季 延，丁 盛

（巴音郭楞職業(yè)技術(shù)學(xué)院 紡織服裝學(xué)院，新疆 庫(kù)爾勒841000）

山羊絨針織物氧化處理工藝研究及對(duì)起毛起球性能的影響

季 延，丁 盛

（巴音郭楞職業(yè)技術(shù)學(xué)院 紡織服裝學(xué)院，新疆 庫(kù)爾勒841000）

為研究氧化處理法對(duì)山羊絨針織物起毛起球性能的影響，通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)，以起毛起球個(gè)數(shù)作為實(shí)驗(yàn)結(jié)果，確定了針織物氧化處理的最佳工藝，此時(shí)山羊絨針織物起毛起球等級(jí)為3.5級(jí)。再對(duì)影響顯著的氧化劑KMnO4質(zhì)量分?jǐn)?shù)進(jìn)行單因素分析，發(fā)現(xiàn)起毛起球等級(jí)隨KMnO4質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大先升高再降低，在2.0%～2.5%區(qū)間最高，為減少纖維損傷，選擇KMnO4質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.0%。因此氧化處理最佳工藝為氧化劑KMnO4質(zhì)量分?jǐn)?shù)2.0%，pH值3.0，處理溫度40℃，處理時(shí)間35 min，起毛起球等級(jí)為3.5級(jí)。結(jié)果表明：氧化處理法對(duì)山羊絨針織物起毛起球性能有顯著影響。

山羊絨；針織物；氧化處理；起毛起球性能

山羊絨纖維被譽(yù)為 “纖維鉆石”、 “軟黃金”，是一種珍稀的特種動(dòng)物毛。山羊絨針織物具有手感柔軟、絨面豐滿、保暖性好、質(zhì)地優(yōu)良、吸濕性強(qiáng)、穿著舒適、光澤柔和等特點(diǎn)，深受消費(fèi)者的歡迎[1]。但是由于山羊絨纖維與羊毛纖維一樣具有定向摩擦效應(yīng)，致使山羊絨針織物起毛起球問(wèn)題嚴(yán)重，影響了山羊絨織物的服用性能[2-3]。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，對(duì)山羊絨針織物氧化處理工藝進(jìn)行了探討，并對(duì)氧化處理山羊絨針織物起毛起球性能的影響進(jìn)行了研究。

1 實(shí)驗(yàn)原料

山羊絨針織物，織物規(guī)格[4]見表1。

表1 實(shí)驗(yàn)織物的規(guī)格

2 氧化處理原理及氧化劑選用

對(duì)織物進(jìn)行氧化處理是利用氧化劑與羊絨鱗片層中的—S—S—發(fā)生氧化反應(yīng)，即—S—S— +[O]→ (—SO3H，使鱗片軟化變薄，從而降低定向摩擦效應(yīng)。它的作用與羊毛的氯化技術(shù)相似，均屬于堿法處理[5]。目前工業(yè)中常用的氧化劑是雙氧水、過(guò)氧硫酸鹽和KMnO4，在前期處理實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，在相同的工藝條件下，KMnO4做氧化劑對(duì)織物的損傷小，處理效果好，同時(shí)成本較低[6]，因此本次實(shí)驗(yàn)選用KMnO4作為氧化劑。

3 氧化處理工藝流程

氧化處理工藝流程：

浸潤(rùn)→氧化整理→清洗脫水→還原→漂洗脫水→烘干

具體方法為:

（1）將山羊絨針織物烘1 h，稱其干重，放入20℃的溫水中浸潤(rùn)；

（2）根據(jù)織物重量和 KMnO4濃度稱取KMnO4質(zhì)量；

（3）采用1∶20的浴比配置溶液，加入1 mL/g織物的平平加O，用H2SO4調(diào)節(jié)pH值，將溶液預(yù)升溫；

（4）將浸潤(rùn)的織物脫水后放入處理劑中，在溫度t條件下處理hmin，并輕輕攪拌使其處理均勻；

（5）將處理過(guò)的織物，漂洗三遍，脫水；

（6）根據(jù)織物重稱取 Na2SO3質(zhì)量，采用1∶20的浴比配置還原溶液，處理溫度控制在40℃，處理時(shí)間l0 min；

（7）處理后將織物漂洗脫水，烘干，稱量干重，并在標(biāo)態(tài)下放置48 h，稱取重量，同時(shí)稱取未處理的同一批織物在此狀態(tài)下的濕重；

