CN117626648B - 一种基于改性羊毛纤维的可机洗针织面料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种基于改性羊毛纤维的可机洗针织面料，属于功能改性面料制备技术领域，所述可机洗针织面料由经纱和纬纱交织而成，其中，所述经纱和/或纬纱包括改性羊毛纤维，所述改性羊毛纤维是在原料羊毛纤维基础上，先通过前处理将羊毛纤维还原处理，将其原有的二硫键还原为巯基，再在月桂基胺氧化物溶液中氧化重组其二硫键以形成新的交联网络，再以改性剂进行整理改性制得，所述改性剂是以小麦蛋白酶解产物为原料，以环氧丙基化的十二烷基二甲基氯化铵将所述酶解产物阳离子化后制得；本发明通过纤维改性，在保留原羊毛纤维良好的功能性的同时减少其毡缩，赋予其可机洗性能。
Description
技术领域
本发明涉及功能改性面料制备技术领域，具体涉及一种基于改性羊毛纤维的可机洗针织面料。
背景技术
羊毛具有弹性好、吸湿性强、保暖性好、光泽柔和等许多优良特性。毛面料的风格高贵、服用性能优越。然而，未经整理的羊毛面料在水洗时经不断挤压、揉搓下会发生毡缩，从而引起面料尺寸缩小、呢面发毛、织纹混乱等外观变化，上述变化不断积累会影响面料的外观和服用性能，在一定程度上限制了羊毛的应用领域。
羊毛面料的毡缩是由于纤维表层鳞片的存在使羊毛具有特殊的定向摩擦效应，即顺鳞片方向和逆鳞片方向的摩擦因数不一致，当羊毛受到外力反复作用时很容易发生纤维之间的相互穿插和纠缠，进而产生羊毛的毡缩；另外，羊毛纤维的高度的拉伸回复性能也是造成羊毛毡缩的一个原因，由于定向摩擦效应，当纤维一端向前移动到某一位置时，由于逆鳞片作用产生自锁，致使另一端因拉伸回复而继续向前移动，形成新的卷曲。因此，羊毛的毡缩性是由定向摩擦效应和高度的拉伸回复性决定，两者缺一不可，生产实践中改变任意一个因素，均可提高羊毛的防缩能力。为了保留羊毛纤维的优良弹性，目前采用的方法是以降低定向摩擦效应为主，通常是将表面鳞片软化和剥除，使羊毛纤维在受到外力作用时，根部的运动趋势减弱，从而改善其抗缩性能；或使用树脂聚合物在羊毛表面进行整理，减弱纤维的定向移动，从而达到防毡缩的目的。
羊毛织物的防毡缩整理方法随着纺织技术的发展也在不断进行创新，氯化法、氧化法、树脂法、生物质法和高新技术法等陆续得到了应用，采用不同的防毡缩方法处理羊毛，羊毛织物的防毡缩效果也不同。传统的氯化防毡缩处理工艺中产生的可吸附性有机卤化物AOX存在污染环境和对人体健康有潜在威胁的缺点；蛋白酶处理为目前研究较多的羊毛无氯处理方法，蛋白酶可将纤维鳞片层中的部分肽键水解，提高鳞片的溶解性，从而部分剥除鳞片层；但受鳞片惰性结构的影响，单独使用低浓度的蛋白酶对羊毛织物进行防毡缩整理并不能达到机可洗标准，浓度太高又会对织物强度损伤严重。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种基于改性羊毛纤维的可机洗针织面料。
本发明的目的采用以下技术方案来实现：
一种基于改性羊毛纤维的可机洗针织面料，所述可机洗针织面料由经纱和纬纱交织而成，其中，所述经纱和/或纬纱包括改性羊毛纤维，所述改性羊毛纤维的制备方法包括以下步骤：
