動物膠固色劑的應(yīng)用研究

吳愛蓮 吳曉寧 祝家棟

（浙江紡織服裝職業(yè)技術(shù)學(xué)院紡織學(xué)院，浙江寧波315211）

動物膠固色劑的應(yīng)用研究

吳愛蓮 吳曉寧 祝家棟

（浙江紡織服裝職業(yè)技術(shù)學(xué)院紡織學(xué)院，浙江寧波315211）

動物膠固色劑是以動物的皮或筋等為原料，將其中所含的膠原經(jīng)過部分水解、萃取來制作固色劑，是一種綠色環(huán)保的天然固色劑；通過各類試驗(yàn)，尋找合適的動物膠作為制作固色劑的原料；篩選各類動物膠固色劑的固色工藝條件，使得經(jīng)過動物膠固色劑處理后的染色物，其色牢度達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)。

動物膠固色劑；提取；性能測試；應(yīng)用研究

0 前言

紡織品染整加工過程中，為保證染色牢度達(dá)到要求，通常在染色后要進(jìn)行固色處理，以解決褪色和沾色問題。目前市場上使用的固色劑基本上是化學(xué)合成的，不少固色劑其化學(xué)組成中含有一定數(shù)量的游離甲醛，游離甲醛的存在會導(dǎo)致皮膚病，甚至導(dǎo)致皮膚癌，嚴(yán)重危害人體健康。即使不含甲醛的固色劑，對人體還是有一定的傷害。

隨著人們生活水平、環(huán)保意識的提高，綠色紡織品的理念越來越受到關(guān)注。自上世紀(jì)70年代以來，一些發(fā)達(dá)國家相繼通過并實(shí)施有關(guān)法律、法規(guī)，規(guī)定了紡織品的各種指標(biāo)。綠色紡織品要求在印染加工中禁止使用法規(guī)中所規(guī)定的致癌、致畸和生物降解性差和某些芳香胺中間體生產(chǎn)的染化料，同時(shí)也要求所使用的助劑不含重金屬離子和不產(chǎn)生游離甲醛，也就是使用“綠色助劑”。動物膠固色劑的原料直接從動物的皮、筋、鰾提取，無污染，對人體健康沒有任何影響，屬于綠色環(huán)保產(chǎn)品。而且動物膠固色劑原料來源豐富，易采購，具有很好的發(fā)展前景，對綠色環(huán)保、保護(hù)環(huán)境有積極意義，符合當(dāng)前對“綠色紡織品”的要求。

動物膠的主要成分是膠原，即構(gòu)成結(jié)締組織的纖維狀蛋白質(zhì)，膠原纖維彼此相互交織成網(wǎng)狀，粘度很高，其制品的融點(diǎn)、凍點(diǎn)和凍力等相應(yīng)較低。在一定條件下，動物膠在纖維表面粘接成網(wǎng)狀，使纖維上的染料不易脫落或變色，以達(dá)到提高色牢度的目的。

本試驗(yàn)首先對魚鰾、牛筋、豬皮等進(jìn)行處理，提取動物膠作為固色劑，再用這種動物膠固色劑對有色織物進(jìn)行固色處理，通過牢度測試，尋找合適的動物膠固色劑，并通過篩選各類動物膠固色劑的固色工藝條件，使得經(jīng)過動物膠固色劑處理后的染色物，其色牢度達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)。

1 應(yīng)用試驗(yàn)

1.1 試驗(yàn)準(zhǔn)備

1.1.1 材料

自制的魚鰾膠（含量10%）、牛筋膠（含量10%）、豬皮膠（含量10%）（動物膠的提取及固色劑的制備已申報(bào)發(fā)明專利）、純棉色布、桑蠶絲色布。

1.1.2 儀器

電子天平、水浴鍋、燒杯、SW-12D型耐洗色牢度試驗(yàn)機(jī) (寧波紡織儀器廠生產(chǎn))、Y571B型摩擦色牢度儀(寧波紡織儀器廠生產(chǎn))、YG611M型日曬牢度儀（溫州大榮紡織儀器廠）、SF600PLUS-CT全自動測色儀（美國進(jìn)口）。

1.1.3 試驗(yàn)測試條件

日曬牢度測試標(biāo)準(zhǔn)采用國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T8427-2008，條件：中濕，18小時(shí)；各項(xiàng)牢度的色差等級測試均在電腦測色儀SF600PLUS-CT上進(jìn)行，條件：DE（CMC）允差1.00，（l:c）Ratio:(2.00:1.00)，D65 10 Deg。

1.2 應(yīng)用試驗(yàn)

