真丝织物的五倍子染色工艺及色度表征

徐菲 赵志军 刘洪澍 李东 刘剑虹

摘要： 五倍子是古代最著名的黑色染材，为了证实五倍子染黑色系的色谱范围和应用价值，采用水煎法萃取色素，对真丝织物进行不同染色工艺研究，把所得颜色特征值进行色度表征，确定了五倍子传统染色工艺的显色规律及色彩L*、a*、b*、c*值的范围。试验结果表明：直接染色工艺色域较窄，与其他黄色染材相比不具有开发价值；五倍子真丝织物前媒染工艺呈微冷灰色由深到浅的变化，同媒染工艺呈微冷灰色到中性灰的变化，后媒染工艺呈微冷灰色。五倍子真丝织物传统染色工艺的颜色特征值明度L*值在30.55～56.54。五倍子染液质量分数在3.125%～6.25%时显色效果最为明显，使用较少的染液即可实现较深的明度。

关键词： 真丝织物；植物染色；五倍子；色谱；染色工艺

中图分类号： TS193.1

文献标志码： A

文章编号： 1001-7003（2017）12-0012-05

Abstract： Gallnut was one of the most popular black dyes in ancient China. To verify the chromatographic range of the black color series and the application value of gallnut dyeing， the pigment was extracted by decocting method to study different dyeing process of real silk fabrics. Then， chromaticity characterization was done for the characteristic values of colors to confirm the coloration rule of traditional dyeing process and value range of color L*， a*， b*， c*. The results indicate that the color range of direct dyeing process is narrow， and it has no development value， compared with other yellow dyes. The pre-mordant dyeing of gallnut dyeing of real silk fabrics shows a range of light cold gray colors from strong to weak， while simultaneous mordant dyeing presents a range of colors from light cold gray to gray， and the post-mordant dyeing shows light cold gray colors. The lightness value L* of gallnut dyeing of real silk fabrics is around 30.55-56.54. The best dyeing effect was obtained from the gallnut dye concentration of 3.125%-6.25 % and darker effect could be obtained from the low concentration.

Key words： real silk fabric； plant dyeing； gallnut； chromatography； dyeing process

五倍子染黑灰色系自古以来被广泛应用，其历史悠久[1]。五倍子传统染色工艺较少使用直接染色工艺，因染色后色牢度较低，多数需与皂矾进行媒染，派生出不同色彩，在整个中国传统服饰色谱中起到至关重要的作用[2-3]。五倍子染色对真丝织物具有较好的亲和力，显色效果优异，独具特色[4]。本文使用传统染色工艺对真丝织物进行染色，确定五倍子传统染色工艺的显色规律及色彩L*、a*、b*、c*值的范围，对不同染色工艺所得颜色特征值进行表征，其成果将有利于开发五倍子染色色域，促进古代织物色彩复原和纺织领域的应用。

1 五倍子染料

五倍子，别名百虫仓、棓子、五棓子等。为漆树科植物盐肤木、青麸杨或红麸杨的幼枝嫩叶受五倍子蚜虫寄生刺激后形成的一类虫瘿。按外形不同，分为“肚倍”和“角倍”[5-6]。五倍子色素主要成分为鞣质，即五倍子鞣质，也称中国鞣质，四川生产的五倍子含鞣质达60%～77%。属于水解类植物多酚，因结构中含有较多的羟基、羧基，易与不同金属离子形成络合物，使织物显示不同的颜色特征值，同时也使色素分子牢固地固着在纤维上，从而获得良好的皂洗色牢度和摩擦色牢度[7-8]。

2 试 验

2.1 材料与仪器

材料：真丝双绉（平方米质量90g/m2），四川产五倍子角倍（成都市都江堰春盛中药饮片有限公司），皂矾分析纯（天津市东丽区天大化学试剂厂）。

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），CrelagMaebethTM Col-orEye 2180UV计算机测色配色仪（美国爱色丽公司），网筛（市售）。

2.2 方 法

2.2.1 色素萃取

為了接近古代萃取工艺，本试验采用水煎法[9-10]。称取200g五倍子染料，粉碎，略冲洗，按照料液比1︰10，加入2L清水中，浸泡24h，加热至沸，待水分蒸发至1.6L时，用200目网筛趁热过滤并收集染液。反复操作2次，将所得染液混合，共3.2L，待用。将萃取的五倍子染液质量分数设为100%，然后按倍数加水梯度稀释，分别达到100%、50%、25%、12.5%、6.25%、3.125%，以下试验均按此配比实施。

2.2.2 染色工艺[11]及结果

1）直接染色工艺：将真丝织物投入五倍子不同质量分数的染液中，在浴比1︰30、染色时间30min、染色温度70℃、pH7.5（加热前）的条件下进行浸渍染色，然后水洗，阴干。其显色结果见图1。

