研究与技术

丝织物苏木染色色谱的关键影响因素

赵志军1a, 刘洪澍2, 刘剑虹1b

(1.齐齐哈尔大学 a.美术与艺术设计学院;b.材料科学与工程学院,黑龙江 齐齐哈尔 161006; 2.辽宁大学 文学院,沈阳 110136)

摘要:苏木为古代著名的红色染料,具有很高的艺术价值和应用价值。丝织物苏木染色一直受外界因素影响,文章采用水煎法萃取苏木染液,设定不同的染色工艺研究工艺参数对染色色谱的影响规律。通过对关键影响因素的单因素试验,进行显色比较与分析。结果显示,苏木染液质量分数、染色时间、pH值、媒染剂种类及质量浓度、媒染工艺等对丝织物色光变化均有影响。其中苏木染液质量分数、媒染剂种类及媒染工艺、媒染剂质量浓度、pH值对丝织物色光影响较大,并呈一定的变化规律,最佳染色时间30 min。苏木丝织物显色范围广泛,色彩丰富,适用于植物染色服饰品的开发与应用。

关键词:中国传统服饰;服饰色彩;染色技艺;植物染色;苏木;色谱

苏木在传统服饰染色中涉色广泛,色相丰富,具有很高的艺术价值和应用价值,倍受当代专家和学者的关注,在色素萃取和染色性能上取得了一定的成果[1-2]。苏木染色适用于丝、毛、棉、麻,通过改良和改性均能达到现代服用要求[3-4],但少有苏木染色显色分析的报道,致使对苏木色谱范围缺少规律性认识。本文通过对苏木染色关键影响因素的单因素试验,进行显色比较与分析,总结其色光变化规律,有利于苏木色谱的普及和应用,同时也为古代织物复原提供参考数据。

1 染料及关键影响因素

苏木,为豆科植物苏木的干燥心材,是古代著名的红色染料[5]。植物染料一般受染料来源条件和染色操作条件两大因素影响。染料来源条件包括分布区域、栽培土壤、气候变化、采伐季节等,这些外界因素对提取液的色素含量有一定影响,但同条件下获得的植物染料对所染色光变化较小。染色操作条件包括染液质量分数、媒染剂种类及媒染工艺、媒染剂质量浓度、染色时间、pH值等,这些关键因素对所染色彩有一定影响[6-7]

2 试 验

2.1 材料与仪器

织物:真丝双绉,平方米质量90 g/m2(杭州方大丝绸有限公司)。

染料与试剂:广西产苏木(市售),白矾(硫酸铝钾,哈尔滨化工化学试剂厂),皂矾(硫酸亚铁,天津市东丽区天大化学试剂厂),无水碳酸钾(天津市四通化工厂),柠檬酸(天津市北方天医化学试剂厂),试剂均为分析纯。

仪器:HH-4数显恒温水浴锅(北京市永光明医疗仪器有限公司),pHS-2C型酸度计(北京市永光明医疗仪器有限公司),5102型电子天平(常州第一纺织设备有限公司),CrelagMaebethTMCol-orEye®2180UV计算机测色配色仪(中国台湾瑞比公司)。

2.2 方 法

2.2.1 苏木色素的萃取工艺

据文献《多能鄙事》[8]记载,苏木色素可溶于水,故采用水煎法[9]。称取200 g苏木染料,粉碎,略冲洗,按照料液比1︰10,加入2 L清水中,浸泡24 h,加热至沸,待水分蒸发至1.6 L时,用200目网筛趁热过滤并收集染液,为苏木一汁,待用。重复操作第2次,为苏木二汁,待用。反复操作共4次,将4次萃取染液各取1 L混合,为苏木混汁,共4 L,待用[10-11]

2.2.2 染色工艺

直接染色法[12-13]:将萃取的苏木色素配制成染色染液,将丝织物投入染液中,在达到一定温度和时间的条件下进行浸渍染色,可通过增加染色次数,适当加深颜色。

媒染工艺:媒染工艺分为前媒法、同媒法和后媒法[14-15]。前媒法,首先将丝织物用媒染剂溶液处理,然后放入达到一定温度的苏木染液中,使染浴中的染料与丝纤维上的媒染剂发生络合反应,浸染一定时间后水洗,阴干;同媒染,将丝织物放入达到一定温度的苏木染液和媒染剂的同浴中,完成络合反应,浸染一定时间后水洗,阴干;后媒染,将丝织物放入达到一定温度的苏木染液中浸染一定时间后,再用媒染剂进行络合反应,最后水洗,阴干。

2.2.3 检 测

在CrelagMaebethTMCol-orEye®2180UV计算机测色配色仪上测定色样的Labc值,每个色样共取5点,取平均值。其中,L表示明度、a表示红绿值、b表示黄蓝值、c表示彩度。

