淺析臭氧對羊毛織物起毛起球性能的影響

陳宇翔

摘要

隨著消費市場的多樣化需求，羊毛服裝在市場上的需求也越來越大，在品質(zhì)上也要求越來越高，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，而這同時也成了羊毛服裝目前消費者投訴較多的項目。試驗通過對羊毛織物的臭氧處理，對比臭氧處理前后的抗起毛起球、強力和變色程度，分析織物經(jīng)過臭氧處理后的性能改變的原因和反應機理，探討通過臭氧處理提高織物起毛起球性能的可行性。

關鍵詞：臭氧；起毛起球；羊毛織物

在生活水平日益提升的今天，消費者對于服裝的要求也越來越多樣化。其中因羊毛織物具有質(zhì)地柔軟、保暖性好等特點而日益受到人們的青睞。但由于羊毛特殊的鱗片結(jié)構，在穿著時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、強力等性能測試結(jié)果，揭示臭氧處理對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

當織物受到外界摩擦時，材料表面纖維由于滑動摩擦力的作用，會使得纖維松散，當摩擦力大于纖維之間的摩擦力或者抱合力時，纖維就會被抽出，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，在受到外力摩擦時，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、纏結(jié)，表面毛羽增多，最終使毛端伸出織物表面。當毛端露出一定長度后，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)，也對織物的抗起毛起球性能起到關鍵作用。卷曲形態(tài)提高纖維間的抱合力，同時羊毛的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理

臭氧整理方法與氯化法相似，都是通過對羊毛纖維鱗片結(jié)構的氧化作用，以達到抗起球的效果。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，從而達到抗起球的效果。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)構顯得更為粗糙，表面溝槽和紋路更加清晰明顯，同時鱗片結(jié)構也因為氧化作用而變薄，使得羊毛表面各層構造均一化，減弱了羊毛纖維的定向摩擦效應和羊毛纖維相互交錯的可能性，同時盡可能保留了羊毛纖維的結(jié)構和形態(tài)。

3 臭氧處理方法

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

4 測試指標及測試方法

在研究羊毛織物起毛起球性能的同時，測試與消費者利益直接相關的羊毛織物頂破強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，是否影響羊毛織物的其他服用性能。

4.1 起毛起球評價方法

采用GB/T 4802.1—2008 《紡織品 織物起毛起球性能的測定 第1部分：圓軌跡法》中的E法進行測試[5]，所用儀器為YG502型圓軌跡起球儀，評級所用燈箱為起球評級箱。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 織物強力性能評價方法

采用GB/T 19976—2005《紡織品 頂破強力的測定 鋼球法》測定織物的頂破強力[6]，所用儀器為Instron 3365萬能材料試驗機。結(jié)果以N為單位，力值越大表示織物強力性能越好。

4.3 織物色差評價方法

采用GB/T 250—2008 《紡織品 色牢度試驗 評定變色用灰色樣卡》的方法來評定[7]，所用設備為CAC 60標準燈源箱。試驗以未處理過的織物為原樣，評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 測試結(jié)果及討論

此次試驗選用了不同的緯平針織物作為研究對象，所有試驗樣品均經(jīng)過預調(diào)濕以及在標準大氣中調(diào)濕24h后才進行試驗，測試結(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沒有提升，但可以清晰地發(fā)現(xiàn)起球的數(shù)量減少。對于起球的原因，Gintis D等認為織物起球的過程經(jīng)過絨毛形成、絨毛糾纏、毛球形成、毛球脫落四個過程。織物表面毛球的數(shù)量是由毛球形成和脫落兩個過程的動態(tài)平衡的結(jié)果。于偉東等認為織物起球必須滿足以下條件：①纖維要求足夠的強度和伸長性（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的突出毛羽；④要有產(chǎn)生糾纏的摩擦條件（非單向，能反復進行）。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減弱，使得纖維不容易從織物中抽拔出來，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，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，降低了織物的強力性能，從而抽拔出織物的纖維不能滿足起球所需的強度和伸長性而更容易發(fā)生斷裂，從而提升了織物的抗起毛起球性能。

5.2 臭氧處理前后強力性能的變化

由測試結(jié)果可得，羊毛織物的強力性能均出現(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)構相對更為完整，物理機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，但相對完整地保留了羊毛鱗片的結(jié)構，對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

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

參考文獻：

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

[2] 易風.羊毛防縮臭氧處理法[J].中國纖檢，2005，（9）：43.

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

[4] GB/T 11039.3—2005 紡織品 色牢度試驗 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定 第1部分：圓軌跡法[S].

[6] GB/T 19976—2005紡織品 頂破強力的測定 鋼球法[S].

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

（作者單位：福建省纖維檢驗局、東華大學）endprint