常用黃色植物染料在桑蠶絲上的染色色相比較

劉 寧，王越平，袁辰君

(北京服裝學(xué)院 材料設(shè)計與工程學(xué)院,北京 100029)

中國的植物染料染色歷史悠久， 早在周代就有關(guān)于染色的記載[1]，是我國傳統(tǒng)文化和民間技藝的載體，具有重要的文化內(nèi)涵和象征意義[2]。在古代先秦時期的色彩觀念中，黃色代表土地之色，位之 “五方正色”中央，是非常重要的顏色。如《周禮·冬官·考工記》記載“東方謂之青，南方謂之赤，西方謂之白，北方謂之黑，天謂之玄，地謂之黃。”黃色象征著莊嚴、輝煌，是中國儒家思想中地位極高的色彩[3]。

植物染料種類繁多，特別是黃色植物，染色色相各不相同。針對黃色系植物染料，已有研究對其發(fā)展歷史、研究現(xiàn)狀、結(jié)構(gòu)特征等進行了綜述性的總結(jié)，為本文的研究提供了一定的參考[4-6]。也有研究側(cè)重于摸索黃色植物染料的染色工藝特點和染色色相特征[7-9]，如梔子、槐花、姜黃、黃連等；賈吶等[10]對4種常見黃色植物染料的色素提取及染色進行了研究，了解了染料用量對部分染料色相的影響，但是因染料種類數(shù)量有限，對黃色染料色相的探討不夠全面，且染色方法較為單一；劉偉等[11]對紅、黃、藍、黑等多個染料，用單染、復(fù)染工藝進行了染色實驗，并用多種方法對植物染料染色色相進行了分析，其色彩分析、表征方法給本文提供了借鑒。也有研究對黃色系植物染料，鑒別方法進行了摸索[12]，也有助于對幾種黃色染料的了解。

黃色是大自然中最豐富的一類植物染料，色彩生動、色相多變；黃色也是中國古代非常高貴的1個顏色。為了解各黃色植物染料染色的色相差異，本文在前人及本課題組前期研究的基礎(chǔ)上，選取9種古今常用的黃色植物染料開展料液比、染色次數(shù)對色相影響的實驗，對上染效果進行量化表征及色相對比，借助Lab色相坐標對桑蠶絲上染色相進行分析，尋找規(guī)律。

1 實 驗

1.1 實驗材料和儀器

桑蠶絲：桑蠶絲紗線(8.89～9.78 tex，蘇州花線廠有限公司)，染色前在65 ℃恒溫水浴中處理0.5 h。

染料：槐花、黃柏、姜黃、石榴皮、梔子、柘木、黃連、黃櫨、黃芩9種常用黃色干態(tài)植物(市購)。

化學(xué)試劑：十二水合硫酸鋁鉀、冰醋酸、碳酸鈉(分析純，北京化工廠)；皂洗用皂片(工業(yè)級，中紡標檢驗認證股份有限公司)。

儀器：AR1140/C型電子分析天平(奧豪斯國際貿(mào)易(上海)有限公司)、THZ-82型恒溫振蕩器(常州國華電器有限公司)、FZ102型微型植物粉碎機(天津市泰斯特儀器有限公司)、Color i7型臺式分光光度儀(愛色麗有限公司)。

1.2 染液的制備

將干態(tài)植物染料粉碎后，按照料液比1∶25的比例在蒸餾水中浸泡12 h，之后在95 ℃恒溫水浴中振蕩1 h，過濾后得到料液比為1∶25的濃溶液，待用。

1.3 后媒法、復(fù)染法染色

按比例配置所需染液，pH值調(diào)節(jié)至4，染色浴比1∶50，媒染劑用量5%(owf)，皂片質(zhì)量濃度2 g/L，其他染色條件見圖1。復(fù)染為單次媒染后反復(fù)多次進行復(fù)染(復(fù)染法是古代極為常用的染色方法之一)。

圖1 染色工藝條件

1.4 色彩測試

使用Color i7型分光光度儀測試染后桑蠶絲的L*、a*、b*、c*值等色度指標。測試前校準，每個試樣測試5次，取平均值。

2 結(jié)果與分析

本文實驗根據(jù)染料對桑蠶絲上染的色度值結(jié)果，建立以a*值為橫坐標，b*值為縱坐標的二維坐標系，觀察各樣本色相的分布及變化情況。分析9種植物染料色素的色相差異，以及料液比和染色次數(shù)對色相的影響。

2.1 不同黃色植物染料的色相

在料液比為1∶100、pH值為4、Al3+媒染劑的條件下采用后媒法對桑蠶絲進行植物染料染色，用分光測色儀測得數(shù)據(jù)，不同黃色植物染料的a*、b*值分布見圖2。

圖2 黃色植物染料的染色色相分布

圖2以a*值為橫坐標、b*值為縱坐標的二維坐標系來表征不同植物染色的色相。在1∶100料液比下，不同黃色染料a*值范圍為-6.32～18.59，b*值范圍為40.00～67.38，L*值范圍為63.11～81.13，c*值范圍為32.69～67.74。各自比較如下：

L*值：姜黃>梔子>黃櫨>黃柏>柘木>槐花>黃連>黃芩>石榴皮；a*值：黃櫨>黃芩>黃連>槐花>石榴皮>梔子>柘木>姜黃>黃柏；b*值：黃連>梔子>槐花>黃櫨>黃柏>姜黃>黃芩>柘木>石榴皮；c*值：黃連>黃櫨、梔子>槐花>黃柏>姜黃>黃芩>柘木>石榴皮。

