复配型洗涤剂去除羊毛衫异味

2023-01-03张劲峰姚春婵张翊翔周忠喜

印染助剂 2022年11期

张劲峰，姚春婵，张翊翔，周忠喜，程谊，杨毅，任洁

［1.绍兴孚亨纺织科技有限公司，浙江绍兴 312030；2.绍兴市柯桥区西纺纺织产业创新研究院，浙江绍兴 312030；3.宁波大学，浙江宁波 315211；4.绍兴纤谷纺织品有限公司，浙江绍兴 312030；5.达利（中国）有限公司，浙江杭州 311200；6.浙江纸笔画服饰设计有限公司，浙江绍兴 312030］

羊毛是蛋白质纤维，羊毛织物拥有良好的弹性、光泽度、吸湿性、保暖性、抗皱性以及耐磨性，深受消费者的喜爱［1-3］。羊毛含杂质较多，羊毛脂约占羊毛的9%～18%，羊汗由碳酸钾、氯化钾、硫化钠以及有机不溶物组成。毛纺工业生产原料用洗净毛要求含杂量少于0.1%，残脂率低于1%，白度50 以上［4-5］。近几年来，随着国家对环保的重视，毛条厂在羊毛消毒、洗毛以及制条的过程中，由于能耗和用水量大，部分工艺缩减，异味去除不彻底。随着纺纱、染纱、横机织造、缝合及后整理等工序的完成，异味一直没办法消除。因此，寻找去除羊毛衫异味的方法，已经成为业界努力的方向。

异味产生的主要原因有：（1）羊毛纤维采购回来要进行消毒，基本采用最原始的方法——露天堆放法，堆放时间要求半年，如果时间不够，消毒不彻底，羊毛衫制作完成后会留下异味；（2）羊在天热时容易出汗，纤维上沾有盐类、油脂、杂草以及矿物质，这些物质为细菌提供了生存空间，羊的体表温度适合细菌快速繁殖，细菌的排泄物产生异味；（3）纺纱时加入部分开松毛，纺纱厂为了节约成本，用旧毛衣或者库存纱线开松，开松毛原料堆放时间过长或者储存于阴冷潮湿的环境都容易产生异味。

本实验先用复配生物酶进行酶洗处理，再用脂肪酸甲酯磺酸盐（MES）阴离子洗涤液进行清洗以去除异味。生物酶主要是脂肪酶及蛋白酶。脂肪酶亦称酰基甘油水解酶，除了能催化甘油酯类化合物的水解和合成之外，还可以用于催化酯交换反应、生物表面活性剂的合成、多肽合成、聚合物的合成等。利用脂肪酶的专一性可以去除羊毛衫表层的油脂类物质［6］。蛋白酶能够有效分解细菌繁殖产生和排泄物中的蛋白质，使之生成蛋白胨、多肽以及氨基酸等物质，催化甘油三酯水解生成甘油二酯或甘油一酯或甘油［7］。这些生成物在MES 阴离子洗涤液的作用下被溶解在水中，从而洗净去除异味。MES 是利用天然油脂制得的表面活性剂，具有良好的去污力和钙皂分散力，生物降解率高、毒性低。产品中C14、C16、C18 的去污力较好，是常用的表面活性剂十二烷基苯磺酸钠（ABS）的3倍多［8］。

1 实验

1.1 材料与仪器

材料：粗纺全羊毛针织麻灰色布片（62.5 tex×2，横机织，有很重的异味，绍兴孚亨纺织科技有限公司），洗涤剂（MES）、亲水阳离子季铵盐硅油柔软剂ST420、蛋白酶、脂肪酶（四川益欣科技有限责任公司），醋酸（绍兴和雨贸易有限公司）。仪器：滚筒式烘干机、离心脱水机、洗衣机（江泰洗涤机械有限公司），DHG-9123A 电热恒温鼓风干燥箱（上海仪电科学仪器股份有限公司），FA2104 型电子天平、pH-25 型数字式pH 计（上海精密科学仪器有限公司），电热恒温水浴锅［上海医疗器械（集团）有限公司］，SW-24 型耐洗色牢度试验机（宁波纺织仪器厂），Y（B）571C 型色牢度摩擦仪（温州市大荣纺织仪器有限公司）。

1.2 清洗去除异味工艺

工艺流程：酶洗→MES 洗涤→排水→上硅油→脱水→烘干。

亲水阳离子季铵盐硅油可以杀死带负电荷的细菌，所以在上硅油时加入亲水阳离子季铵盐硅油柔软剂，同时也能起到去除羊毛衫异味的作用［9-10］。经滚筒式烘干机烘干后，再经过130 ℃熨烫平整。

1.3 测试

1.3.1 洗净率

全羊毛布片洗涤前在恒温恒湿室中放置24 h，称取洗前质量为m1，按照1.2 的工艺洗涤，烘干后再于恒温恒湿室中放置24 h，称取质量为m2，按下列公式计算洗净率：

