基于二氧化硫脲還原剝色的扎染新工藝

摘 要：傳統(tǒng)扎染圖案雖造型豐富，但色彩風(fēng)格較為單一，以深底白花為主。將剝色與扎染技法結(jié)合，可實現(xiàn)不同風(fēng)格扎染圖案作品。文章以二氧化硫脲為拔染劑，采用實驗對比法，探討pH值、二氧化硫脲質(zhì)量濃度、剝色溫度、剝色時間對活性染料染色棉織物剝色效果的影響，確定其最優(yōu)剝色工藝條件是二氧化硫脲1g/L，pH值13，溫度70℃，時間6min。將實驗結(jié)果應(yīng)用于扎染中，可以得出：采用最優(yōu)剝色工藝條件，可獲得全拔扎染效果；適當(dāng)降低剝色工藝條件可獲得漸變半拔扎染效果；將難拔染染料和易拔染染料進(jìn)行拼色后拔染，可獲得雙色拔扎染作品。

關(guān)鍵詞：活性染料；剝色；二氧化硫脲；拔扎染

中圖分類號：TS193.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095－414X（2023）06－0044－05

0" 引言

近年來，隨著國家對非遺傳統(tǒng)工藝的大力扶持，扎染技藝再次興起，針對扎染的理論研究和實踐案例越來越多[1]。目前對扎染的研究成果主要集中于扎染的藝術(shù)文化價值、扎染的數(shù)字化設(shè)計及應(yīng)用等方面，關(guān)于扎染工藝的研究相對較少[2-4]。宋淑娟[5]對比保險粉在不同工藝條件下拔扎染實驗效果，獲得最適宜的活性染料多色拔扎染工藝條件，并提出適當(dāng)降低拔扎染條件可獲得斑斕的圖案效果。姚駿等[6]分別對靛藍(lán)、直接染料、活性染料染色棉織物進(jìn)行拔扎染，利用染料的拔染性能差異，進(jìn)行半拔、全拔、拼色等創(chuàng)新拔扎染圖案設(shè)計。

常規(guī)活性染料染色棉織物剝色方法有次氯酸鈉法、保險粉-燒堿法、過氧化氫和雕白粉法[7-8]。其中，次氯酸鈉易產(chǎn)生氯氣；保險粉穩(wěn)定性差，不易存放，剝色時易釋放二氧化硫氣體；過氧化氫不穩(wěn)定，遇光熱易分解；雕白粉有刺激性臭味，使用時會釋放出甲醛。因此，選用環(huán)保型拔染劑進(jìn)行剝色尤為重要。

二氧化硫脲是一種新型環(huán)保還原劑，具有還原電位高、熱穩(wěn)定性好、儲存方便、安全等優(yōu)點。隨著研究的不斷深入，其在印染和纖維漂白行業(yè)等很多方面都有廣泛應(yīng)用。因此將二氧化硫脲應(yīng)用于剝色拔扎染中，實現(xiàn)對拔扎染工藝的創(chuàng)新，有利于扎染行業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展。

本文采用二氧化硫脲對活性染料染色棉織物進(jìn)行還原剝色，分別探究pH值、二氧化硫脲質(zhì)量濃度、剝色溫度、剝色時間四種因素對剝色性能的影響，以K/S值為指標(biāo)進(jìn)行測試，確定二氧化硫脲作為拔染劑的可行性和適宜的工藝條件。再對織物進(jìn)行半拔、全拔和拼色拔扎染，總結(jié)歸納二氧化硫脲的拔扎染應(yīng)用規(guī)律，豐富拔扎染研究內(nèi)容，為傳統(tǒng)扎染視覺表現(xiàn)力尋找創(chuàng)新路徑。

1" 實驗部分

1.1" 剝色體系作用原理

二氧化硫脲（以下簡稱TD）在堿性和加熱條件下性質(zhì)活潑，分解成尿素和具有強還原能力的次硫酸，次硫酸的還原電位可達(dá)-1000 mV ～-1200mV，它在水溶液中建立的平衡體系如圖1所示[9]：

