CN113062113A - 一种利用二氧化硫脲对羊毛织物进行表面处理的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用二氧化硫脲对羊毛织物进行表面处理的方法，属于毛织物染整加工技术领域。本发明采用二氧化硫脲处理羊毛，使羊毛表面鳞片层张开并部分去除，并且不破坏羊毛内部结构，从而达到羊毛织物防毡缩、抗起毛起球、低温染色效果的同时强力损失小。此方法操作简单，安全环保，普适性高，对提高羊毛织物产品附加值和综合利用开发具有重要的作用。

Description

一种利用二氧化硫脲对羊毛织物进行表面处理的方法
技术领域
本发明涉及一种利用二氧化硫脲对羊毛织物进行表面处理的方法，属于毛织物染整加工技术领域。。
背景技术
羊毛是人们最早使用的天然纤维之一，由于其柔软蓬松、富有弹性且吸湿性好，制成的纺织品具有保暖、舒适、手感丰满等特点，是一种比较高档的纺织品材料。羊毛之所以拥有上述诸多特性,主要由于它具有特殊的形态结构,其中对羊毛性能影响最大的就是羊毛纤维表面特有的鳞片层结构。羊毛截面为圆形或椭圆形，主要由鳞片层、皮质层和髓质层组成，其中鳞片层是由角质化的呈扁平状的细胞重叠形成的，约占整个纤维的10％，羊毛鳞片层可保护羊毛内层组织，抵抗外界机械、化学等的侵蚀。但是鳞片层结构也易使织物在洗涤时由于定向摩擦效应而发生毡缩变形,导致织物尺寸发生明显变化,同时鳞片层也是染色过程中的主要阻碍,使得羊毛产品需要在较高温度下染色,影响了羊毛的优良性能。随着生活水平的提高,人们对羊毛服用性能的要求越来越高。希望羊毛服饰不仅仅是冬天保暖的选择,更多的是要求时尚、舒适、易护理等,这就对羊毛织物的防缩性能、染色性能、抗起毛起球性能、手感等指标提出了更高的要求。同时由于社会环保意识的加强,纺织染整加工业面临着巨大挑战,对于有着许多优良特性的羊毛来说,人们希望对这一优良天然纤维的染整加工也能走上清洁环保,节能低耗的新路子。因此,采用对环境友好的方法对羊毛进行改性,消除鳞片层造成的负面影响,是一项势在必行的研究。
羊毛纤维的改性整理方法大致可分为物理法(等离子体处理法、超声波处理技术等)，化学法(氯化法、高锰酸钾法和过硫酸盐法等)，以及生物法(蛋白酶、角蛋白酶等)，等等。当前，大多数表面处理技术是有效的，但是存在一些不可避免的缺点。例如，化学法通常是有毒的或对环境有害的；物理法加工设备需要高要求和高成本，并且在使用中受到许多限制；生物酶具有成本高，对羊毛的大内部损害和重现性差等不足。因此，研究一种对环境友好、能有效改性羊毛表面并且对羊毛内部结构破坏程度较低的新方法是非常有价值的。
发明内容
【技术问题】
本发明要解决的技术问题是：提供一种毡缩率能达到国标(<8％)、有效提升抗起毛起球性能(提升2-3级)、强力损失率低于10％、环保成本低且能够低温染色的羊毛的表面处理方法。
【技术方案】
为了解决上述问题，本发明采用二氧化硫脲处理羊毛织物，使羊毛表面鳞片层张开并部分去除，并且不破坏羊毛内部结构，从而达到羊毛织物防毡缩、抗起毛起球、低温染色效果的同时强力损失小。
本发明的第一个目的是提供一种二氧化硫脲在剥除羊毛鳞片方面的应用。
在本发明的一种实施方式中，二氧化硫脲的添加量为5-30％o.w.f，pH为8.0-10.0，处理温度为40-80℃；其中，o.w.f指的是相对于织物克重的质量百分数，单位为g/g。
本发明的第二个目的是提供一种二氧化硫脲在羊毛防毡缩整理中的应用。
本发明的第三个目的是提供一种羊毛防毡缩整理的方法，所述方法是采用二氧化硫脲作为羊毛织物的防毡缩整理液，其中，二氧化硫脲的添加量为5-30％o.w.f，其中，o.w.f指的是相对于织物克重的质量百分数，单位为g/g。
在本发明的一种实施方式中，整理条件为：pH为8.0-10.0，处理温度为40-80℃，处理时间为0.5-2h。
在本发明的一种实施方式中，浴比为1：30-1：50。
