CN101694060B - 一种羊绒制品的丝胶后整理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种羊绒制品的丝胶后整理方法，包括交联剂的制备和丝胶后整理工艺；所述交联剂的制备包括预乳化和聚合步骤，各组分在交联剂中的重量百分比分别为：乳化剂0.5～2％、交联单体3～6％、丙烯酸酯类单体30～40％、N-羟甲基丙烯酰胺1～4％、引发剂0.1～0.4％、去离子水50～65％。本发明得到的羊绒制品性能优良、耐洗性好、手感佳，是一种新型高附加值的羊绒。
Description
技术领域
本发明涉及一种羊绒制品的后整理方法，具体涉及一种羊绒制品的丝胶后整理方法。
背景技术
羊绒纤维细长、均匀柔软、弹性好、光泽柔和，被誉为“纤维宝石”，属毛纺织业的高级原料，可制成羊绒衫、围巾、手套等高档纺织品，深受广大消费者喜爱。目前，国际市场上的羊绒衫有四分之三是中国制造，但真正挂中国品牌的不足20％。我国羊绒原料有资源优势，却没有品牌优势，只能依靠廉价的劳动力和资源赚取外汇。因此，以新技术、新工艺为支撑，开发高附加值、高竞争力的新产品就成了当今国内羊绒产业兴衰成败的关键。
另一方面，随着国内外学者对丝胶结构与性能的研究，丝胶在各个方面都得到了广泛应用。研究表明，小分子量(平均分子量为15000～30000D)的丝胶及其水解产物具有优异的吸湿、放湿性能和抗氧化能力，并有抑制酪氨酸酶活性、护肤美容、滋养肌肤、抑制黑色素等诸多功效。因此，丝胶后整理的纺织物，特别是应用于直接接触人体皮肤的内衣材料，引起了国内外学者的高度重视。人们之所以对丝胶后整理的纺织物十分钟爱，是由于经过丝胶后整理的纺织物具有优良的保湿、调湿性能、抗静电性能，柔软且舒适，同时涂有丝胶的织物还具有显著的抗菌效果。因此丝胶作为一种新型纺织品保健卫生功能整理材料具有广阔的开发前景。
然而，由于丝胶蛋白缺乏与纤维反应的官能团，为了获得耐久性的整理效果，必须选择高反应性的交联剂，以便使丝胶蛋白与纤维之间发生充分的共价交联反应。现有的交联剂主要有环氧类化合物，其可以将丝胶均匀地涂覆在织物上，经涂覆后的织物，吸湿性有较大改善，但该交联剂需经150℃左右的高温焙烘才能在织物上完成交联固化，而高温焙烘极易引起织物泛黄，存在织物强力下降的隐患，且其手感较差。日本专利特开平9-31847报道了一种功能性纤维制品及其制造方法，以甲壳素为交联剂将丝胶涂层于纺织物。然而，其得到的纺织物手感粗糙，且耐洗性较差。
发明内容
本发明的目的是提供一种羊绒制品的丝胶后整理方法，以获得性能优良且手感较好的羊绒制品。
为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：一种羊绒制品的丝胶后整理方法，包括如下步骤：
(1)交联剂的制备：
(a)预乳化：在适量去离子水中加入乳化剂，搅拌溶解后，将交联单体、丙烯酸酯类单体和N-羟甲基丙烯酰胺于2小时内边搅拌边滴加，得到单体乳液；所述乳化剂为吐温-80，所述丙烯酸酯类单体包括重量分数为45～60％的丙烯酸乙酯、20～35％的丙烯酸丁酯和20～25％的甲基丙烯酸甲酯；
(b)聚合：在适量去离子水中加入引发剂，搅拌升温至75℃，然后滴加步骤(1)得到的单体乳液，反应温度为75～85℃，反应1小时后单体乳液和引发剂间隔滴加，在2～3h内滴加完毕，升温至85℃保温反应1小时，然后降温至40℃，用氨水调节pH值至6～7，过滤后即得到所需交联剂；
上述各组分在交联剂中的重量百分比分别为：乳化剂0.5～2％、交联单体3～6％、丙烯酸酯类单体30～40％、N-羟甲基丙烯酰胺1～4％、引发剂0.1～0.4％、去离子水50～65％；
