纤维素纤维织物用丝鸣整理剂的研究和应用硕士学位论文.docx

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纤维素纤维织物用丝鸣整理剂的研究和应用硕士学位论文

学校代码：

10255

学号：

2050319

东华大学硕士学位论文

MASTERDISSERTATIONOFDONGHUAUNIVERSITY

纤维素纤维织物用丝鸣整理剂的研究和应用

StudyandApplicationofScroopingAgent

forCelluloseFabrics

学位论文原创性声明

本人郑重声明：

所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名：

日期：

年月日

学位论文版权使用授权书

本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。

本人授权　　　　大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

涉密论文按学校规定处理。

作者签名：

日期：

年月日

导师签名：

日期：

年月日

纤维素纤维织物用丝鸣整理剂的研究和应用

摘要

丝鸣是丝纤维（或织物）相互错动时产生振动所发出的鸣音（scroopingsound）,优雅悦耳,为丝纤维所专有。

随着人们生活消费水平的提高，消费者对产品的个性化和档次化提出了更高的要求。

纯棉织物具有吸湿、透气、穿着舒适等一系列优点。

近年来，消费者又提出对纯棉大提花织物进行丝鸣整理，使其具有真丝般的丝鸣效果，来提高产品的档次。

因此，我们对丝鸣的作用原理进行了研究，并着手探索了纤维素纤维织物用丝鸣整理剂的制备及应用，取得了突破性的成果。

织物的丝鸣效果主要来源于纤维-纤维之间的摩擦。

织物经过丝鸣整理后,纤维和纤维之间产生一种阻尼的手感,这种阻尼效果的强弱与静态摩擦系数（μs）－动态摩擦系数（μd）的△差值有关,△差值越大,丝鸣效果越显著,而当织物表面的静摩擦系数较小时织物则手感滑爽。

根据上述原理，本课题开发了一种聚氧乙烯型的丝鸣整理剂，对影响整理剂制备的主要因素如原料组成及比例、温度、时间等进行了研究，获得了最佳的制备工艺条件：

第一步，有机物A的浓缩分散体的制备：

有机物A/W－201/W－101配料比（质量比）为：

40：

7：

3；温度为70℃左右；时间为1h左右。

第二步，20%石蜡含量的石蜡乳液的制备：

石蜡乳液中各组分（石蜡、W－301、OM－100、水）所占的质量百分比分别为：

20%、2.88%、3.12%、74%；温度为85℃左右；搅拌速度为700r/min；时间为40min。

第三步，丝鸣整理剂SA－506的制备工艺条件：

丝鸣整理剂SA－506中各组分（有机物A浓缩分散体、石蜡乳液、水）所占的质量百分比分别为：

56%、20%、24%；温度为60℃左右；时间为50min。

将制备的丝鸣整理剂SA－506用于不同纯棉织物（平纹、斜纹、提花、贡缎等）的丝鸣整理，对影响丝鸣整理的工艺条件如整理剂用量、整理液pH值、烘干温度、轧光等进行了探讨，得出了纯棉织物丝鸣整理的最佳工艺：

丝鸣整理剂浓度10～20g/L，酸剂1g/L，烘干温度为100℃，落布含湿8%～10%时轧光。

最后探讨了丝鸣整理剂对织物其它性能如强力、白度、色差、干湿摩擦色牢度等性能的影响，结果表明，丝鸣整理剂对他们的影响较小，完全能够满足要求。

本课题所制备的丝鸣整理剂具有丝鸣效果显著、粘度适中、溶解性良好、整理液无石蜡析出、整理液不粘轧辊、价格适中等优点，经过从实验室小样试验到大机生产工艺的调整，丝鸣整理剂SA－506已经得到了客户的认可。

本课题所制备的丝鸣整理剂适用于纤维素纤维织物的丝鸣整理，尤其适用于纯棉大提花、贡缎等，能很好的提高此类面料的档次和附加值，因此具有良好的应用前景。

关键词：

纤维素纤维织物，丝鸣整理剂，动、静摩擦系数，△差值

STUDYANDAPPLICATIONOF

SCROOPINGAGENTFORCELLULOSEFABRICS

ABSTRACT

Scroopingisonlyagiftofsilk,itisakindofeuphonioussoundwhichhappenswhenrubbingfibers（orfabrics）.