在本发明的一种实施方式中，所述方法是首先将5-30％o.w.f二氧化硫脲溶解在0.1M pH 8.0-10.0碳酸盐缓冲液中，40-60℃水浴加热5-10min，配置成整理液，然后将羊毛织物置于整理液中，浴比为1：30-1：50，于40-80℃处理0.5-2h，之后充分水洗，烘干即可。
本发明的第四个目的是应用上述方法整理得到的羊毛。
本发明的第五个目的是提供一种含有上述羊毛的纺织品。
在本发明的一种实施方式中，所述纺织品包括毯类织物、机织物、针织物、保暖絮料、填充料、服装、服装饰品、家用纺织品、装饰品、医疗卫生用品或特殊工作服中的任意一种。
本发明的第六个目的是提供一种二氧化硫脲在羊毛抗起毛起球方面的应用。
在本发明的一种实施方式中，二氧化硫脲的添加量为5-30％o.w.f，pH为8.0-10.0，处理温度为40-80℃；其中，o.w.f指的是相对于织物克重的质量百分数，单位为g/g。
本发明的第七个目的是提供一种羊毛染色的方法，所述方法是先采用二氧化硫脲处理羊毛，再将经二氧化硫脲处理后的羊毛放入染液中进行染色。
在本发明的一种实施方式中，二氧化硫脲处理羊毛的条件为：二氧化硫脲的添加量为5-30％o.w.f，pH为8.0-10.0，处理温度为40-80℃，处理时间为0.5-2h；其中，o.w.f指的是相对于织物克重的质量百分数，单位为g/g。
在本发明的一种实施方式中，浴比为1：30-1：50。
在本发明的一种实施方式中，所述染液中染料的含量为1-2％o.w.f，其中，o.w.f指的是相对于织物克重的质量百分数，单位为g/g。
在本发明的一种实施方式中，所述染料包括弱酸性染料、强酸性染料或毛用活性染料。
在本发明的一种实施方式中，染色温度为60-80℃。
在本发明的一种实施方式中，首先将二氧化硫脲5-30％o.w.f(对织物重)溶解在0.1M pH 8.0-10.0碳酸盐缓冲液中，40-60℃水浴加热5-10min，配置成整理液，然后将羊毛织物置于整理液中，浴比为1：30-1：50，于40-80℃处理0.5-2h，然后再将羊毛织物放入60-80℃的染浴中保温染色。
在本发明的一种实施方式中，所述方法具体包括以下步骤：
(1)整理液配置：首先将二氧化硫脲5-30％o.w.f(对织物重)溶解在0.1M pH 9.0碳酸盐缓冲液中，40-60℃水浴预热5-10min，配置成整理液；
(2)处理织物：然后将羊毛织物置于整理液中，浴比为1：20-1：50，于40-80℃处理0.5-2h，之后充分水洗，烘干；
(3)低温染色：配置1-2％o.w.f(对织物重)的染液，(调节pH 4.5)，将染液置于40℃的水浴中保温10分钟；然后步骤2中处理后的织物润湿置于染浴中，同时以3℃/min的速率升温至60-80℃，并保温染色40-60min，染色结束取出的织物，充分水洗，烘干。
在本发明的一种实施方式中，所述还原剂二氧化硫脲。
在本发明的一种实施方式中，所述还原剂的量5-30％o.w.f(对织物重)，优选为20％o.w.f。
在本发明的一种实施方式中，预热温度为40-60℃，优选50℃；预热时间5-10min，优选10min。
在本发明的一种实施方式中，所述织物处理的浴比为1：20-1：50，优选1：30。
在本发明的一种实施方式中，所述羊毛织物包括全毛华达呢、哔叽、凡立丁精纺呢绒织物的任一种。
本发明的有益效果：
(1)本发明首次采用二氧化硫脲对羊毛织物进行表面处理，处理后羊毛织物毡缩率能达到国标(<8％)、有效提升抗起毛起球性能(提升2-3级)、染色温度由常规的沸染降低到60-80℃；
(2)本发明与文献已报导的羊毛织物表面处理方法相比优势在于，显著改善羊毛织物各项性能的同时强力损失小(＜10％)，二氧化硫脲用量为最大30％o.w.f时强力损失为8.54％；
(3)本发明操作简单、成本低、效果好，对提高羊毛织物产品附加值和综合利用开发具有重要的作用。
附图说明
图1为二氧化硫脲处理前后羊毛的扫描电镜图。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解实施例是为了更好地解释本发明，不用于限制本发明。
