CN101446036A - 在真丝织物上固着丝胶与纳米材料的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种在真丝织物上固着丝胶与纳米材料的方法,先对真丝织物进行部分脱胶处理,获得含丝胶量为10~15%的含胶真丝织物;再将其在浓度为0.1~0.5mol/L的可溶性金属盐水溶液中采取浸渍、浸轧或喷雾的方法进行处理;经在温度为60~80℃的碱蒸汽处理30~120分钟后,获得具有抗菌、防紫外、抗静电等诸多纳米功能的真丝产品。该方法工艺简单,节能环保,并可在传统的染整设备上进行,劳动效率高,极易推广使用。

Description

在真丝织物上固着丝胶与纳米材料的方法
技术领域
本发明涉及一种功能性纺织品加工的方法,特别涉及一种在真丝织物上固着丝胶与纳米材料的方法,属纺织品后整理技术领域。
背景技术
传统的丝绸行业主要是利用蚕丝的内层丝素部分,而对蚕丝的外层丝胶部分(一般占整个坯绸重量的20%以上)要经过前处理而将其脱掉,并随废水一起排放,这不仅是对我国丝绸发源地的一种资源浪费,而且不利于环境保护。如何将丝胶蛋白这一天然资源加以保留或回收利用,引起了研究者的广泛兴趣。其中丝胶固着始终是一个引人关注的课题,因为丝胶的固着不仅节约资源,省却脱胶前处理工序,而且可以产生丰满、厚实、挺括的手感,提高丝织物的抗皱性和悬垂性,甚至使丝织物达到仿毛或仿毛的效果,从而改善真丝纤维的服用性能。同时丝胶固着也是一种有效的丝绸增重方法之一。文献[国外丝绸,2000(6)]报道利用丝胶固着技术,对真丝绸坯布进行部分加工,通过不同的起绉、不同的丝胶残留量、染色性的变化,在同一坯布上产生混杂不同色泽、不同风格的新型白坯布。已有的丝胶固着研究的基本原理是:在固胶剂的分子中都含有能与丝胶大分子侧链上某些反应的官能团,在一定的催化剂条件下,这些官能团与丝胶分子中某些基团反应后生成共价交链,共价交链的生成将丝胶分子之间连接起来,从而能降低丝胶的溶解度使其成为蚕丝表面能持久保留的部分。就以往国内外研究过的固胶剂而言,大致有:三氯化铬、明矾、铬矾、丹宁酸、甲醛、脲醛树脂、硫脲甲醛树指、二羟甲基乙烯脲、环氧化台物、二醛淀粉、戊二醛、氰尿酸等。如文献[印染助剂,2004(3)]采用含稀土金属离子为固着剂,铵盐类化合物为固着促进剂,通过稀土金属离子与丝胶和丝素上极性基团的配位键结合,降低丝胶的水溶性,达到增重丝纤维的目的。文献[纺织学报,2000(5)]采用两种三活性官能团交联剂三聚氯氰和三聚缩水甘油基异氰酸进行了蚕丝丝胶固着工艺的探索性研究,取得了较好的固胶效果。
上述所谈到的丝胶固着技术主要是围绕丝胶增重的目的。但随着科技的进步和人们生活水平的提高,人们已不单纯满足于丝绸重量的增加,功能性丝织物更是受到消费者的亲睐,也引起了研究者的广泛关注,蚕丝的功能性整理如抗菌性、防紫外性、抗静电性以及阻燃性是蚕丝面料功能性整理的重点。其中利用纳米材料的特殊性能开发多功能、高附加值的功能织物,将在未来的纺织行业创出巨大的经济和社会效益。但目前的纳米功能真丝纺织品的加工方法一般采用后整理技术,即将功能纳米粉体配制成一定的水分散体系,然后采用浸、轧、烘的方式将纳米材料附着在织物表面上,纳米材料和织物的结合依靠粘合剂的作用,极大影响真丝织物的手感及安全性,而且功能纳米粉体的分散得不到有效解决,最后吸附或镶嵌在织物上的材料不是纳米级而是微米级,纳米整理的纺织品往往并不具备纳米功能,或者说纳米功能并不能充分体现出来。因此在织物上原位合成纳米粒子赋予织物纳米功能引起了人们强烈的兴趣,国内外见到关于在棉织物上原位合成纳米粒子的报道,但对真丝织物的原位纳米功能整理国内未见报道,国外报道也较少,如文献[Colloids and surfacesA,2006(289)]报道了一种纳米银对真丝织物的抗菌整理,通过在聚丙烯酸酯水溶液中产生纳米银然后采用浸渍的方法涂覆到织物表面。文献[Materialsletters,2007(61)]采用在丝织物表面原位形成纳米AgCl制备出抗菌丝织物。