（1）将原料羊毛纤维浸入十二烷基硫酸钠溶液中浸泡0.5-1h，取出以去离子水洗涤去除其表面油脂，干燥后浸入硫代乙醇酸铵溶液中，在常温下浸渍0.5-1h，取出以去离子水洗涤，再转入月桂基胺氧化物的溶液中浸渍，在常温下浸渍0.5-1h，取出以去离子水洗涤，干燥备用；
（2）称取小麦蛋白粉作为酶解底物并分散在去离子水中，以氢氧化钠溶液调节pH至7.0-8.2，将反应体系温度控制在50-55℃，加入碱性蛋白酶进行酶解处理，酶解时间1-10h，酶解完成后升温灭活所述碱性蛋白酶，对酶解产物进行喷雾干燥，制得酶解产物；
（3）称取十二烷基二甲基叔胺并溶解在盐酸溶液中，搅拌升温至40-50℃，在搅拌条件下逐滴滴加环氧氯丙烷溶液至反应体系的pH不再变化，待反应体系冷却至室温后，加入氢氧化钠溶液调节pH至10-11，将反应产物减压浓缩后加入乙醚稀释反应体系，离心分离沉淀并洗涤，将沉淀产物真空干燥，制得浅黄色的固体产物；
（4）将步骤（3）所述固体产物溶解在去离子水中，加入步骤（2）所述的酶解产物，升温至50-60℃并保温反应1-2h，滴加盐酸溶液调节体系pH值至5-6，将反应体系减压浓缩后加入95%以上的乙醇稀释反应体系，滤除沉淀后蒸去溶剂制得改性的蛋白水解产物；
（5）将步骤（4）所述改性的蛋白水解产物溶解在去离子水中，调节pH至5-6，将步骤（1）制得的干燥纤维浸入，在常温下浸渍反应过夜，取出以去离子水洗涤，干燥后制得。
在一些优选的实施方式中，所述原料羊毛纤维的平均直径为10-25μm，平均长度为65-120mm。
在一些优选的实施方式中，步骤（1）中所述十二烷基硫酸钠溶液的浓度为0.5-1wt%，所述硫代乙醇酸铵的浓度为0.4-0.7mol/L，所述月桂基胺氧化物的溶液的浓度为0.1-0.2mol/L。
在一些优选的实施方式中，步骤（2）中所述小麦蛋白粉与所述碱性蛋白酶的质量比例为100：（0.5-1.5）。
在一些优选的实施方式中，步骤（3）中所述十二烷基二甲基叔胺与所述环氧氯丙烷的质量比例为（2-2.2）：1。
在一些优选的实施方式中，步骤（4）所述固体产物与所述酶解产物的质量比例为1：（0.7-0.9）。
在一些优选的实施方式中，所述可机洗针织面料的上机经、纬密为：（228-306）×（240-290）根/10cm；过筘为2-4根/筘。
在一些优选的实施方式中，所述面料为平纹、1/2斜纹或2/1斜纹组织面料。
在一些优选的实施方式中，所述可机洗针织面料包括如下重量百分比：改性羊毛纤维80-85％，其它纤维15-20％，所述其它纤维为天然纤维和/或合成纤维，所述天然纤维为棉纤维、麻纤维、竹纤维、甲壳素纤维、壳聚糖纤维中的一种或几种；所述合成纤维为涤纶纤维、锦纶纤维、腈纶纤维、氯纶纤维、维纶纤维、氨纶纤维、聚烯烃纤维中的一种或几种。
在一些优选的实施方式中，所述改性羊毛纤维的细度为12-30μm，长度为65-120mm；所述其它纤维的细度为2-3D，长度为70-90mm，所述可机洗针织面料的混纺纱线的细度为72-80Nm/2，捻度为870-917捻/m。
本发明的有益效果为：
