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臭氧对羊毛织物起毛起球的影响分析

更新时间:2019/9/16 17:14:53  关键词:臭氧对羊毛织物起毛起球的影响分析  浏览次数:

在生活水平日益提升的今天,消费者对于服装的要求也越来越多样化。其中因羊毛织物具有质地柔软、保暖性好等特点而日益受到人们的青睐。但由于羊毛特殊的鳞片结构,在穿着时受到外力的摩擦作用很容易发生起毛起球现象。服装材料在日常使用过程中,在实际穿用与洗涤过程中,不断经受摩擦,在容易受到摩擦的部位上,材料表面的纤维端由于摩擦滑动面松散,露出材料表面,并呈现出许多毛茸,即为“起毛”。若这些毛茸在继续穿用中不能及时脱落,且继续受摩擦、卷曲而互相纠缠在一起,被揉成许多球形小粒,通常称为“起球”。


羊毛织物的起毛起球问题至今都是服装行业面临的一大难题,目前,较常用到的抗起毛起球整理方法有氯化法、蛋白酶法、等离子法、臭氧法等,其中氯化法通过氧化作用,部分去除了羊毛的鳞片,使得物理性能受到较大损伤,且整理过程中还会产生危害生态环境的含氯气体。蛋白酶法、等离子法虽然环保性好,但技术成本较高。而臭氧作为一种环保型氧化剂,也日益受到羊毛生产企业的关注。[2]本文通过分析羊毛织物经过臭氧处理后的性能特征改变,结合起毛起球、强力等性能测试结果,揭示臭氧处理对羊毛织物抗起球性能的影响,旨在为羊毛织物臭氧法抗起毛起球整理起到抛砖引玉作用。


1 羊毛织物起毛起球的主要因素

当织物受到外界摩擦时,材料表面纤维由于滑动摩擦力的作用,会使得纤维松散,当摩擦力大于纤维之间的摩擦力或者抱合力时,纤维就会被抽出,形成大量的毛羽。而羊毛表面的鳞片是由根部向尖部依次叠盖,在受到外力摩擦时,就更容易引起纤维和纱线相互纠缠,使纤维不断向毛根方向缓缓蠕动、缠结,表面毛羽增多,最终使毛端伸出织物表面。当毛端露出一定长度后,在一定的纠缠揉搓条件下形成毛球。另外,由于羊毛具有天然的卷曲形态,也对织物的抗起毛起球性能起到关键作用。卷曲形态提高纤维间的抱合力,同时羊毛的α螺旋大分子增加了羊毛纤维优良的弹性,使得羊毛纤维具有较好的强度,从而造成被钩挂的纤维不易断裂脱落,最终在织物表面形成较多的毛羽,最终形成大量的毛球。


2 羊毛织物臭氧整理法的抗起球机理

臭氧整理方法与氯化法相似,都是通过对羊毛纤维鳞片结构的氧化作用,以达到抗起球的效果。但与氯化法不同的是,氯化法是部分去除羊毛纤维的鳞片,并附上一层树脂涂层,使得相互鳞片之间更为平整,减弱了定向摩擦效应,从而达到抗起球的效果。臭氧法是利用羊毛纤维的皮质层和鳞片层在臭氧的强烈氧化作用下,生成可溶性的胶质蛋白,在胶质蛋白溶于水后,羊毛纤维的鳞片结构显得更为粗糙,表面沟槽和纹路更加清晰明显,同时鳞片结构也因为氧化作用而变薄,使得羊毛表面各层构造均一化,减弱了羊毛纤维的定向摩擦效应和羊毛纤维相互交错的可能性,同时尽可能保留了羊毛纤维的结构和形态。

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3 臭氧处理方法

参照GB/T 11039.3—2005《纺织品 色牢度试验 耐大气污染物色牢度 第3部分:大气臭氧》中程序6.2的试验方法,[4]采用试验温度(40±5)℃,试验舱内相对湿度(85±5)%,臭氧浓度为5ppm,所用仪器为QL-150 臭氧老化试验箱。