3 结果与分析

3.1 苏木染液质量分数对色光的影响

明代刘基《多能鄙事》中“小红色,‘苏木头汁’‘第二汁’”,说明古代对染液质量分数有较严格的要求。在浴比1︰50,染色时间30 min,染色温度60 ℃的条件下,将苏木色素一汁、二汁、混汁染液质量分数设为100%,对其按倍数梯度稀释,采用100%、50%、25%、12.5%、6.25%、3.125%共6种不同苏木染液质量分数对丝织物进行直接染色,其染色结果见表1。

表1 苏木染液质量分数对染色织物色光的影响
Tab.1 Effect of sappanwood mass fraction on the color values of the dyed fabrics

质量分数/%一汁L﹡a﹡b﹡c﹡色样二汁L﹡a﹡b﹡c﹡色样混汁L﹡a﹡b﹡c﹡色样10054.3827.3232.8742.7559.4827.2928.0739.1757.1229.8836.7447.365056.4726.6731.8041.5161.2726.1929.7739.6659.2528.4333.6944.092559.4425.7430.4039.8565.8422.9929.2337.2263.6524.1528.9437.7012.565.1823.4428.2736.7371.0818.9024.9531.3369.5718.9523.2530.016.2568.6318.0521.2627.8977.1113.5921.3725.3376.8213.2116.5921.223.12569.1713.5515.7120.7576.9413.4812.6618.6480.2910.3611.9515.82

由表1可知,随着苏木染液质量分数的降低,L值明显上升,abc值逐渐下降。苏木染液质量分数对丝织物色光有较大的影响,其中对明度影响最大,呈由浅到深的变化规律,色彩呈橙灰色。苏木染液质量分数较高时,色相清晰、明确,质量分数较低时,明度较浅,纯度较低。由此可见,苏木染液质量分数决定丝织物的上染量。染小红色取“苏木头汁”和“第二汁”主要考虑小红色为较深的颜色,苏木染液质量分数高有利于降低明度,达到较深的色彩。

3.2 媒染剂种类及媒染工艺对色光的影响

苏木之所以为古代红色染料,是因为与白矾媒染呈红色系。如西晋《南方草木状》中“苏枋,树类槐花,黑子,出九真,南人以染绛,渍以大庾之水,则色愈深”;唐代《唐本草》中“其木,人用染绛色”;明代《本草纲目》中“苏木,人用染绛色”等。同时也可以与皂矾媒染,如明代《本草纲目》中“苏木,煎汁忌铁器,则色黯”,清代抄本《布经》中“青莲,浅月白脚地,苏木八斤,青凡五斤”。使用白矾和皂矾分别为媒染剂,在浴比1︰50,染色时间30 min,染色温度60 ℃,pH7.5的条件下,改变苏木混汁质量分数对丝织物进行不同媒染工艺,其显色结果见表2、表3。

表2 白矾及媒染工艺对染色织物色光的影响
Tab.2 Effect of alumen and the dyeing process on the color values of the dyed fabrics

质量分数/%前媒L﹡a﹡b﹡c﹡色样同媒L﹡a﹡b﹡c﹡色样后媒L﹡a﹡b﹡c﹡色样10029.4259.4512.8160.6740.7150.6815.2452.2447.8538.6814.3940.925033.4057.5312.3158.7245.8247.0414.8649.3454.2733.9613.3336.892538.5157.4111.9456.7251.9141.5014.8544.0961.8928.8313.2131.7212.545.8752.2011.7253.5560.3934.1414.4337.0769.3022.6111.6525.456.2553.0844.439.5245.4467.4728.5512.0531.0071.1918.5610.5621.363.12557.6240.488.8041.4374.5921.8710.2624.1679.3012.136.8613.94

表3 皂矾及媒染工艺对染色织物色光的影响
Tab.3 Effect of melanteritum and the dyeing process to the color values of the dyed fabrics

质量分数/%前媒L﹡a﹡b﹡c﹡色样同媒L﹡a﹡b﹡c﹡色样后媒L﹡a﹡b﹡c﹡色样10023.296.543.217.3028.365.270.225.2923.525.792.576.345025.586.311.016.4033.414.490.394.4928.836.761.776.992532.046.99-1.157.0941.815.001.055.1137.226.962.227.3112.543.326.61-0.756.6648.025.491.615.7247.576.456.949.496.2554.385.560.895.6454.906.402.516.8756.726.3610.5012.283.12559.675.972.996.6854.146.566.096.9661.416.7214.7515.93

