劉元軍，趙曉明，拓　曉，趙家琪

(天津工業(yè)大學(xué)紡織學(xué)部，天津 300387)

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蛋白助劑在針織牛仔布固色中的應(yīng)用

劉元軍，趙曉明，拓曉，趙家琪

(天津工業(yè)大學(xué)紡織學(xué)部，天津 300387)

摘要：選用自制的陽(yáng)離子化蛋白助劑對(duì)染色針織牛仔布進(jìn)行浸漬法固色處理，探討了固色工藝條件對(duì)牛仔布皂洗后耐洗色牢度的影響，確定出最佳固色工藝條件。結(jié)果表明，牛仔布采用陽(yáng)離子化蛋白助劑浸漬法固色后，織物的耐摩擦色牢度和耐洗色牢度均有所提高，并且可減少皂洗時(shí)色布對(duì)白布的沾色。本研究為有效利用廢棄物，開(kāi)發(fā)綠色環(huán)保固色劑提供一條新途徑。

關(guān)鍵詞：牛仔布蛋白助劑固色染色牢度

0前言

長(zhǎng)期以來(lái)牛仔裝一直迎合人們的審美意識(shí)，人們對(duì)它“情有獨(dú)鐘”，再加上它同步時(shí)尚的不斷創(chuàng)新，使其經(jīng)久不衰，應(yīng)用頗為廣泛。而硫化染料、活性染料等陰離子染料是牛仔布染色的一類重要染料[1-7]；但陰離子染料染色的深濃色牛仔產(chǎn)品存在不少問(wèn)題，尤其存在將來(lái)服用洗滌過(guò)程中，容易褪色，造成與淺色衣物一起洗滌時(shí)，使淺色衣物沾色[8-11]。為了解決此問(wèn)題，本研究選用我們課題組制備的一種陽(yáng)離子生物蛋白衍生物助劑WLS-20[12-18]對(duì)針織牛仔布進(jìn)行固色后處理，探討固色工藝條件對(duì)針織牛仔布皂洗時(shí)白布的沾色以及對(duì)針織牛仔布耐洗色牢度的影響。WLS-20的化學(xué)組成為多肽鏈的混合物，結(jié)構(gòu)上含有大量的羥基(-OH)、環(huán)氧乙烷、氨基(-NH2)、羧基(-COOH)、巰基(-SH)等基團(tuán)。

1實(shí)驗(yàn)

1.1材料

材料：針織牛仔布

化學(xué)試劑：氫氧化鈉、無(wú)水碳酸鈉等，均為分析純。

1.2工藝流程

針織牛仔布用蛋白助劑固色→水洗→皂洗→測(cè)定針織牛仔布色牢度。

1.3工藝條件

1.3.1蛋白助劑的固色工藝

蛋白助劑WLS-20浸漬的固色工藝處方：蛋白助劑WLS-20： 0-30%(omf)， NaOH 0-10g/L，40℃～80℃處理10min～50min，浴比1:40。

1.3.2皂洗工藝

5g/LNa2CO3，2g/L皂粉，60℃皂洗30min，浴比1:30。

1.4測(cè)試指標(biāo)

1.4.1K/S值的測(cè)定

采用X-Rite Colori7型愛(ài)色麗分光測(cè)色儀測(cè)定針織牛仔布表面染色深度，即K/S值。

1.4.2耐洗色牢度和耐摩擦色牢度測(cè)試

采用SW-12型耐洗牢度儀，按GB/T3921.3-2008《紡織品色牢度試驗(yàn)?zāi)拖瓷味龋悍椒?》測(cè)試針織牛仔布耐洗色牢度。采用Y571B型摩擦牢度儀，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)試針織牛仔布耐摩擦色牢度。

1.4.4吸濕速率曲線測(cè)試[19]

以時(shí)間為橫坐標(biāo)，以水分在不同時(shí)間內(nèi)上升高度為縱坐標(biāo)畫(huà)圖得到吸濕速率曲線。

1.4.5透氣性測(cè)試

按照GB/T5453-1997《紡織品織物透氣性的測(cè)定》的方法測(cè)定針織牛仔布透氣性。

2結(jié)果與討論

2.1蛋白助劑WLS-20固色工藝優(yōu)選

2.1.1蛋白助劑WLS-20用量?jī)?yōu)選

按照1.3.1 工藝，改變WLS-20助劑用量，固定NaOH用量4g/L，60℃處理20min，浴比1:40，然后水洗，皂洗，水洗，晾干，測(cè)指標(biāo)，結(jié)果見(jiàn)表1。