针对现有技术中羊毛纤维不耐机洗、易毡缩，且氯化处理易产生污染、蛋白酶处理则损失强度的问题，本发明通过对羊毛纤维进行改性，在保留原羊毛纤维良好的功能性和力学性能的同时减少其毡缩，赋予其可机洗性能，具体的，本发明在原料羊毛纤维的基础上，先通过前处理，对羊毛纤维进行还原处理，将其原有的二硫键还原为巯基，再在月桂基胺氧化物溶液中氧化重组其二硫键以形成新的交联网络，以便于后续进一步改性；本发明以改性的蛋白水解产物作为改性剂，所述改性剂以小麦蛋白的酶解产物为原料，以环氧丙基化的十二烷基二甲基氯化铵将所述酶解产物进行阳离子化进而嵌于羊毛纤维的鳞片间，从而减少羊毛纤维的受力摩擦效应，减弱纤维的定向移动，减少毡缩。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
一种基于改性羊毛纤维的可机洗针织面料，所述可机洗针织面料由经纱和纬纱交织而成，其中，所述经纱和纬纱由改性羊毛纤维和粘胶基甲壳素纤维组成，所述改性羊毛纤维的平均细度为20μm，平均长度为84mm；所述粘胶基甲壳素纤维的细度为2-3D，长度为70-90mm；纱线的细度为74Nm/2，捻度为887捻/m；所述改性羊毛纤维和所述粘胶基甲壳素纤维的质量比例为4：1；上机经、纬密为：282×244根/10cm；过筘为3根/筘；为1/2斜纹组织；
所述改性羊毛纤维的制备方法包括以下步骤：
（1）将原料羊毛纤维浸入0.5wt%的十二烷基硫酸钠溶液中浸泡0.5h，取出以去离子水洗涤去除其表面油脂，干燥后浸入0.6mol/L的硫代乙醇酸铵溶液中，在常温下浸渍0.5h，取出以去离子水洗涤，再转入0.13mol/L的月桂基胺氧化物的溶液中浸渍，在常温下浸渍0.5h，取出以去离子水洗涤，干燥备用；
其中，所述原料羊毛纤维的平均直径为18μm，平均长度为84mm；
（2）称取小麦蛋白粉作为酶解底物并分散在去离子水中，以氢氧化钠溶液调节pH至7.5，将反应体系温度控制在50℃，加入碱性蛋白酶（10万U/g）进行酶解处理，酶解时间4h，酶解完成后升温至100℃以灭活所述碱性蛋白酶，对酶解产物进行喷雾干燥，制得酶解产物；
其中，所述小麦蛋白粉与所述碱性蛋白酶的质量比例为100：1；
（3）称取十二烷基二甲基叔胺并溶解在盐酸溶液中，搅拌升温至40-50℃，在搅拌条件下逐滴滴加环氧氯丙烷溶液至反应体系的pH不再变化，待反应体系冷却至室温后，加入氢氧化钠溶液调节pH至10-11，将反应产物减压浓缩后加入乙醚稀释反应体系，离心分离沉淀并洗涤，将沉淀产物真空干燥，制得浅黄色的固体产物；
其中，所述十二烷基二甲基叔胺与所述环氧氯丙烷的质量比例为2.1：1；
（4）将步骤（3）所述固体产物溶解在去离子水中，加入步骤（2）所述的酶解产物，升温至50-60℃并保温反应1h，滴加盐酸溶液调节体系pH值至5-6，将反应体系减压浓缩后加入95%以上的乙醇稀释反应体系，滤除沉淀后蒸去溶剂制得改性的蛋白水解产物；
其中，所述固体产物与所述酶解产物的质量比例为1：0.8；
（5）将步骤（4）所述改性的蛋白水解产物溶解在去离子水中，调节pH至5-6，将步骤（1）制得的干燥纤维浸入，在常温下浸渍反应过夜，取出以去离子水洗涤，干燥后制得。
对比例1
一种基于改性羊毛纤维的针织面料，所述针织面料由经纱和纬纱交织而成，其中，所述经纱和纬纱由改性羊毛纤维和粘胶基甲壳素纤维组成，所述改性羊毛纤维的平均细度为20μm，平均长度为84mm；所述粘胶基甲壳素纤维的细度为2-3D，长度为70-90mm；纱线的细度为74Nm/2，捻度为887捻/m；所述改性羊毛纤维和所述粘胶基甲壳素纤维的质量比例为4：1；上机经、纬密为：282×244根/10cm；过筘为3根/筘；为1/2斜纹组织；
