專利名稱：采用溶膠—凝膠法固著絲膠的蠶絲增重方法
技術領域：
本發明屬于紡織化學技術領域，具體是涉及一種采用溶膠凝膠法固著絲膠的蠶絲增重 方法。
背景技術：
在傳統的絲綢行業，人們主要是利用蠶絲纖維的內層絲素部分，而占蠶絲生絲重量約 25%的外層絲膠蛋白卻在精練階段被去除，并隨廢水一起排放；這種絲膠蛋白在廢水中具 有較高的生化需氧量(BOD)，給環境造成嚴重污染，而且造成絲膠蛋白質資源的浪費。 絲膠具有優良的親膚性和吸濕性，如果能降低絲膠的水溶性，并固著絲膠， 一方面可以降 低絲膠蛋白對環境的污染；另一方面可以增加真絲纖維的重量，改善真絲纖維的性能，從 而形成獨特風格的絲綢產品。
長期以來，人們已經研究了許多方法來增加真絲纖維的質量，其中一類方法是通過在 絲素纖維上進行化學修飾，如用錫鹽類金屬離子處理真絲的增重方法(Rene Clavel. Process for natural silk， US 1920063 ， 1933.07.25)，釆用單體接枝共聚加工的增重方法(CNl318685C, 一種真絲纖維等離子體接枝增重的方法，2007.5.30);但是經錫鹽加工后的蠶絲會變的不耐 用，而采用接枝法時，如果接枝不均勻，容易造成絲纖維或絲制品品質的不均勻。另一類 就是通過固著絲膠的蠶絲增重方法，如采用醛或醛的衍生物、重金屬鹽、單寧類、N-羥甲 基化合物和三聚氯氰類、稀土等固著絲膠。上述這些固著絲膠的方法均不同程度地存在環 保問題。
而溶膠一凝膠法作為低溫或溫和條件下合成無機化合物或無機材料的重要方法，在軟 化學合成中占有重要地位；在制備玻璃、薄膜、纖維、復合材料等方面獲得重要應用，更 廣泛用于制備納米粒子。溶膠一凝膠法的化學過程首先是將原料分散在溶劑中，然后經過 水解反應生成活性單體，活性單體進行聚合，開始成為溶膠，進而生成具有一定空間結構 的凝膠。它應用于紡織品加工的報道有紡織品的溶膠凝膠固色(溶膠凝膠固色方法，
CN1170028C， 2004.10.6)、織物的溶膠凝膠負離子整理、棉織物的溶膠凝膠抗紫外整理(棉 織物的溶膠凝膠抗紫外整理方法，CN1282792C， 2006.11.01)等。然而，采用溶膠凝膠法固著絲膠的蠶絲增重方法至今未見報道。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種安全環保、且能有效固著絲膠的蠶絲增重方法。 為了解決上述技術問題，本發明提供一種采用溶膠一凝膠法固著絲膠的蠶絲增重方 法，包括如下步驟
1) 、蠶絲的除雜洗凈處理；
2) 、溶膠整理液的制備
按以下體積百分比的組分組成原料10 40%的硅酸四乙酯、0 30%硅垸偶聯劑和 40 80%的無水乙醇，其余為含有催化劑的水溶液；催化劑在原料中的濃度為0.001
lmol七"；所述原料充分均勻混合后，在25 7(TC溫度下恒溫水解4 16h，得到均勻透明的 溶膠整理液；
3) 、絲膠的固著整理
采用上述溶膠整理液對步驟1)所得的蠶絲采用二浸二軋的方法進行固著整理，使蠶
絲的帶液率為60% 100%;
將上述整理后的蠶絲常溫下陳化0 24h;最后在120 18(TC下焙烘10 60min。 作為本發明的蠶絲增重方法的改進硅垸類偶聯劑為y-氨丙基三乙氧基硅烷、y-縮水
甘油醚氧丙基硅烷或y-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷。
作為本發明的蠶絲增重方法的進一步改進催化劑為HCL或HN03。
