地衣染料

地衣染料

地衣染料是由地衣植物中提取可用色素而成的天然染料。屬天然染料,適用於羊毛等動物纖維的染色,至今在北歐一些國家還是作為家用染料的佳品。其成品只能染動物性纖維,對於棉織品及化學纖維則完全無效。

簡介

地衣染料是由地衣植物中提取可用色素而成的天然染料。屬天然染料,如冰島衣、臍衣、梅花衣等可作天然染料。地衣紅(orcein):從地衣中抽提的染色劑,主要成分為苔黑酚。弱酸性,若以鹼液(如碳酸鉀)溶解呈紫色。酒精溶液可以做為動物組織染色液。
作為天然染料,地衣染料適用於羊毛等動物纖維的染色,至今在北歐一些國家還是作為家用染料的佳品。其成品只能染動物性纖維,對於棉織品及化學纖維則完全無效。

歷史

被用做染料的地衣,早在2000年前的歐洲就有記載,14世紀初,曾一度在商業上占有主要地位。
美洲的納瓦喬印第安人將一種地衣煮沸,製成暖棕色染料,渲染他們的傳統氈墊。後來歐洲人學了去用這種地衣染料來加工蘇格蘭呢,是這種呢料不單有原野的芬芳,而且不遭蟲蛀。從地中海岸邊岩石上採集的蒼灰色地衣,如果泡在氨水中(古代是浸在含氨的陳尿里),便能製成在古代遺物中常見的著名而且高貴的紫色染料。至今在美洲印第安人當中最廣泛使用的染料地衣,當屬一種色彩醒目的“野狼癬”。遠在阿拉斯加的土著居民奇卡人,每年都要用魚油等產品與美洲內陸的印第安人換取這種地衣,用它渲染其名貴的舞蹈披毯。
自古希臘起,地中海地區的人們便以地衣為染料。據希臘聖哲Theophrastus氏(371-287 B.C.)的記載,當時染羊毛所用的染料就是使用克里特島上產的地衣類為之。以後在英國、冰島等北歐國家的荒原高地居民均知利用地衣類作染料用,而以地衣類的通俗名稱為名的染色方法,至今仍沿用之。斐尼基人所象徵神聖地位的紫色,當時亦取材自地衣類。十四世紀初期,義大利商人Federigo將地中海東部的染色方法傳到國內,他在弗羅倫斯設廠,從事自海石蕊屬(Rocella)地衣類中提制染料,並將其產品命名為Orseille,因產品暢銷,頓成巨富,於是將其家名改為Orcellarii,其後又再改為Rucellarii及Rucellai,這是本屬地衣學名(Rocella)的由來。
十五世紀後,有更多的地衣染料被人發現。義大利人獨占約一個世紀之久的地衣染料製造工業至此也傳到英國、法國、荷蘭、德國及北歐斯堪地那維亞半島諸國。當時歐洲各國競相大量輸入海石蕊地衣,用以製造染料,同時又發現了許多其它種類的地衣也可製造良好的染料。草藍(litmus)原系指以Ochrolechia tartarea Mass. 或Urceolaria calcarea為原料所制的染料的商品名,現在卻用來指以海石蕊地衣所製造的色素名稱。化學試驗上用以測試酸鹼性的指示劑石蕊試紙(litmus paper),就是以一種海石蕊Roccella tinctoria DC. 所提取的色素吸入一種紙上造成。海石蕊地衣是一種莖狀地衣屬,分布於東部太平洋沿岸、非洲及地中海地區的乾燥海岸岩石地帶
在歐洲,地衣類染料的利用持續到十九世紀,直到從煤焦油中提煉的染料相繼出籠後,才遭到淘汰。目前,地衣類染料已少被利用,但在化學方面,由海石蕊地衣及Ochrolechia等製造的指示劑,至今仍套用不衰。生物學上用來染染色體的地衣紅(orcein),也是從殼狀的Lecanora地衣中提取的。

