酸堿度對中國傳統服飾色彩顏色特征值的影響

徐 菲， 趙志軍， 李 東， 高彩云， 劉劍虹

(1. 齊齊哈爾大學 美術與藝術設計學院， 黑龍江 齊齊哈爾 161006; 2. 北方民族大學 材料科學與工程學院,寧夏 銀川 750021; 3. 北方民族大學 化學與工程學院， 寧夏 銀川 750021; 4. 齊齊哈爾大學 材料科學與工程學院， 黑龍江 齊齊哈爾 161006)

蘇木又稱蘇枋、赤木、紅紫等，為豆科植物蘇木的芯材，是古代主要的紅色染材，其染紅色系的價值僅次于紅花[1]，同時也是一種中藥材，具有祛風活血、抗腫瘤及免疫抑制等作用。當今，合成染料染色的環保問題備受重視，很多專家和學者開始研究植物染色，并取得了一定的成果和進展[2-3]。采用蘇木對經過白礬和皂礬前媒染處理的棉織物染色，可以染紅色調和黑灰色調，且可明顯改善蘇木染色的上染率和染色牢度[4]。在古代蘇木染色配方中有關于堿劑的記載，說明酸堿度pH值在蘇木染色配方中起到調整色相的作用[5-6]。

本文利用影響蘇木棉織物前媒染工藝的因素之一pH值進行單因素試驗，確定pH值調整色相的作用，總結出色光變化規律及色譜范圍。本文研究成果有利于傳統服飾色彩的開發與利用，同時也為古代織物色彩復原提供參考數據。

1 蘇木染色配方

蘇木染色歷史悠久，從西晉以來一直作為紅色植物染料使用，并隨著朝代的發展其染色配方逐漸豐富。現藏于安徽省圖書館古籍部的清代民間流傳的清抄本《布經》[7]記載了pH值對蘇木的染色配方有影響，選取其中2種染色配方進行深入研究，具體內容如表1所示。

表1 古代蘇木棉織物染色配方Tab.1 Ancient formulations of sappanwood dyeing of cotton fabrics

注：廣灰、稻柴灰水同堿劑。

由表1可知，堿劑在染色配方中發揮著重要的作用。從色相來看：蘇木與白礬媒染，呈紅色調；蘇木與皂礬媒染呈黑灰色調；五倍子與皂礬媒染呈黑灰色調；五倍子與白礬媒染呈黃色調。若想復原玫瑰紫和紫檀色，如果沒有堿劑的出現，則很難得到紫光，因為堿劑起到發紫色的作用。

2 試驗部分

2.1 材料與儀器

材料：針織純棉面料(面密度為270 g/m2)，尺寸均為10 cm×10 cm；蘇木(廣西產，購于中藥店)；白礬(硫酸鋁鉀，分析純，哈爾濱化工化學試劑廠)；皂礬(硫酸亞鐵，分析純，天津市東麗區天大化學試劑廠)；檸檬酸(分析純，天津市北方天醫化學試劑廠)；無水碳酸鉀(分析純，天津市四通化工廠)。

儀器：HH-4型數顯恒溫水浴鍋(北京市永光明醫療儀器有限公司)；pHS-2C型酸度計(北京市永光明醫療儀器有限公司)；5102型電子天平(常州第一紡織設備有限公司)；CrelagMaebethTMColorEye?2180UV型計算機測色配色儀(美國愛色麗公司)。

2.2 實驗方法

2.2.1色素萃取

稱取200 g蘇木染料，粉碎、沖洗，按照料液比1∶10加入2 L清水中，浸泡24 h后加熱至沸騰，待水分蒸發至1.6 L時，用0.074 0 mm網篩趁熱過濾并收集染液。反復操作3次，將所得染液混合，共4.8 L，待用。

