蠶絲活性染料工藝改進

丁歡+何勇+胡嵐+劉偉光

摘要：

本文旨在提高蠶絲活性染料染色的勻染性和上染率，采用一浴二步法探索蠶絲活性染料染色工藝中加入勻染劑O對勻染性和上染率的影響。結果表明，通過在染色液和剝色液中添加勻染劑O，活性染料紅在蠶絲上的上染率由55.33%提高到了73.64%，固色率由80.76%提高到了82.02%，表明該種方法有效提高了活性染料在蠶絲上的上染率和勻染性。

關鍵詞：蠶絲；勻染劑O；上染率；固色率

1 引言

蠶絲是天然蛋白質纖維，制成的服飾與人體皮膚有很好的相容性，蠶絲織物具有色澤柔和、垂懸性好、吸濕透氣、柔軟滑爽等優良特性，使其具有良好的穿著性和一定的保健功能[1]。但由于蠶絲織物易泛黃、染色牢度差等原因，制約其更好更廣泛地應用。

以往多用直接或酸性染料對蠶絲進行染色，隨著研究的不斷深入，現在適合于蠶絲染色的合成染料主要有酸性染料、活性染料、酸性含酶染料、直接染料等[2]。

活性染料早在1956年問世，但直到最近幾十年才被應用于真絲織物染色。活性染料用于真絲染色具有許多優良特性，該類染料具有良好的應用和反應性能，如顏色鮮艷、色譜齊全、價格低廉、使用方便、擴散和勻染性能良好、適應性能強等優點，在紡織品染色中備受青睞，并且應用也越來越廣泛[3]。因此，本研究采用活性染料對蠶絲進行染色，比較添加勻染劑O對上染率和勻染性的改善程度。

2 研究背景和原理

2.1 研究背景

真絲紡織品中勻染性與固著率一直是困擾和制約業內的突出問題。對于染料的合成、選擇及工藝改進方面的研究工作也不斷深入。迄今，上染率和固色率雖然得到了一定程度的改善，但尚未得到根本上的解決。為此，分析在蠶絲活性染料染色工藝中加入勻染劑O，對于蠶絲活性染料染色的勻染性和上染率的改善也顯得尤為重要。

勻染劑O屬于非離子型表面活性劑，易溶于水、乙醇、乙二醇等，且能耐酸、耐堿、耐硬水、耐熱、耐重金屬鹽等優良特性，使用非常方便。勻染劑O對各種染料有較強的勻染性、緩染性、滲透性、擴散性，可與各類表面活性劑和染料同溶使用，可應用于紡織印染工業的各工序中。勻染劑O勻染的機理是能與染料分子發生聚集，因而降低了染料的上染速度，使染料逐漸向纖維轉移，從而達到勻染目的。在對紡織品進行染色的過程中還可用作擴散劑，防止某些染料顯色時的分解物集結在織物上而沾污染色品。在剝色液中加入勻染劑O可以降低染浴的pH值，這樣可以保證蠶絲強度不受損害，提高上染率和固色率的同時，保持染色后蠶絲良好的手感柔軟。

2.2 研究原理

蠶絲是一種天然蛋白質纖維，含有大量極性氨基酸。這些基團在蠶絲纖維上的分布和含量均不相同。醇羥基最多存在絲氨酸上，其次酚羥基位于酪氨酸，而氨基含量最少，位于蛋白質大分子鏈的末端以及賴氨酸、精氨酸等的側鏈上，鑒于絲氨酸大多位于結晶區部分，主要與染料發生共價結合的基團是氨基、亞氨基和酪氨酸上的酚羥基[4]。由于染料和纖維能以共價鍵結合，成為“纖維-染料”的結合體，所以還具有良好的耐洗色牢度和摩擦色牢度。更重要的是，利用蠶絲纖維的兩性性質，染色工藝可以采用適當的pH值范圍內實現高效穩定的上染率，實現蠶絲纖維活性染料低鹽染色，而且工藝簡單，無副作用，可獲得較高的上染率和固著率。

3 試驗材料、試劑和儀器

材料：生絲20/22D。

試劑：勻染劑O，凈洗劑209（成都方正化工有限公司），碳酸鈉，尿素，硫酸鈉（重慶旭日化工實業有限公司），活性染料紅（上海邦景實業有限公司）。

本試驗所用儀器如表1所示。

4 試驗部分

蠶絲染色預處理：生絲20/22D在電熱恒溫鼓風干燥箱干燥后備用。準確稱量，將烘干生絲與去離子水按照1：50浴比于60℃溫水浴中處理30min，使生絲發生有限溶脹。

