生产耐收缩性及定形性好的可洗羊毛织品的方法及其织品的制作方法

专利名称：生产耐收缩性及定形性好的可洗羊毛织品的方法及其织品的制作方法
技术领域：
本发明涉及生产具有优异耐收缩性及形状稳定性的可洗羊毛织品的方法和其生产的羊毛织品。
由天然材料羊毛制成羊毛织品继承于古希腊年代传统至今，它具有蓄热、吸潮、耐火及弹性的特征。
羊毛纤维表面鳞皮一般由根至顶规律成行，像笋皮一样。因此，如若顺顶方向抚摩会感觉光滑，逆方向则会感觉阻塞。这就是说，它有所谓“不同方向摩擦效应”。在洗涤浸湿时，羊毛的这一特征加剧，因为水及力作用于羊毛，使含水纤维膨胀，鳞皮张开。纤维动量差变得更大，所以当它们彼此缠绕一起时纤维收缩起来。这就是羊毛纤维特有的收缩，并被称为“缩绒现象”。但是缩绒现象在干燥状态或在干洗溶液中并不出现。
密致织品，如冬季防寒外衣，则利用这种缩绒现象制作，但从洗涤角度来看，缩绒现象又成为羊毛的缺点。这就是说，如果家洗毛衣，如洗羊毛衫时毛衣收缩，或被缩绒表面成堆(piles)。为防止羊毛收缩及由于其它原因，要对羊毛进行许多类型的成形稳定加工或处理。
首先，成形稳定处理方法之一是ZAPRO耐火处理。这种处理经英国IWS发展中心研究，并在1971年公开，称为“ZAPRO处理方法”。其开发所根据的事实是，在实施防火规则时用金属铬化合物染黑或染海军蓝的羊毛难燃。这属于羊毛纤维化学键合法，其中利用金属如钛及锆的络合物盐，使金属离子结合在氨基基团上。这种处理应用广泛，因为它容易，而且类似于羊毛的染色过程，不损及羊毛特有品质。但是，实施起来受到了严格限制，因为必须处理其工业废渣污水以及其它原因。
第二种成形稳定方法是水粉法(aqua-dust process)。在这种方法中，将树脂处理后的羊毛置于羊毛制品的内侧，而去鳞皮羊毛置于外侧。这属于一种新技术，用于运动时充分吸汗及不粘皮肤的场合并使之成为可洗体育羊毛制品。羊毛制品经树脂化处理后，使其具有可洗功能，但处理不稳定，所以担心它有害人体皮肤或引起其它疾病。再则，羊毛去鳞皮可能对防止收缩有效，但只去鳞皮却不能防止洗涤所引起的缩绒。
第三种方法是能去鳞皮而不损及羊毛纤维芯的处理方法，通过特殊氯化处理技术使羊毛在手感处理中也产生丝样般的触感。用次氯酸盐氯化，磨圆鳞皮角，使之耐收缩，是经典方法。近来，也有采用通过二氯异氰酸盐或将硫酰氯溶解于有机溶剂中的处理方法。但仅仅通过这些方法，使羊毛通过细陶瓷粘合剂所粘结的聚氨酯树脂或通过聚酰胺表氯醇树脂进行处理，产生耐收缩性是不可能的。然而，这些方法通过树脂处理硬化赋予其可洗功能却都损伤了羊毛的舒适品质。
如上所述的已有技术，通过使用特殊试剂或树脂处理，可能使羊毛具有可洗功能。但材料品质的改变引起了环境、卫生或其它问题，所以这些方法尽管适应了用户的某些需求，却不可能实际利用。
此外，按照这些方法对羊毛成形稳定性并未实施下述在羊毛氨基基团中的交联反应，所以如若采用这些方法处理羊毛，羊毛会受到损害或伸展性变得更差。这些也引起材料本身变硬。
而且，羊毛属于动物皮纤维，生丝也是蚕动物纤维。生丝是由丝的主体丝蛋白(fibroin)与丝胶蛋白(sericin)组成，丝胶蛋白具有粘于丝蛋白周围的胶液属性。通常使用的丝产品是通过酸洗已除去丝胶蛋白的仅为丝蛋白(丝)的形式。但是，对于特殊应用场合如装饰织品、奥甘迪处理(organdy)等，也采用未脱除丝胶蛋白的生丝。因此，丝胶蛋白固定法，作为不使丝胶蛋白溶解于热水或碱中的方法，是已知的。
