蠶絲纖維低溫染色工藝研究

王健紅+王莉++祁弘++戴玲杰

摘要：

本文深入研究了蠶絲纖維的低溫染色工藝，通過(guò)采用弱酸性染料、活性染料和直接染料對(duì)蠶絲纖維在100℃進(jìn)行染色試驗(yàn)，選出一種上染率高的染料對(duì)蠶絲進(jìn)行低溫染色，并分析了酶和紫外線兩種預(yù)處理方式對(duì)蠶絲的各項(xiàng)性能的影響，研究蠶絲纖維低溫染色的可行性。通過(guò)試驗(yàn)，得知蠶絲在酸性染料低溫染色過(guò)程中先用酶做預(yù)處理的前提下上染率有所上升，其斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長(zhǎng)率等各項(xiàng)性能都比高溫上染蠶絲時(shí)低。

關(guān)鍵詞：弱酸性染料；蠶絲纖維；低溫染色；酶；紫外線

1 引言

蠶絲纖維是一種優(yōu)質(zhì)的蛋白質(zhì)纖維，具有良好的光澤、手感柔軟，吸濕性、透濕性良好，是一種重要的紡織纖維。一般來(lái)說(shuō)，蠶絲是一種在工藝過(guò)程中非常容易擦傷的織物[1]。對(duì)蠶絲纖維進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的高溫處理很容易對(duì)蠶絲織物造成這種損傷，所以蠶絲的低溫染色工藝對(duì)保護(hù)蠶絲制品的品質(zhì)質(zhì)量和降低能耗都具有重要意義[2]。

本文通過(guò)使用直接染料、酸性染料和活性染料分別對(duì)蠶絲進(jìn)行染色，選擇出一種最佳染料；再用該種染料對(duì)蠶絲進(jìn)行低溫染色，在低溫染色的過(guò)程中，分別對(duì)蠶絲進(jìn)行酶預(yù)處理和紫外線輻射預(yù)處理，上染后測(cè)試蠶絲纖維的各項(xiàng)性能。探討減少蠶絲在普通工藝染色中的損傷，提高蠶絲上染率的方法。

2 試驗(yàn)材料和儀器

試驗(yàn)材料： 天然蠶絲纖維。染料及化學(xué)品： 活性黃PW-4G、直接大紅4B、弱酸性藍(lán)MF、元明粉、平平加O、碳酸氫鈉、滲透劑（JFC）、醋酸、固色劑Y、皂洗液。儀器與設(shè)備：722型紫外線可見(jiàn)光分光光度儀、電子天平、恒溫水浴鍋、溫度計(jì)、燒杯、量筒、pH值試紙、玻璃棒、LL-06B電子單纖維強(qiáng)度儀、烘干機(jī)。

3 染料選擇

3.1 直接染料[3]染蠶絲的試驗(yàn)方法

試驗(yàn)步驟：配制直接性染料染浴的兩份染液，一份作為空白樣液，另一份里面放蠶絲染色。

染色處方：染料（o.w.f）：2%，滲透劑（JFC）：4g/L，元明粉：40g/L，平平加O：0.1g/L，浴比1：50。固色處理：固色劑Y，醋酸0.1%。

工藝流程：工藝操作曲線見(jiàn)圖1，在弱酸性條件下，加溫到30℃，染料和一半元明粉同時(shí)加入，加熱到100℃再加入另一半元明粉。

后處理處方：皂片2g/L，碳酸鈉2g/L，溫度50℃，時(shí)間10min，浴比1：50。

3.2 活性染料染蠶絲的試驗(yàn)方法

試驗(yàn)步驟：配制活性染浴的兩份染液，一份作為空白樣液，另一份里面放蠶絲染色。

染色處方：染料（o.w.f）2%，平平加O0.5g/L，元明粉40g/L，碳酸氫鈉5g/L，滲透劑（JFC）4g/L，浴比1：50。固色處理：固色劑Y；醋酸0.1%。

工藝流程：a）未經(jīng)固色劑處理的蠶絲工藝操作曲線見(jiàn)圖1。b）加固色劑處理：在a）的染色配方基礎(chǔ)上，元明粉處理后加入固色劑Y和醋酸，50℃～60℃處理20min，然后皂洗、烘干。

后處理見(jiàn)3.1。

3.3 酸性染料染蠶絲的試驗(yàn)方法

試驗(yàn)步驟：配制pH值為弱酸性染浴的兩份染液，一份作為空白樣液，另一份里面放蠶絲染色

色處方：染料（o.w.f）2%，滲透劑（JFC）4g/L，元明粉15g/L，用醋酸調(diào)pH值到6.0左右。固色處理：固色劑Y，醋酸0.1%。

工藝流程：a）未加固色劑，未經(jīng)固色劑處理的蠶絲工藝操作曲線見(jiàn)圖2。在弱酸性條件下，在常溫下將染料和一半元明粉同時(shí)加入，加熱到100℃再加入另一半元明粉。b）加固色劑處理：在a）的染色配方基礎(chǔ)上，元明粉處理后加入固色劑Y和醋酸，50℃～60℃處理20min，然后皂洗、烘干。