Withthepromotionofpeople’slivinglevel,consumerscallforhigherindividualandtopgradeproducts.Purecottonfabricshaveaseriesofadvantages,suchashumidityabsorption,breathingfreely,comfortable,etc.Lately,consumerswanttobringscroopingfinishtothejacquardfabricssoastoenduethemwithscroopingeffectassilkandbringhighergradetotheproducts.Themechanismofscroopingandtheprocesswerestudiedandascroopingagentwasprepared.

Thescroopingsoundrootsintherubbingbetweenfibers.Afterthefabricsarefinishedbyscroopingagent,aspecialdamphandisgeneratedbetweenfibers,thiskindofhandisrelatedtothe△value（△=μs–μd）,whereμs=staticfrictioncoefficient,μd=dynamicfrictioncoefficient.Thebiggerthe△valueis,themoreevidentthescroopingsoundis,whentheμsissmaller,thehandofthefabricwillbecomeslippery.

Accordingtotheprinciplementionedabove,apolyoxyethylenetypescroopingagentwasprepared,theinfluencingfactorssuchasthecomponentsandratioofrawmaterials,temperatureandtimeetc.havebeenstudied,andthebestconditionsofpreparationwereachieved:

Firstly,preparationofconcentrateddispersoidoforganiccompoundA:

rawmaterialweightratiooforganiccompoundA/W-102/W-101is40:

7:

3,temperatureof70℃,timeof1h.

Secondly,preparationofparaffinemulsionwith20%paraffincontent:

rawmaterialweightpercentageoftheemulsionisparaffinof20%,W-301of2.88%,OM-100of3.12%,waterof74%,temperatureof85℃,stirringspeedof700r/min,timeof40minutes.

Thirdly,preparationofscroopingagentSA-506:

rawmaterialweightpercentageis,concentrateddispersoidoforganiccompoundAof56%,paraffinemulsionof20%,waterof24%,temperatureof60℃,timeof50minutes.

ApplythescroopingagentSA-506todifferentcottonfabrics（plain,khaki,jacquard,satinetc.）,theinfluencingfactorssuchasconcentrationoffinishingagent,pHvalue,dryingtemperature,andcalenderingwerestudied,andthebestapplicationprocesswereobtainedasfollows:

agentSA-506of10～20g/L,acidof1g/L,dryingtemperatureof100℃,calenderwhenthemoisturecontentis8%～10%.Finally,otherpropertiesofthefinishedfabricsuchasstrength,whiteness,andchromatismwhichareaffectedbythescroopingfinishprocesshavebeenstudied,resultsshowedthattheinfectionoftheagentissmall,andtheycancompletelymeettherequirements.

Thefinishingagentpreparedbythispaperhasalotofadvantages,suchasdistinctscroopingeffect,moderateviscosity,goodsolubility,noparaffinseparateoutofthefinishingsolution,non-stickrollandaffordableprice.Aftertheadjustmentbetweenlaboratorytesttotheproducingprocessoffactory,scroopingagentSA-506hasbeenrecognizedbythecustomers.Thefinishingagentisapplicableforcellulosefabrics,especiallyforjacquardandsatinfabrics.Treatedwiththefinishingagentpreparedbythispaper,thegradeandvalue-addedofthosefabricsareraised,andthefinishingagenthasagoodapplicationprospect.

