淺析臭氧對(duì)羊毛織物起毛起球性能的影響

陳宇翔

摘要

隨著消費(fèi)市場(chǎng)的多樣化需求，羊毛服裝在市場(chǎng)上的需求也越來(lái)越大，在品質(zhì)上也要求越來(lái)越高，但羊毛面料在服用過程中經(jīng)常出現(xiàn)起毛起球的現(xiàn)象，降低了服裝的美觀和服用性能，而這同時(shí)也成了羊毛服裝目前消費(fèi)者投訴較多的項(xiàng)目。試驗(yàn)通過對(duì)羊毛織物的臭氧處理，對(duì)比臭氧處理前后的抗起毛起球、強(qiáng)力和變色程度，分析織物經(jīng)過臭氧處理后的性能改變的原因和反應(yīng)機(jī)理，探討通過臭氧處理提高織物起毛起球性能的可行性。

關(guān)鍵詞：臭氧；起毛起球；羊毛織物

在生活水平日益提升的今天，消費(fèi)者對(duì)于服裝的要求也越來(lái)越多樣化。其中因羊毛織物具有質(zhì)地柔軟、保暖性好等特點(diǎn)而日益受到人們的青睞。但由于羊毛特殊的鱗片結(jié)構(gòu)，在穿著時(shí)受到外力的摩擦作用很容易發(fā)生起毛起球現(xiàn)象。服裝材料在日常使用過程中，在實(shí)際穿用與洗滌過程中，不斷經(jīng)受摩擦，在容易受到摩擦的部位上，材料表面的纖維端由于摩擦滑動(dòng)面松散，露出材料表面，并呈現(xiàn)出許多毛茸，即為“起毛”。若這些毛茸在繼續(xù)穿用中不能及時(shí)脫落，且繼續(xù)受摩擦、卷曲而互相糾纏在一起，被揉成許多球形小粒，通常稱為“起球”。[1]

羊毛織物的起毛起球問題至今都是服裝行業(yè)面臨的一大難題，目前，較常用到的抗起毛起球整理方法有氯化法、蛋白酶法、等離子法、臭氧法等，其中氯化法通過氧化作用，部分去除了羊毛的鱗片，使得物理性能受到較大損傷，且整理過程中還會(huì)產(chǎn)生危害生態(tài)環(huán)境的含氯氣體。蛋白酶法、等離子法雖然環(huán)保性好，但技術(shù)成本較高。而臭氧作為一種環(huán)保型氧化劑，也日益受到羊毛生產(chǎn)企業(yè)的關(guān)注。[2]本文通過分析羊毛織物經(jīng)過臭氧處理后的性能特征改變，結(jié)合起毛起球、強(qiáng)力等性能測(cè)試結(jié)果，揭示臭氧處理對(duì)羊毛織物抗起球性能的影響，旨在為羊毛織物臭氧法抗起毛起球整理起到拋磚引玉作用。

1 羊毛織物起毛起球的主要因素

當(dāng)織物受到外界摩擦?xí)r，材料表面纖維由于滑動(dòng)摩擦力的作用，會(huì)使得纖維松散，當(dāng)摩擦力大于纖維之間的摩擦力或者抱合力時(shí)，纖維就會(huì)被抽出，形成大量的毛羽。而羊毛表面的鱗片是由根部向尖部依次疊蓋，在受到外力摩擦?xí)r，就更容易引起纖維和紗線相互糾纏，使纖維不斷向毛根方向緩緩蠕動(dòng)、纏結(jié)，表面毛羽增多，最終使毛端伸出織物表面。當(dāng)毛端露出一定長(zhǎng)度后，在一定的糾纏揉搓條件下形成毛球。另外，由于羊毛具有天然的卷曲形態(tài)，也對(duì)織物的抗起毛起球性能起到關(guān)鍵作用。卷曲形態(tài)提高纖維間的抱合力，同時(shí)羊毛的α螺旋大分子增加了羊毛纖維優(yōu)良的彈性，使得羊毛纖維具有較好的強(qiáng)度，從而造成被鉤掛的纖維不易斷裂脫落，最終在織物表面形成較多的毛羽，最終形成大量的毛球。

