專利名稱：柞絲綢膨化處理的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域為紡織材料的功能性整理，特別涉及一種利用等離子體技術(shù)對柞絲織物或纖維進行膨化處理的方法。
背景技術(shù)：
柞絲纖維是一種天然纖維材料，在生產(chǎn)過程中對環(huán)境不造成污染，這是合成纖維和化學(xué)纖維所無法比擬的，為綠色環(huán)保產(chǎn)品。用它制作的絲織品，具有其他纖維無法具備的天然淺黃色彩和珠寶般的光澤，柞絲綢產(chǎn)品具有外觀華麗，質(zhì)地滑爽，吸濕性好，穿著舒適等獨特的優(yōu)點，并且耐酸耐堿，特別是具有其它織物沒有的粗獷外觀風(fēng)格，因此深受國內(nèi)外客商的歡迎，有著廣闊的市場前景。柞蠶絲來自野外不需要如桑蠶絲那樣種桑養(yǎng)蠶，因此，具有價格低廉的優(yōu)勢。
但柞絲綢由于其纖維結(jié)構(gòu)等方面的原因，單纖比桑蠶絲單纖粗，柞蠶絲的色素大部分與絲膠相結(jié)合而一部分滲入絲質(zhì)中，結(jié)合牢固，不易精練，參見附圖2、圖3，由經(jīng)常規(guī)工藝處理的柞絲截面及柞絲縱向側(cè)面的電鏡照片可以看到，柞絲纖維橫斷面為扁平形，且結(jié)構(gòu)緊密，所以染料與助劑的達及度低，按常規(guī)處理的柞絲綢進行染色，纖維基本呈“環(huán)染”現(xiàn)象，是造成柞絲綢染色牢度差、色澤灰暗的主要原因之一，直接影響染色的鮮艷度，因此在服用性能上與桑蠶絲綢比較有許多差距。為了克服柞絲綢的弱點、增加其服用性能，對柞絲綢作膨化處理成為了首選的方法之一。《遼寧絲綢》1998年第3期發(fā)表的題為“幾種砂洗劑對柞絲綢的膨化作用”一文，肯定了碳酸鈉對柞絲綢的的膨化效果，平均膨化度為49.41％，文中所述的膨化劑DF911和DF912對柞絲綢的平均膨化度分別僅為26.67％和28.53％；《絲綢》1999年第4期上發(fā)表的“柞絲綢膨化的研究”的文章，也對碳酸鈉對柞絲綢的膨化效果作出了肯定，而文中所述的膨化劑QA對柞絲綢的平均膨化度僅為26.67％。目前的研究表明，碳酸鈉對柞絲綢的膨化效果是顯著的，但是該膨化為可逆膨化，柞絲綢干燥后膨化度近似于零，即纖維基本恢復(fù)到了原來狀態(tài)。可以這樣認(rèn)為實際上柞絲綢在碳酸鈉溶液中進行的是膨脹，而非真正的膨化，因此干燥后膨化度近似于零。因此，如何既保持碳酸鈉或碳酸鉀對柞絲綢高膨化效果的優(yōu)點，又克服其可逆膨化的缺點，是使柞絲綢膨化處理后具有良好服用性能所急需解決的問題之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)采用常規(guī)絲綢精練劑對柞絲綢處理工藝存在的不足，提供一種能大大提高柞絲及其織物的膨松度，提高染料與助劑的達及度，使產(chǎn)品手感柔軟，具有厚重感、毛型感和良好的透氣性、吸濕性、形態(tài)穩(wěn)定性的柞絲綢膨化處理的方法。
為了達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取的柞絲綢膨化處理的方法是，先完成對柞絲綢的無張力常規(guī)精煉和干燥加工，再進行如下步驟的加工(1)以氧氣或氬氣或惰性氣體與氧氣的混合氣體作為工作氣體，對柞絲綢表面進行低溫等離子體刻蝕和活化處理；(2)將以下各組分物質(zhì)溶解于水中，充分混合均勻，制成膨化液(A)堿金屬的碳酸化合物，加入量為10～20％，最好為13～15％；(B)鈣、鎂離子或重金屬離子絡(luò)合劑，加入量為0.6～3.6％，最好為1.5～2.1％；(C)非離子乳化劑，加入量為2～10％，最好為3～5％；(D)滲透劑與滲透促進劑，加入量為0.6～3％，最好為1.5～1.8％；(3)將上述經(jīng)低溫等離子體刻蝕和活化的柞絲綢放入溫度為90～100℃的膨化液中膨化處理，保溫90～120分鐘；(4)洗滌后在115～125℃熱風(fēng)中烘干，獲得膨化柞絲織物或纖維。