由表2、表3可知,使用白矾为媒染剂,随着苏木混汁质量分数的下降,L值升高,abc值均逐渐下降。丝织物色光呈由深到浅、由纯到灰的变化,呈紫红色。不同白矾媒染工艺显色效果优劣依次为:前媒染>同媒染>后媒染。使用皂矾为媒染剂,随着苏木混汁质量分数的下降,L值升高,a值前媒染、同媒染和后媒染均变化不大;b值前媒染有少许变化,主要表现为由高到低,又由低到高。同媒染和后媒染逐渐上升;c值前媒染和同媒染变化不大,后媒染逐渐上升。丝织物色光主要呈由深到浅、由纯到灰的变化,呈紫灰色。皂矾媒染工艺除了前媒染,同媒染和后媒染在染液质量分数较低时匀染性较差,不宜控制色相。不同皂矾媒染工艺显色效果优劣依次为:前媒染>同媒染>后媒染。

3.3 媒染剂质量浓度对色光的影响

清代抄本《布经》中“虾子色,鱼肚白脚地,苏木九斤,白凡六斤;燕尾青,宝石蓝脚地,苏木九斤,白凡五斤”,说明根据所染色彩需选择不同媒染剂质量浓度。使用白矾、皂矾为媒染剂,在苏木混汁质量分数50%,浴比1︰50,染色温度60 ℃,pH 7.5的条件下,改变媒染剂质量浓度对丝织物进行前媒染,其显色效果见表4。

表4 媒染剂种类及质量浓度对染色织物色光的影响
Tab.4 Effect of the mass fraction of the mordants on the color values of the dyed fabrics

质量浓度/(g·L-1)白矾媒染L﹡a﹡b﹡c﹡色样皂矾媒染L﹡a﹡b﹡c﹡色样0.3236.8557.368.0357.9218.153.274.425.780.6333.2860.6011.1561.6218.273.704.555.621.2532.4460.9111.4261.9819.623.294.415.522.533.4161.2811.9362.4422.455.522.446.04534.8061.8013.3962.2323.646.391.746.631036.5860.5214.8162.3124.646.291.906.582040.1157.2714.7859.1426.146.811.616.104044.0652.1315.6554.4326.676.921.536.99

由表4可知,使用白矾为媒染剂,媒染剂质量浓度在0.32~1.25 g/L时,随着浓度的增加,L值下降,明度降低;abc值均逐渐上升,色光偏红,纯度升高。媒染剂质量浓度在2.5~40 g/L时,随着质量浓度的增加,L值上升,明度升高;a值下降,b值上升,色光偏红黄;c值下降,纯度降低。由此可见,白矾为媒染剂时,媒染剂质量浓度对色光变化较大,改变媒染剂的质量浓度可以适当调整色光变化。使用皂矾为媒染剂,随着媒染剂质量浓度的增加,L值缓慢上升,明度逐渐升高;a值上升,b值下降,色光由冷变暖;c值变化不大。由此可见,皂矾为媒染剂时,媒染剂质量浓度对色光变化较小,主要表现在明度和冷暖色上。“虾子色”和“燕尾青”均是使用不同质量浓度的媒染剂来改变色光实现的。

3.4 pH值对色光的影响

清代抄本《布经》中“紫檀色,川棓七斤,苏木十八斤,白凡三斤,青凡四两,广灰半斤;玫瑰紫,苏木三十斤,白凡四斤,稻柴灰水”,均使用广灰或稻草灰作为碱剂来调整色相。使用白矾和皂矾为媒染剂,在苏木混汁质量分数50%,浴比1︰50,白矾、皂矾质量浓度均为5 g/L,染色时间30 min,染色温度60 ℃的条件下,改变苏木染液pH值(加热前)对丝织物进行前媒染,其显色结果见表5。

表5 pH值对染色织物色光的影响
Tab.5 Effect of the pH on the color values of the dyed fabrics

pH值白矾媒染L﹡a﹡b﹡c﹡色样皂矾媒染L﹡a﹡b﹡c﹡色样4.557.0025.7431.2640.5130.639.692.9310.135.055.5629.7029.1141.6223.017.332.537.765.539.7852.1814.4954.1623.036.392.376.826.037.0455.0813.6256.6223.506.701.746.926.534.7756.1412.6557.5524.876.791.066.887.032.8658.1710.7859.1723.886.120.306.147.535.5961.9113.1163.2824.816.730.526.758.035.9163.0313.4464.4524.696.470.576.508.535.9562.1112.4063.3324.506.330.046.339.034.4361.628.6362.2325.076.67-1.486.849.534.1160.284.0360.4228.755.53-5.147.5510.041.3954.77-3.5454.8938.773.55-6.747.63

