紡織品印花的可持續(xù)方法

R. H. Deshpande, Y. M. Indi，P. D. Patil

1. 紡織工學(xué)院(印度)2. Shivaji大學(xué)(印度)

紡織品印花是將色彩和圖案引入紡織品的最通用、最重要的方法?？椢锏挠』ㄖ饕兄苯佑』?、拔染印花和防染印花3種基本方式。拔染印花是在預(yù)先染色的織物上印制某種化學(xué)物質(zhì)，以破壞設(shè)計(jì)區(qū)域的顏色，從而實(shí)現(xiàn)印花效果。因此，拔染印花過(guò)程中，常使用易于還原的染料，如含偶氮基團(tuán)的染料上染織物，然后采用還原劑破壞印花區(qū)域的染料，再對(duì)織物進(jìn)行汽蒸處理，最后通過(guò)洗滌去除染料分解產(chǎn)物，從而在有色織物基底上產(chǎn)生白地印花效果。

當(dāng)前，人們對(duì)環(huán)境日益關(guān)注，紡織品加工過(guò)程中酶的使用增加，從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的環(huán)保性。磺基甲醛、沙弗林等是傳統(tǒng)用于染料拔染的強(qiáng)拔染劑。然而，它們的毒性很大，并且會(huì)產(chǎn)生甲醛，而甲醛又是一種已知的與人類(lèi)鼻竇癌和鼻咽癌相關(guān)的致癌物。

漆酶屬于氧化還原酶的一種。本文采用漆酶對(duì)橙色W3R活性染料染色的織物進(jìn)行拔染處理，并從還原作用、漿料穩(wěn)定性與印花色牢度等方面，對(duì)漆酶的應(yīng)用性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1 試驗(yàn)

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 織物

以經(jīng)良好預(yù)處理的純棉斜紋機(jī)織物為原料，對(duì)其進(jìn)行活性染料染色和酶拔染印花?？椢锏木唧w規(guī)格參數(shù)如下：

經(jīng)密120根/cm

緯密72根/cm

面密度174 g/m2

經(jīng)紗線(xiàn)密度20.8 tex

緯紗線(xiàn)密度17.1 tex

織物厚度0.54 mm

1.1.2 染料

采用印度Huntsman公司的Novacron橙色W3R活性染料對(duì)棉織物進(jìn)行染色。

1.1.3 酶

采用丹麥Novozymes公司提供的一種基于曲霉的轉(zhuǎn)基因漆酶對(duì)染色棉織物進(jìn)行拔染處理。

1.2 試驗(yàn)方法(套印法)

棉織物采用活性染料軋染，并在低于80 ℃的溫度下干燥。分別改變漆酶用量、活化溫度、印花漿料pH值、漿料黏度與活化時(shí)間等參數(shù)，對(duì)棉織物進(jìn)行印花處理。印花后的織物在102～105 ℃的溫度下汽蒸15 min。然后，對(duì)染色織物進(jìn)行皂洗處理，最后進(jìn)行水洗和干燥處理。

1.2.1 軋染

采用實(shí)驗(yàn)室用EEC軋染機(jī)，用活性染料對(duì)棉織物進(jìn)行軋染。染色工藝參數(shù)如表1所示。染色后的織物試樣在溫度低于80 ℃下干燥。

表1 染色工藝參數(shù)

1.2.2 生態(tài)拔染處理

采用手動(dòng)絲網(wǎng)印花技術(shù)，對(duì)印花后的干燥棉織物試樣進(jìn)行生態(tài)拔染處理，以獲得白地拔染效果。生態(tài)拔染工藝配方如下：

漆酶 18%,20%,22%,25%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))

冰醋酸2 mL

水2 mL

海藻酸鈉糊料 5%,6%,7%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))

漿料總量1 kg

1.2.3 酶活化

生態(tài)拔染處理后的棉織物試樣在室溫下干燥，并于不同溫度水平下(50、60和70 ℃)，分別在烘箱中放置30、45和60 min進(jìn)行酶活化。

1.2.4 汽蒸

采用實(shí)驗(yàn)室用汽蒸機(jī)于102 ℃下對(duì)酶活化后的織物試樣進(jìn)行15 min的汽蒸處理。

1.2.5 洗滌

用冷水漂洗汽蒸后的印花織物，然后在80 ℃下皂洗15 min。將織物試樣風(fēng)干以便用于進(jìn)一步測(cè)試。

1.3 試驗(yàn)過(guò)程

分別在不同漆酶質(zhì)量分?jǐn)?shù)(18%、20%、22%,25%)、海藻酸鈉糊料質(zhì)量分?jǐn)?shù)(5%、6%、7%)、酶活化溫度(50、60、70 ℃)與活化時(shí)間(30、45、60 min)下進(jìn)行拔染試驗(yàn)。