從表1可以看出, 隨著WLS-20用量增加，針織牛仔布褪色逐漸減少，皂洗時(shí)白布沾色K/S值逐漸減小，皂洗色牢度和摩擦色牢度值也不斷增大，當(dāng)WLS-20用量為9%(owf)時(shí)，皂洗白布沾色K/S值最小，針織牛仔布耐洗皂洗色牢度和摩擦色牢度值達(dá)到最大。原因可能是WLS-20含有陽(yáng)離子基團(tuán)，它們與染料離子和分子間可產(chǎn)生靜電引力、范德華力、氫鍵和疏水鍵等作用，提高陰離子染料與纖維之間的作用力，降低陰離子染料水溶性，同時(shí)WLS-20含有多個(gè)環(huán)氧乙烷等反應(yīng)性基團(tuán)能與水解染料和纖維發(fā)生反應(yīng)，進(jìn)而通過(guò)WLS-20的固色作用，使陰離子染料與纖維結(jié)合的更加牢固，減少織物上浮色量(WLS-20助劑的結(jié)構(gòu)如圖1所示)。當(dāng)WLS-20用量為9%(owf)時(shí)達(dá)到飽和，過(guò)多的WLS-20會(huì)產(chǎn)生浪費(fèi)。由實(shí)驗(yàn)確定WLS-20用量為9%(owf)。此外，固色后織物染色深度有所提高，有一定增深作用。

圖1　WLS-20助劑的結(jié)構(gòu)示意圖

組別WLS-20助劑用量%(omf)固色后色布K/S值皂洗白布沾色K/S值摩擦色牢度(級(jí))耐洗色牢度(級(jí))干摩濕摩褪色棉沾1019.1180.69532332319.2980.4333～42～33～43～43619.3500.3063～43444919.4600.10943～44451219.4550.12243～44461519.4520.13143～444

2.1.2氫氧化鈉用量?jī)?yōu)選

按照1.3.1 工藝，改變NaOH用量，固定WLS-20助劑用量用量9%(omf)，60℃處理20min，浴比1:40，然后水洗，皂洗，水洗，晾干，測(cè)指標(biāo)，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2　NaOH用量對(duì)針織牛仔布染色牢度的影響

從表2可以看出，當(dāng)NaOH用量為4g/L時(shí)，皂洗白布沾色K/S值逐漸最小，皂洗色牢度和摩擦色牢度值達(dá)到最大。這是由于隨著NaOH用量的增加，有更多的助劑和染料、纖維發(fā)生共價(jià)鍵結(jié)合，使得固色效果得以提高。當(dāng)NaOH用量超過(guò)4g/L時(shí)，針織牛仔布牢度也不再上升，這是由于加入過(guò)多NaOH會(huì)使硫化染料與纖維形成的共價(jià)鍵發(fā)生斷鍵并且助劑發(fā)生水解，使得固色效果降低。因此，NaOH用量確定為4g/L。此外，還可以看出，固色后針織牛仔布染色深度有所提高，有一定增深作用。

2.1.3溫度的優(yōu)選

按照1.3.1 工藝，改變溫度，固定WLS-20助劑用量用量9%(omf)，NaOH用量4g/L，處理20min，浴比1:40，然后水洗，皂洗，水洗，晾干，測(cè)指標(biāo)，結(jié)果見(jiàn)表3。

表3　固色溫度對(duì)針織牛仔布染色牢度的影響

從表3可以看出，隨著WLS-20助劑處理溫度提高，牛仔布褪色逐漸減少，皂洗時(shí)白布沾色K/S值逐漸減小，皂洗色牢度和摩擦色牢度值也不斷增大，當(dāng)溫度為50℃時(shí)，皂洗白布沾色K/S值最小，皂洗色牢度和摩擦色牢度值達(dá)到最大。達(dá)到50℃后，過(guò)高溫度使助劑水解速率提高，針織牛仔布固色效果變差。因此，確定處理溫度為50℃。

2.1.4處理時(shí)間的優(yōu)選

按照1.3.1 工藝，改變固色時(shí)間，固定WLS-20助劑用量用量9%(omf)，NaOH用量4g/L，處理溫度為50℃，浴比1:40，然后水洗，皂洗，水洗，晾干，測(cè)指標(biāo)，結(jié)果見(jiàn)表4。

表4　NaOH處理時(shí)間對(duì)針織牛仔布染色牢度的影響

從表4可以數(shù)據(jù)得出，固色時(shí)間短較，WLS-20和陰離子染料、纖維不能充分反應(yīng)，使固著在纖維上的陰離子染料數(shù)量有限，從而影響固色效果；當(dāng)處理時(shí)間太長(zhǎng)時(shí)，雖然能夠發(fā)生充分反應(yīng)，但是處理時(shí)間長(zhǎng)，WLS-20助劑水解增大。處理15min時(shí)的效果達(dá)到最佳，牢度最好，隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng)，牢度基本不變。因此，確定處理時(shí)間為15min。