生丝的丝胶蛋白固定法有许多种处理方法，并且许多种溶剂等也已开发。丝胶蛋白固定法利用下述材料1、醛类福尔马林、戊二醛、双醛淀粉、丙烯醛；2、重金属盐类铬矾、重铬酸盐＋还原剂、铝矾、丙烯醛；3、丹宁；4、合成树脂三聚氰胺、DMEU、环氧化物；5、氰尿酰氯及二氯三嗪型活性染料。
在这些丝胶蛋白固定法中，采用福尔马林、戊二醛、铬盐及氰尿酰氯和二氯三嗪型活性染料的方法已证明对丝胶蛋白固定水平是目前最适用的方法。
但是，采用福尔马林类的方法对人体影响强烈，非常危险。所以它不是优选的。采用铬盐的方法由于诸如工业废水等条件不是最好的方法，而采用合成树脂的方法也不是最好的方法，因为处理不稳定，手触感硬，对人体如皮肤疾病的影响也令人担心。
本发明首次应用所述生丝的丝胶蛋白固定法，不存在羊毛经化学法去鳞皮后所引起的收缩及缩绒的这些问题。也就是说，该方法通过羊毛氨基基团与氰尿酰氯或其衍生物(induction)(含异氰尿酸盐)构成骨架三嗪，从而创造性地改善了羊毛特性，诸如耐收缩性、形状稳定性及可洗性；其中所述衍生物是可在羊毛氨基基团之间形成骨架三嗪的物质。
按照本发明解决了已有技术存在的问题，并改善了羊毛品质，其目的在于提供具有耐收缩性、形状稳定性及可洗性的羊毛织品的生产方法及由这种方法生产的羊毛制品。
本发明的第一方面在于，提供一种具有优异耐收缩性、形状稳定性的可洗羊毛织品的生产方法，其中采用化学分解构成鳞皮的蛋白链的方法使纤维态、纤维束、纱线或织品的羊毛去鳞皮，而后将其浸泡于内装氰尿酰氯或其衍生物及室温的中性或弱碱水的处理罐中，使羊毛氨基基团、氰尿酰氯或其衍生物按通式1反应构成骨架三嗪，并使链重新组织
权利要求2中所述发明涉及按照权利要求1的生产羊毛织品的方法，其特征在于所述去鳞皮是在用染料对纤维态、纤维束、纱线或织品的羊毛染色时进行的。
权利要求3中所述的发明涉及按照权利要求2生产羊毛织品的方法，其特征在于所述染料包括使羊毛鳞皮的链结多肽键水解分解从而去鳞皮的酸性染料。
权利要求4中所述的发明涉及按照权利要求1-3任一项生产羊毛织品的方法，其特征在于在所述通过添加被稀释至某比例的碳酸氢钠溶液调节处理罐中的pH至8.0-9.0的范围。
权利要求5中所述的发明涉及按照权利要求1-4任一项生产羊毛织品的方法，其特征在于对所述氰尿酰氯或其衍生物按3-4％重在室温水中进行处理。
权利要求6中所述的发明涉及按照权利要求5生产羊毛织品的方法，其特征在于首先将等量的室温水及氰尿酰氯或其衍生物置于处理罐中，用混合器加以混合，使水中不溶的所述氰尿酰氯或其衍生物微米化，然后加入约10倍之多的水使之稀释至某一密度。
权利要求7中所述的发明涉及按照权利要求6生产羊毛织品的方法，其特征在于织品对液体的重量比为1∶20-1∶30。
权利要求9中所述的发明涉及按照权利要求8生产羊毛织品的方法，其特征在于处理时间在20-40分钟之间。
本发明的第二方面在于，提供一种优异耐收缩性及形状稳定性的可洗羊毛织品，其中通过化学分解构成鳞皮的蛋白链的方法，使羊毛去鳞皮，然后，使羊毛的氨基基团与氰尿酰氯或其衍生物按通式1的反应构成骨架三嗪，使链重新组织，所述羊毛织品是按照权利要求1-9任一项所述的生产羊毛织品的方法生产的。


图1是按照本发明生产羊毛织品方法的一个实施方案的流程图。
