紡織品印花的可持續方法

R. H. Deshpande, Y. M. Indi，P. D. Patil

1. 紡織工學院(印度)2. Shivaji大學(印度)

紡織品印花是將色彩和圖案引入紡織品的最通用、最重要的方法。織物的印花主要有直接印花、拔染印花和防染印花3種基本方式。拔染印花是在預先染色的織物上印制某種化學物質，以破壞設計區域的顏色，從而實現印花效果。因此，拔染印花過程中，常使用易于還原的染料，如含偶氮基團的染料上染織物，然后采用還原劑破壞印花區域的染料，再對織物進行汽蒸處理，最后通過洗滌去除染料分解產物，從而在有色織物基底上產生白地印花效果。

當前，人們對環境日益關注，紡織品加工過程中酶的使用增加，從而實現生產的環保性。磺基甲醛、沙弗林等是傳統用于染料拔染的強拔染劑。然而，它們的毒性很大，并且會產生甲醛，而甲醛又是一種已知的與人類鼻竇癌和鼻咽癌相關的致癌物。

漆酶屬于氧化還原酶的一種。本文采用漆酶對橙色W3R活性染料染色的織物進行拔染處理，并從還原作用、漿料穩定性與印花色牢度等方面，對漆酶的應用性能進行評價。

1 試驗

1.1 試驗材料

1.1.1 織物

以經良好預處理的純棉斜紋機織物為原料，對其進行活性染料染色和酶拔染印花。織物的具體規格參數如下：

經密120根/cm

緯密72根/cm

面密度174 g/m2

經紗線密度20.8 tex

緯紗線密度17.1 tex

織物厚度0.54 mm

1.1.2 染料

采用印度Huntsman公司的Novacron橙色W3R活性染料對棉織物進行染色。

1.1.3 酶

采用丹麥Novozymes公司提供的一種基于曲霉的轉基因漆酶對染色棉織物進行拔染處理。

1.2 試驗方法(套印法)

棉織物采用活性染料軋染，并在低于80 ℃的溫度下干燥。分別改變漆酶用量、活化溫度、印花漿料pH值、漿料黏度與活化時間等參數，對棉織物進行印花處理。印花后的織物在102～105 ℃的溫度下汽蒸15 min。然后，對染色織物進行皂洗處理，最后進行水洗和干燥處理。

1.2.1 軋染

采用實驗室用EEC軋染機，用活性染料對棉織物進行軋染。染色工藝參數如表1所示。染色后的織物試樣在溫度低于80 ℃下干燥。

表1 染色工藝參數

1.2.2 生態拔染處理

采用手動絲網印花技術，對印花后的干燥棉織物試樣進行生態拔染處理，以獲得白地拔染效果。生態拔染工藝配方如下：

漆酶 18%,20%,22%,25%(質量分數)

冰醋酸2 mL

水2 mL

海藻酸鈉糊料 5%,6%,7%(質量分數)

漿料總量1 kg

1.2.3 酶活化

生態拔染處理后的棉織物試樣在室溫下干燥，并于不同溫度水平下(50、60和70 ℃)，分別在烘箱中放置30、45和60 min進行酶活化。

1.2.4 汽蒸

采用實驗室用汽蒸機于102 ℃下對酶活化后的織物試樣進行15 min的汽蒸處理。

1.2.5 洗滌

用冷水漂洗汽蒸后的印花織物，然后在80 ℃下皂洗15 min。將織物試樣風干以便用于進一步測試。

1.3 試驗過程

分別在不同漆酶質量分數(18%、20%、22%,25%)、海藻酸鈉糊料質量分數(5%、6%、7%)、酶活化溫度(50、60、70 ℃)與活化時間(30、45、60 min)下進行拔染試驗。

1.4 測試與分析

采用ISO 105 C03和AATCC 8: 2005的標準試驗方法，分別對印花部分的拔染能力與基底織物的洗滌牢度和摩擦牢度進行測試分析。同樣，為評估白地拔染的質量，使用計算機測配色系統(美能達 Superdye型)測量印花部分和基底織物的K/S值。

2 結果與討論

2.1 漆酶用量對K/S值降低率的影響

拔染織物K/S值降低率隨漆酶用量的變化如圖1所示。由圖1可以看出，隨著印花漿料中漆酶質量分數的增加，與基底織物相比，印花部分織物的K/S值降低率提高。對于Novacron橙色W3R活性染料上染的棉織物而言，漆酶質量分數為20%時，織物的K/S值降低率最大。進一步提高漆酶質量分數，拔染性能無明顯改善。當漆酶質量分數超過一定限度(20%)時，織物的K/S值降低率略有起伏。不同漆酶用量下織物K/S值降低率出現變化，是由于染料的化學性質與結構不同導致的。

圖1 K/S值降低率隨漆酶用量的變化

2.2 活化時間對K/S值降低率的影響

拔染織物K/S值降低率隨活化時間的變化如圖2所示。從圖2可以看出，酶活化的最佳時間是30 min，這足以使織物產生明顯的拔染效果。隨著酶活化時間的延長，K/S值降低率減小。這可能是由于酶活性的逐漸喪失所致。

圖2 K/S值降低率隨活化時間的變化

2.3 活化溫度對K/S值降低率的影響

拔染織物K/S值降低率隨活化溫度的變化如圖3所示。由圖3可以看出，最佳的酶活化溫度為60 ℃。活化溫度超過60 ℃時，K/S值降低率下降，這是由于酶在特定溫度下的特定作用所致。

圖3 K/S值降低率隨活化溫度的變化

2.4 海藻酸鹽用量對K/S值降低率的影響

拔染織物K/S值降低率隨海藻酸鹽用量的變化如圖4所示。由圖4可以看出，海藻酸鹽質量分數為6%時，可得到非常清晰的印花產品，K/S值降低率最大。海藻酸鹽質量分數為7%時，K/S值降低率略有下降，這可能是由于漿料黏性增大，導致酶的流動性受限所致。

圖4 K/S值降低率隨海藻酸鹽用量的變化

2.5 織物的牢度特性

染色織物的牢性能度測試結果顯示，其水洗牢度為3-4級，干摩擦牢度為4-5級，濕摩擦牢度為3-4級。總體而言，拔染織物的印花色牢度較好。

3 結論

將采用漆酶的可持續技術成功應用于活性染料上染的棉織物的拔染印花中。采用漆酶和海藻酸鹽對活性染料上染的棉織物進行生態拔染處理，其最佳工藝條件如下：pH 值為4.5，活化溫度為60 ℃，活化時間為30 min。試驗結果表明，海藻酸鹽用量、活化溫度、活化時間與漆酶用量均對活性染料的拔染產生顯著影響。海藻酸鹽質量分數為6%時，印花漿料的黏性最佳；漆酶用量則取決于所用染料的特性，每千克漿料中采用約200～220 g漆酶(即漆酶質量分數為20%～22%)時，足以拔染去除試驗用活性染料。