山羊絨針織物氧化處理工藝研究及對起毛起球性能的影響

季 延，丁 盛

（巴音郭楞職業(yè)技術學院 紡織服裝學院，新疆 庫爾勒841000）

山羊絨針織物氧化處理工藝研究及對起毛起球性能的影響

季 延，丁 盛

（巴音郭楞職業(yè)技術學院 紡織服裝學院，新疆 庫爾勒841000）

為研究氧化處理法對山羊絨針織物起毛起球性能的影響，通過正交實驗，以起毛起球個數(shù)作為實驗結果，確定了針織物氧化處理的最佳工藝，此時山羊絨針織物起毛起球等級為3.5級。再對影響顯著的氧化劑KMnO4質(zhì)量分數(shù)進行單因素分析，發(fā)現(xiàn)起毛起球等級隨KMnO4質(zhì)量分數(shù)的增大先升高再降低，在2.0%～2.5%區(qū)間最高，為減少纖維損傷，選擇KMnO4質(zhì)量分數(shù)為2.0%。因此氧化處理最佳工藝為氧化劑KMnO4質(zhì)量分數(shù)2.0%，pH值3.0，處理溫度40℃，處理時間35 min，起毛起球等級為3.5級。結果表明：氧化處理法對山羊絨針織物起毛起球性能有顯著影響。

山羊絨；針織物；氧化處理；起毛起球性能

山羊絨纖維被譽為 “纖維鉆石”、 “軟黃金”，是一種珍稀的特種動物毛。山羊絨針織物具有手感柔軟、絨面豐滿、保暖性好、質(zhì)地優(yōu)良、吸濕性強、穿著舒適、光澤柔和等特點，深受消費者的歡迎[1]。但是由于山羊絨纖維與羊毛纖維一樣具有定向摩擦效應，致使山羊絨針織物起毛起球問題嚴重，影響了山羊絨織物的服用性能[2-3]。本實驗通過正交實驗設計，對山羊絨針織物氧化處理工藝進行了探討，并對氧化處理山羊絨針織物起毛起球性能的影響進行了研究。

1 實驗原料

山羊絨針織物，織物規(guī)格[4]見表1。

表1 實驗織物的規(guī)格

2 氧化處理原理及氧化劑選用

對織物進行氧化處理是利用氧化劑與羊絨鱗片層中的—S—S—發(fā)生氧化反應，即—S—S— +[O]→ (—SO3H，使鱗片軟化變薄，從而降低定向摩擦效應。它的作用與羊毛的氯化技術相似，均屬于堿法處理[5]。目前工業(yè)中常用的氧化劑是雙氧水、過氧硫酸鹽和KMnO4，在前期處理實驗中發(fā)現(xiàn)，在相同的工藝條件下，KMnO4做氧化劑對織物的損傷小，處理效果好，同時成本較低[6]，因此本次實驗選用KMnO4作為氧化劑。

3 氧化處理工藝流程

氧化處理工藝流程：

浸潤→氧化整理→清洗脫水→還原→漂洗脫水→烘干

具體方法為:

（1）將山羊絨針織物烘1 h，稱其干重，放入20℃的溫水中浸潤；

（2）根據(jù)織物重量和 KMnO4濃度稱取KMnO4質(zhì)量；

（3）采用1∶20的浴比配置溶液，加入1 mL/g織物的平平加O，用H2SO4調(diào)節(jié)pH值，將溶液預升溫；

（4）將浸潤的織物脫水后放入處理劑中，在溫度t條件下處理hmin，并輕輕攪拌使其處理均勻；

（5）將處理過的織物，漂洗三遍，脫水；

（6）根據(jù)織物重稱取 Na2SO3質(zhì)量，采用1∶20的浴比配置還原溶液，處理溫度控制在40℃，處理時間l0 min；

（7）處理后將織物漂洗脫水，烘干，稱量干重，并在標態(tài)下放置48 h，稱取重量，同時稱取未處理的同一批織物在此狀態(tài)下的濕重；

（8）對織物進行起毛起球測試。

4 實驗設計

對山羊絨織物進行氧化處理過程中，其涉及到的實驗工藝參數(shù)有：氧化劑的質(zhì)量分數(shù)，活性劑的種類及濃度，pH值，氧化還原處理所用的時間、溫度等一系列參數(shù)。經(jīng)過前期的探索性實驗，發(fā)現(xiàn)KMnO4質(zhì)量分數(shù)、處理時間、處理溫度及pH值對實驗結果的影響比較顯著，因此，實驗因素確定為：KMnO4質(zhì)量分數(shù)、處理時間、處理溫度以及溶液pH值。

