专利名称：蚕丝纤维及其织物的精练脱胶方法
技术领域：
本发明涉及一种蚕丝纤维及其织物的脱胶方法，特别涉及一种采用低温等离子体处理技术对蚕丝纤维及其织物进行精练脱胶的方法。
背景技术：
蚕丝纤维主要由呈纤维状的丝素蛋白及球状蛋白丝胶两大部分组成。其中丝胶蛋白由蚕体的中部丝腺分泌产生，当蚕吐丝营茧时，位于后部绢丝腺的绢丝液通过中部丝腺时，丝胶便附着在丝素的表面，起到润滑、粘结和保护丝素的作用。在生丝纤维中，丝胶含量约占20～30％，并呈磷状粒片不规则地外覆于丝素纤维表面。按照小松计一的丝胶理论(纺织工业出版社，《制丝化学》1990第二版P96-102)，将丝素纤维上的外覆丝胶根据其溶解性能、外观性状、分子构造等，由外到内依次分为丝胶I、II、III、IV。各层丝胶的溶解性由外到内逐渐递减，其中最外层丝胶I的溶解性能最好，在精练脱胶过程中，最容易脱去，而第IV层丝胶含有较多蜡质物，且β折叠化结构含量增高，故溶解性最差。一般精练脱胶时，脱除的较多为外面三层丝胶，而第IV层丝胶则往往会残留在丝素纤维上。同时，从丝胶的二级结构来看，丝胶大部分为无规卷曲结构，少量为β折叠结构，而几乎无α螺旋结构。各层丝胶中，越接近丝素的内层丝胶，其β折叠结构比例越大。丝胶二级结构的β折叠化及蜡质物的含量，往往会影响到其脱胶程度和精练效果。
蚕丝纤维被誉为纤维中的皇后，其纤维及织物特有的真丝光泽和手感，只有在经过精练脱胶后才能充分体现出来，因此，蚕丝纤维及其织物的前处理，主要任务就是去掉丝素纤维上的丝胶和其它杂质。目前，生丝纤维及其织物的精练脱胶，主要是利用精练脱胶剂，对丝胶进行水解或酶解，或采用热水萃取，如CN1045136A、CN85100524A、U349961、U2040949、U1896494、U1828736、U1644764等。其脱胶方法主要包括高温高压热水脱胶、皂碱法脱胶、碱法脱胶、酸法脱胶以及酶脱胶等，而其精练脱胶工艺归纳起来如图1所示。此类方法主要是利用精练脱胶剂对丝胶大分子链中的肽键进行进攻，从而使其降解(水解或酶解)为水溶性好的小分子，而达到脱除丝胶的目的。但此类常规精练脱胶方法，其脱胶工艺全过程都需在较大浴比的水溶液中进行，一般都需经过预处理、初练、复练工序，工艺流程长，需要消耗大量的化学药品(如精练剂等)，加工处理所需时间长，能耗高，浪费水资源，并且产生大量的生产废水。随着目前人类环保意识的加强，以及水资源和能源的日益匮乏，实现对蚕丝纤维及其织物的节能、环保、清洁化加工，减少污染物的排放，已越来越受到重视。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种工艺简单、节能高效、有利于清洁生产和环境保护的蚕丝纤维及其织物的精练脱胶方法。
本发明所采用的技术方案是先用低温等离子体对蚕丝纤维及其织物进行前处理，而后用精炼剂进行复练，完成精练脱胶。
所述的低温等离子体前处理，采用的工作气体是氩气、氮气、氧气、空气中的一种或上述气体的混合气体；背底真空度为1～6Pa，工作压力为10～120Pa，放电功率为10～250W，处理时间为1～20分钟。
所述的低温等离子体前处理，采用间歇式或连续式加工方法。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点由于本发明利用了低温等离子体气氛中的活性成分对表面的丝胶进行轰击和喷溅刻蚀，使丝胶大分子链裂解断链，丝胶层开裂疏松，从而加快和增强了后道工序中精炼剂的渗透和作用，以代替常规丝胶工艺中预处理、初练工序中精练剂对丝胶的膨化、水解或酶解，因此，具有缩短工艺流程、减少常规精练中化学药品的使用、节约水资源、减少污染物排放、有利于清洁生产和环境保护的明显优点。
图1是蚕丝纤维及其织物常规精练脱胶工艺流程图。
图2是按本发明实施例1、2的技术方案对蚕丝纤维及其织物精练脱胶的工艺流程图。
图3是等离子体处理前的生坯绸表面形态电镜照片。
图4是等离子体处理后的生坯绸表面形态电镜照片。
图5是等离子体处理前的生丝横截面形态电镜照片。
图6是等离子体处理后的生丝横截面形态电镜照片。
具体实施例方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述实施例1参见附图2，本实施例对蚕丝织物精练脱胶的工艺流程如图2所示。
待精练脱胶织物采用真丝电力纺生坯，单位重量90.64g/m2；将真丝生坯试样在温度为110℃的电热鼓风干燥箱中烘至恒重，随后将试样放入预热30min后的低温等离子体处理器中，采用间隙式的低温等离子体加工方法，工作气氛为氩气，以5Pa的背底真空度开始充入氩气，当达到80Pa气压后，以60W的放电功率处理5min；取出后用精炼剂(配方为Na2CO31.0g/L，Na2SiO31.0g/L，保险粉0.5g/L，分散剂2.0g/L)，按照复练工艺(浴比1∶50，温度98℃，时间40min)直接进行复练；然后充分水洗(分别进行95℃、60℃热水和冷水充分水洗)，烘干，完成精炼脱胶。
