蛋白助劑在針織牛仔布固色中的應用

劉元軍，趙曉明，拓　曉，趙家琪

(天津工業大學紡織學部，天津 300387)

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蛋白助劑在針織牛仔布固色中的應用

劉元軍，趙曉明，拓曉，趙家琪

(天津工業大學紡織學部，天津 300387)

摘要：選用自制的陽離子化蛋白助劑對染色針織牛仔布進行浸漬法固色處理，探討了固色工藝條件對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。結果表明，牛仔布采用陽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，并且可減少皂洗時色布對白布的沾色。本研究為有效利用廢棄物，開發綠色環保固色劑提供一條新途徑。

關鍵詞：牛仔布蛋白助劑固色染色牢度

0前言

長期以來牛仔裝一直迎合人們的審美意識，人們對它“情有獨鐘”，再加上它同步時尚的不斷創新，使其經久不衰，應用頗為廣泛。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品存在不少問題，尤其存在將來服用洗滌過程中，容易褪色，造成與淺色衣物一起洗滌時，使淺色衣物沾色[8-11]。為了解決此問題，本研究選用我們課題組制備的一種陽離子生物蛋白衍生物助劑WLS-20[12-18]對針織牛仔布進行固色后處理，探討固色工藝條件對針織牛仔布皂洗時白布的沾色以及對針織牛仔布耐洗色牢度的影響。WLS-20的化學組成為多肽鏈的混合物，結構上含有大量的羥基(-OH)、環氧乙烷、氨基(-NH2)、羧基(-COOH)、巰基(-SH)等基團。

1實驗

1.1材料

材料：針織牛仔布

化學試劑：氫氧化鈉、無水碳酸鈉等，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測試指標

1.4.1K/S值的測定

采用X-Rite Colori7型愛色麗分光測色儀測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試

采用SW-12型耐洗牢度儀，按GB/T3921.3-2008《紡織品色牢度試驗耐洗色牢度：方法3》測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《紡織品色牢度實驗耐摩擦色牢度》測試針織牛仔布耐摩擦色牢度。

1.4.4吸濕速率曲線測試[19]

以時間為橫坐標，以水分在不同時間內上升高度為縱坐標畫圖得到吸濕速率曲線。

1.4.5透氣性測試

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

2結果與討論

2.1蛋白助劑WLS-20固色工藝優選

2.1.1蛋白助劑WLS-20用量優選

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，測指標，結果見表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WLS-20用量為9%(owf)時，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到最大。原因可能是WLS-20含有陽離子基團，它們與染料離子和分子間可產生靜電引力、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WLS-20含有多個環氧乙烷等反應性基團能與水解染料和纖維發生反應，進而通過WLS-20的固色作用，使陰離子染料與纖維結合的更加牢固，減少織物上浮色量(WLS-20助劑的結構如圖1所示)。當WLS-20用量為9%(owf)時達到飽和，過多的WLS-20會產生浪費。由實驗確定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助劑的結構示意圖

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)耐洗色牢度(級)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氫氧化鈉用量優選

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，測指標，結果見表2。

表2　NaOH用量對針織牛仔布染色牢度的影響

從表2可以看出，當NaOH用量為4g/L時，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、纖維發生共價鍵結合，使得固色效果得以提高。當NaOH用量超過4g/L時，針織牛仔布牢度也不再上升，這是由于加入過多NaOH會使硫化染料與纖維形成的共價鍵發生斷鍵并且助劑發生水解，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，測指標，結果見表3。

表3　固色溫度對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，當溫度為50℃時，皂洗白布沾色K/S值最小，皂洗色牢度和摩擦色牢度值達到最大。達到50℃后，過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處理時間的優選

按照1.3.1 工藝，改變固色時間，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，測指標，結果見表4。

表4　NaOH處理時間對針織牛仔布染色牢度的影響

從表4可以數據得出，固色時間短較，WLS-20和陰離子染料、纖維不能充分反應，使固著在纖維上的陰離子染料數量有限，從而影響固色效果；當處理時間太長時，雖然能夠發生充分反應，但是處理時間長，WLS-20助劑水解增大。處理15min時的效果達到最佳，牢度最好，隨著處理時間的延長，牢度基本不變。因此，確定處理時間為15min。

通過以上得到的實驗數據和對數據的分析，綜合考慮蛋白助劑WLS-20的處理效果和處理的成本，優選出了蛋白助劑WLS-20進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固色處理對牛仔布性能變化效果評定

2.2.1固色處理對牛仔布牢度的影響

按1.4.2和1.4.3方法，測定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，結果如表5所示。

表5　固色處理對牛仔布色牢度提高的效果

從表5可以看出，采用WLS-20浸漬法固色對牛仔布固色后，經過WLS-20固色處理的牛仔布在皂洗時，牛仔布的褪色減少，皂洗時白布沾色減少，耐洗色牢度和摩擦牢度均提高1～2級。因此經WLS-20助劑固色的牛仔布，在將來服用洗滌過程中，可以有效防止對淺色衣物沾色，從而達到有望實現與淺色衣物一起洗滌的目的。并達到節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，經固色的織物有望改善織物的服用性能。

2.2.2固色處理對牛仔布潤濕效果的影響

按1.4.4方法，測定WLS-20用最佳工藝固色及未固色織物的潤濕效果，結果如圖2所示。

由圖1可以看出，針織牛仔布經過WLS-20固色后，毛細管效應提高，這是由于針織牛仔布經過WLS-20固色后，纖維表面引入了更多的羥基等親水性基團，針織牛仔布的吸濕性和芯吸效應進一步改善。

圖2　固色及未固色針織牛仔布的潤濕效果

2.2.3固色處理對牛仔布透氣性能的影響

按照1.4.5方法，測定WLS-20用最佳工藝固色及未固色織物的透氣性能，結果如表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，經助劑WLS-20固色處理后的牛仔布相對未加助劑處理的牛仔布的透氣性基本沒變，由此可知，經助劑WLS-20固色處理后不會影響織物的透氣性，主要原因是織物的透氣性與織物內的直通氣孔及氣孔的形態有直接關系，助劑WLS-20未能使織物的氣孔堵塞或封閉，還有可能輕微打開了纖維的孔道，使其透氣性略微增加。

3結論

(1) 優化出陽離子蛋白助劑WLS-20對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浸漬法固色對針織牛仔布固色后，皂洗時針織牛仔布的褪色減少，皂洗時白布沾色減少，耐洗色牢度和摩擦牢度均提高1～2級，達到節約用水的多重效果。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，具有顯著的經濟利益和深遠的社會效益。

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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：TS190.5

文獻標識碼：A

文章編號：1008-5580(2016)01-0042-04

通訊作者：趙曉明(1963-)，男，博士，天津市特聘教授，博士生導師。

基金項目：國家自然科學基金項目(51206122)和天津應用基礎與前沿技術研究計劃項目(13JCQNJC03000)，天津工業大學創新實驗室2015年大學生創新訓練計劃項目(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用性能。