Ткань для крашения растений: натуральные цвета, протравы, сплошное крашение и крашение по узору.

Ткань для крашения растений обеспечивает стойкий цвет благодаря химическому мостику между молекулами натурального пигмента и текстильными волокнами, связи, которая требует протравы для фиксации красителя. Без посредника в виде солей металлов большинство растительных красителей просто пачкают ткань и вымываются за несколько стирок. Краситель получают из определенных частей растений: листья индиго дают синий цвет, корни марены дают красный цвет, скорлупа грецкого ореха дает коричневый цвет, а цветы золотарника дают желтый цвет. Окончательный внешний вид варьируется от однородного сплошного цвета, достигаемого посредством иммерсионного крашения, до сложных узоров, создаваемых контактной печатью, пакетной оберткой или методами резистинга, при которых растительный материал сам формирует дизайн. Для дизайнера текстиля или сознательного бренда окрашивание растений предлагает цветовую палитру, которую синтетические красители не могут воспроизвести: эти естественные оттенки слегка меняются под разными источниками света и изящно смягчаются с возрастом, а не выцветают до искусственно выглядящей пастели.

Мордантный мост: как цвет связывается с волокном

Фундаментальная проблема окрашивания растений заключается в том, что большинство молекул натуральных красителей химически не притягиваются к целлюлозе или белковым волокнам в их сыром состоянии. Протрава, обычно водорастворимая соль металла, образует нерастворимый координационный комплекс, который удерживает молекулу красителя между ионом металла и функциональными группами волокна. Сульфат алюминия-калия, известный как квасцы, является наиболее широко используемой протравой из-за его низкой токсичности и способности давать яркие, чистые оттенки. Сульфат железа делает цвета печальнее и темнее, смещая более мареновый красный цвет к баклажановому или танинно-коричневый к угольному. Медный купорос приближает оттенки к зелено-синему. Этап протравки можно выполнять перед окрашиванием, одновременно с окрашиванием в одной ванне или после окрашивания для изменения окончательного оттенка. Предварительная протравка квасцами при От 10% до 15% веса клетчатки с последующим варением в течение 60 минут при от 85°С до 90°С образует равномерный рецепторный слой, который обеспечивает равномерное вытекание красящей ванны по поверхности ткани, предотвращая образование пятен, которые портят плохо подготовленную ткань.

Выбор протравы и его влияние на окончательный цвет

Один и тот же краситель может давать целый спектр различных цветов в зависимости исключительно от выбора протравы. Ванна из корня марены на шерсти, протравленной квасцами, дает насыщенный кирпично-красный цвет. Такая же красильная ванна на шерсти, протравленной железом, дает глубокий сливово-коричневый цвет. На хлопке, предварительно обработанном танином, а затем квасцами, красный цвет смещается в сторону более мягкого кораллового. Это изменение цвета, зависящее от протравы, является инструментом дизайна, а не дефектом. Опытный красильщик хранит библиотеку образцов комбинаций протравы и красителя и использует их для планирования коллекции, в которой все цвета происходят от одного красителя, но воспринимаются глазом как совершенно разные оттенки. При производстве однотонных изделий однородность протравки по всему рулону ткани является показателем контроля процесса, который отличает профессиональный текстиль, окрашенный в растительных цветах, от разнообразия на уровне ремесла.

Экстракция красителей из растительных источников

Красители растительного материала заперты внутри клеточных стенок и должны высвободиться в воду, прежде чем они смогут перейти на ткань. Методы экстракции различаются в зависимости от части растения и химического состава красителя. Богатые танинами кора, корни и кожура требуют длительного кипячения при От 90°C до 100°C в течение 60–120 минут. . Нежные флавоноидные пигменты цветов и листьев разлагаются при высоких температурах, поэтому от 60°C до 70°C в течение 45 минут. сохраняет свои хромофоры. Индиго требует совершенно другого пути: листья содержат индикан, предшественник, который необходимо ферментировать в щелочной восстановительной ванне, где бактерии вытягивают кислород из молекулы, превращая его в водорастворимую форму лейко-индиго, которая проникает в волокна. Когда ткань вынимают из ванны и подвергают воздействию воздуха, окисление преобразует нерастворимый синий пигмент внутри структуры волокна, фиксируя его на месте без протравы. Именно благодаря этому уникальному механизму крашения в ванне индиго является единственным растительным красителем, который позволяет добиться глубоких, устойчивых к стирке оттенков на непротравленном хлопке.

