龔 蘊(yùn) 玉

(南通紡織職業(yè)技術(shù)學(xué)院 染化系，江蘇 南通 226007)

殼聚糖在真絲織物數(shù)碼噴墨印花中的應(yīng)用

龔 蘊(yùn) 玉

(南通紡織職業(yè)技術(shù)學(xué)院 染化系，江蘇 南通 226007)

對(duì)殼聚糖作為增稠劑、增深劑應(yīng)用于絲織物活性染料數(shù)碼噴墨印花工藝進(jìn)行了探討，討論了殼聚糖脫乙酰度、殼聚糖質(zhì)量濃度、漿料的pH值對(duì)真絲織物數(shù)碼噴墨印花防滲化性能及印花性能的影響。結(jié)果表明，提高漿料中殼聚糖的質(zhì)量分?jǐn)?shù)或脫乙酰度具有較高的防滲化性，同時(shí)能提高織物表面色深值K/S，并且具有較好的色牢度。

殼聚糖；數(shù)碼噴墨印花；活性染料；染色牢度

數(shù)碼噴墨印花是近年來(lái)迅速發(fā)展起來(lái)的印花技術(shù)，是將含有色素的油墨在壓縮空氣的驅(qū)動(dòng)下，由噴嘴噴射到織物上，由計(jì)算機(jī)控制按設(shè)計(jì)要求在織物上形成花紋圖案，根據(jù)油墨系統(tǒng)的性能，經(jīng)適當(dāng)后處理，使織物具有一定色牢度和鮮艷度。真絲織物對(duì)印花精細(xì)度要求較高，對(duì)織物進(jìn)行預(yù)處理以降低墨水在織物上的滲化程度非常重要，墨水在織物上的滲化過(guò)程可以分成兩部分，一是噴墨印花打印時(shí)的滲化，二是汽蒸過(guò)程中產(chǎn)生的滲化[1]。因此噴墨印花前需對(duì)織物進(jìn)行上漿預(yù)處理，一般選用海藻酸鈉作為增稠劑，加入尿素作為吸濕劑，減少墨水在織物上向四周滲化，有較好印制效果，但噴印后織物的顏色較淺。本研究用殼聚糖作為增稠劑和增深劑進(jìn)行工藝試驗(yàn)，探討其對(duì)真絲織物印花效果的影響。殼聚糖是一種聚陽(yáng)離子型化合物，具有親水的活性氨基和羥基，在酸性條件下具有很高的電荷密度，對(duì)蛋白質(zhì)纖維有很好的親和力。由于殼聚糖具有與纖維素相似的結(jié)構(gòu)，當(dāng)它吸附在蛋白質(zhì)纖維上后，對(duì)蛋白質(zhì)纖維的活性印花性能產(chǎn)生了一定的影響[2]。

1 試 驗(yàn)

1.1 材料和儀器

材料：真絲雙縐經(jīng)緯均為22.2/24.4 dtex×2(2/20/22 D)，殼聚糖DD %＝68 %～95 %(南通雙林生物有限公司)，數(shù)碼噴墨印花專用活性染料，海藻酸鈉(市售)，尿素(市售)，碳酸氫鈉(市售)，SD-Ⅱ(市售)。

儀器：D-2200 數(shù)碼噴墨印花機(jī)(杭州宏華數(shù)碼科技股份有限公司)，Datacolor SF-600測(cè)色配色儀(DTC科技有限公司)，BS224電子分析天平(德國(guó)賽多利斯集團(tuán))，Y571A摩擦牢度機(jī)(溫州紡織儀器廠)，ATLAS-150日曬牢度測(cè)試儀，SW 212型耐洗色牢度實(shí)驗(yàn)儀(溫州紡織儀器廠)，Varian Cary50紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)。

1.2 工藝流程

織物上漿前處理→制作文件→噴印→汽蒸烘干(100 ℃，10 min)→冷水洗→皂洗(皂洗劑3 g/L，80 ℃，3 min)→冷水洗→烘干(100 ℃，10 min)→成品。

1.3 上 漿

1.3.1 上漿流程

配漿→烘干→卷布(卷布須卷平齊，以便于噴印)。

1.3.2 上漿處方

殼聚糖X g，海藻酸鈉4 g，尿素5 g，SD-Ⅱ 1 g，碳酸氫鈉2 g，加水至100 g。

1.4 測(cè)試方法

1.4.1 印花織物防滲化能力的評(píng)價(jià)

以墨水點(diǎn)樣直徑作為印花織物防滲化能力的評(píng)價(jià)指標(biāo)，測(cè)定方法為：用1 μL微量注射器抽取墨水，注射0.2 μL墨水點(diǎn)在經(jīng)過(guò)預(yù)處理的真絲織物上，每塊織物試樣30點(diǎn)。常溫下晾干后測(cè)定其直徑，以該30個(gè)墨水點(diǎn)樣直徑的平均值作為滲化程度的評(píng)價(jià)指標(biāo)。