由表5可知,使用白矾为媒染剂时,pH值对丝织物色光影响很大;丝织物的色光发生明显变化,呈不同色调。白矾为媒染剂时,在4.5≤pH值≤5.0条件下,随着酸性增强,色光偏黄,较不稳定;在5.5≤pH值≤8.0条件下,随着pH值升高,L值下降,a值升高,b值变化不大,色光逐渐偏红;在8.5≤pH值≤9.5条件下,随着碱性增强,Lac值变化不大,b值下降,色光逐渐偏紫。由此可见,不同pH值致使苏木色素发生变化,使丝织物色光发生改变。“玫瑰紫”就是通过加稻柴灰水增加pH值,来实现色光偏紫。

使用皂矾为媒染剂时,pH值对丝织物色光影响较小。只有在强酸和强碱的条件下,L值升高,明度变浅;abc值有小幅度变化。“紫檀色”是通过皂矾与苏木或五倍子进行媒染来降低纯度和改变色相实现的。

3.5 染色时间对染色织物色光的影响

明代刘基《多能鄙事》中“小红色,‘入黄绢浸半时许’‘浸片时扭起’‘浸半时许’”,说明古代染色时间对所染织物的色光稳定性有影响。这些时间节点的控制主要用于判断浸染色彩的成熟度,即色彩最佳纯度、明度和色相。只有在每个浸染过程中达到色彩最佳状态,才能有效地进行套染,同时依靠视觉经验或显色数据完成色彩重现性。使用白矾为媒染剂,在苏木混汁质量分数50%,浴比1︰50,质量浓度为5 g/L,染色温度60 ℃,pH 7.5的条件下,改变染色时间对丝织物进行前媒染,其显色结果见表6。

表6 染色时间对染色织物色光的影响
Tab.6 Effect of the dyeing duration on the color values of the dyed fabrics

染色时间/minL﹡a﹡b﹡c﹡色样147.1951.7914.1853.71543.3456.6913.7558.341039.8059.2613.5660.792035.3959.7812.7061.123035.7259.6112.6860.954035.9859.2012.5360.515035.2958.7312.1959.986034.5358.3111.6059.45

由表6可知,染色时间对丝织物色光有一定影响,染色1~20 min,L值下降,明度呈由浅到深的变化;a值上升,b值下降,色光偏红;c值上升,纯度呈由灰到纯的变化。当染色时间达到30 min时,丝织物的各颜色特征值趋于稳定,变化较小,色彩呈紫红色,说明丝织物的上染量已经达到饱和状态,色光不再变化。由此可见,浸染30 min为最佳染色时间。小红色染色时间为“半时许”,为最佳染色时间,色光达到稳定程度。“片时”色光较不稳定,为套色而调整色调的手段。

4 结 论

苏木染色关键影响因素对丝织物色光均有影响,并具有一定的变化规律,决定着色彩的艺术价值和应用价值。从显色范围来看,涉色范围广泛,色调丰富。其范围内的色彩自然、古朴、优雅,均具有一定的艺术性。植物染料来源于自然,其显色效果也表现于自然,并经过几千年的文化洗礼,体现了独特的人文情怀,其色彩的艺术价值不容忽视,在研究染色性能的同时也要注重色彩的表现效果。

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The key factors influencing Sappanwood dyeing chromatography of silk fabrics

ZHAO Zhijun1a,LIU Hongshu2,LIU Jianhong1b

(1a.College of And Art & Design; 1b.College of Material Science and Engineering, Qiqihar University, Qiqihaer 161006, China;2.College of Liberal Arts, Liaoning University, Shenyang 110136, China)

Abstract:Sappanwood is well known to dye red fabrics in history. It has a high artistic value and application value. Traditional Sappanwood dyeing of silk is influenced by certain factors. The influence rule of dyeing parameters on dyeing chromatography was studied by hot water extraction of Sappanwood dye liquor. And the key factors were analyzed by the single factor experiment. The results show that the dye concentration, the dyeing duration, the pH value, the mordant type and concentration as well as the mordant dyeing process influence the color and brightness of the fabric. Among them, the dye concentration, the mordant type and concentration, the mordant dyeing process and the pH value mostly influence color and brightness of the fabric, and certain change rules are shown. The optimum dyeing duration is 30 min. The coloration range of Sappanwood fabric is wide. the colors are also abundant. So it is suitable for the development and application of plant dyed apparel.

Key words:Chinese traditional costumes; dress color; dyeing technology; plant dyeing; Sappanwood; chromatography

DOI:10.3969/j.issn.1001-7003.2017.05.002

收稿日期:2016-05-23;

修回日期:2017-04-13

基金项目:黑龙江省教育科学“十三五”规划度重点课题项目(GJB1316109);黑龙江省哲学社会科学研究规划项目(16YSE16);黑龙江省教育厅基本业务专项人文面上项目(135109544)

作者简介:赵志军(1979),男,讲师,主要从事植物染色、草木染艺术、装饰艺术设计研究。

中图分类号:TS193.5

文献标志码:A

文章编号:1001-7003(2017)05-0006-06 引用页码: 051102