羊毛織物防氈縮整理的理論與實踐
吳紅玲 蘭州理工大學機電工程學院，甘肅蘭州 730050
【摘要】介紹了羊毛織物防氈縮的機理和方法，看重對純羊毛織物防縮進行了工藝實踐，探討了加工工藝流程、工藝條件，并對防縮后的織物進行了質量檢測，防縮毛織物具有廣闊的市場前景。
【關鍵詞】防縮處理 羊毛織物 工藝實踐
【中圖分類號】TS195.56文獻標識碼:B 文章編號:1005-9350(2006)
羊毛是具有典型鱗片結構的紡織用纖維，正是這一特殊結構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，經反復連續不斷的無規則外力作用，體積會逐漸縮小、單重增大，并且表面出現細密絨毛，使人們可以得到外觀粗獷、表面絨毛密布、結實厚重、保暖性好的毛紡制品，這是對紡織加工生產有利的一面。但羊毛的這種縮絨性也存在一定的弊端，它使得普通的、未經防縮處理的純毛織物發生縮絨，從而導致產品外觀不良、起球發毛等現象，嚴重影響了產品的質量[2]。生產上為了克服這種現象，多年來，雖然從原料方面采取了選擇與搭配使用等多項措施，但仍不能達到防起球與防氈縮的要求。目前一般采用化學整理
的方法來防止純毛織物的起球和氈縮，經過處理后的制品，穿著時不起球，洗衣機洗滌時，也不會發生氈縮[3]。
1 羊毛的縮絨性及防縮機理
羊毛屬蛋白質纖維，其化學成分由20多種α-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分子鏈間形成交聯鍵，它們分別構成了羊毛的不同組織。羊毛由鱗片層和皮質層組成，羊毛的鱗片層又由鱗片表層、鱗片外層和鱗片內層組成，羊毛表面鱗片結構將導致纖維的異向摩擦效應。鱗片結構是促使纖維產生縮絨的主要因素，如無鱗片特征的纖維則無縮絨性[4]。但羊毛的縮絨性和羊毛本身彈性好也有很大的關系。近幾年，人們對羊毛縮絨性的理論進行了
可，前者稱之為制動因素，后者則稱之為動力因素。該理論已被大家普遍接受[5]。生產實踐中改變制動因素和動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良彈性，目前采用的方法還是以降低定向摩擦效應為主。
目前，生產中對羊毛織物進行防縮處理主要以氯化處理為主[6]，即采用化學的方法去除羊毛鱗片或改善鱗片的性質，而使蛋白質組織柔化降解，并使之徹底剝蝕去除。對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，同時具有防縮性能[7]。氯化處理在角朊上的主要化學作用是雙硫鍵的氧化和膚鍵的斷裂，同時角朊上的部分肽鍵斷裂，生成羧基和氨基。
這樣，氧化后鱗片上受到損傷的部分會成為能夠溶于水的化合物，角朊解體，羊毛鱗片層全部或大部分剝落。羊毛鱗片被剝蝕后，則羊毛織物產生收縮的內應力也不復存在，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有近百種之多，歸納起來主要有三類：物理、化學減法處理；樹脂加法處理；加法減法結合的二步法處理[8]。目前，實際生產中，應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，限制羊毛發生相互糾纏，對羊毛表面鱗片進行變性，主要包括氯化技術、氧化技術、樹脂防縮絨技術和生物酶技術等[9]。
2·1 氯化技術
氯化技術是最早開發與應用的羊毛防縮技術，它屬于減法處理[10]，這種技術早期是將羊毛纖維浸在飽和氯水(Cl2+H2O+HClO)中，其作用機理是氯與鱗片中含胱氨酸殘基最多的鱗片外層發生化學反應，促使-S-S-→-SO3H，同時伴隨有肽鏈的斷裂。實質上HClO是弱氧化劑，對
氯胺、硫酰氯(SO2Cl2)二氯異氰脲酸鹽(DCCA)、三氯異氰脲酸(TCCA)等，都可以用于羊毛的氯化防縮加工中。
目前工業生產中常用的氯化試劑有：Cl2、NaClO和DCCA。它們在適當pH值的溶液中，均叮以轉化為HClO，促使鱗片層氧化、水解，達到防縮的目的。但是，人們也注意到羊毛纖維的皮質層，尤其是基質中也含有大量的胱氨酸殘基(-S-S-)及酪氨酸殘基，它們也會與HClO發生如同鱗片中類似的化學反應，其結果必將導致羊毛皮質層的破壞，使羊毛的物理機械性能惡化。所以氯化加工技術的關鍵問題是如何控制反應深度，使化學反應主要發生在鱗片部位，并盡量少損傷羊毛的皮質層[12]。
2·2 氧化技術
氧化技術的加工機理與氯化技術相似，也屬于減法處理。其作用機理是氧化劑與羊毛鱗片層中的發生氧化反應，即-S-S- +(0)→-SO3H，只是不存在像HClO對酪氨酸殘基部位那樣的特殊反應，生產中為達到與氯化技術同樣的防縮絨效果，一般采用較為劇烈的加工條件，這樣，勢必殃及皮質層而給羊毛帶來較大的損傷。生產中為有效地控制反應速率和反應深度，此技術常與氯化技術或濃鹽溶液并用，以避免或減少氧化劑對羊毛皮質層的氧化損傷。日前工業生產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