地衣類染料的製法

氨水法

用此方法可以得到紫色至青紫色一類的色調,如石蕊試紙反應所得的紅至藍一般的顏色。最普遍的方法是將地衣原葉體放入久置的人獸尿中,並時時攪拌(每日約5至6次),約經一個月左右便成染液。這種使用腐尿的傳統方法,如今已改用氨水取代。形成染料色素期間必須將溫度保持在攝氏13至14℃以上,最好能在20℃左右,否則會影響其效果。每天攪拌的目的是為了促進其酸化發酵,並增加與氧的接觸。如果欲將衣料染成紫紅色,則可直接使用這種溶液,但為了使溶液化性安定顏色更為鮮麗,一般都再加上石灰水以製成產品。套用這種方法製造的成品有液狀的(如英國制的Orchil及Orseille);粉末狀的(如蘇格蘭制的cadbear)及塊狀的(如荷蘭制的lac及litmus等多種)。使用的原料有海石蕊(Roccella tinctoria DC.)及本屬的數種地衣;其它尚有Ochrolechia tartarea Mass.及Umbilicaria pustulata Hoffm.等,這些地衣大都含有erythrin, lecanoric acid及gyrophoric acid等成份,所以可見色素是這些地衣成份在氨水中酸化發酵所形成的物質,且為數種化合物的混合物。
氨水法目前主用於製造石蕊試紙,但是北歐的蘇格蘭、愛爾蘭、冰島、芬蘭、瑞典及挪威等諸國,部分的居民至今尚用這種傳統方法染布。
在本地不容易採集到上述的各種地衣類,但是利用台灣產的馴鹿苔Cladonia rangiferina (L.) Web.,松蘿屬的Usnea diffracta vain.及梅衣屬的Parmelia tinctorium Nyl.等,也可以得到意想不到的效果,尤其是後者,既容易採集到,又可染出鮮艷的顏色,故筆者在此願意介紹給各位參考。採集到這種地衣後,先將原葉體乾燥,除去所附的雜物,再用手或刀片將它撕成碎片。約3公克原葉體加入三分之一倍稀氨水100c.c.,注入時慢慢攪拌,一面攪拌一面再加入雙氧水5c.c.,此時即可看見溶液逐漸變成紅色。所得染液即可套用。如再將此染液放置於日曬地方,每日攪拌2至6次,經過3至4周后,即可得到紫紅色或青紫色的染液。所以可觀察染液的變化得到所希望的顏色。如果染液準備妥當,即可開始染色。最好先用絲織品或毛料的小布片來試驗。首先需將布料用水浸濕,使染液能平均分布,然後將布片浸入染液中20至30分鐘,取出後用水洗淨。這樣便可以直接染上紅色至紫紅色的各種顏色。如果再使用各種媒染劑,則更不容易褪色,且有時候多多少少可以變化其顏色,以增加情趣。可用的媒染劑和其作用如下:
5%重鉻酸鉀…………使顏色更濃一點。
5%燒明礬……………增加暗紅色。
0.1%氫氧化鈣…………使之稍呈黃褐色。
5%硫酸銅……………增強暗綠色。
4%氫氧化鐵…………增強褐色。
4%硫酸亞鐵…………使呈黃褐色。
媒染劑的使用方法是將已先在染料液中染色20至30分鐘後的布片,直接移入媒染劑中放置約30分鐘,再取出水洗便可。切忌將媒染劑直接加入染料液中,以免發生化學變化。如需要更濃的顏色,可以將染色及媒染步驟反覆一或二次便可。

煮沸法

將地衣原葉體的小片加上少量的醋酸,浸在大鍋中慢慢加熱至沸點,然後以文火煮沸3~4小時,便形成染液,但煮後必須放置24小時以上方能使用。用本方法可得赤褐色、茶色、褐色等數種顏色。
以上所述僅是在介紹一些歷史上所傳下的地衣類的染料利用方法。各位讀者如果有興趣,以下將介紹一些可以在實驗室或家裡進行的實際方法,而且效果將令你稱心滿意。
將松蘿屬的老君須(Usnea diffracta Vain.)地衣原葉體碎片80克放入1.5升的水中,加入冰醋酸10c.c.,然後加熱,沸騰以後改以文火再加熱3至4小時。放置一夜後,所得的染液即可用來染色。要染色時,把布片放入液體中,用文火一邊加熱,一邊即可開始染色。染色後的處理法和氨水法相同,使用媒染劑的效果也和氨水法相同。但本法和氨水法比較結果,氨水法似乎較為優良。
最後來討論一下地衣類染料的化學構造。地衣類染料在羊毛或絲織品上染成黃褐至紅色等色澤,據研究乃係羥基醛(hydroxyaldehydes)的關係。醛基與羊毛上的游離胺基酸反應形成穩定的次甲基胺連結(azomethine linkage)。
草藍系由地衣內所含的芳香羥酸酯類(depsides)衍生而成,是一些構造上較為複雜的聚合化合物與7-氧化兩苯駢對惡發色團(oxyphenoxazone chromophore)及其陰離子的混合物。

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