天然彩丝的精练方法研究
摘要 比较了酶法、碱法、皂碱法、酸法等常规精练方法对天然彩丝织物进行脱胶处理的效果,探讨了自制的色素增进剂对天然彩丝进行预处理的工艺。研究结果表明,采用常规精练工艺脱胶后的天然彩丝织物色素保留较少,颜色较浅,采用色素增进剂对彩丝织物预处理后再进行脱胶,可大幅度提高彩丝织物的色素保留率。
0 引言
天然彩色茧是苏州大学的专家利用保存和收集的全世界的天然彩色茧基因,先育出的茧色比较稳定的天然彩色茧家蚕品种,在鑫缘茧丝绸集团有限公司生产基地成功试养,天然彩色蚕丝的色素来源于蚕体内自身合成的生物色素,无毒无害、色泽柔和和艳丽,并具有良好的抑菌抗菌功效和抗紫外线的性能。天然彩色蚕丝织物不需要染色,避免了印染造成的环境污染,也能够很好地避开西方发达国家对我国蚕丝产品的绿色壁垒。
天然彩丝与普通家蚕丝一样,主要由丝胶蛋白和丝素蛋白组成,为了获得柔软的手感和特有的光泽,作为服用的彩丝织物也必须经过脱胶处理。
常规丝织物的精练方法有酶法、碱法、皂碱法、高温高压法等。这些方法主要是利用丝胶的溶解性,将丝胶在一定条件下膨润,使其具有可溶性而形成可以去除的形态。由于环保的要求,生物酶精练越来越受到人们的重视,采用酶精练不仅可以在较低的温度下进行,还可具有丝素不易损伤、不起毛丝和蓬松性好的效果。也有人提出用酸法脱胶,因为用酸精练能赋于丝织物光泽和丝鸣。
本文针对天然彩丝的特点,比较了酶法、碱法、皂碱法、酸法等常规精练方法对天然彩丝织物进行脱胶处理的效果,重点探讨了自制的色素增进剂对天然彩丝进行预处理的工艺以及对天然彩丝色素保留率的影响,以期寻找适合天然彩丝织物精练加工的方法。
1 实验部分
1.1实验材料和仪器
织物:未经精练的天然彩丝针织物。
药品:色素增进剂A、色素增进剂B、(实验室自制);碳酸钠、柠檬酸(分析纯);马赛皂、平平加O、2709碱性蛋白酶(工业品)。
数显恒温水浴锅HH-6(常州国华电器有限公司),DHE Mathis 型汽蒸机(瑞士),UtraScan XE型测色仪(美国HunterLab公司)。
1.2实验方法
称取一定量的织物,将其置于
称取一定量的织物,将其置于40~
称取一定量的织物,将其置于
称取一定量的织物,将其置于
蒸化工艺:将织物置于色素增进剂溶液中于一定温度下浸泡30min,后将织物置于蒸化机内进行蒸化(温度
浸渍工艺:将织物置于色素增进剂溶液中于
1.3测试
织物表面色深(K/S值):在UtraScan XE型测色色仪上进行测试,测试采用D65光源,100视角。
1.4脱胶率的计算
样品的脱胶率按下述公式计算:
W1-W2
脱胶率=————×100%
W1
式中:W1为脱胶前样品的质量;W2为脱胶后样品的质量。
2实验结果与讨论
2.1常规精练工艺条件下的精练效果
采用4种常规精练方法对天然彩丝织物进行脱胶处理,从表1数据可知,碱法精练的脱胶率相对较低,其余三者相差不大。碱法精练后丝柔软性、光泽和手感都很差,而且精练后的丝缺乏蓬松感。酸法和皂碱法精练后的丝光泽稍好,而酶精练的丝光泽和手感均很好。
表1 不同脱胶方法的脱胶率及织物K/S值
脱胶方法 | 脱胶率/% | K/S值 |
碱法脱胶 | 21.29 | 0.355 |
皂碱法脱胶 | 24.31 | 0.309 |
酸脱胶 | 23.76 | 0.366 |
酶脱胶 | 23.66 | 0.239 |
从织物表面的K/S值可看出,经常规精练方法处理后的丝织物颜色深浅不一,酸法脱胶和碱法脱胶的织物颜色较深,皂碱法次之,而酶脱胶的织物颜色相对较浅。总体而言,采用常规精练方
2.2色素增进剂处理后的精练效果
采用一些对丝到港具有溶胀作用的化合物,在湿热条件下可以解析丝胶中的天然色素,使之转移到丝素中去,从而提高了丝素中天然色素的含量。针对以上机理,自制了两种色素增进剂A和B,在精练前对天然彩丝进行预处理,预处理蒸化和高温浸渍两种方法。探讨了色素增进剂的用量对精练后天然彩丝颜色深度的影响。由于酶脱胶较为温和,且脱胶后的织物光泽和手感均较好,预处理后的精练方法选用生物酶脱胶法。
采用相同的脱胶工艺,对经过蒸化方法预处理的天然彩丝进行脱胶处理。表2为不同蒸化条件对色素保留情况的影响。由表中数据可知,温度为
表2 不同蒸化条件的影响
增进剂浓度/(mol.L-1) | 温度 | 温度 | 温度 | 温度 | ||||
脱胶率/100% | K/S值 | 脱胶率/100% | K/S值 | 脱胶率/100% | K/S值 | 脱胶率/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:蒸化时间60min.
表3为增进剂浓度对丝素上色素保留情况的影响,在脱胶率相似的情况下,用色素增进剂A和色素增进剂B蒸化处理后的织物颜色均有所加深,且色素增进剂B效果更佳,这是由于在高温的条件下,预处理过程中丝素纤维溶胀,色素从浓度高的丝胶中向浓度低的丝素中转移的结果。随着增进剂用量的增加,脱胶后织物颜色
表3 蒸化法中色素增进剂浓度的影响
增进剂浓度/(mol.L-1) | 色素增进剂A | 色素增进剂B | ||
脱胶率/100% | K/S值 | 脱胶率/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 |
表4 浸渍法中色素增进剂浓度的影响
增进剂浓度/(mol.L-1) | 色素增进剂A | 色素增进剂B | ||
脱胶率/100% | K/S值 | 脱胶率/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 |
由于蒸化在工业实施时需要额外添加蒸化设备,
综合以上的结果,色素增进剂B的效果要优于A。蒸化方法的效果较好。蒸化条件为:温度
3结论
3.1采用常规精练方法对天然彩丝进行预处理,天然彩丝的色素容易随丝胶脱落,而使丝素的色泽较淡。
3.2采用色素增进剂对天然彩丝进行预处理,再用生物酶进行脱胶处理,可使脱胶后天然彩丝织物的颜色明显加深;蒸化预处理的效果优于浸渍法工艺,蒸化条件为:温度
参考文献
[1]周宏湘。真丝绸染整新技术[M]。北京:中国纺织出版社,1997.
[2]李志林。吴瑞红。蚕丝蛋白开发利用的研究进展[J]。广东化工,2006(2):16-19.
[3]扬丹。真丝绸染有整[M],北京:纺织工业出版,1992.
[4]张雨青。蚕丝脱胶方法的比较分析[J]。蚕业科学,2002(28):75-79.
[5]何忠琴编译。扬如馨校。桑蚕茧丝胶的萃取色谱分析[J]。国外丝绸,2004(4):5-8.
[6]徐世清。王建南等。天然茧丝资源及其开发利用(1)[J]。丝绸,2003(1):42-43.