4 测试指标及测试方法

在研究羊毛织物起毛起球性能的同时,测试与消费者利益直接相关的羊毛织物顶破强力以及色差的变化程度,探讨臭氧处理提升起毛起球性能的同时,是否影响羊毛织物的其他服用性能。

4。1 起毛起球评价方法

采用GB/T 4802。1—2008 《纺织品 织物起毛起球性能的测定 第1部分:圆轨迹法》中的E法进行测试[5],所用仪器为YG502型圆轨迹起球仪,评级所用灯箱为起球评级箱。结果由数值表示,数值越高,表明抗起毛起球性能越好。

4.2 织物强力性能评价方法

采用GB/T 19976—2005《纺织品 顶破强力的测定 钢球法》测定织物的顶破强力[6],所用仪器为Instron 3365万能材料试验机。结果以N为单位,力值越大表示织物强力性能越好。

4。3 织物色差评价方法

采用GB/T 250—2008 《纺织品 色牢度试验 评定变色用灰色样卡》的方法来评定[7],所用设备为CAC 60标准灯源箱。试验以未处理过的织物为原样,评定处理后的样品的变色程度,结果以数值表示,数值越大表示织物色差越小。


5 测试结果及讨论

此次试验选用了不同的纬平针织物作为研究对象,所有试验样品均经过预调湿以及在标准大气中调湿24h后才进行试验,测试结果见表1。

5.1 臭氧处理前后抗起毛起球性能的变化

据表1可知,臭氧处理后的羊毛纬平针织物抗起毛起球性能均出现了不同程度的提升,1#和5#样品虽然起毛起球等级没有提升,但可以清晰地发现起球的数量减少。对于起球的原因,Gintis D等认为织物起球的过程经过绒毛形成、绒毛纠缠、毛球形成、毛球脱落四个过程。织物表面毛球的数量是由毛球形成和脱落两个过程的动态平衡的结果。于伟东等认为织物起球必须满足以下条件:①纤维要求足够的强度和伸长性(高的断裂功或韧性大)和耐疲劳性;②纤维要柔软、易于弯曲变形和形成纠缠;③要有足够多和足够长的突出毛羽;④要有产生纠缠的摩擦条件(非单向,能反复进行)。而臭氧处理后的羊毛织物起毛起球性能的提升,主要缘于臭氧处理使得羊毛织物的定向摩擦效应减弱,使得纤维不容易从织物中抽拔出来,不容易弯曲变形和形成纠缠,减少了突出毛羽的数量。同时,由于臭氧的氧化作用,使羊毛纤维的皮质层和鳞片层出现了不同程度的损伤,降低了织物的强力性能,从而抽拔出织物的纤维不能满足起球所需的强度和伸长性而更容易发生断裂,从而提升了织物的抗起毛起球性能。

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5。2 臭氧处理前后强力性能的变化

由测试结果可得,羊毛织物的强力性能均出现不同程度的下降,最主要原因是由于羊毛织物经过臭氧处理后羊毛纤维的皮质层和鳞片层出现了损伤,但损伤程度相比其他方法如氯化法的损伤要小,鳞片结构相对更为完整,物理机械性能下降的程度也在可接受范围内,可以满足日常的服用要求。

5。3 臭氧处理前后的变色程度

虽然臭氧的强氧化性使得羊毛纤维的皮质层和鳞片层出现不同程度的损伤,但相对完整地保留了羊毛鳞片的结构,对于羊毛织物的颜色并没有如氯化法那样出现颜色变化程度大的现象,除了5#织物出现轻微的色相变化外,其他织物均保持了处理前的颜色。


6 结论语

经过臭氧处理的羊毛织物,可以发现在降低部分物理机械性能及极低的色差变化的同时,有明显起毛起球性能的改善,这说明臭氧处理方法使得羊毛织物的鳞片结构出现均一化的特征,在保留羊毛织物优异的性能基础上改善羊毛织物起毛起球性能是有效且实用性较强的。




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