2 羊毛織物臭氧整理法的抗起球機(jī)理

臭氧整理方法與氯化法相似，都是通過對(duì)羊毛纖維鱗片結(jié)構(gòu)的氧化作用，以達(dá)到抗起球的效果。但與氯化法不同的是，氯化法是部分去除羊毛纖維的鱗片，并附上一層樹脂涂層，使得相互鱗片之間更為平整，減弱了定向摩擦效應(yīng)，從而達(dá)到抗起球的效果。臭氧法是利用羊毛纖維的皮質(zhì)層和鱗片層在臭氧的強(qiáng)烈氧化作用下，生成可溶性的膠質(zhì)蛋白，在膠質(zhì)蛋白溶于水后，羊毛纖維的鱗片結(jié)構(gòu)顯得更為粗糙，表面溝槽和紋路更加清晰明顯，同時(shí)鱗片結(jié)構(gòu)也因?yàn)檠趸饔枚儽?，使得羊毛表面各層?gòu)造均一化，減弱了羊毛纖維的定向摩擦效應(yīng)和羊毛纖維相互交錯(cuò)的可能性，同時(shí)盡可能保留了羊毛纖維的結(jié)構(gòu)和形態(tài)。

3 臭氧處理方法

參照GB/T 11039.3—2005《紡織品 色牢度試驗(yàn) 耐大氣污染物色牢度 第3部分：大氣臭氧》中程序6.2的試驗(yàn)方法，[4]采用試驗(yàn)溫度（40±5）℃，試驗(yàn)艙內(nèi)相對(duì)濕度（85±5）%，臭氧濃度為5ppm，所用儀器為QL-150 臭氧老化試驗(yàn)箱。

4 測(cè)試指標(biāo)及測(cè)試方法

在研究羊毛織物起毛起球性能的同時(shí)，測(cè)試與消費(fèi)者利益直接相關(guān)的羊毛織物頂破強(qiáng)力以及色差的變化程度，探討臭氧處理提升起毛起球性能的同時(shí)，是否影響羊毛織物的其他服用性能。

4.1 起毛起球評(píng)價(jià)方法

采用GB/T 4802.1—2008 《紡織品 織物起毛起球性能的測(cè)定 第1部分：圓軌跡法》中的E法進(jìn)行測(cè)試[5]，所用儀器為YG502型圓軌跡起球儀，評(píng)級(jí)所用燈箱為起球評(píng)級(jí)箱。結(jié)果由數(shù)值表示，數(shù)值越高，表明抗起毛起球性能越好。

4.2 織物強(qiáng)力性能評(píng)價(jià)方法

采用GB/T 19976—2005《紡織品 頂破強(qiáng)力的測(cè)定 鋼球法》測(cè)定織物的頂破強(qiáng)力[6]，所用儀器為Instron 3365萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)。結(jié)果以N為單位，力值越大表示織物強(qiáng)力性能越好。

4.3 織物色差評(píng)價(jià)方法

采用GB/T 250—2008 《紡織品 色牢度試驗(yàn) 評(píng)定變色用灰色樣卡》的方法來(lái)評(píng)定[7]，所用設(shè)備為CAC 60標(biāo)準(zhǔn)燈源箱。試驗(yàn)以未處理過的織物為原樣，評(píng)定處理后的樣品的變色程度，結(jié)果以數(shù)值表示，數(shù)值越大表示織物色差越小。

5 測(cè)試結(jié)果及討論

此次試驗(yàn)選用了不同的緯平針織物作為研究對(duì)象，所有試驗(yàn)樣品均經(jīng)過預(yù)調(diào)濕以及在標(biāo)準(zhǔn)大氣中調(diào)濕24h后才進(jìn)行試驗(yàn)，測(cè)試結(jié)果見表1。