后處理同3.1。

本文中所涉及的固色劑Y采用陽(yáng)離子化合物作為固色劑，對(duì)染料陰離子有較大的反應(yīng)，使蠶絲染色物上的染料分子增大，親水基被封閉在織物上形成不溶性染料鹽沉淀，這樣防止了染料因離子化而從織物上脫落及水解，從而提高了織物的色牢度[3]。同時(shí)，固色劑Y除能降低染料的溶解度外，還可在烘干時(shí)在染色物表面生成樹(shù)脂薄膜，提高處理時(shí)蠶絲織物的牢度。經(jīng)固色劑Y處理后的染色物的色光及耐曬牢度變化較小，最終提高了上染后蠶絲織物的質(zhì)量。

3.4 試驗(yàn)測(cè)試

7組等量的蠶絲纖維試樣分別在活性染料、酸性染料、直接染料上染處理后，測(cè)試其上染率、染色后斷裂強(qiáng)力及染色后斷裂伸長(zhǎng)率各項(xiàng)性能，結(jié)果如表1所示。

通過(guò)上面的試驗(yàn)和相應(yīng)的結(jié)果分析可以看出，蠶絲的上染率及染后的蠶絲斷裂伸長(zhǎng)率：弱酸性染料>活性染料>直接染料，各染料處理蠶絲后的斷裂強(qiáng)力相對(duì)較好。綜合各項(xiàng)指標(biāo)，用弱酸性染料染蠶絲對(duì)蠶絲纖維的損傷較小，上染率高，各項(xiàng)性能優(yōu)異。本文將選用弱酸性染料對(duì)蠶絲纖維進(jìn)行低溫染色試驗(yàn)。

4 染色方法優(yōu)化試驗(yàn)

4.1 酶預(yù)處理后酸性染料上染蠶絲

先用蛋白酶做預(yù)處理，配制pH值為弱酸性的染浴的兩份染液，其中一份作為空白樣液，另一份里面放蠶絲染色，按以下工藝進(jìn)行處理：

①預(yù)處理：蛋白酶0.3%，溫度50℃～60℃，時(shí)間30min。

②染色處方：染料（o.w.f）2%，滲透劑（JFC）4g/L，元明粉15g/L，平平加O1g/L，用醋酸調(diào)pH值6.0左右。固色處理：固色劑Y，醋酸0.1%。

③工藝曲線：酶預(yù)處理的工藝操作曲線見(jiàn)圖3，預(yù)處理后經(jīng)酸性染料染色的工藝曲線見(jiàn)圖4。在弱酸性條件下，加溫到常溫，染料和一半元明粉同時(shí)加入，加熱到85℃再加入另一半元明粉。

后處理如3.1。

4.2 紫外線預(yù)輻射處理后酸性染料上染蠶絲

先用紫外線20W的功率下照射處理蠶絲纖維5min、10min、15min，然后再配制pH值為弱酸性的染浴的兩份染液，其中一份作為空白樣液，另一份里面放蠶絲染色，按以下工藝進(jìn)行處理。染色處方、工藝曲線、后處理如4.1中所述。

4.3 優(yōu)化試驗(yàn)物理性能測(cè)試結(jié)果

從表2可以看出，酶處理后的蠶絲纖維在上染率、斷裂強(qiáng)力、斷裂伸長(zhǎng)率都比較好，最適合做蠶絲的低溫染色。紫外線預(yù)處理時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，否則上染率下降，其原因在于輻射時(shí)間較短時(shí)，會(huì)因刻蝕增強(qiáng)潤(rùn)濕性體改上染率，但是輻射時(shí)間太長(zhǎng)，會(huì)引發(fā)很多的羧基，使纖維表面負(fù)電性增強(qiáng)而不利于染色。因此，蠶絲在酸性染料低溫染色過(guò)程中，即在85℃下先用酶做預(yù)處理的前提下上染率有所上升，其染后斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長(zhǎng)率等各項(xiàng)性能都比高溫上染蠶絲時(shí)低。

5 結(jié)論

1）弱酸性染料對(duì)蠶絲纖維的損傷較小，上染率高，其處理后纖維的各項(xiàng)性能優(yōu)異。

2）蠶絲纖維在酶預(yù)處理30分鐘（50℃～60℃），再在85℃下進(jìn)行染色的上染率、斷裂伸長(zhǎng)率、斷裂強(qiáng)力綜合來(lái)說(shuō)比較好。

參考文獻(xiàn)：

[1] 范雪梅.紡織品染整工藝學(xué)[M].北京：中國(guó)紡織出版社，2006.

[2] 姚穆.紡織材料學(xué)[M].北京：中國(guó)紡織出版社，1990.

[3] 最新染料使用大全編寫(xiě)組編.最新染料使用大全[M].北京：中國(guó)紡織出版社，1996.

（作者單位：內(nèi)蒙古纖維檢驗(yàn)局）