第２４卷第５期 ２０１３年１Ｏ月 中原工学院学报 ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＺＨＯＮＧＹＵＡＮ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ ＯＦ ＴＥＣＨＮ０Ｌ０ＧＹ Ｖｏ１．２４ Ｎｏ．５ ０ｃｔ．。２Ｏ１３ 文章编号：１６７１—６９０６（２０１３）０５—００２４～０７ 蛋白质改性粘胶纤维染整工艺研究 杨天乔 ，吴 华 ，汪 青。 （１．东华大学，上海２０００５１；２．杭州万事利丝绸科技有限公司，杭州３１００２１； ３．中原工学院，郑州４５０００７） 摘要： 采用Ａｎｏｚｏｌ活性染料对蛋白质改性粘胶纤维——含丝素蛋白粘胶纤维的染整工艺进行了研究，分析了 ＮａｚＣＯｓ和Ｈｚ０ｚ对其前处理效果的影响．探讨了经除氧酶处理后前处理织物染色性能的变化以及元明粉、Ｎａ ＣＯ。对 织物上染率、Ｋ／Ｓ值和色牢度的影响，并通过试验得出一套适宜于该粘胶织物的染整工艺． 关键词： 染整工艺；蛋白质改性；粘胶纤维；活性材料；除氧酶 文献标志码：Ａ ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７１—６９０６．２０１３．０５．００６ 中图分类号：ＴＳ１９５．６ 粘胶纤维属于再生纤维素纤维，是一种优良的纺 织原料，其服用舒适性早已被大家接受和认可．随着科 技的不断发展，各种新型功能性粘胶纤维不断开发成 功，也进一步拓展了粘胶纤维的应用市场＿１ ］． 新乡白鹭化纤集团有限责任公司提供）． 染料：安诺素活性蓝Ｅ一３Ｇ，安诺素活性红Ｅ一２ＢＥ （安诺其化工有限公司）． 仪器：７２１型红外可见分光光度计（上海光谱仪器 有限公司），Ｄａｔａｃｏｌｏｒ ＳＦ６００Ｘ型电子测配色仪（Ｄａｔａ— ｃｏｌｏｒ公司），Ｓｗ一１２（Ｌ）耐洗色牢度试验机（莱州市 丝素蛋白是天然的高分子蛋白，富含１８种氨基 酸，其中亮氨酸可以加速细胞的新陈代谢；丝氨酸、苏 氨酸可减缓皮肤老化；色氨酸、酪氨酸能吸收紫外线， 电子仪器有限公司），Ｙ５７１Ｌ耐摩擦牢度试验机（莱州 市电子仪器有限公司），ＹＧ０６５顶破强力机（莱州市电 子仪器有限公司），ＬＣＫ一８ｏ０纺织品毛细效应测试 仪． １．２ 染整工艺 且大量的亲水基团（一ＯＨ、一ｃＯＯＨ、一ＮＨ）使其具 有良好的吸湿和保温性能以及抗微生物性能，与皮肤 的亲和性好．因此，以丝素蛋白为原料开发的各种含丝 素蛋白的复合材料和服用面料，具有棉、麻、化学纤维 的亲肤性、高吸湿性、抗静电性、伸缩性、蓬松性、抗皱 性等优良特性，丝素蛋白的这些优良特性迎合了新世 纪人类的绿色消费观念＿３ ］． 蛋白质改性粘胶纤维含丝素蛋白，是采用化学方 试验流程：前处理（煮漂一浴法）一水洗一除氧酶 处理一水洗一染色一皂煮一水洗一染色性能测试． １．２．