作為本發明的蠶絲增重方法的進一歩改進歩驟1)中的蠶絲為未脫膠蠶絲纖維、部
分脫膠蠶絲纖維、未脫膠蠶絲織物或部分脫膠蠶絲織物。
作為本發明的蠶絲增重方法的進一歩改進未脫膠蠶絲纖維、部分脫膠蠶絲纖維、未
脫膠蠶絲織物或部分脫膠蠶絲織物先經過柔軟整理和/或漂白處理。
在本發明的蠶絲增重方法中，首先將蠶絲按照常規方式進行除雜洗凈處理，目的是除 去蠶絲中的雜質，以便于清洗干凈后的蠶絲能與溶膠整理液有效結合。
本發明采用能與絲膠蛋白分子發生化學鍵合的試劑一一硅烷偶聯劑為原料之一，與納
米硅溶膠形成了蠶絲整理液；因此，經整理后能在絲膠的表面形成一層牢固的網絡薄膜結 構，從而達到固著絲膠及蠶絲增重的目的；且所形成的網絡薄膜結構還能有效地防止絲膠 溶于水。本發明采用了己經相當成熟的溶膠一凝膠工藝，因此可以克服絲膠水溶性高的問 題，從而對絲膠起到良好的固著作用，而且不會產生污染。本發明除了上述優點之外，還有以下特點
1、 形成的凝膠薄膜不僅自身可以起到增重作用，而且它還可以固著絲膠，達到雙重 增重效果；
2、 凝膠成膜基質是蠶絲纖維或織物，有利于與膜的牢固鍵合；
3、 不產生甲醛及重金屬離子，對人體無害；
4、 蠶絲含有絲膠時手感偏硬，白度較低；因此，先期對蠶絲纖維或織物進行柔軟整 理或漂白處理，可有效解決上述問題，且不會對后續步驟的整理效果產生影響；
5、 在本發明中，采用比常規溶膠凝膠工藝相對較低的溫度進行焙烘，不會使蠶絲蛋 白纖維變性；還能有效節約能源。
綜上所述，采用本發明的方法可在蠶絲纖維表面形成一層復雜的硅基立體網絡薄膜， 從而降低絲膠的水溶性，并對蠶絲上的絲膠起到固著作用，達到蠶絲增重的目的，既提高 了絲的利用率，又降低了絲膠對環境的污染。與上述傳統的醛、重金屬鹽等增重方法相比， 本發明的方法更符合環保要求。
為了證明經本發明方法處理后的蠶絲，確實能實現有效增重，發明人作了如下的對比 實驗
選用同種的未脫膠蠶絲纖維作為實驗對象，未作任何后續處理的為A，使用本發明方 法進行處理的為B，使用現有技術的錫鹽蠶絲增重方法進行處理的為C。 實驗結果如下
B的增重率為21.5^; C的增重率為18.7X。
具體實施例方式
下面結合實施例對本發明作進一步的說明。
實施例l、 一種采用溶膠一凝膠法固著絲膠的蠶絲增重方法，依次進行以下步驟
1) 、蠶絲的除雜洗凈處理；
稱取蠶絲生絲50g，在4%的2709蛋白酶溶液中部分脫膠，練減率為9%,取出后用 水清洗干凈；
2) 、溶膠整理液的制備
將0.4L的硅酸四乙酯(TEOS)和0.5L的無水乙醇充分混合，在磁力攪拌器攪拌下加入 O.IL的鹽酸水溶液，此鹽酸水溶液中含有O.l mol的HCL;上述原料組分均勻混合后，于攪 拌狀態下在60'C下恒溫水解6h，得到均勻透明的溶膠整理液；3)、絲膠的固著整理 將步驟1)所得的部分脫膠蠶絲纖維放入上述溶膠整理液中，采用二浸二軋的方法進 行固著整理，使蠶絲纖維的帶液率為60%;將上述整理后的蠶絲纖維常溫下陳化4h;最后在12(TC下焙烘60min。 將本實施例所選用的同種的蠶絲生絲50g按照常規方式進行全脫膠處理，從而獲知該 種蠶絲中絲素的重量。蠶絲增重率=[步驟3)所得蠶絲重量一絲素的重量]/絲素的重量。 按照上述計算方法，本實施例1所得的蠶絲纖維增重率為15.6%。實施例2、 一種采用溶膠一凝膠法固著絲膠的蠶絲增重方法，依次進行以下步驟1) 、蠶絲的除雜洗凈處理；稱取蠶絲坯綢100 g，用稀堿除去雜質及色素，再在3%的柔軟劑KC中浸漬至柔軟， 取出清洗干凈；2) 、溶膠整理液的制備將0.1L的硅酸四乙酯(TEOS) 、 0.8L的無水乙醇和0.05L的？