CN109989268B - 一种羊毛织物表面微溶防毡缩整理的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种羊毛织物表面微溶防毡缩整理的方法，属于毛纺行业中毛织物染整加工的应用技术领域。本发明提供了一种减少羊毛内部损伤并能改善羊毛防毡缩的方法，即利用还原剂将羊毛大分子间二硫键打开，利用尿素拆开分子间氢键，并且通过反应程度和盐溶液控制微溶解反应程度，只对羊毛表面鳞片层进行溶解，不破坏羊毛内部结构。微溶解处理具有处理条件温和、节约能源、减少污染以及反应程度可控等特点，是一种环保的羊毛防毡缩整理方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种羊毛织物表面微溶防毡缩整理的方法，属于毛纺行业中毛织物染整加工的应用技术领域。
背景技术
羊毛主要由包覆在纤维外部的鳞片层、组成羊毛实体主要部分的皮质层、处于纤维中心因含空气而不透明的髓质层和细胞膜复合体四部分组成，其中羊毛髓质层只存在于较粗的羊毛中，细羊毛无髓质层。羊毛鳞片层约占羊毛总量的10％，由鳞片表层、鳞片外层和鳞片内层构成。羊毛鳞片层含有大量的二硫键，结构致密，可以保护羊毛内层组织，抵抗外界机械、化学等的侵蚀。由于羊毛纤维的优良弹性和卷曲，以及羊毛定向摩擦效应使得羊毛在湿热条件下经外力的反复作用，纤维会逐渐收缩变得紧密。羊毛的这种毡缩特性使得羊毛制品在实际水洗中织物尺寸变小、弹性降低、手感粗糙，严重影响其外观和服用性能。因此，羊毛面料的“机可洗”加工(即防毡缩整理)多年来一直是国内外研究的重点和热点。
羊毛防毡缩整理先后出现了“减法”防毡缩、“加法”防毡缩、生物酶防毡缩、等离子防毡缩处理等方法。“减法”防毡缩就是破坏鳞片层，现今应用最广泛的此类方法为氯化法，采用次氯酸钠或二氯异氰脲酸盐(DCCA)进行处理，但是氯化法处理的羊毛易吸氯变黄，羊毛弹性受损，使织物手感变得粗糙，尤其是在废水排放中会产生有机氯污染，从而限制了氯化法的使用。“加法”防毡缩是使聚合物(树脂法)沉积在纤维表面，单独树脂法防毡缩虽然无污染，但是处理过后织物手感较硬，不适用于广泛的使用。蛋白酶可作用于羊毛和蚕丝等纤维，能催化肽键水解，被认为是替代羊毛氯化防毡缩工艺最具潜力的方法，但是蛋白酶处理羊毛时，因普通蛋白酶对羊毛鳞片角蛋白降解能力较差，很难引起羊毛鳞片层有效的降解，所以羊毛的毡缩性变化不大，蛋白酶防毡缩工艺还存在着成本高、步骤复杂、处理不均匀等缺点；可以通过强化酶处理程度达到提高防毡缩效果，但这时织物强力损失往往过大。等离子体对羊毛织物表面可发生刻蚀、表面改性以及表面高分子接枝聚合等作用，具有一定的防毡缩效果；但是等离子体防毡缩处理成本高，设备要求高，不适合于工业化广泛使用。
纤维素表面微溶解是一种新的处理观念，目前，已有报道的纤维素表面微溶解主要是针对棉纤维进行处理，即将织物在低温的NaOH/尿素水溶液系统中进行处理，通过表面微溶解在棉织物上嵌入羧化多壁碳纳米管(CCNTs)，形成羧基化多壁碳纳米管/棉复合材料(CCNT/棉复合材料)。微溶解能够使得纤维素表面的物质进行溶解，若能够控制其溶解的程度，则既能够达到后处理的目的，又不会损伤织物纤维内部的结构。
羊毛的溶解方法众多，常见的有氧化法、还原法、酸性法、碱性法、铜氨溶液法、金属盐法和酶法等。羊毛溶解现阶段主要应用于废弃羊毛提取角蛋白的回收利用，以及利用角蛋白纺丝、成膜。但是，对于羊毛微溶解防毡缩尚无报导。
发明内容
[技术问题]
为了解决现有技术中对羊毛织物进行防毡缩处理的过程中容易损伤纤维内部结构的问题。
[技术方案]
本发明的技术方案：利用还原剂+尿素的体系对羊毛进行溶解，其中，还原剂将羊毛大分子肽链间的二硫键打开，尿素拆开分子间氢键；通过使反应体系含高浓度或饱和氯化钠溶液，可控制微溶解反应的程度，使得还原剂只对羊毛表面鳞片层进行溶解，不破坏羊毛内部结构。
在本发明的一种实施方式中，所述方法具体包括以下步骤：将羊毛织物浸渍于溶有1-100％o.w.f(对织物重)的还原剂、1-200％o.w.f尿素和10-28wt％氯化钠的溶液中，浴比为1：50-1：100，于20-90℃处理0.5-2h，之后室温水洗10-20min，95-100℃烘干即可。
在本发明的一种实施方式中，所述还原剂为巯基丁胺。
在本发明的一种实施方式中，所述氯化钠溶液优选饱和氯化钠溶液。
