羊毛織物抗起毛起球整理工藝的研究進展

羊毛纖維是紡織工業(yè)中最重要的天然纖維之一，由于其具有彈性好、吸濕性強、保暖性好、光澤柔和等優(yōu)良性能，一直受到消費者的青睞，被廣泛應用于生產(chǎn)高檔服裝和針織產(chǎn)品[1-2]。在日常的洗滌和穿著過程中，羊毛織物不斷受到外力的作用，由于羊毛纖維具有特殊的鱗片結(jié)構(gòu)，摩擦之后纖維會相互抱合，容易出現(xiàn)起毛起球現(xiàn)象，在織物表面形成毛球，這除了會對羊毛織物的外觀造成影響，還會導致織物過早磨損，降低紡織品的使用壽命，從而大大降低羊毛產(chǎn)品的附加值[3-4]。因此對羊毛織物進行抗起毛起球整理工藝的研究是非常有必要的。

1 羊毛織物起毛起球的主要因素

羊毛織物的起毛起球是一個復雜的現(xiàn)象，受許多因素相互作用的影響。纖維本身的性質(zhì)、紗線結(jié)構(gòu)、織物結(jié)構(gòu)以及染整加工工藝都會對羊毛織物的起毛起球造成影響[5]。

1.1 纖維的形態(tài)結(jié)構(gòu)和性能

羊毛纖維主要由鱗片層、皮質(zhì)層和髓質(zhì)層組成。鱗片層覆蓋于羊毛纖維的表面，在受到外力反復作用時，纖維始終保持根端向前移動，羊毛纖維相互纏結(jié)，伸出織物表面，形成毛羽，進一步相互糾纏形成毛球[6]。纖維越短，纖維間的抱合力越小，紗線橫截面上的纖維頭端數(shù)遠大于長纖維，易滑出織物表面，織物起球越嚴重，抗起毛起球性能也越差；羊毛纖維越細，從織物表面抽出的概率越大，織物較容易起球[7]，其抗起毛起球性能也較差。

1.2 紗線

對于羊毛織物的抗起毛起球性能，紗線的特性也是其重要影響因素之一，如紗線捻度、表面光潔度、紗線的強力、抗彎性及耐磨性等[8]。紗線捻度越大，纖維間的抱合力、摩擦力就會越大，此時纖維不易發(fā)生滑移，羊毛織物的抗起毛起球效果較好[9]。紗線表面光潔，毛羽少，也會降低羊毛織物的起毛起球。紗線的強力與抗彎剛度高，織物不易起球，但抗彎剛度高、耐磨能力強，織物表面摩擦形成的毛球不易脫落。與傳統(tǒng)的環(huán)錠紡紗線相比，緊密紡紡出的紗線各項特性都有了很大的改善，以緊密紡紡出的紗線織成的織物具有更好的抗起毛起球性能[10]。

1.3 織物結(jié)構(gòu)

不同的織物組織結(jié)構(gòu)對羊毛織物的起毛起球影響也較大。針織物是一種線圈結(jié)構(gòu)，相對于機織物來說較為疏松，在與外界物體摩擦時，容易產(chǎn)生毛絨，形成毛球。當針織物的線圈結(jié)構(gòu)長度減小，表面密度增大時，織物的抗起毛起球性能提高[11]。單面針織物的抗起毛起球性能低于雙面針織物[12]。對于同一類織物，組織結(jié)構(gòu)愈緊密愈不容易起毛起球;對于不同類的織物，如提花、羅紋等織物因表面凹凸不平，易起毛起球。

1.4 染整加工因素

紗線或織物在染整及后整理階段工藝處理的不同，對羊毛織物的抗起毛起球性能會產(chǎn)生較大影響。羊毛織物加工過程中工序流程、加工時長、加工工藝、染料、助劑和后整理的不同，都會影響最后羊毛織物的抗起毛起球效果。

2 抗起毛起球整理技術(shù)

目前針對羊毛織物的抗起毛起球整理工藝主要有物理法、化學法和生物法。物理法主要是通過刻蝕鱗片層，降低定向摩擦系數(shù)，提高羊毛織物抗起毛起球能力。化學法主要是通過在纖維表面形成一層薄膜或者采用化學試劑破壞鱗片層，從而達到抗起毛起球效果。生物法主要是通過破壞羊毛纖維鱗片結(jié)構(gòu)或是在纖維表面形成一層蛋白膜來達到抗起毛起球效果。