1.2.1 織物染色

1）純棉布染色

材料：20s*20s 68*68純棉漂白布

染色工藝流程：純棉半制品—活性染料染色—加堿固色—冷水洗—60℃熱水洗—冷水洗—待用

染色配方：活性紅（o.W.f）2.5%；活性黃（o.W.f）1%；活性藍(lán)（o.W.f）0.5%；元明粉45g/l；純堿 20g/l

工藝條件：60℃染色30min，加堿固色30min；浴比1:20 2）絲綢布染色

材料：14姆米真絲雙縐

染色工藝流程：真絲雙縐半制品—植物染料染色—冷水洗—40℃溫水洗—冷水洗—待用染色配方：植物梔子黃（o.W.f）5%；

工藝條件：70℃染色30min，染浴PH值4-5，浴比1:30

1.2.2 動物膠固色劑應(yīng)用工藝

材料：20s*20s 68*68純棉色布 14姆米真絲雙縐色布配方：10%動物膠X%

工藝：固色溫度40℃，固色時(shí)間15min。

2 結(jié)果及分析

2.1 不同的動物膠對固色效果的影響

分別將純棉色布放在魚鰾膠、牛筋膠、肉皮膠的固色浴中進(jìn)行固色處理，烘干后測試布面的摩擦牢度、耐洗牢度等，根據(jù)測試結(jié)果來判斷3種動物膠固色劑的固色效果。測試結(jié)果分別見表1、表2、表3。

表1 魚鰾膠固色工藝及固色效果

結(jié)果：魚鰾膠使用濃度大于5%（含）以后的各項(xiàng)牢度都較理想。

表2 牛筋膠固色工藝及固色效果

結(jié)果：牛筋膠使用濃度大于2%（含）以后的各項(xiàng)牢度都較理想。

表3 肉皮膠固色工藝及固色效果

結(jié)果：采用肉皮膠固色浴處理后，各項(xiàng)牢度測試結(jié)果無明顯優(yōu)勢。

通過以上實(shí)驗(yàn)得知：魚鰾膠和牛筋膠對純棉色布的固色作用明顯，而肉皮膠對色牢度的影響幾乎沒有。這可能跟動物膠中的膠原含量有關(guān)。在后面的試驗(yàn)中，重點(diǎn)分析魚鰾膠和牛筋膠的固色作用。

2.2 不同種類的魚鰾膠和牛筋膠對固色效果的影響

本試驗(yàn)采用黃魚鰾A膠（養(yǎng)殖）、黃魚鰾B膠（野生）、鰻魚鰾C膠（養(yǎng)殖）和牛筋A(yù)膠（常態(tài)提取）、牛筋B膠（酸性條件下提取），對純棉色布、桑蠶絲色布進(jìn)行固色處理，烘干后測試布面的摩擦牢度、耐洗牢度、日曬牢度等，根據(jù)測試結(jié)果來選擇適合作固色劑的魚鰾膠和牛筋膠的種類。測試結(jié)果見表4。

結(jié)果：經(jīng)魚鰾A膠、魚鰾C膠、牛筋B膠處理的布面，會產(chǎn)生明顯色變；結(jié)合各項(xiàng)牢度的測試結(jié)果，可以看出用魚鰾B膠、牛筋A(yù)膠處理后，固色效果較理想。在后面的試驗(yàn)中，魚鰾膠采用野生黃魚鰾，牛筋膠采用常態(tài)提取。

2.3 不同的動物膠濃度對固色效果的影響

分別將純棉色布、絲綢布放在不同濃度的魚鰾膠、牛筋膠固色浴中進(jìn)行固色處理，烘干后測試布面的摩擦牢度、耐洗牢度、日曬牢度等，根據(jù)測試結(jié)果來判定魚鰾膠和牛筋膠的適宜濃度。測試結(jié)果分別見表5、表6。

2.4 不同的固色溫度對固色效果的影響

分別將純棉色布、絲綢布放在固定濃度（10%）的魚鰾膠、牛筋膠固色浴中，在不同溫度條件下進(jìn)行固色處理，烘干后測試布面的摩擦牢度、耐洗牢度、日曬牢度等，根據(jù)測試結(jié)果來確定魚鰾膠和牛筋膠最佳的固色溫度。測試結(jié)果見表7。

表4 不同種類的魚鰾膠和牛筋膠的固色工藝及固色效果

表5 不同的魚鰾膠濃度對固色效果的影響

結(jié)果：魚鰾膠使用濃度10%時(shí)，各項(xiàng)牢度均較理想，故魚鰾膠10%用量較合適。

表6 不同的牛筋膠濃度對固色效果的影響

結(jié)果：魚鰾膠使用濃度10%時(shí)，各項(xiàng)牢度均較理想，故魚鰾膠10%用量較合適。

表7 不同的固色溫度對固色效果的影響

結(jié)果：常溫條件下進(jìn)行固色時(shí)，布面產(chǎn)生的色變情況都較好，而在60℃條件下，布面都產(chǎn)生較大色變；40℃時(shí)，經(jīng)魚鰾膠和牛筋膠的固色處理后的布面色變和各項(xiàng)色牢度均較好。綜合考慮，動物膠的固色溫度為40℃較適宜。