剝色，即通過化學(xué)或物理的方法，將織物上染料的發(fā)色團(tuán)破壞或者將染料從織物上分離從而達(dá)到消色的目的。活性染料按結(jié)構(gòu)分可分為偶氮型、蒽醌型、金屬絡(luò)合型和酞菁型。含偶氮基的活性染料在二氧化硫脲的作用下其共軛發(fā)色體系-N=N-斷裂，生成無色或淺色小分子氨基化合物。蒽醌型活性染料的染料-纖維遇高溫、強堿易斷裂，從而脫色。TD和偶氮染料、蒽醌染料的反應(yīng)式如圖2所示。染料母體為金屬絡(luò)合類和酞菁類不容易剝色[10]。

基于上述原理，本實驗采用變量法對5種諾威克隆活性染料染色棉織物進(jìn)行剝色，研究pH值、TD質(zhì)量濃度、剝色溫度、剝色時間對織物剝色率的影響。

1.2" 材料及儀器

織物：純棉平紋漂白織物（廣州松棉紡織品有限公司）

試劑：活性染料（美國亨斯邁公司），碳酸鈉（分析純，上海中泰化學(xué)試劑有限公司），氯化鈉（分析純，煙臺市雙雙化工有限公司），氫氧化鈉（分析純AR，上海振企化學(xué)試劑有限公司），二氧化硫脲（分析純，天津市化學(xué)試劑四廠）。

儀器：數(shù)顯恒溫水浴鍋（常州普天儀器制造有限公司），EL-320S型電子天平（常州天之平儀器設(shè)備有限公司），DataColor SF600測色配色儀（美國DataColor公司）。

1.3" 棉織物活性染料染色工藝流程

染色處方：

染料/%（o.w.f.）" " " "2

NaCl （g/L）" " " " " 15

Na2CO3（g/L）" " " " "15

浴比" " " " " " " 1：50

工藝流程：65℃入染，15min后加入NaCl，續(xù)染20min后加入Na2CO3，固色30min后取出，水洗，皂洗（2g/L，95℃，15min），冷水洗，烘干。

1.4" 剝色工藝條件

影響織物剝色的工藝條件有溶液pH值、TD質(zhì)量濃度、溫度、時間等，這些因素對染色織物剝色效果都會有一定的影響。為了獲得各工藝條件對活性染料剝色效果的影響，分別對各項工藝參數(shù)進(jìn)行實驗驗證，具體見表1。

1.5" 測試

使用DataColor測色配色儀測定，測試織物染色前后的表觀得色深度（即K/S值），不同部位分別測試3次，取平均值。比較剝色前后織物K/S值變化率，即剝色率評價剝色效果。剝色率越大，說明剝色程度越高，白度越好；剝色率越小，說明剝色程度越低，白度越差。

剝色率=×100%

2" 二氧化硫脲剝色工藝研究

2.1" pH值的影響

對溶液pH值做單因素分析，溶液的pH值分別配制為9、10、11、12、13的梯度下分別進(jìn)行實驗。其它實驗條件設(shè)置：TD 4g/L，剝色時間6min，剝色溫度70℃。實驗測得的剝色結(jié)果如圖3所示。

通過觀察上圖可知，隨著pH的升高，染色織物的剝色率逐漸增大。這是因為pH越高，堿性越強，TD的水解速率變快，生成的還原性物質(zhì)與地色染料迅速發(fā)生反應(yīng)，破壞地色染料的發(fā)色基團(tuán) [11]。其中諾威克隆黃F-4G染色織物在pH為9-11時，剝色率較低在50%左右，隨著pH的升高，剝色率顯著增大。在pH為13時，5種染色織物剝色率均能達(dá)到97%以上。綜合各種染料的剝色效果，選擇pH值為13較為合適。

2.2" TD質(zhì)量濃度的影響

對TD的用量做單因素分析，選擇TD的濃度分別為0.1g/L、0.5g/L、1g/L、2g/L、4g/L的條件下做實驗，其它實驗條件設(shè)置：pH值13，剝色時間6min，剝色溫度70℃。實驗測得的剝色結(jié)果如圖4所示。

