楊宏林，項 偉，丁 建，酈可成

(浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 紡織工程分院，浙江 紹興 312000)

桑蠶絲織物茶皂素脫膠工藝研究

楊宏林，項 偉，丁 建，酈可成

(浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 紡織工程分院，浙江 紹興 312000)

為減輕桑蠶絲化學(xué)脫膠造成的環(huán)境污染，節(jié)能降耗，采用茶皂素冷軋堆工藝對桑蠶絲織物進(jìn)行脫膠處理，通過正交試驗分析了茶皂素質(zhì)量濃度、氫氧化鈉質(zhì)量濃度、保險粉質(zhì)量濃度、堆置時間對織物練減率及白度的影響，得出茶皂素冷軋堆脫膠最佳工藝為：氫氧化鈉8 g/L，茶皂素7 g/L，保險粉3 g/L，堆置時間18 h。結(jié)果表明，織物經(jīng)茶皂素冷軋堆脫膠后，可以達(dá)到與傳統(tǒng)的皂堿煮沸脫膠法相近的白度、毛效和練減率，斷裂強力略有降低，但是織物彈性提高。

桑蠶絲織物；脫膠；茶皂素；冷軋堆；節(jié)能

蠶絲的精練主要采用化學(xué)方法，精練方法有皂精練、皂-堿精練、合成洗滌劑精練等，精練工藝流程長，涉及設(shè)備較多，能耗較大[1-4]。近些年出現(xiàn)了生物酶精練脫膠工藝，具有作用條件溫和、專一性強、無毒、易降解等優(yōu)點，但是生物酶價格昂貴，精練工藝不易控制[5-7]。

茶皂素是茶果和茶葉中提取的五環(huán)三萜類植物皂甙物質(zhì)，具有天然、化學(xué)性能柔和、綠色環(huán)保等特點[8-9]。本試驗采用茶皂素作為脫膠助劑，代替凈洗劑用于蠶絲精練，旨在減少染整加工中化學(xué)助劑對環(huán)境的危害。

冷軋堆技術(shù)一直以來應(yīng)用在厚重棉織物前處理工藝中[10-13]，具有節(jié)能節(jié)水等優(yōu)點，適用于小批量、多品種產(chǎn)品，近年來冷軋堆技術(shù)已應(yīng)用在棉、羊毛織物的染色工藝中[14]。本研究采用茶皂素冷軋堆工藝對桑蠶絲織物脫膠，優(yōu)化冷軋堆脫膠工藝，比較了傳統(tǒng)皂堿煮沸法與茶皂素冷軋堆法對織物性能的影響。

1 試 驗

1.1 材料、試劑及設(shè)備

材料：桑蠶絲平紋機織坯布，70 g/m2。

試劑：茶皂素JT-S009，上海金堂輕紡新材料科技有限公司；硅酸鈉、氫氧化鈉、保險粉、純堿，均為化學(xué)純；雷米幫A、凈洗劑209、滲透劑JFC，均為工業(yè)品。

設(shè)備：白度儀(WSB-2型，上海昕瑞儀器儀表有限公司)，恒溫水浴鍋(AS-12型，佛山市順德區(qū)亞諾精密機械制造廠)，電子織物強力儀(YG026-500型，南通三思機電科技有限公司)，毛效測定儀(YG871型，南通宏大實驗儀器有限公司)，織物折皺彈性回復(fù)儀(YG541B型，南通宏大實驗儀器有限公司)。

1.2 精練方法

1.2.1 茶皂素冷軋堆脫膠工藝

將織物浸軋含有一定質(zhì)量濃度的茶皂素、氫氧化鈉、保險粉、硅酸鈉(35 %，2 g/L)、滲透劑JFC(1 g/L)、雷米幫A(1 g/L)的整理液中(二浸二軋，帶液率110 %)，之后用塑料薄膜包裹，然后室溫堆置一段時間(18～30 h)，堆置完取出經(jīng)熱水洗(保險粉5 g/L，純堿5 g/L，90 ℃，15 min)、冷水洗后晾干待用。

1.2.2 皂-堿煮沸脫膠工藝

將織物浸漬在含有一定助劑的處理液中，在95 ℃條件下處理60 min，然后取出在90 ℃熱水中清洗15 min， 再冷水沖洗，晾干待用。

1.2.3 皂-堿煮沸脫膠處方

純堿6 g/L、滲透劑JFC 1 g/L、凈洗劑209 8 g/L、35 %硅酸鈉2 g/L、保險粉2 g/L、雷米幫A 1 g/L、pH10～10.5。

1.3 測試方法

1.3.1 練減率

將未經(jīng)精練及精練后的試樣置于105 ℃烘箱中烘至恒重，按下式計算練減率：

1.3.2 織物毛效

測定30 min內(nèi)水沿織物經(jīng)向上升的高度(cm)。

1.3.3 白 度

將試樣疊成8層，在白度儀上按標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行測試，每一試樣需在不同部位并保持經(jīng)緯方向一致的情況下測定3次，取平均值。

1.3.4 斷裂強力

依據(jù)GB/T 3923.1－1997《紡織品 織物拉伸性能第1部分：斷裂強力和斷裂 伸長率的測定 條樣法》測定。

1.3.5 折皺回復(fù)角

按GB/T 3819－1997《紡織品 織物折痕回復(fù)性的測定 回復(fù)角法》測定。將待測織物對折壓平，加重負(fù)一定時間后放開，半片對齊折痕置于一可轉(zhuǎn)動的平夾具上，另一半作為自由端(向下)，逐漸彈開，按時測量試樣的回復(fù)角，紀(jì)錄其緩回復(fù)角。