KEYWORDS:

cellulosefabrics,scroopingagent,staticanddynamicfrictioncoefficients,△value

东华大学学位论文版权使用授权书

学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。

本人授权东华大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

保密□，在年解密后适用本版权书。

本学位论文属于

不保密□。

学位论文作者签名：

指导教师签名：

日期：

年月日日期：

年月日

东华大学学位论文原创性声明

本人郑重声明：

我恪守学术道德，崇尚严谨学风。

所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。

除文中已明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。

论文为本人亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。

学位论文作者签名：

日期：

年月日

目录

第一章前言1

1.1丝鸣简介1

1.2丝鸣发展概况2

1.2.1国外丝鸣研究2

1.2.2国内丝鸣研究3

1.3丝鸣整理的方法4

1.3.1蚕丝4

1.3.2化纤4

1.3.3纤维素纤维织物4

1.4丝鸣整理剂的分类及市场概况6

1.4.1有机硅类6

1.4.2聚氧乙烯类6

1.5影响丝鸣整理的因素7

1.5.1纱线的种类7

1.5.2半制品的质量7

1.5.3丝鸣整理剂7

1.5.4酸剂7

1.5.5烘干条件7

1.5.6落布含湿及轧光8

1.6本课题的研究内容8

1.7本课题的创新点8

第二章试验9

2.1试验材料与仪器9

2.1.1试验药品9

2.1.2试验仪器10

2.1.3试验用织物10

2.2实验及测试方法10

2.2.1技术路线的选择10

2.2.2原料的选择11

2.2.3丝鸣整理剂制备试验11

2.2.4丝鸣整理剂的应用工艺试验12

2.2.5织物丝鸣效果的测试12

2.2.6织物表面摩擦性能的测试12

2.2.7织物物理机械性能的测定13

2.2.8整理后织物的毛细效应、白度、黄变、色差、摩擦色牢度的测定13

2.3产品性能测试13

2.3.1浊点的测试13

2.3.2起泡性的测试13

第三章结果与讨论15

3.1主料的选择15

3.1.1有机物A浓缩分散体的制备15

3.1.2有机物A浓缩分散体制备工艺17

3.1.3有机物A浓缩分散体对织物的丝鸣效应17

3.2石蜡的影响19

3.2.1石蜡乳液的制备19

3.2.2石蜡乳液的制备工艺22

3.2.3石蜡乳液对丝鸣效果的影响22

3.3丝鸣整理剂SA－506的制备23

3.4产品性能测试23

3.4.1浊点23

3.4.2起泡性24

3.5丝鸣整理剂SA－506的应用工艺研究25

3.5.1化料温度25

3.5.2丝鸣整理剂用量25

3.5.3酸剂26

3.5.4浆料的影响27

3.5.5烘干温度28

3.5.6整理剂应用工艺的优化29

3.5.7含湿率及轧光的影响30

3.5.8不同种类织物的丝鸣整理30

3.5.9丝鸣整理剂SA－506的浸渍法工艺32

3.6织物性能的测定32

3.6.1断裂强力和断裂延伸率32

3.6.2毛细效应33

3.6.3白度和黄变34

3.6.4色差和变色牢度35

3.6.5摩擦色牢度35

第四章结论37

参考文献38

攻读硕士学位期间论文发表情况40