本實驗對針織物采用正交實驗方法[7]，通過對實驗結果 （起球個數(shù)）的分析，確定各因素及其交互作用對實驗指標 （起球個數(shù)）影響的主次關系，找出氧化處理的最優(yōu)工藝條件或最佳搭配方案。在設計正交實驗方案前，通過單因子實驗確定各因子水平。該實驗為四因素三水平的實驗，故選用L9（34）正交表來安排實驗，如表2所示。

表2 實驗的因素水平表

5 起毛起球測試方法及選用儀器

李龍[8]周薇[9]等對山羊絨織物的測試方法進行了分析，認為不同的測試方法中，起球箱法更適合山羊絨，因此本次測試選用起球箱法。選用YG(B)511-IV型滾箱式起毛起球儀 （溫州大榮紡儀）。

6 起球測試結果與數(shù)據(jù)分析

根據(jù)GB4802.3-2008(紡織品織物起毛起球性能的測定第3部分：起球箱法)，采用起球箱法[10]對織物的起毛起球性能進行測試 (織物規(guī)格同表1)，其結果見表3。

表3 不同氧化處理工藝后織物的起毛起球等級

織物進行氧化處理后，起球等級均有所提高，由于等級差異不明顯，為能更好地分析不同因素水平對織物起毛起球性能的影響，以織物表面的起球個數(shù)來表示織物的起毛起球性能。下文對正交實驗結果進行分析討論。

（1）直觀分析：正交實驗表及實驗結果見表4，正交實驗結果分析見表5。

表4 正交實驗表及實驗結果

表5 正交實驗結果分析

根據(jù)表5對評價指標起球個數(shù)的極差分析可知，對織物起球個數(shù)的影響大小依次為：A＞B＞C＞D，即KMnO4質(zhì)量分數(shù) ＞氧化溫度 ＞時間 ＞pH值。由于起球個數(shù)越少 （即指標越?。┰胶?，因此因素A（KMnO4質(zhì)量分數(shù)）中的水平A3、因素B（氧化溫度）中的水平B2、因素C（時間）中的水平C3、因素D（pH值）中的水平D3較好，由此確定的最優(yōu)工藝為A3B2C3D3，即KMnO4質(zhì)量分數(shù)為2.5%，氧化溫度為40℃，時間為35 min，pH值為3.0。

（2） 方差分析

運用方差分析法處理正交實驗表數(shù)據(jù)，進行F檢驗。經(jīng)計算，溶液pH值的離差平方和最小，可歸為誤差，選擇a=0.1為顯著水平，查F檢驗表可知F0.1(2，2)=9.00，對直觀分析結果進行方差分析，結果見表6。

表6 方差分析表

由表6可以看出，F(xiàn)Ai=14.713＞F0.1(2，2)，氧化劑KMnO4質(zhì)量分數(shù)對氧化處理結果影響為顯著，而FBi=7.428＜F0.1(2，2)、FCi=3.875＜ F0.1(2， 2)、FDi=1.000 ＜ F0.1(2，2)，因此氧化溫度、處理時間及pH值對氧化處理結果沒有顯著影響。

一般來說溫度越高、處理時間越長，氧化劑質(zhì)量分數(shù)越高，氧化劑與羊絨鱗片層中的—S—S—的反應越劇烈，使鱗片變薄，處理效果越好。但條件的劇烈會使鱗片張角加大，增加纖維逆向摩擦時鱗片交叉的幾率，同時會造成對纖維皮質(zhì)層的破壞，使纖維長度、細度等損傷嚴重，導致織物在摩擦中，纖維易斷裂或從織物表面滑出，在影響織物機械性能的同時，增加了織物表面的毛羽，反而給織物起毛起球造成不利影響。實驗中可以看出，當氧化時間取35 min，溫度取40℃，氧化劑KMnO4質(zhì)量分數(shù)2.5%，pH值3.0時，經(jīng)氧化處理后的織物的防起毛起球性能較好。

（3）氧化劑質(zhì)量分數(shù)的單因素分析

方差分析發(fā)現(xiàn)，氧化劑KMnO4質(zhì)量分數(shù)對織物起毛起球性能有顯著影響，因此，選擇氧化溫度40℃，處理時間35 min， pH值3.0時，對氧化劑KMnO4質(zhì)量分數(shù)的影響進行單因素分析，結果見圖1。

圖1 氧化劑質(zhì)量分數(shù)對織物起毛起球等級影響

從圖1可見，織物起毛起球等級隨氧化劑質(zhì)量分數(shù)的增加先升高再降低，在取2%～2.5%之間時織物的起毛起球等級最高，質(zhì)量分數(shù)繼續(xù)增加時會對纖維皮質(zhì)層造成破壞，可能引起鱗片脫落，同時纖維機械性能損傷加重，纖維容易發(fā)生斷裂，而從織物中滑出，參與成球。因此，為了防止氧化處理過程中氧化劑對山羊絨織物中纖維的損傷，氧化劑KMnO4質(zhì)量分數(shù)選擇2.0%。

