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SP羊毛防縮整理劑在超級(jí)耐洗工藝上的應(yīng)用

來源：印染在線　發(fā)布時(shí)間：2009年10月12日

中國紡織科學(xué)研究院劉艾平

1.前言羊毛衫在洗滌過程中，除了發(fā)生一般的縮水現(xiàn)象外，還會(huì)發(fā)生氈化收縮。羊毛衫的氈縮問題對(duì)毛衫的尺寸穩(wěn)定性具有很大的影響。試驗(yàn)證明，一件普通的羊毛衫按國際羊毛局超級(jí)耐洗標(biāo)準(zhǔn)洗滌后，氈化面積收縮率35～55％，也就是說一件毛衣經(jīng)多次家庭洗滌后要縮掉一半左右。羊毛衫的洗滌標(biāo)準(zhǔn)最近改為兩級(jí)，一、手可洗，二、機(jī)可洗。超級(jí)耐洗整理即為機(jī)可洗或防氈縮整理。為使羊毛衫達(dá)到超級(jí)耐洗標(biāo)準(zhǔn)就必須進(jìn)行防縮整理（Ｓｈｒｉｎｋｐｒｏｏｆ　ｆｉｎｉｓｈ）。自1981年以來，在國際羊毛局的推廣指導(dǎo)下，羊毛衫超級(jí)耐洗整理已經(jīng)在我國幾家羊毛衫廠實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)，與此同時(shí)，這些羊毛衫廠花掉大量外匯進(jìn)口了國外防縮整理設(shè)備和羊毛防縮整理劑。進(jìn)口的防縮整理設(shè)備主要是“伯偉”干洗機(jī)，到目前為止，全國進(jìn)口的許多伯偉機(jī)中，只有兩個(gè)廠家的設(shè)備能正常運(yùn)轉(zhuǎn)并投入批量生產(chǎn)，此外大多數(shù)調(diào)試不正常，造成很大浪費(fèi)。投入正常生產(chǎn)的伯偉機(jī)，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(jī)是密閉式設(shè)備，可以回收溶劑，這種設(shè)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(jī)對(duì)水溶型樹脂不適用。進(jìn)口助劑成本高，給使用進(jìn)口助劑的廠家造成壓力，因此，解決國內(nèi)羊毛防縮整理劑依賴進(jìn)口的問題，實(shí)現(xiàn)助劑國產(chǎn)化，并實(shí)施與國產(chǎn)整理劑配套的加工設(shè)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(shí)現(xiàn)了從整理劑到工藝和設(shè)備全部國產(chǎn)化的羊毛衫超級(jí)耐洗整理路線。1987年以來，我們利用國內(nèi)羊毛衫廠的現(xiàn)有設(shè)備，使用自己研究的整理劑和工藝，在全國十幾家羊毛衫廠進(jìn)行了推廣，防縮羊毛衫產(chǎn)品經(jīng)國際羊毛局指定測(cè)試中心的多次測(cè)試，無論是精紡毛衫和粗紡毛衫均達(dá)到了國際羊毛局超級(jí)耐洗標(biāo)準(zhǔn)，手感和外觀生產(chǎn)廠家都感到滿意。<

