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    常用黃色植物染料在桑蠶絲上的染色色相比較

    2021-02-06 00:38:50王越平袁辰君
    毛紡科技 2021年1期
    關(guān)鍵詞:黃櫨桑蠶絲石榴皮

    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。

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