（4）最優(yōu)工藝下織物起毛起球性能

選擇最優(yōu)工藝為氧化劑KMnO4質(zhì)量分數(shù)2.0%，氧化溫度40℃，處理時間35 min，pH值3.0進行驗證實驗，實驗結果如表7。

表7 最優(yōu)工藝下織物的起毛起球性能

最優(yōu)氧化處理工藝下，山羊絨針織物的抗起毛起球性能有了較大的改善，起毛起球等級達到了3.5級，且將未經(jīng)過氧化處理的山羊絨針織物與經(jīng)氧化處理的針織物進行對比可明顯看出，經(jīng)過氧化處理的織物表面較光潔，織物起球現(xiàn)象得到了很大的改善。

7 結語

通過正交實驗及影響高度顯著的氧化劑KMnO4質(zhì)量分數(shù)單因素分析得出羊絨針織物氧化處理的最優(yōu)工藝為氧化劑KMnO4質(zhì)量分數(shù)2%，處理溫度40℃，處理時間35 min，在此工藝下，織物起毛起球等級可達3.5級，且起毛起球等級隨氧化劑質(zhì)量分數(shù)的增大，先增加后降低，在質(zhì)量分數(shù)2.0%～2.5%時，經(jīng)氧化處理后的織物防起毛起球性能較好。結果表明，對山羊絨針織物進行氧化處理可以較好地改善織物的起毛起球性能。

[1] 李龍，李歡意.山羊絨制品工程 [M].上海：東華大學出版社，2004：8-12.

[2] 張毅，薛紀瑩.山羊絨與綿羊毛的鑒別與實踐 [J].毛紡科技，2008 （1）：50-53.

[3] 何蘭芝，陳麗萍，王雪梅.山羊絨與羊毛纖維鑒別檢測綜述 [J].上海紡織科技，2008，36（10）： 44-46.

[4] 張佩華，沈為.針織產(chǎn)品設計 [M].北京：中國紡織出版社，2008.

[5] 曹錫林.山羊絨及其織物的功能整理 [J].毛紡科技， 2006 （1）： 25-27.

[6] 楊丹，李龍，王衛(wèi).山羊絨紗線中性KMnO4防縮工藝研究 [J].國際紡織導報，2011（10）：36-39.

[7] 邱軼兵.實驗設計與數(shù)據(jù)處理 [M].合肥：中國科學技術大學出版社，2008:101-106.

[8] 李龍等.滾箱式與隨機翻滾式起球儀測試比較 [J].毛紡科技，2005（6）：25-27.

[9] 周薇.羊絨針織物起球性能研究 [D].西安：西安工程科技學院，2005.

[10]吳佩云，耿琴玉.紡織纖維與產(chǎn)品 （下冊測試技術）[M].上海：東華大學出版社，2007：188-190.

Abstract：To research the effect of fuzzy and pilling on cashmere knitted fabric， orthogonal experiment was taken to figure out the oxidization-finishing optimum process，experiment results were measured by pilling numbers，the pilling rate of cashmere knitted fabric processed by optimum process was 3.5.Then analyzed the effect of KMnO4mass ratio on pilling，results showed that， pilling rate increased at first then decreased when KMnO4mass ratio continuously rose.The highest pilling rate district was when KMnO4mass ratio during 2.0% ～2.5%，chose 2.0%as optimum for fiber damage reducing.So，the optimum process of oxidization finishing was oxidant KMnO4mass ratio 2.0%，pH value 3.0，processing temperature 40℃，processing time 35 minutes， the corresponding pilling rate was 3.5.The results also indicated that，oxidation treatment did have a significant effect on the pilling performance of cashmere knitted fabric.

Keywords:cashmere， knitted fabric， oxidation treatment， fuzzy and pilling

STUDY OF THE CASHMERE KNITTED FABRIC OXIDATION PROCESS AND EFFECT ON THE PROPERTIES OF FAZZING AND PILLING

JI Yan，DING Sheng
(School of Textile and Clothing， Bayinguoleng Tecnical and Vocational College， Korla Xinjiang 841000， China)

TS195.6

A

10.3969／j.issn.1672-500x.2017.03.003

1672-500X(2017)03-0013-05

2017-07-14

季延 （1983-），女，河南新鄉(xiāng)人，講師，主要從事紡織新材料、新工藝及新技術方面的研究。

丁盛 （1979-），男，河南義馬市人，講師，主要從事紡織新材料、新工藝及新技術方面的研究。