图2A-2F为羊毛特有鳞皮的电子显微镜图；图2A-2C及图2D-2F分别表示实施例材料A-C的原有鳞皮条件和按照JIS103方法用水洗涤后的鳞皮条件。
图3A-3F为羊毛特有缩绒的电子显微镜图；图3A-3C及图3D-3F分别表示实施例材料A-C经编织和整理后的原始纱线条件和按照JIS103方法用水洗涤后的缩绒条件。
现对具有耐收缩性、形状稳定性及可水洗性的羊毛织品的生产方法及采用本发明方法生产的羊毛织品详细说明如下第一，利用图1对按照本发明生产羊毛的方法详细说明于下。
首先，对纤维态、纤维束、纱线或织品的羊毛用化学方法加以处理，基本脱除羊毛表面的鳞皮。一般，该处理是通过氧化断裂stycin SS键，通过多肽键氧化选择性地切断主链，或通过氧化分解氨基酸为诸如部分酪氨酸基团来完成的。所述去鳞皮可以在用酸性染料染色羊毛时完成。通过上述程序，化学分解形成鳞皮的蛋白链并加以脱除。当然，无鳞皮羊毛纤维表面上的多肽键也被减弱。在本发明中，具有优异耐收缩性及形状稳定性的可洗涤羊毛织品，是采用使羊毛氨基基团与氰尿酰氯或其衍生物的按通式1的反应构成骨架三嗪，并重新组织链的方法而生产的。
通式1
对该方法描述于下。首先，准备处理水。用处理后的织品(去鳞皮羊毛纤维、纤维束、纱线或织品)吸收此处理水约2分钟。
将等量的室温水及氰尿酰氯或其衍生物放至处理罐中，用混合器加以混合。水不溶的氰尿酰氯需用机械方法加以微米化。而且，要通过加稀释水约十倍，使微米化能继续或改善。这时，氰尿酰氯或其衍生物的数量可为10-11重％。液体比优选在1∶20-1∶30。将绕在卷、芯(corn)或茼子纱上的羊毛编织品或羊毛纱线浸泡于该处理罐的处理水或溶液中。在此阶段将碳酸氢钠溶液(被稀释20倍之多)在几分钟例如约3分钟的时间内倒入。为此，按照通式1的反应开始了羊毛氨基基团与氰尿酰氯或其衍生物间的交联反应，构成骨架三嗪。
为均匀进行交联反应，在其过程中常常使包括氰尿酰氯或其衍生物的处理液体循环，同时使待处理制品有规则地转动。持续此过程20-40分钟，优选约30分钟。在此阶段，该处理液体的pH适宜呈中性或略碱性，即8.0-9.0。放水之后用室温新鲜水洗涤它，再用温度50-60℃的热水洗涤。在脱水及干燥之后，交联反应即算完成。在交联反应过程之后，将该制品送至下一过程。
(实施方案与对照例)接着，对用上述丝胶蛋白固定法处理的本发明产品与对照例的产品间的特性差异进行考察。
第一，采用天然羊毛材料或其复合双纱线作为纱线。用丝胶蛋白固定法处理这些纱线及材料。按照丝胶蛋白固定法，它适宜用于对有机分子(骨架三嗪)进行交联反应，而不产生材料手感不佳或环境及卫生的问题。这种方法利用了氰尿酰氯三嗪键合或二氯三嗪型的活性染料。
A(对照例)准备羊毛2/60。但对其不进行去鳞皮化学处理。将这种羊毛绕在芯上，用活性染料加以染色。因此，鳞皮未被去除，三嗪键合(交联反应)通过活性染料形成。(以纱线状态第一次染色)。
B(本发明)准备羊毛2/60。将该羊毛纱线绕在芯上，并用酸性染料染色。在此实施方案中，在染色时通过多肽键的氧化进行选择性的主链截断，使作为形成鳞皮的蛋白质氨基酸分解，并基本去除鳞皮。然后用氰尿酰氯(异氰酸盐)或其衍生物实施丝胶蛋白固定法(第一次纱线态染色)。