1.4.2 耐洗色牢度

參照GB/T 3921.1－1997《紡織品 色牢度試驗(yàn)?zāi)拖瓷味龋涸囼?yàn)1》測(cè)定，采用SW 212型耐洗色牢度實(shí)驗(yàn)儀測(cè)試。

1.4.3 日曬牢度

參照GB/T 8427－1998《紡織品 色牢度試驗(yàn) 耐人造光色牢度：氙弧》測(cè)定，采用ATLAS-150日曬牢度測(cè)試儀。

1.4.4 耐摩擦牢度

參照GB/T 3921.1－1997《紡織品 色牢度試驗(yàn) 耐摩擦牢度：試驗(yàn)1》測(cè)定，采用Y571A摩擦牢度機(jī)測(cè)試。

1.4.5 K/S值

采用Datacolor SF-600測(cè)配色系統(tǒng)在孔徑為20 mm和光源D65/10°的條件下，多點(diǎn)測(cè)試織物在最大吸收波長(zhǎng)處的染色深度K/S值。

1.4.6 印花效果正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

由于影響印花效果的條件主要有殼聚糖脫乙酰度、殼聚糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)、漿料的pH值等，為了便于考察，不使試驗(yàn)次數(shù)太多，選取影響結(jié)果的3個(gè)主要因素：殼聚糖脫乙酰度、殼聚糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)、漿料的pH值為考察對(duì)象，每個(gè)因素采取3個(gè)水平，選用L9(33)正交表進(jìn)行正交試驗(yàn)。

1.4.7 固色率

采用Varian Cary 50紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)進(jìn)行測(cè)試。

剝色：水洗后進(jìn)行剝色。剝色條件：剝色液50 %，浴比：1∶50，溫度：100 ℃，時(shí)間：15 min/次。

用剝色液在以上條件下處理2～5次至溶液無(wú)色為止，冷水水洗1次，所得溶液合并置于容量瓶中，加入蒸餾水至刻度，用分光光度計(jì)在染料的最大吸收波長(zhǎng)下測(cè)定吸光度，并用下式計(jì)算固色率：

式中：A1為水洗液的吸光度，A2為剝色液的吸光度。

2 結(jié)果與討論

2.1 正交試驗(yàn)

采用L9(33)正交試驗(yàn)方案研究了殼聚糖質(zhì)量濃度、殼聚糖脫乙酰度、漿料的pH值對(duì)真絲織物的印花性能的影響，見(jiàn)表1。正交試驗(yàn)的指標(biāo)值和極差見(jiàn)表2。

表1 L9(33)正交試驗(yàn)方案和結(jié)果Tab.1 L9(33)Orthogonal experiments and results

表2 正交試驗(yàn)的指標(biāo)值和極差Tab.2 Index value and range of orthogonal experiment

表2中3個(gè)極差R、S、T的值分別反映了相應(yīng)因素對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)影響的大小：

1)以K/S為評(píng)價(jià)指標(biāo)時(shí)，RB＞RA＞RC，即三因素影響K/S由主到次的順序依次殼聚糖脫乙酰度、殼聚糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)、漿料的pH值。K/S值越大，說(shuō)明布面顏色越深，因此以K/S為評(píng)價(jià)指標(biāo)得到的優(yōu)化工藝參數(shù)為A2B3C1。

2)以滲化直徑為評(píng)價(jià)指標(biāo)時(shí)，極差SB＞SA＞SC，3因素影響滲化直徑由主到次的順序?yàn)闅ぞ厶敲撘阴６?、殼聚糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)、漿料的pH值。滲化直徑越小，反映防滲效果越佳，所以以滲化直徑為評(píng)價(jià)指標(biāo)的優(yōu)化工藝參數(shù)為A3B3C2。

3)以固色率為評(píng)價(jià)指標(biāo)時(shí)，極差TC＞TB＞TA，三因素影響固色率由主到次的順序?yàn)闈{料的pH值、殼聚糖脫乙酰度、殼聚糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)。固色率數(shù)值越大，說(shuō)明上染到織物的染料越多，所以以固色率值為評(píng)價(jià)指標(biāo)的優(yōu)化工藝參數(shù)為A2B3C1。

綜合上述3項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)，得到的最優(yōu)化工藝參數(shù)為A2B3C1。

2.2 分析討論

2.2.1 脫乙酰度對(duì)防滲化性能和印花的影響

脫乙酰度是殼聚糖的一個(gè)重要指標(biāo)，從表1可以看出，隨著殼聚糖脫乙酰度的增加，其防滲化能力不斷提高。這是因?yàn)樘岣邭ぞ厶敲撘阴６?，漿膜的吸水速度快，墨水可以快速吸收、容納，不會(huì)向四周擴(kuò)散、滲化；同時(shí)，由于殼聚糖是具有氨基的高聚物，氨基的含量隨脫乙酰度的增加而增加，由染色機(jī)理可知纖維上氨基數(shù)量的增多，織物吸收染料的數(shù)量必然增加，即在一定范圍內(nèi)，染料的吸附量隨染座的增加而提高。所以，在其他條件相同的情況下，印花樣的固色率、K/S值隨殼聚糖脫乙酰度的增加而增大。

