專利名稱：蠶絲纖維及其織物的精練脫膠方法
技術領域：
本發明涉及一種蠶絲纖維及其織物的脫膠方法，特別涉及一種采用低溫等離子體處理技術對蠶絲纖維及其織物進行精練脫膠的方法。
背景技術：
蠶絲纖維主要由呈纖維狀的絲素蛋白及球狀蛋白絲膠兩大部分組成。其中絲膠蛋白由蠶體的中部絲腺分泌產生，當蠶吐絲營繭時，位于后部絹絲腺的絹絲液通過中部絲腺時，絲膠便附著在絲素的表面，起到潤滑、粘結和保護絲素的作用。在生絲纖維中，絲膠含量約占20～30％，并呈磷狀粒片不規則地外覆于絲素纖維表面。按照小松計一的絲膠理論(紡織工業出版社，《制絲化學》1990第二版P96-102)，將絲素纖維上的外覆絲膠根據其溶解性能、外觀性狀、分子構造等，由外到內依次分為絲膠I、II、III、IV。各層絲膠的溶解性由外到內逐漸遞減，其中最外層絲膠I的溶解性能最好，在精練脫膠過程中，最容易脫去，而第IV層絲膠含有較多蠟質物，且β折疊化結構含量增高，故溶解性最差。一般精練脫膠時，脫除的較多為外面三層絲膠，而第IV層絲膠則往往會殘留在絲素纖維上。同時，從絲膠的二級結構來看，絲膠大部分為無規卷曲結構，少量為β折疊結構，而幾乎無α螺旋結構。各層絲膠中，越接近絲素的內層絲膠，其β折疊結構比例越大。絲膠二級結構的β折疊化及蠟質物的含量，往往會影響到其脫膠程度和精練效果。
蠶絲纖維被譽為纖維中的皇后，其纖維及織物特有的真絲光澤和手感，只有在經過精練脫膠后才能充分體現出來，因此，蠶絲纖維及其織物的前處理，主要任務就是去掉絲素纖維上的絲膠和其它雜質。目前，生絲纖維及其織物的精練脫膠，主要是利用精練脫膠劑，對絲膠進行水解或酶解，或采用熱水萃取，如CN1045136A、CN85100524A、U349961、U2040949、U1896494、U1828736、U1644764等。其脫膠方法主要包括高溫高壓熱水脫膠、皂堿法脫膠、堿法脫膠、酸法脫膠以及酶脫膠等，而其精練脫膠工藝歸納起來如圖1所示。此類方法主要是利用精練脫膠劑對絲膠大分子鏈中的肽鍵進行進攻，從而使其降解(水解或酶解)為水溶性好的小分子，而達到脫除絲膠的目的。但此類常規精練脫膠方法，其脫膠工藝全過程都需在較大浴比的水溶液中進行，一般都需經過預處理、初練、復練工序，工藝流程長，需要消耗大量的化學藥品(如精練劑等)，加工處理所需時間長，能耗高，浪費水資源，并且產生大量的生產廢水。隨著目前人類環保意識的加強，以及水資源和能源的日益匱乏，實現對蠶絲纖維及其織物的節能、環保、清潔化加工，減少污染物的排放，已越來越受到重視。
發明內容
本發明的目的是克服現有技術存在的不足，提供一種工藝簡單、節能高效、有利于清潔生產和環境保護的蠶絲纖維及其織物的精練脫膠方法。
本發明所采用的技術方案是先用低溫等離子體對蠶絲纖維及其織物進行前處理，而后用精煉劑進行復練，完成精練脫膠。
所述的低溫等離子體前處理，采用的工作氣體是氬氣、氮氣、氧氣、空氣中的一種或上述氣體的混合氣體；背底真空度為1～6Pa，工作壓力為10～120Pa，放電功率為10～250W，處理時間為1～20分鐘。
所述的低溫等離子體前處理，采用間歇式或連續式加工方法。
由于上述技術方案運用，本發明與現有技術相比具有下列優點由于本發明利用了低溫等離子體氣氛中的活性成分對表面的絲膠進行轟擊和噴濺刻蝕，使絲膠大分子鏈裂解斷鏈，絲膠層開裂疏松，從而加快和增強了后道工序中精煉劑的滲透和作用，以代替常規絲膠工藝中預處理、初練工序中精練劑對絲膠的膨化、水解或酶解，因此，具有縮短工藝流程、減少常規精練中化學藥品的使用、節約水資源、減少污染物排放、有利于清潔生產和環境保護的明顯優點。
