羊毛防缩整理剂在超级耐洗工艺的应用
羊毛衫在洗涤过程中，除了发生一般的缩水现象外，还会发生毡化收缩。羊毛衫的毡缩问题对毛衫的尺寸稳定性具有很大的影响。试验证明，一件普通的羊毛衫按国际羊毛局超级耐洗标准洗涤后，毡化面积收缩率35～55%，也就是说一件毛衣经多次家庭洗涤后要缩掉一半左右。
羊毛衫的洗涤标准最近改为两级，一、手可洗，二、机可洗。超级耐洗整理即为机可洗或防毡缩整理。为使羊毛衫达到超级耐洗标准就必须进行防缩整理(Shrinkproof finish)。
自1981年以来，在国际羊毛局的推广指导下，羊毛衫超级耐洗整理已经在我国几家羊毛衫厂实现了工业化生产，与此同时，这些羊毛衫厂花掉大量外汇进口了国外防缩整理设备和羊毛防缩整理剂。进口的防缩整理设备主要是“伯伟”干洗机，到目前为止，全国进口的许多伯伟机中，只有两个厂家的设备能正常运转并投入批量生产，此外大多数调试不正常，造成很大浪费。投入正常生产的伯伟机，只是用来加工粗纺防缩毛衫，如雪兰毛和羊仔毛毛衫，而整理精纺羊毛衫效果不好。伯伟机是密闭式设备，可以回收溶剂，这种设备仅适用于溶剂型树脂的防缩加工，这种树脂要用四氯乙烯溶剂溶解后方可使用，伯伟机对水溶型树脂不适用。进口助剂成本高，给使用进口助剂的厂家造成压力，因此，解决国内羊毛防缩整理剂依赖进口的问题，实现助剂国产化，并实施与国产整理剂配套的加工设备和工艺等问题，成为急待解决的问题。近几年来，我所一直从事这方面的研究，在1987年研制成功，实现了从整理 剂到工艺和设备全部国产化的羊毛衫超级耐洗整理路线。1987年以来，我们利用国内羊毛衫厂的现有设备，使用自己研究的整
理剂和工艺，在全国十几家羊毛衫厂进行了推广，防缩羊毛衫产品经国际羊毛局指定测试中心的多次测试，无论是精纺毛衫和粗纺毛衫均达到了国际羊毛局超级耐洗标准，手感和外观生产厂家都感到满意。
2.羊毛纤维的毡缩机理
羊毛纤维的毡缩原因，传统的理论认为主要是由于羊毛鳞片层结构所引起的定向摩擦效应( DFE，Directional frictional effect)和羊毛的弹性特点所造成的。羊毛是一种非常特殊的天然纤维，它的最外层是鳞片层，鳞片的自由端是指向羊毛纤维尖端方向的。羊毛纤维在一定的温度下，当有缩剂存在时，羊毛纤维被润湿而膨胀，鳞片张开，此时对羊毛施加一定的外力(例如搓揉)，促使羊毛纤维产生移动，其运动方 向必然是指向极端的，外力去除之后，由于相邻的羊毛纤维鳞片互相交错，这就使羊毛停留在新的位置，当再次受到外力时，又使羊毛产生位移，这样反复多次地挤压揉搓使纤维互相缠结，产生毡化现象。当鳞片的顺向摩擦系数μw(从毛根向毛尖的方向，顺着鳞片的方向)与逆向摩擦系数μΑ(逆着鳞片的方向)的差值(μA>μw)大时，则引起不同程度的毡化收缩，这种逆鳞片摩擦系数与顺鳞片摩擦系数之差(μA—μw)称为定向摩擦效应。除摩擦系数差异之外，同时还应注意不同的介质，摩擦力的大小等因素的影响。
羊毛纤维的内表层是皮质层。经一些处理之后，导致二硫键(—S—S—)和肽键(CONH—)的断裂，转变为负性磺酸基(—SO3-)和(—COO—)这 种作用能破坏羊毛表面的鳞片，减弱羊毛的缩绒性。
由于羊毛纤维顺向摩擦系数与逆向摩擦系数不同，因此就要设法使二者数值接近，这样可使羊毛纤维向两个方向蠕动力量互相抵消，以便收到防缩效果。实际上，实行防缩加工的结果往往是在两个数值的中间数值，
设法对羊毛纤维毫无损伤，同时也不失掉羊毛的特有风格。羊毛防毡缩加工法大致可分为下列各种：
1.使织物保持适当的组织结构，织物结构密度大，其收缩便越小，(当然羊毛的种类不同也有差别)。2.破坏鳞片。3.覆盖纤维鳞片。4.减弱羊毛纤维的摩擦力，缩小DFE。 5.减弱羊毛纤维弹性。6.使纤维增加“抗张”能力。
3.试验
SP羊毛防缩整理剂物理指标如下：
外观：带萤光的乳白色乳液，pH=7。
离心试验：3000转/分，持续一小时不分层。
