山羊绒针织物氧化处理工艺研究及对起毛起球性能的影响

季 延，丁 盛

（巴音郭楞职业技术学院 纺织服装学院，新疆 库尔勒841000）

山羊绒针织物氧化处理工艺研究及对起毛起球性能的影响

季 延，丁 盛

（巴音郭楞职业技术学院 纺织服装学院，新疆 库尔勒841000）

为研究氧化处理法对山羊绒针织物起毛起球性能的影响，通过正交实验，以起毛起球个数作为实验结果，确定了针织物氧化处理的最佳工艺，此时山羊绒针织物起毛起球等级为3.5级。再对影响显著的氧化剂KMnO4质量分数进行单因素分析，发现起毛起球等级随KMnO4质量分数的增大先升高再降低，在2.0%～2.5%区间最高，为减少纤维损伤，选择KMnO4质量分数为2.0%。因此氧化处理最佳工艺为氧化剂KMnO4质量分数2.0%，pH值3.0，处理温度40℃，处理时间35 min，起毛起球等级为3.5级。结果表明：氧化处理法对山羊绒针织物起毛起球性能有显著影响。

山羊绒；针织物；氧化处理；起毛起球性能

山羊绒纤维被誉为 “纤维钻石”、 “软黄金”，是一种珍稀的特种动物毛。山羊绒针织物具有手感柔软、绒面丰满、保暖性好、质地优良、吸湿性强、穿着舒适、光泽柔和等特点，深受消费者的欢迎[1]。但是由于山羊绒纤维与羊毛纤维一样具有定向摩擦效应，致使山羊绒针织物起毛起球问题严重，影响了山羊绒织物的服用性能[2-3]。本实验通过正交实验设计，对山羊绒针织物氧化处理工艺进行了探讨，并对氧化处理山羊绒针织物起毛起球性能的影响进行了研究。

1 实验原料

山羊绒针织物，织物规格[4]见表1。

表1 实验织物的规格

2 氧化处理原理及氧化剂选用

对织物进行氧化处理是利用氧化剂与羊绒鳞片层中的—S—S—发生氧化反应，即—S—S— +[O]→ (—SO3H，使鳞片软化变薄，从而降低定向摩擦效应。它的作用与羊毛的氯化技术相似，均属于碱法处理[5]。目前工业中常用的氧化剂是双氧水、过氧硫酸盐和KMnO4，在前期处理实验中发现，在相同的工艺条件下，KMnO4做氧化剂对织物的损伤小，处理效果好，同时成本较低[6]，因此本次实验选用KMnO4作为氧化剂。

3 氧化处理工艺流程

氧化处理工艺流程：

浸润→氧化整理→清洗脱水→还原→漂洗脱水→烘干

具体方法为:

（1）将山羊绒针织物烘1 h，称其干重，放入20℃的温水中浸润；

（2）根据织物重量和 KMnO4浓度称取KMnO4质量；

（3）采用1∶20的浴比配置溶液，加入1 mL/g织物的平平加O，用H2SO4调节pH值，将溶液预升温；

（4）将浸润的织物脱水后放入处理剂中，在温度t条件下处理hmin，并轻轻搅拌使其处理均匀；

（5）将处理过的织物，漂洗三遍，脱水；

（6）根据织物重称取 Na2SO3质量，采用1∶20的浴比配置还原溶液，处理温度控制在40℃，处理时间l0 min；

（7）处理后将织物漂洗脱水，烘干，称量干重，并在标态下放置48 h，称取重量，同时称取未处理的同一批织物在此状态下的湿重；

（8）对织物进行起毛起球测试。

4 实验设计

对山羊绒织物进行氧化处理过程中，其涉及到的实验工艺参数有：氧化剂的质量分数，活性剂的种类及浓度，pH值，氧化还原处理所用的时间、温度等一系列参数。经过前期的探索性实验，发现KMnO4质量分数、处理时间、处理温度及pH值对实验结果的影响比较显著，因此，实验因素确定为：KMnO4质量分数、处理时间、处理温度以及溶液pH值。

本实验对针织物采用正交实验方法[7]，通过对实验结果 （起球个数）的分析，确定各因素及其交互作用对实验指标 （起球个数）影响的主次关系，找出氧化处理的最优工艺条件或最佳搭配方案。在设计正交实验方案前，通过单因子实验确定各因子水平。该实验为四因素三水平的实验，故选用L9（34）正交表来安排实验，如表2所示。

表2 实验的因素水平表

5 起毛起球测试方法及选用仪器

李龙[8]周薇[9]等对山羊绒织物的测试方法进行了分析，认为不同的测试方法中，起球箱法更适合山羊绒，因此本次测试选用起球箱法。选用YG(B)511-IV型滚箱式起毛起球仪 （温州大荣纺仪）。

