蛋白類防沾色劑在活性染料染色棉織物皂洗處理中的應(yīng)用效果評(píng)價(jià)

徐華鳳，趙曉麗，王雪燕

(西安工程大學(xué)紡織與材料學(xué)院，陜西西安 710048)

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蛋白類防沾色劑在活性染料染色棉織物皂洗處理中的應(yīng)用效果評(píng)價(jià)

徐華鳳，趙曉麗，王雪燕

(西安工程大學(xué)紡織與材料學(xué)院，陜西西安 710048)

摘要：用自制的蛋白類防沾色助劑對(duì)活性染料染色的棉織物進(jìn)行防沾皂洗后處理，探討了該防沾色助劑在皂洗過(guò)程中對(duì)染色織物色牢度、浮色去除、毛效、透氣性、色光等性能的影響。結(jié)果表明：該防沾助劑對(duì)不同用量染料和不同種類染料染色的棉織物都具有良好的防沾效果，染色織物防沾皂洗后能夠保持良好的色牢度，浮色對(duì)白布的沾色明顯減少，同時(shí)，處理織物的透氣性，抗皺性略微增大，色布色光變化微小，表明該蛋白類防沾色助劑具有良好的實(shí)用價(jià)值。但該助劑存在處理織物的潤(rùn)濕性略微減少的缺點(diǎn)，需要進(jìn)一步深入研究。

關(guān)鍵詞：蛋白類防沾色助劑活性染料色牢度皂洗棉織物

在紡織品的染色和印花過(guò)程中，各類染料如活性、直接、酸性染料等依靠共價(jià)鍵、氫鍵、離子鍵及范德華力等與纖維結(jié)合[1]，但是這些結(jié)合鍵在一定條件下都容易發(fā)生斷裂。例如活性染料和纖維以共價(jià)鍵結(jié)合，在一定條件下共價(jià)鍵發(fā)生斷鍵，導(dǎo)致染色牢度下降，為了提高色牢度，必須要進(jìn)行皂洗后處理；同時(shí)活性染料容易發(fā)生水解，且染色時(shí)水解染料在纖維上已發(fā)生吸附，形成浮色，需通過(guò)洗滌去除纖維上的水解染料和少量未反應(yīng)的染料，或采用陽(yáng)離子固色劑固色使之牢固地固著在纖維上，否則會(huì)嚴(yán)重影響耐洗和耐濕摩擦色牢度[2-3]，而染浴中洗滌下來(lái)的浮色染料與未反應(yīng)的染料在一定條件下會(huì)重新沾污到織物上，造成織物再次沾污影響產(chǎn)品質(zhì)量和美觀，因此印染織物的防沾污是保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高產(chǎn)品檔次的重要措施之一[4-6]。本實(shí)驗(yàn)采用的自制復(fù)配蛋白類防沾色助劑是由一種陽(yáng)離子蛋白衍生物助劑和聚乙烯吡咯烷酮復(fù)配而成的[7，8]，對(duì)活性染料染色棉織物進(jìn)行防沾色皂洗后，評(píng)價(jià)了該蛋白類防沾色劑的應(yīng)用效果。

1試驗(yàn)

1.1實(shí)驗(yàn)材料、儀器與試劑

實(shí)驗(yàn)材料：純棉漂白織物

染料：活性紅M-R、活性黃M-3RE、活性藍(lán)M-B、活性翠藍(lán)M-GB、活性橙KGN(德司達(dá)染料有限公司提供)。

試劑：皂片(工業(yè)用)、自制蛋白類防沾色助劑 、氯化鈉(分析純)、純堿(分析純)。

儀器：恒溫水浴鍋(上海東星建材實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司)、Color i7 電腦測(cè)色儀 (愛(ài)色麗顏色科技有限公司)、HS型高溫電腦程控染樣機(jī)(南通宏大實(shí)驗(yàn)儀器有限公司)、BS110S電子天平(北京多利斯天平有限公司)、Y571B 耐摩擦牢度儀(南通宏大實(shí)驗(yàn)儀器有限公司)、透氣性測(cè)試儀(南通宏大實(shí)驗(yàn)儀器有限公司)。