通過(guò)以上得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和對(duì)數(shù)據(jù)的分析，綜合考慮蛋白助劑WLS-20的處理效果和處理的成本，優(yōu)選出了蛋白助劑WLS-20進(jìn)行固色處理的工藝條件：在50℃下用9%(omf)的WLS-20 和4g/L NaOH處理15min，浴比1:40，然后水洗至中性。

2.2固色處理對(duì)牛仔布性能變化效果評(píng)定

2.2.1固色處理對(duì)牛仔布牢度的影響

按1.4.2和1.4.3方法，測(cè)定WLS-20用最佳工藝固色及未固色織物的耐洗色牢度和摩擦牢度，結(jié)果如表5所示。

表5　固色處理對(duì)牛仔布色牢度提高的效果

從表5可以看出，采用WLS-20浸漬法固色對(duì)牛仔布固色后，經(jīng)過(guò)WLS-20固色處理的牛仔布在皂洗時(shí)，牛仔布的褪色減少，皂洗時(shí)白布沾色減少，耐洗色牢度和摩擦牢度均提高1～2級(jí)。因此經(jīng)WLS-20助劑固色的牛仔布，在將來(lái)服用洗滌過(guò)程中，可以有效防止對(duì)淺色衣物沾色，從而達(dá)到有望實(shí)現(xiàn)與淺色衣物一起洗滌的目的。并達(dá)到節(jié)約洗滌用水的多重效果。此外，考慮到該助劑是由廢棄蛋白為原料而值得的生物蛋白助劑，經(jīng)固色的織物有望改善織物的服用性能。

2.2.2固色處理對(duì)牛仔布潤(rùn)濕效果的影響

按1.4.4方法，測(cè)定WLS-20用最佳工藝固色及未固色織物的潤(rùn)濕效果，結(jié)果如圖2所示。

由圖1可以看出，針織牛仔布經(jīng)過(guò)WLS-20固色后，毛細(xì)管效應(yīng)提高，這是由于針織牛仔布經(jīng)過(guò)WLS-20固色后，纖維表面引入了更多的羥基等親水性基團(tuán)，針織牛仔布的吸濕性和芯吸效應(yīng)進(jìn)一步改善。

圖2　固色及未固色針織牛仔布的潤(rùn)濕效果

2.2.3固色處理對(duì)牛仔布透氣性能的影響

按照1.4.5方法，測(cè)定WLS-20用最佳工藝固色及未固色織物的透氣性能，結(jié)果如表6所示。

表6　固色與未固色針織牛仔布透氣性能

從表6可以看出，經(jīng)助劑WLS-20固色處理后的牛仔布相對(duì)未加助劑處理的牛仔布的透氣性基本沒(méi)變，由此可知，經(jīng)助劑WLS-20固色處理后不會(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，助劑WLS-20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

(1) 優(yōu)化出陽(yáng)離子蛋白助劑WLS-20對(duì)針織牛仔布固色工藝條件為：在50℃下用9%(omf)的WLS-20 和4g/L NaOH處理15min，浴比1:40，然后水洗至中性，

(2) WLS-20浸漬法固色對(duì)針織牛仔布固色后，皂洗時(shí)針織牛仔布的褪色減少，皂洗時(shí)白布沾色減少，耐洗色牢度和摩擦牢度均提高1～2級(jí)，達(dá)到節(jié)約用水的多重效果。并改善針織牛仔布的吸濕性、舒適性等服用性能，同時(shí)該助劑以廢棄蛋白為原料，有利于廢棄資源的有效利用，變廢為寶，具有顯著的經(jīng)濟(jì)利益和深遠(yuǎn)的社會(huì)效益。

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Application of Protein Agent in Fixing Color on Knitted Jeans

LIUYuan-jun,ZHAOXiao-ming,TUOXiao,ZHAOJia-qi

(College of Textile, Tianjin Polytechnic University, Tianjin 300387)

Abstract:Dyed knitted jeans were fixed color with a self-made cationic protein agent by soaking process. The influence of color fixing processing condition on color fastness of jeans after soaping was explored and optimal color fixing processing conditions were determined. The results showed that after fixing color by soaking process with cationic protein agent, the friction fastness and washing fastness of jeans were improved and staining to white cloth was decreased when soaping.A new way for effectively using waste and developing green environment protective fixing agents was provided.

Key words:jeansprotein agentfixingcolor fastness

中圖分類號(hào)：TS190.5

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1008-5580(2016)01-0042-04

通訊作者：趙曉明(1963-)，男，博士，天津市特聘教授，博士生導(dǎo)師。

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51206122)和天津應(yīng)用基礎(chǔ)與前沿技術(shù)研究計(jì)劃項(xiàng)目(13JCQNJC03000)，天津工業(yè)大學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室2015年大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目(20150107)。

收稿日期：2015-06-07

第一作者：劉元軍(1986-)，女，博士，研究方向：雞毛蛋白助劑在染色棉織物固色中的應(yīng)用性能。