一种基于丝素和等离子技术的蚕丝面料的增重方法.pdf

本发明公开了一种基于丝素和等离子技术的蚕丝面料的增重方法，该方法包括以下步骤：首先用工业方法溶解蚕丝制备丝素溶液，然后将蚕丝面料经低温等离子体处理后立即浸入丝素溶液中，取出蚕丝面料经蒸汽处理后，水洗干燥得到丝素增重的蚕丝面料。该制备方法采用低温等离子技术将丝素接枝在蚕丝面料的表面，接枝率高，均匀性好，效率高，成本低，绿色环保。本方法制备的蚕丝面料不仅重量明显增加，保证蚕丝面料本身的优质性能，而且耐水洗，有利于染整后加工。

权利要求书
1.  一种基于丝素和等离子技术的蚕丝面料的增重方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)将废蚕丝去除杂质，用碳酸氢钠水溶液进行脱胶，经氯化钙水溶液膨化后，置于氢氧化钠水溶液中进行溶解，最后中和溶液的酸碱性，透析浓缩得到丝素溶液；
(2)蚕丝面料经精炼、洗涤、干燥后放入等离子体处理仪中，通入气体进行低温等离子体处理，然后将蚕丝面料浸入步骤(1)制备的丝素溶液中浸泡，得到接枝丝素的蚕丝面料；
(3)将步骤(2)得到的接枝丝素的蚕丝面料从丝素溶液中取出，经乙醇和水的混合蒸汽处理得到结晶化的蚕丝面料，最后水洗干燥得到丝素增重的蚕丝面料。

2.  如权利要求1所述的一种基于丝素和等离子技术的蚕丝面料的增重方法，其特征在于，步骤(1)所述的废蚕丝为蚕丝边脚料或者下脚料。

3.  如权利要求1所述的一种基于丝素和等离子技术的蚕丝面料的增重方法，其特征在于，步骤(1)所述的丝素溶液的质量分数为5-10％。

4.  如权利要求1所述的一种基于丝素和等离子技术的蚕丝面料的增重方法，其特征在于，步骤(1)所述的干燥后蚕丝面料的含水率为10-15％。

5.  如权利要求1所述的一种基于丝素和等离子技术的蚕丝面料的增重方法，其特征在于，步骤(2)所述的气体为氧气、氮气或者空气。

6.  如权利要求1所述的一种基于丝素和等离子技术的蚕丝面料的增重方法，其特征在于，步骤(2)所述的低温等离子体处理的背底压力为1Pa,工作压力为150-200Pa，放电功率为200-300W，处理时间5-10min。