通過觀察上圖發(fā)現(xiàn)，在TD質(zhì)量濃度0.1g/L～ 1g/L時，棉織物的剝色率在不斷增加，并且增加的幅度較大，尤其是諾威克隆紅S-B和諾威克隆橙EC-3R，剝色率增速較快。當(dāng)TD質(zhì)量濃度在1g/L時，5種染料染色織物均達(dá)到96%以上；當(dāng)TD質(zhì)量濃度超過1g/L，剝色率增速減緩并趨近于不變。這是因為隨著TD質(zhì)量濃度增加，棉纖維內(nèi)外TD分子濃度差減小，當(dāng)質(zhì)量濃度為1g/L時，基本趨近于飽和。綜合以上不同濃度下的剝色率，TD質(zhì)量濃度選擇1g/L。

2.3" 溫度的影響

對溫度做單因素分析，選擇剝色溫度為40℃、50℃、60℃、70℃、80℃的條件下進(jìn)行試驗，其它實驗條件設(shè)置如下：pH值13，TD 1g/L，剝色時間6min?？疾鞙囟葘兩Ч挠绊懀Y(jié)果如圖5所示。

由圖5進(jìn)行分析可知，紅S-B染色織物在40℃時，剝色率就可以達(dá)到90.59%的剝色率，隨著溫度升高，剝色率逐漸升高。其它4種染料染色織物的剝色率隨著溫度的升高，剝色率有明顯提高。這是因為溫度升高，TD分解反應(yīng)速率提高，相應(yīng)瞬間體系中還原性物質(zhì)次硫酸增多，而還原性能與離子濃度有關(guān)，因此溶液還原能力得到進(jìn)一步增強。溫度達(dá)到70℃，生成的次硫酸濃度已達(dá)到最大值，此時剝色率最高，且均在96%以上。繼續(xù)提高溫度，剝色率反而有所下降，故剝色溫度選擇70℃。

2.4" 剝色時間的影響

對剝色時間做單因素分析，選擇剝色時間為30s、1 min、2min、4min、6min的條件下進(jìn)行試驗，其它實驗條件設(shè)置為：pH值13，TD 1g/L，剝色溫度70℃?？疾鞎r間對剝色效果的影響，得到的結(jié)果如圖6所示。

由圖6可知，紅S-B染色織物在剝色時間30s時，即可達(dá)到93.87%的剝色率，隨后再緩慢增大。其余4種染色織物在剝色時間為0-2min時，剝色率有顯著提高，延長時間，剝色率呈現(xiàn)逐漸上升趨勢。當(dāng)剝色時間在6min時，5種染色織物剝色率均能達(dá)到96%以上。

在剝色初始階段，剝色率提升較大，這是因為TD在短時間內(nèi)具有極高的分解速率，分解產(chǎn)生的次硫酸進(jìn)入棉纖維分子內(nèi)部與地色染料迅速發(fā)生反應(yīng)，破壞發(fā)色基團(tuán)。隨著剝色時間的延長，棉纖維內(nèi)外TD分子濃度差減小，反應(yīng)達(dá)到飽和。綜合以上不同時間下的剝色率，剝色時間選擇6min。

綜上所述，對于5種活性染料染色棉織物最優(yōu)剝色工藝為：TD 1g/L 、pH值13、70℃、6min。TD對染色棉織物剝色率都能達(dá)到96%以上。采用此最優(yōu)剝色工藝對染色棉織物進(jìn)行剝色處理，顏色明顯變淡，可達(dá)到很好的剝白效果。

在活性染料地色拔扎染工藝設(shè)計中，適當(dāng)降低拔染溫度，合理調(diào)控pH值、拔染時間、TD質(zhì)量濃度等，能產(chǎn)生色度不一樣的層次與漸變的藝術(shù)效果。可根據(jù)不同的需求效果，選擇不同的扎染工藝條件，制作出雙色甚至多色的拔扎染效果，獲得可控性和創(chuàng)新性相結(jié)合的圖案。

3" 活性染料地色二氧化硫脲拔扎染設(shè)計實踐

拔扎染，是利用繩、麻之類的物品，按照紋樣的構(gòu)思將已染色的織物通過縫、捆、扎的折疊擋壓，在剝色過程中起到防拔的作用，保留織物部分已染色彩[12]。在扎染過程中，扎結(jié)方法的選擇與運用，決定了紋樣的表現(xiàn)效果。扎結(jié)松緊不同、縫扎針距不同、拔染時間、拔染劑對織物的浸透程度不同，都會形成不同的拔扎染效果。

