純毛織物防氈縮整理

純毛織物防氈縮整理——理論與實(shí)踐之淺析申宏輝李世朋（山東南山紡織服飾有限公司，山東龍口，265706）摘要:介紹了羊毛織物防氈縮的機(jī)理和方法。著重純羊毛織物防縮進(jìn)行的工藝實(shí)踐。探討了加工工藝流程、工藝條件，并對(duì)防縮處理后的織物進(jìn)行了質(zhì)量檢測(cè)。防縮毛織物具有廣闊的市場(chǎng)前景。關(guān)鍵詞：防縮處理、羊毛織物、工藝實(shí)踐Antifeltingfinishingofwoolfabric TheoryandPracticeShenHonghuiLiShipeng（ShandongNanshanFabricandGarmentCompanyLtd.，ShandongLongkou，265706）Abstract:Introducedthemechanismandmethodofwoolfabricantifelting,thepaperfocusonprocesspractice.Discussedtheprocessflow,processconditions,anddoqualityinspectiononanti-feltingtreatmentoffabrics.Theanti-feltingfabrichasabroadmarketprospectoKeywords：antifeltingtreatment，woolfabric，processpractice羊毛是具有典型鱗片結(jié)構(gòu)的紡織用纖維，正是這一特殊結(jié)構(gòu)使其具有與眾不同的縮絨性［1］。羊毛纖維集合體在一定的溫濕度條件下，經(jīng)反復(fù)連續(xù)不斷的無規(guī)則外力作用，體積會(huì)逐漸縮小、單重增大，并且表面出現(xiàn)細(xì)密絨毛，使人們可以得到外觀粗獷、表面絨毛密布、結(jié)實(shí)厚重、保暖性好的毛紡制品，這是對(duì)紡織加工生產(chǎn)有利的一面）但羊毛的這種縮絨性也存在一定的弊端，它使得普通的、未經(jīng)防縮處理的純毛織物發(fā)生縮絨，從而導(dǎo)致產(chǎn)品外觀不良、起球發(fā)毛等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了產(chǎn)品的質(zhì)量⑵。生產(chǎn)上為了克服這種現(xiàn)象，多年來，雖然從原料方面采取了選擇與搭配使用等多項(xiàng)措施，但仍不能達(dá)到防起球與防氈縮的要求）目前一般采用化學(xué)整理的方法來防止純毛織物的起球和氈縮，經(jīng)過處理后的制品，穿著時(shí)不起球，洗衣機(jī)洗滌時(shí)，也不會(huì)發(fā)生氈縮⑶。1羊毛的縮絨性及防縮機(jī)理羊毛屬蛋白質(zhì)纖維，其化學(xué)成分由20多種a氨基酸（主要有谷氨酸、胱氨酸、精氨酸、天冬氨酸等）通過肽鍵、氫鍵、離子鍵連接而成，氨基酸中的雙硫鍵在蛋白質(zhì)分子鏈間形成交聯(lián)鍵，它們分別構(gòu)成了羊毛的不同組織。羊毛由鱗片層和皮質(zhì)層組成，羊毛的鱗片層又由鱗片表、鱗片外層和鱗片內(nèi)層組成，羊毛表面鱗片結(jié)構(gòu)將導(dǎo)致纖維的異向摩擦效應(yīng)。鱗片結(jié)構(gòu)是促使纖維產(chǎn)生縮絨的主要因素，如無鱗片特征的纖維則無縮絨性囹。但羊毛的縮絨性和羊毛本身彈性好也有很大的關(guān)系。近幾年，人們對(duì)羊毛縮絨性的理論進(jìn)行了歸納與總結(jié)，并稱之為，綜合理論，，主要觀點(diǎn)是:羊毛的縮絨性由定向摩擦效應(yīng)和高度的拉伸恢復(fù)性所決定，兩者缺一不可，前者稱之為制動(dòng)因素，后者則稱之為動(dòng)力因素。該理論已被大家普遍接受⑸。生產(chǎn)實(shí)踐中改變制動(dòng)因素和動(dòng)力因素中的任意一方，均可提高羊毛的防縮能力，但是為了保留羊毛纖維的優(yōu)良彈性，目前采用的方法還是以降低定向摩擦效應(yīng)為主。目前，生產(chǎn)中對(duì)羊毛織物進(jìn)行防縮處理主要以氯化處理為主⑹，即采用化學(xué)的方法去除羊毛鱗片或改善鱗片的性質(zhì)，而使蛋白質(zhì)組織柔化降解，并使之徹底剝蝕去除。