7.  如权利要求1所述的一种基于丝素和等离子技术的蚕丝面料的增重方法，其特征在于，步骤(2)所述的浸泡时间为1-2h，浴比为1:40。

8.  如权利要求1所述的一种基于丝素和等离子技术的蚕丝面料的增重方法，其特征在于，步骤(3)所述的乙醇和水的混合蒸汽中乙醇与水的体积比为3:2。

9.  如权利要求1所述的一种基于丝素和等离子技术的蚕丝面料的增重方法，其特征在于，步骤(3)所述的蒸汽处理的时间为20-30min。

10.  如权利要求1所述的一种基于丝素和等离子技术的蚕丝面料的增重方法，其特征在于，步骤(3)所述的干燥的温度为55℃。

说明书一种基于丝素和等离子技术的蚕丝面料的增重方法
技术领域：
本发明属于蚕丝产品技术领域，特别涉及一种基于丝素和等离子技术的蚕丝面料的增重方法。
背景技术：
蚕丝面料一直以飘逸柔软、高贵华丽和色彩艳丽闻名，蚕丝主要包含丝素和丝胶，脱胶后的蚕丝的质量会减小约25％，直径也会缩小，因此蚕丝面料的克重和硬挺度会受到影响，如果生产重磅丝绸，需要高经纬密，不但花费大量蚕丝原料，而且加大生产难度。
目前蚕丝织物的增重整理主要有以下几种方式：锡增重、单宁增重、丝胶固着增重、接枝聚合增重和丝素溶液增重等方法。锡增重过多会影响蚕丝的染色性能，且会使蚕丝变脆变色；单宁增重会导致蚕丝的颜色不鲜艳，不适合于浅色的蚕丝面料；接枝聚合增重是接枝的均匀性很难控制，不利于后续的染色工艺；丝胶固着增重需要借助醛类衍生物、重金属盐、单宁类、N羟甲基化合物和三聚氯氰类物质，不符合环保产品的要求，且经丝胶固着的蚕丝的柔软性和染色性也不佳。
丝素溶液增重是利用丝素水溶液中的游离氨基、羟基、羧基等活性基团与蚕丝大分子上的活性基团形成氢键、盐键、酯键和范德华力等，经丝素溶液增重的蚕丝的染色效果增加，而且缩水率大幅度下降，硬挺度和抗皱性都有一定程度的增加。因此丝素溶液增重是蚕丝面料增重整理中新的发展方向。
中国专利CN 201220334770.6(授权日2013.01.09)公开了一种耐用丝绸面料，在丝线的表面覆盖一层丝素与壳聚糖的混合层，提升丝绸面料的抗损伤能力、色牢度和抗皱能力。中国专利CN200910101493.7(公开日2009.12.30)公开了一种丝绸文物的丝蛋白复合体系仿生加固法，将丝绸文物浸入丝素溶液与乙二醇二缩水甘油基乙醚的混合溶液中浸泡，增加丝绸文物的强度，加固丝绸文物的性能。目前的丝绸加固的方法都是将丝素溶液直接覆盖在蚕丝织物上，或者由化学交联剂加固在蚕丝织物上，该加固方法不环保或者结合力不强。
发明内容：
本发明的目的是提供一种基于丝素和等离子技术的蚕丝面料的增重方法，通过低温等离子技术活化蚕丝表面的基团，将丝素均匀地结合在蚕丝表面，经乙醇水蒸汽处理结晶化后，得到增重的蚕丝面料。该方法能使蚕丝面料表面均匀地结合丝素，而且能保证蚕丝的优质性能，有利于染色。
本发明的目的通过如下技术方案实现：
一种基于丝素和等离子技术的蚕丝面料的增重方法，包括以下步骤：
(1)将废蚕丝去除杂质，用碳酸氢钠水溶液进行脱胶，经氯化钙水溶液膨化后，置于氢氧化钠水溶液中进行溶解，最后中和溶液的酸碱性，透析浓缩得到丝素溶液；
(2)蚕丝面料经精炼、洗涤、干燥后放入等离子体处理仪中，通入气体进行低温等离子体处理，然后将蚕丝面料浸入步骤(1)制备的丝素溶液中浸泡，得到接枝丝素的蚕丝面料；
(3)将步骤(2)得到的接枝丝素的蚕丝面料从丝素溶液中取出，经乙醇和水的混合蒸汽处理得到结晶化的蚕丝面料，最后水洗干燥得到丝素增重的蚕丝面料。
作为上述技术方案的优选，步骤(1)所述的废蚕丝为蚕丝边脚料或者下脚料。
作为上述技术方案的优选，步骤(1)所述的丝素溶液的质量分数为5-10％。所述的丝素溶液是采用工业溶解蚕丝的工艺制备。
作为上述技术方案的优选，步骤(1)所述的干燥后蚕丝面料的含水率为10-15％。
作为上述技术方案的优选，步骤(2)所述的气体为氧气、氮气或者空气。
作为上述技术方案的优选，步骤(2)所述的低温等离子体处理的背底压力为1Pa,工作压力为150-200Pa，放电功率为200-300W，处理时间5-10min。
在上述低温等离子体处理时，若放电功率小，处理时间短，对蚕丝表面的活化不够，接枝率不理想，若放点功率大，处理时间长，对蚕丝纤维会造成损伤。
作为上述技术方案的优选，步骤(2)所述的浸泡时间为1-2h，浴比为1:40。
作为上述技术方案的优选，步骤(3)所述的乙醇和水的混合蒸汽中乙醇与水的体积比为3:2。
作为上述技术方案的优选，步骤(3)所述的蒸汽处理的时间为20-30min。
作为上述技术方案的优选，步骤(3)所述的干燥的温度为55℃。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)本发明采用低温等离子技术活化蚕丝表面的活性基团，如羧基、羟基和氨基等，通过调节处理的功率和时间使蚕丝表面活性基团均匀的最大活性化。
