羊毛织物抗起毛起球整理工艺的研究进展

羊毛纤维是纺织工业中最重要的天然纤维之一，由于其具有弹性好、吸湿性强、保暖性好、光泽柔和等优良性能，一直受到消费者的青睐，被广泛应用于生产高档服装和针织产品[1-2]。在日常的洗涤和穿着过程中，羊毛织物不断受到外力的作用，由于羊毛纤维具有特殊的鳞片结构，摩擦之后纤维会相互抱合，容易出现起毛起球现象，在织物表面形成毛球，这除了会对羊毛织物的外观造成影响，还会导致织物过早磨损，降低纺织品的使用寿命，从而大大降低羊毛产品的附加值[3-4]。因此对羊毛织物进行抗起毛起球整理工艺的研究是非常有必要的。

1 羊毛织物起毛起球的主要因素

羊毛织物的起毛起球是一个复杂的现象，受许多因素相互作用的影响。纤维本身的性质、纱线结构、织物结构以及染整加工工艺都会对羊毛织物的起毛起球造成影响[5]。

1.1 纤维的形态结构和性能

羊毛纤维主要由鳞片层、皮质层和髓质层组成。鳞片层覆盖于羊毛纤维的表面，在受到外力反复作用时，纤维始终保持根端向前移动，羊毛纤维相互缠结，伸出织物表面，形成毛羽，进一步相互纠缠形成毛球[6]。纤维越短，纤维间的抱合力越小，纱线横截面上的纤维头端数远大于长纤维，易滑出织物表面，织物起球越严重，抗起毛起球性能也越差；羊毛纤维越细，从织物表面抽出的概率越大，织物较容易起球[7]，其抗起毛起球性能也较差。

1.2 纱线

对于羊毛织物的抗起毛起球性能，纱线的特性也是其重要影响因素之一，如纱线捻度、表面光洁度、纱线的强力、抗弯性及耐磨性等[8]。纱线捻度越大，纤维间的抱合力、摩擦力就会越大，此时纤维不易发生滑移，羊毛织物的抗起毛起球效果较好[9]。纱线表面光洁，毛羽少，也会降低羊毛织物的起毛起球。纱线的强力与抗弯刚度高，织物不易起球，但抗弯刚度高、耐磨能力强，织物表面摩擦形成的毛球不易脱落。与传统的环锭纺纱线相比，紧密纺纺出的纱线各项特性都有了很大的改善，以紧密纺纺出的纱线织成的织物具有更好的抗起毛起球性能[10]。

1.3 织物结构

不同的织物组织结构对羊毛织物的起毛起球影响也较大。针织物是一种线圈结构，相对于机织物来说较为疏松，在与外界物体摩擦时，容易产生毛绒，形成毛球。当针织物的线圈结构长度减小，表面密度增大时，织物的抗起毛起球性能提高[11]。单面针织物的抗起毛起球性能低于双面针织物[12]。对于同一类织物，组织结构愈紧密愈不容易起毛起球;对于不同类的织物，如提花、罗纹等织物因表面凹凸不平，易起毛起球。

1.4 染整加工因素

纱线或织物在染整及后整理阶段工艺处理的不同，对羊毛织物的抗起毛起球性能会产生较大影响。羊毛织物加工过程中工序流程、加工时长、加工工艺、染料、助剂和后整理的不同，都会影响最后羊毛织物的抗起毛起球效果。

2 抗起毛起球整理技术

目前针对羊毛织物的抗起毛起球整理工艺主要有物理法、化学法和生物法。物理法主要是通过刻蚀鳞片层，降低定向摩擦系数，提高羊毛织物抗起毛起球能力。化学法主要是通过在纤维表面形成一层薄膜或者采用化学试剂破坏鳞片层，从而达到抗起毛起球效果。生物法主要是通过破坏羊毛纤维鳞片结构或是在纤维表面形成一层蛋白膜来达到抗起毛起球效果。

