古代靛蓝染色工艺原理分析

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1、古代靛蓝染色工艺原理分析2006-12-230:13:28纺织检测航母、承接国内邮寄业务（赵文华）

2、来源:中国纺织检测专家网[摘要]含靛植物有多种，古代染色方法可分为浸揉和发酵两大类。前者为缩合染色，后者属还原染色。本文逐一分析了各种方法的工艺条件和助剂作用原理，解释了“蓼蓝不堪为淀”的原因。同时指出了多有混淆的“靛红素”概念：系靛红和靛玉红两种不同的副产物。关键词：植物靛蓝；发酵水解；发酵还原靛蓝（靛青）是我国古代最为常用的植物染料之一，在传统染织文化中占有重要地位。在现代社会“返朴归真、回归自然”的热潮之下，当前介绍各

3、类植物染料尤其是植物靛蓝的文章不断见诸纺织印染及科技史刊物，然而直述其工艺过程者多而对反应基理探讨者少，特别是缺乏对助剂种类及作用机理的深入分析。笔者试以靛蓝早期浸揉染色及宋应星《天工开物》中所述制靛还原染色过程为主，逐一讨论各个步奏中的化学反应机理。谬误之处祈请印染解及纺织史解各位专家不吝赐教。蓝的种类及色素成份“青，取之于蓝”，凡可制取靛青的植物皆可称“蓝”。一般熟知的是菘蓝和蓼蓝，其实含有靛质的植物有多种。经考证蓝的科目学名如下表（对蓝的种类及名称，历代本草说法各异，现代中药典籍也不尽相同，本文仅采用其中一说）。[1

4、][2]：名称性状学名科别欧洲菘蓝二年生草本IsatistinctoriaL.十字花科草大青（菘蓝、茶蓝）二年生草本IsatisindigoticaFort.十字花科马蓝多年生灌木BaphicacanthuscusiaBremek.爵床科蓼蓝一年生草本PolygonumtinctoriumAit.蓼科木蓝（吴蓝、槐蓝）多年生灌木IndigoferatinctoriaL.豆科上述植物的茎叶中均含有可以缩合成靛蓝的吲哚酚（吲羟、吲哚醇）。它在植物组织细胞中以糖甙的形式存在：Ⅰ(IsatinB)       Ⅱ(Indican)

5、其中Ⅰ为菘蓝甙，它实际是吲哚醇与果糖酮酸生成的酯，不属于甙。酯键遇碱液（如草木灰、石灰）即可断键水解，游离出吲哚醇，从而氧化为靛蓝；而马蓝和蓼蓝中含的是靛甙（Ⅱ），它是吲羟与β-D（+）葡萄糖生成的配糖体，其上的甙键必须经过长时间发酵，由糖酶及稀酸作用才能水解断键、从而游离出吲羟、氧化为靛蓝。因此，早期的制靛技术可能仅限于用碱水浸泡菘蓝获取靛质，而蓼蓝则用于浸揉“染碧”（碧者，青黄合色也。而黄色素如黄酮类化合物则普遍存在于各类植物细胞中）。如苏敬（唐）《唐新本草》云：“菘蓝为淀，惟堪染青。其蓼蓝不堪为淀，惟作碧色尔”；苏颂

6、（宋）《本草图经》云：“有菘蓝，可以为淀……，有蓼蓝，但可染碧，而不堪作淀”；寇宗爽（宋）《本草衍义》云：“蓼蓝即堪揉汁染翠碧”。直到明代，早于宋应星的李时珍才在著名的《本草纲目》中说：“凡蓝五种，各有主治……而作淀则一也”。     除上述五种蓝之外，宋应星还提到一种科目不明的苋蓝，亦有学者提到十字花科芸苔属的甘蓝都可用于制靛[3]。另外应该指出的是，某些科普文章说有“靛青科”和“芸苔科”的植物可以制靛，显然混淆了植物的名称和科、属关系。浸揉染色工艺原理靛蓝的还原染色技术始见于《齐民要术》，而秦汉之前主要以浸揉直接染色技

7、术为主[4][5]：将蓝叶与织物一同揉搓，或先将蓝汁揉出再以织物浸泡，辅以草木灰助染。有学者认为这是一种媒染工艺[6]，但据笔者分析并非如此，理由有二：首先，媒染剂必须含有过渡金属元素，而普通草木灰中主要含K、Na、Ca、Mg、Zn、Mn等非络合型金属元素，Al、Fe、Cr含量极微，尚不足以起到媒染作用。虽然根据草木的种类和产地不同，某种特定的草木灰中可能含有较多的过渡金属元素，但这毕竟是特殊而非一般。除非特别指明时，应该认为一般的草木灰并无媒染作用；其次，持媒染观点的学者认为，靛蓝的结构上含有媒染基团，因此可用于媒染。其

8、实在浸揉过程中并无靛蓝存在，而只有半靛（吲羟），其结构上没有相邻的-OH、-NH2、-OCH3及=C=O等可供络合的基团，不可能产生媒染作用。当氧化缩合为靛蓝时，已成为不溶性的色淀而沉积固着在纤维上，也就用不着再媒染了。笔者认为，浸揉染色加入草木灰的目的有三：一是针对菘蓝而言，加入碱剂可以水解菘蓝甙，游离出吲哚酚；二是使揉搓而出的半靛隐色酸转变为易溶于水的隐色盐；三是加速半靛的氧化过程：还原染料隐色酸的氧化要进行数小时，而隐色盐的氧化只要数分钟[7]。由上述分析可知，浸揉染色实际是在纤维上就地制靛的过程，可以称为缩合染色法

9、。由于半靛分子比靛白分子小一半，对纤维的亲合力更低，要想染成合适的深度，就要反复多次套染。同时由于此法只适合于在蓝草收获季节进行，染液不能贮藏和运输，因而自发明还原染色方法后，浸揉方法就逐步自行淘汰。制靛工艺原理浸揉染色受蓝草产地和收获季节限制，极不方便推广应用。古代劳动人民在长期的实践中，发明了还原染