常用黄色植物染料在桑蚕丝上的染色色相比较

刘 宁，王越平，袁辰君

(北京服装学院 材料设计与工程学院,北京 100029)

中国的植物染料染色历史悠久， 早在周代就有关于染色的记载[1]，是我国传统文化和民间技艺的载体，具有重要的文化内涵和象征意义[2]。在古代先秦时期的色彩观念中，黄色代表土地之色，位之 “五方正色”中央，是非常重要的颜色。如《周礼·冬官·考工记》记载“东方谓之青，南方谓之赤，西方谓之白，北方谓之黑，天谓之玄，地谓之黄。”黄色象征着庄严、辉煌，是中国儒家思想中地位极高的色彩[3]。

植物染料种类繁多，特别是黄色植物，染色色相各不相同。针对黄色系植物染料，已有研究对其发展历史、研究现状、结构特征等进行了综述性的总结，为本文的研究提供了一定的参考[4-6]。也有研究侧重于摸索黄色植物染料的染色工艺特点和染色色相特征[7-9]，如栀子、槐花、姜黄、黄连等；贾呐等[10]对4种常见黄色植物染料的色素提取及染色进行了研究，了解了染料用量对部分染料色相的影响，但是因染料种类数量有限，对黄色染料色相的探讨不够全面，且染色方法较为单一；刘伟等[11]对红、黄、蓝、黑等多个染料，用单染、复染工艺进行了染色实验，并用多种方法对植物染料染色色相进行了分析，其色彩分析、表征方法给本文提供了借鉴。也有研究对黄色系植物染料，鉴别方法进行了摸索[12]，也有助于对几种黄色染料的了解。

黄色是大自然中最丰富的一类植物染料，色彩生动、色相多变；黄色也是中国古代非常高贵的1个颜色。为了解各黄色植物染料染色的色相差异，本文在前人及本课题组前期研究的基础上，选取9种古今常用的黄色植物染料开展料液比、染色次数对色相影响的实验，对上染效果进行量化表征及色相对比，借助Lab色相坐标对桑蚕丝上染色相进行分析，寻找规律。

1 实 验

1.1 实验材料和仪器

桑蚕丝：桑蚕丝纱线(8.89～9.78 tex，苏州花线厂有限公司)，染色前在65 ℃恒温水浴中处理0.5 h。

染料：槐花、黄柏、姜黄、石榴皮、栀子、柘木、黄连、黄栌、黄芩9种常用黄色干态植物(市购)。

化学试剂：十二水合硫酸铝钾、冰醋酸、碳酸钠(分析纯，北京化工厂)；皂洗用皂片(工业级，中纺标检验认证股份有限公司)。

仪器：AR1140/C型电子分析天平(奥豪斯国际贸易(上海)有限公司)、THZ-82型恒温振荡器(常州国华电器有限公司)、FZ102型微型植物粉碎机(天津市泰斯特仪器有限公司)、Color i7型台式分光光度仪(爱色丽有限公司)。

1.2 染液的制备

将干态植物染料粉碎后，按照料液比1∶25的比例在蒸馏水中浸泡12 h，之后在95 ℃恒温水浴中振荡1 h，过滤后得到料液比为1∶25的浓溶液，待用。

1.3 后媒法、复染法染色

按比例配置所需染液，pH值调节至4，染色浴比1∶50，媒染剂用量5%(owf)，皂片质量浓度2 g/L，其他染色条件见图1。复染为单次媒染后反复多次进行复染(复染法是古代极为常用的染色方法之一)。

图1 染色工艺条件

1.4 色彩测试

使用Color i7型分光光度仪测试染后桑蚕丝的L*、a*、b*、c*值等色度指标。测试前校准，每个试样测试5次，取平均值。

2 结果与分析

本文实验根据染料对桑蚕丝上染的色度值结果，建立以a*值为横坐标，b*值为纵坐标的二维坐标系，观察各样本色相的分布及变化情况。分析9种植物染料色素的色相差异，以及料液比和染色次数对色相的影响。

2.1 不同黄色植物染料的色相

在料液比为1∶100、pH值为4、Al3+媒染剂的条件下采用后媒法对桑蚕丝进行植物染料染色，用分光测色仪测得数据，不同黄色植物染料的a*、b*值分布见图2。

图2 黄色植物染料的染色色相分布

图2以a*值为横坐标、b*值为纵坐标的二维坐标系来表征不同植物染色的色相。在1∶100料液比下，不同黄色染料a*值范围为-6.32～18.59，b*值范围为40.00～67.38，L*值范围为63.11～81.13，c*值范围为32.69～67.74。各自比较如下：