2.1 物理法

2.1.1 等离子体处理法

等离子体处理技术广泛用于纺织产品的改性，在纺织工业中被认为是一种环境友好的工艺。等离子体处理技术在纤维或织物上的应用旨在改善纤维或织物的表面性能，破坏羊毛表面的鳞片，降低纤维间的定向摩擦效应。Wan等[13]为了改善针织羊毛织物的抗起毛起球性能，在低压等离子体中对羊毛织物进行了三步等离子体处理，包括氩气表面活化、氧气表面功能化和六甲基二硅氧烷脉冲等离子体聚合薄膜沉积。通过三步处理，羊毛织物的抗起球等级达到4级，而未经处理和其他等离子体处理的羊毛织物的抗起球等级分别为2级和3级。Kan等[14]采用氮气和氧气作为反应氛围对羊毛针织物进行常压等离子体（APP）处理，抗起毛起球等级达到5级，相比未处理羊毛织物，等级提升1级以上，且经APP处理后，羊毛针织物没有面积收缩，织物表面无明显泛黄现象。等离子处理技术成本低，污染小，但是处理后的羊毛织物表面涂层的耐洗涤能力较差。

2.1.2 紫外线照射法

紫外线照射到物体表面时，容易被吸收转变成物质的内能[15]。紫外线辐射能够破坏羊毛角蛋白中的二硫键和肽键，导致羊毛纤维鳞片断裂，降低定向摩擦效应[16]。Millington[17]采用赛络闪光抗起球处理技术，以UVC波段的紫外光照射羊毛针织物表面，随后使用过氧化氢或过一硫酸盐进行温和的湿式氧化处理，羊毛织物起毛起球现象得到有效改善。紫外线照射法虽然成本低，环境友好，但是效果不稳定，经过多次清洗后效果会变差，因此此方法还需进行进一步改进。

2.2 化学法

2.2.1 氯化法

氯化法是指对羊毛纤维进行氯化处理，破坏羊毛纤维表面的鳞片结构，降低定向摩擦效应[18]。羊毛经氯化处理后，羊毛表面上的鳞片会出现脱落现象，织物出现泛黄、手感粗糙、耐磨性降低的问题。此外，在氯化过程中会产生有毒的可吸附有机卤素(AOX)副产物，对人体和环境有害，此方法现在已逐步被淘汰[19]。

2.2.2 氧化法和还原法

氧化法和还原法可以破坏鳞片层中的二硫键和氢键，降低定向摩擦效应，提高织物抗起毛起球能力。Wan等[20]采用生态环保的臭氧辅助处理(ECO)对羊毛纤维进行改性，结果表明，经过处理的羊毛纤维表面出现卷曲现象，部分鳞片断裂。经ECO处理的纤维制成的针织物，在5000次磨损循环下抗起毛起球等级依然可以达到3.8级。氧化法和还原法对羊毛纤维损伤较大，整理效果一般，因此一般将氧化法和还原法与其他技术结合使用，以求获得更好的抗起毛起球性能。

2.2.3 树脂整理法

通过树脂整理可以在羊毛纤维表面形成一层聚合物薄膜，从而阻止纤维的运动和定向摩擦。刘海艳等[21]制备了三元共聚硅油（PBS）改性WPU乳液和薄膜，并对羊绒针织物进行抗起毛起球整理，结果表明，羊绒针织物的抗起毛起球等级可提高1～2级，织物的柔软性、透气性和透湿性良好。杨化章等[22]采用抗起毛起球整理剂WPU，对纯棉针织物和涤毛混纺针织物进行整理，结果表明，经处理后的织物抗起毛起球等级提高了4级，耐洗牢度好，织物手感和白度也较好。树脂法整理可以使羊毛织物具有较好的抗起毛起球效果，但是交联剂的安全性、耐久性差和织物手感差的问题一直是一个行业难题，亟待解决。