(2)丝胶后整理：
(a)配置整理浸渍液，所述整理浸渍液包括3～5％的易溶性丝胶粉和3～5％的步骤(1)得到的交联剂；所述易溶性丝胶粉的平均分子量为15000～30000D；
(b)将上述整理浸渍液加热至20～40℃，溶液浴比为1∶30～50，将羊绒完全浸渍于整理浸渍液中，浸渍时间至少20分钟，两浸两轧，轧液率大于80％，然后于80～85℃烘干；用常规方法制作成羊绒制品。
上文中，所述步骤(1)中的交联单体是现有商品，其主要成分为异氰酸酯和丙烯酸羟乙酯的混合物(其比例为1∶1～3)。所述步骤(2)中的易溶性丝胶粉是现有技术，可用于后整理工艺。
上述技术方案中，所述步骤(1)中聚合反应所用的引发剂为过硫酸铵和亚硫酸氢钠的混合溶液。两者的摩尔比优选是1∶1。
本发明同时请求保护上述制备方法得到的羊绒制品。
由于上述技术方案的采用，与现有技术相比，本发明具有如下优点：
1.本发明制备合成了新的交联剂，其应用于丝胶后整理时能在较低的交联烘干温度(80～85℃)下进行，避免了高温焙烘带来的问题，且本发明的制备方法得到的羊绒制品性能优良、耐洗性好、手感佳。
2.氨基酸分析表明，本发明得到的羊绒制品的亲水性氨基酸含量提高，且其吸放湿性、保温性能及透湿性均有提高，且手感柔软、具有滑爽感，是一种新型高附加值的羊绒。
3.本发明的制备方法简单且可节约能源，具有良好的应用前景。
附图说明
附图1为本发明实施例一的羊绒制品的放湿含水率对比图；
附图2为本发明实施例一的羊绒制品在人体小腿外侧表皮温度变化情况图；
附图3为本发明实施例一的羊绒制品在人体小腿内侧表皮温度变化情况图；
附图4为本发明实施例一的羊绒制品在人体小腿外侧表皮又一温度变化情况图；
附图5为本发明实施例一的羊绒制品在人体小腿内侧表皮又一温度变化情况图；
附图6为本发明实施例一的羊绒制品在人体小腿外侧表皮又一温度变化情况图；
附图7为本发明实施例一的羊绒制品在人体小腿内侧表皮又一温度变化情况图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述：
实施例一
一种羊绒制品的丝胶后整理方法，包括如下步骤：
(1)交联剂的制备：
(a)预乳化：在适量去离子水中加入乳化剂，搅拌溶解后，将交联单体、丙烯酸酯类单体和N-羟甲基丙烯酰胺于2小时内边搅拌边滴加，得到单体乳液；所述乳化剂为吐温-80，所述丙烯酸酯类单体包括重量分数为45～60％的丙烯酸乙酯、20～35％的丙烯酸丁酯和20～25％的甲基丙烯酸甲酯；
(b)聚合：在适量去离子水中加入引发剂，搅拌升温至75℃，然后滴加步骤(1)得到的单体乳液，反应温度为75～85℃，反应1小时后单体乳液和引发剂间隔滴加，在2～3h内滴加完毕，升温至85℃保温反应1小时，然后降温至40℃，用氨水调节pH值至6～7，过滤后即得到所需交联剂；
上述各组分在交联剂中的重量百分比分别为：乳化剂0.5～2％、交联单体3～6％、丙烯酸酯类单体30～40％、N-羟甲基丙烯酰胺1～4％、引发剂0.1～0.4％、去离子水50～65％；
(2)丝胶后整理：
(a)配置整理浸渍液，所述整理浸渍液包括3～5％的易溶性丝胶粉和3～5％的步骤(1)得到的交联剂；所述易溶性丝胶粉的平均分子量为15000～30000D；
(b)将上述整理浸渍液加热至20～40℃，溶液浴比为1∶30～50，将羊绒完全浸渍于整理浸渍液中，浸渍时间至少20分钟，两浸两轧，轧液率大于80％，然后于80～85℃烘干；用常规方法制作成羊绒制品。
上述技术方案中，所述步骤(1)中聚合反应所用的引发剂为过硫酸铵和亚硫酸氢钠的混合溶液，摩尔比为1∶1。
然后对上述制备方法得到的羊绒制品进行了试验，具体如下：
试验一
