亞東技術學院教師產學研究計畫成果報告
天然植物色素對羊毛染色性之探討
計畫編號：97-5-01-104
執行期限：97 年 09 月 01 日至 98 年 07 月 31 日
主持人：嚴建國 單位名稱：材纖系
共同主持人：葉逸彥、潘毅鈞 單位名稱：材纖系
參與學生：葉品汝、郭雅蓁、蘇詩媛
合作單位名稱：台灣樹強企業有限公司
摘要
本研究係分別萃取紫色高麗菜、高山茶葉及洋蔥皮所含色素做為染料，製成濃縮染 液，在不同媒染劑[FeCl3．6H2O、Co(NO3)2．6H2O、NiSO4．6H2O、CuSO4．5H2O] 、 不同媒染劑濃度及不同 pH 值之染色條件下以紅外線染色機對羊毛織物進行染色實驗， 並以測色儀測試染色布的表觀色強度(K/S)及計算標準誤差(σ)，藉此來了解羊毛在不同 條件下的染色性，並試圖尋求其染色之最佳化條件。一 、 創作理念
[1][2][3] 天然染料是指從植物、動物或礦物 中，非經人工合成、很少或未經化學加工 所獲得的染料。所以，天然染料根據來源 可分為植物染料、動物染料和礦物染料， 其中以植物染料為主。由於天然染料分子 結構各不相同，染色方法因而互差。對蛋 白質纖維和纖維素纖維而言，染色方法主 要有無媒染色法、先染後媒法以及先媒後 染法。對合成纖維而言，主要分為常壓染 色和高溫高壓染色，最佳染色工藝應根據 染料性質而定。而尤需指出者，同種天然 染料，當使用不同的媒染劑染色時，往往 會使被染纖維呈現不同的色相。 人 類 使 用 天 然 染 料 的 歷 史 相 當 久 遠，早在新石器時代，先民應用礦物顏料 的同時，也開始使用植物染料。這些天然 染料經由媒染、拼色和套染等工藝技術， 可變化出無窮的色彩。明、清兩代，天然 染 料 的 製 備 和 染 色 技 術 已 達 很 高 的 水 準，染料除了自用外，還可大量出口。 但在 1856 年，英國年輕的化學家 William H. Perkin 無意間發現合成製造治 療瘧疾的特效藥 - 奎寧的一種中間體 - 苯胺紫（Mauveine）可用為染著羊毛的紫 色鹽基性染料之後，世人對合成染料的研 究從而開啟。由於在色澤和染色堅牢度等 方面的優越性，以及可以提高生產效率， 並帶來極高的經濟價值，使得天然染料在 纖維染色的應用上逐漸被合成染料所取 代。 二十餘年前，有識之士發現到經過 130 餘年，已合成製造出無數的合成染 料，而隨著科技的發展，雖然可使染色效 率提高，卻也產生極大的環境污染，其中 以水污染、土污染及空氣污染最為嚴重； 由於人們的環保意識增強，對天然染料的 興趣亦日益增長。天然染料雖不能完全替 代合成染料，但它卻仍可在市場上佔有一 席之地，相信會越來越受到人們的重視。二 、 學理基礎
[1][4] 2-1 植物性色素發色與萃取原理 「萃取」係利用溶劑中之物質具有不 同的溶解度來分離混合物的一種單元操作。可分為液-液萃取和固-液萃取兩種， 前者為用選定的溶劑分離液體混合物中 之不同成份，溶劑必須與被萃取的混合物 液體不相溶，具有選擇性的溶解能力，而 且必須有好的熱穩定性和化學穩定性，毒 性和腐蝕性小。後者又叫「浸取」，用溶 劑分離固體混合物中的成份。雖然萃取經 常被用在化學實驗中，但它的操作過程並 不會造成被萃取物質產生化學反應，所以 萃取操作是一個物理過程。 植物性色素與合成染料不同的地方 是植物性色素不能直接用於染色，其原因 有二：一是自然界中很少見到游離的天然 色素，植物內可用的的色素多存於其根、 莖、葉、花和果實之中，幾乎全是以多元 葡萄糖形式存在於植物體内。