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天然彩絲的精練方法研究

來源:印染在線 發(fā)布時間:2009年03月03日

天然彩絲的精練方法研究

摘要 比較了酶法、堿法、皂堿法、酸法等常規(guī)精練方法對天然彩絲織物進行脫膠處理的效果,探討了自制的色素增進劑對天然彩絲進行預(yù)處理的工藝。研究結(jié)果表明,采用常規(guī)精練工藝脫膠后的天然彩絲織物色素保留較少,顏色較淺,采用色素增進劑對彩絲織物預(yù)處理后再進行脫膠,可大幅度提高彩絲織物的色素保留率。

0 引言

天然彩色繭是蘇州大學(xué)的專家利用保存和收集的全世界的天然彩色繭基因,先育出的繭色比較穩(wěn)定的天然彩色繭家蠶品種,在鑫緣繭絲綢集團有限公司生產(chǎn)基地成功試養(yǎng),天然彩色蠶絲的色素來源于蠶體內(nèi)自身合成的生物色素,無毒無害、色澤柔和和艷麗,并具有良好的抑菌抗菌功效和抗紫外線的性能。天然彩色蠶絲織物不需要染色,避免了印染造成的環(huán)境污染,也能夠很好地避開西方發(fā)達國家對我國蠶絲產(chǎn)品的綠色壁壘。

天然彩絲與普通家蠶絲一樣,主要由絲膠蛋白和絲素蛋白組成,為了獲得柔軟的手感和特有的光澤,作為服用的彩絲織物也必須經(jīng)過脫膠處理。

常規(guī)絲織物的精練方法有酶法、堿法、皂堿法、高溫高壓法等。這些方法主要是利用絲膠的溶解性,將絲膠在一定條件下膨潤,使其具有可溶性而形成可以去除的形態(tài)。由于環(huán)保的要求,生物酶精練越來越受到人們的重視,采用酶精練不僅可以在較低的溫度下進行,還可具有絲素不易損傷、不起毛絲和蓬松性好的效果。也有人提出用酸法脫膠,因為用酸精練能賦于絲織物光澤和絲鳴。

本文針對天然彩絲的特點,比較了酶法、堿法、皂堿法、酸法等常規(guī)精練方法對天然彩絲織物進行脫膠處理的效果,重點探討了自制的色素增進劑對天然彩絲進行預(yù)處理的工藝以及對天然彩絲色素保留率的影響,以期尋找適合天然彩絲織物精練加工的方法。

1 實驗部分

1.1實驗材料和儀器

1.1.1實驗材料

織物:未經(jīng)精練的天然彩絲針織物。

藥品:色素增進劑A、色素增進劑B、(實驗室自制);碳酸鈉、檸檬酸(分析純);馬賽皂、平平加O、2709堿性蛋白酶(工業(yè)品)。

1.1

.2儀器

數(shù)顯恒溫水浴鍋HH-6(常州國華電器有限公司),DHE Mathis 型汽蒸機(瑞士),UtraScan XE型測色儀(美國HunterLab公司)。

1.2實驗方法

1.2.1堿法脫膠

稱取一定量的織物,將其置于90℃熱水中膨潤30min,然后放入堿液(Na2CO31.5g/L,平平加OIg/L,浴比1:50)中于90℃精練1h,然后經(jīng)熱水洗,冷水洗,烘干稱重。

1.2.2皂堿法脫膠

稱取一定量的織物,將其置于40~60℃熱水中膨潤30min,然后置于溫度為90℃的精練液(0.5%馬賽皂,0.04% Na2CO3,g/L,浴比1:50)中連續(xù)精練兩次,每次40min,再在相同浴比的0.05% Na2CO3溶液中處理10min(60~70℃),然后經(jīng)熱水(70~80℃,10min)洗,并逐步用溫水洗,冷水洗,烘干稱重。