.羊毛纖維的氈縮機(jī)理羊毛纖維的氈縮原因，傳統(tǒng)的理論認(rèn)為主要是由于羊毛鱗片層結(jié)構(gòu)所引起的定向摩擦效應(yīng)（ＤＦＥ，Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ　ｆｒｉｃｔｉｏｎａｌ　ｅｆｆｅｃｔ）和羊毛的彈性特點(diǎn)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(dāng)有縮劑存在時(shí)，羊毛纖維被潤濕而膨脹，鱗片張開，此時(shí)對(duì)羊毛施加一定的外力(例如搓揉)，促使羊毛纖維產(chǎn)生移動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)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(cuò)，這就使羊毛停留在新的位置，當(dāng)再次受到外力時(shí)，又使羊毛產(chǎn)生位移，這樣反復(fù)多次地?cái)D壓揉搓使纖維互相纏結(jié)，產(chǎn)生氈化現(xiàn)象。當(dāng)鱗片的順向摩擦系數(shù)μｗ（從毛根向毛尖的方向，順著鱗片的方向）與逆向摩擦系數(shù)μΑ(逆著鱗片的方向)的差值（μＡ＞μｗ）大時(shí)，則引起不同程度的氈化收縮，這種逆鱗片摩擦系數(shù)與順鱗片摩擦系數(shù)之差（μＡ—μｗ）稱為定向摩擦效應(yīng)。除摩擦系數(shù)差異之外，同時(shí)還應(yīng)注意不同的介質(zhì)，摩擦力的大小等因素的影響。羊毛纖維的內(nèi)表層是皮質(zhì)層。經(jīng)一些處理之后，導(dǎo)致二硫鍵（—Ｓ—Ｓ—）和肽鍵（ＣＯＮＨ—）的斷裂，轉(zhuǎn)變?yōu)樨?fù)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(shù)與逆向摩擦系數(shù)不同，因此就要設(shè)法使二者數(shù)值接近，這樣可使羊毛纖維向兩個(gè)方向蠕動(dòng)力量互相抵消，以便收到防縮效果。實(shí)際上，實(shí)行防縮加工的結(jié)果往往是在兩個(gè)數(shù)值的中間數(shù)值，設(shè)法對(duì)羊毛纖維毫無損傷，同時(shí)也不失掉羊毛的特有風(fēng)格。羊毛防氈縮加工法大致可分為下列各種：1.使織物保持適當(dāng)?shù)慕M織結(jié)構(gòu)，織物結(jié)構(gòu)密度大，其收縮便越小，(當(dāng)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，縮小ＤＦＥ。 5.減弱羊毛纖維彈性。6.使纖維增加“抗張”能力。

3.試驗(yàn)ＳＰ羊毛防縮整理劑物理指標(biāo)如下：外觀：帶螢光的乳白色乳液，ｐＨ＝7。離心試驗(yàn)：3000轉(zhuǎn)／分，持續(xù)一小時(shí)不分層。溫度適應(yīng)性：45±1℃×4ｈｒ，穩(wěn)定。20ｇ／Ｌ濃度,5～10℃×4ｈｒ，解凍后不漂油分層。酸、堿穩(wěn)定性：100ｇ／Ｌ工作液，ｐＨ為3～4；及ｐＨ＝10，.8小時(shí)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(shí)驗(yàn)設(shè)備：縮絨機(jī)，成衣染色機(jī)，浸漬槽，甩干機(jī)，鼓風(fēng)干燥機(jī)，洗衣機(jī)。工藝流程：成衣——縮絨——防縮——甩干——烘干——整燙定型。測(cè)試方法：采用國際羊毛局超級(jí)耐洗測(cè)試方法和測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)Ｍ31.氈化面積收縮率達(dá)到10%以下。測(cè)試單位：經(jīng)北京毛紡織科學(xué)研究所的《國家毛紡織產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心》，上海測(cè)試中心，江蘇省測(cè)試中心等單位(國際羊毛局指定測(cè)試單位)，作過多次測(cè)試，結(jié)果表明，試樣達(dá)到了國際羊毛局超級(jí)耐洗標(biāo)準(zhǔn)，而且質(zhì)量穩(wěn)定。生產(chǎn)性大試：已經(jīng)做了兩年的生產(chǎn)性試驗(yàn)，曾在全國十幾家羊毛衫廠進(jìn)行了推廣試驗(yàn)，這些廠家的防縮羊毛衫產(chǎn)品都達(dá)到了國際羊毛局超級(jí)耐洗試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。

4.結(jié)果討論4.1.調(diào)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(duì)矛盾的兩個(gè)方面。羊毛的縮絨性是其它纖維所不具備的。利用縮絨特性可以改善毛織物的手感、外觀，提高織物的保暖性。另一方面，這種優(yōu)點(diǎn)由于使用方法和條件不合適，也很容易成為缺點(diǎn)。防縮處理與縮絨性是

相對(duì)的，防縮處理實(shí)際上就是對(duì)縮絨加以控制。在進(jìn)行防縮處理時(shí)，要特別注意保持羊毛的特殊的天然風(fēng)格，嚴(yán)格控制條件，我們發(fā)現(xiàn)防縮加工的ｐＨ值、時(shí)間、防縮劑用量都是重要的影響因素。控制防縮劑用量是很重要的，經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)，防縮整理劑用量在2.5％～7％之間是比較合適的。參見圖一。