圖1是蠶絲纖維及其織物常規精練脫膠工藝流程圖。
圖2是按本發明實施例1、2的技術方案對蠶絲纖維及其織物精練脫膠的工藝流程圖。
圖3是等離子體處理前的生坯綢表面形態電鏡照片。
圖4是等離子體處理后的生坯綢表面形態電鏡照片。
圖5是等離子體處理前的生絲橫截面形態電鏡照片。
圖6是等離子體處理后的生絲橫截面形態電鏡照片。
具體實施例方式
下面結合附圖及實施例對本發明作進一步描述實施例1參見附圖2，本實施例對蠶絲織物精練脫膠的工藝流程如圖2所示。
待精練脫膠織物采用真絲電力紡生坯，單位重量90.64g/m2；將真絲生坯試樣在溫度為110℃的電熱鼓風干燥箱中烘至恒重，隨后將試樣放入預熱30min后的低溫等離子體處理器中，采用間隙式的低溫等離子體加工方法，工作氣氛為氬氣，以5Pa的背底真空度開始充入氬氣，當達到80Pa氣壓后，以60W的放電功率處理5min；取出后用精煉劑(配方為Na2CO31.0g/L，Na2SiO31.0g/L，保險粉0.5g/L，分散劑2.0g/L)，按照復練工藝(浴比1∶50，溫度98℃，時間40min)直接進行復練；然后充分水洗(分別進行95℃、60℃熱水和冷水充分水洗)，烘干，完成精煉脫膠。
將完成精煉脫膠后的真絲織物進行染色處理，染色處方弱酸性 GN 1％(o.w.f)，元明粉1.5(g/l)，醋酸0.4(ml/l)，浴比1∶100；弱酸性深藍5R 0.5％(o.w.f)，元明粉1.5(g/l)，醋酸0.4(ml/l)，浴比1∶100；弱酸性橙GSN 0.5％(o.w.f)，元明粉1.5(g/l)，醋酸0.4(ml/l)，浴比1∶100。
表1是采用實施例1精練脫膠與常規精練脫膠后織物的主要性能指標對比。其中，織物白度在WSD-III型白度儀上測定，試樣折疊8層，測試3次，取算術平均值；毛效測試按照標準ZB W 04019-90進行，分別取各個工藝條件下的經緯向織物，在BW04019型毛效測試儀進行測試；抗彎剛度在三角剛度測試儀上測試；強力在YG-026A型電子織物強力機上測定。
表2是采用實施例1精練脫膠與常規精練脫膠后，織物的主要染色性能指標對比。
染料上染百分率測量及計算分別在85℃下染色60分鐘后取出織物，且用蒸餾水洗滌三次，并收集殘液和洗液，轉移到250ml容量瓶中，冷卻、定容。在相同條件下測其殘液(A殘)及原染液(A0)吸光度，
采用UltraScan XE型測色配色儀(HunterLab Ltd.，美國)測量、計算勻染性。
按GB251～84≈ISO/A03-1978標準，分別對染色樣品進行干濕摩擦牢度測試，并用彩色沾色樣卡進行評級摩擦牢度。
按GB250-84≈ISO105/A02-1982及GB250-84≈ISO105/A03-1982標準，評定其沾色和褪色牢度。
表1
表2
由表1、2所示數據可以看到，經氬低溫等離子體處理后，其練減率、織物白度、毛效，可與常規精練相當，并且精練織物的抗彎剛度有所提高。此外，精練脫膠后織物的染色性能有所改善，其上染百分率有一定程度提高，染色織物的耐洗、濕摩擦牢度也有一定改善。