Сплошное окрашивание методом погружения

Достижение идеально равномерного сплошного цвета с помощью растительных красителей требует такого уровня контроля над процессом, который превосходит синтетическое окрашивание, поскольку ванны с натуральными красителями представляют собой суспензии частиц, а не настоящие растворы. Перед протравкой ткань необходимо очистить, чтобы удалить всю проклейку, масла и воск. Любое остаточное загрязнение создает эффект резиста, блокируя впитывание красителя в пятнах. Красительную ванну необходимо процедить через мелкую сетку, чтобы удалить фрагменты растений, которые в противном случае могли бы застрять в ткани и образовать концентрированные цветные пятна. Во время цикла крашения ткань необходимо поднимать, разворачивать и снова погружать в воду через регулярные промежутки времени, обычно каждые от 5 до 10 минут , чтобы краска не оседала в складках. Температура ванны поддерживается в пределах Диапазон ±3°C по продолжительности, которая может составлять от 60 минут для светлых оттенков до нескольких часов для глубоких, насыщенных тонов. После окрашивания ткань медленно остывает в отработанной ванне в течение ночи; этот расширенный контакт обеспечивает максимальное поглощение остаточных молекул красителя и заметно углубляет конечный оттенок по сравнению с тканью, снятой в горячем виде и немедленно прополосканной.

Контроль глубины оттенка и воспроизводимости

Глубина оттенка при окраске методом погружения контролируется соотношением массы красителя к массе волокна, выраженным в процентах. Бледно-розовый цвет на шерсти требует От 10% до 20% веса волокна сушеного корня марены. Глубокий, насыщенный красный цвет требует от 50% до 100% . Это соотношение в сочетании с концентрацией протравы и продолжительностью цикла окрашивания образует систему с тремя переменными, которая определяет цветопередачу. Воспроизведение оттенка на нескольких партиях красителей требует регистрации этих параметров и использования красителей из одной и той же партии урожая, поскольку концентрация пигментов в растительном материале варьируется в зависимости от условий выращивания, содержания минеральных веществ в почве и возраста высушенного материала. Профессиональное предприятие по окраске растений создает библиотеку оттенков физических образцов, привязанных к запасам красителей для конкретной партии, окрашивая пробный образец перед тем, как отправить в ванну полную производственную партию.

Крашение узоров растительными материалами

При создании узоров с использованием растительных красителей используется тот факт, что молекулы красителя передаются из растительной ткани непосредственно в ткань при правильных условиях влажности, тепла и давления. В отличие от иммерсионного крашения, при котором растение помещается в ванну, в методах нанесения узоров весь или измельченный растительный материал находится в прямом физическом контакте с тканью. Форма растения, структура жилок и распределение пигментов отпечатываются на ткани в виде ботанической тени или яркой передачи цвета, в зависимости от техники. Этот подход объединяет крашение и печать, давая результаты, которые не сможет воспроизвести ни экран, ни цифровой принтер, поскольку цветовой градиент повторяет органические контуры листа или лепестка, создавшего его.

Пакетное крашение и экопечать

При пакетном крашении свежие или замоченные листья, цветы и кусочки коры располагаются прямо на протравленной ткани, которую затем плотно обматывают вокруг палки или трубы и под натяжением перевязывают веревкой. Пучок пропаривается для от 60 до 90 минут или варить на водяной бане. Внутри пучка растительный материал прижимается к ткани, а сочетание тепла, влаги и кислотных или дубильных веществ растительных соков переносит пигмент в волокно. Развернув сверток, можно увидеть силуэты листьев, пятна на лепестках и цветные ореолы, где растительные соки проникают в ткань. Результаты по своей сути неповторимы в мельчайших деталях, что и составляет художественную ценность этой техники. Эвкалипт, листья розы, луковая кожура и лепестки бархатцев являются надежными поставщиками, поскольку их пигментная нагрузка высока, а их форма сохраняет четкость под давлением пучка. Перед сборкой в ​​жгуты ткань необходимо протравить квасцами для закрепления переданного цвета; без протравы отпечатки листьев после стирки выцветают и превращаются в слабые призрачные следы.

Техники сопротивления и блочная печать

Пасты с растительными красителями можно загущать гуммиарабиком или альгинатом натрия и наносить на деревянные бруски, трафареты или рисовать вручную, чтобы создать повторяющиеся узоры на ткани. Красящая паста наносится на протравленную ткань, затем ткань пропаривается для закрепления цвета. В методах сопротивления используются воск, паста или связанные резисты, чтобы не допустить попадания красителя в определенные области. Ткань, завязанная в тугие узлы и погруженная в чан цвета индиго, приобретает расходящийся узор звездообразования, где краска проникает только в открытые складки. Эти методы резиста адаптируют процесс погружения сплошного цвета в инструмент для создания рисунка, не требуя какого-либо оборудования, кроме веревки, зажимов или воска. Эстетический диапазон охватывает точные геометрические повторения марены с блочной печатью и хаотичные одноразовые эффекты тай-дай, которые определяют индивидуальный характер тканей, окрашенных вручную.

