 熟悉天然植物染料的特性，选择预媒染、同浴媒染、后媒染工艺对织物进行染色，并测试相应的性能。 （ 3）选择合适的媒染剂的进行天然植物染料染色。 4 （ 4）熟悉各种天然植物染料和材料的染色工艺及注意事项，提
11、高染色效率。 四、论文详细工作进度和安排 2010 年 10 月 27 日 2010 年 12 月 07 日 调研、收集资料与撰写开题报告。 2010 年 12 月 08 日 2010 年 12 月 20 日 熟悉相关资料，确定实验方案，准备原材料。 2010 年 12 月 21 日 2011 年 02 月 20 日 完成实验、测试工作，并做好记录。 2011 年 02 月 21 日 2011 年 03 月 08 日 撰写毕业论文，完成论文初稿。 2011 年 03 月 09 日 2011 年 05 月 11 日 毕业论文修改和定稿上交 2011 年 05 月 12 日 2011 年 05 月
12、 18 日 指导老师毕业论文评阅 2011 年 05 月 19 日 2011 年 06 月 04 日 毕业答辩及成绩评定 五、主要参考文献 1章杰 .欧盟禁用和限制使用的纺织化学品 J.染整技术 ,2004(6):35-38 2郑光洪 ,杨东洁 ,李远惠 .植 物染料在天然纤维织物中的媒染染色研究 J.成都纺织高等专科 学校学报 ,2001,18(4):8-10 3榕嘉 .常见植物染料的化学成分及医疗保健功能 J.江苏丝绸 ,2002(2):35-38 4Mamata,Mukhopadhyay,Niyati Bhattacharyya.A pagmatic approach tosupercr
13、itical fluid dyeing of textile fibers with natural dyesJ.Colourage,August,2001:21 27 5木树光雄 .“天然染料及其染色” J.日“染色工业 ” ,1987,No l 6屠恒贤 .植物染料染色的历史与现状 J.染整科技 ,2004(2):48-52 7Saroj Vairagi.Natural Dye Its authenticity and sentification,ColourageJ.April, 2002:45-53 8S S Ghosh， Sreenivasa， D Sengupta， K Thang
14、aveluApplication of lac dye on tasar silkJ.Colourage， July， 2002:37-40 9史记货殖列传 M.中华版，第 129 卷，第 3272 页 10李辉芹 ,巩继贤 ,天然染料的应用现状与研究新进展 J.染料与染色 ,2003(2):36-38 11张玲 ,胡发浩 .天然植物染料与人类健康 J.山东纺织科技 ,1997(1):45-48 12杨自来 ,韩增强 .天然染料的应用现状及发展 J.河北纺织 ,2006(3):26-30 13邓一民 .天然植物染料在真丝绸上的应用 J.四川丝绸 ,2003(4):23-26 14王吉华 ,崔俊巧 .天然染料的应用及其研究进展 J.染料工业 ,1995(5):14-20 5 15王小娟 ,焦林 ,贺江平 .茜草对亚麻织物染色的研究 J.毛纺科技 ,2005(11):24-27 16余静 ,贾丽霞 .天然染料应用的现状与发展 J.毛纺科技 ,2005(4):24-27月 11 日