1.2實(shí)驗(yàn)工藝方法

1.2.1純棉織物染色工藝處方和染色升溫曲線

(1)染色處方

活性染料染料4%(owf)

氯化鈉80 g/L

碳酸鈉20g/L

浴比1:30

(2)染色升溫工藝曲線

圖1　活性染料染色的升溫工藝曲線

1.2.2染色棉織物防沾皂洗工藝方法

將染色布與同質(zhì)量的白布縫合后放入配置好的皂洗液(復(fù)配助劑用量為25g/L，碳酸鈉用量為2g/L，皂片3g/L，處理溫度80℃，處理時(shí)間20min，浴比1:30)中,在一定條件下處理一定時(shí)間，取出布樣，用 60℃熱水沖洗一次，再用冷水洗兩次，取出并拆開(kāi)縫合布,晾干。

1.2.3染色棉織物傳統(tǒng)皂洗工藝方法

將染色布與同質(zhì)量的白布縫合后放入配置好的皂洗液(碳酸鈉用量為2g/L，皂片2g/L，處理溫度95℃，處理時(shí)間15min，浴比1:30)中,在一定條件下處理一定時(shí)間，取出布樣，用 60℃熱水沖洗一次，再用冷水洗兩次，取出并拆開(kāi)縫合布,晾干。

1.3測(cè)試指標(biāo)

1.3.1浮色去除效果測(cè)試

將染色織物進(jìn)行皂洗，測(cè)皂洗后色布的K/S值，通過(guò)對(duì)比色布K/S值的大小，即色織物表面染色深度來(lái)評(píng)價(jià)皂洗的去浮色效果。其色布K/S值越小，則去浮色能力越好，反之，則越差。

1.3.2防沾能力測(cè)試

分別測(cè)傳統(tǒng)工藝皂洗的沾色白布和防沾污皂洗的沾色白布的K/S值，分別記為K/S0和K/S1。

防沾污系數(shù)C/%=(1-K/S1/K/S0)×100

C >0表示有防沾污效果；C<0表示無(wú)防沾污效果。且C值越大表示防沾污效果越好，否則防沾污效果越差。

1.3.3耐皂洗色牢度測(cè)定

按照GB/T3921.3-2008《紡織品色牢度耐洗色牢度實(shí)驗(yàn)方法3》測(cè)試，然后采用“GB/T 250—2008 評(píng)定變色用灰色樣卡”和“GB/T 251-2008 評(píng)定沾色用灰色樣卡”分別評(píng)定變色與沾色牢度等級(jí)。

1.3.4耐摩擦色牢度測(cè)試

采用摩擦牢度試驗(yàn)儀，按照GB/T 3920-2008 《紡織品色牢度實(shí)驗(yàn)?zāi)湍Σ辽味取窚y(cè)試，隨后采用“GB/T 251-2008評(píng)定沾色用灰色樣卡”評(píng)定干、濕摩擦牢度牢度等級(jí)。

1.3.5透氣性的測(cè)定

按照GB/T5453-1997《紡織品織物透氣性的測(cè)定》的方法測(cè)定。試樣壓差100Pa/mmH2O，4號(hào)噴嘴，沿對(duì)角線測(cè)試5次，取其平均值。

1.3.6抗皺性能的測(cè)試

在待測(cè)試樣平整處，用凸形印章印上經(jīng)，緯試樣各十塊，正面對(duì)折與反面對(duì)折各半，印章時(shí)應(yīng)使用回復(fù)翼分別與經(jīng)紗或緯紗平行。實(shí)驗(yàn)前，樣品應(yīng)先在溫度為20℃±2℃，相對(duì)濕度為65±5%，用標(biāo)準(zhǔn)大氣壓調(diào)溫24h。采用YG54L全自動(dòng)激光織物折皺彈性測(cè)試儀測(cè)定急、緩彈性折皺回復(fù)角(經(jīng)向+緯向)。