2.2.2 殼聚糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)防滲化性能和印花的影響

從表1看出，織物防滲化能力、固色率和表面K/S值，隨著殼聚糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加而增加。這是因?yàn)闅ぞ厶琴|(zhì)量分?jǐn)?shù)增加，漿膜含固量增加，其對(duì)墨水的容納能力較強(qiáng)，有助于快速吸收噴射在織物上的墨水，且汽蒸過(guò)程中墨水被固定在印制區(qū)域，減少滲化，提高印制精細(xì)度。同時(shí)由于殼聚糖大分子中－NH3+的存在而帶正電荷，減少絲織物上所帶的負(fù)電荷量，降低纖維上的電位，從而減少染料上染織物過(guò)程中纖維的負(fù)電荷對(duì)染料陰離子的庫(kù)侖斥力，使染料的上染速率提高。隨著殼聚糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，吸附在真絲織物上的殼聚糖的量增多，使得真絲織物表面的染座增加，對(duì)染料的吸附量增加。

2.2.3 漿料pH值對(duì)防滲化和印花性能的影響

從表1看出，K/S值和固色率隨著漿料pH值的降低而升高。這是因?yàn)榻z素分子中同時(shí)具有酸性基團(tuán)和堿性基團(tuán)，屬兩性物質(zhì)，桑蠶絲素的等電點(diǎn)在pH值3.5～5.2。當(dāng)染浴pH值在4.1～5.2范圍內(nèi)時(shí)，絲素分子不帶電荷，但殼聚糖在真絲織物上的均勻分布使纖維帶正電荷，染料與纖維既可成共價(jià)鍵結(jié)合又可成離子鍵結(jié)合，且隨著pH值的降低，成離子鍵結(jié)合的可能性加大，所以K/S值和固色率隨著pH值的降低而升高[3]。

2.3 最優(yōu)化工藝對(duì)織物色牢度的影響

表3表明，用加入殼聚糖的漿料處理后的真絲織物，印花后的色牢度略低于未加殼聚糖處理的真絲織物印花后的色牢度，這可能是因?yàn)榛钚匀玖吓c蛋白質(zhì)纖維是靠多種形式結(jié)合的，其中只有共價(jià)鍵結(jié)合最為牢固。溶解后的殼聚糖大分子由于－NH3+的存在而帶上陽(yáng)電荷，將其施加于織物上后，加大了活性染料對(duì)蛋白質(zhì)纖維的吸附，使上染百分率和固色率都得到大大提高，但織物表面的氨基正離子(NH3+)吸附了部分的染料，使染樣的濕處理牢度略受影響[3]。

表3 牢度指標(biāo)Tab.3 Index of fastness

3 結(jié) 論

1)殼聚糖作為增稠劑、增深劑應(yīng)用于真絲織物活性染料數(shù)碼噴墨印花時(shí)，織物有較好的防滲化性，同時(shí)能提高活性染料對(duì)絲織物的上染率和固色率，在一定范圍內(nèi)隨殼聚糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)、脫乙酰度的增加而增加。

2)經(jīng)過(guò)正交試驗(yàn)得出，在殼聚糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5 %、脫乙酰度92 %、pH4時(shí)，真絲織物具有較好的印花效果，同時(shí)織物具有較好色牢度。

[1] 朱立.真絲織物噴墨印花技術(shù)研究[D].上海：東華大學(xué)，2004：40-55.

[2] 王春梅，繆勤華.殼聚糖對(duì)真絲織物染色性能的影響[J].絲綢，2006(4)：29-39.

[3] 宋心遠(yuǎn)，沈煜如.活性染料染色的理論和實(shí)踐[M].北京：紡織工業(yè)出版社，1991：15-40.

[4] 尤克非.殼聚糖整理真絲綢的活性染料染色工藝探討[J].絲綢，2004(4)：29-31.

Application of chistosan in digital ink-jet printing on silk fabric

GONG Yun-yu
(Department of dyeing, Nantong Textile Vocational Technology College, Nantong 226007, China)

Chitosan was used as thickener and deepening agent in reactive dye digital ink-jet printing on silk fabric. The printing technology which influenced the anti-bleeding and other printing performance was discussed, including the degree of deacetylation and concentration of chitosan, the pH value of paste. The results showed that improve the concentration of chitosan or degree of deacetylation would improve the antibleeding performance, K/S value and color fastness.

Chitosan; Digital ink-jet printing; Reactive dyes; Color fastness

TS194.2

A

1001-7003(2011)11-0015-03

2011-05-09；

2011-10-09

龔蘊(yùn)玉(1972－ )，女，副教授，主要從事染整實(shí)踐的教學(xué)與科研。