剥鳞处理对羊毛织物载银整理的影响

林燕萍，杨 陈，王晨露

（1.江西服装学院，江西南昌 330201；2.绍兴文理学院，浙江绍兴 312000）

羊毛纤维是人们利用较早的天然蛋白质纤维，具有柔软舒适、保暖、透湿透气等优点，被广泛应用在高档服装与家纺面料中［1-2］。羊毛织物在使用过程中不仅要防止紫外线引起蛋白质变质，而且还要预防虫蛀与细菌滋生［3-4］。因此提高羊毛织物的抗紫外线性能与抗菌性能是赋予羊毛纤维功能性的研究热点。研究结果表明，羊毛纤维表面覆盖的鳞片具有一定程度的抗污与抗磨损性能，但鳞片的存在一定程度上降低了羊毛织物对后整理剂的吸附，降低了功能整理效果［5-6］。本研究将羊毛织物去除鳞片后进行载银整理，并测试整理前后羊毛织物的性能。

1 实验

1.1 材料与仪器

材料：羊毛织物（自织平纹，经纬纱线线密度均为18.2 tex，经纱密度为360 根/10 cm，纬纱密度为280根/10 cm）；六偏磷酸钠、硝酸、高锰酸钾、二氧化硫脲、氯化钠（分析纯，国药集团化学试剂有限公司），金黄色葡萄球菌（ATCC6538）、大肠埃希菌（ATCC25922）（广电环凯微生物科技有限公司）。

仪器：AX523ZH/E 电子天平［奥豪斯仪器（上海）有限公司］，ICP-AES 电感耦合等离子体原子发射光谱仪（北京华科易通分析仪器有限公司），TS881-3 型数显鼓风干燥箱（苏州台硕电热设备制造有限公司），YG541E 型数字式织物折皱弹性仪（温州际高检测仪器有限公司），ZH-TH-150 桌上型恒温恒湿试验箱（东莞市正航仪器设备有限公司），INSTRON5590万能材料试验机（美国英斯特朗公司），RH-Q 全温振荡器（常州欧邦电子有限公司），WSB-3A 织物面料白度测试仪（杭州百铭仪器有限公司）。

1.2 实验方法

1.2.1 羊毛织物剥鳞处理

将羊毛织物置于25 ℃、浴比1∶40、2 g/L 的JFC 渗透剂溶液中预处理5 min，晾干备用。

参考文献［7］对羊毛织物进行剥鳞处理：配制羊毛纤维去鳞片整理液［高锰酸钾10%(omf)，氯化钠150 g/L］，调节pH 到3，在60 ℃、浴比1∶40 的条件下，将预处理羊毛织物置于其中振荡40 min，用蒸馏水洗净后干燥；在60 ℃、浴比1∶40 的条件下，利用二氧化硫脲溶液20%(omf)对高锰酸钾处理后的羊毛织物振动处理20 min 进行还原反应；在40 ℃、浴比1∶40 的条件下，利用六偏磷酸钠溶液10%(omf)对二氧化硫脲处理后的羊毛织物振动处理30 min，以除去羊毛织物表面残留的反应杂质。调整实验步骤中高锰酸钾的用量至5%制备半剥鳞羊毛织物。

1.2.2 羊毛织物载银整理

将未剥鳞、半剥鳞、全剥鳞羊毛织物在105 ℃下干燥；利用蒸馏水配制不同质量浓度的纳米银溶液，将干燥后的羊毛织物置于其中充分浸泡，在65 ℃烘箱中干燥后再用蒸馏水清洗，之后置于阴凉处晾干。

1.3 测试

载银量：配制质量分数为65%的硝酸溶液；称取50 mg 载银整理后的羊毛织物置于10 mL 硝酸溶液中使其溶解，用蒸馏水将硝酸溶液稀释至100 mL，使用振荡器振荡、沉淀，取上清液，用电感耦合等离子体原子发射光谱仪测定银的波段值（328 nm），计算羊毛织物表面的载银量。