1、毡缩率测试方法：
参照GB/T 8628-2013标准，对经过整理后的羊毛织物的面积收缩率进行测试，羊毛织物面积收缩率公式：
面积收缩率(％)＝(洗涤前面积-洗涤后面积)/洗涤前面积×100％。
2、抗起毛起球测试方法
参考标准GB/T4802.2-2008《纺织品织物起毛起球性能的测定第2部分：改型马丁代尔法》，利用YG401C型织物平磨仪(马丁代尔仪)对样品进行起毛起球处理，摩擦次数设定为1000次，评价方法为：将处理后的试样放置于标准光源箱中进行主观评价，邀请5名专家进行打分，等级评价的依据如表1所示。
表1织物抗起毛起球性能评价表
级数 状态描述
5 无变化
4 表面轻微起毛(或)轻微起球
3 表面中度起毛(或)中度起球，不同大小和密度的球覆盖试样的部分表面
2 表面明显起毛(或)起球，不同大小和密度的球覆盖试样的大部分表面
1 表面严重起毛(或)起球，不同大小和密度的球覆盖试样的整个表面
注：如果起毛起球的情况介于两级之间，记录半级，如“3.5”。
3、强力损失率测试方法：
参照标准：GB/T3923 1997对经过整理后的羊毛织物的强力进行测试，织物强力损失率计算公式：
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％。
4、上染百分率测试方法
采用紫外分光光度计检测染色前后染液在最大吸收波长处的的吸光度分别记为A0和Ai，上染百分率计算公式：
上染百分率＝(A0-Ai)/A0×100％
5、织物K/S值测试方法
采用电脑测配色仪对染色的羊毛进行检测，记录相应的K/S。
实施例1：二氧化硫脲在羊毛防毡缩整理中的应用
(1)整理液配置：首先将二氧化硫脲30％o.w.f(对织物重)溶解在0.1M pH 9.0碳酸盐缓冲液中，50℃水浴预热10min，配置成整理液；
(2)处理织物：然后将羊毛织物置于整理液中，浴比为1：50，于70℃处理2h，之后充分水洗，烘干。
整理后羊毛织物的毡缩率从24.69％降为3.26％，强力损失率为8.54％。如图1，从扫描电镜SEM图可以看出，与未处理的羊毛相比，整理后的羊毛纤维表面鳞片层被明显破坏，边缘变得模糊，表面变得更加光滑，说明二氧化硫脲能够剥除羊毛鳞片。
实施例2：一种羊毛防毡缩整理的方法
(1)整理液配置：首先将二氧化硫脲5％o.w.f(对织物重)溶解在0.1M pH 9.0碳酸盐缓冲液中，40℃水浴预热10min，配置成整理液；
(2)处理织物：然后将羊毛织物置于整理液中，浴比为1：30，于60℃处理1.5h，之后充分水洗，烘干。
整理后羊毛织物的毡缩率从26.44％降为7.92％，强力损失率为3.64％。
实施例3：一种羊毛防毡缩整理的方法
(1)整理液配置：首先将二氧化硫脲20％o.w.f(对织物重)溶解在0.1M pH 9.0碳酸盐缓冲液中，50℃水浴预热5min，配置成整理液；
(2)处理织物：然后将羊毛织物置于整理液中，浴比为1：30，于80℃处理0.5h，之后充分水洗，烘干。
整理后羊毛织物的毡缩率从24.54％降为5.71％，强力损失率为7.12％。
实施例4：二氧化硫脲在羊毛抗起毛起球中的应用
(1)整理液配置：首先将二氧化硫脲30％o.w.f(对织物重)溶解在0.1M pH 9.0碳酸盐缓冲液中，50℃水浴预热10min，配置成整理液；
(2)处理织物：然后将羊毛织物置于整理液中，浴比为1：50，于60℃处理2h，之后充分水洗，烘干。
整理后羊毛织物的起毛起球从1级提升到4.5级，强力损失率为7.32％。
实施例5：一种抗起毛起球整理的方法
(1)整理液配置：首先将二氧化硫脲5％o.w.f(对织物重)溶解在0.1M pH 9.0碳酸盐缓冲液中，40℃水浴预热10min，配置成整理液；
(2)处理织物：然后将羊毛织物置于整理液中，浴比为1：30，于70℃处理1.5h，之后充分水洗，烘干。
整理后羊毛织物的起毛起球从1级提升到3级，强力损失率为4.63％。
实施例6：一种抗起毛起球整理的方法
