中國(guó)紡織大學(xué)紡化系 錢(qián)蕾 陳水林
1.引言
人們對(duì)織物風(fēng)格的追求就象對(duì)時(shí)裝款式一樣始終懷著熱情，染整后處理是改善織物的風(fēng)格的重要手段，它能使整理后的織物變得柔軟、豐滿(mǎn)、舒適或飄逸、挺括。常用于改善織物風(fēng)格的處理方法有酶洗、砂洗、柔軟處理和樹(shù)脂整理等。本文主要討論前三者的單一或組合整理。
酶處理是改善纖維素織物風(fēng)格較新穎的方法。纖維素酶是對(duì)纖維素具有降解能力的生物制劑。它是一種選擇性質(zhì)很強(qiáng)的催化劑，在溫和的條件下，能使纖維素水解反應(yīng)快速進(jìn)行。一般市售的纖維酶劑常為混合物，它不同程度地含有幾種性質(zhì)各異的纖維素酶［1］，即：內(nèi)切型纖維素酶（ｅｎｄｏｃｅｌｌｕｌａｓｅ），外切型纖維素（ｅｘｏｃｅｌｌｕｌａｓｅ）和β-Ｄ-糖苷酶。它們分別以不同的催化作用機(jī)理對(duì)纖維素起作用。
內(nèi)切型纖維素酶主要作用是將纖維素分子的長(zhǎng)鏈切斷，并形成無(wú)規(guī)的水解物，如葡萄糖、纖維二糖和纖維三糖。內(nèi)切型酶能深入纖維晶區(qū)，它對(duì)處理后纖維強(qiáng)力下降負(fù)主要責(zé)任。外切型纖維素酶主要作用于無(wú)定形區(qū)內(nèi)的非還原性的分子鏈末端，由末端處逐漸將其水解成葡萄糖［2］。通常，纖維絨毛(原纖化)部分多變?yōu)闊o(wú)定形區(qū)，而纖維主體多為結(jié)晶區(qū)，
外切形纖維素酶對(duì)纖毛具有溶蝕作用，它能使纖維拋光，而對(duì)強(qiáng)力影響甚少。另外，β-Ｄ-糖苷酶主要是將水解產(chǎn)物纖維二糖，進(jìn)一步水解成葡萄糖。
不同來(lái)源的酶整理劑所含的外切型和內(nèi)切型酶的成份是不同的，其對(duì)纖維素織物處理的整體效果也不同［3］。為了使被整理織物的手感有最大程度的改善，以及強(qiáng)度下降盡可能小，有必要對(duì)市售的酶制劑作一定的比較和選擇。
另一種改善織物風(fēng)格的方法是砂洗。砂洗是通過(guò)織物表面與砂子的機(jī)械摩擦作用和砂洗液對(duì)纖維的膨化作用，磨去部分纖維和染料，使纖維素分子受到某種程度的損傷，處理后的織物表面產(chǎn)生茸毛，并且手感也變得柔軟、豐滿(mǎn)。
用柔軟劑對(duì)織物進(jìn)行處理也是改善織物風(fēng)格的方法之一。目前，柔軟劑有
非交聯(lián)型柔軟劑，諸如具有脂肪烴長(zhǎng)鏈的季銨鹽型柔軟劑，是以靜電引力或在某種程度上以分子間引力附著在織物纖維表面，以其惰性烴基在纖維表面形成表面能很低的單分子層膜，從而明顯地降低纖維間的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)摩擦系數(shù)，具有柔軟效果。在這種情況下，織物的懸垂性和柔軟度都會(huì)得到改善。
本文試圖弄清不同的處理方法，也包括不同的柔軟劑對(duì)織物風(fēng)格的影響，并以適當(dāng)?shù)姆椒ńM合，觀察織物風(fēng)格的總體變化。
2.實(shí)驗(yàn)部分
2.1.材料
牛仔布.7ｓ×7ｓ；府綢.80ｓ×80ｓ；棉／麻織物.55／45；全棉針織物.40ｓ