所述改性羊毛纤维的制备方法包括以下步骤：
（1）将原料羊毛纤维浸入0.5wt%的十二烷基硫酸钠溶液中浸泡0.5h，取出以去离子水洗涤去除其表面油脂，干燥后备用；
其中，所述原料羊毛纤维的平均直径为18μm，平均长度为84mm；
（2）称取小麦蛋白粉作为酶解底物并分散在去离子水中，以氢氧化钠溶液调节pH至7.5，将反应体系温度控制在50℃，加入碱性蛋白酶（10万U/g）进行酶解处理，酶解时间4h，酶解完成后升温至100℃以灭活所述碱性蛋白酶，对酶解产物进行喷雾干燥，制得酶解产物；
其中，所述小麦蛋白粉与所述碱性蛋白酶的质量比例为100：1；
（3）称取十二烷基二甲基叔胺并溶解在盐酸溶液中，搅拌升温至40-50℃，在搅拌条件下逐滴滴加环氧氯丙烷溶液至反应体系的pH不再变化，待反应体系冷却至室温后，加入氢氧化钠溶液调节pH至10-11，将反应产物减压浓缩后加入乙醚稀释反应体系，离心分离沉淀并洗涤，将沉淀产物真空干燥，制得浅黄色的固体产物；
其中，所述十二烷基二甲基叔胺与所述环氧氯丙烷的质量比例为2.1：1；
（4）将步骤（3）所述固体产物溶解在去离子水中，加入步骤（2）所述的酶解产物，升温至50-60℃并保温反应1h，滴加盐酸溶液调节体系pH值至5-6，将反应体系减压浓缩后加入95%以上的乙醇稀释反应体系，滤除沉淀后蒸去溶剂制得改性的蛋白水解产物；
其中，所述固体产物与所述酶解产物的质量比例为1：0.8；
（5）将步骤（4）所述改性的蛋白水解产物溶解在去离子水中，调节pH至5-6，将步骤（1）制得的干燥纤维浸入，在常温下浸渍反应过夜，取出以去离子水洗涤，干燥后制得。
对比例2
一种基于改性羊毛纤维的针织面料，所述针织面料由经纱和纬纱交织而成，其中，所述经纱和纬纱由改性羊毛纤维和粘胶基甲壳素纤维组成，所述改性羊毛纤维的平均细度为20μm，平均长度为84mm；所述粘胶基甲壳素纤维的细度为2-3D，长度为70-90mm；纱线的细度为74Nm/2，捻度为887捻/m；所述改性羊毛纤维和所述粘胶基甲壳素纤维的质量比例为4：1；上机经、纬密为：282×244根/10cm；过筘为3根/筘；为1/2斜纹组织；
所述改性羊毛纤维的制备方法包括以下步骤：
（1）将原料羊毛纤维浸入0.5wt%的十二烷基硫酸钠溶液中浸泡0.5h，取出以去离子水洗涤去除其表面油脂，干燥后浸入0.6mol/L的硫代乙醇酸铵溶液中，在常温下浸渍0.5h，取出以去离子水洗涤，再转入0.13mol/L的月桂基胺氧化物的溶液中浸渍，在常温下浸渍0.5h，取出以去离子水洗涤，干燥后制得；
其中，所述原料羊毛纤维的平均直径为18μm，平均长度为84mm。
对比例3
一种基于改性羊毛纤维的可机洗针织面料，所述可机洗针织面料由经纱和纬纱交织而成，其中，所述经纱和纬纱由改性羊毛纤维和粘胶基甲壳素纤维组成，所述改性羊毛纤维的平均细度为20μm，平均长度为84mm；所述粘胶基甲壳素纤维的细度为2-3D，长度为70-90mm；纱线的细度为74Nm/2，捻度为887捻/m；所述改性羊毛纤维和所述粘胶基甲壳素纤维的质量比例为4：1；上机经、纬密为：282×244根/10cm；过筘为3根/筘；为1/2斜纹组织；
所述改性羊毛纤维的制备方法包括以下步骤：