发明内容
为了克服现有技术存在的不足,本发明的目的在于提供一种工艺简单、节能环保的在真丝织物上固着丝胶与纳米材料的方法。
为达到上述发明目的,本发明提供的技术方案是:提供一种在真丝织物上固着丝胶与纳米材料的方法,其步骤如下:
(1)对真丝织物进行部分脱胶处理,获得含丝胶量为10~15%的含胶真丝织物;
(2)将可溶性金属盐配成浓度为0.1~0.5mol/L的水溶液,上述含胶真丝织物在可溶性金属盐水溶液中采取浸渍、浸轧或喷雾的方法进行处理;
(3)将织物置于充满碱蒸汽的容器中进行处理,碱蒸汽的温度为60~80℃,处理时间为30~120分钟;结束后再在焙烘室中进行热处理;
(4)经皂洗、水洗,烘干处理,获得在真丝织物上固着丝胶与纳米材料的纳米功能真丝产品。
上述技术方案中,所述的可溶性金属盐为锌、镁、铝、铜、铁、铈、钴、镍的氯化物,硝酸盐,硫酸盐,柠檬酸盐和醋酸盐。
所述的碱蒸汽选自氨水与乙醇的混合物,氨水与甲醇的混合物,氨水、乙醇与甲醇的混合物,氨水在混合物中所占体积比为40~80%。
所述脱胶工艺包括高温高压法、碱法以及酶碱法。其中,高温高压法的温度控制在100~120℃,压力控制在150~190kPa;碱法中所用碱为碳酸钠、碳酸氢钠、尿素中的一种或几种混合物,温度为70~90℃,pH值控制在9~10;酶碱法中酶包括209,2709碱性蛋白酶,碱为碳酸钠、碳酸氢钠的一种或其混合物,温度为40~60℃,pH值控制在7~8,酶用量为1~2g/L。
本发明具有的有益效果是:
1.利用纳米材料的量子尺寸效应、巨大比表面效应来改善丝胶大分子的结晶行为和结晶方向,促进丝胶蛋白分子侧链间以及与丝素分子之间的结合,降低丝胶的水溶性,达到环保性固胶的目的。
2.利用丝胶作成膜剂将新生成的纳米材料固定在织物表面,保证了纳米材料在纺织品表面的均匀分布以及纳米功能的充分发挥,由于纳米材料的固着不需要粘合剂的参与,使得工艺与产品均具有环保性。
3.丝胶与纳米材料固着在一步中完成,利用纳米材料和丝胶的协同效应,在固着丝胶的同时赋予织物抗菌、防紫外、抗静电等诸多纳米功能,并可在传统的染整设备上进行,劳动效率高,无废水废气排放,节约能源,极易推广使用。
附图说明
图1是按本发明实施例1技术方案所制备的部分脱胶真丝的扫描电镜图;
图2是按本发明实施例1技术方案所制备的含胶纳米功能真丝织物的扫描电镜图;
图3是按本发明实施例1技术方案所制备的含胶纳米功能真丝织物与普通真丝织物的紫外吸收曲对比线图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
实施例1:
将真丝坯布浸入pH值为7.5的碳酸钠与2709碱性蛋白酶组成的处理液中,在50℃下处理40min,使真丝表面丝胶溶胶化并产生较轻微的水解作用,用60℃的温水冲洗1min,获得含丝胶量为11%且残余丝胶分布均匀、结构蓬松的含胶织物;将含胶织物浸入浓度为0.3mol/L的水溶性金属盐Zn(NO3)2溶液中,室温处理30min,在轧车中轧去多余水分后进入含有体积比为1:1的氨水/乙醇的蒸汽室中,在75℃下处理60min,进入热定型机中在80℃下预烘2min,在120℃下焙烘2min;按浴比1∶30(织物重量与洗涤液体积之比)将织物放入含3g/L的纯碱以及1g/L的肥皂的皂碱溶液中于60℃下处理30min,再在清水中漂净,烘干后即得到含胶纳米功能真丝织物。
在本发明中,金属盐包括所有可溶于水的金属盐,例如:锌、镁、铝、铜、铁、铈、钴、镍的氯化物,硝酸盐,硫酸盐,柠檬酸盐和醋酸盐。
参见附图1,它是按本实施例技术方案所制备的部分脱胶真丝的扫描电镜图;由扫描电镜分析结果可知,半脱胶真丝织物表面的丝胶分布均匀且呈现蓬松状,有利于后续纳米材料的原位合成。
参见附图2,它是按本实施例技术方案所制备的含胶纳米功能真丝织物的扫描电镜图;由图可见,真丝织物表面的纳米材料分布均匀,呈现直径为10~20nm,长度为200~300nm的棒状结构,分布比较均匀。
