牛奶蛋白纤维/棉混纺针织物的前处理研究9-29

吴焕岭 盐城纺织职业技术学院

原载：第九届全国染整前处理学术讨论会论文集；244-248

【摘要】对棉/牛奶蛋白纤维混纺针织物进行练漂前处理研究，结果表明∶混纺织物中牛奶蛋白纤维对pH非常敏感。碱氧练漂工艺选择采用Na2CO3、最适pH值在8～9、温度85℃条件下进行练漂，白度较高，失重率适中，强损率低，毛效较高，但布面仍有少量棉籽壳及色点；酶用量10g/L、精练剂用量高于5g/L、pH为8～9，温度85℃时，可以得到较好的练漂效果∶白度较高，毛效可达12cm，布面无棉籽壳，失重率和强损率均较低；二氧化硫脲复漂可以进一步去除了纤维素纤维上了杂质，并提高了织物白度，碱氧练漂织物复漂后白度由61.36提高至72.75，酶氧练漂织物复漂后白度由66.76提高至75.85，对强损率、失重率、毛效、手感影响不大。

【关键词】牛奶蛋白纤维；练漂；酶；二氧化硫脲；毛效

牛奶纤维是将液状牛奶脱脂、去水后所得到的牛奶蛋白质，加上柔和剂，制成牛奶浆液，然后通过湿纺工艺及科学处理，纺制成牛奶蛋白纤维，并进一步纺制成可以织布的牛奶纤维^［1-2］，其可以单独纯纺或与各类化学纤维、天然纤维等混纺，牛奶丝纤维与羊毛、羊绒、蚕丝、棉、竹、天丝、莫代尔等纤维均有很好的混纺性。牛奶纤维具有很多优良的特性，其柔软性、亲肤性等同或优于羊绒，透气、导湿性好、爽身；保暖性好接近羊绒；牛奶丝还具有天然持久的抑菌功能^［3］。但同时，牛奶纤维也存在着收缩率大、尺寸不稳定的缺点，且牛奶纤维不耐高温、不耐强碱、不耐某些氧化剂和还原剂。因此，对于牛奶纤维的纯纺产品，在染整加工过程中需要特别注意温度、pH值以及所用助剂等工艺条件和参数。对于混纺织物，在染整过程中要兼顾混纺各纤维的性质特点进行加工以确保成品质量。比如，棉的前处理条件比较剧烈，一般在强碱煮沸条件下进行，而牛奶纤维的耐热水性低于90℃，并且通过测试分析，发现从48℃起，牛奶蛋白纤维开始失重，随着温度的升高，失重现象更加严重［1］。因此，棉/牛奶纤维混纺织物处理温度一般不超过85℃为宜；牛奶蛋白纤维遇强碱会严重黄变甚至出现橙红色，因此，染整过程中要避免使用强碱，严格控制pH值。本文主要介绍棉/牛奶蛋白纤维混纺织物的前处理工艺，其中牛奶蛋白纤维属于维纶基牛奶纤维，其本身就呈较深的米黄色，通过本实验确定最佳练漂工艺参数。

1 试 验

1.1 材料及药品

材料：32S 50/50牛奶蛋白纤维/棉混纺针织面料（东华纺织集团）

助剂药品：煮练酶JN-600（枣庄市杰诺生物酶有限公司）；二氧化硫脲（烟台达斯特克化工有限公）；高效精练剂TA-109，渗透剂JFC（上海天坛助剂有限公司）；30%双氧水（化学试剂）；H₂SO₄，氢氧化钠，无水碳酸钠，磷酸三钠，无水硫酸钠（分析纯）。

1.2 试验和测试方法

1.2.1 前处理工艺

（1）练漂一浴法参数及条件

酸/碱 X g/L

精练剂 5 g/L

30%双氧水 12 g/L

氧漂稳定剂 4g/L

JFC 1 g/L

浴比 1∶30

温度 85℃

时间 60/min

（2）酶—氧一浴练漂工艺

精练剂 X g/L

精练酶 X g/L

30%双氧水 12 g/L

氧漂稳定剂 4 g/L

浴比 1∶30

温度 85℃

时间 60 min

除氧处理：

过氧化氢酶 3g/L

浴比 1∶30

温度 50℃

时间 10min

（3）二氧化硫脲复漂

二氧化硫脲 4～12g/L

JFC 1g/L

碳酸钠 调pH值 8～9

浴比 1∶30

温度 85℃

时间 60/min

1.2.2 测试方法

（1）白度测试

在Datacolor600电脑测色配色仪上测定。将织物折叠4层，取四个不同的点测定，取平均值。

（2）顶破强力的测定按GB/T19976-2005《纺织品顶破强力的测定钢球法》测定，测试三次取平均值。

（3）失重率的测试

漂白前后的试样放于硅胶干燥器恒温干燥24h，快速取出称重，按下式计算，式中的W0和W1分别为漂白前后试样重。

失重率=100%×（W₀-W₁）/W₀

（4）毛效测试

取待测织物30cm×5cm布条两块，把试样布条上端夹在夹子上固定，使其下端的铅笔线正好与标尺读数的零点对齐。将横架连同标尺及试样一起下降，直到标尺读数零点与水平面接触为止。记录5min和30min液体上升的高度，以cm表示，测试两条试样读数取平均值。