（8）對(duì)織物進(jìn)行起毛起球測(cè)試。

4 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

對(duì)山羊絨織物進(jìn)行氧化處理過(guò)程中，其涉及到的實(shí)驗(yàn)工藝參數(shù)有：氧化劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，活性劑的種類及濃度，pH值，氧化還原處理所用的時(shí)間、溫度等一系列參數(shù)。經(jīng)過(guò)前期的探索性實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)KMnO4質(zhì)量分?jǐn)?shù)、處理時(shí)間、處理溫度及pH值對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響比較顯著，因此，實(shí)驗(yàn)因素確定為：KMnO4質(zhì)量分?jǐn)?shù)、處理時(shí)間、處理溫度以及溶液pH值。

本實(shí)驗(yàn)對(duì)針織物采用正交實(shí)驗(yàn)方法[7]，通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果 （起球個(gè)數(shù)）的分析，確定各因素及其交互作用對(duì)實(shí)驗(yàn)指標(biāo) （起球個(gè)數(shù)）影響的主次關(guān)系，找出氧化處理的最優(yōu)工藝條件或最佳搭配方案。在設(shè)計(jì)正交實(shí)驗(yàn)方案前，通過(guò)單因子實(shí)驗(yàn)確定各因子水平。該實(shí)驗(yàn)為四因素三水平的實(shí)驗(yàn)，故選用L9（34）正交表來(lái)安排實(shí)驗(yàn)，如表2所示。

表2 實(shí)驗(yàn)的因素水平表

5 起毛起球測(cè)試方法及選用儀器

李龍[8]周薇[9]等對(duì)山羊絨織物的測(cè)試方法進(jìn)行了分析，認(rèn)為不同的測(cè)試方法中，起球箱法更適合山羊絨，因此本次測(cè)試選用起球箱法。選用YG(B)511-IV型滾箱式起毛起球儀 （溫州大榮紡儀）。

6 起球測(cè)試結(jié)果與數(shù)據(jù)分析

根據(jù)GB4802.3-2008(紡織品織物起毛起球性能的測(cè)定第3部分：起球箱法)，采用起球箱法[10]對(duì)織物的起毛起球性能進(jìn)行測(cè)試 (織物規(guī)格同表1)，其結(jié)果見表3。

表3 不同氧化處理工藝后織物的起毛起球等級(jí)

織物進(jìn)行氧化處理后，起球等級(jí)均有所提高，由于等級(jí)差異不明顯，為能更好地分析不同因素水平對(duì)織物起毛起球性能的影響，以織物表面的起球個(gè)數(shù)來(lái)表示織物的起毛起球性能。下文對(duì)正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析討論。

（1）直觀分析：正交實(shí)驗(yàn)表及實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表4，正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析見表5。

表4 正交實(shí)驗(yàn)表及實(shí)驗(yàn)結(jié)果

表5 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

根據(jù)表5對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)起球個(gè)數(shù)的極差分析可知，對(duì)織物起球個(gè)數(shù)的影響大小依次為：A＞B＞C＞D，即KMnO4質(zhì)量分?jǐn)?shù) ＞氧化溫度 ＞時(shí)間 ＞pH值。由于起球個(gè)數(shù)越少 （即指標(biāo)越?。┰胶?，因此因素A（KMnO4質(zhì)量分?jǐn)?shù)）中的水平A3、因素B（氧化溫度）中的水平B2、因素C（時(shí)間）中的水平C3、因素D（pH值）中的水平D3較好，由此確定的最優(yōu)工藝為A3B2C3D3，即KMnO4質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.5%，氧化溫度為40℃，時(shí)間為35 min，pH值為3.0。