染色前如果 不設法把其間相連的鍵打斷，則會因為多 個葡萄糖的大分子結構所產生的空間位 阻效應，使色素難以和纖維結合，因而缺 乏染着力；二是植物中所含的色素量較 少，達不到理想的染色濃度。 因此，必須透過一定的方式，如水煮 法或浸泡法等方法來將植物中的有用色 素溶出，分散於水中，形成染液。 2-2 媒染劑應用原理 纖維與染料間缺乏親和力，無法直接 染著時，媒染劑係為一種扮演兩者間的媒 介，使之容易發生染著現象的藥劑，對纖 維具有親和力，可在纖維中生成與染料結 合的物質。 媒染劑可分為無機媒染劑（inorganic mordant）和有機媒染劑（organic mordant） 兩類，前者為使纖維與媒染染料、酸性媒 染 染 料 結 合 的 金 屬 氫 化 物 或 金 屬 氧 化 物；後者則是使纖維素纖維(嫘縈、化學短 纖維)與鹽基性染料結合的有機物質。有重 鉻酸鉀(K2Cr2O7)、明礬[Al2(SO4)3]、鉀礬 (K2SO4•24H2O)、鉻礬[Cr2(SO4)3]、醋酸 鉻 [Cr(C2H3O2)3]等金屬鹽類。當纖維素 纖維應用鹽基性染料染色時，為了使染料 與纖維結合，可使用能形成不溶性色澱的 單寧酸。 Na+( pH值降低會增進酸 性 D - + 色素染著於纖 維上 不盡相同， 2-3 羊 毛 具 有 氈 合 性 (felting prop D - SO3 Na(s) → D - SO3-(aq) + aq) 若使染液呈酸性狀態會降低染料之 溶解度，同時因為染液呈酸性，羊毛、尼 龍等纖維上之 -NH2 形成 - NH3+，易於 產生離子鍵結合，故 染料之上色速率。 SO3Na + W - NH3+ → W - NH3 - SO3 - D + Na 大多的天然染料只能對特定的纖維 進行染色，同時天然染料也比化學合成染 料不易標準化，堅牢度差，固色率低，這 是因為染料分子與纖維材料間缺乏強大 的吸附性與結和力，為了強化纖維的著色 力，利用植物色素可與金屬離子形成配位 絡合的鍵結，並抓住更多的 來增加染色堅牢度。 不 同 的 金 屬 離 子 與 染 料 的 配 位 結 合，由於吸收波長的位移效應 故其發色的色相亦不相同。 羊毛纖維的化學結構 羊毛親水性的纖維本體(cortex)被疏 水 性 之 表 皮 層 (cuticle)[ 亦 稱 之 為 毛 鱗 (scale)]之鱗片狀細胞所包覆，由於其特殊 的組織構造而使羊毛同時具有撥水性和 吸濕性兩種性質。羊毛的捲縮(crimp)是由 化學性質不同的兩種組織細胞接合在一 起之雙面構造(bilateral)所造成的，由於正 負皮質的物理性不同，所以羊毛會自然捲 曲並且可以保溫。此外，因為表皮具有鱗 狀之形態，故具有不容易髒的機能性，也 因為此種形態而產生纖維的摩差係數異 方 性 ， 使 erty)。 羊毛屬動物性纖維，構成羊毛蛋白質 的是角質蛋白質(keratin)，為一種纖維狀 蛋白質。半胱胺酸(cysteine)的含量高為其 特徵。具有部分的α - helix 構造，在分子 與分子間因有半胱胺酸形成架橋，而呈現 不溶性。但羊毛的角質蛋白質是由很多胺 基酸所構成，其配列幾乎無任何規則性。 26
在天然界中被發現的 20 多種的基本胺基 酸，只有羥基脯胺酸(hydroxyproline)不存 在於羊毛。 主鏈 CH N - H C = O 主鏈 CH2 - S - S - CH2 主鏈 主鏈 HC H - N O = C 2-4 荷 胺 基 起 鹽 鍵 結 合，完成染色任務。
方法與技巧