致谢41

第一章前言

1.1丝鸣简介

所谓丝鸣，犹如冬季初雪天，游人漫步雪地，脚踩新雪所发出的“咕吐”声；另外，手捏山慈菇干粉，也同样会发出这种声音。

真丝被誉为“纤维皇后”，它有手感柔软、有丝鸣感、光泽优雅、穿着舒适、有皮肤保健功能等诸多优点。

丝鸣是丝纤维（或织物）相互错动时产生振动所发出的鸣音（scroopingsound），优雅悦耳，为丝纤维所专有。

它和蚕丝的光泽、手感并列为蚕丝的三大特性。

服装在使用过程中发出的声音为服装的听觉性能，丝鸣就是真丝服装的重要听觉特征[1]。

从发声条件来看，丝鸣属于高分子材料间的摩擦声，进一步的分析发现，这种摩擦声含有特定的振动形式，不同于一般纤维（或织物）间的摩擦声（rustlingsound）。

丝鸣是最能说明真丝特性的一项指标，其中低频部分产生悦耳的听觉效应，超低频部分则产生刺激作用。

其实，人对丝鸣的感觉不仅是听觉，还有触觉，是人的大脑对音感和触感的共同协调感，是穿着丝织物时对皮肤产生的刺激快感[2,3]。

真丝线的丝鸣声在外贸产品上是衡量真丝线及其针织服装、编织服装等真丝线制品的重要品质。

一些客户，特别是外商甚至以此品质作为签订合同的首要条件，可见丝鸣整理对真丝线染整的重要性[4]。

丝鸣是真丝绸引人入胜、脍炙人口的重要特色之一，也是真丝制品的固有特性之一，从这个意义上讲，对其他纤维的丝鸣加工也就是仿真丝加工技术的一种。

仿真丝织物的四项几本风格特征是：

丰满度、硬挺度、丝鸣感、滑爽感[5]。

对纤维素纤维织物进行丝鸣整理，主要是模拟真丝织物的“丝鸣”风格。

棉织物吸湿性胜过蚕丝，吸湿后强力增加、可塑性增加，但棉的光泽不如蚕丝那样赏心悦目；手感也不如蚕丝那样柔软、丰满和滑爽；棉的吸湿性虽好，但放湿性远不如蚕丝；另外，棉没有蚕丝那样优雅的丝鸣感。

由此可见，棉要惟妙惟肖地仿真丝绸，就必须在外观、手感、丝鸣感等方面狠下功夫[6,7]。

本文旨在赋予棉织物以真丝般的丝鸣效果，从声觉方面模拟真丝。

本研究课题主要涉及纤维素纤维织物用丝鸣整理剂的研制和应用，由于目前应用在纤维素纤维织物上面的丝鸣整理很少，而关于这方面的资料更是少之又少，因此，要想做好本课题，无论从原理理论方面还是从应用工艺方面，肯定要从研究丝织物的丝鸣整理开始。

1.2丝鸣发展概况

1.2.1国外丝鸣研究

日本的角替、大冈、诸冈等人最早研究丝鸣，之后研究重心移向西欧。

到了二十世纪七十年代，日本的泽路大冈、诸冈等人对丝鸣效应的研究更为深入广泛，我国迄今为止在这方面的研究报道较少[8]。

蚕丝从本质上来说，具有丝鸣的特性。

因此，有人认为对蚕丝的丝鸣整理可有可无。

但实践表明，丝鸣感的强弱关系蚕丝和蚕丝绸的身价，日本一些丝绸学者之所以一直专心致力于丝鸣整理的研究，为的就是与意大利高档丝绸争一日之长[9]。

国外最早关于丝鸣整理的文献是针对蚕丝的，其方法大致相同，就是首先将蚕丝用皂类物质处理，然后再浸渍弱有机酸（如柠檬酸、酒石酸、醋酸等），经过这两步处理，他们认为经有机酸处理以后，蚕丝的外部变得更加坚固，因此在相互摩擦时产生这种“咕吐”的声音（丝鸣声）。

根据Mosher等人的介绍，上述方法不适合于纤维素纤维织物的丝鸣加工，一方面丝鸣效果在纤维素纤维织物上面不耐久；另一方面pH值过低，会造成纤维素的水解，强力下降。

低分子量一元醇的高级脂肪酸酯在中性条件下对纤维素纤维织物具有一定的丝鸣效果，但是它的应用条件却比较苛刻，只在特殊的加工条件下才能使用[10]。

Mosher等人也发表过有关纤维素纤维织物丝鸣整理剂的专利，他们认为将某类特殊的含有10个碳原子以上的有机化合物或者它们的特定衍生物处理到织物上后，能赋予所有的纤维素纤维织物以明显的丝鸣效应，且丝鸣效果具有一定的耐久性。

