羊毛丝光仿羊绒花呢的工艺研究yd9201

  蒋少军  兰州理工大学，甘肃兰州  730050

王幼平，马庆文  兰州散毛纺织(集团)公司，甘肃兰州  730000

收稿日期：2007-01-31

作者简介：蒋少军(1963-)，男，副教授，纺研所所长，主要从事纺织工程的教学和科研

  原载：染整技术2007/9；16-19

 

    【摘要】通过对羊毛变性产品的试制，探讨了羊毛变性产品生产过程中的有关问题以及如何使羊毛变性产品达到其应有的特点。将8.4tex(70s)羊毛变性处理后纺制仿羊绒花呢，产品具有手感滑糯、舒适有弹性、羊绒感强、呢面光洁、光泽自然柔和等特点。而且羊毛变性技术工艺可行，设备简单，操作方便。

    【关键词】羊毛变性;仿羊绒;花呢;工艺

    【中图分类号】TS190.643  文献标识码:B   文章编号:1005-9350(2007)09-0016-04

   

山羊绒以其轻、暖、柔、滑的优良特性被人们誉为"纤维钻石"、"软黄金"[1]，用其制作的纺织品更是受到消费者喜爱和追逐，使其成为一种时尚的体现和身份的象征。我国虽然是山羊绒的主要生产国，但是仍满足不了人们的需求，加上绒山羊对植被的破坏作用，也不能大量的放养[2]，因此，山羊绒织物的价格十分昂贵。山羊绒截面近似圆形，由皮质层和鳞片层组成，细胞不十分明显，卷曲较少，鳞片为环形，边缘光滑，间距比羊毛大，密度较稀。目前国外正大力开展羊毛超级柔软加工，国内这方面的工作也在进行[3]。本文对羊毛采用变性的方法，使变性后的羊毛织物具有类似山羊绒织物的手感和风格，这样既可以利用我国的羊毛资源，提高羊毛产品的附加值，满足人们服用舒适性能的要求，又符合21世纪人类对保护生态环境的健康理念。

1     试验

1·1  试验材料

    试验材料用8.4tex(70s)新疆细羊毛纤维和山羊绒。细羊毛纤维与山羊绒纤维相比性能相近，其主要的物理机械性能见表1[4]。

表1羊毛与山羊绒的性能对比

纤维种类

细度

µm

断裂强

力cN

比强度cN/dtex

断裂伸

长%

回潮

率%

初始

模量

保暖率

%

山羊绒

13.5-16.5

3.75

1.38

39.5

15

20.72

70.3

细羊毛

l6.8-18.11

4.20

1.15

37.6

16

22.40

63.5

1·2  试验试剂与仪器

    试验试剂为二氯异氰尿酸钠、二氯异三聚氰酸及其钠盐、焦亚硫酸钠、柔软剂和胰酶等；仪器采用纤维与织物常规的实验仪器。

1·3  试验方法

1·3·1  羊毛变性处理后理化性能的变化

    羊毛变性处理技术是一项以提高原料使用档次、改善羊毛品质及适应羊毛织物向凉爽、柔滑方向发展的一项较新的技术。常采用的是减量细化法(近几年，拉伸细化法也是一种比较有效的羊毛细化方式[5])，其基本原理是：将羊毛表面鳞片部分或全部腐蚀去掉，以达到丝光和变细的目的，去除羊毛表面鳞片工艺比较成熟的有氯化和蛋白酶处理两种方式[6]，目前生产中羊毛变性处理使用较多的还是通过氯化处理，使羊毛纤维表面形态发生变化，再通过脱氯及一定的化学处理，赋予纤维手感和柔软度，使羊毛品质有所提高[7]。羊毛变性处理是指对羊毛表角质层(厚度约为5µm)的表面处理，发生在羊毛纤维的无定形区。由于羊毛角朊的表面形态、组织结构和理化性能对纺、织、染整加工有不可忽视的影响，所以当羊毛表角质层通过氯化、氧化处理，发生了蛋白质鳞片的膨化、降解、脱落(剥离)，使羊毛角朊的表面形态发生一定的变化。正是由于变性羊毛的理化性能的变化，决定了变性羊毛生产工艺的特殊性。生产中将不同支数的羊毛在毛条染色时进行变性处理，得到的试验数据如表2。

表2  羊毛变性处理前后性能的变化

原料

细度

强力

伸长

数值µm

变化%

数值cN

变化%

数值%

变化%

12.8tex原毛

34.50

 

23.23

 

38.07

 

12.8tex变性毛

32.95

-4.49

21.36

-8.02

35.84

-2.27

10.1tex原毛

26.88

 

19.31

 

44.60

 

l0.ltex变性毛

26.64

-0.89

14.01

-27.41

39.51

-6.89

8.9tex原毛

21.58

 

12.45

 