3.1" 單色拔扎染工藝的運用

單色拔染工藝是指對單一染料染色后的棉織物進(jìn)行縫扎、捆扎或夾扎，再用二氧化硫脲剝色。經(jīng)染料染色的棉織物，投入70℃、pH13、1g/L的TD溶液中，織物逐漸褪去顏色，呈現(xiàn)白色，實現(xiàn)拔白效果。控制剝色溫度、pH值、處理時間等，可得到不同程度的拔染。圖7（a）、（b）、（c）為染料全拔，織物經(jīng)縫扎、捆扎、夾扎后浸入TD溶液中，得到拔白效果。圖7（d）為染料半拔，織

物經(jīng)縫扎、捆扎后，浸漬在TD溶液中較短時間（1分鐘左右）便取出，得到漸變的暈染效果。

3.2" 拼色拔扎染工藝的運用

拼色拔染工藝是對將難拔染的染料與易拔染的染料按照一定比例拼色，染色后再進(jìn)行拔扎染。易拔染的染料被二氧化硫脲破壞而褪色，留下難拔染的染料，織物被捆扎部位保留原有的地色，未捆扎部位為難拔染染料的顏色。

根據(jù)剝色實驗結(jié)果和已有數(shù)據(jù)可知，諾威克隆紅S-B、橙EC-3R、黃F-4G、藍(lán)EC-R拔染性能較，易拔白；諾威克隆紅EC-B、海洋藍(lán)S-R拔染后留下淺的地色；諾威克隆黃S-3R和黃EC-2R較難拔染。圖8（a）為諾威克隆海洋藍(lán)S-R和橙EC-3R拼色拔染，織物上把扎部分保持原有地色，其余部分顏色為海洋藍(lán)S-R。圖8（b）為諾威克隆藍(lán)S-R和黃F-4G拼色拔染。圖8（c）為諾威克隆黃S-3R和紅S-B拼色拔染。圖8（d）為諾威克隆黃S-3R和藍(lán)EC-R拼色拔染。

4" 結(jié)論

通過實驗研究與設(shè)計應(yīng)用得出以下結(jié)論：

（1）一般情況下，對活性染料地色拔扎染最優(yōu)工藝條件是：溫度70℃、TD質(zhì)量濃度1g/L、時間6min、pH值13。采用此最優(yōu)剝色工藝條件進(jìn)行處理，剝色率可達(dá)到96%以上，有良好的剝白效果。

（2）在活性染料地色拔扎染工藝設(shè)計中，為產(chǎn)生漸變層次感的藝術(shù)效果，可適當(dāng)減低拔染溫度或合理調(diào)控pH值、拔染時間、TD質(zhì)量濃度等，使其不完全拔染。

（3）將易拔染染料和難拔染染料進(jìn)行拼色，染色后再進(jìn)行拔扎染，可設(shè)計制作不同色彩的多色拔扎染作品。

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New Tie-dyeing Process Based on Thiourea Dioxide Reduction and Color Stripping

XU Ruo-yao， CHEN Xiu-fang

（Department of Modern Garment，Anhui Vocational and Technical College，Hefei Anhui 230011，China）

Abstract： The pattern of traditional tie-dyeing is rich， but the color style is monotonous， mainly white flowers on a dark background. By combining color stripping and tie-dyeing techniques， different styles of tie-dyeing patterns can be realized. The article adopts the experimental comparison method， explore the effects of pH， thiourea dioxide mass concentration， stripping temperature and stripping time on the stripping effect of reactive dyestuff dyed cotton fabric by using thiourea dioxide as the dyeing agent， and determined that the optimal stripping process conditions are thiourea dioxide 1g/L， pH 13， temperature 70℃ and time 6 min. By applying the experimental results to the tie-dyeing， it can be concluded that by using the optimal stripping process conditions， the completely tie-dyeing effect can be obtained; by appropriately reducing the stripping process conditions， the gradual incompletely tie-dyeing effect can be obtained ; by plucking after color-mixing the hard-discharging dyestuff and easy- discharging dyestuff， two-color plucked tie-dyeing works can be obtained .

Key words： reactive dyes；stripping；thiourea dioxide；discharge dyeing

（責(zé)任編輯：周莉）