5.1 臭氧處理前后抗起毛起球性能的變化

據(jù)表1可知，臭氧處理后的羊毛緯平針織物抗起毛起球性能均出現(xiàn)了不同程度的提升，1#和5#樣品雖然起毛起球等級(jí)沒有提升，但可以清晰地發(fā)現(xiàn)起球的數(shù)量減少。對(duì)于起球的原因，Gintis D等認(rèn)為織物起球的過程經(jīng)過絨毛形成、絨毛糾纏、毛球形成、毛球脫落四個(gè)過程?？椢锉砻婷虻臄?shù)量是由毛球形成和脫落兩個(gè)過程的動(dòng)態(tài)平衡的結(jié)果。于偉東等認(rèn)為織物起球必須滿足以下條件：①纖維要求足夠的強(qiáng)度和伸長(zhǎng)性（高的斷裂功或韌性大）和耐疲勞性；②纖維要柔軟、易于彎曲變形和形成糾纏；③要有足夠多和足夠長(zhǎng)的突出毛羽；④要有產(chǎn)生糾纏的摩擦條件（非單向，能反復(fù)進(jìn)行）。而臭氧處理后的羊毛織物起毛起球性能的提升，主要緣于臭氧處理使得羊毛織物的定向摩擦效應(yīng)減弱，使得纖維不容易從織物中抽拔出來(lái)，不容易彎曲變形和形成糾纏，減少了突出毛羽的數(shù)量。同時(shí)，由于臭氧的氧化作用，使羊毛纖維的皮質(zhì)層和鱗片層出現(xiàn)了不同程度的損傷，降低了織物的強(qiáng)力性能，從而抽拔出織物的纖維不能滿足起球所需的強(qiáng)度和伸長(zhǎng)性而更容易發(fā)生斷裂，從而提升了織物的抗起毛起球性能。

5.2 臭氧處理前后強(qiáng)力性能的變化

由測(cè)試結(jié)果可得，羊毛織物的強(qiáng)力性能均出現(xiàn)不同程度的下降，最主要原因是由于羊毛織物經(jīng)過臭氧處理后羊毛纖維的皮質(zhì)層和鱗片層出現(xiàn)了損傷，但損傷程度相比其他方法如氯化法的損傷要小，鱗片結(jié)構(gòu)相對(duì)更為完整，物理機(jī)械性能下降的程度也在可接受范圍內(nèi)，可以滿足日常的服用要求。

5.3 臭氧處理前后的變色程度

雖然臭氧的強(qiáng)氧化性使得羊毛纖維的皮質(zhì)層和鱗片層出現(xiàn)不同程度的損傷，但相對(duì)完整地保留了羊毛鱗片的結(jié)構(gòu)，對(duì)于羊毛織物的顏色并沒有如氯化法那樣出現(xiàn)顏色變化程度大的現(xiàn)象，除了5#織物出現(xiàn)輕微的色相變化外，其他織物均保持了處理前的顏色。

6 結(jié)論語(yǔ)

經(jīng)過臭氧處理的羊毛織物，可以發(fā)現(xiàn)在降低部分物理機(jī)械性能及極低的色差變化的同時(shí)，有明顯起毛起球性能的改善，這說(shuō)明臭氧處理方法使得羊毛織物的鱗片結(jié)構(gòu)出現(xiàn)均一化的特征，在保留羊毛織物優(yōu)異的性能基礎(chǔ)上改善羊毛織物起毛起球性能是有效且實(shí)用性較強(qiáng)的。

參考文獻(xiàn)：

[1] 于偉東.紡織材料學(xué)[M].北京：中國(guó)紡織出版社，2005：323-324.

[2] 易風(fēng).羊毛防縮臭氧處理法[J].中國(guó)纖檢，2005，（9）：43.

[3] 寧方剛.羊毛的臭氧防氈縮處理效果及機(jī)理表征[D].上海：東華大學(xué)，2010：57.

[4] GB/T 11039.3—2005 紡織品 色牢度試驗(yàn) 耐大氣污染物色牢度 第3部分：大氣臭氧[S].

[5] GB/T 4802.1—2008 紡織品 織物起毛起球性能的測(cè)定 第1部分：圓軌跡法[S].

[6] GB/T 19976—2005紡織品 頂破強(qiáng)力的測(cè)定 鋼球法[S].

[7] GB/T 250—2008 紡織品 色牢度試驗(yàn) 評(píng)定變色用灰色樣卡[S].

（作者單位：福建省纖維檢驗(yàn)局、東華大學(xué)）endprint