羊毛織物起毛起球成因及改善方法研究

孟祥玲

(東華大學(xué)生態(tài)紡織教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 201620)

羊毛織物起毛起球成因及改善方法研究

孟祥玲

(東華大學(xué)生態(tài)紡織教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 201620)

由于羊毛織物在穿著過(guò)程中極易起毛起球，嚴(yán)重影響了服用性能。如何在不影響羊毛本身服用性能的基礎(chǔ)上，更加環(huán)保的進(jìn)行抗起毛起球整理是困擾毛紡行業(yè)的難題之一。從纖維性能結(jié)構(gòu)、織物組織等方面分析了羊毛織物起毛起球的主要成因，并在此基礎(chǔ)上介紹了改善羊毛織物起毛起球的整理方法，闡明了今后的發(fā)展方向。

羊毛 起毛起球 影響因素 整理方法

羊毛作為一種高檔的天然纖維，具有高彈性、手感好、吸濕性強(qiáng)、保暖性好等特點(diǎn)[1-2]，一直深受人們喜愛(ài)，常被用作禮服、西裝等高檔服用面料。然而羊毛織物在服用洗滌過(guò)程中常出現(xiàn)起毛起球現(xiàn)象，嚴(yán)重影響著織物的穿著性能和外觀。如何克服羊毛織物起毛起球問(wèn)題，一直是困擾毛紡行業(yè)的一大難題。人們從羊毛的纖維性能、紗線結(jié)構(gòu)、織物組織等方面入手，通過(guò)不同的整理方法解決這一難題。本文主要針對(duì)羊毛織物的起毛起球成因及改善羊毛織物起毛起球的途徑，進(jìn)行了分析與展望。

1 羊毛織物起毛起球成因

羊毛織物起毛起球的原因有很多，本文主要從三個(gè)方面進(jìn)行探討，包括羊毛纖維本身結(jié)構(gòu)特征、紗線結(jié)構(gòu)以及織物組織結(jié)構(gòu)等發(fā)面。

1.1 纖維性能與結(jié)構(gòu)

羊毛本身的鱗片層結(jié)構(gòu)，卷曲、長(zhǎng)度、細(xì)度和強(qiáng)度，都從不同程度上影響了羊毛的性能，是羊毛起毛起球的成因之一。

1.1.1羊毛的鱗片結(jié)構(gòu)

羊毛的鱗片層結(jié)構(gòu)所引起的定向摩擦效應(yīng)是毛織物起毛起球的主要原因[3]。鱗片是角質(zhì)化的細(xì)胞，是羊毛纖維的最外層，具有方向性。在生長(zhǎng)的過(guò)程中，前緣向著纖維頂端形成突出物。因此，羊毛纖維間從不同方向摩擦?xí)a(chǎn)生定向摩擦效應(yīng)。在外力反復(fù)作用下，纖維間相互纏結(jié)，使得纖維向毛根方向移動(dòng)，最終毛端伸出織物表面，形成毛羽，相互糾纏，導(dǎo)致羊毛織物起毛起球現(xiàn)象產(chǎn)生。[4]

1.1.2 羊毛的卷曲

由于羊毛纖維正偏皮質(zhì)細(xì)胞的雙邊分布結(jié)構(gòu)，使其具有天然卷曲形態(tài)。[5]一方面提高了纖維之間的抱合力，使毛端不易滑出；另一方面，毛端一旦伸出織物表面，則更容易被外力鉤掛，形成毛羽，最終形成毛球。[6]

1.1.3 纖維長(zhǎng)度

纖維長(zhǎng)度也是羊毛織物起毛起球成因之一。通常短纖維比長(zhǎng)纖維更易于起球。纖維越短，織物纖維頭端數(shù)越多，越易滑出織物表面，加大起毛起球概率。[7]

1.1.4 纖維細(xì)度和強(qiáng)度

細(xì)羊毛纖維易產(chǎn)生彎曲糾纏，抽出和纏結(jié)幾率大，易產(chǎn)生起毛現(xiàn)象。而細(xì)羊毛的斷裂伸長(zhǎng)和耐磨性較高，一旦成球，不易從織物表面脫落，導(dǎo)致織物起球。[2]同時(shí)，纖維強(qiáng)度大也使產(chǎn)生的毛球不易脫落。

1.2 紗線結(jié)構(gòu)

紗線捻度及表面光潔度對(duì)織物起毛起球有很大影響。捻度高的紗線更加緊密，纖維的可滑移性較低，織物不易起球。但捻度過(guò)高也會(huì)影響織物穿著性能和手感，所以不能一味的提高紗線捻度。[7]羊毛纖維表面光潔度高，則可供糾纏的毛羽數(shù)少，不易起毛起球。[6]

1.3 織物組織結(jié)構(gòu)

