真絲筒子紗的前處理工藝研究

陳鑫濤，孫月玲，梅海霞，李偉林

（江蘇聯(lián)發(fā)紡織股份有限公司，江蘇 南通 226600）

真絲屬于蛋白質(zhì)纖維，纖維中含有人體所必需的18種氨基酸，可以幫助皮膚維持表面脂膜的新陳代謝，使皮膚保持滋潤(rùn)、光滑，有人類“第二皮膚”的美稱。真絲制成的服裝不僅具有輕、柔、韌、光、潔的特點(diǎn)，還具有較強(qiáng)的吸濕性、透氣性和柔軟性，深受人們的喜愛(ài)[1]，被譽(yù)為“絲綢皇后”“健康纖維”“保健纖維”。

原坯真絲含絲素及絲膠兩部分，絲素質(zhì)量約占總質(zhì)量的75.00%，絲膠約占25.00%。沒(méi)有經(jīng)過(guò)精煉脫膠處理的真絲叫生絲，其手感較硬，纖維表面粗糙，沒(méi)有光澤。采用一定的化學(xué)藥劑和生產(chǎn)工藝對(duì)真絲進(jìn)行精煉處理，可將真絲表面的絲膠去除。經(jīng)脫膠處理后的真絲為熟絲，其手感柔軟光滑，光澤肥亮，是織造各類高檔真絲產(chǎn)品的基礎(chǔ)原料[2]。

目前，國(guó)內(nèi)仍有大部分絲織企業(yè)采用絞紗的方式對(duì)真絲進(jìn)行脫膠和染色[3]。絞紗的加工方式存在流程時(shí)間長(zhǎng)、生產(chǎn)效率低、染色品質(zhì)不理想、成本耗用高等缺點(diǎn)，而筒子紗染色工藝具有生產(chǎn)周期短、染色品質(zhì)高、能耗較低的優(yōu)點(diǎn)。本試驗(yàn)就精煉脫膠工藝及松式絡(luò)筒工藝對(duì)真絲筒子紗的前處理進(jìn)行研究。

1 試驗(yàn)

1.1 材料、藥品和儀器

材料：22 D×3生絲。

藥品：M-CA蘭、AR-617精煉劑、冰醋酸、醋酸鈉、勻染劑。

儀器：測(cè)色儀（Datacolor 650，美國(guó)Datacolor公司）、紅外線試樣機(jī)（R4958-1CN124，宏益科技股份有限公司）、單紗強(qiáng)力儀（YG063T，陜西長(zhǎng)嶺紡織機(jī)電科技有限公司）、電子天平（JA1103N，上海民橋精密科技儀器有限公司）、數(shù)碼卷繞絡(luò)筒機(jī)（SINCRO RT 408，F(xiàn)ADIS）、高溫高壓染色機(jī)（LABWIN，立信染整機(jī)械有限公司）、離心脫水機(jī)（HEB型，廣東恩平聯(lián)合機(jī)械制造有限公司）。

1.2 精煉脫膠工藝

設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)，如表1所示，以精煉脫膠后真絲的練減率為評(píng)價(jià)指標(biāo)，利用極差分析方法，對(duì)溫度、時(shí)間、pH、助劑質(zhì)量濃度進(jìn)行具體分析，得出最佳脫膠工藝，在此工藝下對(duì)生絲進(jìn)行脫膠，并對(duì)練減率、白度、毛效及降強(qiáng)率指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試。

表1 正交因素水平

1.3 松式絡(luò)筒工藝

采用數(shù)碼卷繞松式絡(luò)筒機(jī)對(duì)真絲進(jìn)行松筒，研究不同松筒密度（0.35、0.40、0.45、0.50 g/cm3）對(duì)真絲精煉脫膠后筒紗成型及酸性染料染色后紗線內(nèi)、中、外層色差的影響。

1.4 測(cè)試方法

1.4.1 白度

按照CIE/313標(biāo)準(zhǔn)，使用測(cè)色儀（Datacolor 650，美國(guó)Datacolor公司）進(jìn)行測(cè)試，每個(gè)樣品測(cè)量4次，取平均值。

1.4.2 毛效

參照FZ/T 01071—2008《紡織品毛細(xì)效應(yīng)試驗(yàn)方法》，測(cè)定3.00 min液體芯吸高度。

1.4.3 色差

取筒子紗內(nèi)、中、外層紗，以筒子紗外層紗為標(biāo)樣，按照英國(guó)染色者及色彩師學(xué)會(huì)下屬色彩測(cè)量委員會(huì)提出的色差公式，使用測(cè)色儀（Datacolor 650，美國(guó)Datacolor公司）對(duì)筒子紗中、內(nèi)層紗樣進(jìn)行測(cè)試，每個(gè)樣品測(cè)量4次，取平均值。

1.4.4 強(qiáng)力

按照企業(yè)自身的《紡織原紗質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》測(cè)定紗線強(qiáng)力，用降強(qiáng)率F表示強(qiáng)力下降的幅度，單位為%，具體按照式（1）計(jì)算。

式中：F測(cè)表示測(cè)試強(qiáng)力，cN；F原表示原紗強(qiáng)力，cN。

1.4.5 練減率

測(cè)試精煉前后織物的干燥質(zhì)量，具體按照式（2）計(jì)算[4]。

式中：W1表示織物精煉前的干燥質(zhì)量，W2表示織物精煉后的干燥質(zhì)量。

2 結(jié)果與討論

2.1 精煉脫膠工藝的確定

精煉脫膠工藝的正交試驗(yàn)結(jié)果如表2所示，對(duì)溫度、時(shí)間、pH、助劑質(zhì)量濃度進(jìn)行極差分析的結(jié)果如表3所示。

