復(fù)配型洗滌劑去除羊毛衫異味

張勁峰，姚春嬋，張翊翔，周忠喜，程 誼，楊 毅，任 潔

［1.紹興孚亨紡織科技有限公司，浙江紹興 312030；2.紹興市柯橋區(qū)西紡紡織產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新研究院，浙江紹興 312030；3.寧波大學(xué)，浙江寧波 315211；4.紹興纖谷紡織品有限公司，浙江紹興 312030；5.達(dá)利（中國）有限公司，浙江杭州 311200；6.浙江紙筆畫服飾設(shè)計有限公司，浙江紹興 312030］

羊毛是蛋白質(zhì)纖維，羊毛織物擁有良好的彈性、光澤度、吸濕性、保暖性、抗皺性以及耐磨性，深受消費者的喜愛［1-3］。羊毛含雜質(zhì)較多，羊毛脂約占羊毛的9%～18%，羊汗由碳酸鉀、氯化鉀、硫化鈉以及有機不溶物組成。毛紡工業(yè)生產(chǎn)原料用洗凈毛要求含雜量少于0.1%，殘脂率低于1%，白度50 以上［4-5］。近幾年來，隨著國家對環(huán)保的重視，毛條廠在羊毛消毒、洗毛以及制條的過程中，由于能耗和用水量大，部分工藝縮減，異味去除不徹底。隨著紡紗、染紗、橫機織造、縫合及后整理等工序的完成，異味一直沒辦法消除。因此，尋找去除羊毛衫異味的方法，已經(jīng)成為業(yè)界努力的方向。

異味產(chǎn)生的主要原因有：（1）羊毛纖維采購回來要進(jìn)行消毒，基本采用最原始的方法——露天堆放法，堆放時間要求半年，如果時間不夠，消毒不徹底，羊毛衫制作完成后會留下異味；（2）羊在天熱時容易出汗，纖維上沾有鹽類、油脂、雜草以及礦物質(zhì)，這些物質(zhì)為細(xì)菌提供了生存空間，羊的體表溫度適合細(xì)菌快速繁殖，細(xì)菌的排泄物產(chǎn)生異味；（3）紡紗時加入部分開松毛，紡紗廠為了節(jié)約成本，用舊毛衣或者庫存紗線開松，開松毛原料堆放時間過長或者儲存于陰冷潮濕的環(huán)境都容易產(chǎn)生異味。

本實驗先用復(fù)配生物酶進(jìn)行酶洗處理，再用脂肪酸甲酯磺酸鹽（MES）陰離子洗滌液進(jìn)行清洗以去除異味。生物酶主要是脂肪酶及蛋白酶。脂肪酶亦稱酰基甘油水解酶，除了能催化甘油酯類化合物的水解和合成之外，還可以用于催化酯交換反應(yīng)、生物表面活性劑的合成、多肽合成、聚合物的合成等。利用脂肪酶的專一性可以去除羊毛衫表層的油脂類物質(zhì)［6］。蛋白酶能夠有效分解細(xì)菌繁殖產(chǎn)生和排泄物中的蛋白質(zhì)，使之生成蛋白胨、多肽以及氨基酸等物質(zhì)，催化甘油三酯水解生成甘油二酯或甘油一酯或甘油［7］。這些生成物在MES 陰離子洗滌液的作用下被溶解在水中，從而洗凈去除異味。MES 是利用天然油脂制得的表面活性劑，具有良好的去污力和鈣皂分散力，生物降解率高、毒性低。產(chǎn)品中C14、C16、C18 的去污力較好，是常用的表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉（ABS）的3倍多［8］。