2.1 物理法

2.1.1 等離子體處理法

等離子體處理技術(shù)廣泛用于紡織產(chǎn)品的改性，在紡織工業(yè)中被認為是一種環(huán)境友好的工藝。等離子體處理技術(shù)在纖維或織物上的應用旨在改善纖維或織物的表面性能，破壞羊毛表面的鱗片，降低纖維間的定向摩擦效應。Wan等[13]為了改善針織羊毛織物的抗起毛起球性能，在低壓等離子體中對羊毛織物進行了三步等離子體處理，包括氬氣表面活化、氧氣表面功能化和六甲基二硅氧烷脈沖等離子體聚合薄膜沉積。通過三步處理，羊毛織物的抗起球等級達到4級，而未經(jīng)處理和其他等離子體處理的羊毛織物的抗起球等級分別為2級和3級。Kan等[14]采用氮氣和氧氣作為反應氛圍對羊毛針織物進行常壓等離子體（APP）處理，抗起毛起球等級達到5級，相比未處理羊毛織物，等級提升1級以上，且經(jīng)APP處理后，羊毛針織物沒有面積收縮，織物表面無明顯泛黃現(xiàn)象。等離子處理技術(shù)成本低，污染小，但是處理后的羊毛織物表面涂層的耐洗滌能力較差。

2.1.2 紫外線照射法

紫外線照射到物體表面時，容易被吸收轉(zhuǎn)變成物質(zhì)的內(nèi)能[15]。紫外線輻射能夠破壞羊毛角蛋白中的二硫鍵和肽鍵，導致羊毛纖維鱗片斷裂，降低定向摩擦效應[16]。Millington[17]采用賽絡(luò)閃光抗起球處理技術(shù)，以UVC波段的紫外光照射羊毛針織物表面，隨后使用過氧化氫或過一硫酸鹽進行溫和的濕式氧化處理，羊毛織物起毛起球現(xiàn)象得到有效改善。紫外線照射法雖然成本低，環(huán)境友好，但是效果不穩(wěn)定，經(jīng)過多次清洗后效果會變差，因此此方法還需進行進一步改進。

2.2 化學法

2.2.1 氯化法

氯化法是指對羊毛纖維進行氯化處理，破壞羊毛纖維表面的鱗片結(jié)構(gòu)，降低定向摩擦效應[18]。羊毛經(jīng)氯化處理后，羊毛表面上的鱗片會出現(xiàn)脫落現(xiàn)象，織物出現(xiàn)泛黃、手感粗糙、耐磨性降低的問題。此外，在氯化過程中會產(chǎn)生有毒的可吸附有機鹵素(AOX)副產(chǎn)物，對人體和環(huán)境有害，此方法現(xiàn)在已逐步被淘汰[19]。

2.2.2 氧化法和還原法

氧化法和還原法可以破壞鱗片層中的二硫鍵和氫鍵，降低定向摩擦效應，提高織物抗起毛起球能力。Wan等[20]采用生態(tài)環(huán)保的臭氧輔助處理(ECO)對羊毛纖維進行改性，結(jié)果表明，經(jīng)過處理的羊毛纖維表面出現(xiàn)卷曲現(xiàn)象，部分鱗片斷裂。經(jīng)ECO處理的纖維制成的針織物，在5000次磨損循環(huán)下抗起毛起球等級依然可以達到3.8級。氧化法和還原法對羊毛纖維損傷較大，整理效果一般，因此一般將氧化法和還原法與其他技術(shù)結(jié)合使用，以求獲得更好的抗起毛起球性能。

2.2.3 樹脂整理法

通過樹脂整理可以在羊毛纖維表面形成一層聚合物薄膜，從而阻止纖維的運動和定向摩擦。劉海艷等[21]制備了三元共聚硅油（PBS）改性WPU乳液和薄膜，并對羊絨針織物進行抗起毛起球整理，結(jié)果表明，羊絨針織物的抗起毛起球等級可提高1～2級，織物的柔軟性、透氣性和透濕性良好。楊化章等[22]采用抗起毛起球整理劑WPU，對純棉針織物和滌毛混紡針織物進行整理，結(jié)果表明，經(jīng)處理后的織物抗起毛起球等級提高了4級，耐洗牢度好，織物手感和白度也較好。樹脂法整理可以使羊毛織物具有較好的抗起毛起球效果，但是交聯(lián)劑的安全性、耐久性差和織物手感差的問題一直是一個行業(yè)難題，亟待解決。

