殼聚糖在真絲織物數碼噴墨印花中的應用

龔 蘊 玉

(南通紡織職業(yè)技術學院 染化系，江蘇 南通 226007)

殼聚糖在真絲織物數碼噴墨印花中的應用

龔 蘊 玉

(南通紡織職業(yè)技術學院 染化系，江蘇 南通 226007)

對殼聚糖作為增稠劑、增深劑應用于絲織物活性染料數碼噴墨印花工藝進行了探討，討論了殼聚糖脫乙酰度、殼聚糖質量濃度、漿料的pH值對真絲織物數碼噴墨印花防滲化性能及印花性能的影響。結果表明，提高漿料中殼聚糖的質量分數或脫乙酰度具有較高的防滲化性，同時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；數碼噴墨印花；活性染料；染色牢度

數碼噴墨印花是近年來迅速發(fā)展起來的印花技術，是將含有色素的油墨在壓縮空氣的驅動下，由噴嘴噴射到織物上，由計算機控制按設計要求在織物上形成花紋圖案，根據油墨系統(tǒng)的性能，經適當后處理，使織物具有一定色牢度和鮮艷度。真絲織物對印花精細度要求較高，對織物進行預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程可以分成兩部分，一是噴墨印花打印時的滲化，二是汽蒸過程中產生的滲化[1]。因此噴墨印花前需對織物進行上漿預處理，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行工藝試驗，探討其對真絲織物印花效果的影響。殼聚糖是一種聚陽離子型化合物，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，對蛋白質纖維有很好的親和力。由于殼聚糖具有與纖維素相似的結構，當它吸附在蛋白質纖維上后，對蛋白質纖維的活性印花性能產生了一定的影響[2]。

1 試 驗

1.1 材料和儀器

材料：真絲雙縐經緯均為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 數碼噴墨印花機(杭州宏華數碼科技股份有限公司)，Datacolor SF-600測色配色儀(DTC科技有限公司)，BS224電子分析天平(德國賽多利斯集團)，Y571A摩擦牢度機(溫州紡織儀器廠)，ATLAS-150日曬牢度測試儀，SW 212型耐洗色牢度實驗儀(溫州紡織儀器廠)，Varian Cary50紫外可見分光光度計。

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 測試方法

1.4.1 印花織物防滲化能力的評價

以墨水點樣直徑作為印花織物防滲化能力的評價指標，測定方法為：用1 μL微量注射器抽取墨水，注射0.2 μL墨水點在經過預處理的真絲織物上，每塊織物試樣30點。常溫下晾干后測定其直徑，以該30個墨水點樣直徑的平均值作為滲化程度的評價指標。

1.4.2 耐洗色牢度

參照GB/T 3921.1－1997《紡織品 色牢度試驗耐洗色牢度：試驗1》測定，采用SW 212型耐洗色牢度實驗儀測試。

1.4.3 日曬牢度

參照GB/T 8427－1998《紡織品 色牢度試驗 耐人造光色牢度：氙弧》測定，采用ATLAS-150日曬牢度測試儀。

1.4.4 耐摩擦牢度

參照GB/T 3921.1－1997《紡織品 色牢度試驗 耐摩擦牢度：試驗1》測定，采用Y571A摩擦牢度機測試。

1.4.5 K/S值

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

1.4.6 印花效果正交試驗設計

由于影響印花效果的條件主要有殼聚糖脫乙酰度、殼聚糖質量分數、漿料的pH值等，為了便于考察，不使試驗次數太多，選取影響結果的3個主要因素：殼聚糖脫乙酰度、殼聚糖質量分數、漿料的pH值為考察對象，每個因素采取3個水平，選用L9(33)正交表進行正交試驗。

1.4.7 固色率

采用Varian Cary 50紫外可見分光光度計進行測試。

剝色：水洗后進行剝色。剝色條件：剝色液50 %，浴比：1∶50，溫度：100 ℃，時間：15 min/次。

用剝色液在以上條件下處理2～5次至溶液無色為止，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，用分光光度計在染料的最大吸收波長下測定吸光度，并用下式計算固色率：

式中：A1為水洗液的吸光度，A2為剝色液的吸光度。

2 結果與討論

2.1 正交試驗

采用L9(33)正交試驗方案研究了殼聚糖質量濃度、殼聚糖脫乙酰度、漿料的pH值對真絲織物的印花性能的影響，見表1。正交試驗的指標值和極差見表2。

表1 L9(33)正交試驗方案和結果Tab.1 L9(33)Orthogonal experiments and results

表2 正交試驗的指標值和極差Tab.2 Index value and range of orthogonal experiment

表2中3個極差R、S、T的值分別反映了相應因素對評價指標影響的大小：

1)以K/S為評價指標時，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、殼聚糖質量分數、漿料的pH值。K/S值越大，說明布面顏色越深，因此以K/S為評價指標得到的優(yōu)化工藝參數為A2B3C1。

2)以滲化直徑為評價指標時，極差SB＞SA＞SC，3因素影響滲化直徑由主到次的順序為殼聚糖脫乙酰度、殼聚糖質量分數、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價指標的優(yōu)化工藝參數為A3B3C2。

3)以固色率為評價指標時，極差TC＞TB＞TA，三因素影響固色率由主到次的順序為漿料的pH值、殼聚糖脫乙酰度、殼聚糖質量分數。固色率數值越大，說明上染到織物的染料越多，所以以固色率值為評價指標的優(yōu)化工藝參數為A2B3C1。

綜合上述3項評價指標，得到的最優(yōu)化工藝參數為A2B3C1。

2.2 分析討論

2.2.1 脫乙酰度對防滲化性能和印花的影響

脫乙酰度是殼聚糖的一個重要指標，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。這是因為提高殼聚糖脫乙酰度，漿膜的吸水速度快，墨水可以快速吸收、容納，不會向四周擴散、滲化；同時，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，由染色機理可知纖維上氨基數量的增多，織物吸收染料的數量必然增加，即在一定范圍內，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 殼聚糖質量分數對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，隨著殼聚糖質量分數增加而增加。這是因為殼聚糖質量分數增加，漿膜含固量增加，其對墨水的容納能力較強，有助于快速吸收噴射在織物上的墨水，且汽蒸過程中墨水被固定在印制區(qū)域，減少滲化，提高印制精細度。同時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電荷量，降低纖維上的電位，從而減少染料上染織物過程中纖維的負電荷對染料陰離子的庫侖斥力，使染料的上染速率提高。隨著殼聚糖質量分數的增加，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，對染料的吸附量增加。

2.2.3 漿料pH值對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。這是因為絲素分子中同時具有酸性基團和堿性基團，屬兩性物質，桑蠶絲素的等電點在pH值3.5～5.2。當染浴pH值在4.1～5.2范圍內時，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鍵結合又可成離子鍵結合，且隨著pH值的降低，成離子鍵結合的可能性加大，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，這可能是因為活性染料與蛋白質纖維是靠多種形式結合的，其中只有共價鍵結合最為牢固。溶解后的殼聚糖大分子由于－NH3+的存在而帶上陽電荷，將其施加于織物上后，加大了活性染料對蛋白質纖維的吸附，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Tab.3 Index of fastness

3 結 論

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

2)經過正交試驗得出，在殼聚糖質量分數為0.5 %、脫乙酰度92 %、pH4時，真絲織物具有較好的印花效果，同時織物具有較好色牢度。

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

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

[3] 宋心遠，沈煜如.活性染料染色的理論和實踐[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

龔蘊玉(1972－ )，女，副教授，主要從事染整實踐的教學與科研。