ＳＰ羊毛防縮整理劑在超級耐洗工藝上的應用
中國紡織科學研究院 劉艾平
【摘要】本文探討了羊毛纖維氈縮的機理，國內外羊 毛衫防縮加工的現狀和趨勢。并 用自合成的ＳＰ的羊毛防縮整理劑在羊毛衫超級耐洗整理工藝應用方面作了一些探討。
1.前言
羊毛衫在洗滌過程中，除了發生一般的縮水現象外，還會發生氈化收縮。羊毛衫的氈縮問題對毛衫的尺寸穩定性具有很大的影響。試驗證明，一件普通的羊毛衫按國際羊毛局超級耐洗標準洗滌后，氈化面積收縮率35～55％，也就是說一件毛衣經多次家庭洗滌后要縮掉一半左右。
羊毛衫的洗滌標準最近改為兩級，一、手可洗，二、機可洗。超級耐洗整理即為機可洗或防氈縮整理。為使羊毛衫達到超級耐洗標準就必須進行防縮整理（Ｓｈｒｉｎｋｐｒｏｏｆ?。妫椋睿椋螅瑁?/p>
自1981年以來，在國際羊毛局的推廣指導下，羊毛衫超級耐洗整理已經在我國幾家羊毛衫廠實現了工業化生產，與此同時，這些羊毛衫廠花掉大量外匯進口了國外防縮整理設備和羊毛防縮整理劑。進口的防縮整理設備主要是“伯偉”干洗機，到目前為止，全國進口的許多伯偉機中，只有兩個廠家的設備能正常運轉并投入批量生產，此外大多數調試不正常，造成很大浪費。投入正常生產的伯偉機，只是用來加工粗紡防縮毛衫，如雪蘭毛和羊仔毛毛衫，而整理精紡羊毛衫效果不好。伯偉機是密閉式設備，可以回收溶劑，這種設備僅適用于溶劑型樹脂的防縮加工，這種樹脂要用四氯乙烯溶劑溶解后方可使用，伯偉機對水溶型樹脂不適用。進口助劑成本高，給使用進口助劑的廠家造成壓力，因此，解決國內羊毛防縮整理劑依賴進口的問題，實現助劑國產化，并實施與國產整理劑配套的加工設備和工藝等問題，成為急待解決的問題。近幾年來，我所一直從事這方面的研究，在1987年研制成功，實現了從整理 劑到工藝和設備全部國產化的羊毛衫超級耐洗整理路線。1987年以來，我們利用國內羊毛衫廠的現有設備，使用自己研究的整
2.羊毛纖維的氈縮機理
羊毛纖維的氈縮原因，傳統的理論認為主要是由于羊毛鱗片層結構所引起的定向摩擦效應（ ＤＦＥ，Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ?。妫颍椋悖簦椋铮睿幔臁。澹妫妫澹悖簦┖脱蛎膹椥蕴攸c所造成的。羊毛是一種非常特殊的天然纖維，它的最外層是鱗片層，鱗片的自由端是指向羊毛纖維尖端方向的。羊毛纖維在一定的溫度下，當有縮劑存在時，羊毛纖維被潤濕而膨脹，鱗片張開，此時對羊毛施加一定的外力(例如搓揉)，促使羊毛纖維產生移動，其運動方 向必然是指向極端的，外力去除之后，由于相鄰的羊毛纖維鱗片互相交錯，這就使羊毛停留在新的位置，當再次受到外力時，又使羊毛產生位移，這樣反復多次地擠壓揉搓使纖維互相纏結，產生氈化現象。當鱗片的順向摩擦系數μｗ（從毛根向毛尖的方向，順著鱗片的方向）與逆向摩擦系數μΑ(逆著鱗片的方向)的差值（μＡ＞μｗ）大時，則引起不同程度的氈化收縮，這種逆鱗片摩擦系數與順鱗片摩擦系數之差（μＡ—μｗ）稱為定向摩擦效應。除摩擦系數差異之外，同時還應注意不同的介質，摩擦力的大小等因素的影響。
羊毛纖維的內表層是皮質層。經一些處理之后，導致二硫鍵（—Ｓ—Ｓ—）和肽鍵（ＣＯＮＨ—）的斷裂，轉變為負性磺酸基（—ＳＯ3－）和（—ＣＯＯ—）這 種作用能破壞羊毛表面的鱗片，減弱羊毛的縮絨性。