2.2.4 溶胶-凝胶法

溶胶-凝胶法技术在抗起毛起球整理工艺中还处于发展阶段。溶胶-凝胶水解烘焙后可以形成孔状的网络，然后交联在织物的表面包覆纤维，可降低羊毛纤维间的定向摩擦效应[23]。刘冰等[24]利用硅溶胶对针织羊毛织物进行抗起毛起球整理，结果表明，经溶胶-凝胶处理后，织物的抗起毛起球性能提高，纤维直径增大，摩擦系数降低。

2.3 生物法

2.3.1 生物酶整理

特定的蛋白酶能够分解羊毛纤维皮质层和鳞片之间的细胞间物质，从而降低定向摩擦效应，达到抗起毛起球的效果。Mojsov[25]采用不同浓度的蛋白酶对机织毛织物进行处理，研究表明在中高强度条件下酶处理的羊毛织物表现出优异的抗起毛起球性能，并且改善了织物的柔软性、吸收性和缩绒性。然而蛋白酶法受环境影响较大，处理结果不稳定，成本较高，目前市场推广率较低。

2.3.2 生物质整理

角蛋白溶液具有无毒和皮肤亲和性的特点，其大分子具有类似羊绒纤维的结构，能在纤维表面形成一层蛋白膜，从而降低纤维表面摩擦特性，增强织物的抗起球性能[26]。Jia等[27]研究制备了一种基于亚硫酸氢钠、氮酮和LKZ-610(三取代有机磷，一种羊毛和羊绒的抗收缩整理剂)的新型羊毛溶解体系，对羊毛纤维处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的条件下，将羊绒织物在50℃下处理50分钟，抗起球等级达到4.5级，织物手感良好。

许磊等[28]采用蛋白酶-壳聚糖法进行抗起球整理，研究表明，当蛋白酶CTA-B用量1% owf、壳聚糖用量3% owf、柔软剂用量0.8% owf时，羊绒衫摩擦2h的抗起球等级达到4～5级；摩擦5 h的毛球下降率为78%，抗起球等级达到3.0～3.5级，并且织物手感较好，缩水率降低，白度没有明显变化。

3 新型抗起毛起球整理技术

二氧化硅具有无毒、高热稳定性、机械稳定性和易于结构调节等优异特性，广泛应用于涂层技术领域[29]。Altangerel等[30]利用乙酸和酸性水通过浸涂法在羊绒织物表面制备了超疏水性的SiO2纳米超薄薄膜，研究表明，SiO2纳米粒子在羊绒纤维表面的沉积主要由共价键控制，而不是物理吸附，SiO2纳米粒子涂层对羊绒织物的质量和适用性有显著改善，耐干湿摩擦色牢度和抗起毛起球等级得到提高。

工程水纳米结构(EWNS)是由电喷雾和水的电离两个平行过程合成[31]。EWNS中所含的ROS主要是羟基和超氧自由基，是强氧化剂，可以通过氧化还原反应分解脂类和蛋白质等碳基化合物[32]。Zhu等[33]建立了一个优化的工程水纳米结构(EWNS)试验平台，以可控方式生产EWNS，羊毛织物经过EWNS处理后，EWNS所含的活性氧能够分解羊毛中的蛋白质，羊毛纤维表皮的鳞片边缘被分解，导致纤维摩擦系数降低，从而提高羊毛织物的抗起毛起球性能。与未处理的样品相比，所有EWNS处理的样品显示出至少0.7级的改善。

4 结束语

本文简单地介绍了羊毛织物起毛球的成因，深入探讨了羊毛织物抗起毛起球的影响因素，发现羊毛纤维自身的特性，纱线以及织物的结构对羊毛织物的抗起毛起球性能具有较大的影响。详细地阐述了改善羊毛织物起毛起球性能的几种方法，发现目前羊毛织物的抗起毛起球整理工艺仍存在不完善的地方，主要问题集中在经整理工艺处理后的羊毛织物，往往会破坏织物本身的机械性能，影响羊毛织物的手感和舒适性。因此针对羊毛织物抗起毛起球整理工艺的后续研究，应基于生态环保和不影响织物服用性能的前提下进行开展。