楊 鑫, 崔 永 珠, 王 曉, 魏 春 艷, 隋 艷 玲

(大連工業(yè)大學(xué) 紡織與材料工程學(xué)院, 遼寧 大連 116034)

0 引 言

羊毛織物具有良好的彈性和懸垂性,而且吸濕透氣,并且憑借其舒適、高檔、時(shí)尚、獨(dú)特的服裝風(fēng)格近年來在全球服裝領(lǐng)域上消費(fèi)不斷增長(zhǎng)。但由于羊毛織物印花工藝復(fù)雜,產(chǎn)品較少,國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上,除了印花羊毛衫很少見其他印花毛紡品。高檔時(shí)裝產(chǎn)業(yè)的蓬勃興起,為羊毛印花織物帶來了很好的商機(jī),毛織物的生態(tài)環(huán)保印花具有很大的發(fā)展前景,對(duì)印花新技術(shù)的要求尤為重要。通常,羊毛織物大多采用合成染料、酸性媒介染料或金屬絡(luò)合染料等進(jìn)行印花,這些染料多屬于難以生物降解的有機(jī)化合物,特別是有些品種在制備或印染過程中使用重金屬離子,對(duì)人體產(chǎn)生嚴(yán)重危害[1]。近年來,日本及國(guó)內(nèi)相關(guān)學(xué)者[2-4]提出了苯甲醛衍生物在酸性條件下對(duì)蛋白質(zhì)纖維顯色,即利用苯甲醛衍生物與蛋白質(zhì)纖維中的色氨酸進(jìn)行顯色反應(yīng),已對(duì)羊毛纖維和真絲纖維等蛋白質(zhì)纖維的無染料顯色技術(shù)有所報(bào)道,并取得了一定的成果,但其研究主要集中在無染料染色技術(shù)方面,未涉及印花研究。本課題試圖把蛋白質(zhì)無染料顯色技術(shù)應(yīng)用于紡織品印花,探討不同濃度的無機(jī)酸、對(duì)羥基苯甲醛、增稠劑黏度、汽蒸時(shí)間對(duì)印花顯色工藝的影響。

1 實(shí) 驗(yàn)

1.1 材 料

漂白羊毛機(jī)織物,市售；對(duì)羥基苯甲醛；濃硝酸；羥乙基纖維素；甲醇。

1.2 儀 器

DV-79數(shù)字式黏度計(jì)；RC-MP2000磁棒印花機(jī)；JSM-6460LV高分辨率掃描電子顯微鏡；頂置式機(jī)械攪拌器；YG065型電腦織物強(qiáng)力測(cè)試儀。

1.3 方 法

配制印花原糊:取不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)羥乙基纖維素、甲醇、對(duì)羥基苯甲醛、濃硝酸、去離子水, 經(jīng)機(jī)械攪拌器攪勻配制成無色印花原糊,靜置一段時(shí)間備用。

處理工藝:織物刮印→汽蒸(100 ℃, 5～20 min)→皂洗(中性洗滌劑用量3 g/L, 浴比1∶50,60 ℃,30 min)→清水充分洗滌→烘干。

1.4 分析測(cè)試

1.4.1 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

采用不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的硝酸、對(duì)羥基苯甲醛以及不同的汽蒸時(shí)間、增稠劑黏度對(duì)羊毛織物進(jìn)行印花處理,比較織物的色差值ΔE。

1.4.2 色差檢測(cè)

在CIE1976標(biāo)準(zhǔn)要求下,通過全自動(dòng)色差計(jì)測(cè)定處理織物的亮度值L*,色度值a*、b*,色彩鮮艷度c*,以未處理的空白織物作為參比試樣,處理織物間的亮度差ΔL,彩度差Δa、Δb與綜合總色差ΔE。

1.4.3 色牢度、斷裂強(qiáng)力測(cè)試

執(zhí)行GB/T 3921.1—1997《耐洗色牢度的檢測(cè)方法》、GB/T 3920—1997《耐摩擦色牢度》、GB/T 3923.1—1997.1《斷裂強(qiáng)力的檢測(cè)方法》標(biāo)準(zhǔn)。

2 結(jié)果與討論

2.1 濃硝酸對(duì)印花織物色差的影響

表1是采用不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的濃硝酸對(duì)羊毛織物進(jìn)行印花后,測(cè)得的織物ΔE和a*。其他工藝條件為:對(duì)羥基苯甲醛質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.5%,羥乙基纖維素質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.8%,甲醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)3.0%,汽蒸時(shí)間15 min, 汽蒸溫度100 ℃。由表1可看出,隨著濃硝酸用量的增加,羊毛織物的a*、ΔE、c*也隨之提高,表明處理后印花圖案顏色、鮮艷度逐漸加深。當(dāng)濃硝酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.0%時(shí),ΔE只有11.29,這是由于反應(yīng)過程中濃硝酸的使用量過低,不能對(duì)反應(yīng)環(huán)境提供足夠的氧化條件,顯色反應(yīng)發(fā)生不完全。當(dāng)硝酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到4.0%時(shí),織物的a*、ΔE明顯增加,這是因?yàn)殡S著濃硝酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加,反應(yīng)環(huán)境的氧化性也隨之增加,促進(jìn)了反應(yīng)物中共軛雙鍵的增加,π電子躍遷所需的能量降低[5],織物顏色亦加深。繼續(xù)增加硝酸質(zhì)量分?jǐn)?shù),織物顏色不再加深,且會(huì)對(duì)織物強(qiáng)力造成影響。綜上所述,選取濃硝酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.0%。

