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，通過采用弱酸性染料、活性染料和直接染料對蠶絲纖維在100℃進行染色試驗，選出一種上染率高的染料對蠶絲進行低溫染色，并分析了酶和紫外線兩種預處理方式對蠶絲的各項性能的影響，研究蠶絲纖維低溫染色的可行性。通過試驗，得知蠶絲在酸性染料低溫染色過程中先用酶做預處理的前提下上染率有所上升，其斷裂強力和斷裂伸長率等各項性能都比高溫上染蠶絲時低。

關鍵詞：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)質的蛋白質纖維，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。一般來說，蠶絲是一種在工藝過程中非常容易擦傷的織物[1]。對蠶絲纖維進行長時間的高溫處理很容易對蠶絲織物造成這種損傷，所以蠶絲的低溫染色工藝對保護蠶絲制品的品質質量和降低能耗都具有重要意義[2]。

本文通過使用直接染料、酸性染料和活性染料分別對蠶絲進行染色，選擇出一種最佳染料；再用該種染料對蠶絲進行低溫染色，在低溫染色的過程中，分別對蠶絲進行酶預處理和紫外線輻射預處理，上染后測試蠶絲纖維的各項性能。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 試驗材料和儀器

試驗材料： 天然蠶絲纖維。染料及化學品： 活性黃PW-4G、直接大紅4B、弱酸性藍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。儀器與設備：722型紫外線可見光分光光度儀、電子天平、恒溫水浴鍋、溫度計、燒杯、量筒、pH值試紙、玻璃棒、LL-06B電子單纖維強度儀、烘干機。

3 染料選擇

3.1 直接染料[3]染蠶絲的試驗方法

試驗步驟：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：工藝操作曲線見圖1，在弱酸性條件下，加溫到30℃，染料和一半元明粉同時加入，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℃，時間10min，浴比1：50。

3.2 活性染料染蠶絲的試驗方法

試驗步驟：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）未經固色劑處理的蠶絲工藝操作曲線見圖1。b）加固色劑處理：在a）的染色配方基礎上，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3.1。

3.3 酸性染料染蠶絲的試驗方法

試驗步驟：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，未經固色劑處理的蠶絲工藝操作曲線見圖2。在弱酸性條件下，在常溫下將染料和一半元明粉同時加入，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采用陽離子化合物作為固色劑，對染料陰離子有較大的反應，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，固色劑Y除能降低染料的溶解度外，還可在烘干時在染色物表面生成樹脂薄膜，提高處理時蠶絲織物的牢度。經固色劑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量。

3.4 試驗測試

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，測試其上染率、染色后斷裂強力及染色后斷裂伸長率各項性能，結果如表1所示。

通過上面的試驗和相應的結果分析可以看出，蠶絲的上染率及染后的蠶絲斷裂伸長率：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力相對較好。綜合各項指標，用弱酸性染料染蠶絲對蠶絲纖維的損傷較小，上染率高，各項性能優(yōu)異。本文將選用弱酸性染料對蠶絲纖維進行低溫染色試驗。

4 染色方法優(yōu)化試驗

4.1 酶預處理后酸性染料上染蠶絲

先用蛋白酶做預處理，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，按以下工藝進行處理：

①預處理：蛋白酶0.3%，溫度50℃～60℃，時間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：酶預處理的工藝操作曲線見圖3，預處理后經酸性染料染色的工藝曲線見圖4。在弱酸性條件下，加溫到常溫，染料和一半元明粉同時加入，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)化試驗物理性能測試結果

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

5 結論

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

2）蠶絲纖維在酶預處理30分鐘（50℃～60℃），再在85℃下進行染色的上染率、斷裂伸長率、斷裂強力綜合來說比較好。

參考文獻：

[1] 范雪梅.紡織品染整工藝學[M].北京：中國紡織出版社，2006.

[2] 姚穆.紡織材料學[M].北京：中國紡織出版社，1990.

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

（作者單位：內蒙古纖維檢驗局）