[5] 3-2. 染料： 山茶葉及洋蔥 素萃取液 3. von GP) 35 %wt.) 粉 (Na2S2O4) 4. SO4．5H2O → (Cu2+) 3-2 o, Roaches, r, SF600 Plus-CT) (Jenco) 3 1 處理 (1) / L ℃ × 60 min. (2) × 60 min. (3) 40 ℃ × 60 min. 2. 性，並將此色素 溶液濃度訂為 100%。 3. . 、 10、 原液 件：85℃ × 1 hr 4 上的浮色與浮劑。 . 紅外線試色機 (Shic Pyroches ECO Ⅱ) 3. 烘箱 (Shin Chan，DO-90) 4. 測色儀 (Datacolo 5. pH 計 -3 方法 . 羊毛織物之前 羊毛精練 Na2CO3： 3 g / L Ultravon GP： 3 g 浴比 = 1：30 羊毛纖維的染色理論 羊 毛 纖 維 是 胺 基 酸 H2N － CHR － COOH線型聚合的多縮胺酸鍵分子。羊毛 在酸性介質中，羧基的電離受到抑制，而 酸性介質中的H+ 與羊毛胺基結合，而羊毛 胺基的離子化而帶有正電荷，染料陰離子 即 與 羊 毛 分 子 帶 陽 電 處理條件：50 羊毛還原漂白 Na2HSO3： 6 g / L Na2SO3： 3 g / L 浴比 = 1：30 處理條件：50 ℃ 羊毛氧化漂白 H2O2： 30 ml / L Na2SiO3： 1 g / L三、
浴比 = 1：30 1 材料 處理條件： 1. 試布：100%羊毛布 紫色高麗菜、高 色素之萃取 秤取適量的紫色高麗菜、高山茶葉及 洋蔥，洗淨後個別置入 1000mL 燒杯內， 加入 1000mL 清水，用加熱器予以煮沸， 萃出之色素溶液濃縮至 500mL，再將色素 溶液過濾，即可得到本實驗所需的三種色 素溶液。經重複多次萃取處理後，收集得 本實驗所需足夠之容量，將之予以混合攪 拌，以求色素濃度之均勻 等色 一般藥品 (1) 退漿精練劑 (Ultra (2) 碳酸鈉 (Na2CO3) (3) 硫酸氫鈉 (NaHSO3) (4) 亞硫酸鈉 (Na2SO3) (5) 過氧化氫 (H2O2， (6) 矽酸鈉 (Na2SiO3) (7) 氫氧化鈉 (NaOH) 染色 (8) 保險 布重： 3 克 媒染劑 色素濃度： 100%、 50 %(1) FeCl3．6H2O → (Fe3+) 媒染劑： 1%、 3%、 5% o.w.f
pH 值： 4.5、 7 (2) Co(NO3)2．6H2O → (Co2+) 浴比 = 1：30 (3) NiSO4．6H2O → (Ni2+) 處理條 (4) Cu . 皂洗 2 儀器 目的：洗去織物 1. 電子天平 (Chyo， MK - 500C)
肥皂絲 : 2 g/l 5. 料 ，應於 )： 90℃ × 30 min. 用水沖洗 瀝乾 擦乾 備用 3-4 ce color strength) 可用以外觀評估染色布顏色之深淺，其係 應用下列公式求得： 處理條件 : 60℃ × 20 min 清洗不銹鋼杯 為防止不銹鋼杯受到染 之污染 使用前予以徹底清洗。 Na2S2O4 (保險粉 2 g/L NaOH： 2 g/L 處理條件： 6. 流程圖 染色試布的測試 1. 表觀色強度 (K/S) 表觀色強度(appearan
(
)
R R S K 2 2 1 / = − S： 散射係數 lor 公司， S 型電腦測配色系統，所用 偵測 F600 PLUS-CT 孔徑為 9 mm 之小孔徑。 2. 標準誤差 (σ ) 標準誤差 (standard derivation) 可用 以評估染色試布之均染程度，其係對每一 塊試布之相對位置上測定 5 點之 K/S 值， 代入標準誤差(standard derivation) 公式求 取σ值，此可直接應用微軟之 Excel 軟體 中統計之標準誤差(STDEV) 函數的計算 公式：(