1.2.3酸脫膠

稱取一定量的織物,將其置于90℃熱水中膨潤30min,然后將其放入酸液(檸檬酸10.44g/L,平平加O1g/L,浴比為1:50)中于100℃脫膠1.5h,后用4%Na2CO3于60~70℃洗滌,接著用熱水洗,冷水洗,烘干稱重。

1.2.4酶膠脫

稱取一定量的織物,將其置于90℃熱水中浸泡30min,充分膨潤后放入90℃堿溶液中(Na2CO3,g/L, 平平加OIg/L,浴比1:50)精練20min,待冷卻后置于45℃酶溶液中(2709堿性蛋白酶1g/L,平平加OIg/L,浴比1:50)精練30min,精練完畢后先用60~70℃熱水洗,后用冷水清洗至中性,烘干稱重。

1.2.5色素增進劑處理

蒸化工藝:將織物置于色素增進劑溶液中于一定溫度下浸泡30min,后將織物置于蒸化機內(nèi)進行蒸化(溫度100℃,濕度100%,時間1h),蒸化完畢按照酶脫膠工藝進行脫膠。

浸漬工藝:將織物置于色素增進劑溶液中于100℃浸漬處理2h,降溫至60℃取出,按照酶脫

膠工藝進行脫膠。

1.3測試

織物表面色深(K/S值):在UtraScan XE型測色色儀上進行測試,測試采用D65光源,100視角。

1.4脫膠率的計算

樣品的脫膠率按下述公式計算:

W1-W2

脫膠率=————×100%

W1

式中:W1為脫膠前樣品的質(zhì)量;W2為脫膠后樣品的質(zhì)量。

2實驗結(jié)果與討論

2.1常規(guī)精練工藝條件下的精練效果

采用4種常規(guī)精練方法對天然彩絲織物進行脫膠處理,從表1數(shù)據(jù)可知,堿法精練的脫膠率相對較低,其余三者相差不大。堿法精練后絲柔軟性、光澤和手感都很差,而且精練后的絲缺乏蓬松感。酸法和皂堿法精練后的絲光澤稍好,而酶精練的絲光澤和手感均很好。

1 不同脫膠方法的脫膠率及織物K/S

脫膠方法

脫膠率/%

K/S值

堿法脫膠

21.29

0.355

皂堿法脫膠

24.31

0.309

酸脫膠

23.76

0.366

酶脫膠

23.66

0.239

從織物表面的K/S值可看出,經(jīng)常規(guī)精練方法處理后的絲織物顏色深淺不一,酸法脫膠和堿法脫膠的織物顏色較深,皂堿法次之,而酶脫膠的織物顏色相對較淺。總體而言,采用常規(guī)精練方

法處理后天然彩絲織物的顏色保留率較低,這主要是由于絲素和絲膠結(jié)構(gòu)的不同,天然彩絲所含的色素主要存在絲膠中,而絲素中的含量較少,如何提高精練后天然彩絲絲素中色素的含量,使天然彩絲具有服用紡織品所需的顏色深度,是天然彩絲產(chǎn)業(yè)化深加工過程中需要解決的問題。

2.2色素增進劑處理后的精練效果

采用一些對絲到港具有溶脹作用的化合物,在濕熱條件下可以解析絲膠中的天然色素,使之轉(zhuǎn)移到絲素中去,從而提高了絲素中天然色素的含量。針對以上機理,自制了兩種色素增進劑A和B,在精練前對天然彩絲進行預(yù)處理,預(yù)處理蒸化和高溫浸漬兩種方法。探討了色素增進劑的用量對精練后天然彩絲顏色深度的影響。由于酶脫膠較為溫和,且脫膠后的織物光澤和手感均較好,預(yù)處理后的精練方法選用生物酶脫膠法。

2.2.1蒸化條件下預(yù)處理對天然彩絲色素保留的影響

采用相同的脫膠工藝,對經(jīng)過蒸化方法預(yù)處理的天然彩絲進行脫膠處理。表2為不同蒸化條件對色素保留情況的影響。由表中數(shù)據(jù)可知,溫度為110℃,溫度為80%時效果較好。