32.62

 

8.9tex变性毛

20.88

-3.24

8.67

-30.31

28.19

-4.43

8.4tex原毛

21.50

 

7.64

 

39.28

 

8.4tex变性毛

19.80

-7.91

6.96

-8.97

37.93

1.35

羊绒

16.98

 

3.82

 

39.30

 

从表2中可以看出:

(1)变性处理后羊毛的细度有所下降，促使产品手感柔软、细腻。羊毛纤维的平均长度相应降低，但8.4tex变性毛的长度比羊绒长，所以8.4tex变性毛与羊绒相比能提高纺纱的效果。

(2)变性处理后羊毛纤维的强力和伸长也有所下降，但是，下降幅度不是很大，特别是8.4tex变性毛强力仍高于羊绒，对纺纱性能没有影响，如果用8.4tex变性毛替代部分羊绒对纺纱生产比较有利。

此外，变性处理后的羊毛，由于表面鳞片的剥落，其吸湿性能有明显提高；由于定向摩擦效应降低和吸湿性的提高，使变性毛的比电阻下降，这样有利于提高可纺性；变性毛的比重略有上升；由于表面部分鳞片剥落，耐磨性能提高；变性毛对光的反射程度增强，光泽提高；变性后的羊毛缩绒性下降[8]。

1·3·2   羊毛变性处理工艺条件

羊毛变性处理技术主要有四个过程，即氯化处理、脱氯处理、柔软处理和酶处理[9]。

1·3·2·1  氯化处理

氯化处理是对羊毛进行氧化处理的过程，该技术是通过使用有机氯化剂(即释氯剂)进行氧化处理则。通过剥去部分鳞片，使品质较低的羊毛鳞片脱落后，接近于羊绒的鳞片结构。生产中使用较多的释氯剂有二氯异氰尿酸钠，二氯异三聚氰酸及其钠盐[11]，这两种释氯剂在有水存在时，能发生水解，水解生成的HClO释放出浓度较低的有效氯与羊毛缓慢反应，其中氯与羊毛反应的速率，可通过pH值或温度进行控制。反应速率随pH值的下降或温度的升高而加快，如果温度升高过快，处理不充分不均匀，反之处理时间较长。如果pH值大于7，虽然氧化作用缓慢，处理较均匀，但是羊毛容易泛黄。因此，为了保证氯化处理充分而又均匀，在生产实际中要严格控制。

氯化剂用量的多少，直接影响着处理的效果[12]。正式生产前曾对氯化剂用量为4%、5%、7%(对羊毛重)做过小样试验。通过在电子显微镜下观察，可以明显看出，在氯化剂用量为4%时，大多数羊毛鳞片的边缘变钝，端部变得平滑，小部分鳞片被溶去；当氯化剂用量为7%时，羊毛纤维的表面已相当光滑，而且手感柔软，绝大部分的鳞片已被去除。由于 羊毛经氯化处理，羊毛表面会受到损伤，羊毛纤维强力下降，羊毛纤维鳞片的变化，又使纤维的抱合力下降，将会给后道工序的生产带来一定的困难。随着氯化剂用量的增大，这种趋势将更加明显。因此，氯化剂用量必须控制在适当的范围内，氯化处理的深度只限于在鳞片外层的0.15-0.20µm之间，这样的氯化处理反应是较缓和的。

1·3·2·2  脱氯处理

羊毛经过氯化处理后，纤维上还有少量的有效氯，如果不将这部分氯脱去，氯与羊毛容易生成黄色氯胺类化合物，使羊毛泛黄。因此，必须加入脱氯剂进行脱氯处理。通常采用焦亚硫酸钠处理，其脱氯反应式如下:

2NaHSO3+2Cl2+2H2O→Na2SO4+4HCl+H2SO4

为了保证脱氯作用彻底，焦亚硫酸钠的用量一般较氯化剂的用量多1%。因此，为了保证处理得比较均匀，缓慢升温是必要的，这样可以使焦亚硫酸钠逐渐分解为亚硫酸钠。1·3·2·3  柔软处理与酶处理

经过脱氯处理后，羊毛纤维的手感还比较粗糙，需要进行一定的化学处理，提高手感的软、滑、糯程度，这也就是羊毛变性所要达到的最终目的。现在生产中一般采用特种柔软剂和胰酶处理。经过小样试验发现，加入5%的柔软剂和2%的胰酶，处理后羊毛比较理想。在进行酶处理时，溶液的pH值和温度的控制十分重要，因为胰酶只有在适当的pH值条件下和温度在46℃左右才具有最大活性和稳定性。胰酶用量也应合适，否则会严重影响后道工序生产。