１ 前处理工艺处方 Ｎａ２ＣＯ３：ｚ ｇ／Ｌ； 法将蚕丝废丝、蚕丝下脚料以及从丝绸精炼废液中回 收的蚕丝蛋白与粘胶共混，经湿法纺丝、缩醛化处理制 成的蚕丝蛋白／粘胶纤维［５］．本文选用Ａｎｏｚｏｌ中温型 活性染料，对染整工艺进行了研究． ３Ｏ ９／６Ｈ２Ｏ２：Ｙ ｍＬ／Ｌ； Ｎａ２ＳｉＯ３：２ ｇ／Ｌ； Ｈ９５：１．５ ｇ／［ ； １ 试 验 １．１材料和仪器 氧漂稳定剂：１ ｇ／Ｌ； 浴比：１：３０； 处理温度：８５～９Ｏ℃； 织物：含丝素蛋白的粘胶纬编针织物（粘胶长丝由 处理时间：６０ ｍｉｎ． 收稿日期：２０１３—０５—２Ｏ 作者简介：杨天乔（１９９１一），女，河南南阳人，硕士生 第５期 杨天乔，等：蛋白质改性粘胶纤维染整工艺研究 ・ ２５ ・ １．２．２除氧酶处理工艺条件 活性染料（ｏ．ｗ．ｆ）：２ ； 除氧酶ＵＴＡ一６３６：２ ｇ／Ｌ； 元明粉： ｇ／Ｌ； 浴比：１：３０； 无水碳酸钠：ｙ ｇ／Ｌ； 处理温度：３５～４０ ｏＣ； ．浴比：１：３０． 处理时间：１５ ｍｉｎ． （２）工艺曲线（如图１所示）： １．２．３ 染色工艺条件 （１）工艺处方： １／２Ｎａ￣ＣＯ３ １／２Ｎａ，２ＣＯ３ 图１染色工艺曲线 １．３性能测试方法 色牢度参照ＧＢ／Ｔ３９２１．１～ｌ９９７《纺织品色牢度试验 １．３．１前处理效果测试 耐洗色牢度》测定． （１）毛细效应测试．用ＬＣＫ一８００纺织品毛细效应 测试仪测试前处理后织物的毛效值． ２ 结果与讨论 （２）白度测试．用Ｄａｔａｃｏｌｏｒ测配色分光仪测试处 理后织物的白度，采用Ｄ 光源和１０。光源． ２．１织物前处理效果 （３）顶破强力测试．用ＹＧ０６５顶破强力机在温湿 为了考察Ｎａ。ＣＯ。和Ｈ ０ｚ在织物前处理中的作 度分别为２Ｏ℃和６５ ，隔距为２０ ｍｍ，速度为 用和适宜用量，在其他因素相同条件下，分别用不同量 １００ ｒａｍ／ｒａｉｎ，修正系数为１的条件下测试织物的顶破 的Ｎａ ＣＯ。和３Ｏ％的Ｈ Ｏ 对织物进行前处理，前处 强力，测试３次，取平均值． 理效果测试结果如图２一图４所示． １．３．２ 染色性能测试 （１）上染百分率．按处方配置标准染液，用移液管取 ７９ ７８ 一定量的染液在容量瓶中用蒸馏水定容稀释一定倍数． ７７ 在７２１型分光光度计上测定标准染液的最大吸收波长 ７６ ，并测定该处标准染液的吸光度Ｅ０．染色后，将染色 ７５ 的残液同时也稀释相同倍数后，在最大吸收波长处测定 皿７４ 残液的吸光度ＥＪ，按下式计算上染百分率（ ）： ＂／３ 上染百分率一（１一Ｅ。／Ｅ。）×１００ ７２ （２）表观深度Ｋ／Ｓ值．用Ｄａｔａｃｏｌｏｒ ＳＦ６００Ｘ电子 ７１ 测配色仪测定，选择Ｄ 光源和１０。视角． ７０ ０．５ １．０ １．５ ２．０ ２ ５ ３．０ （３）染色牢度．耐摩擦色牢度参照ＧＢ／Ｔ３９２０－－ ＮａｚＣＯ３用量／（ｇ‘Ｌ－ ） １９９７｛｛纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度》测定；耐洗 图２ Ｎａ ＣＯ。