(1)整理液配置：首先将二氧化硫脲20％o.w.f(对织物重)溶解在0.1M pH 9.0碳酸盐缓冲液中，50℃水浴预热5min，配置成整理液；
(2)处理织物：然后将羊毛织物置于整理液中，浴比为1：40，于80℃处理1h，之后充分水洗，烘干。
整理后羊毛织物的起毛起球从1级提升到3.5级，强力损失率为7.44％。
实施例7：二氧化硫脲在羊毛低温染色中的应用
(1)整理液配置：首先将二氧化硫脲30％o.w.f(对织物重)溶解在0.1M pH 9.0碳酸盐缓冲液中，50℃水浴预热10min，配置成整理液；
(2)处理织物：然后将羊毛织物置于整理液中，浴比为1：50，于60℃处理2h，之后充分水洗，烘干；
(3)低温染色：首先配置2％o.w.f(对织物重)的染液，调节pH 4.5，将染液置于40℃的水浴中保温10min；然后将(1)中处理后的织物润湿置于染浴中，同时以3℃/min的速率升温至80℃，并保温染色50min，染色结束取出织物，充分水洗，烘干。
经上述工艺处理后，染料上染百分率为97.64％，织物K/S值为22.43％
实施例8：一种羊毛低温染色的方法
(1)整理液配置：首先将二氧化硫脲5％o.w.f(对织物重)溶解在0.1M pH 9.0碳酸盐缓冲液中，60℃水浴预热5min，配置成整理液；
(2)处理织物：然后将羊毛织物置于整理液中，浴比为1：30，于70℃处理1.5h，之后充分水洗，烘干；
(3)低温染色：首先配置1％o.w.f(对织物重)的染液，调节pH 4.5，将染液置于40℃的水浴中保温10min；然后将(1)中处理后的织物润湿置于染浴中，同时以3℃/min的速率升温至60℃，并保温染色50min，染色结束取出织物，充分水洗，烘干。
经上述工艺处理后，染料上染百分率为95.79％，织物K/S值为18.97。
实施例9：一种羊毛低温染色的方法
(1)整理液配置：首先将二氧化硫脲20％o.w.f(对织物重)溶解在0.1M pH 9.0碳酸盐缓冲液中，50℃水浴预热10min，配置成整理液；
(2)处理织物：然后将羊毛织物置于整理液中，浴比为1：40，于80℃处理1h，之后充分水洗，烘干；
(3)低温染色：首先配置2％o.w.f(对织物重)的染液，调节pH 4.5，将染液置于40℃的水浴中保温10分钟；然后将(1)中处理后的织物润湿置于染浴中，同时以3℃/min的速率升温至70℃，并保温染色60min；
(3)染色后处理：染色结束取出(2)中的织物，充分水洗，烘干。
经上述工艺处理后，染料上染百分率为98.92％，织物K/S值为24.53。
对比例1：
(1)整理液配置：首先将亚硫酸氢钠30％o.w.f(对织物重)，尿素0.5M，配置成整理液；
(2)处理织物：然后将羊毛织物置于整理液中，浴比为1：50，于70℃处理2h，之后充分水洗，烘干。
整理后羊毛织物的毡缩率从24.69％降为17.31％，强力损失率为18.22％。
对比例2
(1)整理液配置：首先将二氧化硫脲1％o.w.f(对织物重)溶解在0.1M pH 9.0碳酸盐缓冲液中，50℃水浴预热10min，配置成整理液；
(2)处理织物：然后将羊毛织物置于整理液中，浴比为1：50，于70℃处理2h，之后充分水洗，烘干。
整理后羊毛织物的毡缩率从24.69％降为19.33％，强力损失率为2.17％。
对比例3
(1)整理液配置：首先将二氧化硫脲60％o.w.f(对织物重)溶解在0.1M pH 9.0碳酸盐缓冲液中，50℃水浴预热10min，配置成整理液；
(2)处理织物：然后将羊毛织物置于整理液中，浴比为1：50，于70℃处理2h，之后充分水洗，烘干。
整理后羊毛织物的毡缩率从24.69％降为2.93％，强力损失率为20.61％。
实施例1与对比例2、3的对照结果证明，二氧化硫脲的添加量尤为关键，添加量过低时，毡缩效果较差，但添加量过高是，虽能获得较低的毡缩率，但是强力损失严重。综合考虑，优选地，二氧化硫脲的添加量为5-30％o.w.f。
对比例4：