（2） 方差分析

運(yùn)用方差分析法處理正交實(shí)驗(yàn)表數(shù)據(jù)，進(jìn)行F檢驗(yàn)。經(jīng)計(jì)算，溶液pH值的離差平方和最小，可歸為誤差，選擇a=0.1為顯著水平，查F檢驗(yàn)表可知F0.1(2，2)=9.00，對(duì)直觀分析結(jié)果進(jìn)行方差分析，結(jié)果見表6。

表6 方差分析表

由表6可以看出，F(xiàn)Ai=14.713＞F0.1(2，2)，氧化劑KMnO4質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)氧化處理結(jié)果影響為顯著，而FBi=7.428＜F0.1(2，2)、FCi=3.875＜ F0.1(2， 2)、FDi=1.000 ＜ F0.1(2，2)，因此氧化溫度、處理時(shí)間及pH值對(duì)氧化處理結(jié)果沒有顯著影響。

一般來(lái)說(shuō)溫度越高、處理時(shí)間越長(zhǎng)，氧化劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高，氧化劑與羊絨鱗片層中的—S—S—的反應(yīng)越劇烈，使鱗片變薄，處理效果越好。但條件的劇烈會(huì)使鱗片張角加大，增加纖維逆向摩擦?xí)r鱗片交叉的幾率，同時(shí)會(huì)造成對(duì)纖維皮質(zhì)層的破壞，使纖維長(zhǎng)度、細(xì)度等損傷嚴(yán)重，導(dǎo)致織物在摩擦中，纖維易斷裂或從織物表面滑出，在影響織物機(jī)械性能的同時(shí)，增加了織物表面的毛羽，反而給織物起毛起球造成不利影響。實(shí)驗(yàn)中可以看出，當(dāng)氧化時(shí)間取35 min，溫度取40℃，氧化劑KMnO4質(zhì)量分?jǐn)?shù)2.5%，pH值3.0時(shí)，經(jīng)氧化處理后的織物的防起毛起球性能較好。

（3）氧化劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)的單因素分析

方差分析發(fā)現(xiàn)，氧化劑KMnO4質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)織物起毛起球性能有顯著影響，因此，選擇氧化溫度40℃，處理時(shí)間35 min， pH值3.0時(shí)，對(duì)氧化劑KMnO4質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響進(jìn)行單因素分析，結(jié)果見圖1。

圖1 氧化劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)織物起毛起球等級(jí)影響

從圖1可見，織物起毛起球等級(jí)隨氧化劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加先升高再降低，在取2%～2.5%之間時(shí)織物的起毛起球等級(jí)最高，質(zhì)量分?jǐn)?shù)繼續(xù)增加時(shí)會(huì)對(duì)纖維皮質(zhì)層造成破壞，可能引起鱗片脫落，同時(shí)纖維機(jī)械性能損傷加重，纖維容易發(fā)生斷裂，而從織物中滑出，參與成球。因此，為了防止氧化處理過(guò)程中氧化劑對(duì)山羊絨織物中纖維的損傷，氧化劑KMnO4質(zhì)量分?jǐn)?shù)選擇2.0%。

（4）最優(yōu)工藝下織物起毛起球性能

選擇最優(yōu)工藝為氧化劑KMnO4質(zhì)量分?jǐn)?shù)2.0%，氧化溫度40℃，處理時(shí)間35 min，pH值3.0進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表7。

表7 最優(yōu)工藝下織物的起毛起球性能

最優(yōu)氧化處理工藝下，山羊絨針織物的抗起毛起球性能有了較大的改善，起毛起球等級(jí)達(dá)到了3.5級(jí)，且將未經(jīng)過(guò)氧化處理的山羊絨針織物與經(jīng)氧化處理的針織物進(jìn)行對(duì)比可明顯看出，經(jīng)過(guò)氧化處理的織物表面較光潔，織物起球現(xiàn)象得到了很大的改善。

