機(jī)制絲綿的精練和后整理工藝探討

林海濤，寧晚娥，黃繼偉，蔣 芳，胡征宇

(1.廣西工學(xué)院 生物與化學(xué)工程系，廣西 柳州 545006；2.蘇州大學(xué) 紡織與服裝工程學(xué)院，江蘇 蘇州 215021)

機(jī)制絲綿的精練和后整理工藝探討

林海濤1，寧晚娥1，黃繼偉1，蔣 芳1，胡征宇2

(1.廣西工學(xué)院 生物與化學(xué)工程系，廣西 柳州 545006；2.蘇州大學(xué) 紡織與服裝工程學(xué)院，江蘇 蘇州 215021)

以提高絲綿產(chǎn)品的性能為目的，采用精練劑代替皂堿法對(duì)絲綿進(jìn)行精練和后整理，通過(guò)正交試驗(yàn)得出最佳的機(jī)制絲綿三步法精練和后整理工藝，保證了精練和后整理后絲綿的強(qiáng)力。結(jié)果表明：H2O2的體積濃度為10 mL/L，去油靈TF-101BN、精練劑c-180和柔軟劑TF-404A的質(zhì)量濃度分別為0.5、0.04、10 g/L時(shí)，脫膠得到的絲綿強(qiáng)力最大。

絲綿；精練劑；斷裂載荷；后整理工藝

絲綿以天然蠶絲纖維為原料，根據(jù)加工工藝的不同可分為手工絲綿和機(jī)制絲綿兩種，其具有輕柔、舒適、優(yōu)良的吸濕透氣性和良好的保健功能，用于高檔保健服飾、被服的制備[1]。由絲綿片縫制而成的絲綿被對(duì)人體皮膚及心血管有保健功效，能促進(jìn)睡眠，預(yù)防風(fēng)濕癥、關(guān)節(jié)炎及皮膚病，更以輕軟、保溫性好和彈性良好的特點(diǎn)深受?chē)?guó)內(nèi)外消費(fèi)者的喜愛(ài)，它也是中國(guó)傳統(tǒng)絲綢產(chǎn)品的重要出口商品[2]。隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和人們生活水平的日益提高，越來(lái)越多的消費(fèi)者青睞使用集保暖與保健功能為一體的絲綿產(chǎn)品。

考慮到可裁剪絲綿制作時(shí)需要采用針刺法，所以本試驗(yàn)的重點(diǎn)是研究絲綿脫膠后的含膠量與強(qiáng)力，兩項(xiàng)指標(biāo)分別關(guān)系到絲綿板結(jié)和針刺需要。皂堿法脫膠對(duì)蠶絲的強(qiáng)力有一定程度的損傷，使得絲綿的內(nèi)在質(zhì)量下降，從而在扯綿時(shí)易拉斷，影響絲綿的質(zhì)量和產(chǎn)量[3]。同時(shí)考慮到用蛹襯制作絲綿時(shí)存在蛹油需要去油去味的問(wèn)題，選擇去油靈和練染廠精練劑來(lái)代替堿對(duì)絲綿進(jìn)行去油脫膠。通過(guò)查找資料共優(yōu)選出3種絲光皂(絲光皂920、浙江傳化絲光皂、蘇州保德日化絲光皂)、3種精練劑(精練劑C-180、精練劑AP-330、精練劑AR-620)、3種去油劑(特效去油靈TF-101、特效去油靈TF-101BN、特效去油靈TF-101B)和2種柔軟劑(柔軟劑TF-404A、柔軟劑BG1-311)進(jìn)行基礎(chǔ)試驗(yàn)，綜合分析結(jié)果后，優(yōu)選出1種絲光皂、1種去油劑、2種精練劑和2種柔軟劑來(lái)進(jìn)行正交試驗(yàn)。

1 試 驗(yàn)

1.1 材料及儀器

無(wú)水Na2CO3(分析純，上海試劑總廠)，絲光皂920(蘇州保德日化廠)，特效去油靈TF-101BN(浙江傳化有限公司)，精練劑AP-330、精練劑C-180(蘇州保德日化廠)，柔軟劑BG1-311(蘇州保德日化廠)，柔軟劑TF-404A(浙江傳化有限公司)，30 %H2O2(成都市科龍化工試劑廠)，pH計(jì)，恒溫水浴鍋，電子天平，恒溫烘箱，Instron5565型萬(wàn)能強(qiáng)力拉伸儀。

1.2 方 法

共分3個(gè)步驟。在第一步中，固定Na2CO3的質(zhì)量濃度為0.04 g/L，H2O2的體積分?jǐn)?shù)為1 %，絲光皂920的質(zhì)量濃度為0.5 g/L，特效去油靈TF-101BN的質(zhì)量濃度按正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的要求選定，在100 ℃的上述混合液中煮沸45 min后，用40 ℃左右的去離子水反復(fù)洗滌3次以備在第二步中使用。