测试了本实施例的羊绒制品的耐水性测试，并与背景技术中日本专利的制备方法得到的羊绒制品进行了对比，结果如表1所示：
表1羊绒制品洗涤前后的增重率变化
上表中，丝胶后整理步骤的具体工艺参数为：丝胶5％，交联剂5％，浴比1∶50，轧液率90％，烘干温度85℃；所述增重率按如下公式计算：
从表1中可以看出，本发明得到的羊绒制品在洗涤1次后，羊绒上的丝胶减少较多，但随洗涤次数的增加，羊绒上的丝胶含量基本恒定，随洗涤次数的变化较小，说明经本发明的制备方法获得的羊绒制品具有一定的耐洗性。而按照特开平9-31847专利技术制备得到的羊绒制品经5次洗涤后增重率仅为0.35％，涂层丝胶在洗涤过程中损失很大，因此缺乏实用价值。
上述耐水性测试的步骤如下：室温下，皂洗至少10分钟，皂片浓度为1～2g/L，用水冲洗、脱水、烘干、称重。
试验二
测试了羊绒制品的手感，即柔软性。柔软性是织物物理力学指标的一个综合反映，它不仅影响到织物的外观风格，而且影响人们的穿着舒适性。目前并没有一套完整的体系用于评价织物的柔软度，大多还是采用主观评价的方法，主观评价通常是由评价人员通过手感对织物柔软性的优劣给予评分。
对本实施例得到的羊绒制品进行了评价，并与背景技术中日本专利的制备方法得到的羊绒制品进行了对比，结果如表2所示：
表2羊绒制品的柔软性评价
| 项目 | 本实施例的羊绒制品 | 特开平9-31847专利技术制备得到的羊绒制品 |
| 手感评价 | 柔软、滑爽感 | 有身骨、平滑 |
从表2中可以看出，本发明得到的羊绒制品柔软，具有滑爽感，而按照特开平9-31847专利技术制备得到的羊绒制品手感较差，丧失了羊绒制品原有的柔软性等优良服用性能，因此缺乏实用价值。
试验三
测试了本实施例羊绒制品的氨基酸组成，并与未涂层羊绒制品进行了对比，结果如表3所示：
表3羊绒制品的氨基酸组成
| 氨基酸类别 | 本实施例 | 未涂层羊绒制品 |
| 含羟基氨基酸(％)酸性氨基酸(％)碱性氨基酸(％) | 15.3622.0712.00 | 14.4721.5812.02 |
| 具有极性侧基氨基酸Ap(％)具有非极性侧基氨基酸An(％) | 49.4350.57 | 48.0751.93 |
| 侧基中含有极性的亲水基团的氨基酸所占的比例Ap/An | 0.9775 | 0.9257 |
从上表中可以看出，本发明得到的羊绒制品具有极性侧基氨基酸及侧基中含极性亲水基团的氨基酸所占比例也有所提高，虽然丝胶、羊绒均属于蛋白质，但由于它们的特征氨基酸的质量百分比不同，特别是丝胶含有70％以上的亲水性氨基酸——即具有极性侧基的氨基酸，因此丝胶涂层后上述氨基酸含量有所提高。这也证明了丝胶成功地涂覆在羊绒的表面。
氨基酸分析的方法为：将待分析的试样在6mol/L HCl中，110℃真空水解管中水解24小时，而后用0.02mol/L HCl稀释到所需浓度。分析时取该溶液0.05mL，在日立835-50型氨基酸自动分析仪上进行分析。
试验四
测试了本实施例羊绒制品的吸放湿性能，并与未涂层羊绒制品进行了对比，结果如表4所示：
表4羊绒制品的吸湿性
| 样品 | 未涂层羊绒制品 | 本实施例 |
| 吸湿含水率(％) | 18.0 | 18.3 |
上表列出了30℃、湿度95％条件下丝胶涂层前后羊绒制品的吸湿含水率，本实施例羊绒制品的吸湿含水率略高于未涂层羊绒制品；这是因为相对于羊绒制品来说，丝胶含有更多的亲水性氨基酸，能有效降低纤维表面ξ电位，使水分子有效靠近纤维表面，并被纤维活化中心吸附，因而丝胶涂层后羊绒的吸湿性有所提高。
图1为丝胶涂层前后羊绒制品的放湿曲线，与未涂层羊绒相比，本发明的羊绒制品的放湿速度更快，这是由于丝胶的引入增加了羊绒纤维表面活性吸附活化中心，并降低了纤维结晶度，因此有利于水分子的吸附和扩散，使涂层后羊绒的放湿性能提高。