温度适应性：45±1℃×4hr，稳定。20g/L浓度,5～10℃×4hr，解冻后不漂油分层。
酸、碱稳定性：100g/L工作液，pH为3～4;及pH=10，.8小时后不分层。
原料：
纯毛开司米羊毛衫，纯毛四平针羊毛衫，羊仔毛羊毛衫，雪兰毛羊毛衫，牦牛绒羊毛衫，驼绒羊毛衫。助剂：自己合成的SP羊毛防缩整理剂
高锰酸钾，过硫酸，亚硫酸氢钠，平平加O
实验设备：缩绒机，成衣染色机，浸渍槽，甩干机，鼓风干燥机，洗衣机。
工艺流程：
成衣——缩绒——防缩——甩干——烘干——整烫定型。测试方法：采用国际羊毛局超级耐洗测试方法和测试标准M31.毡化面积收缩率达到10%以下。
测试单位：经北京毛纺织科学研究所的《国家毛纺织产品质量监督检验测试中心》，上海测试中心，江苏省测试中心等单位(国际羊毛局指定测试单位)，作过多次测试，结果表明，试 样达到了国际羊毛局超级耐洗标准，而且质量稳定。生产性大试：已经做了两年的生产性试验，曾在全国十几家羊毛衫厂进行了推广试验，这些厂家的防缩羊毛衫产品都达到了国际羊毛局超级耐洗试验标准。
4.结果讨论4.1.调整羊毛衫缩绒性与防缩处理的矛盾
羊毛的缩绒性与防缩是一对矛盾的两个方面。羊
毛的缩绒性是其它纤维所不具备的。利用缩绒特性可以改善毛织物的手感、外观，提高织物的保暖性。另一方面，这种优点由于使用方法和条件不合适，也很容易成为缺点。防缩处理与缩绒性是相对的，防缩处理实际上就是对缩绒加以控制。在进行防缩处理时，要特别注意保持羊毛的特殊的天然风格，严格控制条件，我们发现防缩加工的pH值、时间、防缩剂用量都是重要的影响因素。控制防缩剂用量是很重要的，经反复试验，防缩整理剂用量在2.5%～7%之间是比较合适的。参见图一。
pH值在4以下和8以上时都容易引起毛衫的强烈收缩，其原因是在不同pH值溶液中，其膨胀程度不同，当溶液的pH值4～8时，羊毛的膨润性最小，鳞片的摩擦定向效应较差。在 缩绒工序中，注意掌握pH值而避免过分缩绒，为下面的防缩加工作好准备，因为毡化收缩现象是不可逆的，另外防缩前处理中的pH值对防缩效果有一定影响。请参看图二。防缩处理是在缩绒后进行的，在缩绒前进行防缩处理，毛衫的绒面会受到影响，经对工艺顺序进行试验后，认为缩绒甩干之后不再进行烘干就进行防缩加工效果较好，可以防止羊毛衫由湿到干的收缩，这样，既可以发扬羊毛的缩绒性之长处，赋予毛衫漂亮的绒面，又可以在防缩加工之后控制毛衫的毡化收缩率。经调整工艺后，成衣织好后未经缩绒防缩时的尺寸与经防缩处理后的尺寸基本不变，使生产厂感到满意。见表1。
表一.防缩整理前后羊毛衫的尺寸比较
生产厂家试验品种羊毛衫下机尺寸cm(未经缩绒和防缩等整理)羊毛衫成品尺寸cm(经防缩和相应后整理)防缩羊毛衫经一小时机洗后尺寸cm
身长胸围
袖长身长胸围袖长身长胸围袖长
张家口毛衫 厂开士米V领套衫66505666.55155.5665155
开士米V领套衫6751.55666.55256
开士米V领套衫654955645054.5
北京第四羊毛衫厂羊仔内301羊毛衫6853586854.556685456.5
雪兰毛665羊毛衫6653.56166.553.563.565.55265
雪兰毛羊毛衫60.547.5 60.547.5
羊仔毛背心6147 61 .7
48
羊仔毛衫5846.5 5848
内蒙赤峰毛衫厂开士米套衫6857866 957856956.885
中粗毛套衫6953 6852.5 6853.5
兔羊毛衫5948
5950 5951.5
苏州毛衫厂开士米毛衫64.550546 45054645054
4.2.防缩整理剂类型的选择确定：