由于羊毛纖維順向摩擦系數與逆向摩擦系數不同，因此就要設法使二者數值接近，這樣可使羊毛纖維向兩個方向蠕動力量互相抵消，以便收到防縮效果。實際上，實行防縮加工的結果往往是在兩個數值的中間數值，
1.使織物保持適當的組織結構，織物結構密度大，其收縮便越小，(當然羊毛的種類不同也有差別)。2.破壞鱗片。3.覆蓋纖維鱗片。4.減弱羊毛纖維的摩擦力，縮?。模疲拧?5.減弱羊毛纖維彈性。6.使纖維增加“抗張”能力。
3.試驗
ＳＰ羊毛防縮整理劑物理指標如下：
外觀：帶螢光的乳白色乳液，ｐＨ＝7。
離心試驗：3000轉／分，持續一小時不分層。
溫度適應性：45±1℃×4ｈｒ，穩定。20ｇ／Ｌ濃度,5～10℃×4ｈｒ，解凍后不漂油分層。
酸、堿穩定性：100ｇ／Ｌ工作液，ｐＨ為3～4；及ｐＨ＝10，.8小時后不分層。
原料：
純毛開司米羊毛衫，純毛四平針羊毛衫，羊仔毛羊毛衫，雪蘭毛羊毛衫，牦牛絨羊毛衫，駝絨羊毛衫。助劑：自己合成的SP羊毛防縮整理劑
高錳酸鉀，過硫酸，亞硫酸氫鈉，平平加O
實驗設備：縮絨機，成衣染色機，浸漬槽，甩干機，鼓風干燥機，洗衣機。
工藝流程：
成衣——縮絨——防縮——甩干——烘干——整燙定型。測試方法：采用國際羊毛局超級耐洗測試方法和測試標準Ｍ31.氈化面積收縮率達到10%以下。
測試單位：經北京毛紡織科學研究所的《國家毛紡織產品質量監督檢驗測試中心》，上海測試中心，江蘇省測試中心等單位(國際羊毛局指定測試單位)，作過多次測試，結果表明，試 樣達到了國際羊毛局超級耐洗標準，而且質量穩定。生產性大試：已經做了兩年的生產性試驗，曾在全國十幾家羊毛衫廠進行了推廣試驗，這些廠家的防縮羊毛衫產品都達到了國際羊毛局超級耐洗試驗標準。
4.結果討論4.1.調整羊毛衫縮絨性與防縮處理的矛盾
羊毛的縮絨性與防縮是一對矛盾的兩個方面。羊
ｐＨ值在4以下和8以上時都容易引起毛衫的強烈收縮，其原因是在不同ｐＨ值溶液中，其膨脹程度不同，當溶液的ｐＨ值4～8時，羊毛的膨潤性最小，鱗片的摩擦定向效應較差。在 縮絨工序中，注意掌握ｐＨ值而避免過分縮絨，為下面的防縮加工作好準備，因為氈化收縮現象是不可逆的，另外防縮前處理中的ｐＨ值對防縮效果有一定影響。請參看圖二。防縮處理是在縮絨后進行的，在縮絨前進行防縮處理，毛衫的絨面會受到影響，經對工藝順序進行試驗后，認為縮絨甩干之后不再進行烘干就進行防縮加工效果較好，可以防止羊毛衫由濕到干的收縮，這樣，既可以發揚羊毛的縮絨性之長處，賦予毛衫漂亮的絨面，又可以在防縮加工之后控制毛衫的氈化收縮率。經調整工藝后，成衣織好后未經縮絨防縮時的尺寸與經防縮處理后的尺寸基本不變，使生產廠感到滿意。見表1。
表一.防縮整理前后羊毛衫的尺寸比較
| 生產廠家 | 試驗品種 | 羊毛衫下機尺寸cm(未經縮絨和防縮等整理) | 羊毛衫成品尺寸cm(經防縮和相應后整理) | 防縮羊毛衫經一小時機洗后尺寸cm | ||||||
| 身長 | 胸圍 | 袖長 | 身長 | 胸圍 | 袖長 | 身長 | 胸圍 | 袖長 | ||
| 張家口毛衫 廠 | 開士米V領套衫 | 66 | 50 | 56 | 66.5 | 51 | 55.5 | 66 | 51 | 55 |