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，以減少纖維的位移或減少羊毛的"制動"能力，從而達到防縮絨
2·4 生物酶技術
羊毛采用氯化、氧化防縮工藝雖然已經應用了二十多年，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成熟，該技術具有羊毛強力損傷小，防氈縮效果好的特點。然而，由于該工藝廢水中存在大量的AOX(鹵化有機物)類物質，造成嚴重的生態環境污染，預計不久必將受到所有工業化國家法規的嚴格限制。為此，開發對環境污染小或無污染的整理工藝已成為防縮工藝的一個主要方向。羊毛鱗片層中胱氨酸含量較高，根據這一特點，選擇適當的蛋白質分解酶，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，可被生物降解，酶催化作用的條件相當溫和，所以，從環保和節能方面來說，它是極具潛力的催化劑[15]。用酶對羊毛進行防氈縮處理，在不遠的將來，一定會代替羊毛其它防氈縮的生產工藝。
3 純毛織物防縮整理的工藝實踐
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對羊毛進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織物進行了工藝實踐。對于條染產品其后整理可以采用如下工藝流程。
坯布→洗呢→煮呢→防縮處理→浸漬→烘干→浸軋→烘干→中檢→刷毛→剪毛→給濕→壓光→KD→壓光→成檢→折卷→包裝→成品
3·2 防縮處理工藝
防縮處理設備可以采用匹染機，也可以采用溢流機。
3·2·1 防縮處理的配方
氯化處方(%)：AV-DC 3.8-4.8
非離子滲透劑 0.1-0.4
甲酸調pH值 4.5±0.1
浴比 1:25-35
還原處方(%)：AV-還原劑 4.5-5.5
3·2·2 防縮處理的升溫曲線
防縮處理的升溫曲線見圖1所示。
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| 圖1 防縮處理升溫曲線 |
3·2·3 防縮處理過程中的注意事項
氯化法必須嚴格按工藝執行，以期控制氯化程度，生產中需注意下列幾方面。
（1）滲透劑、酸是必不可少的，pH值應穩定在4.5±0.l，加入DC前需保證面料已充分潤濕，且工作液pH值應均勻一致。
（2）AV-DC須分兩次用20倍以上的溫水化開，要充分攪拌溶解，AV-DC加入時要緩慢進行，不可直接倒入工作液內，否則會產生氯化不均勻。
（3）AV-DC全部加完后，再次檢測pH值，應使其穩定在4.5±0.l，若過高，適量補酸調節，然后每隔15-2Omin用碘化鉀試紙檢測，直到試紙變白
（4）氯化完成后，放空處理液。
（5）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，3Omin后放空處理液，
（6）用5O℃的水溢流沖洗3Omin，并逐步降溫沖洗。若為匹染產品，沖洗后可續接染色工藝，但應注意:由于毛纖維鱗片被部分剝除，染料用量可適當降低，但始染溫度應小于
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%)，使用前應先用10倍以上的水稀釋，并攪勻，在水溫
浸漬后的面料經烘干后浸軋，一般采用AV-650柔軟劑(用量一般為30
3·3 產品物理指標測試
某廠生產同樣品號的產品，對防縮產品和正常產品的成品進行各項指標的測試，其結果見表1。
表l成品指標測試結果
| 正常產品 | 防縮產品 | |||
| 經向 | 緯向 | 經向 | 緯向 | |
| 幅寬cm | 153.9 | 149 | ||
| 單重/(g/m2) | 245.3 | 255 | ||
| 紗線密度(根/1Ocm) | 470 | 322 | 487 | 338 |
| 斷裂強力N | 587 | 264.3 | 498.9 | 214.0 |
| 斷裂伸長% | 36.4 | 32.3 | 29.4 | 27.5 |
| 縮水率% | 2.5 | 0.2 | 1.8 | 0.1 |
| 起球（級） | 3-4 | 4 | ||
| 回潮率% | 10.28 | 13.32 | ||
| 染整縮率% | 1.8 | 1.2 |
4 結束語
經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于比處理前細1.5-2.Oµ
總之，防縮處理的最大優點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，非常符合現代人的審美情趣。防縮織物所具有的優異性大大提高了羊毛制品的檔次，市場前景看好。而且處理工藝成本低，設備與正常生產的設備相同，無需新增設備，但生產中對其工藝過程應嚴格控制，以避免纖維受損傷且應注重環境的保護。
5 參考文獻
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