2）前媒染工艺：先将真丝织物投入5g/L皂矾水中处理15min，然后放入浴比1︰30、染色温度70℃、pH7.5（加热前）条件下，五倍子不同质量分数的染液中浸染30min，然后水洗，阴干。其显色结果见图2。

3）同媒染工艺：将真丝织物放入五倍子不同质量分数的染液和媒染剂的同浴中，在浴比1︰30、皂矾质量浓度5g/L、染色温度70℃、pH7.5（加热前）的条件下浸染30min，然后水洗，阴干。其显色结果见图3。

4）后媒染工艺：将真丝织物放入浴比1︰30、染色温度70℃、pH7.5（加热前）的五倍子不同质量分数的染液中浸染30min后，再投入质量浓度5g/L的皂矾水中处理15min，最后水洗，阴干。其显色结果见图4。

2.2.3 色度检测

在CrelagMaebethTM Col-orEye 2180 UV测色配色仪上测定色样的L*、a*、b*、c*数值。每个色样共取5点，取平均值。

3 结果与分析

3.1 直接染色工艺的颜色特征值表征

直接染色工艺对颜色特征值的影响如图5所示。

由图5可见，随着五倍子染液质量分数的升高，颜色特征值的明度L*值逐渐下降，整体数值偏高，深浅跨度较小，明度为高色调。色相b*值和纯度c*值的数值变化接近并逐漸升高，染液质量分数在25%～100%较为平稳，呈纯度较低的灰黄色。色相a*值一直很低，变化非常小，说明五倍子直接染色工艺所染的黄色系中含有微量的红色，导致色相偏暖。由此说明，五倍子直接染色工艺所染的黄色，呈浅暖灰黄色，色域较窄，色彩变化较为单一，与其他黄色系染材相比不占有优势，其直接染色工艺的开发价值不大。

3.2 不同媒染工艺的颜色特征值表征

前媒染、同媒染和后媒染工艺对颜色特征值的影响，如图6所示。

由图6（a）可见，随着五倍子染液质量分数的升高，五倍子前媒染颜色特征值的明度L*值从37.87逐渐升高至42.32，表现为黑色。色相a*、b*值和纯度c*值的数值非常低，变化非常小，说明五倍子经皂矾媒染后，黄光和微量的红光几近消失，呈微冷灰色由深到浅的变化。由此说明，前媒染工艺所染的黑色系明度色阶较短，明度L*值在37.87～42.32，应用价值有所局限。

由图6（b）可见，随着五倍子染液质量分数的升高，五倍子同媒染颜色特征值的明度L*值由37.53逐渐升高至56.54，跨度变化较大。色相a*、b*值变化较为接近，由微量的蓝绿色光转为非常低的红黄色光，纯度c*值由高到低，变化较小，致使所染色彩呈微冷灰色到中性灰的变化。由此说明，同媒染工艺所染的黑色系明度色阶略短，明度L*值在37.53～56.54，应用价值略有局限。

由图6（c）可见，随着五倍子染液质量分数的升高，五倍子后媒染颜色特征值的明度L*值由30.55逐渐升高至51.58，跨度变化较大。色相a*值变化非常小，均为负值，一直存在微量的绿光。b*值略有变化，由负值转为正值，即微量的蓝光转为微量的黄光。由于其他色光的存在，纯度c*值呈由高到低的微量变化。从整体来看，色彩呈微冷。由此说明，后媒染工艺所染的黑色系表现为偏冷灰黑色，明度L*值在30.55～51.58，应用价值有所提升。

从作用机制看，五倍子鞣质在染色时与铁离子反应形成黑色沉淀，从而在真丝织物上着色。皂矾在媒染络合的过程起到强势的作用，对染液的亲和力较高，削弱了染料原有的显色基团，形成黑色系显色基团。3种染色工艺形成差异的原因主要是媒染剂质量浓度偏离最佳配比，随着五倍子染液质量分数增加，染浴中五倍子色素不能完全转化为黑色，致使明度L*值逐渐上升。

前媒染工艺使媒染剂以固定的用量吸附于织物上，染色时不能通过数量补充的变化影响显色，导致明度变化较小，数值范围有限；后媒染工艺是染液先与织物发生吸附，再入媒染剂形成络合反应，当染液质量分数过高时，一方面媒染剂质量浓度相对不足，五倍子色素不能完全转化为黑色；另一方面完成络合反应的色素沉淀也可能向媒染液中转移，使整体明度呈由低到高的变化。同媒染工艺在投入织物前，媒染剂与染液均以较充分的用量预先在染浴中反应，不存在某种成分不足的问题，故显色结果由前述机制主导，即五倍子染液质量分数超过最佳配比值时，过量的染液反而使显色效果变差，导致明度偏高。