在第二步中，固定絲光皂920質(zhì)量濃度為1 g/L，柔軟劑BG1-311質(zhì)量濃度為0.5 g/L，精練劑是在優(yōu)選出的2種中按正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的要求選一種，其質(zhì)量濃度為0.04 g/L，在100 ℃上述混合液中煮沸60 min，用40 ℃左右的去離子水反復(fù)洗滌3次并擰干以備在第三步中使用。

第三步時(shí)，在優(yōu)選出的2種柔軟劑中按正交設(shè)計(jì)的要求選一種，其質(zhì)量濃度為10 g/L，保持一定的溫度在上述柔軟劑中浸泡試樣60 min，用冰醋酸調(diào)pH值至6～7后，用40 ℃左右的去離子水反復(fù)洗滌3次后脫水，將脫水之后的試樣在烘箱(105 ℃)內(nèi)烘干至恒重，迅速移至恒溫恒濕間平衡24 h后，經(jīng)梳理后剪成50 cm長(zhǎng)的試樣在Instron5565型萬(wàn)能強(qiáng)力拉伸儀上進(jìn)行絲綿強(qiáng)力的測(cè)定。其中測(cè)試條件為：試樣夾持長(zhǎng)度250 mm，拉伸速度250 mm/min，預(yù)張力20 cN，溫度(20±2)℃，相對(duì)濕度(65±5)%。

1.3 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

根據(jù)基礎(chǔ)試驗(yàn)的結(jié)果選擇2種不同質(zhì)量濃度的去油靈TF-101BN、2種精練劑及2種柔軟劑為正交試驗(yàn)的因素，其因素水平表如表1所示。

表1 正交試驗(yàn)因素水平Tab.1 The factors and levels of orthogonal experiment

每個(gè)因素分別取2個(gè)水平做試驗(yàn)，現(xiàn)通過(guò)試驗(yàn)希望可以找到最佳的工藝方案。本試驗(yàn)有3個(gè)2水平因素，初步選定正交試驗(yàn)表L8(27)進(jìn)行試驗(yàn)，共需8次試驗(yàn)。根據(jù)L8(27)正交表的交互作用表設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)表[4]，如表2所示。

表2 L8(27)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)Tab.2 The design of L8(27)orthogonal experiment

2 數(shù)據(jù)與分析

2.1 試驗(yàn)數(shù)據(jù)

試驗(yàn)的取樣順序采用隨機(jī)抽取的方式取得，為6，7，3，5，2，1，8，4。按表2進(jìn)行試驗(yàn)，將得到的斷裂載荷數(shù)據(jù)記錄入表3中。

2.2 方差分析

記錄絲膠溶失率和斷裂載荷分析于表4。

計(jì)算各離差平方和：

T＝72 182.76 cN為6次試驗(yàn)之和?？傠x差平方和：

取A×B項(xiàng)為誤差列，則：

表3 斷裂載荷數(shù)據(jù) cNTab.3 The datum of fracture load

表4 絲膠溶失率和斷裂載荷分析Tab.4 Analysis of sericin degumming loss percentage and fracture load

查F分布表得，顯著性水平a＝0.05時(shí)，F(xiàn)0.05(1，40)≈4。而F＜4，故認(rèn)為S誤1與S誤2差異不顯著，可合并。其方差分析結(jié)果如表5所示。

表5 斷裂載荷方差分析Tab.5 Variance analysis of fracture load

顯著性水平a＝0.05時(shí)，查F分布表可得F0.05(1，41)≈F0.05(1，43)≈4，故取方案A2B2C1。得到最佳方案為：第一步中Na2CO3質(zhì)量濃度為0.04 g/L，H2O2體積濃度為10 mL/L，絲光皂920質(zhì)量濃度為0.5 g/L，特效去油靈TF-101BN質(zhì)量濃度1 g/L，在100 ℃的上述混合液中煮沸45 min后，用40 ℃左右的去離子水反復(fù)洗滌3次；第二步絲光皂920質(zhì)量濃度為1 g/L，柔軟劑BG1-311質(zhì)量濃度為0.5 g/L，精練劑C-180質(zhì)量濃度為0.04 g/L，在100 ℃上述混合液中煮沸60 min，用40℃左右的去離子水反復(fù)洗滌3次并擰干；第三步選擇柔軟劑TF-404A質(zhì)量濃度為10 g/L，保持一定的溫度在上述柔軟劑中浸泡試樣60 min，用冰醋酸調(diào)pH值至6～7后，用40 ℃左右的去離子水反復(fù)洗滌3次后脫水，完成洗綿工藝。