劉文麗等人[8]由實(shí)驗(yàn)得出“組織結(jié)構(gòu)疏松的織物比結(jié)構(gòu)緊密的織物更易起毛起球”。由此可知，交織點(diǎn)越多，織物表面毛絨形成越難，紗線與紗線間緊密度越大，紗線彼此結(jié)合越牢固，織物的抗起毛起球性越好。

2 羊毛織物起毛起球性能改善方法

根據(jù)羊毛織物起毛起球成因，結(jié)合多年的研究與探索，已經(jīng)有許多比較成熟的改善羊毛織物起毛起球性的方法。本文根據(jù)其整理方法的原理，將其分為化學(xué)處理和物理處理。

2.1 化學(xué)處理

2.1.1 氯化法

氯化法是指用氯化劑處理羊毛，使羊毛鱗片層有不同程度的剝離，改善纖維吸濕溶脹性，降低定向摩擦效應(yīng)，從而達(dá)到抗起毛起球效果。[6]氯化法用于處理羊毛雖具有成本低，效果好的優(yōu)點(diǎn)，但由于所用含氯氧化劑嚴(yán)重破壞了羊毛的結(jié)構(gòu)，使織物外觀及應(yīng)用性能發(fā)生變化。此外，處理過(guò)程中產(chǎn)生的有機(jī)氯化物等有害物質(zhì)，對(duì)人體和環(huán)境都存在危害，與“生態(tài)紡織”相違背。因此，這種處理方法已經(jīng)很少被進(jìn)一步研究。

2.1.2 氧化法，還原法

氧化法與還原法都是通過(guò)氧化劑或還原劑破壞羊毛鱗片層中的二硫鍵和氫鍵，降低纖維間的定向摩擦效應(yīng)，從而減少羊毛織物的起毛起球。單獨(dú)使用氧化法或還原法，不僅對(duì)纖維損傷較大，而且效果不明顯。因此，常將這兩種方法與其他整理方法結(jié)合使用，達(dá)到較好的改善效果。但由于這兩種方法工藝復(fù)雜，未被廣泛使用。

2.1.3 生物酶法

通過(guò)蛋白酶來(lái)水解皮質(zhì)層和鱗片層間的細(xì)胞間物質(zhì)，使羊毛部分鱗片脫落，定向摩擦效應(yīng)減小，從而達(dá)到抗起毛起球的效果。

李珣[9]在試驗(yàn)中驗(yàn)證，單獨(dú)用蛋白酶處理羊毛織物很難達(dá)到良好的抗起毛起球效果，蛋白酶常常與其他試劑或方法結(jié)合使用。郭秀梅等人[10]在抗起毛起球整理中，采用蛋白酶處理與強(qiáng)力保護(hù)劑整理相結(jié)合的方法，有效的去除了表面絨毛，使織物起毛起球趨勢(shì)減少，織物抗起毛起球性能提高1級(jí)～2級(jí)，且整理效果持久。鐘業(yè)桂[11]以殼聚糖微球?yàn)檩d體、 戊二醛為交聯(lián)劑制成的固定化蛋白酶，可提高羊毛織物的抗起毛起球等級(jí)，且對(duì)織物強(qiáng)力、色光影響小，與游離蛋白酶相比，有更好的耐氣候性。由于蛋白酶法對(duì)處理?xiàng)l件要求嚴(yán)格，所以固定化蛋白酶法可以作為以后的一個(gè)研究方向，但同時(shí)也要考慮此法帶來(lái)的高成本問(wèn)題。

2.1.4 離子液法

磷離子液體具有高熱穩(wěn)定性、 可忽略的蒸氣壓、寬的液態(tài)溫度區(qū)間、 良好的導(dǎo)電性、 較高的黏度、可調(diào)控的對(duì)極性及非極性物質(zhì)的良好溶解性、低毒等特點(diǎn)。張莉等[12]以 1-溴-3-甲氧基丙烷、三溴化磷、次磷酸為主要原料，合成了次磷酸化三(丙基醇)膦氫磷離子液體，用以浸漬羊毛，整理劑飽和烷基季磷鹽中的次磷酸根離子會(huì)與羊毛鱗片層中胱氨酸上的二硫鍵發(fā)生反應(yīng)，減薄鱗片層，去除表面毛羽，降低定向摩擦效應(yīng)，可提高羊毛織物的抗起毛起球性能，且織物強(qiáng)力、白度、手感沒(méi)有明顯下降。目前該方面研究較少，有廣闊的研究空間。