德国的ErnstGötte研究了织物上使用的一种拒水丝鸣整理剂[11]。

这种丝鸣整理剂由两种有机化合物组成：

一种是含有疏水基的高分子季铵盐化合物，带正电；另一种是带负电的含有疏水基的化合物如烷基磺酸酯、磷酸酯等。

将两者先后处理到织物上，织物将获得较好、耐久的丝鸣效果，且由于两种物质均含有疏水基，因此丝鸣效果还可耐一定的水洗。

SaulKaplan等人对丝鸣整理也做了大量的研究[12]。

根据他们发表的专利，他们制备的是一种水包油型的乳化液，其中含有有机化合物、乳化剂、稳定剂、保护剂、防腐剂、酸剂等主要成分。

此类乳化剂能够赋予织物尤其是针织人造丝织物以丝鸣效应。

Stephens和Allen[13～15]等人使用多羟基或者单羟基化合物的非水溶性的酯类化合物来处理蚕丝或者人造丝，从而赋予织物以丝鸣效应。

他们认为最好的方法是将这些碳原子数大于8的酯类从有机溶剂中处理到织物上。

处理到织物上的酯类物质的质量占织物的百分比为0.05～2.5%。

另一个方法就是制备一个水溶液，和乳化剂等一起处理到织物上，而此类乳化剂不能具有柔软作用。

Cruikshank和Fairweather等人发表了两篇关于丝鸣整理的专利[16,17]。

其中一篇研究了一种有机物的乳化液用来对人造丝进行处理，赋予纱线或者织物以丝鸣效应。

乳化液中可以加入酸性物质来提高丝鸣效果，例如：

月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、油酸，也可以是：

椰子油酸、棕榈油酸、花生油酸、棉籽油酸、黄豆油酸、玉米油酸等等。

1.2.2国内丝鸣研究

八十年代之前的仿真丝产品主要是模仿真丝的静态效应，着重解决与视觉及触觉有关的性能，如悬垂性、光泽、手感、透气透湿性等。

八十年代中期开始的新一代仿真丝产品则着重真丝的动态效应，如丝鸣及其对皮肤的刺激作用等。

丝鸣效应是说明真丝特性的一项重要指标，也是其他纤维仿真丝化的一个重要课题之一[2]。

汪琪生研究了聚硅氧烷在真丝线丝鸣整理上的应用[4]。

他发现带活性官能团的硅氧烷由于具备自交联固化性能，成膜性好，用于丝线处理，可使其柔软、滑糯、光泽提高、增加缝效、织效、但却使其失去本身的“身骨”，导致真丝线太软，失去丝鸣声；采用特殊规格的羟基封端的聚二甲基硅氧烷乳液（羟乳）处理真丝线，则可赋予真丝线悦耳的丝鸣声，品质明显提高。

武谦等人对聚酯纤维的丝鸣整理液及整理工艺进行了研究[18]。

他们认为仿真丝纤维丝鸣化处理的理论依据是聚合物表面能否产生粘滑振动以及一次粘滑振动所释放的能量大小。

经助剂处理后的纤维，其表面特性应该是助剂性能和纤维表面性能的综合反映。

他们选用了阴离子型、阳离子型、两性型及非离子型（多元醇）表面活性剂和有机酸等不同的试剂对聚酯仿真丝型纤维进行丝鸣化处理，结果表明：

除阴离子和聚氧乙烯型非离子表面活性剂略有效果外，余皆无效果。

最后他们得出结论：

纤维的表面性能和本体结构是影响丝鸣效果的两大因素，前者在很大程度上取决于处理液的选择，后者则取决于纤维的本身结构。

蒋蕙钧对蚕丝丝鸣的特征及其形成机制进行了研究[19]。

他将两根有张力的长丝以十字架交叉的形式相互紧贴，其中一根的两端被固定在两个支柱上，另一根则以一定的速度从它的中央部位通过，然后将产生在交叉处的摩擦声记录，以供分析。

上海第一印染厂对进口丝鸣整理剂进行了剖析[20]，并自己研制了丝鸣整理剂SH（A型、B型），二者最大的区别就是A型为石蜡型，而B型为非石蜡型，但是两者的丝鸣效果基本相同，并无差异。

A型在使用时一定要添加助鸣剂，而B型一般不需要。

将自制的丝鸣整理剂用于纯棉大提花织物的丝鸣油光整理，节约了生产成本，提高了经济效益，此类面料在非洲中东地区极为畅销，获得了客户的好评。

1.3丝鸣整理的方法

1.3.1蚕丝[9,21]

根据相关资料，对蚕丝织物进行丝鸣整理，原理如下：

1.蚕丝纤维经肥皂的构成成分高级脂肪酸的浸渍。

2.用约0.5～1.0%的有机酸浸渍15min