橡斗染色工艺复原研究

2020-10-16 11:55毛选波
印染助剂 2020年9期
关键词:棉织物染液特征值

毛选波

(大连大学美术学院,辽宁大连 116622)

中国传统服饰色彩在传统文化中占有重要地位,对现代设计也有深远影响[1-2],但现代人对传统服饰色彩的形成及染色工艺研究较少。中国传统染色工艺世界闻名,曾被国外称为“中国术”[3]。当今,植物染色蓬勃发展,凭借天然、绿色、环保等优势越来越受到人们的关注[4-5],但实际应用却很少与传统服饰色彩文化内涵相结合,很难形成具有中国特色的印染艺术。

本文梳理了清抄本《布经》中记载的橡斗染色工艺,并通过实验分析相关影响因素,确定复原工艺及颜色特征值的变化规律,以促进中国传统服饰色彩的开发和应用。

1 实验

1.1 染料

清抄本《布经》[6]详细记载了橡斗染色棉织物的配方和染料配比(见表1),其中芦花染料用量缺失,需进行定性实验,确定其显色效果。从文献描述来看,橡斗属于皂矾媒染染料,可以染黑灰色调和棕褐色调,也可以作为中间色调整最终色相。由于传统染色工艺具有复杂性,单从文献记载不能准确进行复原,复原色彩主要受染料和操作工艺等因素的影响。染料本身的影响因素包括产地、品种以及采集时间等,较难控制,首选野生橡子。而操作工艺的影响因素包括萃取工艺、浴比、媒染方法、染液用量、染色时间、染色温度、媒染剂种类及用量、染液pH、染色次数等,这些均对颜色特征值产生一定的影响。

表1 清抄本《布经》橡斗染色工艺

鼠毛色又称鼠色、鼠灰、鼠毛灰、鼠皮色、灰鼠色等,像灰老鼠皮毛那样比夜灰略暗而较雁灰略浅的颜色。栗壳色又称栗子色、里皮色、板栗色、栗色等,像栗子皮那样带黑的赭色,常见色相倾向于栗褐色、栗红色、栗黄色、栗棕色、栗子色。沙石色又称沙石黄,像砂岩一般呈中黄偏红。

橡斗即壳斗科麻栎的果壳,又称皂斗、橡碗等。李时珍(明)《本草纲目·橡实》记载:“栎,柞木也,实名橡斗、皂斗。谓其斗刮剜象斗,可以染皂也[7]。”说明橡斗可以染黑色调,是古代常用的黑色染料之一,主要色素成分为没食子酸[8]。苏木是豆科植物苏木的干燥芯材,又称苏方木、苏枋等。苏敬(唐)《唐本草》记载:“苏方木自南海、昆仑来……其木,人用染绛色[9]。”说明苏木可以染红色调,是中国古代著名的红色染料之一,主要色素成分为苏木素和苏木精。黄柏是芸香科植物黄皮树的干燥树皮,又称黄檗、黄木等。司马相如(汉)《子虚赋》记载:“檗离朱杨。”张楫注云:“檗,皮可染者[10]。”说明黄柏是古代著名的黄色染料之一,主要色素成分为小檗碱,是植物染料中唯一的盐基性色素,同时也用于染纸,具有防蛀功效。芦花是乔本科芦苇的干花,主要色素成分尚不明确,染色记载也比较少。广灰即结块的优质生石灰,碱性较强[11],是古代染色常用的碱性剂。青凡别名青矾、皂矾,为硫酸盐类矿物水绿矾的矿石,是古代常用媒染剂之一。

1.2 材料

织物:针织纯棉面料(180 g/m2,10 cm×10 cm)。

试剂:橡斗(9 月采集于黑龙江省碾子山区敖包岭),苏木(康美药业股份有限公司),黄柏(河北省安国市瑞琪中药材有限公司),芦花(11 月采集于黑龙江扎龙国家级自然保护区),皂矾(硫酸亚铁,分析纯,天津市东丽区天大化学试剂厂),无水碳酸钾(分析纯,天津市四通化工厂),柠檬酸(分析纯,天津市北方天医化学试剂厂)。