将完成精炼脱胶后的真丝织物进行染色处理，染色处方弱酸性 GN 1％(o.w.f)，元明粉1.5(g/l)，醋酸0.4(ml/l)，浴比1∶100；弱酸性深蓝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是采用实施例1精练脱胶与常规精练脱胶后织物的主要性能指标对比。其中，织物白度在WSD-III型白度仪上测定，试样折叠8层，测试3次，取算术平均值；毛效测试按照标准ZB W 04019-90进行，分别取各个工艺条件下的经纬向织物，在BW04019型毛效测试仪进行测试；抗弯刚度在三角刚度测试仪上测试；强力在YG-026A型电子织物强力机上测定。
表2是采用实施例1精练脱胶与常规精练脱胶后，织物的主要染色性能指标对比。
染料上染百分率测量及计算分别在85℃下染色60分钟后取出织物，且用蒸馏水洗涤三次，并收集残液和洗液，转移到250ml容量瓶中，冷却、定容。在相同条件下测其残液(A残)及原染液(A0)吸光度，
采用UltraScan XE型测色配色仪(HunterLab Ltd.，美国)测量、计算匀染性。
按GB251～84≈ISO/A03-1978标准，分别对染色样品进行干湿摩擦牢度测试，并用彩色沾色样卡进行评级摩擦牢度。
按GB250-84≈ISO105/A02-1982及GB250-84≈ISO105/A03-1982标准，评定其沾色和褪色牢度。
表1
表2
由表1、2所示数据可以看到，经氩低温等离子体处理后，其练减率、织物白度、毛效，可与常规精练相当，并且精练织物的抗弯刚度有所提高。此外，精练脱胶后织物的染色性能有所改善，其上染百分率有一定程度提高，染色织物的耐洗、湿摩擦牢度也有一定改善。
实施例2本实施例对蚕丝织物精练脱胶的工艺流程如图2所示。所采用织物为真丝斜纹绸，单位重量72g/m2；将真丝生坯试样在温度为110℃的电热鼓风干燥箱中烘至恒重，随后将试样放入预热30min后的低温等离子体处理器中，采用连续式加工方法，氩气作为低温等离子体的工作气体，以6Pa的背底真空度开始充入氩气，当达到20Pa气压后，以50W的放电功率处理5min；随后按照实施例1的复练工艺配方及条件直接进行复练；再进行充分水洗，烘干。
对经上述精炼脱胶工艺处理后的织物进行染色加工，染色处方弱酸性桃红B4％(o.w.f)，元明粉1(g/l)，平平加O 0.1(g/l)，浴比1∶100。
其它条件及方法同实施例1。
表3是采用实施例2精练脱胶与常规精练脱胶后织物的主要性能指标对比。
表4是采用实施例2精练脱胶与常规精练脱胶后，织物的主要染色性能指标对比。
由表3、4可以看出，真丝斜纹绸经氩低温等离子体预处理后，其练减率、织物白度、毛效、抗弯刚度，也可接近或达到常规精练的程度，并且精练织物的强力损伤较小。同时精练脱胶后织物的染色性能(弱酸性桃红B)有所改善，其上染百分率有较大程度提高，染色织物的耐洗、湿摩擦牢度也有明显改善。
参见附图3，低温等离子体处理前的生坯绸表面形态电镜照片显示，织物表面相对较光滑。参见附图4，经氩低温等离子体处理后，由于等离子体气氛中的高能活性粒子对纤维表面丝胶的轰击和喷溅刻蚀，外覆层状丝胶出现凹槽、裂解和破损，丝胶层开裂疏松，织物纤维表面附有破损的丝胶碎片。参见附图5，未经低温等离子体处理的生丝横截面在电镜照片中为不规则的椭圆形，由附图6表明，经氩等离子体处理后，原来的不规则椭圆形边缘轮廓变得模糊不清，出现了被严重轰击、刻蚀过的痕迹，使化学药剂的渗透、作用能力加快和增强。由此可见，利用低温等离子体处理技术可以替代常规精练脱胶工艺中的部分工序，具有缩短加工流程，减少化学药品用量及能耗，节约水资源，减少废水排放，有利于环保及清洁生产的优点，并同时可改善精练脱胶纤维及其织物的染色性能。
表3
表4
权利要求
1.一种蚕丝纤维及其织物的精练脱胶方法，其特征在于先采用低温等离子体对蚕丝纤维及其织物进行前处理，而后用精炼剂进行复练，完成精练脱胶。
2.根据权利要求1所述的蚕丝纤维及其织物的精练脱胶方法，其特征在于所述的低温等离子体前处理，采用的工作气体是氩气、氮气、氧气、空气中的一种或上述气体的混合气体；背底真空度为1～6Pa，工作压力为10～120Pa，放电功率为10～250W，处理时间为1～20分钟。
3.根据权利要求1或2所述的蚕丝纤维及其织物的精练脱胶方法，其特征在于所述的低温等离子体前处理，采用间歇式或连续式加工方法。
全文摘要
本发明公开了一种蚕丝纤维及其织物的精炼脱胶方法。它采用低温等离子体技术对生丝纤维及其织物进行前处理，以替代常规精练脱胶中的预处理、初练工序，然后直接经过复练，达到对蚕丝纤维及其织物精练脱胶的目的。由于低温等离子体能对生丝纤维及其织物表面的丝胶大分子进行轰击和喷溅刻蚀，使其断链或刻蚀开裂、疏松，使复练中的精炼剂能快速渗透、膨化、降解(水解或酶解)丝胶，因此，具有工艺简单、节能高效、有利于清洁生产和环境保护的优点。
文档编号D06M23/00GK1570258SQ20041001489
公开日2005年1月26日 申请日期2004年5月11日 优先权日2004年5月11日
发明者龙家杰, 陆同庆, 王红卫, 朱亚伟 申请人:苏州大学