进入21世纪,绿色环保纺织品成为纺织品种的新视点,在运用千变万化的织物组织和日新月异的织造、印染新技术的同时,开发符合环保标准的新产品是一个重要途径。绿色环保大豆蛋白纤维的研制成功是人造纤维家族的最新突破,符合我国纤维发展的方向。大豆蛋白纤维是利用榨油后的豆粕通过添加功能性助剂,经湿法纺丝而成的再生蛋白质纤维,该纤维不仅具有单丝纤度细、比重轻、强伸度高、耐酸耐碱性好、光泽好、吸湿导湿性好等特点,还具有羊绒般柔软手感、蚕丝般柔和光泽、棉纤维的吸湿性、羊毛的保暖性等优良服用性能,也是迄今为止唯一由我国科技人员自主开发并在国际上率先取得工业化试验成功的纤维材料。
大豆蛋白纤维作为一种纺织原料,只有经过技术开发和产品开发,才能充分展示出它的独特魅力。大豆蛋白纤维由于其自身难以去除的米黄色,现在的前处理工艺在尽量减少蛋白质损伤的情况下还不能获得必要的白度,造成了对很多色号的限制和色泽鲜艳度的影响,同时匀染性也是该纤维染色中的一大难题,这都需要在工艺制定方面进行更深入的研究。只有在尽可能的减少蛋白质损失,制定合理的染整加工工艺,才能显示出大豆蛋白纤维的优良风格。但是己有的资料表明,目前还没有简单易行的在染整加工工艺中蛋白质含量的测定方法。本论文的工作重心就在于运用凯氏定氮法来检测在大豆蛋白纤维染整加工工艺中蛋白质的变化情况,综合考虑纤维经过染整加工工艺处理后的效果和损伤情况,最终制定出大豆蛋白纤维的低损伤染整加工工艺,为以后对大豆蛋白纤维的进一步研究提供有价值的参考。
大豆蛋白纤维含氮量的工艺条件因素中,主要考虑的是pH、温度、处理时间以及碱剂浓度。从实验结果和讨论可知,温度和碱剂浓度是影响含氮量水平的两个最主要因素,在制定大豆蛋白纤维染整工艺时,应重点考虑。其中pH值接近7时纤维的含氮量最高,并且随着pH偏离中性程度的增大而迅速减少;处理温度低于70℃时,纤维的含氮量较高,随着温度继续升高,纤维的含氮量不断减少,并且较高的处理温度也会影响大豆蛋白纤维的手感;处理时间在60分钟内,纤维含氮量能保持较高的水平;纤维的含氮量随着纯碱浓度的增加而减少,当纯碱大于30留L时,N%低于2.0%。
大豆蛋白纤维采用淀粉酶退浆、双氧水漂白的前处理工艺效果较好。因为淀粉酶可以水解经纱上的淀粉浆,而在碱性条件和较高温度下氧漂时,不但能除去纤维上的色素,而且能除去剩余的淀粉和PVA浆料,使前处理后织物具有较好的白度和柔软的手感。经过淀粉酶退浆、双氧水氧化漂白的正交试验得出大豆蛋白纤维前处理低损伤工艺为:退浆工艺:淀粉酶2岁L,pH值7.5,处理温度30℃,处理时间40min;漂白处理工艺:双氧水8留L,pH值7,处理温度60℃,处理时间30min。
大豆蛋白纤维属于再生蛋白质纤维,可用酸性、活性染料进行染色。论文中
采用ArgazolTw系列的活性染料对大豆蛋白纤维进行染色处理后发现pH值对大豆蛋白纤维的染色有一定的影响。该类染料在近中性的条件下染色后,大豆蛋白纤维有较高的表观深度。考虑到大豆蛋白质纤维在近中性条件下水解程度最小,并使染色后可获得较高的固着效率,建议采用在近中性条件下固色的活性染料,可以保证纤维在色泽鲜艳的同时,还有较好的光泽和手感。而毛用的Lanasol染料对纤维的表观深度较低,可采用固色剂进行处理从而获得较好的牢度;含有双活性基团的活性染料对纤维的匀染性较好,色牢度较差,适宜染中浅色。弱酸性染料Teton和Erionyl染料对纤维之间有较大的范德华力和氢键力,染料上染后结合较牢固,可以用来染大豆蛋白纤维的深浓色,并且色泽鲜艳,匀染性较好。而强酸性染料Ncolan的提升性能较低,染料与纤维分子间的库伦力较小,染料的上染率较低。增加酸的用量,该染料的上染率会有所提高,但在酸性条件下染色会造成大豆蛋白纤维的蛋白质水解,所以不适宜用来染大豆蛋白纤维。
为获得更好的染色效果,实验中采用了两种阳离子型的固色剂DinfixRF和DinfixF一100对染后的织物进行固色处理,并通过测定皂洗牢度和摩擦牢度来检验其效果。实验结果表明,经过固色处理后的大豆蛋白纤维有较高的水洗牢度和一定的摩擦牢度。
