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纯毛织物防毡缩整理理论与实践之浅析 摘要:介绍了羊毛织物防毡缩的机理和方法。着重纯羊毛织物防缩进行的工艺实践。探讨了加工工艺流程、工艺条件，并对防缩处理后的织物进行了质量检测。防缩毛织物具有广阔的市场前景。关键词：防缩处理、羊毛织物、工艺实践Anti felting finishing of wool fabricTheory and Practice Abstract: Introduced the mechanism and method of wool fabric anti felting, the paper focus on process practice. Discussed the process flow, process conditions, and do quality inspection on anti-felting treatment of fabrics. The anti-felting fabric has a broad market prospect。Key words：anti felting treatment，wool fabric，process practice羊毛是具有典型鳞片结构的纺织用纤维，正是这一特殊结构使其具有与众不同的缩绒性1。羊毛纤维集合体在一定的温湿度条件下，经反复连续不断的无规则外力作用，体积会逐渐缩小、单重增大，并且表面出现细密绒毛，使人们可以得到外观粗犷、表面绒毛密布、结实厚重、保暖性好的毛纺制品，这是对纺织加工生产有利的一面) 但羊毛的这种缩绒性也存在一定的弊端，它使得普通的、未经防缩处理的纯毛织物发生缩绒，从而导致产品外观不良、起球发毛等现象，严重影响了产品的质量2。生产上为了克服这种现象，多年来，虽然从原料方面采取了选择与搭配使用等多项措施，但仍不能达到防起球与防毡缩的要求) 目前一般采用化学整理的方法来防止纯毛织物的起球和毡缩，经过处理后的制品，穿着时不起球，洗衣机洗涤时，也不会发生毡缩3。1 羊毛的缩绒性及防缩机理羊毛属蛋白质纤维，其化学成分由20多种氨基酸（主要有谷氨酸、胱氨酸、精氨酸、天冬氨酸等）通过肽键、氢键、离子键连接而成，氨基酸中的双硫键在蛋白质分子链间形成交联键，它们分别构成了羊毛的不同组织。羊毛由鳞片层和皮质层组成，羊毛的鳞片层又由鳞片表、鳞片外层和鳞片内层组成，羊毛表面鳞片结构将导致纤维的异向摩擦效应。鳞片结构是促使纤维产生缩绒的主要因素，如无鳞片特征的纤维则无缩绒性4。但羊毛的缩绒性和羊毛本身弹性好也有很大的关系。近几年，人们对羊毛缩绒性的理论进行了归纳与总结，并称之为，综合理论，主要观点是：羊毛的缩绒性由定向摩擦效应和高度的拉伸恢复性所决定，两者缺一不可，前者称之为制动因素，后者则称之为动力因素。该理论已被大家普遍接受5。生产实践中改变制动因素和动力因素中的任意一方，均可提高羊毛的防缩能力，但是为了保留羊毛纤维的优良弹性，目前采用的方法还是以降低定向摩擦效应为主。目前，生产中对羊毛织物进行防缩处理主要以氯化处理为主6，即采用化学的方法去除羊毛鳞片或改善鳞片的性质，而使蛋白质组织柔化降解，并使之彻底剥蚀去除。对羊毛织物施以氯化处理，可以使羊毛表面鳞片剥落，从而使羊毛手感柔软，光泽提高，同时具有防缩性能7。氯化处理在角朊上的主要化学作用是双硫键的氧化和肽键的断裂，同时角朊上的部分肽键断裂，生成羧基和氨基。这样，氧化后鳞片上受到损伤的部分会成为能够溶于水的化合物，角朊解体，羊毛鳞片层全部或大部分剥落。羊毛鳞片被剥蚀后，则羊毛织物产生收缩的内应力也不复存在，故织物具有防缩性。2 羊毛织物防缩整理的方法改变定向摩擦效应可以使羊毛织物具有防缩性能，其途径是多种多样的，由此引出的防缩技术有近百种之多，归纳起来主要有三类：物理、化学减法处理；树脂加法处理；加法减法结合的二步法处理8。目前，实际生产中，应用比较成熟的改善纯毛织物的变形收缩，主要是改变羊毛纤维表面鳞片的形态，限制羊毛发生相互纠缠，对羊毛表面鳞片进行变性，主要包括氯化技术、氧化技术、树脂防缩绒技术和生物酶技术等9。2.1 氯化技术氯化技术是最早开发与应用的羊毛防缩技术，它属于减法处理10。这种技术早期是将羊毛纤维浸在饱和氯水(Cl2+H2OHClO)中，其作用机理是氯与鳞片中含胱氨酸残基最多的鳞片外层发生化学反应，促使SSSO3H同时伴随有肽链的断裂。