實施例2本實施例對蠶絲織物精練脫膠的工藝流程如圖2所示。所采用織物為真絲斜紋綢，單位重量72g/m2；將真絲生坯試樣在溫度為110℃的電熱鼓風干燥箱中烘至恒重，隨后將試樣放入預熱30min后的低溫等離子體處理器中，采用連續式加工方法，氬氣作為低溫等離子體的工作氣體，以6Pa的背底真空度開始充入氬氣，當達到20Pa氣壓后，以50W的放電功率處理5min；隨后按照實施例1的復練工藝配方及條件直接進行復練；再進行充分水洗，烘干。
對經上述精煉脫膠工藝處理后的織物進行染色加工，染色處方弱酸性桃紅B4％(o.w.f)，元明粉1(g/l)，平平加O 0.1(g/l)，浴比1∶100。
其它條件及方法同實施例1。
表3是采用實施例2精練脫膠與常規精練脫膠后織物的主要性能指標對比。
表4是采用實施例2精練脫膠與常規精練脫膠后，織物的主要染色性能指標對比。
由表3、4可以看出，真絲斜紋綢經氬低溫等離子體預處理后，其練減率、織物白度、毛效、抗彎剛度，也可接近或達到常規精練的程度，并且精練織物的強力損傷較小。同時精練脫膠后織物的染色性能(弱酸性桃紅B)有所改善，其上染百分率有較大程度提高，染色織物的耐洗、濕摩擦牢度也有明顯改善。
參見附圖3，低溫等離子體處理前的生坯綢表面形態電鏡照片顯示，織物表面相對較光滑。參見附圖4，經氬低溫等離子體處理后，由于等離子體氣氛中的高能活性粒子對纖維表面絲膠的轟擊和噴濺刻蝕，外覆層狀絲膠出現凹槽、裂解和破損，絲膠層開裂疏松，織物纖維表面附有破損的絲膠碎片。參見附圖5，未經低溫等離子體處理的生絲橫截面在電鏡照片中為不規則的橢圓形，由附圖6表明，經氬等離子體處理后，原來的不規則橢圓形邊緣輪廓變得模糊不清，出現了被嚴重轟擊、刻蝕過的痕跡，使化學藥劑的滲透、作用能力加快和增強。由此可見，利用低溫等離子體處理技術可以替代常規精練脫膠工藝中的部分工序，具有縮短加工流程，減少化學藥品用量及能耗，節約水資源，減少廢水排放，有利于環保及清潔生產的優點，并同時可改善精練脫膠纖維及其織物的染色性能。
表3
表4
權利要求
1.一種蠶絲纖維及其織物的精練脫膠方法，其特征在于先采用低溫等離子體對蠶絲纖維及其織物進行前處理，而后用精煉劑進行復練，完成精練脫膠。
2.根據權利要求1所述的蠶絲纖維及其織物的精練脫膠方法，其特征在于所述的低溫等離子體前處理，采用的工作氣體是氬氣、氮氣、氧氣、空氣中的一種或上述氣體的混合氣體；背底真空度為1～6Pa，工作壓力為10～120Pa，放電功率為10～250W，處理時間為1～20分鐘。
3.根據權利要求1或2所述的蠶絲纖維及其織物的精練脫膠方法，其特征在于所述的低溫等離子體前處理，采用間歇式或連續式加工方法。
全文摘要
本發明公開了一種蠶絲纖維及其織物的精煉脫膠方法。它采用低溫等離子體技術對生絲纖維及其織物進行前處理，以替代常規精練脫膠中的預處理、初練工序，然后直接經過復練，達到對蠶絲纖維及其織物精練脫膠的目的。由于低溫等離子體能對生絲纖維及其織物表面的絲膠大分子進行轟擊和噴濺刻蝕，使其斷鏈或刻蝕開裂、疏松，使復練中的精煉劑能快速滲透、膨化、降解(水解或酶解)絲膠，因此，具有工藝簡單、節能高效、有利于清潔生產和環境保護的優點。
文檔編號D06M23/00GK1570258SQ20041001489
公開日2005年1月26日 申請日期2004年5月11日 優先權日2004年5月11日
發明者龍家杰, 陸同慶, 王紅衛, 朱亞偉 申請人:蘇州大學