在本發(fā)明中，所述低溫等離子體處理工藝條件為電源采用射頻電源，電極布置采用電容偶合式或電感偶合式，背底壓力0.1Pa～5Pa，工作壓力10Pa～100Pa，最好選擇30Pa，放電功率5～200W，最好選擇30～70W，處理時間30秒～10分鐘，最好為4～6分鐘。
在上述膨化劑的組份中，所述的堿金屬為K、Na、Li中的一種或幾種；所述的重金屬離子絡(luò)合劑為乙二胺四乙酸二鈉或羥基乙叉二磷酸；所述的非離子乳化劑為AEO3、AEO6、AEO9與TX-4、TX-7、TX-10中的一種或幾種的混合物；所述的滲透劑為琥珀酸酯磺酸鈉或順丁烯二酸二仲辛脂磺酸鈉；所述的滲透促進助劑為乙基己醇聚氧乙烯磷酸單酯或磺酸鹽表面活性劑。
由于上述技術(shù)方案運用，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述的柞絲織物膨化的方法，由于采用了低溫等離子體處理技術(shù)，在真空等離子狀態(tài)下的高能離子刻蝕作用，使柞絲織物的結(jié)構(gòu)發(fā)生松弛，一些低分子物質(zhì)揮發(fā)，除去纖維表面結(jié)構(gòu)中附著的污物及無機物，同時使得纖維表面凹凸不平，有利于提高膨化劑的作用；同時，利用真空等離子狀態(tài)下的高能離子的活性，使纖維自身表面受高能量的等離子體作用而發(fā)生改性，表面生成活性基團，以增加柞絲織物表面無機物與水的相容性，從而大大提高柞絲織物與膨化劑之間相互作用的結(jié)合力；使得柞蠶絲的大部分色素與絲膠以及色素與絲膠相結(jié)合而滲入絲質(zhì)中這一部分色素與絲膠在含膨化劑的溶液中溶解。
還因為本發(fā)明所述的膨化劑，采用了碳酸鈉或碳酸鉀的高膨化組份以及鈣、鎂離子及重金屬離子絡(luò)合劑與表面活性劑等，能增加染料與助劑的達及度，提高染色的鮮艷度；另外，膨化劑中的非離子乳化劑進入到柞絲纖維內(nèi)部，在后道的熱風(fēng)干燥中由于其氣化和揮發(fā)，能在柞絲纖維內(nèi)部留下“空穴”，從而達到柞絲綢的不可逆性膨化，提高產(chǎn)品的服用性能。


圖1是本發(fā)明實施例的工藝流程框圖；圖2是經(jīng)常規(guī)工藝處理的柞絲截面電鏡照片；圖3是經(jīng)常規(guī)工藝處理的柞絲側(cè)面的電鏡照片；圖4是經(jīng)氬等離子體處理后的柞絲側(cè)面的電鏡照片；圖5是按實施例一所提供的膨化處理方法得到的柞絲截面電鏡照片。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步描述實施例一參見附圖1所示，選用柞絲織物為處理基體，工藝流程為織物精煉——干燥——低溫等離子體刻蝕和活化——在含膨化劑的溶液中膨化——熱風(fēng)干燥定型——成品。
先采用常規(guī)真絲綢精練劑進行脫膠處理，工藝參數(shù)為進行初煉時加入3克/升的純堿即可，溫度控制在70℃，時間控制在約30分鐘；在復(fù)煉時以去除絲膠為主要目的，需加入精煉劑8克/升，溫度95℃，常壓，時間130分鐘；取出織物，熱水洗、溫水洗、冷水洗，離心脫水，然后于110℃烘筒烘燥。
接著進行低溫等離子體處理，等離子體發(fā)生裝置采用電容耦合方式，背底壓力5Pa，工作壓力30Pa，工作氣體為氬氣，放電功率70W，處理時間6分鐘。
取K2CO3、Na2CO3各7％，羥基乙叉二磷酸2％，2％的非離子乳化劑AEO3，2％的TX-4，滲透劑琥珀酸酯磺酸鈉1％、滲透促進助劑乙基己醇聚氧乙烯磷酸單酯磺酸鈉1％溶解于水中，攪拌均勻，配置成膨化劑；將經(jīng)等離子體處理后的織物放入濃度為12g/升的膨化液中，膨化溫度控制在95℃，膨化時間控制在90分鐘；取出織物，經(jīng)熱水洗滌、溫水洗滌和冷水洗滌后，離心脫水，再在120℃的熱風(fēng)中干燥、定型，制得膨化柞絲織物。