1.3.7毛細(xì)性能的測(cè)試

毛效：用30cm(經(jīng)向)×5cm(緯向)的布條，測(cè)30min時(shí)，水面上升的最低高度。

1.3.8皂洗后色布色度指標(biāo)的測(cè)試

運(yùn)用愛(ài)色麗分光測(cè)色儀測(cè)試皂洗后色布的各項(xiàng)色度指標(biāo)。

2結(jié)果與討論

2.1不同染料用量對(duì)防沾效果及染色牢度的影響

棉織物用2%～8%(o.w.f.)的活性藏青GG染色后，按照1.2.3和1.2.2分別進(jìn)行傳統(tǒng)和防沾皂洗，皂洗后晾干測(cè)試，結(jié)果見(jiàn)下頁(yè)圖2、3和表1、2、3所示。

從圖2、圖3和表1可以得出，經(jīng)過(guò)防沾皂洗后的色織物K/S值相對(duì)比普通皂洗后的織物K/S值都大些，說(shuō)明助劑也能夠吸附在染色織物上，起到一定固色作用，使脫落的浮色染料量降低，并且白布的沾色很明顯減少。原因是由于助劑的加入使水解染料與助劑作用，而不易與白布結(jié)合。另外，隨著染料用量增加，織物色深度增加，皂洗過(guò)程中白布沾色增加，但加入防沾色助劑皂洗，白布沾色明顯減少，尤其深濃色效果更為明顯。

圖2　不同染料用量染色棉織物的白布沾色K/S值

圖3　不同染料用量染色棉織物的K/S值

表1防沾皂洗時(shí)不同染料用量對(duì)染色棉織物防沾污性能的影響

染料用量%(o.w.f.)防沾色系數(shù)C/%皂洗前后色布ΔK/S240.332.18341.932.05442.112.78543.052.87645.213.27748.963.46850.063.84

表2不同染料用量對(duì)染色棉織物耐摩擦牢度的影響(單位：級(jí))

染料用量%(o.w.f.)普通皂洗染色棉織物防沾皂洗染色棉織物干摩濕摩干摩濕摩25353352～35344～524～5254～51～24～5264～51～24～5274～51～24～5284～51～24～51～2

表3不同染料用量對(duì)染色棉織物耐皂洗色牢度的影響(單位：級(jí))

染料用量C%(o.w.f.)普通皂洗染色棉織物防沾皂洗染色棉織物變色棉沾變色棉沾255553555544～554～5554～554～5564～554～5574～554～5584～554～54～5

從表2可以看出，經(jīng)過(guò)防沾皂洗后的色織物其耐濕摩擦牢度相對(duì)普通皂洗后的織物有所提高，干摩牢度基本沒(méi)有影響。這是由于助劑能夠吸附在染色織物上，使水解染料交聯(lián)固著在纖維上，起到一定固色作用，因此濕摩擦牢度有所提高。由表3可以看出防沾皂洗對(duì)織物的耐皂洗色牢度沒(méi)有產(chǎn)生不良影響，能夠在保證良好皂洗色牢度的前提下起到防沾色作用，減少白地沾污。

2.2不同種類染料對(duì)防沾效果及染色牢度的影響

棉織物分別用4%(o.w.f.)活性藏青GG、活性元青B133、活性紅BSN150%、活性嫩黃4GL染色后，分別進(jìn)行防沾皂洗和傳統(tǒng)皂洗處理，晾干后測(cè)其各項(xiàng)指標(biāo)。結(jié)果見(jiàn)圖4和下頁(yè)表4、5、6、7、8、9。

注：1-活性嫩黃4GL，2-活性紅3BSN150%，3-活性藏青GG,4-活性元青B133

由實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：實(shí)驗(yàn)選擇的幾種染料染色棉織物，均發(fā)現(xiàn)加入防沾色助劑皂洗后，白布K/S值小，沾色少，說(shuō)明助劑可適合于各種活性染料染色織物的皂洗后處理工藝中，但染料結(jié)構(gòu)不同，防沾色效果提高幅度不同。