断裂强力：将羊毛织物在105 ℃下干燥，在标准环境（相对湿度65%，20 ℃）下调湿24 h。将调湿后的羊毛织物顺着经纱走向裁剪成250 mm×50 mm，利用万能材料试验机进行测试，选择CRE 拉伸，夹持距离为200 mm，拉伸速度为20 mm/min，测30组取平均值。

织物风格：参照GB/T 3819—1997《纺织品 织物折痕回复性的测定回复角法》测定折皱回复角；参照GB/T 8424.2—2001《纺织品色牢度试验相对白度的仪器评定方法》测定白度；参照GB/T 9994—2018《纺织材料公定回潮率》测试回潮率。

抗菌性能：依据GB/T 15979—2002《一次性使用卫生用品卫生标准》测定。

2 结果与讨论

2.1 载银量

由图1 可知，羊毛织物的载银量随着纳米银质量浓度的增加先上升，在150 mg/L 左右时达到最高值，之后下降。全剥鳞羊毛织物的载银量高于半剥鳞羊毛织物和未剥鳞羊毛织物。这是由于羊毛纤维的鳞片层剥除后，纳米银粒子更容易通过范德华力吸附在羊毛纤维表面，进入羊毛纤维的无定形区，提高织物的载银量。

图1 羊毛织物载银量随纳米银质量浓度的变化曲线

2.2 力学性能

羊毛织物断裂强力随纳米银质量浓度的变化曲线见图2。

图2 羊毛织物断裂强力随纳米银质量浓度的变化曲线

由图2 可知，未剥鳞羊毛织物的断裂强力高于半剥鳞羊毛织物和全剥鳞羊毛织物。这是由于羊毛纤维鳞片层呈鱼鳞状，鳞片毛根一端与皮质层相连，另一端向外撑开，一片片覆盖衔接，这样的结构增加了羊毛纤维之间的摩擦力和抱合力，降低了强力弱环的产生概率，改善了纤维的力学性能，剥鳞使羊毛纤维的力学性能下降。同时，羊毛织物的断裂强力随着纳米银质量浓度的增加而呈现缓慢下降的趋势，高于150 mg/L 后变化趋于平缓。这是由于纳米银进入羊毛纤维内部，降低了纤维内部各分子链段间的结合力，致使织物力学性能下降。

2.3 织物风格

由表1 可知，羊毛织物的折皱回复角、白度与回潮率均随着纳米银质量浓度的增加而降低。这是由于纳米银质量浓度越高白度越差；当纳米银进入羊毛纤维无定形区后，无定形区占比减小，纤维硬挺度提高，致使织物的折皱回复角、白度与回潮率降低。未剥鳞羊毛织物的折皱回复角、白度与回潮率均高于半剥鳞羊毛织物、全剥鳞羊毛织物。这是由于羊毛纤维经剥鳞处理后，更多的纳米银吸附在羊毛织物表面，载银量提高，羊毛织物的折皱回复角、白度与回潮率降低。当纳米银质量浓度为200 mg/L 时，织物的折皱回复角、白度与回潮率指标均能满足服用性能要求。

表1 羊毛织物整理前后的服用性能

2.4 抗菌性能

由表2 可知，羊毛织物经载银整理后，对大肠埃希菌与金黄色葡萄球菌的抗菌率均随着纳米银质量浓度的提高而提高，且全剥鳞羊毛织物的抗菌率高于半剥鳞羊毛织物和未剥鳞羊毛织物。当纳米银质量浓度为50 mg/L 时，织物的抗菌率均超过90%，之后随着纳米银质量浓度的增加，织物的抗菌率增幅降低。由此可知，当纳米银质量浓度达到50 mg/L 时，羊毛织物的抗菌性能可以满足抗菌要求。

表2 羊毛织物整理前后的抗菌性能

3 结论

羊毛织物的载银量随着纳米银质量浓度的增加而增加，当纳米银质量浓度为150 mg/L 左右时，载银量达到最高值；剥鳞处理提高了羊毛织物的载银量与抗菌率，但对织物的力学性能、折皱回复角、白度与回潮率有一定程度的影响，不影响织物的服用性能。将纳米银质量浓度控制在50 mg/L 内对全剥鳞羊毛纤维进行载银整理，可最大限度地发挥织物的服用性能与抗菌性能。