實施例二選用柞絲織物為處理基體。工藝流程與實施例一相同。
先采用常規(guī)真絲綢精練劑進行脫膠處理，工藝參數(shù)與實施例一相同。
接著進行低溫等離子體處理，低溫等離子體處理等離子體發(fā)生裝置采用電容耦合方式，背底壓力5Pa，工作壓力30Pa，工作氣體為氧氣，放電功率50W，處理時間8分鐘。
取Na2CO313％，乙二胺四乙酸二鈉1.5％，非離子乳化劑AEO61.5％，TX-71.5％，滲透劑琥珀酸酯磺酸鈉1％、滲透促進助劑乙基己醇聚氧乙烯磷酸單酯磺酸鈉1％溶解于水中，攪拌均勻，配置成膨化劑；將經(jīng)等離子體處理后的織物放入濃度為12g/升的膨化液中，膨化溫度控制在95℃，膨化時間控制在100分鐘；然后取出織物，經(jīng)熱水洗滌、溫水洗滌和冷水洗滌后，離心脫水，再在115℃的熱風(fēng)中干燥、定型，制得膨化柞絲織物。
實施例三選用柞絲為處理基體。工藝流程為柞絲干燥——低溫等離子體刻蝕和活化——在含膨化劑的精煉溶液中脫膠與膨化——熱風(fēng)干燥——成品。
將柞絲干燥后進行低溫等離子體處理，等離子體發(fā)生裝置采用電容耦合方式，背底壓力5Pa，工作壓力30Pa，工作氣體為氧氣，放電功率50W，處理時間8分鐘。
取Na2CO313％，羥基乙叉二磷酸2％，非離子乳化劑AEO32％，TX-7 2％，滲透劑琥珀酸酯磺酸鈉1％、滲透促進助劑乙基己醇聚氧乙烯磷酸單酯磺酸鈉1％溶解于水中，攪拌均勻，配置成膨化劑；將經(jīng)等離子體處理后的柞絲放入常規(guī)精練劑和膨化劑濃度各為6克/升的精練膨化液中，膨化溫度控制在95℃，膨化時間控制在90分鐘；然后取出柞絲，經(jīng)熱水洗滌、溫水洗滌和冷水洗滌后，離心脫水，再在120℃的熱風(fēng)中干燥，制得膨化柞絲。
參見附圖3和附圖4，圖3是等離子體處理前的柞絲側(cè)面的電鏡照片，圖4是經(jīng)氬等離子體處理后的柞絲側(cè)面的電鏡照片。本發(fā)明首先用等離子體對柞絲綢進行刻蝕處理，與常規(guī)處理方法相比，其效果由圖3與圖4給出。由圖4可見，等離子體處理后，使柞絲綢表面產(chǎn)生凹槽以至于柞絲的結(jié)構(gòu)發(fā)生松弛，為膨化劑的進入創(chuàng)造條件。
參見附圖2和附圖5，圖2為采用常規(guī)加工技術(shù)得到的柞絲截面電鏡照片，圖5為柞絲織物采用上述膨化處理加工技術(shù)得到的柞絲截面電鏡照片。由圖2可知，未經(jīng)膨化的柞蠶絲橫斷面是扁平形的，并且結(jié)構(gòu)緊密；而從圖5中則可清楚地看到，柞蠶絲經(jīng)膨化處理后，橫斷面結(jié)構(gòu)變得松散，這是因為本發(fā)明膨化劑采用碳酸鈉或碳酸鉀，對柞絲綢具有高膨化效果的優(yōu)點，另一方面，非離子乳化劑進入經(jīng)等離子體處理后的柞絲纖維松弛的內(nèi)部，在后道115℃以上溫度的熱風(fēng)干燥中，由于其氣化和揮發(fā)，能在柞絲纖維內(nèi)部留下“空穴”，從而克服了可逆膨化的缺點。觀察圖2、圖5的結(jié)果不難看出柞蠶絲經(jīng)等離子體處理和膨化處理后，纖維的橫截面積增大，直徑變粗，整個柞絲纖維明顯疏松，即產(chǎn)生了不可逆膨化，膨化效果十分顯著。
表1所示的是采用本發(fā)明所述的技術(shù)方案處理前、后柞絲綢的力學(xué)性能變化，測量儀器用常州市第二紡織機械廠制造的YGO26型電子織物強力儀，測定柞絲織物的斷裂強度和斷裂伸長率。樣品寬5厘米，長20厘米。由表1可見，經(jīng)等離子體膨化處理后柞絲綢的力學(xué)性能無明顯變化，說明該處理對柞絲綢的力學(xué)性能無明顯損害。