表4　不同工藝皂洗后處理對(duì)不同種類活性染料染色棉織物色度指標(biāo)的影響

注：1-活性元青B133，2-活性紅3BSN150%，3-活性嫩黃3GL,4-活性藏青GG

從表4可以看出，將經(jīng)防沾皂洗的色織物與傳統(tǒng)皂洗的色織物進(jìn)行對(duì)比，其K/S值、明度、飽和度、色調(diào)都沒(méi)有顯著的變化。此結(jié)果表明該蛋白類防沾色助劑在具有防沾色性能的同時(shí)，又不影響染色織物的色光等各項(xiàng)色度指標(biāo)。

表5不同工藝皂洗后處理對(duì)不同種類活性染料染色棉織物摩擦牢度的影響(單位：級(jí))

染料種類普通皂洗染色棉織物防沾皂洗染色棉織物干摩濕摩干摩濕摩14～524～52～324～524～52～334～524～52～344～524～52～3

注：1-活性元青B133，2-活性紅3BSN150%，3-活性嫩黃3GL,4-活性藏青GG

從表5可以看出，經(jīng)防沾皂洗后處理的不同種類活性染料染色的織物相對(duì)普通皂洗的織物的濕摩擦牢度有所提高，干摩擦牢度不變，說(shuō)明防沾色助劑沒(méi)有對(duì)染色織物的摩擦牢度產(chǎn)生不良影響。

表6不同工藝皂洗后處理對(duì)不同種類活性染料染色棉織物皂洗牢度的影響(單位：級(jí))

染料種類普通皂洗染色棉織物防沾皂洗染色棉織物變色棉沾變色棉沾14～554～5524～554～5534～554～5544～554～55

注：1-活性元青B133，2-活性紅3BSN150%，3-活性嫩黃3GL,4-活性藏青GG

從表6中可以看出，不同種類活性染料染色的棉織物經(jīng)過(guò)防沾皂洗后的耐皂洗色牢度相對(duì)傳統(tǒng)皂洗后的耐洗色牢度不變，說(shuō)明染色織物經(jīng)過(guò)防沾皂洗處理以后，雖然浮色相對(duì)來(lái)說(shuō)去除的少一些，但皂洗色牢度沒(méi)有變化，這是因?yàn)橹鷦┡c水解染料和纖維發(fā)生反應(yīng)，使水解染料與纖維發(fā)生了牢固地結(jié)合，從而減少了色布變色和白布沾色。

表7不同種類染料染色棉織物經(jīng)不同工藝皂洗后的毛效(單位：30min/cm)

染料種類普通皂洗染色棉織物防沾皂洗染色棉織物114.79.521411313.57.5413.77.5

注：1-活性元青B133，2-活性紅3BSN150%，3-活性嫩黃3GL,4-活性藏青GG

從表7可以看出織物上染料影響毛效，皂洗工藝也影響織物毛效，經(jīng)防沾皂洗的織物毛效有所降低，說(shuō)明有助劑吸附到織物上，而且可能助劑與織物及織物上染料作用，封閉親水性基團(tuán)，而疏水基團(tuán)暴露在織物的表面，致使織物的毛效降低。

表8不同種類染料染色棉織物經(jīng)不同工藝皂洗后的抗皺性能 (單位：度)

染料種類普通皂洗染色棉織物防沾皂洗染色棉織物急彈緩彈急彈緩彈1172.54174.44176.54177.122155.64158.54162.10168.903158.10164.28154.74160.144150.78152.06146.12148.14