1.3 仪器

HH-4 数显恒温水浴锅、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),Y571L 型染色摩擦色牢度仪(莱州市电子仪器有限公司),M302 日晒牢度仪(山东莱州电子有限公司),SW-12AⅡ型耐洗色牢度实验机(温州大荣纺织标准仪器厂),Datacolor SF 600电脑测色配色仪(美国Datacolor 公司)。

1.4 色素萃取

称取50 g 植物染料,清洗后粉碎,加入一定量蒸馏水,加热至沸,保温一定时间,趁热过滤并收集萃取液;残渣再加入一定量蒸馏水,根据实验需要重复以上操作多次,过滤,将多次萃取液合并后定容,作为实验染液[12]。不同植物染材的萃取参数见表2。

1.5 染色工艺

1.5.1 直接染色

按照一定浴比,将棉织物投入一定温度染液中浸染一定时间,染毕水洗,阴干。

1.5.2 预媒染

按照一定浴比,将棉织物投入一定温度媒染剂溶液中处理一定时间,再投入一定温度染液中浸染一定时间,染毕水洗,阴干。

1.5.3 同浴媒染

按照一定浴比,将棉织物投入一定温度含有媒染剂的染液中浸染一定时间,染毕水洗,阴干。

1.5.4 后媒染

按照一定浴比,将棉织物投入一定温度染液中浸染一定时间,再投入一定温度媒染剂溶液中处理一定时间,染毕水洗,阴干。

1.5.5 套染

按照一定浴比,将以上染色工艺根据不同次序进行组合染色,染毕水洗,阴干[13]。

1.6 测试

1.6.1 色度

使用电脑测色配色仪测定颜色特征值(L*、a*、b*、c*值),D65光源,10°视角,选5 点测试,取平均值。格拉斯曼颜色混合定律指明,颜色特征值由纯度、色相和明度组成。明度L*值域0~100,数值越高明度越高;色相a*和b*值域都是+127~-128,分别表示从洋红色至绿色、从黄色至蓝色的程度;纯度c*值域0~100,数值越大纯度越高。

1.6.2 色牢度

耐皂洗色牢度按照GB/T 3921—2008《纺织品色牢度试验耐皂洗色牢度》测试;耐摩擦色牢度按照GB/T 3920—2008《纺织品 色牢度试验 耐摩擦色牢度》测试;耐日晒色牢度按照GB/T 8427—2008《纺织品色牢度试验耐人造光色牢度:氙弧》测试。

2 结果与讨论

2.1 颜色特征值的影响因素

2.1.1 媒染方法

由表3、图1可以看出,橡斗直接染色棉织物呈较浅的灰黄色调,说明橡斗色素对棉织物的染色效果较差,只有少量色素与棉织物发生反应,上染率较低,色域较窄,色彩单一;皂矾媒染呈黑灰色调,其中预媒染先吸附媒染剂,再与充足的色素完成络合反应,能够有效增大对棉织物的上染率,但投入充足的染液会使吸附在棉织物上的媒染剂完全消耗,同时也会从棉织物上剥落一些色素,形成络合物沉淀,导致色泽偏浅,适合染浅灰色;后媒染与预媒染正好相反,虽然大量媒染剂会剥落棉织物上的一些色素,但是透染性、匀染性优于预媒染,显色效果也略优;同浴媒染由于染料预先与媒染剂进行络合反应,形成大量沉淀,同时染料在纤维内部扩散不够充分,因此匀染性不如预媒染和后媒染。后媒染的颜色特征值均低于其他媒染工艺,尤其是色相b*值,呈现的黄光较少,导致纯度较低,更适合染黑灰色调。综上所述,染黑灰色调的显色效果大小为后媒染、预媒染、同浴媒染,因此后续实验只探讨后媒染的相关影响因素。

表3 橡斗媒染方法及显色效果

图1 媒染方法对颜色特征值的影响

2.1.2 媒染剂用量

由图2 可知,随着媒染剂用量增加,L*值先下降后上升,当用量达到5 g/L 时,L*值达到最低点;a*值呈下降趋势,绿光逐渐增多;b*值呈上升趋势,黄光逐渐增多;c*值与b*值变化相近,纯度逐渐升高。由此可见,橡斗染黑灰色调价值比较大;L*值作为重要指标,越低效果越好,故优化媒染剂用量为5 g/L。