绚丽多彩的丝绸是精致的染整工艺的结晶。印花工序在丝绸的生产过程中有着举足轻重的地位。因为只有运用染整技术,才能随心所欲地将我们喜爱的花色及图案完美无缺地再现在白坯上,从而使织物更加富于艺术气息。该工艺主要包括生丝及织物的精炼、染色、印花和整理四道加工工序。
第一道为织物的精炼。蚕丝由两根单丝组成,其主体为丝朊,外层包裹丝胶。大部分的色素、油脂、蜡质和无机盐等都存在于丝胶中。这些杂质对印染的效果有很大影响,所以,必须在染色前将之除去。人们在长期实践中,掌握了丝胶受化学剂或酶的作用易溶解于热水的特性,并利用丝胶这一弱点,将坯绸或生丝放入装有肥皂(或合成洗涤剂)与纯碱(碳酸钠)的混合溶液内进行加热,丝胶加热后进行水解。经过这样的精炼,脱除丝胶而保存丝朊,并去除了色素、脂、蜡等杂质,从而取得色泽洁白的丝制品。脱胶后的生丝,称为熟丝。生丝脱胶的程度须根据生产要求而定。
色泽洁白的坯绸经精炼之后,开始进入染色阶段。染色工艺就是使染料和蚕、坯绸等发生化学反应,染上各种色彩的工艺。由于蚕丝属蛋白质纤维,不耐碱,染色宜在酸性或接近中性的染液中进行。目前用于丝织物染料的主要是:酸性染料、活性染料、直接染料与还原染料等。用酸性染料染上的颜色比较鲜艳,染后用阳离子固色剂处理,可提高产品的水洗牢度。活性染料染在蚕丝上有良好的水洗牢度。织物的染色方法随织物的品种而异,如绉、纱类织物用绳状染色或溢流喷射染色,纺、绸、缎类织物则用平幅挂染或卷染。
一种色彩毕竟单调,除染色外,人们还采用印花技术使丝绸变得五彩缤纷。印花是指将染料按照设计好的花色印在织物上的一种工艺。在精炼织物上用直印、拔印、防染等方法印制是常用的印花工艺。直接印花指色浆直接通过筛网印花版印在丝织品上,是印花的基本印法之一,并可用多种染料共同印制。拔染印花,也称雕板印花,是一种使用雕白剂拔染的工艺,印染前先用具有偶氮结构的酸性染料和活性染料将丝织品染色,再在色绸上按花样需要印上含有破坏色素的雕白剂制成的雕印(拔染)浆,经汽蒸后,印浆部位的地色便呈现白色,叫做“雕白”。防染印花,就是将丝织品按花样印上“防白”浆或“色防”浆,待干燥后再行染色。由于花样部位有“防白”浆或“色防”浆中的防染剂,不会染色,而其余部分则全部上色。
丝织品经过精练、染色、印花后,便可以对织物进行最后的整理工作。整理工艺主要解决前几道工序遗留的潮湿、皱折、门幅参差不齐等问题,突出丝织物本身柔软的特性并增加其服用功能,主要采用的是机械整理和化学整理两种方法。机械整理有拉幅整纬整理,汽熨整理,轧光等方法;化学整理主要是添加化学药剂,如柔软剂、抗静电剂、防火剂、由纯碱及磷酸三钠组成的砂洗剂等,从而达到防皱、防缩、柔软、厚实的效果。处理过的面料不仅更适合穿着,丝绸的消费领域也由此而拓宽。当印花绸制成之后,便可开始制作精美的工艺品与高贵华美、极具东方神韵的服饰了。
对纺织材料( 纤维、纱线和 织物)进行以 化学处理为主的工艺过程,现代也通称为 印染。染整同纺纱、机织或针织生产一起,形成纺织物生产的全过程。染整包括预处理、染色、印花和整理。染整质量的优劣对 纺织品的使用价值有重要的影响。预处理亦称 练漂,其主要目的在于去除纺织材料上的杂质,使后续的染色、印花、整理加工得以顺利进行,获得预期的加工效果。染色是通过 染料和纤维发生物理的或化学的结合而使纺织材料具有一定的颜色。印花是用色浆在纺织物上获得彩色花纹 图案。整理是通过物理作用或使用化学药剂改进织物的光泽、形态等外观;提高织物的服用性能或使织物具有拒水、拒油等特性。大多数整理加工是在织物染整的后阶段进行的。在 毛纺织物染整中往往把许多预处理过程归入整理范畴,并把整理划分为湿整理和干整理。
染整是现代印染的概念,是化学整理溶入印染行业后的科学定义。古代虽然也有整理的雏形,但整个纺织品的加工以印花和染色为主,整理只是一个次要的环节,所以古代没有“染整”这个词汇,只说“印染”。到了近代,各种抗皱、抗菌、抗静电、抗紫外线、防火、防水、透气整理的新技术纷纷问世,“印染”一词已经很难概括染整加工的全部含义,所以更多的是使用染整这个词汇了。但是习惯上,印染一词仍然在行业内普遍使用,但实际上染整就是印染,二者之间没有区别。