7 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)及影響高度顯著的氧化劑KMnO4質(zhì)量分?jǐn)?shù)單因素分析得出羊絨針織物氧化處理的最優(yōu)工藝為氧化劑KMnO4質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%，處理溫度40℃，處理時(shí)間35 min，在此工藝下，織物起毛起球等級(jí)可達(dá)3.5級(jí)，且起毛起球等級(jí)隨氧化劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大，先增加后降低，在質(zhì)量分?jǐn)?shù)2.0%～2.5%時(shí)，經(jīng)氧化處理后的織物防起毛起球性能較好。結(jié)果表明，對(duì)山羊絨針織物進(jìn)行氧化處理可以較好地改善織物的起毛起球性能。

[1] 李龍，李歡意.山羊絨制品工程 [M].上海：東華大學(xué)出版社，2004：8-12.

[2] 張毅，薛紀(jì)瑩.山羊絨與綿羊毛的鑒別與實(shí)踐 [J].毛紡科技，2008 （1）：50-53.

[3] 何蘭芝，陳麗萍，王雪梅.山羊絨與羊毛纖維鑒別檢測(cè)綜述 [J].上海紡織科技，2008，36（10）： 44-46.

[4] 張佩華，沈?yàn)?針織產(chǎn)品設(shè)計(jì) [M].北京：中國(guó)紡織出版社，2008.

[5] 曹錫林.山羊絨及其織物的功能整理 [J].毛紡科技， 2006 （1）： 25-27.

[6] 楊丹，李龍，王衛(wèi).山羊絨紗線中性KMnO4防縮工藝研究 [J].國(guó)際紡織導(dǎo)報(bào)，2011（10）：36-39.

[7] 邱軼兵.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理 [M].合肥：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社，2008:101-106.

[8] 李龍等.滾箱式與隨機(jī)翻滾式起球儀測(cè)試比較 [J].毛紡科技，2005（6）：25-27.

[9] 周薇.羊絨針織物起球性能研究 [D].西安：西安工程科技學(xué)院，2005.

[10]吳佩云，耿琴玉.紡織纖維與產(chǎn)品 （下冊(cè)測(cè)試技術(shù)）[M].上海：東華大學(xué)出版社，2007：188-190.

Abstract：To research the effect of fuzzy and pilling on cashmere knitted fabric， orthogonal experiment was taken to figure out the oxidization-finishing optimum process，experiment results were measured by pilling numbers，the pilling rate of cashmere knitted fabric processed by optimum process was 3.5.Then analyzed the effect of KMnO4mass ratio on pilling，results showed that， pilling rate increased at first then decreased when KMnO4mass ratio continuously rose.The highest pilling rate district was when KMnO4mass ratio during 2.0% ～2.5%，chose 2.0%as optimum for fiber damage reducing.So，the optimum process of oxidization finishing was oxidant KMnO4mass ratio 2.0%，pH value 3.0，processing temperature 40℃，processing time 35 minutes， the corresponding pilling rate was 3.5.The results also indicated that，oxidation treatment did have a significant effect on the pilling performance of cashmere knitted fabric.

Keywords:cashmere， knitted fabric， oxidation treatment， fuzzy and pilling

STUDY OF THE CASHMERE KNITTED FABRIC OXIDATION PROCESS AND EFFECT ON THE PROPERTIES OF FAZZING AND PILLING

JI Yan，DING Sheng
(School of Textile and Clothing， Bayinguoleng Tecnical and Vocational College， Korla Xinjiang 841000， China)

TS195.6

A

10.3969／j.issn.1672-500x.2017.03.003

1672-500X(2017)03-0013-05

2017-07-14

季延 （1983-），女，河南新鄉(xiāng)人，講師，主要從事紡織新材料、新工藝及新技術(shù)方面的研究。

丁盛 （1979-），男，河南義馬市人，講師，主要從事紡織新材料、新工藝及新技術(shù)方面的研究。