對(duì)羊毛織物施以氯化處理，可以使羊毛表面鱗片剝落，從而使羊毛手感柔軟，光澤提高，同時(shí)具有防縮性能［刀。氯化處理在角骯上的主要化學(xué)作用是雙硫鍵的氧化和肽鍵的斷裂，同時(shí)角骯上的部分肽鍵斷裂，生成羧基和氨基。這樣，氧化后鱗片上受到損傷的部分會(huì)成為能夠溶于水的化合物，角骯解體，羊毛鱗片層全部或大部分剝落。羊毛鱗片被剝蝕后，則羊毛織物產(chǎn)生收縮的內(nèi)應(yīng)力也不復(fù)存在，故織物具有防縮性。2羊毛織物防縮整理的方法改變定向摩擦效應(yīng)可以使羊毛織物具有防縮性能，其途徑是多種多樣的，由此引出的防縮技術(shù)有近百種之多，歸納起來主要有三類：物理、化學(xué)減法處理；樹脂加法處理；加法減法結(jié)合的二步法處理⑻。目前，實(shí)際生產(chǎn)中，應(yīng)用比較成熟的改善純毛織物的變形收縮，主要是改變羊毛纖維表面鱗片的形態(tài)，限制羊毛發(fā)生相互糾纏，對(duì)羊毛表面鱗片進(jìn)行變性，主要包括氯化技術(shù)、氧化技術(shù)、樹脂防縮絨技術(shù)和生物酶技術(shù)等⑼。2.1氯化技術(shù)氯化技術(shù)是最早開發(fā)與應(yīng)用的羊毛防縮技術(shù)，它屬于減法處理［10］。這種技術(shù)早期是將羊毛纖維浸在飽和氯水(Cl+HO-HClO)中，其作用機(jī)理是氯與鱗片中含2 2胱氨酸殘基最多的鱗片外層發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，促使一s一S—-—SOH同時(shí)伴隨有肽3鏈的斷裂。實(shí)質(zhì)上HC1O是弱氧化劑，對(duì)羊毛的作用是氯化與氧化反應(yīng)共同作用的結(jié)果，其中氧化反應(yīng)起關(guān)鍵作用。單純的二硫鍵斷裂所形成的—SO3H不足以滿足防縮的要求，此間必須有肽鏈的水解、降解，使蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化為多肽乃至氨基酸，并能夠透過鱗片表層而溶出，使鱗片被部分或全部地剝除或軟化［⑴。所以，許多含氯的氧化試劑，如Cl、NaClO、NaClO、氯胺、硫酰氯(SOC1)、二氯異氤脲酸2 2 2 2鹽(DCCA)、三氯異氤脲酸(TCCA)等，都可以用于羊毛的氯化防縮加工中。目前工業(yè)生產(chǎn)中常用的氯化試劑有C"、NaClO和DCCA。它們?cè)谶m當(dāng)pH值的溶液中，均可以轉(zhuǎn)化為HClO促使鱗片層氧化、水解，達(dá)到防縮的目的。但是，人們也注意到羊毛纖維的皮質(zhì)層，尤其是基質(zhì)中也含有大量的胱氨酸殘基(一S—S—)及酪氨酸殘基，它們也會(huì)與HClO發(fā)生如同鱗片中類似的化學(xué)反應(yīng)，其結(jié)果必將導(dǎo)致羊毛皮質(zhì)層的破壞，使羊毛的物理機(jī)械性能惡化。所以氯化加工技術(shù)的關(guān)鍵問題是如何控制反應(yīng)深度，使化學(xué)反應(yīng)主要發(fā)生在鱗片部位，并盡量少損傷羊毛的皮質(zhì)層［12］。2.2氧化技術(shù)氧化技術(shù)的加工機(jī)理與氯化技術(shù)相似，也屬于減法處理，其作用機(jī)理是氧化劑與羊毛鱗片層中的一S—S—發(fā)生氧化反應(yīng)，即一S—S—+［O］f—SOH，只是不3存在像HClO對(duì)酪氨酸殘基部位那樣的特殊反應(yīng)。生產(chǎn)中為達(dá)到與氯化技術(shù)同樣的防縮絨效果，一般采用較為劇烈的加工條件，這樣，勢(shì)必殃及皮質(zhì)層而給羊毛帶來較大的損傷。生產(chǎn)中為有效地控制反應(yīng)速率和反應(yīng)深度，此技術(shù)常與氯化技術(shù)或濃鹽溶液并用，以避免或減少氧化劑對(duì)羊毛皮質(zhì)層的氧化損傷。目前工業(yè)生產(chǎn)中用于氧化防縮的氧化劑主要是高錳酸鉀(KMnO4)和過硫酸鹽。2.3樹脂防縮絨技術(shù)將防縮絨樹脂沉積在羊毛纖維的表面或使纖維間粘連或在纖維表面形成被敷效應(yīng)，以減少纖維的位移或減少羊毛的“制動(dòng)”能力，從而達(dá)到防縮絨的目的。