注：1-活性嫩黃4GL，2-活性紅3BSN150%，3-活性藏青GG,4-活性元青B133

從表8可以看出，織物上染料和皂洗工藝都影響織物抗折皺性能，不同種類活性染料染色的織物經(jīng)防沾皂洗相對(duì)傳統(tǒng)皂洗織物的折皺回復(fù)角變化程度不大，活性紅3BSN150%和活性嫩黃4GL染料染色織物的折皺回復(fù)角有微小的提高。折皺回復(fù)角是反映抗皺性能的最直觀的指標(biāo)，經(jīng)助劑防沾色皂洗后的織物使得纖維素纖維分子中增添了一些連接，從而有可能提高了織物的抗皺性。但由于助劑吸附量少，在織物上形成的交聯(lián)鍵少，因此對(duì)織物的折皺性能影響不大。

表9不同種類染料染色棉織物經(jīng)不同工藝皂洗后的透氣性(單位：L/m2·s)

染料種類普通皂洗染色棉織物防沾皂洗染色棉織物1253.87282.512282.82289.943240.32286.794250.92286.02

注：1-活性嫩黃4GL，2-活性紅3BSN150%，3-活性藏青GG,4-活性元青B133

從表9可以看出，不同種類活性染料染色的織物防沾皂洗后相對(duì)普通皂洗后的透氣性都有一點(diǎn)提高，由此可知，經(jīng)助劑防沾皂洗后不會(huì)影響織物的透氣性，主要原因是織物的透氣性與織物內(nèi)的直通氣孔及氣孔的形態(tài)有直接關(guān)系，防沾助劑未能使織物的氣孔堵塞或封閉，還有可能輕微打開(kāi)了纖維的孔道，使其透氣性略微增加。

3結(jié)論

通過(guò)對(duì)不同染料用量和不同種類染料染色棉織物的防沾效果評(píng)定，進(jìn)一步證實(shí)了該復(fù)配蛋白類防沾劑的可應(yīng)用性。在對(duì)不同染料用量染色織物的防沾效果評(píng)定中，可以得出，防沾助劑的防沾色性能受染料用量的影響不大，并且經(jīng)助劑處理后耐洗色牢度都沒(méi)有變化。在對(duì)不同種類染料染色織物防沾效果評(píng)定中，可以得出，不論哪種染料，其防沾性能都有所提高，并且經(jīng)測(cè)定得到，防沾皂洗處理后，對(duì)織物的耐干摩擦牢度和耐洗色牢度影響不大，濕摩擦色牢度有所提高，且各項(xiàng)色度指標(biāo)，K/S值、明度、飽和度、色調(diào)都沒(méi)明顯的變化，不影響織物的外觀性能。另外，織物的透氣性、抗皺性略微增大，與傳統(tǒng)工藝相比潤(rùn)濕性略微減少，但不影響服用性。說(shuō)明本課題組自制的復(fù)配蛋白類防沾劑有良好的實(shí)用價(jià)值。

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Evaluation on the Application Effects of Protein Anti-staining Agent in Soaping Dyed Cotton Fabrics with Reactive Dyes

XUHua-feng,ZHAOXiao-li,WANGXue-yan

(School of Textile and Materials, Xi’an Polytechnic University, Xi’an 710048)

Abstract:Dyed cotton fabric with reactive dyes was carried out anti-staining soaping with self-made protein anti-staining agent, the influence of anti-staining agent on dyed fabric color fastness, floating color removal, capillary effect, color and other properties in the soaping process was discussed. The results showed that the protein anti-staining agent had good anti-staining effect on the cotton fabrics with different dosage of dyes or different kinds of dyes, the fabric kept good color fastness after soaping, floating color on the white fabric was significantly reduced; at the same time, the breathability and the wrinkle resistance of dyed fabric increased slightly, the colored light of fabric changed very small, indicating that the anti-staining agent had good practical value. But the wettability of the fabric decreased a little, which needed further research.

Key words:protein anti-staining agentreactive dyecolor fastnesssoapingcotton fabric

中圖分類號(hào)：TS193

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1008-5580(2016)02-0084-05

通訊作者：王雪燕(1963-)，女，教授，碩士生導(dǎo)師。

收稿日期：2016-02-15

第一作者：徐華鳳(1990-)，女，碩士研究生，研究方向：紡織品化學(xué)加工新材料、新工藝的理論及應(yīng)用。