桑蚕丝织物茶皂素脱胶工艺研究

杨宏林，项 伟，丁 建，郦可成

(浙江工业职业技术学院 纺织工程分院，浙江 绍兴 312000)

桑蚕丝织物茶皂素脱胶工艺研究

杨宏林，项 伟，丁 建，郦可成

(浙江工业职业技术学院 纺织工程分院，浙江 绍兴 312000)

为减轻桑蚕丝化学脱胶造成的环境污染，节能降耗，采用茶皂素冷轧堆工艺对桑蚕丝织物进行脱胶处理，通过正交试验分析了茶皂素质量浓度、氢氧化钠质量浓度、保险粉质量浓度、堆置时间对织物练减率及白度的影响，得出茶皂素冷轧堆脱胶最佳工艺为：氢氧化钠8 g/L，茶皂素7 g/L，保险粉3 g/L，堆置时间18 h。结果表明，织物经茶皂素冷轧堆脱胶后，可以达到与传统的皂碱煮沸脱胶法相近的白度、毛效和练减率，断裂强力略有降低，但是织物弹性提高。

桑蚕丝织物；脱胶；茶皂素；冷轧堆；节能

蚕丝的精练主要采用化学方法，精练方法有皂精练、皂-碱精练、合成洗涤剂精练等，精练工艺流程长，涉及设备较多，能耗较大[1-4]。近些年出现了生物酶精练脱胶工艺，具有作用条件温和、专一性强、无毒、易降解等优点，但是生物酶价格昂贵，精练工艺不易控制[5-7]。

茶皂素是茶果和茶叶中提取的五环三萜类植物皂甙物质，具有天然、化学性能柔和、绿色环保等特点[8-9]。本试验采用茶皂素作为脱胶助剂，代替净洗剂用于蚕丝精练，旨在减少染整加工中化学助剂对环境的危害。

冷轧堆技术一直以来应用在厚重棉织物前处理工艺中[10-13]，具有节能节水等优点，适用于小批量、多品种产品，近年来冷轧堆技术已应用在棉、羊毛织物的染色工艺中[14]。本研究采用茶皂素冷轧堆工艺对桑蚕丝织物脱胶，优化冷轧堆脱胶工艺，比较了传统皂碱煮沸法与茶皂素冷轧堆法对织物性能的影响。

1 试 验

1.1 材料、试剂及设备

材料：桑蚕丝平纹机织坯布，70 g/m2。

试剂：茶皂素JT-S009，上海金堂轻纺新材料科技有限公司；硅酸钠、氢氧化钠、保险粉、纯碱，均为化学纯；雷米帮A、净洗剂209、渗透剂JFC，均为工业品。

设备：白度仪(WSB-2型，上海昕瑞仪器仪表有限公司)，恒温水浴锅(AS-12型，佛山市顺德区亚诺精密机械制造厂)，电子织物强力仪(YG026-500型，南通三思机电科技有限公司)，毛效测定仪(YG871型，南通宏大实验仪器有限公司)，织物折皱弹性回复仪(YG541B型，南通宏大实验仪器有限公司)。

1.2 精练方法

1.2.1 茶皂素冷轧堆脱胶工艺

将织物浸轧含有一定质量浓度的茶皂素、氢氧化钠、保险粉、硅酸钠(35 %，2 g/L)、渗透剂JFC(1 g/L)、雷米帮A(1 g/L)的整理液中(二浸二轧，带液率110 %)，之后用塑料薄膜包裹，然后室温堆置一段时间(18～30 h)，堆置完取出经热水洗(保险粉5 g/L，纯碱5 g/L，90 ℃，15 min)、冷水洗后晾干待用。

1.2.2 皂-碱煮沸脱胶工艺

将织物浸渍在含有一定助剂的处理液中，在95 ℃条件下处理60 min，然后取出在90 ℃热水中清洗15 min， 再冷水冲洗，晾干待用。

1.2.3 皂-碱煮沸脱胶处方

纯碱6 g/L、渗透剂JFC 1 g/L、净洗剂209 8 g/L、35 %硅酸钠2 g/L、保险粉2 g/L、雷米帮A 1 g/L、pH10～10.5。

1.3 测试方法

1.3.1 练减率

将未经精练及精练后的试样置于105 ℃烘箱中烘至恒重，按下式计算练减率：

1.3.2 织物毛效

测定30 min内水沿织物经向上升的高度(cm)。

1.3.3 白 度

将试样叠成8层，在白度仪上按标准方法进行测试，每一试样需在不同部位并保持经纬方向一致的情况下测定3次，取平均值。

1.3.4 断裂强力

依据GB/T 3923.1－1997《纺织品 织物拉伸性能第1部分：断裂强力和断裂 伸长率的测定 条样法》测定。

1.3.5 折皱回复角

按GB/T 3819－1997《纺织品 织物折痕回复性的测定 回复角法》测定。将待测织物对折压平，加重负一定时间后放开，半片对齐折痕置于一可转动的平夹具上，另一半作为自由端(向下)，逐渐弹开，按时测量试样的回复角，纪录其缓回复角。