該技術(shù)又稱為“加法”防縮絨技術(shù)。單純使用樹脂時(shí)，只有在高濃度下才能滿足防縮絨的要求，此時(shí)羊毛增重達(dá)5%?10%，這樣顯然會(huì)嚴(yán)重影響制品的手感［13］。為減輕防縮樹脂帶來的不利影響，目前廣泛采用降解-樹脂聯(lián)合的防縮工藝，既減少了降解帶來的纖維損傷，又減緩了因樹脂用量過高造成的手感惡化問題。生產(chǎn)中常用的樹脂有聚氨基甲酸酯類（如瑞士Ciba-Geigy公司生產(chǎn)的BraxanLFA和英國(guó)Bayer公司生產(chǎn)的synthappretLKF等）、聚酰氨表氯醇類（如美國(guó)生產(chǎn)的Hercosett57）、聚醚類（如BasolanSW和LankrolanSHR3等）和硅酮類防縮樹脂（如美國(guó)Dow-Corning公司生產(chǎn)的DC-109及瑞士Ciba-Geigy公司生產(chǎn)的UltratexESC等）等等。2.4生物酶技術(shù)羊毛采用氯化、氧化防縮工藝雖然已經(jīng)應(yīng)用了二十多年，特別是氯化-樹脂兩步法處理純毛絨線及其織物防氈縮工藝已相當(dāng)成熟，該技術(shù)具有羊毛強(qiáng)力損傷小，防氈縮效果好的特點(diǎn)。然而，由于該工藝廢水中存在大量的AXO（屬于鹵化有機(jī)物）類物質(zhì)，造成嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境污染，預(yù)計(jì)不久必將受到所有工業(yè)化國(guó)家法規(guī)的嚴(yán)格限制。為此，開發(fā)對(duì)環(huán)境污染小或無污染的整理工藝已成為防縮工藝的一個(gè)主要方向。羊毛鱗片層中胱氨酸含量較高，根據(jù)這一特點(diǎn)，選擇適當(dāng)?shù)牡鞍踪|(zhì)分解酶，它能高效催化胱氨酸肽鍵的水解。即蛋白酶與羊毛鱗片層中的胱氨酸作用，把部分二硫鍵轉(zhuǎn)變成硫氨酸，局部鱗片層受到破壞，并從羊毛纖維表層剝落下來［14］。酶是具有活性和專一性的生物催化劑，它本身也是蛋白質(zhì)，可被生物降解，酶催化作用的條件相當(dāng)溫和，所以，從環(huán)保和節(jié)能方面來說，它是極具潛力的催化劑［15］。用酶對(duì)羊毛進(jìn)行防氈縮處理，在不遠(yuǎn)的將來，一定會(huì)代替羊毛其它防氈縮的生產(chǎn)工藝。3純毛織物防縮整理的工藝實(shí)踐3.1工藝流程對(duì)羊毛進(jìn)行防縮處理可采用羊毛條和織物兩種處理辦法，但其防縮原理是一樣的，本文以氯化法在毛織物染整加工過程中對(duì)織物進(jìn)行了工藝實(shí)踐。對(duì)于條染產(chǎn)品其后整理可以采用如下工藝流程。坯布一洗呢一煮呢一防縮處理一浸漬一烘十一浸軋一烘十一中檢一刷毛一剪毛f給濕f壓光一KD—壓光一成檢一折卷一包裝一成品3.2防縮處理工藝防縮處理設(shè)備可以采用匹染機(jī)，也可以采用溢流機(jī)。3.2.1防縮處理配方氯化處方(%)： AV-DC 3.8?4.8非離子滲透劑 0.1?0.4甲酸調(diào)pH值 4.5±0.1浴比 1：25?35還原處方(%)： AV-還原劑 4.5?5.53.2.2防縮處理的升溫曲線防縮處理的升溫曲線見圖1所示。酸AV-DC50 30minAV-633P25-30°C40-60min酸AV-DC50 30minAV-633P25-30°C40-60min圖1防縮處理升溫曲線放空40T,30min30T,30min3.2.3防縮處理過程中的注意事項(xiàng)氯化法必須嚴(yán)格按工藝執(zhí)行！以期控制氯化程度!生產(chǎn)中需注意下列幾方面。滲透劑、酸是必不可少的，pH值應(yīng)穩(wěn)定在4.5±0.1加入DC前需保證面料已充分潤(rùn)濕，且工作液pH值應(yīng)均勻一致。AV-DC須分兩次用20倍以上的溫水化開，要充分?jǐn)嚢枞芙?，AV-DC加入時(shí)要緩慢進(jìn)行，不可直接倒入工作液內(nèi)，否則會(huì)產(chǎn)生氯化不均勻。