2   产品试制

用变性后的羊毛仿制生产羊绒花呢手感风格的产品，8.4tex(70s)羊毛变性前后的品质情况见表3；羊绒花呢和仿羊绒花呢各项坯布物理指标对比情况见表4；羊绒花呢和仿羊绒花呢成品物理指标对比见表5；服用性能对比见表6。从表中可以看出，只要氯化处理和生产各项工艺控制得当，生产的仿羊绒花呢完全可以达到羊绒花呢的各项指标，其产品的生产成本要低的多。

表3  毛条变性前后品质情况

原料

加权平均长度mm

长度离散系数%

长度均方差

短纤含量%

主体基数%

主体长度mm

平均细度µm

细度均方差

细度离散系数%

未变性毛条

67.80

33.58

22.80

3.07

60.98

61.23

20.33

5.00

24.60

变性毛条

66.20

34.76

23.01

3.23

60.87

60.88

20.12

4.88

24.25

表4  仿羊绒花呢和羊绒花呢坯布物理实验对比

产品

幅宽 /mm

经纬密度

根/10cm

平方米质量g·m-2

拉伸强度N

含油率

回潮率

%

断裂伸长%

经

纬

经

纬

经

纬

仿羊绒花呢

163.60

288.7

255

225.6

398.9

390.1

0.72

5.87

22

14.5

羊绒花呢

165.01

287.5

251

223.5

386.8

385.7

0.84

6.93

20.5

12.3

 表5  成品物理实验对比

产品

幅宽 /mm

经纬密度

根/10cm

平方米质量g·m-2

拉伸强度N

含油率

回潮率

%

断裂伸长%

染缩%

缩水率%

经

纬

经

纬

经

纬

经

纬

仿羊绒花呢

150.2

314

259

238.3

486.7

370.1

0.92

9.15

25.7

16.2

19.6

1.1

-0.2

羊绒花呢

150.4

319

267

245.6

394.9

272.4

0.18

11.9

32.3

23.1

9.9

1.3

0.6

表6  服用性能对比

产品

缓弹角°

总角

度°

弹性率%

起球

/级

撕破强力N

落水变形/级

汽蒸收缩%

缩水率%

经

纬

经

纬

经

纬

经

纬

经

纬

仿羊绒花呢

162

165

327

89.8

91.9

4

487

370

3

0.3

-0.5

1.1

-0.2

羊绒花呢

164

168

332

91.2

93.4

4

500

430

3.5

2.4

-1.8

2.1

-1.2

3   结论

    (1)利用8.4tex变性羊毛纺制羊绒花呢产品，具有手感滑糯、舒适有弹性、羊绒感强、呢面光洁、光泽自然柔和等特点，产品色泽较羊绒花呢好，手感及服用性能接近羊绒花呢，试制是成功的。

    (2)羊毛变性技术的工艺可行，设备简单，操作方便。用8.4tex变性毛纺制羊绒花呢，产品成本低，生产比较顺利。

    (3)羊毛变性处理后理化性能会发生变化，其纤维平均长度降低；细度下降；强力和伸长有所下降；吸湿性能有明显提高；比电阻下降；比重略有上升；耐磨性能提高；光泽提高；变性后的羊毛缩绒性下降。

    (4)氯化处理过程中，处理液pH值应不大于7，氯化剂用量4%-7%；脱氯处理过程中，焦亚硫酸钠的用量一般较氯化剂的用量多1%；生产中还可以根据对产品的要求，在脱氯处理后进行柔软处理与酶处理，一般加入5%的柔软剂和2%的胰酶。

    (5)变性后羊毛在生产加工中，与正常羊毛的加工工艺应有所区别。

4    参考文献

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[2]刘维 张毅，我国羊绒产业的生产现状、市场分析与展望[A]2002年中国国际毛纺织发展会议交流文集[C]2002；382-386

[3]吴明华 陈维国 陈永林，羊毛衫的羊绒风格整理技术[J]现代纺织技术，2002，10（1）；1-3

[4]吴坚 魏菊，羊毛仿山羊绒改性整理的性能分析[J]毛纺科技，2002（3）；39-41

[5]杨锁廷，拉细改性羊毛性能的研究[J]纺织学报，2002，23(3)；32-33

[6]张福坤 于伟东，羊毛丝光细化技术[J]上海纺织科技，2002，30(2)；12-15

[7]张海燕，羊毛氯化处理工艺的研究[J]毛纺科技，1996，(1)；57-59

[8]阎玉山，羊毛的防缩和丝光处理[J]毛纺科技，1996，(2)；36-45

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[10]万震 刘嵩 王靖大，羊毛的丝光防缩柔软处理[J]染整技术，2001，(1)；12-15

[11]叶金鑫，羊毛的无/有机卤化物防缩整理[J]现代纺织技术，2001，9(4)；55-57

[12]田君 张春，贺丽萍，多功能丝光柔软羊毛的工艺研究[J]上海纺织科技，1998，26(3)；51-52