羽絨洗滌劑的復(fù)配及其對羽絨洗滌效果的影響

張朝輝，劉新華，方寅春，朱文輝，陳 梅

(1.安徽工程大學(xué) 紡織服裝學(xué)院，安徽 蕪湖 241000；2.安徽方翔羽絨制品有限公司 技術(shù)部，安徽 宣城 242000)

羽絨因其卓越的強(qiáng)保暖性、高蓬松度及質(zhì)量輕等特性，被廣泛用于服裝、寢具家紡、隔熱材料等領(lǐng)域，并深受消費(fèi)者喜愛[1-2]。隨著生活質(zhì)量的飛速提升，人們越來越關(guān)注羽絨制品的質(zhì)量[3]。但近年來隨著國內(nèi)對羽絨原料需求量的大幅度提升以及飼養(yǎng)技術(shù)的進(jìn)步，催生出了出欄周期僅需30 d左右的“速生鴨”，該種肉鴨產(chǎn)生的羽絨成熟率低、含脂率高，經(jīng)清洗后易發(fā)生斷枝、浮沉等問題，影響消費(fèi)者的身體健康及消費(fèi)體驗(yàn)[4-5]。同時(shí)，中國作為當(dāng)前世界上最大的羽絨及羽絨制品生產(chǎn)國及出口國，面臨著羽絨原料清洗、加工等諸多問題，也面臨著越來越嚴(yán)苛的國內(nèi)和國際質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的考驗(yàn)[6]。所以，提高羽絨原料的清洗質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)更高效、節(jié)能的洗滌過程是當(dāng)前亟待解決的一大問題。

目前國內(nèi)主要是通過蓬松度、耗氧量、清潔度、殘脂率、保溫性、氣味等技術(shù)指標(biāo)來評價(jià)羽絨質(zhì)量[7-8]，且羽絨在作為填充物料前必須經(jīng)過分毛、水洗、烘干、除塵等規(guī)范的處理工序以去除其油脂、細(xì)菌、粉塵等有毒有害雜質(zhì)[9-10]。沈建華等[11]研究了洗滌溫度、浴比對羽絨殘脂率的影響，得出在洗滌溫度為30 ℃、洗滌劑用量為3%、洗滌浴比為1∶20時(shí)，羽絨殘脂率最低；曹宗華[12]通過對鴨鵝養(yǎng)殖過程的監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)素食為主且飼養(yǎng)周期長的鴨鵝絨，經(jīng)水洗后能有效抑制其異味。由于當(dāng)前市面上羽絨洗滌劑種類有限，購買渠道較窄，導(dǎo)致目前針對羽絨洗滌劑對羽絨水洗效果的研究較少。羽絨洗滌劑主要由表面活性劑及其他助劑構(gòu)成[13]，本文復(fù)配了一種專用于羽絨洗滌的洗滌劑，通過改變相關(guān)成分含量最終探究出該羽絨洗滌劑的最佳配比，為羽絨洗滌劑的復(fù)配開拓了新的道路。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

白鴨絨原料(由安徽方翔羽絨制品有限公司提供)；實(shí)驗(yàn)用超純水由實(shí)驗(yàn)室純水系統(tǒng)(賽多利斯)自制；脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉(AES)、十二烷基二甲基芐基氯化銨(1227，表面活性劑)、十二烷基磺酸鈉(SDS，表面活性劑)、異構(gòu)脂肪醇聚氧乙烯醚(1309，乳化劑)、十二烷基二甲基氧化胺(OA-12，分散劑)、椰油酰胺丙基甜菜堿(CAB，去油劑)，均由上海阿拉丁化學(xué)試劑公司提供。

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備

S-4800型掃描電子顯微鏡(日本Hitachi公司);YG(B)606E型平板保溫儀(大榮紡織儀器有限公司);HZK-FA2105型電子天平(福建華志電子科技有限公司);SHZ-28A型水浴恒溫振蕩器(常州金壇精達(dá)儀器制造有限公司)；DHG-9023型恒溫鼓風(fēng)干燥機(jī)(湖北科輝環(huán)試儀器設(shè)備有限公司)。