2 结果与讨论

2.1 最适pH值的确定

棉耐碱不耐酸，而牛奶蛋白纤维耐酸不耐碱，二者混纺织物染整过程要兼顾二者特点进行。pH值对练漂效果的影响较大。因此，在一浴法练漂工艺中选择不同的酸剂、碱剂来pH值进行练漂处理，综合分析漂白效果。

表1 pH值对练漂效的影响

注∶原布白度15.42，原布的顶破强力为631.3N

由上表可知，牛奶蛋白纤维对pH非常敏感。不论使用Na₂CO₃还是NaOH，pH值大于9后开始泛黄，pH值大于11后泛黄很严重甚至转向橙色；强酸对棉的损伤较大，因此手感发硬，强力下降较大，用H₂SO₄处理后的失重率降低了7.4%，顶破强力由631.3N降至486.9cN，强力损失率为23%；在中性条件下，对织物白度较好，但布面残留的棉籽壳及色点较多，对强力的损伤也较大，可能与双氧水对纤维的潜在损伤有关。综合考虑选择采用Na₂CO₃、最适pH值在8～9条件下，白度最高，失重率适中，顶破强力损失率不到5%，5min毛效与10min毛效均适中。从该实验数据来看，练漂处理后布面仍有少量棉籽壳及色点，白度有待提高，需进行复漂才能得到较好的练漂效果。

2.2 酶—氧一浴练漂工艺

表1数据说明，牛奶纤维/棉混纺织物需要使用弱碱Na₂CO₃、温度85℃、pH值为8～9条件下进行练漂。但棉纤维前处理都要在强碱、沸煮条件下进行，因此，使用精练酶结合精练剂、双氧水进行练漂前处理是一个可以采取的途径。

调整精练酶和精练剂的用量，前处理效果如表2所示。由于精练酶和精练剂处理浴的pH碱性较强，因此需要调pH至8～9。

表2 精练剂与精练酶用量对前处理效果的影响

综合分析，选择酶用量10g/L、精练剂用量高于5g/L时，可以得到比较好的练漂效果：白度最好可达66左右，毛效可达12cm，布面无棉籽壳。结合表1中的失重率和顶破强力来看，酶氧练漂工艺对纤维的损伤较小，白度也稍高。

2.3 二氧化硫脲复漂

试验选择还原剂二氧化硫脲进行复漂，具有漂白效果好、对纤维损伤小、安全性好、对环境低污染的优点^［4］。分别选择表1中Na₂CO₃、pH=8～9条件前处理过的织物及表2中酶10/g/L、精练剂5g/L条件处理过的织物用二氧化硫脲进行复漂，仍应维持弱碱性pH为8～9条件进行处理，复漂结果如表3所示。

表3 二氧化硫脲复漂结果

织物	二氧化硫脲/(g/L)	棉籽壳及色点	白度	失重率/%	顶破强力/N	30min毛效/cm	手感
碱氧炼漂织物	4	无	65.48	0.73	538.3	9.7	柔软
	8	无	70.33	0.74	530.7	10.5	柔软
	12	无	72.75	0.79	526.1	9.8	柔软
碱氧炼漂织物	4	无	67.53	0.66	560.5	12.3	柔软
	8	无	73.62	0.75	549.4	12.5	柔软
	12	无	75.85	0.76	540.4	11.9	柔软

由表3可知，二氧化硫脲复漂主要进一步去除了纤维素纤维上的杂质，并进一步提高了织物白度，碱氧练漂织物复漂后白度由61.36提高至72.75，酶氧练漂织物复漂后白度由66.76提高至75.85，但顶破强力稍有降低，对失重率、毛效、手感影响不大。综合考虑，选择二氧化硫脲用量8g/L。

3 结 论

由以上实验得结论如下：

（1）由上表可知，混纺织物中牛奶蛋白纤维对pH非常敏感。酸性条件练漂对混纺织物中棉纤维损伤较大，手感发硬，强损率较高；中性条件练漂对白度有好处，但处理后布面残留的棉籽壳及色点较多，强损率也较高，可能与双氧水对纤维的潜在损伤有关；pH值大于9后布面开始泛黄，大于11后泛黄很严重甚至转向橙色。因此，选择采用Na₂CO₃、最适pH值在8～9、温度85℃条件下进行练漂，白度较高，失重率适中，强损率低，毛效较高，但布面仍有少量棉籽壳及色点。

（2）酶用量10g/L、精练剂用量高于5g/L、调pH至8～9，温度85℃时，可以得到较好的练漂效果∶白度较高，毛效可达12cm，布面无棉籽壳，失重率和强损率均较低。

（3）二氧化硫脲复漂可以进一步去除纤维素纤维上的杂质，并提高了织物白度，碱氧练漂织物复漂后白度由61.36提高至72.75，酶氧练漂织物复漂后白度由66.76提高至75.85，对强损率、失重率、毛效、手感影响不大。

参考文献：

［1］董勤霞，潘玉明，柯华.牛奶蛋白纤维的性能及其染整加工［J］.印，2006（1）：30-33

［2］常红美，唐婷，张小蔓.牛奶蛋白纤维及其混纺筒子纱染色工艺［J］.印染，2006（2）：14-16.

［3］储云，陈峰，余旭飞.牛奶纤维的发展与应用［J］.山东纺织经济，2007，（4）：63-65

［4］杨宏林，项伟，蔡再生.维纶基牛奶纤维漂白研究［J］.印染助剂，007，24（4）：24-26