| 開士米V領套衫 | 67 | 51.5 | 56 | 66.5 | 52 | 56 | ||||
| 開士米V領套衫 | 65 | 49 | 55 | 64 | 50 | 54.5 | ||||
| 北京第四羊毛衫廠 | 羊仔內301羊毛衫 | 68 | 53 | 58 | 68 | 54.5 | 56 | 68 | 54 | 56.5 |
| 雪蘭毛665羊毛衫 | 66 | 53.5 | 61 | 66.5 | 53.5 | 63.5 | 65.5 | 52 | 65 | |
| 雪蘭毛羊毛衫 | 60.5 | 47.5 | 60.5 | 47.5 | ||||||
| 羊仔毛背心 | 61 | 47 | 61 .7 | 48 | ||||||
| 羊仔毛衫 | 58 | 46.5 | 58 | 48 | ||||||
| 內蒙赤峰毛衫廠 | 開士米套衫 | 68 | 57 | 86 | 6 9 | 57 | 85 | 69 | 56.8 | 85 |
| 中粗毛套衫 | 69 | 53 | 68 | 52.5 | 68 | 53.5 | ||||
| 兔羊毛衫 | 59 | 48 | 59 | 50 | 59 | 51.5 | ||||
| 蘇州毛衫廠 | 開士米毛衫 | 64.5 | 50 | 54 | 6 4 | 50 | 54 | 64 | 50 | 54 |
4.2.防縮整理劑類型的選擇確定：
在考慮防縮效果的基礎上，應著重注意羊毛衫的手感及外觀問題，因為羊毛的手感是區別于其它纖維而倍受青睞的重要特點，體現了其優良風格，如果處理之后破壞了羊毛的風格，便得不償失。這就需要選擇較合適的防縮整理劑類型，并選擇出合適的配比與合成工藝。我們曾經合成了丙烯酸酯類防縮整理劑，因存在手感偏硬，焙烘溫度過高和泛黃等問題而放棄了。后來又選用了變性有機硅類防縮整理劑。請參看表二。 經過多次試驗，對常規的有機硅乳液合成進行的改進，達到了理想的效果。原料配方的變化對氈縮率有很大影響，經多次調整配比找出了最佳方案。請看表三、不同配比的整理劑對氈化面積收縮率的影響。
表二 不同類型防縮劑應用效果對比
| 試樣號 | 乳液類別 | 松馳收縮率 | 手感 | 外觀 | 焙烘溫度 | ||
| 經向（％） | 緯向（％） | 面積％ | |||||
| 1 | Ａ | 17.3 | 6.7 | 42 | 很硬 | 泛黃 | |
| 2 | Ｂ | 6.0 | 2.7 | 8.7 | 柔軟 | 不變 | 8 |
| 空白 | 20.3 | 18.7 | 39 | ／ | ／ | ／ |
.注：Ａ：丙烯酸類.Ｂ：改性有機硅AＨＴ
表三 不同配比整理劑的效果對比
| 測試項目試樣 | 松馳收 縮率（％） | 氈化收縮率（％） | ||||
| 經向 | 緯向 | 面積 | 經向 | 緯向 | 面積 | |
| 1＃ | 7.16 | 2.6 | 9. 76 | 30.7 | 9.9 | 43.6 |
| 2＃ | 4.5 | 3.1 | 7.6 | 22.2 | 14.3 | 39.7 |