1.3 羽絨洗滌流程

稱取30 g羽絨置入3 000 mL三角燒瓶中，向燒瓶中注入1 000 mL去離子水后加入總量為1 g的洗滌劑，在溫度60 ℃下的水浴震蕩器中浸泡20 min后震蕩洗滌60 min，最后進(jìn)行多次漂洗直至羽絨漂洗干凈無任何泡沫，最后放入干燥箱內(nèi)進(jìn)行徹底干燥、打包。

1.4 羽絨洗滌劑配方

對表面活性劑、乳化劑、分散劑、去油劑進(jìn)行復(fù)配，具體配方如表1所示。

表1 自制羽絨洗滌劑配方及用量比例

1.5 羽絨形貌表征及性能測試

(1)洗滌前后羽絨形貌表征。將水洗前后的羽絨纖維制樣、噴金，用S-4800掃描電子顯微鏡分別觀察洗滌前后羽絨纖維的形態(tài)結(jié)構(gòu)，比較其變化。

(2)羽絨常規(guī)品質(zhì)指標(biāo)測試。參照GB/T 10288-2016《羽絨羽毛檢驗(yàn)方法》，對比測試水洗前后羽絨的蓬松度、耗氧量、清潔度、殘脂率。

蓬松度：先將羽絨樣品打散、蒸汽還原、干燥，標(biāo)準(zhǔn)狀況下平衡24 h，然后稱取30 g處理后的樣品，采用蓬松度儀測試其蓬松度，同一試樣測試3次。

耗氧量：稱取羽絨樣品10 g，加入蒸餾水1 000 mL，振蕩30 min后經(jīng)過濾篩濾出廢水作為測試樣液。用移液管吸取100 mL測試樣液于三角燒瓶中，加入2 mL濃度為3 mol/L的H2SO4后緩慢加入0.02 mol/L KMnO4溶液，耗氧量計(jì)算方法如式(1)所示：

耗氧量=(A-B)×80,

(1)

式中，A表示滴定100 mL樣液消耗的KMnO4溶液體積(mL)；B表示空白對照樣液消耗的KMnO4溶液體積(mL)。

清潔度：采用透明度計(jì)目視檢測法。將羽絨水洗液倒入透明度計(jì)容器中，調(diào)節(jié)容器中水位升高至從圓筒頂部向下觀察的十字線恰好消失。控制出水軟管緩慢放出樣液，直至黑色十字線再次出現(xiàn)，并恰好看清為止，然后記錄此時(shí)液面在圓筒上的刻度，該刻度數(shù)值(單位mm)即該樣品的清潔度。

殘脂率：將羽絨樣品烘至恒重后放入索式提取器內(nèi)，以乙醚為萃取劑，經(jīng)水浴加熱、蒸發(fā)、冷凝、回流等過程，然后將留有油脂的接收瓶置于(105±2)℃的烘箱內(nèi)烘至規(guī)定時(shí)間后，取出放入干燥器內(nèi)，待完全冷卻后進(jìn)行稱量，殘脂率計(jì)算方法如式(2)所示：

(2)

式中，m1表示含有殘脂的球瓶質(zhì)量減去空瓶質(zhì)量(g)；m2表示對照球瓶質(zhì)量減去空瓶質(zhì)量(g)；M表示羽絨試樣質(zhì)量(g)。

(3)保溫性能測試。參照GB/T11048靜態(tài)平板法，采用YG(B)606型平板式保溫儀測試并對比水洗前后羽絨的保溫性能，將10 g羽絨纖維裝入30 cm×30 cm的純棉布樣袋，密封后平鋪于規(guī)定區(qū)域內(nèi)進(jìn)行測試，測試溫度(25±5) ℃，相對濕度為(65±5)%，測試3次，取平均值。

(4)氣味及手感評價(jià)測試。在潔凈和無異常氣味的環(huán)境中進(jìn)行氣味測試，帶上醫(yī)用手套仔細(xì)嗅，給出氣味評價(jià)。通過手對羽絨的揉、擠、壓、掐，將其力學(xué)性能傳遞給大腦，大腦感知后的心理反應(yīng)即為織物的基本手感。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 羽絨形貌表征