综上所述，真丝织物五倍子媒染颜色特征明度值主要由媒染剂质量浓度控制，显色效果由媒染剂主导，同时也受鞣质浓度的影响。本试验给出的五倍子媒染最佳配比为：皂矾媒染剂质量浓度为5g/L时，五倍子染液质量分数为3.125%。

4 结 论

1）五倍子真丝织物直接染色工艺呈浅暖灰黄色，色域较窄，与其他黄色染材相比不具有开发价值。

2）五倍子真丝织物前媒染工艺呈微冷灰色由深到浅的变化，同媒染工艺呈微冷灰色到中性灰的变化，后媒染工艺呈微冷灰色。五倍子真丝织物传统染色工艺的颜色特征值明度L*值在30.55～56.54。

3）从五倍子染黑色的价值来看，后媒染工艺染色的明度数值最低，深度最深，价值也最大。五倍子染液质量分数在3.125%～6.25%时即可得到明显的显色效果，使用较少的染剂即可实现较深的明度，对五倍子染真丝织物具有重要的指导意义。

参考文献：

[1]位丽.五倍子染料的提取及其在羊毛织物上的染色性能研究[J].染整技术，2010，32（2）：20-22，56.

WEI Li. Extraction of gallnut dye and its application on wool fabrics[J]. Textile Dyeing and Finishing Journal，2010，32（2）：20-22，56.

[2]戴桦根，董杰，夏建明.牛奶蛋白针织物的五倍子天然染料染色[J].印染，2010（9）：19-22.

DAI Huagen， DONG Jie， XIA Jianming， et al. Dyeing of milk protein knits with natural gallnut dyes[J]. Dyeing & Finishing，2010（9）：19-22.

[3]刘红丹，朱泉，商成杰.天然染料媒染剂的媒染性及抗菌性[J].印染，2012，38（9）：10-14.

LIU Hongdan， ZHU Quan， SHANG Chengjie. Mordant dyeing behaviors and anti bacterial property of cotton fabric with natural dyes[J]. Dyeing & Finishing，2012，38（9）：10-14.

[4]刘文晶，李英富，隋燕玲，等.生物酶/超声波法五倍子天然染料的提取及其染色性[J].毛纺科技，2010，38（10）：11-14.

LIU Wenjing， LI Yingfu， SUI Yanling， et al. Extraction of gallnut dyestuff by biological enzyme/ultrasonic method and its dyeing ability[J]. Wool Textile Journal，2010，38（10）：11-14.

[5]李志國，杨文云，夏定久.中国五倍子研究现状[J].林业科学研究，2003，16（6）：760-767.

LI Zhiguo， YANG Wenyun， XIA Dingjiu. Study on Chinese gallnut[J]. Forest Research，2003，16（6）：760-767.

[6]夏定久，赖永祺，何剑中，等.我国的五倍子资源[J].林产化学与工业，1985，5（4）：40-46.

XIA Dingjiu， LAI Yongqi， HE Jianzhong， et al. China gallnut resource[J]. Chemistry & Industry of Forest Products，1985，5（4）：40-46.

[7]余志成，周秋宝.五倍子色素对真丝的染色机理及性能研究[J].纺织学报，2003，24（3）：187-189.

YU Zhicheng， ZHOU Qiubao. Study of the dyeing mechanism and properties of gallnut for silk fabrics[J]. Journal of Textile Research，2003，24（3）：187-189.

[8]乔彩云，李建科.五倍子及五倍子单宁的研究进展[J].食品工业科技，2011，32（7）：458-462.

QIAO Caiyun， LI Jianke. Research progress in galla chinensis and gallic tannins[J]. Science and Technology of Food Industry，2011，32（7）：458-462.

[9]孙云嵩.植物染色技术[J].丝绸，2000（10）：24-29.

SUN Yunsong. Dyeing technology of vegetable dyes[J]. Journal of Silk，2000（10）：24-29.

[10]孙向阳.天然植物染料的提取研究[D].长春：长春工业大学，2009：19-22.

SUN Xiangyang. Extraction of Natural Vegetable Dyes[D]. Changchun： Changchun University of Technology，2009：19-22.

[11]赵志军，刘剑虹，徐菲，等.中国传统服饰染色技艺之褐色系复原研究[J].丝绸，2015，52（3）：31-36.

ZHAO Zhijun， LIU Jianhong， XU Fei， et al. Study on dyeing technique of traditional Chinese clothing-brown color series recovery[J]. Journal of Silk，2015，52（3）：31-36.