用量对白度的影响 中原工学院学报 ２０１３年第２４卷 ’２－Ｄ 宕 较ｔｔ。５ ０５ １ Ｏ 偈 ２ｏ ２５ ¨ Ｎａ２ＣＯ３用量／（ｇ・Ｌ ） 图３ ＮａｚＣＯ。用量对毛效的影响 皿 ６２０ 螽ｅ舯 ：兰 髫５ｏ８ｏＯ 臀５６０ ０ ０ ０５ １ Ｏ １ ５ ２．０ ２．５ ３ ０ Ｎａ２Ｃｏ 用量／（ｇ・Ｌ－１） 图４ ＮａｚＣ０。用量对顶破强力的影响 由图２、图３、图４可知，在Ｈｚ０ 用量不变的情况下， 随着Ｎａ ＣＯ。用量的增加，Ｈ Ｏ 的分解速度加快，纤 维上的污垢和少量的浆料和杂质被除去，毛效和白度 随之增大，但Ｈ Ｏ。的部分分解物也会对纤维造成损 伤，故强度有所下降；而Ｎａ ＣＯ。用量进一步增大后， 工作液的碱性增强，Ｈ Ｏ 不稳定，分解速度过快，无 效分解增多，对白度增加无益，反而增大了纤维的损 伤，使强度进一步下降ｌ６］．故综合以上因素，Ｎａ。ＣＯ。 用量以１．５ ｇ／Ｌ较为适宜． 在Ｎａ ＣＯ。用量不变（１．５ ｇ／Ｉ ）的情况下，分别用 不同量的Ｈ：０ 对织物进行前处理，前处理效果测试 结果如图５一图７所示． 由图５、图６、图７可知，在Ｎａ ＣＯ。用量不变的情 况下，随着Ｈ ０ 用量的增大，织物的白度和毛效都不 断增加，但顶破强力不断下降．这是因为在碱性不变的 条件下，随着Ｈ Ｏ。用量的增大，单位时间和体积内 ｅ ７ ８ ９ Ｈ２Ｏ 用量／（ｇ・Ｌ ） 图５ Ｈ Ｏｚ用量对白度的影响 口Ｉ。＼较 蕾 譬 焉 ¨ ＝＝ ¨ ５ ６ ７ ８ Ｈ２Ｏ２用量／（ｇ・Ｌ－Ｉ） 图６ Ｈ Ｏｚ用量对毛效的影响 ８ ７ Ｂ Ｈ２０２用量／（ｇ‘Ｌ－ ） 图７ Ｈｚ０ｚ用量对顶破强力的影响 ＨｚＯ。的分解产物增加，毛效和白度也随着增加；同时 对纤维造成的损伤也随之增大，使强度不断下降．故 Ｈ Ｏ 用量以７ ｍＬ／Ｌ为宜． 乏 嗓毋 Ｈ ¨ 第５期 杨天乔，等：蛋白质改性粘胶纤维染整工艺研究 ２．２织物染色性能 ２．２．１ 除氧酶对织物染色性能的影响 由于前处理配方中含有Ｈ ｏ ，故经前处理后的 织物上可能含有残留的Ｈ ０ ，染色时会造成纤维及 染料的氧化，影响织物的染色性能．因此，通过除氧酶 处理来研究处理前后织物染色性能的变化． 为了研究适宜除氧酶作用的ｐＨ值和用量，在其 他因素不变的条件下，分别改变工作液的ｐＨ值和酶 用量，将处理后的织物用安诺素活性蓝Ｅ一３Ｇ染色，并 测试其染色性能，结果如图８一图１ｌ所示． ＆ 田 诱 ７４ 褥 嫌 国 ∞ ６４ 位 ０Ｄ ０５ １ ０ １ ５ ２０ ２．５ ３．０ 酶用量／（ｇ・Ｌ ） 图８不同用量酶处理对织物上染率的影响 ４６０ ４４０ ４２０ 蚓４００ 。８ｏ ３６ｏ ３４０ 图９不同用量酶处理对织物Ｋ／Ｓ的影响 由图８、图９可知，织物经过除氧酶处理后，上染 率和Ｋ／Ｓ值都得到了提高．