实质上HClO是弱氧化剂,对羊毛的作用是氯化与氧化反应共同作用的结果，其中氧化反应起关键作用。单纯的二硫键断裂所形成的SO3H不足以满足防缩的要求，此间必须有肽链的水解、降解，使蛋白质转化为多肽乃至氨基酸，并能够透过鳞片表层而溶出，使鳞片被部分或全部地剥除或软化11。所以，许多含氯的氧化试剂，如Cl2、NaClO、NaClO2、氯胺、硫酰氯(SO2Cl2)、二氯异氰脲酸盐(DCCA)、三氯异氰脲酸(TCCA)等，都可以用于羊毛的氯化防缩加工中。目前工业生产中常用的氯化试剂有Cl2、NaClO和DCCA。它们在适当pH值的溶液中，均可以转化为HClO促使鳞片层氧化、水解，达到防缩的目的。但是，人们也注意到羊毛纤维的皮质层，尤其是基质中也含有大量的胱氨酸残基(SS) 及酪氨酸残基，它们也会与HClO发生如同鳞片中类似的化学反应，其结果必将导致羊毛皮质层的破坏，使羊毛的物理机械性能恶化。所以氯化加工技术的关键问题是如何控制反应深度，使化学反应主要发生在鳞片部位，并尽量少损伤羊毛的皮质层 12。2.2氧化技术氧化技术的加工机理与氯化技术相似，也属于减法处理，其作用机理是氧化剂与羊毛鳞片层中的SS发生氧化反应，即SS+OSO3H，只是不存在像HClO对酪氨酸残基部位那样的特殊反应。生产中为达到与氯化技术同样的防缩绒效果，一般采用较为剧烈的加工条件，这样，势必殃及皮质层而给羊毛带来较大的损伤。生产中为有效地控制反应速率和反应深度，此技术常与氯化技术或浓盐溶液并用，以避免或减少氧化剂对羊毛皮质层的氧化损伤。目前工业生产中用于氧化防缩的氧化剂主要是高锰酸钾（KMnO4）和过硫酸盐。2.3树脂防缩绒技术将防缩绒树脂沉积在羊毛纤维的表面或使纤维间粘连或在纤维表面形成被敷效应，以减少纤维的位移或减少羊毛的“制动”能力，从而达到防缩绒的目的。该技术又称为“加法”防缩绒技术。单纯使用树脂时，只有在高浓度下才能满足防缩绒的要求，此时羊毛增重达5%10%，这样显然会严重影响制品的手感13。为减轻防缩树脂带来的不利影响，目前广泛采用降解-树脂联合的防缩工艺，既减少了降解带来的纤维损伤，又减缓了因树脂用量过高造成的手感恶化问题。生产中常用的树脂有聚氨基甲酸酯类(如瑞士Ciba-Geigy公司生产的Braxan LFA和英国Bayer公司生产的synthappret LKF等)、聚酰氨表氯醇类(如美国生产的Hercosett 57)、聚醚类(如Basolan SW和Lankrolan SHR3等)和硅酮类防缩树脂(如美国Dow-Corning公司生产的DC-109及瑞士Ciba-Geigy公司生产的Ultratex ESC等)等等。2.4生物酶技术羊毛采用氯化、氧化防缩工艺虽然已经应用了二十多年， 特别是氯化-树脂两步法处理纯毛绒线及其织物防毡缩工艺已相当成熟，该技术具有羊毛强力损伤小，防毡缩效果好的特点。然而，由于该工艺废水中存在大量的AXO(属于卤化有机物)类物质，造成严重的生态环境污染，预计不久必将受到所有工业化国家法规的严格限制。为此，开发对环境污染小或无污染的整理工艺已成为防缩工艺的一个主要方向。羊毛鳞片层中胱氨酸含量较高，根据这一特点，选择适当的蛋白质分解酶，它能高效催化胱氨酸肽键的水解。即蛋白酶与羊毛鳞片层中的胱氨酸作用，把部分二硫键转变成硫氨酸，局部鳞片层受到破坏，并从羊毛纤维表层剥落下来14。酶是具有活性和专一性的生物催化剂， 它本身也是蛋白质，可被生物降解，酶催化作用的条件相当温和，所以，从环保和节能方面来说，它是极具潜力的催化剂15。用酶对羊毛进行防毡缩处理，在不远的将来，一定会代替羊毛其它防毡缩的生产工艺。3 纯毛织物防缩整理的工艺实践3.1 工艺流程对羊毛进行防缩处理可采用羊毛条和织物两种处理办法，但其防缩原理是一样的，本文以氯化法在毛织物染整加工过程中对织物进行了工艺实践。对于条染产品其后整理可以采用如下工艺流程。坯布洗呢煮呢防缩处理浸渍烘干浸轧烘干中检刷毛剪毛给湿压光KD压光成检折卷包装成品3.2 防缩处理工艺防缩处理设备可以采用匹染机，也可以采用溢流机。3.2.1 防缩处理配方氯化处方（%）：AV-DC 3.84.8非离子渗透剂 0.10.4甲酸调pH值 4.50.1浴比 1：2535还原处方（%）：AV-还原剂 4.55.53.2.2 防缩处理的升温曲线 防缩处理的升温曲线见图1所示。