1.4 測(cè)試與分析

采用ISO 105 C03和AATCC 8: 2005的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法，分別對(duì)印花部分的拔染能力與基底織物的洗滌牢度和摩擦牢度進(jìn)行測(cè)試分析。同樣，為評(píng)估白地拔染的質(zhì)量，使用計(jì)算機(jī)測(cè)配色系統(tǒng)(美能達(dá) Superdye型)測(cè)量印花部分和基底織物的K/S值。

2 結(jié)果與討論

2.1 漆酶用量對(duì)K/S值降低率的影響

拔染織物K/S值降低率隨漆酶用量的變化如圖1所示。由圖1可以看出，隨著印花漿料中漆酶質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，與基底織物相比，印花部分織物的K/S值降低率提高。對(duì)于Novacron橙色W3R活性染料上染的棉織物而言，漆酶質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%時(shí)，織物的K/S值降低率最大。進(jìn)一步提高漆酶質(zhì)量分?jǐn)?shù)，拔染性能無(wú)明顯改善。當(dāng)漆酶質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過(guò)一定限度(20%)時(shí)，織物的K/S值降低率略有起伏。不同漆酶用量下織物K/S值降低率出現(xiàn)變化，是由于染料的化學(xué)性質(zhì)與結(jié)構(gòu)不同導(dǎo)致的。

圖1 K/S值降低率隨漆酶用量的變化

2.2 活化時(shí)間對(duì)K/S值降低率的影響

拔染織物K/S值降低率隨活化時(shí)間的變化如圖2所示。從圖2可以看出，酶活化的最佳時(shí)間是30 min，這足以使織物產(chǎn)生明顯的拔染效果。隨著酶活化時(shí)間的延長(zhǎng)，K/S值降低率減小。這可能是由于酶活性的逐漸喪失所致。

圖2 K/S值降低率隨活化時(shí)間的變化

2.3 活化溫度對(duì)K/S值降低率的影響

拔染織物K/S值降低率隨活化溫度的變化如圖3所示。由圖3可以看出，最佳的酶活化溫度為60 ℃?；罨瘻囟瘸^(guò)60 ℃時(shí)，K/S值降低率下降，這是由于酶在特定溫度下的特定作用所致。

圖3 K/S值降低率隨活化溫度的變化

2.4 海藻酸鹽用量對(duì)K/S值降低率的影響

拔染織物K/S值降低率隨海藻酸鹽用量的變化如圖4所示。由圖4可以看出，海藻酸鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6%時(shí)，可得到非常清晰的印花產(chǎn)品，K/S值降低率最大。海藻酸鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7%時(shí)，K/S值降低率略有下降，這可能是由于漿料黏性增大，導(dǎo)致酶的流動(dòng)性受限所致。

圖4 K/S值降低率隨海藻酸鹽用量的變化

2.5 織物的牢度特性

染色織物的牢性能度測(cè)試結(jié)果顯示，其水洗牢度為3-4級(jí)，干摩擦牢度為4-5級(jí)，濕摩擦牢度為3-4級(jí)?？傮w而言，拔染織物的印花色牢度較好。

3 結(jié)論

將采用漆酶的可持續(xù)技術(shù)成功應(yīng)用于活性染料上染的棉織物的拔染印花中。采用漆酶和海藻酸鹽對(duì)活性染料上染的棉織物進(jìn)行生態(tài)拔染處理，其最佳工藝條件如下：pH 值為4.5，活化溫度為60 ℃，活化時(shí)間為30 min。試驗(yàn)結(jié)果表明，海藻酸鹽用量、活化溫度、活化時(shí)間與漆酶用量均對(duì)活性染料的拔染產(chǎn)生顯著影響。海藻酸鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6%時(shí)，印花漿料的黏性最佳；漆酶用量則取決于所用染料的特性，每千克漿料中采用約200～220 g漆酶(即漆酶質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%～22%)時(shí)，足以拔染去除試驗(yàn)用活性染料。