)
(
)
其中， K： 吸收係數 R： 試布(完全不透明體)的反射率 唯現代之測色儀已可由連線之電腦直接 計算出欲測之 K/S 值，故無需再用手動計 算了。所用之測色儀為 Dataco 1 2 − − Σ = n x x 其 σ 色素萃取 調整染液 pH 值 加入媒染劑 染色 1 小時 調整染液 pH 值 水洗、皂洗 染色 1 小時 水洗、皂洗 染色性檢測 中， x ： 某一單測色點之 K S 值；/ x： 5 個測色點K/S 值的平均值； n ： 測色點數，於此 n = 5 。 σ 值係用來評估染色試布表面是否均 均染程度愈佳。 ；另外將K/S值，代 染，其值愈小表四、 成果貢獻
本專題研究分別萃取紫色高麗菜、高 山茶葉及洋蔥所含色素做為染料，使用 Fe3+、Co2+、Ni2+、Cu2+ 四種金屬離子化合物(如前所述)做為媒染劑，固定下列染色 條件：染色溫度 85℃、染色時間 60 分鐘、 浴比 1：30，變換金屬離子化合物為 1%、 5% o.w.f.，並且將染液之pH值個別調整為 4、7、及 10，以「紅外線染色機」染色， 所得染色試布經烘乾後應用測色儀測定 各試布之表觀色強度 染色性檢測 烘乾 烘乾 入標準誤差公式求取σ值，並比較其結果 分 4-1 增加色 其 (1) 加量之 析如下： 表觀色強度的比較 1. 紫色高麗菜色素 使用不同的媒染劑染著羊毛，會得到 不同的色相，而隨著媒染劑濃度的 澤也會變深；另外，在不同酸鹼條件下， 色相亦會有變異。分述如下： 對Fe3+ 離子媒染劑而言，未添加時反 優於添加時；而添加時，則隨添 28
增加而增加。另以pH值的差異觀之， 則在酸性染液中之效果較佳。 Fe(III) 0 10 4 7 10 pH 5 K/ S 50% 100% Fe(III) 0 5 10 K/ S 15 50% 100 圖 (2) 圖 (3) 圖 (4) 致亦優於添加時；而添加時，則隨添加 e 而C 加深 變成 (1) 加 1% o.w.f. 的金屬化合物時，在pH 7 的K/S值較高；添加 1% o.w.f. 的金屬 化合物在pH 4 與原液添加 5% o.w.f. 的金屬化合物在pH 7 的效果一樣好。 5. 染液加入 1% o.w.f. Fe3+ 離子濃度，不同染 液濃度、不同pH值對K/S值的關係曲線圖 量 之 增加 而增 加。 以pH值的差異觀 之，則pH 4.5 與 7 較佳，原液反不佳。 Fe(III) 0 5 10 15 20 25 7.4 1. 不同Fe3+ 離子濃度、不同pH值對K/S值的 關係曲線圖 對Co2+ 離子媒染劑而言，未添加時亦 優於添加時；而添加時，則隨添加量之 增加而微增。另以pH值的差異觀之， 差別不大；僅在原液時之效果較佳。 2. 不同Co2+ 離子濃度、不同pH值對K/S值的關 係曲線圖 對Ni2+ 離子媒染劑而言，未添加時亦 優於添加時；而添加時，則未隨添加量 之增加而變異。以pH值的差異觀之，差 別不大；僅在原液時之效果較佳。 3. 不同Ni2+ 離子濃度、不同pH值對K/S值的 關係曲線圖 對Cu2+ 離子媒染劑而言，未添加時大 圖 4. 不同Cu2+ 離子濃度、不同pH值對K/S值的 關係曲線圖 2. 高山茶葉色素 使用不同的媒染劑染著羊毛，會得到 不同的色相，而隨著媒染劑濃度的增加色 澤也會變深；在不同酸鹼條件下，其色相 亦會有變異。F 3+會染出明顯的灰黑色， 但也產生明顯的色斑；Co2+會染出黃褐 色；Ni2+的顏色係與茶葉較相近的棕色； u2+ 則隨pH值的提高，顏色呈漸進的 ，譬如Cu2+在pH 7 ~ 10 時，由綠褐色 暗綠色，由肉眼即可明顯看出。 