蛋白类防沾助剂在活性染料染色棉织物上的应用

徐华凤，赵晓丽，王雪燕

(西安工程大学纺织与材料学院，陕西西安 710048)



蛋白类防沾助剂在活性染料染色棉织物上的应用

徐华凤，赵晓丽，王雪燕

(西安工程大学纺织与材料学院，陕西西安 710048)

摘要：采用自制的复配蛋白类防沾色助剂对活性染料染色的棉织物进行皂洗后处理，通过单因素变量法，优化出该助剂对活性染料染色棉织物的最佳皂洗工艺条件为：防沾色助剂用量为25g/L，碳酸钠用量为2g/L，肥皂3g/L，处理温度80℃，处理时间20min，浴比1:30。经过防沾皂洗处理后，在保证色布耐皂洗色牢度的前提下具有良好的防沾色效果，但该助剂存在应用量较大，需要进一步深入研究。

关键词：活性染料棉织物蛋白类防沾助剂皂洗

活性染料是纺织品染色和印花应用最广的一类重要染料，然而活性染料容易水解、造成染料利用率低，浮色多，尤其深浓色染料染色或印花的织物在皂洗过程中，洗涤下来的大量浮色、印花浆料、染色助剂等会转移到洗浴中，形成了具有一定染料浓度、一定温度和一定时间的染色条件，这就造成洗浴中的浮色染料在净洗织物的不同染色部分之间，通过净洗浴而相互转移，特别是从有色部分向无色部分的颜色转移，即所谓白地沾污[1-3]。皂洗后处理引起沾色，影响产品色牢度和质量，因此防沾剂研究很重要[4]。在此背景下本文探讨了自制复配蛋白类防沾色助剂的应用工艺，有效的降低了浮色再沾污程度。该助剂由自制的阳离子明胶蛋白助剂与聚乙烯吡咯烷酮(PVP)复配而成，阳离子明胶蛋白为一种含有环氧乙烷活性基,阳离子季铵基团和蛋白结构的助剂。与洗涤液中脱落下来的染料作用力大于染料与纤维之间作用力，并使脱落的染料稳定地分散于皂洗液中，防止染料重新沾污织物，进而达到有效去除织物上残余浮色。PVP分子中含有五元环和内酰胺特殊结构，而活性染料中的官能团(如羟基、羧基、氨基)易于和内酰胺发生缔合作用，起到防沾污的效果，其在印染行业的应用有很大前景。

1试验

1.1实验仪器与试剂、材料

材料：经煮练漂白的纯棉织物：30×36；72×69

染料：活性藏青GG(上海科华染料工业有限公司)

试剂：自制蛋白类防沾色助剂 、氯化钠(分析纯)、纯碱(分析纯)、皂片(工业用)

仪器如下表：

表1　实验主要仪器及设备

1.2实验工艺流程

1.2.1棉织物处理工艺过程

纯棉织物→染色→水洗→皂洗→60℃热水洗→冷水洗

1.2.2活性染料常规染色处方与染色升温曲线

(1)染色处方

染料4%(owf)

氯化钠80g/L

碳酸钠20g/L

浴比1:30

(2)染色升温工艺曲线

图1　活性染料染色的升温工艺曲线

1.2.3染色织物皂洗工艺流程

将染色布与同质量的白布缝合后放入配置好的皂洗液中，浴比 1:30,在 一定条件下处理一定时间，取出布样，用 60℃热水冲洗一次，再用冷水洗两次，取出并拆开缝合布,晾干。

1.3测试指标

1.3.1防沾能力测试

分别测传统工艺皂洗的沾色白布和防沾污皂洗的沾色白布的K/S值，分别记为K/S0和K/S1。

防沾污系数C/%=(1-K/S1/K/S0)×100

C>0表示有防沾污效果；C<0表示无防沾污效果。且C值越大表示防沾污效果越好，否则防沾污效果较差。

1.3.2耐皂洗色牢度测定

按照GB/T3921.3-2008《纺织品色牢度耐洗色牢度实验方法3》测试，然后采用“GB/T 250—2008 评定变色用灰色样卡”和“GB/T 251-2008 评定沾色用灰色样卡”分别评定变色与沾色牢度等级。