(2)丝素溶液中大多为丝素大分子，蚕丝表面对丝素大分子有强烈的吸附作用，通过浸泡，丝素大分子可以均匀地分布在蚕丝纤维表面，与蚕丝表面的活性基团进行接枝，接枝率高且分布均匀，避免出现化学接枝的不均匀现象。
(3)本发明采用丝素固化在蚕丝面料的表面，在增重的同时不改变蚕丝本身的优质性质，并且通过蒸汽处理使表面的蚕丝结晶化，提高蚕丝面料的耐水性。
(4)本发明将低温等离子技术运用于丝素接枝蚕丝面料，解决了常规接枝增重技术中对环境的污染问题，而且接枝后的蚕丝面料的成分并未改变，仍保留了原有的特殊性能，而且有利于染色。
具体实施方式：
为了加深对本发明的理解，下面结合实施例对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
实施例1：
将废蚕丝去除杂质，用碳酸氢钠水溶液进行脱胶，经氯化钙水溶液膨化后，置于氢氧化钠水溶液中进行溶解，最后中和溶液的酸碱性，经透析浓缩得到浓度为10％的丝素溶液。
将精炼、洗涤、干燥后的含水率为10％的蚕丝面料放入等离子体处理仪中，通入氧气进行低温等离子体处理，背底压力为1Pa,工作压力为150Pa，在200W放电功率下处理10min，然后立即浸入丝素溶液中浸泡1h，将接枝丝素的蚕丝面料取出，经体积比为3:2的乙醇和水的混合蒸汽处理20min，得到结晶化的蚕丝面料，最后水洗干燥后得到丝素增重的蚕丝面料。
实施例2：
将废蚕丝去除杂质，用碳酸氢钠水溶液进行脱胶，经氯化钙水溶液膨化后，置于氢氧化钠水溶液中进行溶解，最后中和溶液的酸碱性，经透析浓缩得到浓度为5％的丝素溶液。
将精炼、洗涤、干燥后的含水率为15％的蚕丝面料放入等离子体处理仪中，通入氮气进行低温等离子体处理，背底压力为1Pa,工作压力为200Pa，在300W放电功率下处理5min，然后立即浸入丝素溶液中浸泡2h，将接枝丝素的蚕丝面料取出，经体积比为3:2的乙醇和水的混合蒸汽处理30min，得到结晶化的蚕丝面料，最后水洗干燥后得到丝素增重的蚕丝面料。
实施例3：
将废蚕丝去除杂质，用碳酸氢钠水溶液进行脱胶，经氯化钙水溶液膨化后，置于氢氧化钠水溶液中进行溶解，最后中和溶液的酸碱性，经透析浓缩得到浓度为6％的丝素溶液。
将精炼、洗涤、干燥后的含水率为12％的蚕丝面料放入等离子体处理仪中，通入氧气进行低温等离子体处理，背底压力为1Pa,工作压力为160Pa，在250W放电功率下处理7min，然后立即浸入丝素溶液中浸泡1.5h，将接枝丝素的蚕丝面料取出，经体积比为3:2的乙醇和水的混合蒸汽处理25min，得到结晶化的蚕丝面料，最后水洗干燥后得到丝素增重的蚕丝面料。
实施例4：
将废蚕丝去除杂质，用碳酸氢钠水溶液进行脱胶，经氯化钙水溶液膨化后，置于氢氧化钠水溶液中进行溶解，最后中和溶液的酸碱性，经透析浓缩得到浓度为7％的丝素溶液。
将精炼、洗涤、干燥后的含水率为13％的蚕丝面料放入等离子体处理仪中，通入空气进行低温等离子体处理，背底压力为1Pa,工作压力为200Pa，在300W放电功率下处理7min，然后立即浸入丝素溶液中浸泡1h，将接枝丝素的蚕丝面料取出，经体积比为3:2的乙醇和水的混合蒸汽处理20min，得到结晶化的蚕丝面料，最后水洗干燥后得到丝素增重的蚕丝面料。
实施例5：
将废蚕丝去除杂质，用碳酸氢钠水溶液进行脱胶，经氯化钙水溶液膨化后，置于氢氧化钠水溶液中进行溶解，最后中和溶液的酸碱性，经透析浓缩得到浓度为8％的丝素溶液。
将精炼、洗涤、干燥后的含水率为13％的蚕丝面料放入等离子体处理仪中，通入空气进行低温等离子体处理，背底压力为1Pa,工作压力为150Pa，在220W放电功率下处理8min，然后立即浸入丝素溶液中浸泡2h，将接枝丝素的蚕丝面料取出，经体积比为3:2的乙醇和水的混合蒸汽处理20min，得到结晶化的蚕丝面料，最后水洗干燥后得到丝素增重的蚕丝面料。
实施例6：
将废蚕丝去除杂质，用碳酸氢钠水溶液进行脱胶，经氯化钙水溶液膨化后，置于氢氧化钠水溶液中进行溶解，最后中和溶液的酸碱性，经透析浓缩得到浓度为9％的丝素溶液。
将精炼、洗涤、干燥后的含水率为11％的蚕丝面料放入等离子体处理仪中，通入空气进行低温等离子体处理，背底压力为1Pa,工作压力为200Pa，在200W放电功率下处理10min，然后立即浸入丝素溶液中浸泡2h，将接枝丝素的蚕丝面料取出，经体积比为3:2的乙醇和水的混合蒸汽处理30min，得到结晶化的蚕丝面料，最后水洗干燥后得到丝素增重的蚕丝面料。
将实施例1-6制备的丝素增重的蚕丝面料与未处理的蚕丝面料相比，蚕丝面料的克重、接枝率、染色性和耐水洗性结果如下表所示：


由上述数据可知，本方法制备的丝素增重的蚕丝面料的接枝率高，且染色性和耐水性能优良。