C(对照例)准备由2/60(未去鳞皮)机织的织品。对其也不进行去鳞皮化学处理。接着用二氯三嗪型活性染料染色(按织品/坯料染料态染色后)。这些织品用Picanor GFS，Dobby编织机进行编织，其中按照下述规格要求转数为340rpm单位长度齿数27齿(2筘(reed)/英寸；筘幅(reed space)68厘米；经纱(warp)总数3672；铲软(perehers)52/英寸。
在整理及处理这些机织织品之后，耐收缩性、形状稳定性及可洗性数值以及电子显微镜机上条件变化示于表中(见表1)。表1表明由皮革制品检验机构纳卡-枪(Naka-gun)检测中心(4-14-4，Kagoya，Bisai-shi，Aichi-ken，日本；TEL0586-45-2631)基本司法人员检测的实验判断结果。
洗涤方法示于JIS0217中(按103款规定)，各样品耐收缩结果描述于“第一时间”和“第二时间”栏中，还示出了洗涤后的皱折结果。
以凸起收缩百分数计，按I.WS.TM317及5A×5描述结果。此外，按TM281描述形状保持性能(织品光滑度)示于最底栏。
图2为对羊毛特有鳞皮的电子显微镜图。图3是对羊毛特有缩绒电子显微镜图。
表1为针对洗涤方法、收缩百分数、洗涤后皱折、凸起收缩百分数及形状保持性能，对每一所述织品进行实验的结果。
表1[A]对照例 本发明 对照例
传统方法生产的普通织品有许多特征，诸如蓄热、吸潮、耐火及弹性，因为它们是天然纤维。但是，用户需求千变万化，而且需要这些材料增加一些其它功能。但天然材料本身形状变得不稳定。
如所周知，羊毛有两层同等存在或分布的正皮层和仲皮层。就是所谓“双边结构”，而且每一部分的分子结构及化学组成也都不同。所以极度夹紧会导致卷曲。另外，羊毛表面由鳞皮所覆盖，鳞皮是非常易于缠绕而成为易被缩绒的。
图3A-3F是卷曲状态的电子显微镜图。如图3B及3E所示，它们证明首先通过染色步骤去鳞皮，再用氰尿酰氯或其衍生物按照本发明加以处理的机织织品，变得形状稳定。
图2A-2F是有鳞皮状态的电子显微镜图。按照示于图2B中的本发明，只有通过酸性染料染色处理的羊毛鳞皮是被基本脱除了的。此后用丝胶蛋白固定法对该羊毛进行处理。因此未出现缩绒现象。
如表1及图3A及3D所示，从形状稳定性及可洗性看，(在[A]对照例中)采用染色2/60羊毛纱线的材料是不适宜的，因为对其用丝胶蛋白固定法进行处理而未去鳞皮，鳞皮比自然状态下的更易被缠绕。如表1及图3C及3F所示，被编织的织品使用二氯三嗪型活性染料(对照例C)的染色坯料羊毛2/60缩绒不太多(这认为是以织品态进行丝胶蛋白固定法处理，所以它不能充分将鳞皮固定在羊毛纤维上)，但它对耐收缩性的作用不充分。
如表1([B]本发明)及图3B及3E所示，按照本发明在羊毛2/60的氨基基团与氰尿酰氯间的交联反应可构成耐收缩性、形状稳定性及可洗性。
按照本发明，生丝的丝胶蛋白固定法可以通过羊毛可洗性实验证明不采用福尔马林或树脂处理能够改善诸如耐收缩性、形状稳定性及可洗性等功能。
已有技术包括福尔马林、特种试剂或树脂处理，这些技术使材料硬化，或引起环境及卫生问题。有机纤维与氰尿酰氯或其衍生物间的交联反应是在室温之下100％的水中进行，而无CO、NOx及二噁英形成，与已有技术在高温下进行处理不同。此外，当反应完成时，排放水为盐及水，所以可将水排放至河中，不会污染环境。
在预防地球变暖的国际会议上，现在采用的干洗溶剂受到取缔或受到全球限制。
本发明所处理的材料是可洗涤的，所以它能避免干洗。