洗滌前后羽絨的微觀形貌特征如圖1所示。由圖1可見，在羽絨原料的絨絲及絨小枝中夾雜著諸如油脂、皮屑等雜質(zhì)，而經(jīng)過3種洗滌配方清洗并烘干后的羽絨均得到了較大程度的清潔，未見雜質(zhì)附著其上，并且絨枝與絨絲之間的夾角依舊保持良好，未造成塌陷情況而導(dǎo)致羽絨蓬松度下降，羽絨均保持著較好的形態(tài)，證明該組自制的羽絨洗滌劑對羽絨原料的清洗效果較好。

2.2 羽絨品質(zhì)指標(biāo)測試

經(jīng)過3種洗滌劑配方洗滌烘干后羽絨的蓬松度、耗氧量、清潔度、殘脂率如表2所示。蓬松度反映了羽絨的彈性程度，是決定羽絨品質(zhì)的關(guān)鍵所在，經(jīng)配方2#洗滌后的羽絨蓬松度比配方1#、配方3#分別高出了4%、21%；耗氧量是在一定條件下測定一定量羽絨中還原性物質(zhì)被氧化時(shí)所消耗氧的量，直接影響著羽絨細(xì)菌滋生等情況，經(jīng)對比發(fā)現(xiàn)經(jīng)3種配方洗滌后的羽絨均達(dá)到國標(biāo)要求且測試結(jié)果相差不大；清潔度反映了羽絨中殘留的雜質(zhì)、灰塵以及游離物的含量，同樣直接影響著消費(fèi)者的身體健康，從清潔度測試結(jié)果來看，配方3#優(yōu)于配方2#，配方1#次之，但總體水平相差不大；殘脂率指羽絨中油脂含量的高低，對于羽絨的保暖性、氣味等都有著重要影響，經(jīng)配方2#洗滌后的羽絨殘脂率最優(yōu)，達(dá)到0.983%，配方1#為1.196%、配方3#為1.093%，但均在國標(biāo)范圍內(nèi)。綜上可知，這3種配方的洗滌劑均可對羽絨原料達(dá)到有效的清洗效果，其中，配方2#的清潔效果最為出色。

表2 3種配方洗滌后羽絨樣品的品質(zhì)指標(biāo)

2.3 羽絨保溫性能測試

羽絨由于其獨(dú)特的立體形貌，散射出的絨絲相互疊加交錯(cuò)，可以牢牢鎖住大量靜止空氣，形成熱保護(hù)層，保暖率數(shù)值越高羽絨的保暖性越強(qiáng)，克羅值數(shù)值越高羽絨的熱穩(wěn)定性越好。水洗前后羽絨的保溫性能如表3所示，由表3可見，經(jīng)配方2#洗滌過后的羽絨保暖率比配方1#高3%，比配方3#高8.1%，其克羅值也大于經(jīng)配方1#、3#洗滌后的羽絨，更加證明了在這3種配方比例的自制羽絨清洗劑中，當(dāng)SDS占30%，1227、AES占20%，1309、OA-12、CAB占10%時(shí)的洗滌質(zhì)量較好。

表3 3種配方洗滌后羽絨樣品的保溫性能

2.4 氣味及手感評價(jià)測試

氣味及手感評價(jià)取決于人的主觀意識，經(jīng)過多名志愿者評價(jià)，測試結(jié)果如表4所示。由表4可知，經(jīng)過3種洗滌劑清洗后的羽絨與原料絨相比均無腥臭等異味，手感柔軟且蓬松，外觀潔白無污漬，達(dá)到了有效清洗效果。

表4 3種配方洗滌后羽絨樣品的氣味、手感及外觀評價(jià)

3 結(jié)論

根據(jù)羽絨洗滌劑的組分要求，自制了一種包含表面活性劑、乳化劑、分散劑、去油劑組分的羽絨洗滌劑，經(jīng)過蓬松度、耗氧量、清潔度、殘脂率等羽絨品質(zhì)指標(biāo)測試、表面形貌測試以及保溫性能測試。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)洗滌劑成分為30%的SDS，20%的AES、1227，10%的1309、OA-12、CAB時(shí)，羽絨原料的綜合洗滌質(zhì)量可達(dá)到較高水平且保溫率高達(dá)81.1%，且其他羽絨品質(zhì)指標(biāo)均在國標(biāo)范圍內(nèi)，是一組較為成熟的羽絨洗滌劑。