（1）将原料羊毛纤维浸入0.5wt%的十二烷基硫酸钠溶液中浸泡0.5h，取出以去离子水洗涤去除其表面油脂，干燥后浸入0.6mol/L的硫代乙醇酸铵溶液中，在常温下浸渍0.5h，取出以去离子水洗涤，再转入0.13mol/L的月桂基胺氧化物的溶液中浸渍，在常温下浸渍0.5h，取出以去离子水洗涤，干燥备用；
其中，所述原料羊毛纤维的平均直径为18μm，平均长度为84mm；
（2）称取小麦蛋白粉作为酶解底物并分散在去离子水中，以氢氧化钠溶液调节pH至7.5，将反应体系温度控制在50℃，加入碱性蛋白酶（10万U/g）进行酶解处理，酶解时间4h，酶解完成后升温至100℃以灭活所述碱性蛋白酶，对酶解产物进行喷雾干燥，制得酶解产物；
其中，所述小麦蛋白粉与所述碱性蛋白酶的质量比例为100：1；
（3）将步骤（2）所述酶解产物溶解在去离子水中，调节pH至5-6，将步骤（1）制得的干燥纤维浸入，在常温下浸渍反应过夜，取出以去离子水洗涤，干燥后制得。
对比例4
一种基于羊毛纤维的针织面料，所述针织面料由经纱和纬纱交织而成，其中，所述经纱和纬纱由羊毛纤维和粘胶基甲壳素纤维组成，所述羊毛纤维的平均细度为20μm，平均长度为84mm；所述粘胶基甲壳素纤维的细度为2-3D，长度为70-90mm；纱线的细度为74Nm/2，捻度为887捻/m；所述羊毛纤维和所述粘胶基甲壳素纤维的质量比例为4：1；上机经、纬密为：282×244根/10cm；过筘为3根/筘；为1/2斜纹组织。
实验例
根据国际羊毛纺织品组织(IWTO)的测试方法TM31对实施例1与对比例1-4所述面料的防毡缩性能、面料柔软程度和断裂强力进行评价，羊毛的松弛收缩率要服从于7A准，其次要进行5次连续的5A水洗。实验结果为羊毛面料松弛后的毡缩百分比；采用织物风格测试仪对羊毛面料的柔软程度进行检测；测定结果如表1所示。
表1 实施例1与对比例1-4所述面料的性能检测结果
| 实施例1 | 对比例1 | 对比例2 | 对比例3 | 对比例4 | |
| 毡缩百分比（%） | 0.52 | 10.27 | 29.39 | 7.68 | 38.27 |
| 柔软度 | Ⅱ | Ⅱ | Ⅱ | Ⅱ | Ⅰ |
| 断裂强力（N） | 149.6 | 150.8 | 147.2 | 149.2 | 151.4 |
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (10)
1.一种基于改性羊毛纤维的可机洗针织面料，其特征在于，包括改性羊毛纤维，所述改性羊毛纤维的制备方法包括以下步骤：
（1）将原料羊毛纤维浸入十二烷基硫酸钠溶液中浸泡0.5-1h，取出以去离子水洗涤去除其表面油脂，干燥后浸入硫代乙醇酸铵溶液中，在常温下浸渍0.5-1h，取出以去离子水洗涤，再转入月桂基胺氧化物的溶液中浸渍，在常温下浸渍0.5-1h，取出以去离子水洗涤，干燥备用；
（2）称取小麦蛋白粉作为酶解底物并分散在去离子水中，以氢氧化钠溶液调节pH至7.0-8.2，将反应体系温度控制在50-55℃，加入碱性蛋白酶进行酶解处理，酶解时间1-10h，酶解完成后升温灭活所述碱性蛋白酶，对酶解产物进行喷雾干燥，制得酶解产物；