2.2.2染色工藝

將蘇木染液質量分數設為100%，將其按倍數梯度稀釋，分別為100%、50%、25%、12.5%、6.3%、3.1%。

直接染色工藝[10]：將萃取的蘇木色素配制成染液，在達到一定溫度和時間的條件下將棉織物投入染液中進行浸漬染色。

前媒染工藝[11-12]，將棉織物用媒染劑溶液處理，然后放入達到一定溫度的蘇木染液中，使染浴中的染料與棉織物上的媒染劑發生絡合反應，浸染一定時間后水洗，陰干。

2.2.3色度檢測

采用計算機測色配色儀測定顏色特征值。測定的指標有明度L*，色相a*、b*和純度c*。每個色樣共測5點，取平均值。

顏色特征值由明度、色相和純度3個要素組成。明度L*的值域為0～100，a*表示從洋紅色至綠色的范圍，b*表示從黃色至藍色的范圍。顏色特征值以這3個值交互變化所組成。

3 結果與分析

3.1 白礬前媒染蘇木染色織物的顏色特征

使用白礬為媒染劑，在浴比為1∶50，染色時間為30 min，染色溫度為60 ℃的條件下，改變蘇木的質量分數對棉織物進行前媒染，其顏色表征結果見圖1。

由圖1可知：隨著蘇木染液質量分數的增大，主要顏色特征值色相a*值上升明顯，b*值上升快速，染液質量分數越高，紅光含量越多，黃光適當增加，呈暖紅色調；明度L*值逐漸下降，染液質量分數越高，明度越低；純度c*值與a*值的數據比較接近，主要由色相a*值的顯色效果決定，但由于含有少量的b*值的影響，導致c*值與a*值不能完全一致。由此可見，蘇木棉織物白礬前媒染呈暖紅色調，顏色深淺變化由染液質量分數決定。

3.2 皂礬前媒染蘇木染色織物的顏色特征

使用皂礬為媒染劑，在浴比為1∶50，染色時間為30 min，染色溫度為60 ℃的條件下，改變蘇木質量分數對棉織物進行前媒染，其顏色表征結果見圖2。

圖2 皂礬前媒染蘇木染色棉織物的顏色特征Fig.2 Characteristic colors of melanteritum pre-mordant dyeing of cotton fabrics

由圖2可知：隨著蘇木染液質量分數的增大，主要顏色特征值明度L*值逐漸下降，且下降幅度較大，呈灰色調；色相a*值變化較小，一直保持較少含量，b*值在染液質量分數大于6.3%時變化較小，并一直保持微量。色相a*和b*值的變化，使灰色調呈暖灰色，這主要受a*值少量紅光和b*值微量黃光的影響。純度c*值主要受a*值的影響，由于b*值含量極少，大部分曲線幾乎重疊。由此可見，蘇木棉織物皂礬前媒染工藝呈暖灰色調，深淺變化由染液質量分數決定。

3.3 pH值對白礬前媒染顏色特征值的影響

使用白礬為媒染劑，在蘇木混汁質量分數為50%，浴比為1∶50，5 g/L白礬水，染色時間為30 min，染色溫度為60 min的條件下，改變蘇木染液pH值(加熱前)對棉織物進行前媒染，其顏色表征結果見圖3。

圖3 蘇木染液pH值對白礬前媒染染色織物顏色特征值的影響Fig.3 Influence of pH value on characteristic colors of alumen pre-mordant dyeing of cotton fabrics

由圖3可知：隨著pH值的升高，顏色特征值變化明顯。當pH值在4.5～5之間的強酸區域時，各顏色特征值變化較小，色彩呈淺灰橙色調。當pH值在5～7之間的弱酸區域時：色相a*值變化明顯，呈快速上升狀態，紅光含量增加；b*值變化較小，呈急速到緩慢下降趨勢，黃光含量減少；c*值與a*值變化接近，呈逐漸上升狀態，色彩純度增加；明度L*值快速下降，色彩變深，色彩呈純度略高的桔紅色調。當pH值在7～9之間的弱堿區域時：色相a*值再度升高，紅光含量達到最高點；b*值再次緩慢下降，黃光減少；c*值與a*值同樣逐漸上升，飽和度達到最高點；明度L*值再次快速下降，色彩更深；色彩呈鮮艷的玫瑰紅色調。當pH值在9～10之間的強堿區域時：色相a*值和純度c*值快速下降，紅光含量有所減少；b*值下降到低點，黃光減少到極點；明度L*值快速上升，色彩變淺，色彩呈淺紫紅色調。