氨丙基三乙氧基硅垸作為 偶聯劑充分混合，在磁力攪拌器攪拌下加入0.05L的硝酸水溶液，此硝酸水溶液中含有0.3 mol的HN03;上述原料組分均勻混合后，于攪拌狀態下在25。C下恒溫水解16 h，得到均 勻透明的溶膠整理液；3) 、絲膠的固著整理將步驟1)所得的柔軟整理后的未脫膠蠶絲織物放入上述溶膠整理液中，采用二浸二軋的方法進行固著整理，使蠶絲織物的帶液率為70%;將上述整理后的蠶絲織物常溫下陳化10h;最后在14(TC下焙烘30min。 按照類同于實施例1的計算方法，本實施例2所得的蠶絲織物增重率為21.5%。 用WSD-3U型熒光白度測試儀測定本實施例2所得的蠶絲織物折疊8層后的白度值，結果表明，白度值為52.7。實施例3、 一種采用溶膠一凝膠法固著絲膠的蠶絲增重方法，依次進行以下步驟 1)、蠶絲的除雜洗凈處理；稱取蠶絲坯綢100 g，先在含1 g/L209凈洗劑及1.2 g/L的純堿的溶液中部分脫膠，練減率為11.5%;然后在含2.5 g/L 二氧化硫脲及2%滲透劑JFC等助劑的漂白液中還原漂白， 最后取出清洗干凈；2) 、溶膠整理液的制備將0.3L的硅酸四乙酯(TEOS)、0.4L的無水乙醇和0.12L的？縮水甘油醚氧丙基硅垸作為 偶聯劑充分混合，在磁力攪拌器攪拌下加入0.18L的鹽酸水溶液，此鹽酸水溶液中含有 0.5mol的HCL;上述原料組分均勻混合后，于攪拌狀態下在70。C下恒溫水解4h，得到均 勻透明的溶膠整理液；3) 、絲膠的固著整理將步驟1)所得的漂白處理后的部分脫膠蠶絲織物放入上述溶膠整理液中，采用二浸二軋的方法進行固著整理，使蠶絲織物的帶液率為80%;將上述整理后的蠶絲織物常溫下陳化15h;最后在160r下焙烘20min。 按照類同于實施例1的計算方法，本實施例3所得的蠶絲織物增重率為12.7%。 用WSD-3U型熒光白度測試儀測定本實施例3所得的蠶絲織物折疊8層后的白度值，結果表明，白度值為72.4。實施例4、 一種采用溶膠一凝膠法固著絲膠的蠶絲增重方法，依次進行以下歩驟1) 、蠶絲的除雜洗凈處理；稱取蠶絲生絲50 g，在含1 g/L 209凈洗劑及1.2 g/L的純堿的溶液中部分脫膠，練減 率為11.5%，然后在3X的柔軟劑KC中浸漬至柔軟，取出水洗干凈；2) 、溶膠整理液的制備將0.2L的硅酸四乙酯(TEOS) 、 0.6L的無水乙醇和0.16L的Y-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧 基硅烷作為偶聯劑充分混合，在磁力攪拌器攪拌下加入0.04L的硝酸水溶液，此硝酸水溶液 中含有0.7mol的HNO3;上述原料組分均勻混合后，于攪拌狀態下在55。C下恒溫水解8 h， 得到均勻透明的溶膠整理液；3) 、絲膠的固著整理將步驟1)所得的柔軟整理后的部分脫膠蠶絲纖維放入上述溶膠整理液中，采用二浸 二軋的方法進行固著整理，使蠶絲纖維的帶液率為90%;將上述整理后的蠶絲纖維常溫下陳化20h;最后在18(TC下焙烘10min。 按照類同于實施例1的計算方法，本實施例4所得的蠶絲增重率為13.9%;且該蠶絲纖維手感柔軟。