6 起球测试结果与数据分析

根据GB4802.3-2008(纺织品织物起毛起球性能的测定第3部分：起球箱法)，采用起球箱法[10]对织物的起毛起球性能进行测试 (织物规格同表1)，其结果见表3。

表3 不同氧化处理工艺后织物的起毛起球等级

织物进行氧化处理后，起球等级均有所提高，由于等级差异不明显，为能更好地分析不同因素水平对织物起毛起球性能的影响，以织物表面的起球个数来表示织物的起毛起球性能。下文对正交实验结果进行分析讨论。

（1）直观分析：正交实验表及实验结果见表4，正交实验结果分析见表5。

表4 正交实验表及实验结果

表5 正交实验结果分析

根据表5对评价指标起球个数的极差分析可知，对织物起球个数的影响大小依次为：A＞B＞C＞D，即KMnO4质量分数 ＞氧化温度 ＞时间 ＞pH值。由于起球个数越少 （即指标越小）越好，因此因素A（KMnO4质量分数）中的水平A3、因素B（氧化温度）中的水平B2、因素C（时间）中的水平C3、因素D（pH值）中的水平D3较好，由此确定的最优工艺为A3B2C3D3，即KMnO4质量分数为2.5%，氧化温度为40℃，时间为35 min，pH值为3.0。

（2） 方差分析

运用方差分析法处理正交实验表数据，进行F检验。经计算，溶液pH值的离差平方和最小，可归为误差，选择a=0.1为显著水平，查F检验表可知F0.1(2，2)=9.00，对直观分析结果进行方差分析，结果见表6。

表6 方差分析表

由表6可以看出，FAi=14.713＞F0.1(2，2)，氧化剂KMnO4质量分数对氧化处理结果影响为显著，而FBi=7.428＜F0.1(2，2)、FCi=3.875＜ F0.1(2， 2)、FDi=1.000 ＜ F0.1(2，2)，因此氧化温度、处理时间及pH值对氧化处理结果没有显著影响。

一般来说温度越高、处理时间越长，氧化剂质量分数越高，氧化剂与羊绒鳞片层中的—S—S—的反应越剧烈，使鳞片变薄，处理效果越好。但条件的剧烈会使鳞片张角加大，增加纤维逆向摩擦时鳞片交叉的几率，同时会造成对纤维皮质层的破坏，使纤维长度、细度等损伤严重，导致织物在摩擦中，纤维易断裂或从织物表面滑出，在影响织物机械性能的同时，增加了织物表面的毛羽，反而给织物起毛起球造成不利影响。实验中可以看出，当氧化时间取35 min，温度取40℃，氧化剂KMnO4质量分数2.5%，pH值3.0时，经氧化处理后的织物的防起毛起球性能较好。

（3）氧化剂质量分数的单因素分析

方差分析发现，氧化剂KMnO4质量分数对织物起毛起球性能有显著影响，因此，选择氧化温度40℃，处理时间35 min， pH值3.0时，对氧化剂KMnO4质量分数的影响进行单因素分析，结果见图1。

图1 氧化剂质量分数对织物起毛起球等级影响

从图1可见，织物起毛起球等级随氧化剂质量分数的增加先升高再降低，在取2%～2.5%之间时织物的起毛起球等级最高，质量分数继续增加时会对纤维皮质层造成破坏，可能引起鳞片脱落，同时纤维机械性能损伤加重，纤维容易发生断裂，而从织物中滑出，参与成球。因此，为了防止氧化处理过程中氧化剂对山羊绒织物中纤维的损伤，氧化剂KMnO4质量分数选择2.0%。

（4）最优工艺下织物起毛起球性能

选择最优工艺为氧化剂KMnO4质量分数2.0%，氧化温度40℃，处理时间35 min，pH值3.0进行验证实验，实验结果如表7。

表7 最优工艺下织物的起毛起球性能

最优氧化处理工艺下，山羊绒针织物的抗起毛起球性能有了较大的改善，起毛起球等级达到了3.5级，且将未经过氧化处理的山羊绒针织物与经氧化处理的针织物进行对比可明显看出，经过氧化处理的织物表面较光洁，织物起球现象得到了很大的改善。

7 结语

通过正交实验及影响高度显著的氧化剂KMnO4质量分数单因素分析得出羊绒针织物氧化处理的最优工艺为氧化剂KMnO4质量分数2%，处理温度40℃，处理时间35 min，在此工艺下，织物起毛起球等级可达3.5级，且起毛起球等级随氧化剂质量分数的增大，先增加后降低，在质量分数2.0%～2.5%时，经氧化处理后的织物防起毛起球性能较好。结果表明，对山羊绒针织物进行氧化处理可以较好地改善织物的起毛起球性能。

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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，河南新乡人，讲师，主要从事纺织新材料、新工艺及新技术方面的研究。

丁盛 （1979-），男，河南义马市人，讲师，主要从事纺织新材料、新工艺及新技术方面的研究。