2.5 不同的固色時(shí)間對固色效果的影響

分別將純棉色布、絲綢布放在固定濃度、固定溫度的魚鰾膠、牛筋膠固色浴中，固色處理不同的時(shí)間，烘干后測試布面的摩擦牢度、耐洗牢度、日曬牢度等，根據(jù)測試結(jié)果來確定魚鰾膠和牛筋膠最佳的固色時(shí)間。測試結(jié)果見表8。

表8 不同的固色時(shí)間對固色效果的影響

結(jié)果：由表8可看出，同等條件下固色處理，純棉布的色變和色牢度優(yōu)于桑蠶絲，牛筋膠固色的布面色變和各項(xiàng)色牢度指標(biāo)都優(yōu)于魚鰾膠。采用魚鰾膠和牛筋膠固色10min時(shí)，純棉布的色變都較小，摩擦牢度和日曬牢度也最好。由此得出，動物膠的固色時(shí)間為10min較適宜。

2.6 不同的固色液PH值對固色效果的影響

分別將純棉色布、絲綢布放在不同 PH值的魚鰾膠、牛筋膠固色浴中，在濃度、溫度、時(shí)間等固色條件不變的情況下，進(jìn)行固色處理，烘干后測試布面的摩擦牢度、耐洗牢度、日曬牢度等，根據(jù)測試結(jié)果來判定魚鰾膠和牛筋膠最佳的固色PH值。測試結(jié)果見表9。

表9 不同的固色液PH值對固色效果的影響

結(jié)果：從各項(xiàng)牢度的測試結(jié)果看，PH值呈酸性或中性條件稍合適。但實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)，織物經(jīng)PH=4或 PH=9的牛筋膠或魚鰾膠處理后，布面均有嚴(yán)重小白斑產(chǎn)生，說明膠體產(chǎn)生了凝聚現(xiàn)象。因此牛筋膠或魚鰾膠均不能在較強(qiáng)的酸性或堿性條件下固色，最佳的固色條件是中性。

2.7 動物膠在不同纖維織物上的固色效果影響

從以上試驗(yàn)可看出，動物膠在純棉色布上的固色效果優(yōu)于桑蠶絲色布。

3 結(jié)論

動物膠固色劑可以從魚鰾、牛筋、肉皮中提取，通過以上試驗(yàn)證明，織物經(jīng)過魚鰾膠和牛筋膠固色浴處理，布面的摩擦牢度、耐洗牢度、日曬牢度均可得到較明顯改善。動物膠固色劑通過工藝篩選，得到以下結(jié)論：

1)試驗(yàn)所采用的動物膠中，魚鰾膠和牛筋膠的固色作用較明顯，而肉皮膠的固色效果幾乎沒有。2)從野生黃魚鰾中提取的固色膠效果優(yōu)于養(yǎng)殖黃魚鰾和養(yǎng)殖鰻魚鰾；常規(guī)提取的牛筋膠好于在酸性條件下提取的牛筋膠；牛筋膠的固色效果優(yōu)于魚鰾膠。

3)同等條件下固色處理，魚鰾膠和牛筋膠對純棉布的色變情況和色牢度均優(yōu)于桑蠶絲。

4)通過試驗(yàn)，動物膠固色劑的最適宜固色條件為：固色溫度40℃，固色時(shí)間10min，固色PH值=7。

[1]婁桂艷，李英民.新型動物膠粘結(jié)劑的研究[J].沈陽工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2003，25(3)：266.

Study on the Application of Gelatin Fixative

WU Ai-lian WU Xiao-ning ZHU Jia-dong
（Textile School,Zhejiang Fashion Institute of Technology,Ningbo Zhejiang,315211,China）

Thegelatinis agreenenvironment-friendlynaturalfixative.Withanimalskinorribsasrawmaterials, the collagen contained has been partially hydrolysed and extracted to make fixative.Based on various experiments,proper gelatin has been searched as the raw materialof making fixative.The fixing process conditions of all kinds of gelatin fixatives have been screened so that the dyed fabrics handled with gelatin fixatives can reach the national standard.

gelatin fixative;extraction;performance testing;application research

TS193.225

C

1674-2346（2015）01-0009-06

(責(zé)任編輯 竺小恩)

2014－12－12

浙江紡織服裝職業(yè)技術(shù)學(xué)院項(xiàng)目《基于動物膠的天然固色劑研發(fā)》[編號：2013-1A-001]第一作者簡介：吳愛蓮，女，高級實(shí)驗(yàn)師。研究方向：染整技術(shù)應(yīng)用與研究