表2 正交試驗(yàn)結(jié)果

該正交試驗(yàn)主要考慮練減率的極差值。由表3數(shù)據(jù)可知，影響真絲精煉脫膠的因素按極差由大到小排列為溫度（A）、助劑用量（D）、時(shí)間（B）和pH（C）。溫度對(duì)真絲精煉脫膠的影響最大，因?yàn)闇囟壬?，絲膠在水中的溶解度會(huì)增加，溫度升高越明顯，絲膠溶脹就會(huì)越迅速，所以提升溫度會(huì)使練減率顯著提高；增加助劑質(zhì)量濃度可以提高真絲的練減率，這是因?yàn)樗镁珶拕〢R-617屬于復(fù)合型精煉劑，主要成分包括堿劑和表面活性劑等，其中，堿劑對(duì)絲膠的溶解和水解起到重要作用，因此，增加精煉劑的質(zhì)量濃度也有利于脫膠。精煉時(shí)間也對(duì)真絲的精煉脫膠起到關(guān)鍵作用，精煉時(shí)間短、絲膠溶解不充分且練減率低。若精煉時(shí)間太長(zhǎng)，不但不會(huì)繼續(xù)提高練減率，反而會(huì)損傷絲素，使蠶絲纖維的強(qiáng)力顯著下降；pH對(duì)真絲精煉脫膠的影響表征較小，猜測(cè)與設(shè)定的pH范圍有關(guān)，在pH為9~11的弱堿性溶液中，蠶絲能有效去除絲膠，且不損傷絲素，整體表現(xiàn)較為穩(wěn)定[5]。

表3 練減率極差分析結(jié)果

通過(guò)正交試驗(yàn)得出最佳工藝處方：溫度為110.00 ℃，時(shí)間為40.00 min，pH為10.00，助劑質(zhì)量濃度為6.00 g/L。

在上述的最佳工藝條件下對(duì)生絲進(jìn)行精煉脫膠，并對(duì)真絲精煉脫膠后的練減率、白度、毛效及降強(qiáng)率進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果如表4所示。

表4 測(cè)試項(xiàng)目及結(jié)果

由表4可知，真絲精煉脫膠后的練減率為24.78%，白度測(cè)試為73.60%，毛效（3.00 min）為10.3 cm，平均及最低強(qiáng)力的降強(qiáng)率均低于10.00%，說(shuō)明在最佳工藝條件下，真絲精煉脫膠后的各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)均比較理想，能滿足染色及后道工序加工的品質(zhì)要求[6]。

2.2 松式絡(luò)筒工藝的確定

松式絡(luò)筒是染前準(zhǔn)備的第一道工序，目的是將紗線加工成符合一定要求的筒子[7]。松筒密度對(duì)真絲精煉脫膠并染色后內(nèi)、外層紗線色差和筒紗成型的影響如表5所示。由表5可知，松筒密度越大，真絲精煉脫膠成型效果越理想，這是因?yàn)檎娼z在精煉脫膠工序中練減率接近25.00%，真絲纖維直徑減小，紗線之間的空隙增加、抱合力降低，導(dǎo)致密度減小后產(chǎn)生脫筒現(xiàn)象，即紗層與染色筒殼分離，筒子紗脫筒后，紗線之間糾纏嚴(yán)重，無(wú)法翻倒。

表5 松筒密度對(duì)紗線色差和筒子紗成型的影響

從英國(guó)染色者及色彩師學(xué)會(huì)下屬色彩測(cè)量委員會(huì)提出的色差判定可以看出，松筒密度越小，灰卡評(píng)級(jí)越低，說(shuō)明紗線內(nèi)、中、外層色差越明顯。這是因?yàn)槊芏葴p小后產(chǎn)生的脫筒現(xiàn)象導(dǎo)致染液無(wú)法順利從筒紗內(nèi)層朝外層均勻穿透，勻染效果降低，產(chǎn)生嚴(yán)重色差。雖然真絲精煉脫膠后練減率接近25.00%，但密度較大，精煉后真絲筒紗的整體密度仍然偏大，染液穿透不順暢，仍然會(huì)產(chǎn)生內(nèi)、外層色差嚴(yán)重的現(xiàn)象。

綜上所述，將真絲筒子紗松筒密度控制在0.45 g/cm3，精煉脫膠后真絲筒子紗成型較好，且染色后紗線內(nèi)、中、外層色差小，灰卡評(píng)級(jí)均能達(dá)到5級(jí)。

3 結(jié)語(yǔ)

本試驗(yàn)就精煉脫膠工藝和松式絡(luò)筒工藝對(duì)真絲筒子紗的前處理進(jìn)行研究，確定了真絲精煉脫膠的最佳工藝：溫度為110.00 ℃、時(shí)間為40.00 min、pH為10.00、精煉劑AR-617質(zhì)量濃度為6.00 g/L。該工藝下真絲的練減率為24.78%、白度為73.60%、毛效（3.00 min）為10.3 cm，且平均及最低強(qiáng)力降強(qiáng)率均低于10.00%。將真絲筒子紗的松筒密度控制在0.45 g/cm3，精煉脫膠后的真絲筒子紗成型較好，用酸性染料染色后，內(nèi)、中、外層紗線的色差小，灰卡評(píng)級(jí)達(dá)到5級(jí)。