图2 媒染剂用量对颜色特征值的影响

2.1.3 浴比

由图3 可知,随着浴比的增大,L*值逐渐升高;a*值变化幅度较小;b*值先轻微上升后快速上升;c*值与b*值变化相似,纯度逐渐升高。浴比为1∶20~1∶40时,棉织物出现染色不均匀现象,说明匀染性较差;浴比为1∶40~1∶60时匀染性较好;浴比过高,染液浓度相应减小,对颜色特征值影响过大。优化浴比为1∶40。

图3 浴比对颜色特征值的影响

2.1.4 染色温度

由图4 可以看出,随着染色温度的升高,L*值先逐渐下降后趋于平稳;a*值缓慢上升,绿光逐渐减少;b*值先缓慢下降后趋于平稳,黄光略有减少;c*值与b*值变化相似,纯度略微降低。染色温度升高不仅加剧了色素分子活动性,而且提高了棉织物的膨胀程度,易于进行色素扩散吸附和络合作用,80 ℃时达到染色平衡,色素吸附、络合趋于饱和状态。优化染色温度为80 ℃。

图4 染色温度对颜色特征值的影响

2.1.5 pH

由图5 可知,随着pH 逐渐增大,L*值呈快速上升趋势,颜色变浅;a*值逐渐上升,绿光减少;b*值和c*值呈上升趋势,黄光逐渐增多。由此可见,碱性条件对橡斗棉织物颜色特征值影响较大,尤其是强碱性条件对L*值和c*值影响最为明显。优化pH 为6。

图5 pH 对颜色特征值的影响

2.1.6 染色次数

由图6 可知,随着染色次数的增加,L*值由急速下降转为缓慢下降,当染色次数达到5 次时趋于平稳;a*、b*、c*值均轻微上升,染色次数小于5 次时,棉织物可以不断得到充足的染液和媒染剂,5 次时棉织物染色达到饱和状态,即使再增加染色次数,颜色也不再增深。优化染色次数为5次。

图6 染色次数对颜色特征值的影响

2.2 复原工艺

2.2.1 其他染料的显色效果

由表4 可知,苏木直接染色呈灰橙色调,皂矾媒染呈黑色调;黄柏直接染色呈鲜艳的黄色调,皂矾媒染呈黄色调;芦花直接染色呈米白色,皂矾媒染呈浅灰黄色调。

表4 不同染料及显色效果

2.2.2 复原工艺

由表5 可知,鼠毛色复原工艺A-1 和A-2 可染不同深浅的黑灰色调,色相比较接近文献中的文字描述。栗壳色复原工艺B-1 可染灰黄色调,色相略接近栗子表面的较浅色彩即栗黄色。沙石色复原工艺C-2-2 可染中黄偏红色调,接近文献中的文字描述。橡斗同浴媒染的灰色更适合在套染过程中起调整色相和纯度的作用,在与其他染材套染过程中,能够在较大范围内调整所需色彩。

通过对橡斗染色和套染工艺的研究可以看出,橡斗可染深浅不同的黑灰色调,色相偏微黄,在套染过程中主要起到调和色相和降低纯度的作用,在古代染色工艺中有较为重要的作用。由于来源便利,橡斗是古代常用的黑灰色染料。

表5 复原工艺表

由表6 可知,橡斗色素染色的耐皂洗、耐摩擦及耐日晒色牢度均在3级以上,可满足服用要求。

表6 复原色及色牢度

3 结论

(1)复原了鼠毛色、栗壳色和沙石色,确定了色彩的大致范围。染色棉织物的耐皂洗、耐摩擦及耐日晒色牢度均在3级以上,具有一定的应用价值。

(2)不同媒染方法对橡斗染色棉织物的颜色特征值影响较大,直接染色呈较浅的灰黄色调,皂矾媒染呈黑灰色调,显色效果从大到小为后媒染、预媒染、同浴媒染。

(3)橡斗后媒染优化工艺:浴比1∶40、染液用量100%、染色温度80 ℃、染色时间40 min、皂矾媒染剂用量5 g/L、pH=6、染色5次。

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