1 實驗

1.1 材料與儀器

材料：粗紡全羊毛針織麻灰色布片（62.5 tex×2，橫機織，有很重的異味，紹興孚亨紡織科技有限公司），洗滌劑（MES）、親水陽離子季銨鹽硅油柔軟劑ST420、蛋白酶、脂肪酶（四川益欣科技有限責(zé)任公司），醋酸（紹興和雨貿(mào)易有限公司）。儀器：滾筒式烘干機、離心脫水機、洗衣機（江泰洗滌機械有限公司），DHG-9123A 電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱（上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司），F(xiàn)A2104 型電子天平、pH-25 型數(shù)字式pH 計（上海精密科學(xué)儀器有限公司），電熱恒溫水浴鍋［上海醫(yī)療器械（集團）有限公司］，SW-24 型耐洗色牢度試驗機（寧波紡織儀器廠），Y（B）571C 型色牢度摩擦儀（溫州市大榮紡織儀器有限公司）。

1.2 清洗去除異味工藝

工藝流程：酶洗→MES 洗滌→排水→上硅油→脫水→烘干。

親水陽離子季銨鹽硅油可以殺死帶負(fù)電荷的細(xì)菌，所以在上硅油時加入親水陽離子季銨鹽硅油柔軟劑，同時也能起到去除羊毛衫異味的作用［9-10］。經(jīng)滾筒式烘干機烘干后，再經(jīng)過130 ℃熨燙平整。

1.3 測試

1.3.1 洗凈率

全羊毛布片洗滌前在恒溫恒濕室中放置24 h，稱取洗前質(zhì)量為m1，按照1.2 的工藝洗滌，烘干后再于恒溫恒濕室中放置24 h，稱取質(zhì)量為m2，按下列公式計算洗凈率：

1.3.2 含水率、堿溶解度

將已經(jīng)去油除雜洗凈的羊毛試樣在恒溫恒濕室中放置24 h，稱取1 g 測試含水率，同時稱取3 g 測試堿溶解度。

精確稱取1 g 羊毛布片放入稱量瓶內(nèi)，然后在烘箱中106 ℃烘至恒重，含水率計算公式如下：

式中：m3為烘前試樣質(zhì)量，g；m4為烘后試樣質(zhì)量，g。

堿溶解度以試樣的失重對干燥試樣質(zhì)量的百分率表示：

式中：m為殘留試樣質(zhì)量，g；G為含水率，%。

1.3.3 耐摩擦色牢度

參考GB/T 3920—2008《紡織品 色牢度試驗 耐摩擦色牢度》進(jìn)行測定。

1.3.4 耐水洗色牢度

參考GB/T 3921—2008《紡織品 色牢度試驗 耐皂洗色牢度》進(jìn)行測定。

1.3.5 異味評價

采用人工評判方式評分。長時間聞完全無異味為5 分；短時間聞無異味為4 分；有輕微異味為3 分；嚴(yán)重異味為2分。取平均值，分值越高，異味越少。

2 結(jié)果與討論

2.1 脂肪酶及蛋白酶復(fù)配比

蛋白酶在80 ℃以上會失去活性，最適溫度為35～45 ℃［11］。本實驗以蛋白酶2%（omf）為基準(zhǔn)，按照相應(yīng)比例加入脂肪酶，在40 ℃進(jìn)行酶洗處理。脂肪酶及蛋白酶復(fù)配比對異味和洗凈率的影響見表1。

表1 脂肪酶及蛋白酶復(fù)配比對異味和洗凈率的影響

由表1 可以看出，洗凈率變化趨勢與異味基本一致，洗凈率越高，去除異味效果越好。當(dāng)m（脂肪酶）∶m（蛋白酶）=1∶2 時洗凈率和去除異味效果相對最好，因此選擇m（脂肪酶）∶m（蛋白酶）=1∶2為宜。

2.2 MES 洗滌條件優(yōu)化

2.2.1 pH

由圖1 可以看出，洗凈率與異味曲線基本一致。洗凈率隨著pH 的增大而增大，但是當(dāng)pH 超過6 時溶液中就有脫色現(xiàn)象，當(dāng)pH 到10 時脫色最嚴(yán)重，而在pH 為5 時，洗凈率增量不大，因此pH 選擇5 左右為宜。因為羊毛的等電點pH 為4.2～4.8，在等電點附近時，水溶液中正負(fù)電荷相同達(dá)到平衡，染料的溢出量最少，對色紗織成的羊毛衫顏色最有利［12］。再加上親水季銨鹽硅油柔軟劑是陽離子，后整理加入時pH 要調(diào)到等電點以上，這樣羊毛纖維分子中的氨基和羧基就會在水溶液中發(fā)生電離，以NH2—W—COO-羧基帶負(fù)電荷的形式出現(xiàn)，有利于吸附陽離子柔軟劑［13］。