對Fe3+ 離子媒染劑而言，50% 染液添 圖 0 1 3 5 Fe(III) 濃度 (% o.w.f) K/ S 4.5 7 10 Cu(II) Co(II) 0 0 1 3 5 C 10 20 30 o(II) 濃度 (% o.w.f) K/ S 7.4 4.5 7 10 Ni(II) 0 0 1 5 10 15 20 25 3 5 Ni(II) 濃度 (% o.w.f) K/ S 7.4 4.5 7 10 0 30 3 5 Cu(II) 濃度 (% o.w.f) 10 20 K/ S 7.4 4.5 7 10 0 1
30 Ni 0 5 4 7 10 10 pH K/ S 50% 100% Cu 4 7 10 pH K/ S 0 5 10 15 50% 100% 染液加入 5% o.w.f. Fe 圖 6. 線圖 ) 值 ， 7. 染液加入 1% o.w.f. Co2+ 離子濃度，不同染 液濃度、不同pH值對K/S值的關係曲線圖 8. 染 ) 9. 染液加入 1% o.w.f. Ni2+ 離子濃度，不同染 液濃度、不同pH值對K/S值的關係曲線圖 圖 1 液 度、不同pH值對K/S值的關係曲線圖 (4) 對Cu2+ 離子媒染劑而言，所染出的顏 色為綠色或是褐綠色，隨著增加染液 與媒染劑濃度，在不同的pH值有不同 的色相，在酸性條件下K/S值較大。 11. 染液加入 1% o.w.f. Cu2+ 離子濃度，不同染 液濃度、不同pH值對K/S值的關係曲線圖 曲線圖 不同 色 3+ 離子濃度，不同染 液濃度、不同pH值對K/S值的關係曲 0. 染液加入 5% o.w.f. Ni2+ 離子濃度，不同染 濃 (2 對Co2+ 離子媒染劑而言，隨染液濃度 之增加，在不同的pH值有不同的色 相，其結果顯示在pH 4 所測得K/S 較大，5% o.w.f 媒染劑添加在原液中 pH 7 時之K/S值高於pH 4。 Co 10 圖 圖 染液加入 5% o.w.f. Co2+ 離子濃度，不同 液濃度、不同pH值對K/S值的關係曲線圖 對Ni2+ 離子媒染劑而言，隨染液與媒 染劑濃度之增加，其K/S值也明顯增 加，其結果顯示在pH 4 效果為佳。 (3 圖 圖 圖 12. 染液加入 5% o.w.f. Cu2+ 離子濃度，不同染 液濃度、不同pH值對K/S值的關係 3. 洋蔥皮色素 使用不同的媒染劑染著羊毛，會得到 的色相，而隨著媒染劑濃度的增加 澤也會變深；另外，在不同酸鹼條件下， 色相亦會有變異。分述如下： ) 對Fe3+ 離子媒染劑而言，隨添加量之 增加而增加。另以pH值的差異觀之， 則在酸性染液中之效果明顯較佳。 其 (1 0 5 4 7 10 pH K/ S 50% 100% Co 4 9 10 0 1 2 3 4 7 10 pH 5 6 7 8 K /S 50% 100% Ni 0 2 4 7 10 pH 4 6 8 K/ S 50% 100 Cu 15 20 50% 10 K/ S 100% 0 5 4 7 10 pH Fe(III) 0 2 4.5 5.8 7 .5 pH 4 10 9 K/ S 6 8 0% 0.70% 2% 3.30%