ｐＨ值在4以下和8以上時(shí)都容易引起毛衫的強(qiáng)烈收縮，其原因是在不同ｐＨ值溶液中，其膨脹程度不同，當(dāng)溶液的ｐＨ值4～8時(shí)，羊毛的膨潤性最小，鱗片的摩擦定向效應(yīng)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(zhǔn)備，因?yàn)闅只湛s現(xiàn)象是不可逆的，另外防縮前處理中的ｐＨ值對(duì)防縮效果有一定影響。請(qǐng)參看圖二。防縮處理是在縮絨后進(jìn)行的，在縮絨前進(jìn)行防縮處理，毛衫的絨面會(huì)受到影響，經(jīng)對(duì)工藝順序進(jìn)行試驗(yàn)后，認(rèn)為縮絨甩干之后不再進(jìn)行烘干就進(jìn)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(fā)揚(yáng)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(jīng)調(diào)整工藝后，成衣織好后未經(jīng)縮絨防縮時(shí)的尺寸與經(jīng)防縮處理后的尺寸基本不變，使生產(chǎn)廠感到滿意。見表1。表一.防縮整理前后羊毛衫的尺寸比較

4.2.防縮整理劑類型的選擇確定：在考慮防縮效果的基礎(chǔ)上，應(yīng)著重注意羊毛衫的手感及外觀問題，因?yàn)檠蛎氖指惺菂^(qū)別于其它纖維而倍受青睞的重要特點(diǎn)，體現(xiàn)了其優(yōu)良風(fēng)格，如果處理之后破壞了羊毛的風(fēng)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?cè)?jīng)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(jī)硅類防縮整理劑。請(qǐng)參看表二。經(jīng)過多次試驗(yàn)，對(duì)常規(guī)的有機(jī)硅乳液合成進(jìn)行的改進(jìn)，達(dá)到了理想的效果。原料配方的變化對(duì)氈縮率有很大影響，經(jīng)多次調(diào)整配比找出了最佳方案。請(qǐng)看表三、不同配比的整理劑對(duì)氈化面積收縮率的影響。表二

不同類型防縮劑應(yīng)用效果對(duì)比

注：Ａ：丙烯酸類.Ｂ：改性有機(jī)硅AＨＴ表三不同配比整理劑的效果對(duì)比

近年來，國外相繼開發(fā)生產(chǎn)了一大批改性有機(jī)硅彈性體，即第三代有機(jī)硅織物整理劑，這種整理劑帶有活性基團(tuán)，反應(yīng)性好，屬自交聯(lián)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(lián)溫度低、表面張力低的特點(diǎn)，很適合于作羊毛防縮整理劑。我們合成的正是這一類有機(jī)硅水乳液。目前國內(nèi)進(jìn)口的羊毛防縮整理劑有如下幾種：Ｈｅｒｃｏｓｅｔｔ　57，Ｐｏｌｙｍｅｒ　Ｇ，ＷＡ樹脂，ＤＣ—109樹脂。Ｈｅｒｃｏｓｅｔｔ　57為聚酰胺表氯醇，Ｐｏｌｙｍｅｒ　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(jī)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(shè)備方可進(jìn)行生產(chǎn)，我們合成的防縮整理劑的最大優(yōu)點(diǎn)是手感柔軟，“與國外進(jìn)口的ＤＣ—109、ＷＡ樹脂生產(chǎn)的”毛衫相比，效果非常相似。通過做紅外光譜，對(duì)自己合成的SP樹脂與美國進(jìn)口的ＤＣ—109作了結(jié)構(gòu)上的比較，它們的吸收峰值基本相同，說明結(jié)構(gòu)基本一致。4.3.對(duì)常規(guī)防縮工藝的幾項(xiàng)改進(jìn)。目前，國內(nèi)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(jìn)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(jìn)：改變氯化處理工藝，使原需1小時(shí)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(dá)到較好的防縮效果。這是由于SP羊毛防縮整理劑 AＪＰ2的性質(zhì)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(kuò)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(duì)前處理的要求較低些。AＪＰSP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(jìn)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(nèi)現(xiàn)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?yàn)樵诩庸み^程中起球嚴(yán)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(jù)測(cè)試單位的要求，超級(jí)耐洗羊毛衫樣品，每個(gè)品種必須連續(xù)送檢十五次，全部合格后方可得到認(rèn)可。

5.結(jié)論5.1.合成了水溶性改性有機(jī)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(kuò)散。5.2.采用雙階段處理法對(duì)羊毛衫進(jìn)行超級(jí)耐洗整理，比常規(guī)工藝大幅度降低了前處理濃度，縮短了處理時(shí)間，并省掉了柔軟處理工序。5.3.在全國十幾個(gè)廠家進(jìn)行了生產(chǎn)性批量試驗(yàn)，有的廠家已采用該整理劑和工藝批量投產(chǎn)一年半。

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