2.2.化學(xué)品
ＳＢＩ酶 上海生物制品研究所
Ｃｅｌｌｕｓｏｆｔ Ｌ酶 丹麥Ｎｏｖｏ Ｎｏｒｄｉｓｋ公司
柔軟劑Ｓａｐａｒｍｉｎｅ ＯＣ 國(guó)產(chǎn)
柔軟劑ＴＣＸ－2117 美國(guó)道康寧公司
柔軟劑Ｑ2－8797.美國(guó)道康寧公司
2.3.處理工藝
① 牛仔布和全棉府綢用ＳＢＩ酶處理程序：
預(yù)處理（2－4ｇ／Ｌ洗凈劑，沸煮10－15分鐘）→ＳＢＩ酶處理→洗滌，ＮａＣＯ3中和→柔軟處理（Ｓａｐａｒｍｉｎ ＯＣ）
② 棉／麻織物用ＳＢＩ酶處理程序：
預(yù)處理（5ｇ／ｌ Ｈ2ＳＯ4，室溫5ｍｉｎ）→淋洗至中性→ＳＢＩ酶處理→淋洗，ＮａＣＯ3中和→柔軟處理（Ｓａｐａｒｍｉｎ ＯＣ）。
③ 用Ｃｅｌｌｌｕｓｏｆｔ Ｌ酶處理時(shí)，條件如下：
用量（ｏｗｆ）： 2％
ｐＨ：5
溫度：55℃
時(shí)間：60ｍｉｎ
④ 用Ｔｃｘ－2117及Ｑ2－8797柔軟劑處理，條件如下：
用量（ｏｗｆ）：4％
ｐＨ值： 5
溫度：60℃
時(shí)間：30ｍｉｎ
柔軟劑處
⑤ 用Ｓａｐａｒｍｉｎ ＯＣ柔軟劑處理的條件是：2％ｏｗｆ，室溫，5－10ｍｉｎ浸漬，干燥。
經(jīng)Ｌ—9（34）正交試驗(yàn)得出用ＳＢＩ酶在牛仔布，府綢及棉麻織物上的最佳工藝條件。
牛仔布：
ＳＢＩ酶用量（ｏｗｆ）10％
溫度50℃
時(shí)間50ｍｉｎ
ｐＨ 4.5
全棉府綢
ＳＢＩ酶用量（ｏｗｆ）10％
溫度50℃
時(shí)間60ｍｉｎ
ｐＨ4.5
棉／麻織物
ＳＢＩ（ｏｗｆ）4％
溫度50℃
時(shí)間35ｍｉｎ
ｐＨ4.5
3.結(jié)果與討論
3.1.全棉織物改善手感的整理
本實(shí)驗(yàn)用牛仔布和府綢二種不同結(jié)構(gòu)的棉織物作比較，用先酶洗后柔軟整理的方法研究織物手感、懸垂性及其他服用性能的改變。
由正交試驗(yàn)得出的牛仔布最佳酶洗條件和丹麥Ｎｏｖｏ Ｎｏｒｄｉｓｋ公司對(duì)Ｃｅｌｌｕｓｏｆｔ Ｌ酶推薦的用量一致。因此決定采用ＳＢＩ酶的最佳工藝條件，分別用ＳＢＩ酶和Ｃｅｌｌｕｓｏｆｔ Ｌ酶進(jìn)行處理，然后再分別用Ｓａｐａｒｍｉｎ ＯＣ，Ｔｃｘ－2117兩種柔軟劑進(jìn)行柔軟處理，最后對(duì)織物的測(cè)定評(píng)價(jià)結(jié)果列于表1。
表1.牛仔布用不同纖維素酶及柔軟劑處理后的性能比較
| 織物性能 | 未處理 | ＳＢΙ酶 | Ｃｅｌｌｕｓｏｆｔ Ｌ酶 | |||
| 酶處理 | 酶＋ＯＣ | 酶處理 | 酶＋ＯＣ | 酶＋Ｔｃｘ | ||
| 失重（％） | 0 | 2.43 | — | 9.55 | — | — |
| 拉伸強(qiáng)力損失％） | 0 | — | 35.22 | — | 22.36 | 6.41 |
| 撕破強(qiáng)力損失％） | 0 | — | — | — | 7.28 | 18.60 |
| 懸垂性（％） | 89.0 | — | 84.00 | — | 72.50 | 78.50 |
| 手感（％） | － | — | ＋ | — | ＋＋ | ＋＋ |
注；手感：（－）差，（＋）好
Ｓａｐａｒｍｉｎ ＯＣ是非交聯(lián)型的柔軟劑，其結(jié)構(gòu)為：Ｃ17Ｈ35—Ｃ