2结果与讨论

用复配防沾助剂对染色棉织进行防沾皂洗时主要受助剂用量，皂片用量，碳酸钠用量，皂洗温度以及皂洗时间这几个因素的影响，因此实验采用单因素变量法优化出了防沾助剂对染色棉织物皂洗防沾的最佳工艺条件。

2.1助剂用量的优选

棉织物用4%(o.w.f.)活性藏青进行染色后，改变助剂的用量，皂片用量2g/L，碳酸钠用量为2g/L，95℃处理15min后，晾干后测试，结果见表2。

表2　助剂用量对防沾色效果和耐皂洗色牢度的影响

从表2可以看出，传统工艺皂洗后沾色白布的K/S值较大，说明染料对棉织物沾色较多，加入助剂后，染料对白布的沾色明显减少，且织物的耐洗色牢度保持不变。另外，随着助剂用量的增加，其防沾色效果更好，用量为25g/L时防沾色效果最好。添加助剂后防沾色效果明显提高的主要原因是复配物防沾助剂与洗涤液中脱落下来的染料作用力大于染料与纤维之间作用力，并使脱落的染料稳定地分散于皂洗液中，防止染料重新沾污织物，进而达到有效去除织物上浮色，保证产品色牢度，并有效减少皂洗过程中对白布的沾色。当其助剂用量较小时，助剂优先吸附到染色棉织物上，阻止浮色染料的去除，同时助剂吸附到白色棉织物上，使其阳离子化，进而增大对脱落染料的吸附作用力，使白布沾色严重，使其防沾效果不是很明显，当助剂用量达到一定时，绝大部分水解染料会被助剂稳定分散在皂洗液中，表现出最好的防沾效果，继续增加助剂的用量，其防沾效果无明显变化，因此，助剂用量确定为25g/L。

2.2皂片用量的优选

棉织物用4%(o.w.f.)活性藏青进行染色后，改变皂片用量，助剂用量25g/L，碳酸钠用量为2g/L，95℃处理15min后，晾干后测试，结果见下页表3所示。

表3　皂片用量对防沾色效果和耐皂洗色牢度的影响

由表3可以看出，皂片用量对防沾色效果的影响较小，但是对于浮色染料的去除有较大的作用，因此皂片的作用主要作为净洗剂来去除染色织物上的浮色。因此综合考虑浮色的去除率和防沾色效果，选择肥皂的用量为3g/L。

2.3碳酸钠用量的优选

固定助剂用量为25g/L，皂片用量3g/L，改变碳酸钠用量，95℃处理15min后，晾干测试，结果见表4所示。

表4碳酸钠用量对染色棉织物防沾效果和耐皂洗色牢度的影响

碳酸钠用量(g/L)白布沾色K/S值皂洗前后ΔK/S值防沾色系数C/%耐洗色牢度/级变色棉沾00.2151.40747.8834410.2001.50853.3804～54～520.1932.00455.0124～54～530.2002.12153.3804～54～540.1982.04253.8464～54～550.2072.14551.7484～54～560.2172.30749.4174～54～570.2092.31851.2804～54～5

从表4可以看出，在皂洗液中加入少量的碳酸钠可以获得更好的防沾效果，且皂洗后色布的浮色去除较多，但加入量多却使防沾效果变差，其主要是由于添加碳酸钠后，皂洗液pH值由中性变化成碱性，有利于织物表面未固着的染料水解下来，但当其用量增大时，会促进助剂的水解，使其失去结合染料的作用。另外，碳酸钠用量太大也可能会使染料与纤维之间共价键断裂，使水解染料増加。所以碳酸钠用量増加，白布沾色严重，而且还会产生污染。因此，碳酸钠的最优用量确定为2g/L。

(4)皂洗温度的优选

固定防沾助剂用量25g/L，肥皂用量3g/L，碳酸钠用量2g/L,在不同温度下处理,15min后，晾干测试，结果见表5所示。

表5温度对染色棉织物防沾效果和耐皂洗色牢度的影响

温度(℃)白布沾色K/S值皂洗前后ΔK/S值防沾色系数C/%耐洗色牢度/级变色棉沾400.3101.69727.73944500.3032.42529.3714～54～5600.2812.57634.4994～54～5700.2752.75935.8974～54～5800.2162.88749.6504～54～5900.2302.96246.3874～54～51000.2463.01442.6574～54～5