在考虑防缩效果的基础上，应着重注意羊毛衫的手感及外观问题，因为羊毛的手感是区别于其它纤维而倍受青睐的重要特点，体现了其优良风格，如果处理之后破坏了羊毛的风格，便得不偿失。这就需要选择较合适的防缩整理剂类型，并选择出合适的配比与合成工艺。我们曾经合成了丙烯酸酯类防缩整理剂，因存在手感偏硬，焙烘温度过高和泛黄等问题而放弃了。后来又选用了变性有机硅类防缩整理剂。请参看表二。 经过多次试验，对常规的有机硅乳液合成进行的改进，达到了理想的效果。原料配方的变化对毡缩率有很大影响，经多次调整配比找出了最佳方案。请看表三、不同配比的整理剂对毡化面积收缩率的影响。
表二 不同类型防缩剂应用效果对比
试样号乳液类别松驰收缩率手感外观
焙烘温度
经向(%)纬向(%)面积%
1A17.36.742很硬泛黄140℃
2B6.02.78.7柔软不变8 0℃
空白 20.318.739///
.注：A：丙烯酸类.B：改性有机硅AHT
表三 不同配比整理剂的效果对比
测试项目试样松驰收 缩率(%)毡化收缩率(%)
经向纬向面积
经向纬向面积
1#7.162.69. 7630.79.943.6
2#4.53.17.622.214.339.7
3#12.94.917.824.515.336
4#10.92.813.729.419.243
空白20.318.739
5#-8.80.6-8.21.8-1.9-0.1
6#-7.1-1.198.24.21.75.9
近年来，国外相继开发生产了一大批改性有机硅弹性体，即第三代有机硅织物整理剂，这种整理剂带有活性基团，反应性好，属自交联类型。这种整理剂还可以使织物有特殊的回 弹性、非常柔软、丰满、光滑。
并且有交联温度低、表面张力低的特点，很适合于作羊毛防缩整理剂。我们合成的正是这一 类有机硅水乳液。
目前国内进口的羊毛防缩整理剂有如下几种：Hercosett 57，Polymer G，WA树脂，DC—109树脂。Hercosett 57为聚酰胺表氯醇，Pol ymer G为丙烯酸酯类，这两种为水溶性整理剂。WA树脂与DC—109树脂都是变性有机硅类树脂。这两种树脂属于溶剂型，必须溶解在四氯乙烯中使用，所以必须有密闭式 带回收装置的设备方可进行生产，我们合成的防缩整理剂的最大优点是手感柔软，“与国外进口的DC—109、WA树脂生产的”毛衫相比，效果非常相似。通过做红外光谱，对自己合成的SP树脂与美国进口的DC—109
作了结构上的比较，它们的吸收峰值基本相同，说明结构基本一致。
4.3.对常规防缩工艺的几项改进。
目前，国内外普遍采用的主要方法是双阶段处理法和溶剂型树脂覆盖法。水溶性树脂一般均 采取双阶段处理法，过去的处理工艺还存在一些问题，进口水溶型树脂手感较硬，后面需要加柔软剂再处理一次，因此，作了如下改进：
改变氯化处理工艺，使原需1小时的浸泡缩短到14分钟，降低了处理剂浓度，不仅氯味降低且使羊毛纤维的鳞片损伤降到最小程度而又达到较好的防缩效果。这是由于SP羊毛防缩整理剂 AJP2的性质所决定的。SP羊毛防缩整理剂的表面张力较低，一般小于Hercosett 57 树脂，易于在纤维表面上的扩散，以获得均匀一致的效果，形成均匀的薄膜，起到良好的防 缩效果，所以对前处理的要求较低些。AJP
SP羊毛防缩整理剂手感较柔软，省掉了柔软处理工序，手感效果与进口溶剂型树脂WA、DC—109效果接近。但这两种溶剂型树脂，在国内现正使用的厂家中只能加工粗纺防缩毛 衫，而不能加工精纺防缩毛衫，因为在加工过程中起球严重，破坏了精纺毛衫平整的外观，而采用双阶段处理法既可以作精纺又可以作粗纺毛衫的防缩加工。
根据测试单位的要求，超级耐洗羊毛衫样品，每个品种必须连续送检十五次，全部合格后方 可得到认可。
ABT15.结论
5.1.合成了水溶性改性有机硅类羊毛防缩整理剂，其本身带有催化交链体系，手感柔软，成膜温度低，临界表面张力亦低，易于在纤维有面均匀扩散。
5.2.采用双阶段处理法对羊毛衫进行超级耐洗整理，比常规工艺大幅度降低了前处理浓度，缩短了处理时间，并省掉了柔软处理工序。
5.3.在全国十几个厂家进行了生产性批量试验，有的厂家已采用该整理剂和工艺批量投产一年半。