2 結(jié)果與討論

2.1 正交試驗

采用正交試驗優(yōu)化茶皂素冷軋堆脫膠工藝。

2.1.1 正交試驗設(shè)計

以氫氧化鈉質(zhì)量濃度、茶皂素質(zhì)量濃度、保險粉質(zhì)量濃度及堆置時間為4因素，設(shè)計L9(34)正交試驗，見表1。

表1 正交試驗設(shè)計Tab.1 Table of orthogonal experiment

2.1.2 正交試驗結(jié)果與分析

從表2和表3可見，氫氧化鈉質(zhì)量濃度越高，織物白度越好；織物的練減率隨著氫氧化鈉質(zhì)量濃度的增加而提高；冷軋堆工藝中4因素對白度影響程度為：氫氧化鈉＞茶皂素＞保險粉＞堆置時間；對練減率的影響為：堆置時間＞氫氧化鈉＞保險粉＞茶皂素。

表2 正交試驗結(jié)果Tab.2 Results of orthogonal experiment

表3 正交試驗測試結(jié)果分析Tab.3 Results analysis of orthogonal experiment

綜合考慮，織物的白度及練減率，選擇最佳工藝為A3B2C2D1，即氫氧化鈉8 g/L，茶皂素7 g/L，保險粉3 g/L，堆置時間為18 h。

2.2 不同脫膠工藝比較

本研究比較了傳統(tǒng)皂堿煮沸法及茶皂素冷軋堆法脫膠最佳工藝處方及工藝流程，結(jié)果見表4。由表4可知，皂堿煮沸脫膠與冷軋堆脫膠具有相似的工藝處方，傳統(tǒng)工藝中的凈洗劑209被一種從茶葉或茶果中提取的天然表面活性劑——茶皂素所取代，茶皂素對人體及環(huán)境的危害相對較??；但是煮沸工藝處方中的碳酸鈉由堿性更強的氫氧化鈉代替，主要是因為冷軋堆脫膠處理溫度較低、堿性較強有利于絲膠的分子鏈的斷裂，從而溶解或者分散于水溶液中。冷軋堆脫膠工藝流程較煮沸脫膠長，冷軋堆技術(shù)更加節(jié)能、節(jié)水。

表4 皂堿煮沸脫膠與冷軋堆脫膠工藝比較Tab.4 Comparison of degumming process between soap boiling and cold pad-batch method

由表5可以看出，桑蠶絲織物脫膠后練減率為22.8 %，毛效、白度顯著提高，折皺回復(fù)性略有提高，強力反而降低。脫膠過程中去除了繭絲中的蠟質(zhì)、灰分及絕大部分包裹在絲素外面的絲膠，提高了織物的白度、光澤及親水性，但是絲膠的去除會造成強力的損失。與傳統(tǒng)的皂堿煮沸法相比，冷軋堆法脫膠后織物白度、毛效、失重率及強力略有降低，但折皺回復(fù)角略有增加。

表5 不同脫膠方法對桑蠶絲織物物理性能的影響Tab.5 Effects of degumming methods on the physical properties of silk fabrics

3 結(jié) 論

1)茶皂素可代替凈洗劑209應(yīng)用在桑蠶絲織物的脫膠整理。通過正交試驗得出桑蠶絲織物茶皂素冷軋堆脫膠最佳工藝為：氫氧化鈉8 g/L，茶皂素7 g/L，保險粉3 g/L，堆置18 h。

2)桑蠶絲織物脫膠后練減率為22.8 %，織物的親水性、手感、白度大大提高，織物折皺恢復(fù)性有所提高，但是脫膠處理會造成織物強力的降低。脫膠工藝中的一些因素，如氫氧化鈉質(zhì)量濃度、茶皂素質(zhì)量濃度、保險粉質(zhì)量濃度及時間會影響到脫膠后織物的性能。

3)與傳統(tǒng)皂堿煮沸脫膠工藝相比，冷軋堆脫膠后桑蠶絲織物性能(白度、練減率、毛效、強力)并沒有顯著變化，織物彈性提高。由于高溫煮沸被室溫堆置所代替，所以冷軋堆技術(shù)具有節(jié)能降耗的優(yōu)點，茶皂素綠色低毒，對人體及環(huán)境影響較小。

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Study on degumming process of mulberry silk fabrics with tea sapogenin

YANG Hong-lin, XIANG Wei, DING Jian, LI Ke-cheng
(Institute of Textile Engineering, Zhejiang Industry Polytechnic College, Shaoxing 312000, China)

In order to reduce the environmental pollution caused by the chemical degumming of silk, the mulberry silk fabric was degummed by cold-pad-batch method using tea sapogenin. The effects of concentration of NaOH, tea sapogenin, Na2S2O4and batching time on the whiteness and weight loss were discussed through the orthogonal experiment. The optimal conditions were NaOH 8g/L, tea sapogenin 7g/L, Na2S2O43g/L and batching time 18h. The results showed that after degumming with cold-pad-batch method, the properties have not significant differences in the whiteness, weight loss and capillary effect. However, the crease recovery angles of treated silk fabrics increased.

Mulberry silk fabric; Degumming; Tea sapogenin; Cold-pad-batch; Saving energy

TS192.2

A

1001-7003(2011)11-0012-03

2011-08-21；

2011-10-10

楊宏林(1982－ )，男，講師，主要從事綠色印染工藝研究。