實施例5、 一種采用溶膠一凝膠法固著絲膠的蠶絲增重方法，依次進行以下步驟1) 、蠶絲的除雜洗凈處理；稱取蠶絲坯綢100 g，在4%的2709蛋白酶溶液中部分脫膠，練減率為9%;然后在 2.5 g/L二氧化硫脲的漂白液中還原漂白，接著在3X的柔軟劑KC中浸漬至柔軟，最后取 出清洗干凈；2) 、溶膠整理液的制備將0.1L的硅酸四乙酯(TEOS) 、0.5L的無水乙醇和0.3L的Y-縮水甘油醚氧丙基硅垸作為 偶聯劑充分混合，在磁力攪拌器攪拌下加入0.1L的鹽酸水溶液，此鹽酸水溶液中含有l mol 的HCL;上述原料組分均勻混合后，于攪拌狀態下在40'C下恒溫水解12 h，得到均勻透 明的溶膠整理液；3) 、絲膠的固著整理將步驟l)所得的漂白處理和柔軟整理后的部分脫膠蠶絲織物放入上述溶膠整理液中， 采用二浸二軋的方法進行固著整理，使蠶絲織物的帶液率為100%;將上述整理后的蠶絲織物常溫下陳化24h;最后在160'C下焙烘15 min。 按照類同于實施例1的計算方法，本實施例5所得的蠶絲織物增重率為13.5%。 用WSD-3U型熒光白度測試儀測定本實施例5所得的蠶絲織物折疊8層后的白度值， 結果表明，白度值為70.6，且該蠶絲織物手感柔軟。最后，還需要注意的是，以上列舉的僅是本發明的若干個具體實施例。顯然，本發明 不限于以上實施例，還可以有許多變形。本領域的普通技術人員能從本發明公開的內容直 接導出或聯想到的所有變形，均應認為是本發明的保護范圍。
權利要求
1、一種采用溶膠-凝膠法固著絲膠的蠶絲增重方法，其特征是包括如下步驟1)、蠶絲的除雜洗凈處理；2)、溶膠整理液的制備按以下體積百分比的組分組成原料10～40％的硅酸四乙酯、0～30％硅烷偶聯劑和40～80％的無水乙醇，其余為含有催化劑的水溶液；所述催化劑在原料中的濃度為0.001～1mol·L-1；所述原料充分均勻混合后，在25～70℃溫度下恒溫水解4～16h，得到均勻透明的溶膠整理液；3)、絲膠的固著整理采用上述溶膠整理液對步驟1)所得的蠶絲采用二浸二軋的方法進行固著整理，使蠶絲的帶液率為60％～100％；將上述整理后的蠶絲常溫下陳化0～24h；最后在120～180℃下焙烘10～60min。
2、 根據權利要求1所述的采用溶膠一凝膠法固著絲膠的蠶絲增重方法，其特征是所述 硅垸類偶聯劑為，氨丙基三乙氧基硅烷、Y-縮水甘油醚氧丙基硅烷或Y-甲基丙烯酰氧丙基三甲 氧基硅垸。
3、 根據權利要求2所述的采用溶膠一凝膠法固著絲膠的蠶絲增重方法，其特征是所述 催化劑為鹽酸或硝酸。
4、 根據權利要求3所述的采用溶膠一凝膠法固著絲膠的蠶絲增重方法，其特征是所述步驟l)中的蠶絲為未脫膠蠶絲纖維、部分脫膠蠶絲纖維、未脫膠蠶絲織物或部分脫膠蠶絲織 物。
5、 根據權利要求4所述的采用溶膠一凝膠法固著絲膠的蠶絲增重方法，其特征是所述未脫膠蠶絲纖維、部分脫膠蠶絲纖維、未脫膠蠶絲織物或部分脫膠蠶絲織物先經過柔軟整理 和/或漂白處理。
全文摘要
本發明公開了一種采用溶膠—凝膠法固著絲膠的蠶絲增重方法，包括如下步驟1)蠶絲的除雜洗凈處理；2)溶膠整理液的制備；3)絲膠的固著整理采用上述溶膠整理液對步驟1)所得的蠶絲采用二浸二軋的方法進行固著整理，使蠶絲的帶液率為60％～100％；將上述整理后的蠶絲常溫下陳化0～24h；最后在120～180℃下焙烘10～60min。采用本發明的蠶絲增重方法，安全環保，且能有效固著絲膠。
文檔編號D06M11/00GK101333769SQ20081006345
公開日2008年12月31日 申請日期2008年8月5日 優先權日2008年8月5日
發明者丁飛飛, 林俊雄, 瀾 汪 申請人:浙江理工大學