（3）称取十二烷基二甲基叔胺并溶解在盐酸溶液中，搅拌升温至40-50℃，在搅拌条件下逐滴滴加环氧氯丙烷溶液至反应体系的pH不再变化，待反应体系冷却至室温后，加入氢氧化钠溶液调节pH至10-11，将反应产物减压浓缩后加入乙醚稀释反应体系，离心分离沉淀并洗涤，将沉淀产物真空干燥，制得浅黄色的固体产物；
（4）将步骤（3）所述固体产物溶解在去离子水中，加入步骤（2）所述的酶解产物，升温至50-60℃并保温反应1-2h，滴加盐酸溶液调节体系pH值至5-6，将反应体系减压浓缩后加入95%以上的乙醇稀释反应体系，滤除沉淀后蒸去溶剂制得改性的蛋白水解产物；
（5）将步骤（4）所述改性的蛋白水解产物溶解在去离子水中，调节pH至5-6，将步骤（1）制得的干燥纤维浸入，在常温下浸渍反应过夜，取出以去离子水洗涤，干燥后制得。
2.根据权利要求1所述的一种基于改性羊毛纤维的可机洗针织面料，其特征在于，所述原料羊毛纤维的平均直径为10-25μm，平均长度为65-120mm。
3.根据权利要求1所述的一种基于改性羊毛纤维的可机洗针织面料，其特征在于，步骤（1）中所述十二烷基硫酸钠溶液的浓度为0.5-1wt%，所述硫代乙醇酸铵的浓度为0.4-0.7mol/L，所述月桂基胺氧化物的溶液的浓度为0.1-0.2mol/L。
4.根据权利要求1所述的一种基于改性羊毛纤维的可机洗针织面料，其特征在于，步骤（2）中所述小麦蛋白粉与所述碱性蛋白酶的质量比例为100：（0.5-1.5）。
5.根据权利要求1所述的一种基于改性羊毛纤维的可机洗针织面料，其特征在于，步骤（3）中所述十二烷基二甲基叔胺与所述环氧氯丙烷的质量比例为（2-2.2）：1。
6.根据权利要求1所述的一种基于改性羊毛纤维的可机洗针织面料，其特征在于，步骤（4）所述固体产物与所述酶解产物的质量比例为1：（0.7-0.9）。
7.根据权利要求1所述的一种基于改性羊毛纤维的可机洗针织面料，其特征在于，所述可机洗针织面料的上机经、纬密为：（228-306）×（240-290）根/10cm；过筘为2-4根/筘。
8.根据权利要求1所述的一种基于改性羊毛纤维的可机洗针织面料，其特征在于，所述面料为平纹、1/2斜纹或2/1斜纹组织面料。
9.根据权利要求1所述的一种基于改性羊毛纤维的可机洗针织面料，其特征在于，所述可机洗针织面料包括如下重量百分比：改性羊毛纤维80-85％，其它纤维15-20％，所述其它纤维为天然纤维和/或合成纤维，所述天然纤维为棉纤维、麻纤维、竹纤维、甲壳素纤维、壳聚糖纤维中的一种或几种；所述合成纤维为涤纶纤维、锦纶纤维、腈纶纤维、氯纶纤维、维纶纤维、氨纶纤维、聚烯烃纤维中的一种或几种。
10.根据权利要求9所述的一种基于改性羊毛纤维的可机洗针织面料，其特征在于，所述改性羊毛纤维的细度为12-30μm，长度为65-120mm；所述其它纤维的细度为2-3D，长度为70-90mm，所述可机洗针织面料的混纺纱线的细度为72-80Nm/2，捻度为870-917捻/m。
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2024
- 2024-01-25 CN CN202410105419.7A patent/CN117626648B/zh active Active
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