將該坐標系分區(qū)，按照a*值大小劃分為小于-5的冷黃色區(qū)域、-5～5的中性黃色區(qū)域、大于5的暖黃色區(qū)域；水平方向按照b*值大小劃分為35～45的弱黃色區(qū)域、45～60的中等黃色區(qū)域、大于60的強黃色區(qū)域，落入同一區(qū)域的色彩視為相似。依據(jù)該原則，黃柏a*值小于零，屬于冷黃光；姜黃、柘木、梔子、石榴皮等屬于中性黃；其他植物為暖黃光。位于b*軸最上端的梔子、黃連、槐花、黃櫨4個染料的黃光非常強；幾種植物中石榴皮的黃光最弱，其他屬于中等黃度。

2.2 料液比對黃色植物染色色相的影響

選擇槐花、黃柏、梔子、柘木、黃櫨5個染料，設(shè)定料液比為1∶50、1∶100和1∶200這3個梯度，染色pH值為4、媒染劑為Al3+的條件下采用后媒法對桑蠶絲染色，用分光測色儀測得數(shù)據(jù)見表1。

由表1可知，隨著料液比的增加，各染料染色的L*值呈現(xiàn)逐漸減小的規(guī)律；大部分染料隨著料液比的增加b*值增大，但有些染料b*值增幅很大，如梔子,有些染料增幅很小，甚至不變，如槐花等；大部分染料隨著料液比的增加a*值稍有增大，即隨料液比增大色相偏暖，如柘木、梔子；b*值增幅大于a*值。

整體來看，隨料液比增加，a*值、b*值、c*值增大，L*值減小。但隨著料液比的增大，a*值、b*值、L*值并非呈線性變化。黃色相中，a*值最大值出現(xiàn)在黃櫨料液比1∶50時色相最暖；b*值最大值出現(xiàn)在梔子料液比1∶50時，黃光最強；此條件下梔子的c*值也最大。

2.3 染色次數(shù)對黃色染料染色色相的影響

復(fù)染是中國古代常用的一種染色工藝。在單染的基礎(chǔ)上選取槐花、黃柏、梔子染料對桑蠶絲進行復(fù)染，實驗設(shè)計為染色1～5次，在料液比為1∶100、染色pH值為4、媒染劑為Al3+的條件下采用后媒法對桑蠶絲染色，不同染色次數(shù)下黃色植物染料對桑蠶絲染色的色度值見表2。

表2 不同染色次數(shù)下黃色植物染料對桑蠶絲染色的色度值

由表2可知，隨著染色次數(shù)的增加，各染料的L*值呈現(xiàn)逐漸減小的規(guī)律，a*值逐漸增大；隨著染色次數(shù)的增加b*值增大，增大到一定程度時不再上升開始波動。隨染色次數(shù)的增加，梔子的色相變化較大，而槐花變化較小。

整體來看隨著染色次數(shù)的增加，L*值減小、a*值增大，b*值、c*值先增大，穩(wěn)定后上下波動。即復(fù)染后，色相偏暖，染料不同黃光增強效果不同。

2.4 黃色植物染料上染桑蠶絲的色相分布

以a*值為x軸，b*值為y軸，將實驗的所有色相數(shù)據(jù)分布在該色相坐標系中，黃色植物染料對桑蠶絲的染色色相分布見圖3。

圖3中表征黃度的b*值范圍為40～80，表征冷暖度的a*值范圍為-6～21，L*值范圍為53～84。大多數(shù)為暖黃色調(diào)，少數(shù)為冷黃色調(diào)。黃色系中b*值的最大值均出現(xiàn)在多次復(fù)染工藝中。

圖3 黃色植物染料對桑蠶絲的染色色相分布

3 結(jié) 論

本文通過將黃連、槐花、梔子、黃柏、姜黃、黃櫨、黃芩、石榴皮、柘木9種黃色植物染料用于桑蠶絲，并進行染色測色實驗探尋色相變化規(guī)律，得到以下幾點。

①從b*值看，黃連、梔子、槐花的黃光強度較強；黃柏、姜黃、黃櫨、黃芩、柘木呈中等黃光；石榴皮呈弱黃光；b*值大于40，可歸于黃色染料。

②從a*值看，自然界來源豐富的黃色染料，色相也豐富、多變，有a*值大于10的黃櫨、黃芩等暖黃色，有a*值上小于-5的黃柏等冷黃色，還有a*值范圍為-5～5的槐花、黃連、梔子、石榴皮等中性黃色。

③多數(shù)染料隨料液比增加、染色次數(shù)增加，明度L*值逐漸減小，黃度b*值增大，a*值增大，朝暖色方向偏移，顏色趨于飽和。但是料液比過大、染色次數(shù)過多，b*值僅在小范圍波動。料液比增加、染色次數(shù)增加時，色相變化規(guī)律基本一致。

④黃色系中b*值和c*值的最大值均出現(xiàn)在多次復(fù)染工藝中。多次復(fù)染后黃色b*值提高，可得到較深的黃色，但不同料液比下的黃色由淺至深，可得到深淺更豐富的黃色。植物染料因成分復(fù)雜，不同染料在2種染色工藝下所表現(xiàn)出的色度值變化規(guī)律不盡相同。