經(jīng)本發(fā)明所述的技術(shù)方案處理后的膨化柞絲織物，分別用甲基丙烯酸羥乙酯進行接枝、用弱酸性紅GN進行染色加工。表2為膨化柞絲織物染色配方，表3是膨化處理前、后接枝增重率和上染率的對比值，由表3可見，經(jīng)膨化處理的柞絲織物比較未經(jīng)膨化處理的柞絲織物，無論是接枝增重率還是上染率均上升明顯。
表1

表2

表3

權(quán)利要求
1.一種柞絲綢膨化處理的方法，先完成對柞絲綢的無張力常規(guī)精煉和干燥加工，其特征在于再進行如下步驟的加工(1)以氧氣或氬氣或惰性氣體與氧氣的混合氣體作為工作氣體，對柞絲綢表面進行低溫等離子體刻蝕和活化處理；(2)將以下各組分物質(zhì)溶解于水中，充分混合均勻，制成膨化液(A)堿金屬的碳酸化合物，加入量為10～20％；(B)鈣、鎂離子或重金屬離子絡(luò)合劑，加入量為0.6～3.6％；(C)非離子乳化劑，加入量為2～10％；(D)滲透劑與滲透促進劑，加入量為0.6～3％；(3)將上述經(jīng)低溫等離子體刻蝕和活化的柞絲綢放入溫度為90～100℃的膨化液中膨化處理，保溫90～120分鐘；(4)洗滌后在115～125℃熱風(fēng)中烘干，獲得膨化柞絲織物或纖維。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柞絲綢膨化處理的方法，其特征在于所述的膨化液為(A)堿金屬的碳酸化合物，加入量為13～15％；(B)鈣、鎂離子或重金屬離子絡(luò)合劑，加入量為1.5～2.1％；(C)非離子乳化劑，加入量為3～5％；(D)滲透劑與滲透促進劑，加入量為1.5～1.8％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柞絲綢膨化處理的方法，其特征在于所述低溫等離子體處理工藝條件為電源采用射頻電源，電極布置采用電容偶合式或電感偶合式，背底壓力0.1Pa～5Pa，工作壓力10Pa～100Pa，放電功率5～200W，處理時間30秒～10分鐘。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的柞絲綢膨化處理的方法，其特征在于所述工作壓力選擇30Pa，放電功率選擇30～70W，處理時間為4～6分鐘。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柞絲綢膨化處理的方法，其特征在于膨化劑的組份中，所述的堿金屬為K、Na、Li中的一種或幾種；所述的重金屬離子絡(luò)合劑為乙二胺四乙酸二鈉或羥基乙叉二磷酸；所述的非離子乳化劑為AEO3、AEO6、AEO9與TX-4、TX-7、TX-10中的一種或幾種的混合物；所述的滲透劑為琥珀酸酯磺酸鈉或順丁烯二酸二仲辛脂磺酸鈉；所述的滲透促進助劑為乙基己醇聚氧乙烯磷酸單酯或其磺酸鹽組成的表面活性劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用等離子體技術(shù)對柞絲綢進行膨化處理的方法。先對柞絲綢作無張力常規(guī)精煉和干燥加工，再以氧氣或氬氣等氣體作為工作氣體，對柞絲綢表面進行低溫等離子體刻蝕和活化處理，經(jīng)過在由堿金屬的碳酸化合物、鈣、鎂離子或重金屬離子絡(luò)合劑及非離子乳化劑等組分制成的膨化液中處理、洗滌、烘干后，制得膨化柞絲織物或纖維。它能大大提高柞絲產(chǎn)品的膨松度、染料與助劑的達及度，手感柔軟，具有良好的透氣性、吸濕性和形態(tài)穩(wěn)定性。
文檔編號D06M11/00GK1546777SQ20031011266
公開日2004年11月17日 申請日期2003年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月15日
發(fā)明者謝洪德 申請人:蘇州大學(xué)