表1 硝酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)印花色澤的影響

Tab.1 Influence of concentration of nitric acid on printed color

2.2 對(duì)羥基苯甲醛對(duì)印花織物色差的影響

表2為采用不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的對(duì)羥基苯甲醛對(duì)羊毛織物印花處理而顯色的ΔE和a*。其他工藝條件為:濃硝酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)4.0%,羥乙基纖維素質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.8%,甲醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)3.0%,汽蒸時(shí)間20 min,汽蒸溫度100 ℃。

表2 對(duì)羥基苯甲醛用量對(duì)印花色澤的影響

Tab.2 Influence of 4-hydroxybenzaldehyde on printed color

w/%L*a*b*c*ΔE0.571.504.1045.6345.8153.091.070.604.5149.6649.8657.231.570.274.4750.1450.3457.762.068.896.7454.5754.9862.532.568.097.2154.5855.0562.753.067.947.3054.5755.3262.78

由表2可見,當(dāng)對(duì)羥基苯甲醛用量為0.5%時(shí),ΔE為53.09,這是因?yàn)閷?duì)羥基苯甲醛的用量過低,其與羊毛中色氨酸反應(yīng)的生成物中共軛雙鍵的數(shù)目相對(duì)較少,導(dǎo)致其顯色顏色較淡。當(dāng)質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到2.0%時(shí),其深度明顯提高；而之后即使增加用量,其ΔE幾乎不再變化,說明此時(shí)色氨酸已經(jīng)基本反應(yīng)完全。綜上所述,選取對(duì)羥基苯甲醛質(zhì)量分?jǐn)?shù)2.0%為最佳工藝。

2.3 汽蒸時(shí)間對(duì)織物色差的影響

表3為汽蒸時(shí)間不同時(shí),羊毛織物的無染料印花顯色ΔE和a*。其他工藝條件為:濃硝酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)4%,對(duì)羥基苯甲醛質(zhì)量分?jǐn)?shù)2.0%,羥乙基纖維素質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.7%,甲醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)3.0%,汽蒸溫度100 ℃。由表3可以看出,隨著汽蒸時(shí)間的延長(zhǎng),羊毛織物的ΔE、a*逐漸增大,織物顏色深度增加,當(dāng)反應(yīng)15 min時(shí),ΔE、a*變化很小,說明反應(yīng)物在汽蒸15 min時(shí)已經(jīng)基本反應(yīng)完全。長(zhǎng)時(shí)間汽蒸處理會(huì)導(dǎo)致織物的機(jī)械性能惡化,汽蒸時(shí)間相應(yīng)縮短,令毛紗抵抗變形能力增強(qiáng)[6]。綜上所述,為使顯色反應(yīng)充分進(jìn)行,選取反應(yīng)時(shí)間15 min為最佳工藝條件。

表3 汽蒸時(shí)間對(duì)印花色澤的影響

2.4 增稠劑黏度對(duì)織物色差的影響

采用不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的羥乙基纖維素(1.7%、1.5%、1.3%、1.1%)配制糊料,通過測(cè)得增稠劑黏度,比較無染料顯色羊毛的ΔE和a*,結(jié)果見表4。其他工藝條件為:濃硝酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)3.5%,對(duì)羥基苯甲醛質(zhì)量分?jǐn)?shù)2.0%,甲醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)3.0%,汽蒸溫度100 ℃,汽蒸時(shí)間15 min。

表4 增稠劑黏度對(duì)織物色差的影響

Tab.4 Influence of viscosity of the thickener on printed color

η/(mPa·s)L*a*b*c*ΔE62367.673.9944.0741.2555.4243066.834.1542.2242.4856.5133267.723.8442.6942.8657.0727467.093.9942.1942.3857.77

由表4可以看出,羥乙基纖維素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加,漿料的黏度隨之增加,但對(duì)印花織物的ΔE影響較小,這是由于其優(yōu)良的耐酸性能可防止?jié){料化學(xué)性能發(fā)生改變，防止花型的滲化。當(dāng)漿料黏度為430 mPa·s時(shí),漿料黏度適中,印花織物顏色鮮艷,手感好并且不發(fā)生滲化現(xiàn)象,邊緣清晰,如圖1所示。

2.5 羊毛織物性能測(cè)試

印花后的羊毛織物,經(jīng)測(cè)試其水洗牢度和干摩擦牢度達(dá)到4～5級(jí),濕摩擦牢度達(dá)到4級(jí),牢度較高。這是由于對(duì)羥基苯甲醛與羊毛中的色氨酸結(jié)合生成含有共軛雙鍵的化合物,使色氨酸本身發(fā)色,并不是傳統(tǒng)的將特定色的染料與纖維相互作用而固著于纖維上,因此牢度好,不涉及掉色和沾色等問題。

圖1 羊毛織物印花效果

由表5可知,印花后的羊毛織物經(jīng)斷裂強(qiáng)力檢測(cè),與未印花織物相比變化不大。由于羊毛纖維本身具有耐酸性能,并且在印花過程中,附著在羊毛織物上的增稠劑量有限,所以對(duì)織物的強(qiáng)力影響不大。

表5 色牢度與力學(xué)性能測(cè)試結(jié)果

3 結(jié) 論

羊毛織物無染料印花最佳工藝為對(duì)羥基苯甲醛用量2.0%,硝酸用量4.0%,汽蒸時(shí)間15 min,增稠劑黏度430 mPa·s?？椢飶?qiáng)力保持良好,色澤鮮艷,有較好的皂洗牢度,干摩擦牢度和濕摩擦牢度均達(dá)到4級(jí)以上,各項(xiàng)強(qiáng)力指標(biāo)與未經(jīng)處理的織物相比均無明顯變化。

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