图1 防缩处理升温曲线3.2.3防缩处理过程中的注意事项氯化法必须严格按工艺执行!以期控制氯化程度!生产中需注意下列几方面。（1）渗透剂、酸是必不可少的，pH值应稳定在4.50.1加入DC前需保证面料已充分润湿，且工作液pH值应均匀一致。（2）AV-DC须分两次用20倍以上的温水化开，要充分搅拌溶解，AV-DC加入时要缓慢进行，不可直接倒入工作液内，否则会产生氯化不均匀。（3）AV-DC全部加完后，再次检测pH值，应使其稳定在4.50.1，若过高，适量补酸调节，然后每隔1520min用碘化钾试纸检测，直到试纸变白，表示反应已经完成。（4）氯化完成后!放空处理液。（5）还原剂也须用20倍以上的水化开，搅拌均匀使其充分溶解，分两次加入，30min后放空处理液。（6）用50的水溢流冲洗30min，并逐步降温冲洗。若为匹染产品，冲洗后可续接染色工艺，但应注意：由于毛纤维鳞片被部分剥除，染料用量可适当降低，但始染温度应小于30且染料要充分化开，并缓慢加入，染色后应冲洗干净。3.2.4 其他防缩处理后浸渍工序采用平滑剂AV-633P（用量一般为4%6%），使用前应先用10倍以上的水稀释，并搅匀，在水温30时缓慢加入，此时车速不应太快，并适量加酸调节pH值为55.5之间，处理2030min然后排空工作液后出布。浸渍后的面料经烘干后浸轧，一般采用AV-650柔软剂(用量一般为3060g/L)生产中最好二浸二轧，带液率60%80%，处理液应适量加酸，调pH值至55.5之间，并适量加非离子渗透剂（如平平加），以保证面料充分吸润处理液。3.3 产品物理指标测试某厂生产同样品号的产品，对防缩产品和正常产品的成品进行各项指标的测试，其结果见表1。表1 成品测试结果测试指标正常产品防缩产品经向纬向经向纬向幅宽/cm153.9149单重/（gm-1）245.3255纱线密度/根（10cm）-1470322478338断裂强力/N587264.3498.9214.0断裂伸长/%36.432.329.427.5缩水率/%2.50.21.80.1起球/级344回潮率/%10.2813.32染整缩率/%1.81.24 结束语经过防缩处理后的毛织物，由于消除了羊毛表面的鳞片加之处理过程中施加柔软剂的综合作用，可以使处理后羊毛的手感提高到相当于比处理前细1.52.0m的程度，还减少了毛制品贴身服用时所产生的刺痒感，这就为羊毛衫内衣化，羊毛制品作衬衫奠定了基础。毛织物经防缩后，羊毛纤维表面的鳞片被剥蚀， 双向摩擦系数差异降低， 消除了羊毛织物发生毡缩的内因，其成品尺寸稳定，服用性能更好。特别是对毛色较差的羊毛，如低档的乌拉圭羊毛（细度等级低于64支）和国毛，往往这一色泽不能通过洗毛工艺来提高白度。经防缩处理后，毛纤维外表的深色沾污即随毛纤维表面的蛋白质剥蚀而去除，再加上氯化工序中对毛纤维的漂白作用，处理后的毛纤维完全可以达到与澳毛同样的白度、光泽和手感，且纤维细度有所降低，提高了可纺支数，制成的面料具有良好的手感、光泽、抗起球及染色性能，并可达到防缩、可机洗要求，从而加工出高档的产品。总之，防缩处理的最大优点就是能大幅度提高织物的手感、光泽，织物手感非常柔滑，有如羊绒织品，而光泽如丝绸一般，非常符合现代人的审美情趣。防缩织物所具有的优异性大大提高了羊毛制品的档次，市场前景看好。而且处理工艺成本低，设备与正常生产的设备相同，无需新增设备，但生产中对其工艺过程应严格控制，以避免纤维受损伤且应注重环境的保护。5 参考文献1 姚穆，周锦芳，黄淑珍，等.纺织材料学(第二版)M.北京:纺织工业出版社,1993,132-135.2 蒋少军,吴红玲.羊毛衫机可洗整理技术的探讨J.中国纤检,2002,(5):31-34.3 蒋少军,吴红玲.纯毛针织绒线酶防缩工艺的探讨J.针织工业,2003,(5):73-75.4 姜怀,邬福鳞,梁洁,等.纺织材料学M.北京:中国纺织出版社,1997,132-135.5 姚金波,滑钧凯,刘建勇.毛纤维新型整理技术M.北京:中国纺织出版社,2000,28-66.6 阎玉山.羊毛的防缩和丝光处理J.毛纺科技,1996,(2):36-457 万震,刘嵩,王靖天.羊毛的丝光防缩柔软处理J.染整技术,2001,(1):12-15.8 田君,张春,贺丽萍.多功能丝光柔软羊毛的工艺研究J.上海纺织科技,1998,26(3):51