在本发明的一种实施方式中，所述还原剂的量优选为30％o.w.f。
在本发明的一种实施方式中，所述尿素的量优选为150％o.w.f。
在本发明的一种实施方式中，所述氯化钠的量优选为27wt％。
本发明还提供了一种羊毛织物表面微溶防毡缩整理液，所述整理液包括0.1～20g/L巯基丁胺、0.1～40g/L尿素和10-28wt％氯化钠。
本发明还提供了上述防毡缩整理液在羊毛织物防毡缩中的应用，所述应用为：将羊毛织物浸渍于防毡缩整理液中，浴比为1：50-1：100，于20-90℃处理0.5-2h，之后水洗烘干即可。
本发明的优点和效果：
(1)本发明利用微溶解处理羊毛织物，破坏了羊毛鳞片层，使其具有防毡缩效果，羊毛微溶解处理具有处理条件温和、节约能源、减少污染以及反应程度可控等特点，是一种环保的防毡缩整理方法，比传统氯化法更符合现代绿色生态、健康环保的要求。
(2)微溶解具有可控性，通过控制还原剂和尿素的浓度、以及氯化钠溶液的浓度，使得本发明方法只破坏羊毛表面鳞片层，避免纤维严重损伤。
(3)本发明利用微溶解处理羊毛织物，破坏了羊毛表面鳞片层，而鳞片结构是羊毛染色时染料上染的最大阻碍，因此微溶解处理破坏鳞片的同时也将改善羊毛染色性能。
附图说明
图1实施例1处理样阿尔瓦登反应照片。
图2对比例1处理样阿尔瓦登反应照片。
具体实施方式
经(纬)向断裂强力：在规定条件下进行的拉伸试验过程中，织物经(纬)向被拉断时最大的拉力，强力损失(％)＝(未处理羊毛断裂强力-羊毛处理后的断裂强力)/未处理羊毛断裂强力×100％。
毡缩率：毛纤维集合体或毛织物在湿态时，受到反复挤压揉搓，纤维互相缠绕和毡并，纤维间间隙变小，并渐趋紧密，常以面积收缩百分比表示毡缩率，面积收缩率(％)＝(洗涤前面积-洗涤后面积)/洗涤前面积×100％。
失重率：羊毛织物处理前后重量的损失，减量率(％)＝(羊毛处理前的干重-羊毛处理后的干重)/羊毛处理前的干重×100％。
阿尔瓦登反应：当羊毛鳞片表层遇到溴水时，鳞片外层中的二硫键由于氧化作用可以形成少量的水溶性蛋白，这些蛋白质在溶解时会造成鳞片表层内外存在渗透压，当水分向里渗透时，鳞片表层即会鼓起成为囊泡，这一鳞片特有现象称为阿尔瓦登反应。鳞片被破坏的越严重，阿尔瓦登囊泡的数目和体积越小。取数根羊毛置于载玻片上并加盖拨片。在视频显微镜下调焦观察直到纤维清晰可见，从盖玻片边缘滴入饱和溴水一滴，并开始计时，2min后拍摄照片。
实施例1：
本实例所选羊毛为全毛华达呢，所选用还原剂为巯基丁胺。
(1)微溶解处理过程：将羊毛织物放入溶有30％o.w.f(对织物重)的巯基丁胺、150％o.w.f尿素和27％氯化钠的溶液中，浴比为1：50，于50℃振荡2h；
(2)后处理过程：取出反应织物，室温水洗10min，95℃烘干。
按本方法处理的羊毛织物，羊毛失重率为2.4％，强力下降10.3％，毡缩率为7.2％。处理样阿尔瓦登反应中囊泡不完整甚至消失，见图1，说明本发明方法能够破坏羊毛表面的鳞片，能够有效的防止羊毛毡缩。
实施例2：
本实例所选羊毛为全毛华达呢，所选用还原剂为巯基丁胺。
(1)微溶解处理过程：将羊毛织物放入溶有50％o.w.f(对织物重)的巯基丁胺、150％o.w.f尿素和25％氯化钠的溶液中，浴比为1：50，于50℃振荡2h；
(2)后处理过程：取出反应织物，充分水洗(室温水洗10min)，95℃烘干。
按本方法处理的羊毛织物，羊毛失重率为4.7％，强力下降14.1％，毡缩率为8.5％。
实施例3：
本实例所选羊毛为全毛女衣呢，所选用还原剂为巯基丁胺。
(1)微溶解处理过程：将羊毛织物放入溶有70％o.w.f(对织物重)的巯基丁胺、150％o.w.f尿素和26.5％氯化钠的溶液中，浴比为1：50，于20℃振荡2h；
(2)后处理过程：取出反应织物，充分水洗(室温水洗10min)，95℃烘干。
按本方法处理的羊毛织物，羊毛失重率为4.1％，强力下降9.0％，毡缩率为8.3％。
实施例4
本实例所选羊毛为全毛华达呢，所选用还原剂为巯基丁胺。
(1)微溶解处理过程：将羊毛织物放入溶有100％o.w.f(对织物重)的巯基丁胺、100％o.w.f尿素和10％氯化钠的溶液中，浴比为1：50，于70℃振荡2h；
(2)后处理过程：取出反应织物，充分水洗(室温水洗10min)，95℃烘干。
按本方法处理的羊毛织物，羊毛失重率为5.3％，强力下降12.9％，毡缩率为8.0％。