1.3.2 含水率、碱溶解度

将已经去油除杂洗净的羊毛试样在恒温恒湿室中放置24 h，称取1 g 测试含水率，同时称取3 g 测试碱溶解度。

精确称取1 g 羊毛布片放入称量瓶内，然后在烘箱中106 ℃烘至恒重，含水率计算公式如下：

式中：m3为烘前试样质量，g；m4为烘后试样质量，g。

碱溶解度以试样的失重对干燥试样质量的百分率表示：

式中：m为残留试样质量，g；G为含水率，%。

1.3.3 耐摩擦色牢度

参考GB/T 3920—2008《纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度》进行测定。

1.3.4 耐水洗色牢度

参考GB/T 3921—2008《纺织品色牢度试验耐皂洗色牢度》进行测定。

1.3.5 异味评价

采用人工评判方式评分。长时间闻完全无异味为5 分；短时间闻无异味为4 分；有轻微异味为3 分；严重异味为2分。取平均值，分值越高，异味越少。

2 结果与讨论

2.1 脂肪酶及蛋白酶复配比

蛋白酶在80 ℃以上会失去活性，最适温度为35～45 ℃［11］。本实验以蛋白酶2%（omf）为基准，按照相应比例加入脂肪酶，在40 ℃进行酶洗处理。脂肪酶及蛋白酶复配比对异味和洗净率的影响见表1。

表1 脂肪酶及蛋白酶复配比对异味和洗净率的影响

由表1 可以看出，洗净率变化趋势与异味基本一致，洗净率越高，去除异味效果越好。当m（脂肪酶）∶m（蛋白酶）=1∶2 时洗净率和去除异味效果相对最好，因此选择m（脂肪酶）∶m（蛋白酶）=1∶2为宜。

2.2 MES 洗涤条件优化

2.2.1 pH

由图1 可以看出，洗净率与异味曲线基本一致。洗净率随着pH 的增大而增大，但是当pH 超过6 时溶液中就有脱色现象，当pH 到10 时脱色最严重，而在pH 为5 时，洗净率增量不大，因此pH 选择5 左右为宜。因为羊毛的等电点pH 为4.2～4.8，在等电点附近时，水溶液中正负电荷相同达到平衡，染料的溢出量最少，对色纱织成的羊毛衫颜色最有利［12］。再加上亲水季铵盐硅油柔软剂是阳离子，后整理加入时pH 要调到等电点以上，这样羊毛纤维分子中的氨基和羧基就会在水溶液中发生电离，以NH2—W—COO-羧基带负电荷的形式出现，有利于吸附阳离子柔软剂［13］。

图1 pH 对异味和洗净率的影响

2.2.2 时间

由图2 可以看出，洗涤时间越长，洗净率越高，但是30 min 后，洗净率随着时间延长增长率变小，从效率和能耗角度考虑，洗涤时间选择30 min为宜。

图2 时间对异味和洗净率的影响

2.2.3 温度

由图3 可以看出，随着温度升高，洗净率增大，因为温度高有利于分子间的布朗运动，促使助剂加快进入羊毛纤维的内部，有助于羊毛纤维的润湿、浸透、膨化和鳞片的张开［12］。但是温度到达50 ℃时，水溶液中染料脱色明显增多，羊毛缩绒也较明显，因此洗涤温度选择40 ℃为宜。

图3 温度对异味和洗净率的影响

2.3 正交实验

正交实验结果及极差分析如表2所示。

表2 正交实验结果及极差分析

由表2 可知，影响异味及洗净率的因素由大到小排列为：A、C、B、D，优化工艺为A2B2C3D3，即m（脂肪酶）∶m（蛋白酶）=1∶2，pH 5，时间30 min，温度45 ℃。在此条件下进行重现性实验，测试结果为洗净率5.95%，异味评分为5 分。完全可以清洗去除羊毛衫的异味，证实该工艺可行。

2.4 应用效果对比

传统的羊毛衫洗涤一般采用阴离子类合成洗涤剂，如净洗剂LS、洗涤剂209（胰加漂T）、毛能净、表面活性剂ABS、雷米邦A 等。本实验选择表面活性剂ABS 与复配型洗涤剂进行对比。由表3 可以看出，复配型洗涤剂的指标全方位优于传统洗涤剂，特别是洗净率的提升，对去除羊毛衫异味效果尤为明显。羊毛鳞片由于正向、逆向摩擦系数不同，在高温条件下处理容易引起缩绒毡化，而羊毛衫是纱线染色后由横机织造而成，不是采取织成衣服后再去染色。羊毛衫经过复配型洗涤剂处理后，耐摩擦色牢度和耐水洗色牢度都有所提升。复配型洗涤剂对羊毛的碱溶解度比传统洗涤剂低，说明应用复配型洗涤剂能够有效减少羊毛纤维的损伤，有利于羊毛保持更好的光泽及手感。