表2 不同蒸化條件的影響

增進劑濃度/(mol.L-1)

溫度100℃/濕度100%

溫度110℃/濕度80%

溫度120℃/濕度80%

溫度130℃/濕度80%

脫膠率/100%

K/S值

脫膠率/100%

K/S值

脫膠率/100%

K/S值

脫膠率/100%

K/S值

2

23.53

0.574

24.55

0.699

24.00

0.620

21.20

0.561

4

22.64

0.705

24.69

0.778

24.34

0.767

21.64

0.649

7

24.06

0.794

24.06

0.814

23.81

0.815

23.95

0.728

注:蒸化時間60min.

表3為增進劑濃度對絲素上色素保留情況的影響,在脫膠率相似的情況下,用色素增進劑A和色素增進劑B蒸化處理后的織物顏色均有所加深,且色素增進劑B效果更佳,這是由于在高溫的條件下,預(yù)處理過程中絲素纖維溶脹,色素從濃度高的絲膠中向濃度低的絲素中轉(zhuǎn)移的結(jié)果。隨著增進劑用量的增加,脫膠后織物顏色

逐漸增加,最高用量在7mol/L左右。

3 蒸化法中色素增進劑濃度的影響

增進劑濃度/(mol.L-1)

色素增進劑A

色素增進劑B

脫膠率/100%

K/S值

脫膠率/100%

K/S值

1

23.22

0.394

23.76

0.503

2

23.27

0.398

23.53

0.574

3

22.09

0.417

23.35

0.595

4

22.92

0.418

22.64

0.705

5

22.49

0.424

24.08

<

0.666

6

21.86

0.454

24.19

0.679

7

20.98

0.475

24.06

0.794

8

21.64

0.449

24.19

0.804

2.2.2高溫浸漬條件下預(yù)處理對天然彩絲色素保留的影響

4 浸漬法中色素增進劑濃度的影響

增進劑濃度/(mol.L-1)

色素增進劑A

色素增進劑B

脫膠率/100%

K/S值

脫膠率/100%

K/S值

1

24.18

0.345

24.88

0.466

2

24.44

0.339

24.10

0.525

3

24.86

0.362

24.73

0.564

4

24.40

0.369

26.92

0.542

5

24.10

0.354

25.00

0.614

6

24.35

0.345

24.43

0.653

7

24.59

0.347

25.00

0.621

8

26.97

0.372

24.59

0.586

由于蒸化在工業(yè)實施時需要額外添加蒸化設(shè)備,

操作成本較高,故試驗了高溫浸漬條件下色素增進劑的應(yīng)用效果。從表4可看出,浸漬工藝預(yù)處理的絲脫膠率要稍高一些,可能浸漬過程中,絲膠也產(chǎn)生了膨潤,故脫膠率較高。從脫膠后織物的K/S值看,浸漬法預(yù)處理后,織物的K/S值也有所增加,但總的效果沒有蒸化的效果好。

綜合以上的結(jié)果,色素增進劑B的效果要優(yōu)于A。蒸化方法的效果較好。蒸化條件為:溫度120℃,濕度80%,時間60min.

3結(jié)論

3.1采用常規(guī)精練方法對天然彩絲進行預(yù)處理,天然彩絲的色素容易隨絲膠脫落,而使絲素的色澤較淡。

3.2采用色素增進劑對天然彩絲進行預(yù)處理,再用生物酶進行脫膠處理,可使脫膠后天然彩絲織物的顏色明顯加深;蒸化預(yù)處理的效果優(yōu)于浸漬法工藝,蒸化條件為:溫度120℃,濕度80%,時間60min.兩種增進劑中,色素增進劑B優(yōu)于色素增進劑A。

參考文獻

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[5]何忠琴編譯。揚如馨校。桑蠶繭絲膠的萃取色譜分析[J]。國外絲綢,2004(4):5-8.

[6]徐世清。王建南等。天然繭絲資源及其開發(fā)利用(1)[J]。絲綢,2003(1):42-43.


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