圖 13. 不同Fe3+ 離子濃度、不同pH值對K/S值的 關係曲線圖 ) 對Co2+ 離子媒染劑而言，亦隨添加量 之增加而增加。另以pH值的差異觀 之，則在酸性染液中之效果略佳。 (2 離子濃度、不同pH值對K/S值的 關係曲線圖 圖 14. 不同Co2+ 離子濃度、不同pH值對K/S值的 關係曲線圖 ) 對Ni2+ 離子媒染劑而言，亦隨添加量 之增加而增加。另以pH值的差異觀 之，則在酸性染液中之效果較佳。 (3 圖 15. 不同Ni2+ 離子濃度、不同pH值對K/S值的關 係曲線圖 ) 對Cu2+ 離子媒染劑而言，明顯隨添加 量之增加而增加。另以pH值的差異觀 之，則變異甚大，甚為紊亂。 (4 圖 16. 不同Cu2+ 4-2 標準誤差(σ 值)的比較 在染布上取五個不同的點，利用測色 儀得到五個 K/S 值並計算出其標準誤差， 試著找出在何者條件下其均染性較佳，結 果分 1. 紫色高麗菜色素 (1) Fe3+ 離子媒染劑而言，鹼性染液均 皆較 而在原 低媒染劑濃度 最佳 染性， 。 表 染液中 同濃度 3+ 離子 及 不同pH值條件下，施染羊毛織物下所得到的 準 述如下： 對 染性 佳， 液 可得 之均 酸、中性皆不理 想 1. 在 加入不 之Fe 媒染劑 Co(II) 10 0% 8 0.70% 2% 3.30% 0 2 4 6 4.5 5.8 7 9.5 K/ S 標 誤差(σ 值) 媒染劑濃度 pH pH 值 1% 3% 5% 4.5 0.59 0.54 0.60 7 0.14 0.26 0.58 10 0.16 0.16 0.16 7.4 0.07 0.59 0.60 (2 o2+ 離 媒染劑而言，相對比較 中性 均染性 ，而 媒 濃度 均染性 理想。 表 2 染液加 濃度之 離子媒 不 同pH值條件 ，施染羊 下所得 ) 對C 子 下， 染液 較佳 在高 染劑 時之 皆不 . 在 入不同 下 Co2+ 染劑及 到的標 毛織物 Ni(II) 8 0% 6 0.70% 2% 3.30% 0 2 4 4.5 5.8 7 9.5 pH K/ S 準誤差(σ 值 媒染劑濃度 ) pH 值 1% 3% 5% 4.5 0.11 0.55 0.19 7 0.09 0.20 0.39 10 0.17 0.46 0.46 7.4 0.19 0.11 0.59 (3) Ni2+ 離子媒染劑而言，在各種條件 呈現之均染性皆 ，相對比較 鹼性 均染性 ，而在高媒 染劑濃度時之均染性較差些。 表 3 染液加 濃度之 子媒染 不 pH值條 施染羊 下所得 標 準誤差( 對 下所 甚佳 下， 染液 較佳 . 在 入不同 Ni2+ 離 劑及 同 件下， 毛織物 到的 σ 值) 媒染劑濃度 pH 值 1% 3% 5% 4.5 0.09 0.10 0.05 Cu(II) 15 0% 0.70% 0 4.5 5.8 7 9.5 pH 5 10 K/ S 2% 3.30%
7 0.11 0.09 0.20 10 0.04 0.10 0.11 7.4 0.31 0.21 0.46 (4 u2+ 離 媒染劑而言，相對比較 鹼性 均染性 ，酸 原 較佳， 較高媒 濃度 均 皆不 。 表 4. 在染液加入不同濃度之 離子媒染劑及不 施染羊毛織物下所得到的標 ) 對C 子 下， 染液 較差 性與 液 而在 染劑 時之 染性 理想 Cu2+ 同pH值條件下， 準誤差(σ 值) 媒染劑濃度 pH 值 1% 3% 5% 4.5 0.24 0.26 0.26 7 0.40 0.58 0.60 10 0.52 0.55 0.55 7.4 0.18 0.24 0.30 2. 高山茶葉色素 (1) 50% 中加入 1% 的媒染 1 任何媒染劑時，pH 4 的 在 的色素染液 劑並調至所設定的pH值，其結果如表 所示：未添加 σ 值較小；Fe3+ 及Cu2+ 離子媒染劑 的σ 值在 1 最 o pH 最 而 pH 4 小 皆 pH 0 時 小，C 2+ 離子媒染 劑在 7 時 小， Ni2+離子媒染劑 在 時最 ，此 表示其均染性最 好。 