由此說明，pH值對蘇木白礬前媒染影響較大。在強酸條件下，白礬與蘇木色素不能完全形成鍵位絡合反應，致使呈現蘇木直接染色工藝的色相。在弱酸的條件下，白礬與蘇木色素逐漸形成鍵位絡合反應，紅光逐漸增加，黃光減少。在中性條件下，完全形成鍵位絡合反應，色彩呈紅色。在弱堿條件下，堿能起到發色作用，即氧化蘇木色素分子中與醌基相鄰的羥基在堿性條件下有一離解平衡，促使紅光增加，黃光減少。在強堿條件下，雖能完成絡合反應，但蘇木色素附著力下降，致使色彩變淺。

3.4 pH值對皂礬前媒染顏色特征值的影響

使用皂礬為媒染劑，在蘇木質量分數為50%，浴比為1∶50，5 g/L皂礬水，染色時間為30 min，染色溫度為60 min的條件下，改變蘇木染液pH值(加熱前)對棉織物進行前媒染，其顏色表征結果見圖4。

由圖4可知，隨著pH值的升高，顏色特征值明度L*值變化明顯：當pH值在6 ～8.5之間時，L*值較低，變化浮動較小，呈深灰色調，其他顏色特征值變化較小；當pH<5.5或>9時，L*值快速上升，c*和b*值同樣有小幅度變化，a*值變化較小。由此說明，pH值對蘇木皂礬前媒染影響相對較小，在弱酸到弱堿之間顏色特征值較為穩定，呈暖灰色調。

3.5 復原染色配方工藝及色彩

傳統服飾色彩詞多數運用“以物呈色，觀象知意”的表達方式，提取3點自然物體表面的色彩(深色1點、主色1點、淺色1點)，與復原色樣進行比較分析，確定色彩定位及其染色工藝，見表2和圖5、6。

圖4 蘇木染液pH值對皂礬前媒染染色織物顏色特征值的影響Fig.4 Influence of pH value on characteristic colors of melanteritum pre-mordant dyeing of cotton fabrics

表2 復原染色配方工藝Tab. 2 Reconstitution of the dying recipe and the process

注：染色步驟為依次入一浴、二浴、三浴、四浴，水洗，陰干。

圖5 玫瑰紫a和玫瑰紫b與自然色的對比圖Fig.5 Comparison of rose purple a and rose purple b with natural rose colors. (a) Natural rose color a; (b) Rose puple a; (c) Natural rose color b; (d) Rose puple b

圖6 紫檀色a和紫檀色b與自然色的對比圖Fig.6 Comparison of sandalwood purple a and sandalwood purple b with natural sandalwood colors. (a) Natural sandalwood color a;(b) Sandalwood puple a; (c) Natural sahdalwood color b; (d) Sandal wood puple b

玫瑰紫，即紅紫色。由圖5可知：復原的玫瑰紫a與玫瑰的自然色a主色比較接近，但純度略低；復原的玫瑰紫b與玫瑰的自然色b中的淺色比較接近。紫檀色，即像紫檀木那樣紅棕或帶灰的紫紅色。由圖6可知：紫檀色a與紫檀色的自然色a主色比較接近；紫檀色b與紫檀的自然色b中的主色也比較接近，但純度略低。由此說明，復原的玫瑰紫和紫檀色均與自然色比較接近，但純度不如自然色高，此特點也是傳統服飾色彩自身的特點，體現了含蓄優雅的藝術特征。pH值在整個復原的過程起到了調整色相的作用，使復原色彩偏紫光。

4 結 論

1)蘇木棉織物白礬前媒染呈暖紅色調，皂礬前媒染工藝呈暖灰色調，深淺變化由染液質量分數決定。

2)pH值對蘇木棉織物白礬前媒染影響較大，在不同pH值條件下，染色特征隨pH值的升高依次呈淺灰橙色→純度略高的橘紅色→紅色→鮮艷的玫瑰紅色→淺紫紅色的色調變化。

3)pH值對蘇木棉織物皂礬前媒染影響相對較小，在弱酸和弱堿范圍內染色特征主要呈暖灰色調。

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