2 结果与讨论

2.1 正交试验

采用正交试验优化茶皂素冷轧堆脱胶工艺。

2.1.1 正交试验设计

以氢氧化钠质量浓度、茶皂素质量浓度、保险粉质量浓度及堆置时间为4因素，设计L9(34)正交试验，见表1。

表1 正交试验设计Tab.1 Table of orthogonal experiment

2.1.2 正交试验结果与分析

从表2和表3可见，氢氧化钠质量浓度越高，织物白度越好；织物的练减率随着氢氧化钠质量浓度的增加而提高；冷轧堆工艺中4因素对白度影响程度为：氢氧化钠＞茶皂素＞保险粉＞堆置时间；对练减率的影响为：堆置时间＞氢氧化钠＞保险粉＞茶皂素。

表2 正交试验结果Tab.2 Results of orthogonal experiment

表3 正交试验测试结果分析Tab.3 Results analysis of orthogonal experiment

综合考虑，织物的白度及练减率，选择最佳工艺为A3B2C2D1，即氢氧化钠8 g/L，茶皂素7 g/L，保险粉3 g/L，堆置时间为18 h。

2.2 不同脱胶工艺比较

本研究比较了传统皂碱煮沸法及茶皂素冷轧堆法脱胶最佳工艺处方及工艺流程，结果见表4。由表4可知，皂碱煮沸脱胶与冷轧堆脱胶具有相似的工艺处方，传统工艺中的净洗剂209被一种从茶叶或茶果中提取的天然表面活性剂——茶皂素所取代，茶皂素对人体及环境的危害相对较小；但是煮沸工艺处方中的碳酸钠由碱性更强的氢氧化钠代替，主要是因为冷轧堆脱胶处理温度较低、碱性较强有利于丝胶的分子链的断裂，从而溶解或者分散于水溶液中。冷轧堆脱胶工艺流程较煮沸脱胶长，冷轧堆技术更加节能、节水。

表4 皂碱煮沸脱胶与冷轧堆脱胶工艺比较Tab.4 Comparison of degumming process between soap boiling and cold pad-batch method

由表5可以看出，桑蚕丝织物脱胶后练减率为22.8 %，毛效、白度显著提高，折皱回复性略有提高，强力反而降低。脱胶过程中去除了茧丝中的蜡质、灰分及绝大部分包裹在丝素外面的丝胶，提高了织物的白度、光泽及亲水性，但是丝胶的去除会造成强力的损失。与传统的皂碱煮沸法相比，冷轧堆法脱胶后织物白度、毛效、失重率及强力略有降低，但折皱回复角略有增加。

表5 不同脱胶方法对桑蚕丝织物物理性能的影响Tab.5 Effects of degumming methods on the physical properties of silk fabrics

3 结 论

1)茶皂素可代替净洗剂209应用在桑蚕丝织物的脱胶整理。通过正交试验得出桑蚕丝织物茶皂素冷轧堆脱胶最佳工艺为：氢氧化钠8 g/L，茶皂素7 g/L，保险粉3 g/L，堆置18 h。

2)桑蚕丝织物脱胶后练减率为22.8 %，织物的亲水性、手感、白度大大提高，织物折皱恢复性有所提高，但是脱胶处理会造成织物强力的降低。脱胶工艺中的一些因素，如氢氧化钠质量浓度、茶皂素质量浓度、保险粉质量浓度及时间会影响到脱胶后织物的性能。

3)与传统皂碱煮沸脱胶工艺相比，冷轧堆脱胶后桑蚕丝织物性能(白度、练减率、毛效、强力)并没有显著变化，织物弹性提高。由于高温煮沸被室温堆置所代替，所以冷轧堆技术具有节能降耗的优点，茶皂素绿色低毒，对人体及环境影响较小。

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[11] 王圣杰，费淼生，朱敏敏，等.棉针织物冷轧堆节能前处理工艺实践[J].针织工业，2010(1)：45-46.

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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

杨宏林(1982－ )，男，讲师，主要从事绿色印染工艺研究。