同时，在其他因素不变的 条件下，随着除氧酶用量的增加，织物的上染率和Ｋ／Ｓ 值也随之增大，但达到一定用量后，虽然单位时间和体 ＼ 褂 叫 ４ ５ ６ ７ ８ ９ ＇０ ｐＨ值 图１Ｏ 不同ｐＨ值下酶处理对织物上染率的影响 蚕｝ 啪 蚕； 善； ｜｝ ４ ５ ６ ７ ８ ９ １０ ｐＨ值 图１１不同ｐＨ值下酶处理对织物Ｋ／Ｓ值的影响 积内除氧酶的浓度增加，但织物上残余的Ｈ Ｏ 几乎 已被完全分解，故织物的染色性能不会再随之提高．因 此，除氧酶的用量以２ ｇ／Ｌ为宜． 除氧酶可以将Ｈ ｏ 分解成水和氧气，对纤维和 染料几乎无影响．由图１Ｏ、图１１可知，在ｐＨ一７时，将 处理后的织物染色，上染率和Ｋ／Ｓ值最大；而当ｐＨ＜ ７或ｐＨｉ７时，织物的染色性能都会随之下降．分析 可知，除氧酶在中性条件下活性最大． ２．２．２元明粉用量对染色性能的影响 利用活性染料对织物染色时，为了提高染料的上 染百分率，通常需要加入一定量的中性电解质进行促 染．在染色时间、固色温度及碱用量等相同的条件下， 考察元明粉用量对染色性能的影响．测试结果如图 １２、图１３及表１、表２所示． 丝素蛋白中含有较多的氨基、巯基、羟基等，这些 中原工学院学报 ２０１３年第２４卷 ＼ 横 ０ ５ １０ １５ ２Ｏ ２５ 元明粉用量／（ｇ・Ｌ ） 元明粉用量／（ｇ・Ｌ－Ｉ） 图１２ 元明粉用量对织物上染率的影响 图ｌ３元明粉用量对织物Ｋ／Ｓ值的影响 表１ 不同元明粉用量下安诺素活性蓝Ｅ＿３Ｇ的染色牢度 元明粉用量／（ｇ・Ｌ ） 詈 干摩擦牢度（ＡＡＴＣＣ） 沾色 ５ 湿摩擦牢度（ＡＡＴＣＣ） 褪色 ４ ４ ４ 皂洗牢度（ＡＡＴＣＣ） 褪色 ４ 枷喜｝蚕｝ Ｏ ５ 褪色 啪抛狮挪 瑚懈伽 啪御∞ ４～５ ４～５ ４ ４ 沾色 ４～５ ４ ４ ４ 沾色 ４～５ ４ ４ ４～５ ４～５ ４ ４ ３～４ ４ ３～４ ３～４ １０ １５ ２０ ２５ ３～４ ３～４ ３ ４ ４ ４ ３～４ ３～４ ３～４ ３ ３ ３～４ ０ ４～５ ４～５ ４ ５ ４～５ ４～５ ４ ４ ４ ４ ４～５ ４～５ ４～５ ５ １０ ｌ５ ２Ｏ ２５ ４ ３～４ ４ ４ ４ ４ ３～４ ４～５ ４ ４ ４～５ ４ ４ ４ ４ ４ ４ ３～４ ３ ３～４ ３～４ ３ ３～４ 基团都能与活性染料反应形成共价键，有利于染色性 能的提高．由图１２、图１３可知，随着元明粉用量的增 加，织物的上染率和Ｋ／Ｓ值都增加，但达到一定值后， 增长趋势变缓．其原因是染色时元明粉的加入可以促 进染料分子对纤维的吸附扩散，但元明粉用量过大反 而会引起染液中染料的聚集沉淀，影响染料的充分扩 散和渗透，不利于纤维染色性能的提高． 由表１、表２可知，无论是摩擦牢度还是耐皂洗牢 度，基本上都是随着元明粉用量的增加而降低，且耐皂 洗牢度低于摩擦牢度，褪色牢度低于沾色牢度．但从整 体上看，织物的染色牢度等级都达到较高水平．综合以 上因素，元明粉用量以１５ ｇ／Ｌ为宜． ２．２．