| 3＃ | 12.9 | 4.9 | 17.8 | 24.5 | 15.3 | 36 |
| 4＃ | 10.9 | 2.8 | 13.7 | 29.4 | 19.2 | 43 |
| 空白 | 20.3 | 18.7 | 39 | | ||
| 5＃ | －8.8 | 0.6 | －8.2 | 1.8 | －1.9 | －0.1 |
| 6＃ | －7.1 | －1.19 | 8.2 | 4.2 | 1.7 | 5.9 |
近年來，國外相繼開發生產了一大批改性有機硅彈性體，即第三代有機硅織物整理劑，這種整理劑帶有活性基團，反應性好，屬自交聯類型。這種整理劑還可以使織物有特殊的回 彈性、非常柔軟、豐滿、光滑。
并且有交聯溫度低、表面張力低的特點，很適合于作羊毛防縮整理劑。我們合成的正是這一 類有機硅水乳液。
目前國內進口的羊毛防縮整理劑有如下幾種：Ｈｅｒｃｏｓｅｔｔ 57，Ｐｏｌｙｍｅｒ?。牵祝翗渲模?mdash;109樹脂。Ｈｅｒｃｏｓｅｔｔ 57為聚酰胺表氯醇，Ｐｏｌ ｙｍｅｒ Ｇ為丙烯酸酯類，這兩種為水溶性整理劑。ＷＡ樹脂與ＤＣ—109樹脂都是變性有機硅類樹脂。這兩種樹脂屬于溶劑型，必須溶解在四氯乙烯中使用，所以必須有密閉式 帶回收裝置的設備方可進行生產，我們合成的防縮整理劑的最大優點是手感柔軟，“與國外進口的ＤＣ—109、ＷＡ樹脂生產的”毛衫相比，效果非常相似。通過做紅外光譜，對自己合成的SP樹脂與美國進口的ＤＣ—109
4.3.對常規防縮工藝的幾項改進。
目前，國內外普遍采用的主要方法是雙階段處理法和溶劑型樹脂覆蓋法。水溶性樹脂一般均 采取雙階段處理法，過去的處理工藝還存在一些問題，進口水溶型樹脂手感較硬，后面需要加柔軟劑再處理一次，因此，作了如下改進：
改變氯化處理工藝，使原需1小時的浸泡縮短到14分鐘，降低了處理劑濃度，不僅氯味降低且使羊毛纖維的鱗片損傷降到最小程度而又達到較好的防縮效果。這是由于SP羊毛防縮整理劑 AＪＰ2的性質所決定的。SP羊毛防縮整理劑的表面張力較低，一般小于Ｈｅｒｃｏｓｅｔｔ 57 樹脂，易于在纖維表面上的擴散，以獲得均勻一致的效果，形成均勻的薄膜，起到良好的防 縮效果，所以對前處理的要求較低些。AＪＰ
SP羊毛防縮整理劑手感較柔軟，省掉了柔軟處理工序，手感效果與進口溶劑型樹脂ＷＡ、ＤＣ—109效果接近。但這兩種溶劑型樹脂，在國內現正使用的廠家中只能加工粗紡防縮毛 衫，而不能加工精紡防縮毛衫，因為在加工過程中起球嚴重，破壞了精紡毛衫平整的外觀，而采用雙階段處理法既可以作精紡又可以作粗紡毛衫的防縮加工。
根據測試單位的要求，超級耐洗羊毛衫樣品，每個品種必須連續送檢十五次，全部合格后方 可得到認可。
AＢＴ15.結論
5.1.合成了水溶性改性有機硅類羊毛防縮整理劑，其本身帶有催化交鏈體系，手感柔軟，成膜溫度低，臨界表面張力亦低，易于在纖維有面均勻擴散。
5.2.采用雙階段處理法對羊毛衫進行超級耐洗整理，比常規工藝大幅度降低了前處理濃度，縮短了處理時間，并省掉了柔軟處理工序。
5.3.在全國十幾個廠家進行了生產性批量試驗，有的廠家已采用該整理劑和工藝批量投產一年半。
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