染色工藝流程：采用一般的浸染染色方法，即一浴二步法。這種方法主要適用于小批量、多品種的染色[5]。

染色工藝處方：染料2%owf、勻染劑O 1%owf、促染鹽40g/L、尿素100g/L、凈洗劑209 1g/L；剝色液配方：尿素100g/L、勻染劑O 2g/L；皂洗液配方：碳酸鈉1g/L、凈洗劑209 1g/L。

其中，染色液的pH值用醋酸調至5，固色液的pH值用碳酸鈉調至8，染色浴比為1：50，剝色浴比為1：20，皂洗浴比為：20。

5 結果與討論

5.1 上染率

為了準確反映和比較未添加勻染劑O和添加勻染劑O兩種染色工藝不同階段上染情況，選取了兩種工藝中相應階段的染色浴液，進行紫外分光光度測試。取兩種工藝中的染色原液，固色后染色浴液及剝離后染色浴液均稀釋2000倍，對三個階段染色浴液的稀釋液進行紫外吸收光譜測定，紫外吸收光譜圖如圖1所示。各條譜圖λmax處對應的最大吸光度（A）值如表2所示。根據最大吸光度值各條譜圖的最大吸光度（A），套用殘液法計算公式，計算上染率E（%）（如公式1）和固色率ω1（%）（如公式2）[6]。各種染色浴液的吸光度如表2。

E （%）=[（A0-A染）/A0] ×100 （1）

式中：A染——相應染色階段后殘余浴液的吸光度；A0——染色原液的吸光度。

ω1（%）=[（A固-A剝）/A固] ×100 （2）

式中：A剝——殘余剝色浴液的吸光度；A固——殘余固色浴液的吸光度。

根據表2計算兩種染色工藝的上染率和固色率結果分別為不含勻染劑O染色的上染率E水55.33%、含有勻染劑O染色的上染率EO73.64%、不含勻染劑O的固色率ω水80.76%、含有勻染劑O的固色率ωO82.02%。

根據計算結果發現，與未添加勻染劑O染色工藝相比較，加入勻染劑O后活性染料染色的上染率由55.33%提高到了73.64%，得到了顯著改善，固色率由80.76%提高到了82.02%，兩種參數均得到了不同程度上的改善。

5.2 力學性能

1930年，Peirce[7]在紡織學會會刊（J.T.I）論文中就指出了紡織品力學和紡織品與服裝工程織造技術對于生產高質量服裝的重要性。此后，紡織品力學性能成為紡織科學的主要研究領域之一，手感則成為紡織廠專家評價紡織品質量的主要指標。因此，對于染色前后蠶絲的力學性能進行測定，進而評定該種染色工藝對于蠶絲的應用價值影響程度也顯得至關重要。

測定3種試樣的靜態力學性能，可知：與生絲相比較，經過不添加勻染劑O染色工藝染色后生絲的應力和應變均出現了顯著下降，這是因為生絲在水染工藝中染色牢度較差，而在剝色環節有部分絲膠被溶解所造成的應力應變下降。相反，經過添加勻染劑O染色工藝染色后生絲的應力和應變均幾乎沒有發生變化，這個結果表明，添加勻染劑O可以有效提高蠶絲活性染料染色的勻染性和上染率，不影響蠶絲本身性能及應用。

參考文獻：

[1]錢紅飛，方帥軍，劉將英，等.甲基丙烯酰胺接枝蠶絲的活性染料染色性能[J]. 紡織學報，2012，33（6）： 59-65.

[2]田向農，余志成，沈一峰，等.染整導論[M].杭州：浙江理工大學， 2006， 47-48.

[3]P. Galafassi.A. Tzikas.S. Santamaria，孫理.棉及其混紡織物用活性染料竭染的革新[J]. 國際紡織導報， 2005（1）：53-57.

[4]沈一峰，林鶴鳴，楊愛琴，等.雙活性基活性染料真絲綢染色工藝研究[J]. 染料與染色， 2004，41（2）：105-108.

[5]林杰，劉志梅，魯孝俊，等.殼聚糖在柞蠶絲活性染料染色中的作用[J]. 絲綢， 2007（8）：45-48.

[6]高曉紅， 宋心遠. 水解活性染料對羊毛染色的研究[J]. 印染， 2004（5）：11-14.

[7]Peirce F T.“Hand”of Cloth as a Messurable Quantity [J]. Journal of Textile Institute，1930（21）：377-416.

（作者單位：丁歡、何勇、胡嵐，重慶市纖維檢驗局；劉偉光，上海韓雄染料化工有限公司）endprint