(1)整理液配置：首先将巯基丁铵20％o.w.f(对织物重)，尿素0.5M，配置成整理液；
(2)处理织物：然后将羊毛织物置于整理液中，浴比为1：50，于60℃处理2h，之后充分水洗，烘干。
整理后羊毛织物的起毛起球从1级提升到1.5级，强力损失率为7.44％。
对比例5：
(1)织物预处理：无；
(2)低温染色：首先配置2％o.w.f(对织物重)的染液，调节pH 4.5，将染液置于40℃的水浴中保温10分钟；然后织物润湿置于染浴中，同时以3℃/min的速率升温至70℃，并保温染色60min；
(3)染色后处理：染色结束取出(2)中的织物，充分水洗，烘干。
经上述工艺处理后，染料上染百分率为72.47％，织物K/S值为13.59。与实施例9相比，说明了二氧化硫脲预处理有助于羊毛染色。
对比例6：
(1)织物预处理：无；
(2)低温染色：首先配置2％o.w.f(对织物重)的染液，调节pH 4.5，将染液置于40℃的水浴中保温10分钟；然后织物润湿置于染浴中，同时以3℃/min的速率升温至98℃，并保温染色60min；
(3)染色后处理：染色结束取出(2)中的织物，充分水洗，烘干。
经上述工艺处理后，染料上染百分率为82.42％，织物K/S值为17.58。与实施例9相比，采用二氧化硫脲处理后的70℃低温染色效果较98℃的高温染色效果更优越，说明了二氧化硫脲预处理有助于羊毛染色，同时还能够大大降低染色温度，实现低温染色，降低能耗。
表2
Figure BDA0002962857350000081
综上，与现有技术不同，本发明提出的表面处理技术系利用二氧化硫脲对羊毛表面鳞片层进行破坏从而达到防毡缩、抗起毛起球、低温染色的效果。与现有技术相比，本发明具有以下优势：(1)本发明采用二氧化硫脲对羊毛织物进行表面处理，处理后羊毛织物毡缩率能达到国标(<8％)、有效提升抗起毛起球性能(提升2-3级)、染色温度由常规的98℃降低到60-80℃且上染百分率高于常规染色工艺；(2)本发明与文献已报导的羊毛织物表面处理方法相比优势在于，显著改善羊毛织物各项性能的同时强力损失小(＜10％)，二氧化硫脲用量为最大30％o.w.f时强力损失为8.54％；(3)本发明所使用的二氧化硫脲是一种无公害环境友好型还原剂，由硫脲与双氧水反应而得，而且很容易被生物所分解，具有还原性强，热稳定性好，储存运输方便，生成和使用过程中均不产生有害气体。(4)本发明操作简单、成本低、效果好，对提高羊毛织物产品附加值和综合利用开发具有重要的作用。
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 (10)

1.二氧化硫脲在剥除羊毛鳞片方面的应用。
2.二氧化硫脲在羊毛防毡缩整理中的应用。
3.一种羊毛防毡缩整理的方法，其特征在于，所述方法是采用二氧化硫脲作为羊毛织物的防毡缩整理液，其中，二氧化硫脲的添加量为5-30％o.w.f。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，整理条件为：pH为8.0-10.0，处理温度为40-80℃，处理时间为0.5-2h。
5.应用权利要求3或4所述的方法整理得到的羊毛。
6.含有权利要求5所述羊毛的纺织品。
7.二氧化硫脲在羊毛抗起毛起球方面的应用。
8.一种羊毛低温染色的方法，其特征在于，所述方法是先采用二氧化硫脲处理羊毛，再将经二氧化硫脲处理后的羊毛放入染液中进行染色。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，二氧化硫脲处理羊毛的条件为：二氧化硫脲的添加量为5-30％o.w.f，pH为8.0-10.0，处理温度为40-80℃，处理时间为0.5-2h。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，染液中染料的含量为1-2％o.w.f，染色温度为60-80℃。
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