参见附图3,它是按本实施例技术方案所制备的含胶纳米功能真丝织物与普通真丝织物的紫外吸收曲线对比图。从图中的曲线中可以看出,含胶功能真丝织物在紫外线全波段具有良好的屏蔽功能,织物的UPF指数达到40以上,而普通未经处理的真丝织物的UPF指数仅为6.74。
同时,按本实施例所述的方法制得的含胶功能真丝织物进行抗菌效果试验,其结果显示,处理后织物对大肠杆菌和金黄葡萄球菌具有优良的抑菌效果。
实施例2:
将真丝坯布浸入pH值为9.8的碳酸钠与碳酸氢钠组成的缓冲碱液中,在78℃下处理30min,用60℃的温水冲洗1min,浸入浓度为0.3mol/L的Zn(NO3)2溶液中,室温处理30min,在轧车中轧去多余水分后进入含有体积比为1:1的氨水/甲醇的蒸汽室中,在65℃下处理60min,在热定型机中在80℃下预烘2min,在120℃下焙烘2min;按浴比1∶30(织物重量与洗涤液体积之比)将织物放入含3g/L的纯碱以及1g/L的肥皂的皂碱溶液中于60℃下处理30min,然后在清水中漂净,烘干后即得到含胶纳米功能真丝织物。测试结果表明所得织物含丝胶量为11%,UPF指数为35,对大肠杆菌和金黄葡萄球菌抑菌率为95%以上。
实施例3:
将真丝坯布浸入pH值为7.5的碳酸钠与2709碱性蛋白酶组成的处理液中,在50℃下处理40min,用60℃的温水冲洗1min,浸入浓度为0.5mol/L的Mg(NO3)2溶液中,室温处理30min,在轧车中轧去多余水分后进入含有体积比为2:1的氨水/(乙醇1/2+甲醇1/2)的蒸汽室中,在70℃下处理60min,在热定型机中在80℃下预烘2min,在110℃下焙烘4min;按浴比1∶30(织物重量与洗涤液体积之比)将织物放入含3g/L的纯碱以及1g/L的肥皂的皂碱溶液中于60℃下处理30min,然后在清水中漂净,烘干后即得到含胶纳米功能真丝织物。测试结果表明所得织物含丝胶量为10%,限氧指数为38,续燃时间为0s,阴燃时间为11.5s,损毁长度为1.2cm。具有明显的阻燃效果。

Claims (7)

1.一种在真丝织物上固着丝胶与纳米材料的方法,其特征在于步骤如下:
(1)对真丝织物进行部分脱胶处理,获得含丝胶量为10~15%的含胶真丝织物;
(2)将可溶性金属盐配成浓度为0.1~0.5mol/L的水溶液,上述含胶真丝织物在可溶性金属盐水溶液中采取浸渍、浸轧或喷雾的方法进行处理;
(3)将织物置于充满碱蒸汽的容器中进行处理,碱蒸汽的温度为60~80℃,处理时间为30~120分钟;结束后再在焙烘室中进行热处理;
(4)经皂洗、水洗,烘干处理,获得在真丝织物上固着丝胶与纳米材料的纳米功能真丝产品。
2.根据权利要求1所述的在真丝织物上固着丝胶与纳米材料的方法,其特征在于:所述的可溶性金属盐为锌、镁、铝、铜、铁、铈、钴、镍的氯化物,硝酸盐,硫酸盐,柠檬酸盐或醋酸盐。
3.根据权利要求1所述的在真丝织物上固着丝胶与纳米材料的方法,其特征在于:所述的碱蒸汽选自氨水与乙醇的混合物,氨水与甲醇的混合物,或氨水、乙醇与甲醇的混合物,氨水在混合物中所占体积比为40~80%。
4.根据权利要求1所述的在真丝织物上固着丝胶与纳米材料的方法,其特征在于:所述脱胶工艺包括高温高压法、碱法以及酶碱法。
5.根据权利要求1或4所述的在真丝织物上固着丝胶与纳米材料的方法,其特征在于:所述的脱胶处理中,高温高压法的温度控制在100~120℃,压力控制在150~190kPa。
6.根据权利要求1或4所述的在真丝织物上固着丝胶与纳米材料的方法,其特征在于:所述的脱胶处理中,碱法中所用碱为碳酸钠、碳酸氢钠、尿素中的一种或几种混合物,温度为70~90℃,pH值控制在9~10。
7.根据权利要求1或4所述的在真丝织物上固着丝胶与纳米材料的方法,其特征在于:所述的脱胶处理中,酶碱法中酶包括209,2709碱性蛋白酶,碱为碳酸钠、碳酸氢钠的一种或其混合物,温度为40~60℃,pH值控制在7~8,酶用量为1~2g/L。
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