ＴＣＸ－2117是一種氨基改性的有機(jī)硅樹(shù)脂乳液。其分子結(jié)構(gòu)中含有氨基，在一定溫度下，它們能相互交聯(lián)或與纖維素中的官能團(tuán)反應(yīng)，有一定的補(bǔ)強(qiáng)作用。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，ＴＣＸ－2117整理后織物由酶處理引起的抗張強(qiáng)度的損失會(huì)得到不同程度的緩和，但鑒于織物中彈性膜存在多少限制了纖維間的相對(duì)位移故織物懸垂性的改善并不明顯。
從表1可以看出，用Ｃｅｌｌｕｓｏｆｔ Ｌ酶整理的織物失重要大于ＳＢＩ酶，盡管Ｃｅｌｌｕｓｏｆｔ Ｌ酶的活力比ＳＢＩ酶稍強(qiáng)些，而由Ｃｅｌｌｕｓｏｆｔ Ｌ酶引起的強(qiáng)力損失卻要比ＳＢＩ酶小。這是因?yàn)閮煞N酶所含成份之差異所致。這表明，Ｃｅｌｌｕｓｏｆｔ Ｌ所含（ｅｘｏ）外切型纖維素酶較多，相比之下Ｃｅｌｌｕｓｏｆｔ Ｌ更有利于織物的拋光，是一種比較理想的棉織物拋光酶處理劑。
將Ｃｅｌｌｕｓｏｆｔ Ｌ酶處理的織物，分別用于Ｓａｐａｒｍｉｎ ＯＣ和ＴＣＸ－2117柔軟劑，用Ｓａｐａｒｍｉｎ ＯＣ時(shí)織物撕破強(qiáng)度下降要比ＴＣＸ－2117處理的小些。這表明，Ｓａｐａｒｍｉｎ ＯＣ在纖維間有更好的潤(rùn)滑作用。作為柔軟劑，其柔軟作用主要是通過(guò)潤(rùn)滑作用來(lái)實(shí)現(xiàn)的。用潤(rùn)滑作用有利于纖維和紗線之間的滑移，并使受到的應(yīng)力分散，從而部分地補(bǔ)償了由酶洗引起的撕破強(qiáng)度的下降。相比之下，ＴＣＸ－2117會(huì)在纖維之間成膜，這種高分子膜限制了纖維的滑移，所以它的補(bǔ)償作用就較小。
由Ｃｅｌｌｕｓｏｆｔ Ｌ酶處理后織物的懸垂性要比ＳＢＩ酶處理的好。這可能是因?yàn)椋茫澹欤欤酰螅铮妫簟。堂甘沟眉喚€更光潔，降低了紗線間的靜摩擦系數(shù)。經(jīng)Ｃｅｌｌｕｓｏｆｔ Ｌ酶處理后，又經(jīng)兩種不同的柔軟劑處理，織物的懸垂性也不相同。柔軟劑ＴＣＸ－2117處理的織物因交聯(lián)性表面彈性膜的存在，其懸垂性比Ｓａｐａｒｍｉｎ ＯＣ處理的織物差。
另外，采用Ｃｅｌｌｕｓｏｆｔ Ｌ和Ｓａｐａｒｍｉｎ ＯＣ
將織物結(jié)構(gòu)，密度不同的全棉府綢與之作對(duì)比。
根據(jù)最佳工藝條件，分別采用ＳＢＩ酶和Ｃｅｌｌｕｓｏｆｔ Ｌ酶以及不同的柔軟劑ＯＣ，ＴＣＸ－2117處理，整理物的失重、懸垂性列于表2 。
表2. 府綢用不同纖維紗酶及柔軟劑整理后的性能比較
| 織物性能 | 未處理 | ＳＢＩ酶 | Ｃｅｌｌｕｓｏｆｔ Ｌ | |||
| 酶處理 | 酶＋ＯＣ | 酶處理 | 酶＋ＯＣ | 酶＋ＴＣＸ | ||
| 失重（％） | 0 | 2.67 | — | 2.59 | — | — |
| 懸垂性（％） | 52 | — | 46，25 | — | 48 | 49.5 |
| 手感 | － | — | ＋ | — | ＋＋＋ | ＋＋ |
注；手感：（－）差，（＋）好