圖1 pH 對異味和洗凈率的影響

2.2.2 時間

由圖2 可以看出，洗滌時間越長，洗凈率越高，但是30 min 后，洗凈率隨著時間延長增長率變小，從效率和能耗角度考慮，洗滌時間選擇30 min為宜。

圖2 時間對異味和洗凈率的影響

2.2.3 溫度

由圖3 可以看出，隨著溫度升高，洗凈率增大，因為溫度高有利于分子間的布朗運動，促使助劑加快進(jìn)入羊毛纖維的內(nèi)部，有助于羊毛纖維的潤濕、浸透、膨化和鱗片的張開［12］。但是溫度到達(dá)50 ℃時，水溶液中染料脫色明顯增多，羊毛縮絨也較明顯，因此洗滌溫度選擇40 ℃為宜。

圖3 溫度對異味和洗凈率的影響

2.3 正交實驗

正交實驗結(jié)果及極差分析如表2所示。

表2 正交實驗結(jié)果及極差分析

由表2 可知，影響異味及洗凈率的因素由大到小排列為：A、C、B、D，優(yōu)化工藝為A2B2C3D3，即m（脂肪酶）∶m（蛋白酶）=1∶2，pH 5，時間30 min，溫度45 ℃。在此條件下進(jìn)行重現(xiàn)性實驗，測試結(jié)果為洗凈率5.95%，異味評分為5 分。完全可以清洗去除羊毛衫的異味，證實該工藝可行。

2.4 應(yīng)用效果對比

傳統(tǒng)的羊毛衫洗滌一般采用陰離子類合成洗滌劑，如凈洗劑LS、洗滌劑209（胰加漂T）、毛能凈、表面活性劑ABS、雷米邦A(yù) 等。本實驗選擇表面活性劑ABS 與復(fù)配型洗滌劑進(jìn)行對比。由表3 可以看出，復(fù)配型洗滌劑的指標(biāo)全方位優(yōu)于傳統(tǒng)洗滌劑，特別是洗凈率的提升，對去除羊毛衫異味效果尤為明顯。羊毛鱗片由于正向、逆向摩擦系數(shù)不同，在高溫條件下處理容易引起縮絨氈化，而羊毛衫是紗線染色后由橫機織造而成，不是采取織成衣服后再去染色。羊毛衫經(jīng)過復(fù)配型洗滌劑處理后，耐摩擦色牢度和耐水洗色牢度都有所提升。復(fù)配型洗滌劑對羊毛的堿溶解度比傳統(tǒng)洗滌劑低，說明應(yīng)用復(fù)配型洗滌劑能夠有效減少羊毛纖維的損傷，有利于羊毛保持更好的光澤及手感。

表3 2種洗滌劑的應(yīng)用效果

3 結(jié)論

（1）復(fù)配型洗滌劑中生物酶優(yōu)化配比為m（脂肪酶）∶m（蛋白酶）=1∶2，能夠使2種酶發(fā)揮最大功效。

（2）復(fù)配型洗滌劑去除羊毛衫異味的優(yōu)化工藝為：m（脂肪酶）∶m（蛋白酶）=1∶2，pH 5，時間30 min，溫度45 ℃。

（3）復(fù)配型洗滌劑與傳統(tǒng)洗滌劑相比去除異味效果明顯，而且耐摩擦色牢度和耐水洗色牢度都有所提升。復(fù)配型洗滌劑對羊毛的堿溶解度比傳統(tǒng)洗滌劑低，說明應(yīng)用復(fù)配型洗滌劑能夠有效減少纖維損傷，對羊毛的光澤及手感起到保護(hù)作用。