2.2.4 溶膠-凝膠法

溶膠-凝膠法技術(shù)在抗起毛起球整理工藝中還處于發(fā)展階段。溶膠-凝膠水解烘焙后可以形成孔狀的網(wǎng)絡(luò)，然后交聯(lián)在織物的表面包覆纖維，可降低羊毛纖維間的定向摩擦效應[23]。劉冰等[24]利用硅溶膠對針織羊毛織物進行抗起毛起球整理，結(jié)果表明，經(jīng)溶膠-凝膠處理后，織物的抗起毛起球性能提高，纖維直徑增大，摩擦系數(shù)降低。

2.3 生物法

2.3.1 生物酶整理

特定的蛋白酶能夠分解羊毛纖維皮質(zhì)層和鱗片之間的細胞間物質(zhì)，從而降低定向摩擦效應，達到抗起毛起球的效果。Mojsov[25]采用不同濃度的蛋白酶對機織毛織物進行處理，研究表明在中高強度條件下酶處理的羊毛織物表現(xiàn)出優(yōu)異的抗起毛起球性能，并且改善了織物的柔軟性、吸收性和縮絨性。然而蛋白酶法受環(huán)境影響較大，處理結(jié)果不穩(wěn)定，成本較高，目前市場推廣率較低。

2.3.2 生物質(zhì)整理

角蛋白溶液具有無毒和皮膚親和性的特點，其大分子具有類似羊絨纖維的結(jié)構(gòu)，能在纖維表面形成一層蛋白膜，從而降低纖維表面摩擦特性，增強織物的抗起球性能[26]。Jia等[27]研究制備了一種基于亞硫酸氫鈉、氮酮和LKZ-610(三取代有機磷，一種羊毛和羊絨的抗收縮整理劑)的新型羊毛溶解體系，對羊毛纖維處理得到高分子量的角蛋白溶液。在1:20浴比、8% owf角蛋白溶液和5% owf LKZ-610的條件下，將羊絨織物在50℃下處理50分鐘，抗起球等級達到4.5級，織物手感良好。

許磊等[28]采用蛋白酶-殼聚糖法進行抗起球整理，研究表明，當?shù)鞍酌窩TA-B用量1% owf、殼聚糖用量3% owf、柔軟劑用量0.8% owf時，羊絨衫摩擦2h的抗起球等級達到4～5級；摩擦5 h的毛球下降率為78%，抗起球等級達到3.0～3.5級，并且織物手感較好，縮水率降低，白度沒有明顯變化。

3 新型抗起毛起球整理技術(shù)

二氧化硅具有無毒、高熱穩(wěn)定性、機械穩(wěn)定性和易于結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)等優(yōu)異特性，廣泛應用于涂層技術(shù)領(lǐng)域[29]。Altangerel等[30]利用乙酸和酸性水通過浸涂法在羊絨織物表面制備了超疏水性的SiO2納米超薄薄膜，研究表明，SiO2納米粒子在羊絨纖維表面的沉積主要由共價鍵控制，而不是物理吸附，SiO2納米粒子涂層對羊絨織物的質(zhì)量和適用性有顯著改善，耐干濕摩擦色牢度和抗起毛起球等級得到提高。

工程水納米結(jié)構(gòu)(EWNS)是由電噴霧和水的電離兩個平行過程合成[31]。EWNS中所含的ROS主要是羥基和超氧自由基，是強氧化劑，可以通過氧化還原反應分解脂類和蛋白質(zhì)等碳基化合物[32]。Zhu等[33]建立了一個優(yōu)化的工程水納米結(jié)構(gòu)(EWNS)試驗平臺，以可控方式生產(chǎn)EWNS，羊毛織物經(jīng)過EWNS處理后，EWNS所含的活性氧能夠分解羊毛中的蛋白質(zhì)，羊毛纖維表皮的鱗片邊緣被分解，導致纖維摩擦系數(shù)降低，從而提高羊毛織物的抗起毛起球性能。與未處理的樣品相比，所有EWNS處理的樣品顯示出至少0.7級的改善。

4 結(jié)束語

本文簡單地介紹了羊毛織物起毛球的成因，深入探討了羊毛織物抗起毛起球的影響因素，發(fā)現(xiàn)羊毛纖維自身的特性，紗線以及織物的結(jié)構(gòu)對羊毛織物的抗起毛起球性能具有較大的影響。詳細地闡述了改善羊毛織物起毛起球性能的幾種方法，發(fā)現(xiàn)目前羊毛織物的抗起毛起球整理工藝仍存在不完善的地方，主要問題集中在經(jīng)整理工藝處理后的羊毛織物，往往會破壞織物本身的機械性能，影響羊毛織物的手感和舒適性。因此針對羊毛織物抗起毛起球整理工藝的后續(xù)研究，應基于生態(tài)環(huán)保和不影響織物服用性能的前提下進行開展。