试验五
测试了本实施例羊绒制品的保温性能，并与未涂层羊绒制品进行了对比。
图2，3分别为运动15分、静止5分、脱衣5分后测得的丝胶涂层前后羊绒制品在人体小腿外侧及内侧表皮温度变化情况，图4，5分别为运动15分后测得的丝胶涂层前后羊绒制品在人体小腿外侧及内侧表皮温度变化情况，图6，7分别为运动15分、静止5分后测得的丝胶涂层前后羊绒在人体小腿外侧及内侧表皮温度变化情况。从以上图的结果可看出，本发明的羊绒制品均比未涂层羊绒制品的保温性能要好，这得益于丝胶的多孔结构。此外，丝胶在炎热时则自动向外排出多余热气，这种冬暖夏凉的神奇功效，能大幅增进羊绒使用的舒适性。
试验六
测试了本实施例羊绒制品的透气、透湿性能，并与未涂层羊绒制品进行了对比。作为服装面料来说要有一定的透气性，从而有利于面料内外气体的交换，有利于人体皮肤的新陈代谢。湿舒适性是服装面料的穿着舒适性较重要的另一个指标，结果列于表5中：
表5羊绒制品的透气性
| 性能 | 透气量L/m2·s | 透湿量g/m2·d |
| 未涂层羊绒制品 | 557.06 | 7422.51 |
| 本实施例 | 544.67 | 8285.92 |
从表中可见，丝胶涂层后羊绒的透气性略有降低，但总体来讲透气性变化甚小，对服用性能影响不大。丝胶涂层后羊绒的透湿性有所提高，这是由于丝胶中亲水氨基酸所占的比例较大，经丝胶涂层后羊绒表面的亲水基团增加，故在同样的条件下，丝胶涂层羊绒的透湿性好。
所述透气性测试参照国家标准GB/T 5453-1997《纺织品织物透气性的测定》；所述透湿性测试按照GB/T 12704-91标准《织物透湿量测定方法透湿杯法》进行测试。
Claims (3)
1.一种羊绒制品的丝胶后整理方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)交联剂的制备：
(a)预乳化：在适量去离子水中加入乳化剂，搅拌溶解后，将交联单体、丙烯酸酯类单体和N-羟甲基丙烯酰胺于2小时内边搅拌边滴加，得到单体乳液；所述乳化剂为吐温-80，所述丙烯酸酯类单体包括重量分数为45～60％的丙烯酸乙酯、20～35％的丙烯酸丁酯和20～25％的甲基丙烯酸甲酯；
(b)聚合：在适量去离子水中加入引发剂，搅拌升温至75℃，然后滴加步骤(1)得到的单体乳液，反应温度为75～85℃，反应1小时后单体乳液和引发剂间隔滴加，在2～3h内滴加完毕，升温至85℃保温反应1小时，然后降温至40℃，用氨水调节pH值至6～7，过滤后即得到所需交联剂；
上述各组分在交联剂中的重量百分比分别为：乳化剂0.5～2％、交联单体3～6％、丙烯酸酯类单体30～40％、N-羟甲基丙烯酰胺1～4％、引发剂0.1～0.4％、去离子水50～65％；
所述交联单体是主要成分为异氰酸酯和丙烯酸羟乙酯的混合物；
(2)丝胶后整理：
(a)配置整理浸渍液，所述整理浸渍液包括3～5％的易溶性丝胶粉和3～5％的步骤(1)得到的交联剂；所述易溶性丝胶粉的平均分子量为15000～30000D；
(b)将上述整理浸渍液加热至20～40℃，溶液浴比为1∶30～50，将羊绒完全浸渍于整理浸渍液中，浸渍时间至少20分钟，两浸两轧，轧液率大于80％，然后于80～85℃烘干；用常规方法制作成羊绒制品。
2.根据权利要求1所述的羊绒制品的丝胶后整理方法，其特征在于：
所述步骤(1)中聚合反应所用的引发剂为过硫酸铵和亚硫酸氢钠的混合溶液。
3.根据权利要求1所述的后整理方法得到的羊绒制品。
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