將B、C合并入誤差，且把其結(jié)果記錄入表6。

對(duì)絲膠的溶失率進(jìn)行方差分析，采用SPSS軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，最后得到的方差分析如表7所示。

表6 方差合并分析Tab.6 Combined analysis of variance

表7 絲膠溶失率方差分析Tab.7 Variance analysis of sericin degumming loss percentage

因素A的FA＝0.036，由自由度df1＝1，df2＝4和顯著性水平a＝0.05，查F分布表得F0.05(1，4)＝7.71，所以FA＜F0.05(1，4)，即因素A對(duì)絲膠溶失率的影響不顯著。因素B的FB＝0.076，由自由度df1＝1，df2＝4和顯著性水平a＝0.05，而F0.01(1，4)＝7.71，所以FB＜F0.01(1，4)，得到因素B對(duì)絲膠的溶失率影響不顯著。因素C的FC＝0.015，由自由度df1＝1，df2＝4和顯著性水平a＝0.01，而F0.01(1，4)＝7.71，所以FC＜F0.01(1，4)，得出因素C對(duì)絲膠溶失率的影響不顯著。綜上所述，因素A(去油靈A的質(zhì)量濃度)、因素B(精練劑B的種類(lèi))和因素C(柔軟劑C的種類(lèi))對(duì)絲膠的溶失率影響均不顯著，所以在選擇去油靈的質(zhì)量濃度、精練劑的種類(lèi)和柔軟劑的種類(lèi)時(shí)不考慮其對(duì)絲膠溶失率的影響。

3 結(jié) 語(yǔ)

1)通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，絲綿的去色由H2O2解決；含油率主要通過(guò)去油靈與利用水和油的比重不同漂去的方法解決；脫膠與保持強(qiáng)力由精練劑解決；柔軟膨松主要由柔軟劑解決。

2)通過(guò)正交試驗(yàn)得出，H2O2的體積濃度為10 mL/L，去油靈TF-101BN質(zhì)量濃度為0.5 g/L，精練劑c-180的質(zhì)量濃度為0.04 g/L，柔軟劑TF-404A的質(zhì)量濃度為10 g/L時(shí)，脫膠得到的絲綿強(qiáng)力最大。

3)對(duì)絲膠的溶失率進(jìn)行方差分析，采用SPSS軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，最后得到因素A(去油靈A的質(zhì)量濃度)、因素B(精練劑B的種類(lèi))和因素C(柔軟劑C的種類(lèi))對(duì)絲膠的溶失率影響均不顯著，所以在選擇去油靈的質(zhì)量濃度、精練劑的種類(lèi)和柔軟劑的種類(lèi)時(shí)不考慮其對(duì)絲膠溶失率的影響。

[1] 盛家鏞，孫道權(quán)，潘志娟，等.用下腳繭生產(chǎn)高彈性保健絲綿被的工藝研究[J].絲綢，2006(4)：28-30.

[2] 儲(chǔ)呈平，盛家鏞，林紅，等.新型多功能絲綿被的研制與開(kāi)發(fā)[J].絲綢，2003(12)：8-11.

[3] 寧晚娥，蔣新建，胡征宇，等.絲綿脫膠試驗(yàn)研究[J].現(xiàn)代絲綢科學(xué)與技術(shù)，2010，1(1)：5-7.

[4] 吳喜之.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2005：64-102.

Explorer of the scouring and fi nishing technics of mechanism fl oss silk

LIN Hai-tao1, NING Wan-e1, HUANG Ji-wei1, JIANG Fang1, HU Zheng-yu2
(1.Department of Biological and Chemical Engineering, Guangxi College of Engineer, Liuzhou 545006, China; 2.College of Textile and C1othing Engineering, Soochow University, Suzhou 215021, China)

To improve the properties of floss silk products, this paper used scouring method instead of soapalkali method in process, obtained the optimum three-step scouring and finishing technics of silk floss through the orthogonal test experiment, to ensure the strength of floss silk after scouring and finishing technics. The results showed the volume concentration of H2O2was 10 mL/L, the mass fractions of degreasing TF-101BN,refining agent c-180 and softener TF-404A was 0.5 g/L, 0.04 g/L and 10 g/L respectively, the strength of floss silk after degumming was maximum.

Floss silk; Refining agent; Fracture load; Finishing technics

TS143.3

A

1001-7003(2012)02-0015-03

2011-09-27

廣西科學(xué)研究與技術(shù)開(kāi)發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(11107018-6)；柳州市應(yīng)用技術(shù)研究與開(kāi)發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(2011E010101)

林海濤(1973－ )，男，副教授，主要從事繭絲綢新工藝與新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)與研究。通訊作者：寧晚娥，講師，ningwane@163.com。