表2可以看出，就府綢而言，兩種纖維素酶處理的織物失重差不多，都比較低，相當(dāng)于用ＳＢＩ處理牛仔布的水平。Ｓａｐａｒｍｉｎ ＯＣ和ＴＣＸ－2117二種柔軟劑對(duì)懸垂性的貢獻(xiàn)幾乎一樣，就織物手感而言，是Ｓａｐａｒｍｉｎ ＯＣ整理的更好些。所以，對(duì)全棉府綢來(lái)說(shuō)，用較便宜的ＳＢＩ酶和Ｓａｐａｒｍｉｎ ＯＣ柔軟劑就足夠了。不必使用較貴的進(jìn)口Ｃｅｌｌｕｓｏｆｔ Ｌ和ＴＣＸ－2117。牛仔布和府綢上的整理結(jié)果不同，這是因?yàn)閮煞N織物所用纖維品級(jí)不同，其結(jié)構(gòu)、單位面積重量以及表面情況也不同，但整理后的織物電鏡照片都顯示了織紋變得更清晰，纖維的雜亂度減少。
3.2.棉／麻織物的風(fēng)格整理
未經(jīng)整理的棉／麻織物手感粗糙，這是因?yàn)槁槔w維結(jié)晶度較高，纖維中結(jié)節(jié)較多，而且纖維剛性大，抱合力低，在紡織過(guò)程中容易使僵硬的纖維尾端暴露在織物表面造成刺癢感。棉／麻織物后整理的主要目的是減少刺癢感，并使手感得到改善。
采用最佳工藝條件，用不同的酶、柔軟劑，以及不同的工藝步驟進(jìn)行處理，整理后的測(cè)定結(jié)果列于表3。
表3. 棉／麻織物經(jīng)不同后處理工藝的性能比較
| 織物性能 | 未處理 | ＳＢＩ | Ｃｅｌｌｕｓｏｆｔ Ｌ酶 | ||||
| Ｐ1 | Ｐ2 | Ｐ3 | 酶處理 | 酶＋ＯＣ | 酶＋ＴＣＸ | ||
| 失重（％） | 0 | 3.94 | 4.50 | 3.97 | 1.55 | — | — |
| 拉伸強(qiáng)力損失（％） | 0 | 36.47 | 42.41 | 41.56 | — | 45.32 | 36.47 |
| 撕破強(qiáng)力損失（％） | 0 | — | — | — | — | 16.92 | 14.10 |
| 懸垂性 （％） | 67.0 | 60.25 | 61.50 | 63.00 | — | < 62.00 | |
| 手感 | － | ＋ | ＋＋ | ＋＋ | ＋＋＋ | ＋＋ |
注；Ｐ－1為酶洗工藝；Ｐ－2為酶洗—砂洗工藝；Ｐ－3為砂洗—酶洗工藝；手感：（－）差，（＋）好
表3中ＳＢＩ酶的三個(gè)不同的工藝步驟得出的失重?cái)?shù)據(jù)是織物只經(jīng)酶處理的失重。若先經(jīng)酶處理，再經(jīng)柔軟劑ＴＣＸ－2117處理后，織物的總失重的變化則說(shuō)明了酶洗后織物對(duì)柔軟劑的吸附能力，見(jiàn)表4。
表4. 柔軟劑整理前后的酶洗（棉／麻）織物失重之比較
| 處理方法 | 未經(jīng)柔軟劑處理 | 柔軟劑(ＴＣＸ－2117)處理后 |
| Ｐ－1 | 3.94％ | 3.8％ |
| Ｐ－2 | 4.50％ | －1.8％ |
| Ｐ－3 | 3.97％ | －1.0％ |
注；Ｐ－1為酶洗工藝；Ｐ－2為酶洗—砂洗工藝；Ｐ－3為砂洗—酶洗工藝
表4數(shù)據(jù)表明，未經(jīng)砂洗的整理物吸收柔軟劑較少，而經(jīng)砂洗后織物能吸收更多的柔軟劑。將先酶洗后砂洗（Ｐ－
經(jīng)砂洗后，織物的抗拉強(qiáng)力下降。就懸垂度而言，單酶洗的織物（Ｐ－1）要好于酶洗加砂洗的織物。這可能是因?yàn)椋跋春罂椢锉砻娴慕q毛增加，即靜摩擦系數(shù)提高了，導(dǎo)致懸垂性下降。與之相反，砂洗后織物的手感要軟些。