L*值：姜黄>栀子>黄栌>黄柏>柘木>槐花>黄连>黄芩>石榴皮；a*值：黄栌>黄芩>黄连>槐花>石榴皮>栀子>柘木>姜黄>黄柏；b*值：黄连>栀子>槐花>黄栌>黄柏>姜黄>黄芩>柘木>石榴皮；c*值：黄连>黄栌、栀子>槐花>黄柏>姜黄>黄芩>柘木>石榴皮。

将该坐标系分区，按照a*值大小划分为小于-5的冷黄色区域、-5～5的中性黄色区域、大于5的暖黄色区域；水平方向按照b*值大小划分为35～45的弱黄色区域、45～60的中等黄色区域、大于60的强黄色区域，落入同一区域的色彩视为相似。依据该原则，黄柏a*值小于零，属于冷黄光；姜黄、柘木、栀子、石榴皮等属于中性黄；其他植物为暖黄光。位于b*轴最上端的栀子、黄连、槐花、黄栌4个染料的黄光非常强；几种植物中石榴皮的黄光最弱，其他属于中等黄度。

2.2 料液比对黄色植物染色色相的影响

选择槐花、黄柏、栀子、柘木、黄栌5个染料，设定料液比为1∶50、1∶100和1∶200这3个梯度，染色pH值为4、媒染剂为Al3+的条件下采用后媒法对桑蚕丝染色，用分光测色仪测得数据见表1。

由表1可知，随着料液比的增加，各染料染色的L*值呈现逐渐减小的规律；大部分染料随着料液比的增加b*值增大，但有些染料b*值增幅很大，如栀子,有些染料增幅很小，甚至不变，如槐花等；大部分染料随着料液比的增加a*值稍有增大，即随料液比增大色相偏暖，如柘木、栀子；b*值增幅大于a*值。

整体来看，随料液比增加，a*值、b*值、c*值增大，L*值减小。但随着料液比的增大，a*值、b*值、L*值并非呈线性变化。黄色相中，a*值最大值出现在黄栌料液比1∶50时色相最暖；b*值最大值出现在栀子料液比1∶50时，黄光最强；此条件下栀子的c*值也最大。

2.3 染色次数对黄色染料染色色相的影响

复染是中国古代常用的一种染色工艺。在单染的基础上选取槐花、黄柏、栀子染料对桑蚕丝进行复染，实验设计为染色1～5次，在料液比为1∶100、染色pH值为4、媒染剂为Al3+的条件下采用后媒法对桑蚕丝染色，不同染色次数下黄色植物染料对桑蚕丝染色的色度值见表2。

表2 不同染色次数下黄色植物染料对桑蚕丝染色的色度值

由表2可知，随着染色次数的增加，各染料的L*值呈现逐渐减小的规律，a*值逐渐增大；随着染色次数的增加b*值增大，增大到一定程度时不再上升开始波动。随染色次数的增加，栀子的色相变化较大，而槐花变化较小。

整体来看随着染色次数的增加，L*值减小、a*值增大，b*值、c*值先增大，稳定后上下波动。即复染后，色相偏暖，染料不同黄光增强效果不同。

2.4 黄色植物染料上染桑蚕丝的色相分布

以a*值为x轴，b*值为y轴，将实验的所有色相数据分布在该色相坐标系中，黄色植物染料对桑蚕丝的染色色相分布见图3。

图3中表征黄度的b*值范围为40～80，表征冷暖度的a*值范围为-6～21，L*值范围为53～84。大多数为暖黄色调，少数为冷黄色调。黄色系中b*值的最大值均出现在多次复染工艺中。

图3 黄色植物染料对桑蚕丝的染色色相分布

3 结 论

本文通过将黄连、槐花、栀子、黄柏、姜黄、黄栌、黄芩、石榴皮、柘木9种黄色植物染料用于桑蚕丝，并进行染色测色实验探寻色相变化规律，得到以下几点。

①从b*值看，黄连、栀子、槐花的黄光强度较强；黄柏、姜黄、黄栌、黄芩、柘木呈中等黄光；石榴皮呈弱黄光；b*值大于40，可归于黄色染料。

②从a*值看，自然界来源丰富的黄色染料，色相也丰富、多变，有a*值大于10的黄栌、黄芩等暖黄色，有a*值上小于-5的黄柏等冷黄色，还有a*值范围为-5～5的槐花、黄连、栀子、石榴皮等中性黄色。

③多数染料随料液比增加、染色次数增加，明度L*值逐渐减小，黄度b*值增大，a*值增大，朝暖色方向偏移，颜色趋于饱和。但是料液比过大、染色次数过多，b*值仅在小范围波动。料液比增加、染色次数增加时，色相变化规律基本一致。

④黄色系中b*值和c*值的最大值均出现在多次复染工艺中。多次复染后黄色b*值提高，可得到较深的黄色，但不同料液比下的黄色由浅至深，可得到深浅更丰富的黄色。植物染料因成分复杂，不同染料在2种染色工艺下所表现出的色度值变化规律不尽相同。