本发明是与京都-福(Kyoto-fu)，京都工业技术及纤维学院，大阪城大学，及京都-福编织产品教育中心合作进行的。
本发明已经Kinki贸易及工业局的工业规划部新工业部认可，所以它是工业极为有用的。
生产羊毛织品的流程氰尿酰氯 3.4％重碳酸氢钠 8％重液体 1∶20-1∶30温度 室温处理时间 40-45分钟 -----→将编织羊毛织品或羊毛纱线浸泡于处理水中或溶液中(2分钟)----→将等量水与氰尿酰氯或其衍生物放置处理罐中，用混合器混合(1分钟)---→用水稀释至约10倍/用混合器混合(1分钟)----→将羊毛织品或羊毛纱线浸泡于该处理罐中(1分钟)---→将碳酸氢钠溶液(稀释液体20倍)加至处理罐中(3分钟)----→继续处理(30分钟)----→放水----→用新鲜水洗涤(10分钟)----→用50-60℃的温水洗涤(10分钟)----→脱水----→干燥。
权利要求
1.一种生产具有优异耐收缩性及形状稳定性的可洗羊毛织品的方法，其中将纤维态、纤维束、纱线或织品的羊毛通过化学分解构成鳞皮的蛋白链以去鳞皮，然后将其浸泡于装有氰尿酰氯或其衍生物及在室温下中性或弱碱性水的处理罐中，使羊毛氨基基团与氰尿酰氯或其衍生物按下述通式1的反应构成骨架三嗪，并使链重新组织，其中所述衍生物是可在羊毛氨基基团之间形成骨架三嗪的物质，
2.按照权利要求1的生产羊毛织品的方法，其特征在于所述去鳞皮是在用染料对纤维态、纤维束、纱线或织品的羊毛染色时进行的。
3.按照权利要求2的生产羊毛织品的方法，其特征在于所述染料包括以水解方法分解羊毛鳞皮的链接多肽键从而去鳞皮的酸性染料。
4.按照权利要求1-3中任一项的生产羊毛织品的方法，其特征在于添加稀释至某比例的碳酸氢钠溶液调节所述处理罐中溶液的pH至8.0-9.0的范围。
5.按照权利要求1-4中任一项的生产羊毛织品的方法，其特征在于所述氰尿酰氯或其衍生物是以3-4重％在室温水加以处理。
6.按照权利要求5的生产羊毛织品的方法，其特征在于将等量的室温水及氰尿酰氯或其衍生物首先放到处理罐中，用混合器加以混合，使所述不溶于水的氰尿酰氯或其衍生物微米化，接着加入约10倍的水，稀释至某一密度。
7.按照权利要求6的生产羊毛织品的方法，其特征在于织品与液体重量比为1∶20-1∶30。
8.按照权利要求1-7中任一项的生产羊毛织品的方法，其特征在于由氰尿酰氯或其衍生物组成的处理液体在其过程中始终总被循环，并同时使待处理的制品有规则地转动。
9.按照权利要求8的生产羊毛织品的方法，其特征在于处理时间在20-40分钟之间。
10.用权利要求1-9中任一项所述生产羊毛织品的方法生产的具有优异耐收缩性及形状稳定性的可洗羊毛织品，其中羊毛是通过化学分解构成鳞皮的蛋白链而去鳞皮的，然后使羊毛氨基基团与氰尿酰氯或其衍生物按下述通式1的反应构成骨架三嗪，并使链重新组织。
全文摘要
一种生产具有优异耐收缩性及形状稳定性的可洗羊毛织品的方法,其中以纤维态、纤维束、纱线或织品的羊毛是通过化学分解构成鳞皮的蛋白链的方法去鳞皮的,然后将其浸泡于装有氰尿酰氯或其衍生物及中性或碱性室温水的处理罐中,使羊毛氨基基团与氰尿酰氯或其衍生物按下述通式1的反应构成骨架三嗪,并使链重新组织。
文档编号D06M13/00GK1332289SQ0012043
公开日2002年1月23日 申请日期2000年7月7日 优先权日2000年7月7日
发明者金久庆一郎 申请人:住友商事株式会社