表 5. 在 50% 的色素染液個別加入四種金屬離子 媒染劑 1% o.w.f，施染羊毛織物下所得到的 標準誤差(σ值) 媒染劑 pH — Fe3+ Co2+ Ni2+ Cu2+ 4 0.04 0.15 0.42 0.01 0.54 7 0.18 0.57 0.06 0.03 0.13 10 0.06 0.02 0.52 0.25 0.02 (2) 在 100% 的色素染液中加入 1% 的媒 染劑並調至設定的pH值，其結果如表 2 所示：未添加任何媒染劑時，pH 7 的σ值較小；Fe3+、Ni2+ 及Cu2+ 離子媒
染劑的σ值在pH 1 ，Co2+ 離子 劑 4 最小 皆 最 但 與 + 0 時最小 媒染 在pH 時 ，此 表示其均 染性 好。 Fe3+ Co2 離子媒染劑 的σ值 超 ，表示其均染性皆不 表 6 媒 準 佳。 . 在 100% 的色素染液個別加入四種金屬離子 染劑 1% o.w.f，施染羊毛織物下所得到的標 誤差(σ 值) 媒染劑 pH值 — Fe3+ Co2+ Ni Cu2+ 2+ 4 0.08 0.28 0.37 0.38 0.21 7 0.01 0.57 0.45 0.13 0.10 10 0.28 0.23 0.39 0.03 0.05 (3) 在 50% 的色素染液中加入 1% 的媒 表 7 的 染劑並調至所設定的pH值，其結果如 3 所示：未添加任何媒染劑時，pH σ 值較小；Fe3+ 離子媒染劑的σ 值 pH 7 與 10 時最 2+ 與Cu2+ 離 染 pH 10 時 ， i2+ 染劑 H 最 此 示 性最 其 C 離子媒染劑整 都不 種 皆已 過 2 在 小，Co 子媒 劑在 最小 而N 離子 媒 在p 7 時 小， 皆表 其均 染 好。 中， o2+ 體 佳。 表 7. 在 50% 的色素染液個別加入四 金屬離子 媒染劑 5% o.w.f，施染羊毛織物下所得到的 標準誤差(σ 值) 媒染劑 pH 值 — Fe3+ Co2+ Ni2+ Cu2+ 4 0.09 0.35 0.35 0.17 0.30 7 0.01 0.08 0.25 0.01 0.25 10 0.28 0.08 0.15 0.04 0.06 (4) 中加入 1% 的媒 所示 在 100% 的色素染液 染劑並調至設定的pH值，其結果如表 4 ：未添加任何媒染劑時，pH 4 的σ 值較小；Fe3+ 離子媒染劑的σ 值在 與 10 時最小，Ni2+ 離子媒染劑 pH 7 及Cu2+ 的σ 值在 1 最 劑在pH 最好。但 與 2+ 媒 的 不 素染液個別加入四種金屬離子 o.w.f，施染羊毛織物下所得到 pH 0 時 小，Co2+ 離子媒染 4 時最小，此皆表示其均染性 Fe3+ Cu 離子 染劑 均染 性皆 佳。 表 8. 在 100% 的色 媒染劑 5% 的標準誤差(σ 值) 媒染劑 pH值 — Fe3+ Co2+ Ni2+ Cu2+ 32
4 0.04 0.27 0.08 0 12 0.57. 4.5 0.11 0.09 0.17 0.33 7 0.18 0.18 0.14 0.20 0.53 7 0.08 0.09 0.07 0.12 9.5 0.01 0.06 0.24 0.25 10 0.06 0.18 0.40 0.09 0.13 5.8 0.11 0.15 0.24 0.23 3. (1) Fe3+ 染 言 pH值之均 皆 而其 鹼 液均染性 佳 中 劑 洋蔥皮色素 對 離子媒 劑而 ，全 染性 可， 中以 性染 為較 。 (4) Cu2+ 媒 而 相對 酸性 均 較差，鹼性與原 佳， 較 染劑濃度時之均 皆不 。 表 9. 在染液 加入不同濃度之Fe3+ 離子媒染 及 不同pH值條件下，施染羊毛織物下所得到的 標準誤差(σ值) 媒染劑濃度 pH值 0% 0.7% 2% 3.3% 4.5 0.11 0.07 0.16 0.19 7 0.08 0.05 0.17 0.13 9.5 0.01 0.09 0.09 0.04 5.8 0.11 0.08 0.39 0.12 (2) 對Co2+ 離子媒染劑而言，全體之σ 值 對比 ， 液均染 在高 劑 之均染 皆不高，相 較下 鹼性染 性較佳 性皆較低。 ，而 媒染 濃度時 表 10. 在染液中加入不同濃度之Co2+ 離子媒染劑 及不同pH值條件下，施染羊毛織物下所得 到的標準誤差(σ值) 媒染劑濃度 pH值 0% 0.7% 2% 3.3% 4.5 0.11 0.19 0.23 0.15 7 0.08 .13 0 0.42 0.40 9.5 0.01 0.06 0.24 0.25 5.8 0.11 0.11 0.29 0.23 (3) Ni2+ 甚 佳 ， 相 對 較佳，在高媒染 對 離子媒染劑而言，各種條件下 所 呈 現 之 均 染 性 皆 比 較 下，鹼性 劑濃度時之均染性較差些。 染液均染性 對 離子 染劑 言， 比較 下， 染液 染性 液較 而在 高媒 染性 理想 表 12. 在染液中加入不同濃度之Cu2+ 離子媒染劑 及不同pH值條件下，施染羊毛織物下所得 到的標準誤差(σ值) 媒染劑濃度 pH 值 0% 0.7% 2% 3.3% 4.5 0.11 0.39 0.34 0.49 7 0.08 0.13 0.36 0.27 9.5 0.01 0.26 0.58 0.28 5.8 0.11 0.14 0.88 0.15 整體而言，四種媒染劑以不同濃度在 ，在不同濃度條件下優 劣互 均 述 般人眼因個人敏銳度的因素，未必能察覺
五
劑 之結果經由前述之探討，可得結論如下： K/ 言 最 三種 pH 值中染著於羊毛織物後，經測試 計算所得之均染性 見，不過，大致上在媒染劑較低濃度 (1% o.w.f)時，因色淺，故顯現之外觀色強 度相差不多，故顯得較均染，相對地，在 較高濃度所染出的顏色較鮮豔明顯則其 染性相對較差。但，必須說明的是：上 結果係由測色儀所測出之結果，實則一 同一塊染色試布上顏色深淺的差異。、 結語
三種色素以未添加或添加不同媒染 方式施染於羊毛織物上，其測定及計算 1. 就紫色高麗菜色素施染所得之 S 值 而言：未添加媒染劑之原液皆較高，其 他條件則未見好的效果，故以原液染著 即可。 表 11. 在染液中加入不同濃度之Ni2+ 離子媒染劑 及不同pH值條件下，施染羊毛織物下所得 到的標準誤差(σ值) 媒 2. 就高山茶葉色素施染所得之 K/S 值而 ：很明顯的是在酸性染浴中染著效果 佳，中性染浴次之，鹼性染浴中最差。 染劑濃度 pH 值 0% 0.7% 2% 3.3%34 所得之 K/S 值而 言：添加媒染劑之濃度越高、pH 值越 3. 就洋蔥皮色素施染 小，效果越佳，銅離子最紊亂。 就 三 種 植 物 色 素 施 染 所 得 之σ 值 而 4. 言：各種條件下染出之羊毛織物，經測 色並計算得到之均染性優劣互見 本 上，此唯一較客觀性之評估方式。 5. 菜色素即以原液 呈色不同。 1 http://baike.baidu.com/view/856358.html?tp=0_11 ，基 本實驗所用三種植物色素，並非皆須使 用媒染劑，如紫色高麗 染著即可；另兩種則依媒染劑之不同而