从表5可以得出，升高皂洗温度有助于白布防沾和染色织物浮色的去除，温度为80℃时防沾色效果最好。但随着温度的继续升高，会使助剂水解速率増加，减少对水解染料的作用。另外，温度的升高也会使染料动能増加，再沾污白色棉织物的能力就有所增大。所以综合考虑白布沾色、浮色去除和耐皂洗色牢度，最优皂洗温度确定为80℃。

2.5皂洗时间的优选

固定防沾助剂用量为25g/L，肥皂用量3g/L，碳酸钠用量2g/L,在80℃下皂洗处理不同的时间后，晾干测试，结果见表6所示。

表6时间对染色棉织物防沾效果和耐皂洗色牢度的影响

时间/min白布沾色K/S值皂洗前后ΔK/S值防沾色系数C/%耐洗色牢度/级变色棉沾100.2482.,18342.1074～54～5200.2152.87949.9044～54～5300.2382.89344.4994～54～5400.2482.91741.2664～54～5500.2653.09938.2664～54～5600.2753.26238.8974～54～5

从表6可以看出，随着皂洗时间的増加，有利于浮色的去除，白布的沾色反而増加，在20min时防沾效果最好，其主要原因可能是由于皂洗时间过长，其皂洗液中脱落的水解染料増加，而助剂的量是一定，结合水解染料的作用力就一定，使得一些水解染料又重新沾染到白棉织物上，从而白布沾色严重。另外，处理时间太短，如第1组处理10min,可能会导致染色织物的浮色未去除干净，水解染料还没及时跟助剂结合就沾染到白棉织物上，导致白布沾色増加。因此，综合考虑，最优处理时间确定为20min。

3结论

(1)复配蛋白类防沾助剂对活性染料染色棉织物的防沾皂洗工艺：复配助剂用量为25g/L，碳酸钠用量为2g/L，肥皂3g/L，处理温度80℃，处理时间20min，浴比1:30。

(2)防沾色皂洗后处理对染色棉织物的耐洗色牢度没有产生不良影响，

(3)通过沾色白布的防沾色系数可以看出此蛋白类防沾色助剂具有良好的防沾色效果，能够有效的降低白地沾污。

(4)该复配蛋白类防沾色助剂用量较大，需要进一步的研究探索。

参考文献

[1]马琳山, 张传信. 活性染料染色沾色问题探讨——9202低温高效净洗剂的应用[J].上海纺织科技,1996,24(2):48-50.

[2]王百惠，王雪燕.活性染料防沾色皂洗剂的探讨[J].染整技术，2014，36(4):30-34

[3]唐增荣.印染防沾污技术与生产应用[J].印染助剂，2002，19(5):24-27.

[4]徐华凤，王雪燕.活性染料蛋白类防沾色剂的制备[J]，成都纺织高等专科学校学报，2014，32(4)：38-41.

Application of Protein Anti-staining Agent in Cotton Fabric with Reactive Dyes

XUHua-feng,ZHAOXiao-li,WANGXue-yan

(School of Textile and Materials, Xi’an Polytechnic University, Xi’an 710048)

Abstract:The cotton fabric dyed by reactive dyes was treated after soaping with self-made compound protein anti-staining agent. By adopting single factor variable method, the optimal soap washing process for such fabric was got: dosage of anti-staining agent was 25g/L, dosage of sodium carbonate was 2g/L, soap was 3g/L, processing temperature was 80 centigrade, processing time was 20min and bath ratio was 1:30. After anti-staining soaping process, the fabric has good anti-staining effect with good washing fasting and color fastness properties. At the same time, the dosage of such agent was too large which needed further research.

Key words:reactive dyecotton fabricprotein anti-staining agentsoaping

中图分类号：TS193.631

文献标识码：A

文章编号：1008-5580(2016)01-0066-04

通讯作者：王雪燕(1963-)，女，教授，硕士生导师。

收稿日期：2015-09-11

第一作者：徐华凤(1990-)，女，硕士研究生，研究方向：纺织品化学加工新材料、新工艺的理论及应用。