Выбор волокна и его влияние на усвоение красителя

Растительные красители легче всего связываются с белковыми волокнами. Шерсть и шелк содержат боковые цепи аминокислот с карбоксильными и аминными группами, которые образуют прочные координационные связи с ионами протравливающих металлов. Шерстяная ткань способна впитывать от 80% до 95% красителя из хорошо приготовленной красильной ванны. Хлопок и лен, состоящие из целлюлозы, лишены этих реакционноспособных групп и должны быть предварительно обработаны танином, чтобы создать связующий слой, прежде чем протрава сможет прикрепиться. Таннин, часто экстрагируемый из дубовых галлов или миробалана, полимеризуется на поверхности целлюлозы и образует фенольные гидроксильные группы, с которыми может связываться металлическая протрава. Даже при такой обработке целлюлозные волокна редко превышают от 60% до 75% поглощение красителя, а полученные цвета светлее и мягче, чем на белковых волокнах. Такая глубина цвета, зависящая от волокна, не является недостатком; это свойство материала, которое дизайнер намеренно использует, сочетая один и тот же краситель с шерстью для насыщенной основной ткани и с хлопком для подкладки, чтобы создать тональный контраст в одном предмете одежды.

Светостойкость и устойчивость к стирке тканей, окрашенных растительными красками

Стойкость красок, окрашенных растительными красками, измеряется по двум стандартам: светостойкость (стойкость к выгоранию под воздействием ультрафиолета) и устойчивость к стирке (стойкость к потере цвета при стирке). Растительные красители как класс имеют более низкие показатели светостойкости, чем синтетические красители, обычно От 4 до 6 по шкале синей шерсти где 8 – максимальная светостойкость. Коричневые цвета на основе индиго и танинов относительно светоустойчивы, в то время как большинство желтых и розовых оттенков цветочного происхождения заметно тускнеют после от 40 до 80 часов воздействия прямых солнечных лучей. Устойчивость к мытью значительно улучшается при правильной протраве и отверждении после окрашивания. Ткань, окрашенная растительными красками и нагретая до 60°C в течение 30 минут после окрашивания, а затем прополоскать до тех пор, пока вода не станет прозрачной, потеря должна составлять не более от 5% до 10% глубины цвета в течение десяти циклов бережной стирки. Потребитель должен быть информирован о том, что одежда, окрашенная растительными красками, требует стирки с мылом с нейтральным pH и холодной водой, поскольку щелочные моющие средства удаляют комплекс протравы и красителя. Требование к уходу является частью ценностного предложения продукта, а не дефектом: цвет предмета одежды меняется в течение всего срока службы, приобретая патину, которую не могут воспроизвести синтетические красители.

Экологический профиль крашения растений

Окрашивание растений по своей сути является экологически безопасным, поскольку источником красителя является возобновляемая растительная биомасса, а не синтетические прекурсоры, полученные из нефтехимии. Отработанную ванну с красителем, состоящую из истощенных растительных остатков и остаточных металлов-протрав, можно утилизировать путем компостирования, если протравы ограничиваются квасцами и железом, которые при низких концентрациях совместимы с почвой. Однако медные и хромовые протравы требуют очистки сточных вод, поскольку эти тяжелые металлы фитотоксичны и накапливаются в почве. По-настоящему экологически ответственная операция по окраске растений полностью исключает использование хрома и ограничивает использование меди в качестве акцента там, где эстетическая выгода оправдывает дополнительную очистку сточных вод. Сам растительный материал после экстракции красителя становится богатой азотом добавкой к компосту, замыкая цикл материала от почвы к горшку с красителем и обратно в почву. Эта цикличность отличает крашение растений от линейной модели производства синтетических красителей «взять-сделать-выбросить», где отработанные красители, нефиксированные красители и соленые сточные воды сбрасываются в водные пути с хорошо документированным экологическим ущербом.

Интеграция крашения растений в производственный процесс

Чтобы перевести крашение растений из ремесла в процесс производства текстиля, необходимо стандартизировать переменные, которые делают ручное крашение уникальным. Красители должны быть получены от постоянного поставщика, который может документировать год сбора урожая, вид растений и метод сушки. Вода, используемая для красильной ванны, должна быть проверена на pH и содержание минералов; жесткая вода с высоким содержанием кальция приводит к тусклости цвета и осаждению протрав, поэтому для поддержания постоянства цвета может потребоваться смягчение воды или использование собранной дождевой воды. Ткань должна быть очищена и протравлена ​​партиями, соответствующими емкости красильной ванны, и каждая партия должна быть задокументирована технологическим листом, в котором записана концентрация протравы, соотношение красителей, профиль температуры ванны и время цикла. Без этой документации окрашивание растений превращается в невоспроизводимый вид искусства. С его помощью производственная студия может поставлять модному бренду ткань, окрашенную растительными красками, которая соответствует утвержденному лабораторному уровню погружения в пределах коммерчески приемлемого допуска, партия за партией, сезон за сезоном.