AV-DC全部加完后，再次檢測(cè)pH值，應(yīng)使其穩(wěn)定在4.5±0.1，若過高，適量補(bǔ)酸調(diào)節(jié)，然后每隔15?20min用碘化鉀試紙檢測(cè)，直到試紙變白，表示反應(yīng)已經(jīng)完成。氯化完成后!放空處理液。還原劑也須用20倍以上的水化開，攪拌均勻使其充分溶解，分兩次加入，30min后放空處理液。用50°C的水溢流沖洗30min，并逐步降溫沖洗。若為匹染產(chǎn)品，沖洗后可續(xù)接染色工藝，但應(yīng)注意：由于毛纖維鱗片被部分剝除，染料用量可適當(dāng)降低，但始染溫度應(yīng)小于30C且染料要充分化開，并緩慢加入，染色后應(yīng)沖洗干凈。3.2.4其他防縮處理后浸漬工序采用平滑劑AV-633P（用量一般為4%?6%），使用前應(yīng)先用10倍以上的水稀釋，并攪勻，在水溫30r時(shí)緩慢加入，此時(shí)車速不應(yīng)太快，并適量加酸調(diào)節(jié)pH值為5?5.5之間，處理20?30min然后排空工作液后出布。浸漬后的面料經(jīng)烘干后浸軋，一般采用AV-650柔軟劑（用量一般為30?60g/L）生產(chǎn)中最好二浸二軋，帶液率60%?80%，處理液應(yīng)適量加酸，調(diào)pH值至5?5.5之間，并適量加非離子滲透劑（如平平加），以保證面料充分吸潤(rùn)處理液。3.3產(chǎn)品物理指標(biāo)測(cè)試某廠生產(chǎn)同樣品號(hào)的產(chǎn)品，對(duì)防縮產(chǎn)品和正常產(chǎn)品的成品進(jìn)行各項(xiàng)指標(biāo)的測(cè)試，其結(jié)果見表1。表1成品測(cè)試結(jié)果測(cè)試指標(biāo)正常產(chǎn)品 防縮產(chǎn)品經(jīng)向 緯向 經(jīng)向 緯向幅寬/cm153.9 149單重/(g,m-1)245.3 255紗線密度/[根?（10cm）-1]470 322 478 338斷裂強(qiáng)力/N587 264.3 498.9 214.0斷裂伸長(zhǎng)/%36.4 32.3 29.4 27.5縮水率/%2.5 0.2 1.8 0.1起球/級(jí)3?4 4回潮率/%10.28 13.32染整縮率/%1.8 1.24結(jié)束語(yǔ)經(jīng)過防縮處理后的毛織物，由于消除了羊毛表面的鱗片加之處理過程中施加柔軟劑的綜合作用，可以使處理后羊毛的手感提高到相當(dāng)于比處理前細(xì)1.5?2.0頗的程度，還減少了毛制品貼身服用時(shí)所產(chǎn)生的刺癢感，這就為羊毛衫內(nèi)衣化，羊毛制品作襯衫奠定了基礎(chǔ)。毛織物經(jīng)防縮后，羊毛纖維表面的鱗片被剝蝕，雙向摩擦系數(shù)差異降低，消除了羊毛織物發(fā)生氈縮的內(nèi)因，其成品尺寸穩(wěn)定，服用性能更好。特別是對(duì)毛色較差的羊毛，如低檔的烏拉圭羊毛（細(xì)度等級(jí)低于64支）和國(guó)毛，往往這一色澤不能通過洗毛工藝來提高白度。經(jīng)防縮處理后，毛纖維外表的深色沾污即隨毛纖維表面的蛋白質(zhì)剝蝕而去除，再加上氯化工序中對(duì)毛纖維的漂白作用，處理后的毛纖維完全可以達(dá)到與澳毛同樣的白度、光澤和手感，且纖維細(xì)度有所降低，提高了可紡支數(shù)，制成的面料具有良好的手感、光澤、抗起球及染色性能，并可達(dá)到防縮、可機(jī)洗要求，從而加工出高檔的產(chǎn)品?？傊揽s處理的最大優(yōu)點(diǎn)就是能大幅度提高織物的手感、光澤，織物手感非常柔滑，有如羊絨織品，而光澤如絲綢一般，非常符合現(xiàn)代人的審美情趣。防縮織物所具有的優(yōu)異性大大提高了羊毛制品的檔次，市場(chǎng)前景看好。而且處理工藝成本低，設(shè)備與正常生產(chǎn)的設(shè)備相同，無需新增設(shè)備，但生產(chǎn)中對(duì)其工藝過程應(yīng)嚴(yán)格控制，以避免纖維受損傷且應(yīng)注重環(huán)境的保護(hù)。5參考文獻(xiàn)姚穆，周錦芳，黃淑珍，等.紡織材料學(xué)(第二版)[M].北京