实施例5
本实例所选羊毛为全毛华达呢，所选用还原剂为巯基丁胺。
(1)微溶解处理过程：将羊毛织物放入溶有30％o.w.f(对织物重)的巯基丁胺、200％o.w.f尿素和20％氯化钠的溶液中，浴比为1：100，于90℃振荡0.5h；
(2)后处理过程：取出反应织物，充分水洗(室温水洗10min)，95℃烘干。
按本方法处理的羊毛织物，羊毛失重率为5.8％，强力下降14.5％，毡缩率为7.9％。
对比例1：
本实例所选羊毛为全毛女衣呢，所选用还原剂为巯基丁胺。
(1)微溶解处理过程：将羊毛织物放入溶有10％o.w.f(对织物重)的巯基丁胺、100％o.w.f尿素和27％氯化钠的溶液中，浴比为1：50，于50℃振荡1.5h；
(2)后处理过程：取出反应织物，充分水洗(室温水洗10min)，95℃烘干。
与未经处理的羊毛织物相比，按本方法处理的羊毛织物，羊毛失重率为1.8％，强力下降5.9％，毡缩率从未经处理的22.6％降至20.9％。处理样阿尔瓦登反应中特征性囊泡明显，如图2所示，可见，羊毛纤维表面的鳞片几乎未被破坏，与毡缩率的数据一致。
对比例2
本实例所选羊毛为全毛华达呢，所选用还原剂为亚硫酸钠。
(1)微溶解处理过程：将羊毛织物放入溶有30％o.w.f(对织物重)的亚硫酸钠、150％o.w.f尿素和27％氯化钠的溶液中，浴比为1：50，于50℃振荡2h；
(2)后处理过程：取出反应织物，充分水洗(室温水洗10min)，95℃烘干。
按本方法处理的羊毛织物，羊毛失重率为2.9％，强力下降20.1％，毡缩率为16.1％。
综上，与现有技术不同，本发明提出的微溶解技术系利用还原剂/尿素体系进行羊毛织物防毡缩，反应体系对羊毛表面鳞片层进行溶解破坏。与现有技术相比，本发明具有以下优势：(1)本技术可在显著提高羊毛防毡缩性能同时，并且将羊毛失重率控制在10％以下，羊毛的强力损失低于15％这一行业可接受范围；(2)本发明所使用的还原剂/尿素体系对羊毛的鳞片层造成了破坏，通过控制还原剂和尿素以及氯化钠的浓度，可进行可控的表面微溶解反应，同时实现防毡缩以及尽可能不破坏羊毛内部结构的目的。(3)本发明还具有化学试剂用量小，处理过程简便易行等突出优点。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。
Claims (12)
1.一种羊毛织物表面微溶防毡缩整理的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：将羊毛织物浸渍于溶有30-100％o.w.f的还原剂、100-200％o.w.f尿素和10-28wt％氯化钠的溶液中，浴比为1：50-1：100，于20-90℃处理0.5-2h，之后水洗烘干即可；所述还原剂为巯基丁胺。
2.根据权利要求1所述的一种羊毛织物表面微溶防毡缩整理的方法，其特征在于，所述氯化钠的溶液为饱和氯化钠溶液。
3.根据权利要求1～2任一所述的一种羊毛织物表面微溶防毡缩整理的方法，其特征在于，所述还原剂的量为30％o.w.f。
4.根据权利要求1～2任一所述的一种羊毛织物表面微溶防毡缩整理的方法，其特征在于，所述尿素的量为150％o.w.f。
5.根据权利要求3所述的一种羊毛织物表面微溶防毡缩整理的方法，其特征在于，所述尿素的量为150％o.w.f。
6.根据权利要求1～2或5任一所述的一种羊毛织物表面微溶防毡缩整理的方法，其特征在于，所述氯化钠的量为27％。
7.根据权利要求3所述的一种羊毛织物表面微溶防毡缩整理的方法，其特征在于，所述氯化钠的量为27％。
8.根据权利要求4所述的一种羊毛织物表面微溶防毡缩整理的方法，其特征在于，所述氯化钠的量为27％。
9.权利要求1～8任一所述的一种羊毛织物表面微溶防毡缩整理的方法制备得到的羊毛织物。
10.包含权利要求9所述的羊毛织物的衣物。
11.一种羊毛织物表面微溶防毡缩整理液，其特征在于，所述整理液包括0.1～20g/L巯基丁胺、0.1～40g/L尿素和10-28wt％氯化钠。
12.权利要求11所述的防毡缩整理液在羊毛织物防毡缩中的应用，其特征在于，所述应用为：将羊毛织物浸渍于防毡缩整理液中，浴比为1：50-1：100，于20-90℃处理0.5-2h，之后水洗烘干即可。
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