2.2 物理處理

2.2.1 樹(shù)脂法

樹(shù)脂整理法是應(yīng)用較早的抗起毛起球的整理方法，運(yùn)用樹(shù)脂在纖維表面形成聚合物薄膜，并在纖維間形成粘結(jié)點(diǎn)，限制纖維運(yùn)動(dòng)，降低定向摩擦效應(yīng)，使羊毛織物達(dá)到較好的抗起毛起球效果。樹(shù)脂整理不會(huì)損傷纖維，對(duì)纖維的力學(xué)性能幾乎無(wú)影響，但該處理影響織物手感，工藝仍有待優(yōu)化。

何麗清等[13]采用聚氨酯與氧化改性聚乙烯乳液協(xié)同作用于羊毛針織物，由于氧化改性聚乙烯蠟乳液的特殊性能，使整理后的織物具有優(yōu)異的抗起毛起球性能(達(dá)4級(jí)～5級(jí))。劉瑞云[14]采用有機(jī)硅改性丙烯酸酯樹(shù)脂處理羊毛織物，結(jié)合柔軟劑、交聯(lián)劑使用，抗起毛起球等級(jí)可達(dá)到3級(jí)～4級(jí)，可很好的改善織物手感，但要很好的控制柔軟劑的用量，過(guò)多使用對(duì)抗起毛起球性能有副作用。胡亞君等[15]發(fā)現(xiàn)水性聚氨酯有較好的成膜性，且可賦予織物特殊手感，大多應(yīng)用于羊毛的防縮整理，以及織物的起毛起球，有待進(jìn)一步研究。

2.2.2 生物質(zhì)法

生物質(zhì)法中常用的整理劑有羊毛角蛋白、 絲膠、 殼聚糖等天然高聚物，其中以羊毛角蛋白的研究最為熱點(diǎn)。將廢棄的羊毛通過(guò)還原法溶解即可得到羊毛角蛋白，與羊毛的分子結(jié)構(gòu)相似。羊毛角蛋白中富含大量的巰基，可在纖維表面形成一層均勻鋪展的膜狀物，覆蓋住羊毛鱗片層并在纖維間形成粘結(jié)點(diǎn)，降低羊毛的定向摩擦效應(yīng)，從而減少織物的起毛起球趨向。經(jīng)羊毛角蛋白處理過(guò)的織物，吸濕、保濕性能提高，手感柔和自然[16]。生物質(zhì)法能達(dá)到較好的處理效果，同時(shí)具有親膚、對(duì)織物損傷小等優(yōu)點(diǎn),符合紡織品綠色、生態(tài)、環(huán)保的發(fā)展要求，是未來(lái)研究的重要方向。

羊毛角蛋白處理織物也可與其他試劑混合使用。盧素娥等[17]利用還原劑首先對(duì)毛織物進(jìn)行預(yù)處理，使得毛織物纖維表面的鱗片得到一定程度的刻蝕，然后再用羊毛角蛋白溶液處理，可提高羊毛織物的抗起毛起球等級(jí)。處理時(shí)需嚴(yán)格控制還原劑用量，用量過(guò)高，會(huì)影響織物力學(xué)性能。

2.2.3 低溫等離子體法

低溫等離子體法是利用等離子態(tài)的激發(fā)氣體分子對(duì)羊毛表面進(jìn)行刻蝕，增加纖維間抱合力。[18]破壞鱗片層結(jié)構(gòu)，降低定向摩擦效應(yīng)，且處理后的織物吸濕性增強(qiáng)，有較好的抗起毛起球效果，但會(huì)損傷羊毛，處理重演性較差[6]。

Ailan Wan等[19]運(yùn)用的三步低溫等離子體法，在氬和氧的等離子脈沖中，六甲基二甲硅醚聚合形成薄膜沉積。此法形成的羊毛纖維表面涂層，均一、穩(wěn)定，能防止纖維末端滑脫，有效降低羊毛織物的起毛起球。但等離子脈沖會(huì)刻蝕羊毛鱗片層，對(duì)織物手感產(chǎn)生影響，但對(duì)白度無(wú)影響。A. Montarsolo等[20]研究的硅膠薄膜等離子體化學(xué)氣相沉積法，比較了不同條件下經(jīng)等離子體處理的樣品與未處理樣品的性能。結(jié)果表明，經(jīng)六甲基二甲硅醚、氧氣、氬的混合沉積薄膜處理過(guò)的羊毛織物的抗起毛起球性能提高2級(jí)，水洗后，涂層效果仍保持。

3 結(jié)束語(yǔ)

近些年，隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，對(duì)服裝要求的提升，紡織行業(yè)都在向著綠色、精細(xì)化方向發(fā)展。所以，在不影響羊毛織物服用性能且對(duì)環(huán)境污染小的基礎(chǔ)上，改善羊毛織物起毛起球性能，是未來(lái)重要的研究方向。

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2017-05-23

作者：孟祥玲(1993-)，女，碩士研究生，研究方向：羊毛織物。

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1008-5580(2017)04-0138-04