在使用Ｃｅｌｌｕｓｏｆｔ Ｌ酶的情況下，織物的失重要比ＳＢＩ酶時(shí)小得多，柔軟劑ＴＣＸ－2117在拉伸強(qiáng)力損失、撕破強(qiáng)度損失方面好于ＴＣＸ－2117，刺癢感也明顯減少，但Ｓａｐａｒｍｉｎ ＯＣ整理后的織物手感較ＴＣＸ－2117更柔軟。值得注意的是，ＳＢＩ酶和Ｃｅｌｌｕｓｏｆｔ Ｌ酶以及柔軟劑Ｓａｐａｒｍｉｎ ＯＣ、ＴＣＸ－2117在牛仔布與棉／麻織物的作用不完全一致，棉／麻織物纖維組成更為復(fù)雜。其中，麻纖維的結(jié)晶度比棉纖維高。
3.3.提高全棉針織物回彈性及延伸度的整理
分別用柔軟劑Ｓａｐａｒｍｉｎ ＯＣ及Ｑ2－8797處理針織物。織物性能的測(cè)定結(jié)果列于表5。柔軟劑Ｑ2－8797也屬氨基改性的有機(jī)硅樹(shù)脂，性能與ＴＣＸ－2117差不多。只是不易泛黃，適合于白色和淺色調(diào)織物之柔軟處理。
表5. 針織物經(jīng)不同后整理工藝之性能比較
| 樣品編號(hào) | 失重（％） | 撕破強(qiáng)度損失（％） | 懸垂性（％） | 回彈角Ｓ＋Ｆ（°） | 手感 |
| 1＃ | 0 | 0 | 31.5 | 226 | － |
| 2＃ | — | －32.77 | — | 251 | ＋ |
| 3＃ | — | 8.80 | — | — | ＋ |
| 4＃ | －1.75 | 39.15 | 35.5 | 257 | ＋＋＋ |
注；1＃.織物未經(jīng)酶處理，未經(jīng)柔軟處理；
2＃.織物未經(jīng)酶處理，但經(jīng)Ｑ2－8797（4％）柔軟處理；
3＃.織物經(jīng)Ｃｅｌｌｕｓｏｆｔ Ｌ酶處理，未柔軟處理；
4＃.織物經(jīng)Ｃｅｌｌｕｓｏｆｔ Ｌ酶處理，又經(jīng)Ｑ2－8797（4％）處理；
手感：（－）差，（＋）好
從表5中1＃號(hào)與2＃號(hào)樣品比較可知，柔軟劑Ｑ2－8797能提高織物的回彈角（Ｗ＋Ｆ）25度。因?yàn)椋?－8797是彈性的交聯(lián)成膜柔軟劑，處理后針織物的彈性提高了，線圈變形后容易恢復(fù)。令人驚奇的是，柔軟劑Ｑ2－8797不僅補(bǔ)償了由酶洗引起的撕破強(qiáng)度的下降，而且還使撕破強(qiáng)度大大提高至原來(lái)的32.77％，撕破強(qiáng)度也是針織物的一個(gè)重要的服用指標(biāo)，所以，Ｑ2－8797對(duì)針織物的處理特別有效。
比較3＃號(hào)與4＃號(hào)整理樣品，酶洗后再用Ｑ
4.結(jié)論
4.1.牛仔布用Ｃｅｌｌｕｓｏｆｔ Ｌ酶及柔軟劑Ｓａｐａｒｍｉｎ ＯＣ處理后，能獲得很好的手感，懸垂性得到提高。對(duì)全棉府綢織物，ＳＢＩ和Ｃｅｌｌｕｓｏｆｔ Ｌ二種酶的差別不十分明顯。此外，牛仔布用Ｃｅｌｌｕｓｏｆｔ Ｌ酶處理及柔軟劑ＴＣＸ－2117能獲得外觀挺括感覺(jué)柔軟的特殊風(fēng)格。
4.2.在棉／麻織物上，Ｃｅｌｌｕｓｏｆｔ Ｌ酶引起的失重要明顯小于ＳＢＩ酶，除了手感以外，Ｃｅｌｌｕｓｏｆｔ Ｌ酶處理加上ＴＣＸ－2117處理，織物在拉伸強(qiáng)力損失，撕破強(qiáng)力損失和懸垂性方面是最好的，而且織物刺癢感也大大減少。
4.3.對(duì)于全棉針織品，Ｃｅｌｌｕｓｏｆｔ Ｌ酶處理后再Ｑ2－8797柔軟處理能使織物獲得很好的手感和彈性，撕破強(qiáng)度有大幅地提高。Ｑ2－8797柔軟處理能賦予針織物外觀挺括但感覺(jué)柔軟的效果。
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