３碱用量对染色性能的影响 碱是活性染料染色过程中一种重要的固色剂， 第５期 杨天乔，等：蛋白质改性粘胶纤维染整工艺研究 它可以提高染液的ｐＨ值，使纤维素阴离子的浓度迅 料的结合增多，当碱剂浓度过高时，染料的水解速率增 速增加，与染料结合形成共价键，从而提高固色率． 大，反而不利于织物染色性能的提高． 安诺素活性染料以纯碱为固色剂较宜．不同碱剂用 由表３、表４可知，３种织物的染色牢度基本上都 量下，织物染色性能测试结果如图１４、图１５及表３、 随着Ｎａ ＣＯ。用量的增加而降低．因为随着Ｎａ。ＣＯ。 表４所示． 用量的增加，虽然吸附在纤维上的染料和纤维分子共 由图ｌ４、图１５可知，当不加入Ｎａ。Ｃ０３时，织物的 价键的数目增加，但染料的水解量也随之增加，染料更 上染百分率和Ｋ／Ｓ值都很低，但随着Ｎａ ＣＯ。用量的 易从纤维上转移到溶液中，因而降低染色牢度．从整体 增加，两者也随之增加，达到一定值后，增长趋势变缓 水平上看，织物的染色牢度等级都达到较高水平．综合 甚至可能会有所下降．这是因为加入碱剂后，纤维与染 以上因素，Ｎａ：ＣＯ。用量以１０ ｇ／Ｌ为宜． 量 槲 ６ ＇Ｏ ｔ６ ５ ＇Ｏ １５ ２０ Ｎａ２ＣＯ Ｉｌｌ！Ｒ／（ｇ・Ｌ－Ｉ） Ｎａ２ＣＯ３ＩＩ１Ｎ／（ｇ・Ｌ－ ） 图１４ Ｎａ ＣＯ。用量对织物上染率的影响 图１５ Ｎａ２ＣＯａ用量对织物Ｋ／Ｓ值的影响 表３ 不同碳酸钠用量下安诺素活性蓝Ｅ一３Ｇ的染色牢度 ０ ５ ５ ４～５ ４～５ ４～５ ４～５ ５ ５ ５ ４ ４ ４ ４—５ １０ ４～５ ４～５ ３～４ ４ ４ ４ １５ ４ ４～５ ３～４ ４ ３～４ ４ ２０ ４ ４ ３ ３～４ ３ ３～４ 中原工学院学报 ２０１３年第２４卷 ３ 结 语 （１）ＮａｚＣＯ。和ＨｚＯ 能够有效地作用于含丝素蛋 白的粘胶织物，使其获得良好的白度和吸水性，织物前 处理中Ｎａ ＣＯ。和３０ Ｈ Ｏ。较适宜的用量分别为 １．５ ｇ／Ｌ和７ ｍＬ／Ｉ ． 高含丝素蛋白的粘胶织物的上染百分率及Ｋ／Ｓ值，较 适宜的酶处理工艺为：除氧酶２ ｇ／Ｌ、浴比１：３Ｏ、温度 ３５～４Ｏ℃、处理时间１５ ｍｉｎ、ｐＨ一７． （３）染色过程中，元明粉和Ｎａ ＣＯ。能够促进染料 的上染和固着，有利于提高织物的上染百分率和Ｋ／Ｓ 值，但色牢度有所下降．因此，元明粉和Ｎａ ＣＯ。较适 宜的用量分别为１５ ｇ／Ｌ和１０ｇ／Ｌ． （２）前处理后、染色前进行除氧酶处理，有利于提 参考文献 ［１３赵秀媛．功能性粘胶纤维的开发及应用［Ｊ］．纺织导报，２００９（ｉ１）：７４—７６． Ｅ２］ 温宝英，韩书发．芦荟粘胶纤维的研究与开发［Ｊ］．人造纤维，２００９，３９（５）：７—９． ［３］ 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ｍｏｄｉｆｉｅｄ；ｖｉｓｃｏｓｅ ｆｉｂｅｒ；ｒｅａｃｔｉｖｅ ｄｙｅ；ｈｙｄｒｏｇｅｎ ｐｅｒｏｘｉｄｅ ｅｎ—
