刺绣抗起毛检测分析

刺绣是用彩色丝、绒、棉线,在绸缎、布帛等底布上,借助针的运行穿刺,绣制成各种精美图案的工艺,是观赏与实用并举的传统民族工艺,是中国乃至世界的珍贵文化遗产,其中苏绣、蜀绣、粤绣、湘绣更是有四大名绣之称[1]。随着经济文化的发展与变革,刺绣的应用已不再局限于传统的服饰和工艺品,而是拓展到绣有刺绣的围巾、包、鞋等诸多新的领域。刺绣在这些产品上的应用,*大地提升了相关产品的附加值,也是丝绸行业转型升级的重要内容之一[2-4]。但刺绣图案花纹部分的组织结构较为疏松、表面绣线的长短不一,且浮在织物表面的绣线在使用过程中容易受到摩擦和损伤,导致出现起毛状况。刺绣在围巾、箱包、服饰和家纺等日常消费品上的应用,更加容易出现起毛的现象,*大地降低了产品的美感和消费者体验,凸显了刺绣易起毛的严重性。
有关刺绣抗起毛整理的研究较为缺乏,可借鉴的经验不多[5-6],相关度较高的主要为笔者团队前期进行的水溶性聚合物整理丝绸研究[7-8]。但是,把前期的研究工作落实到具体的产品中,还需对工艺条件和检测评价方法等加以补充和完善,才能形成完整的刺绣产品抗起毛整理方案。具体而言,主要包括以下问题:1)传统纺织品所用的浸-轧整理工艺,使得刺绣需整理的图案绣线部分,以及无需整理的刺绣底料部分,都被整理剂所渗透和整理。这导致浸轧整理后绣品的硬挺度较大,且底料部分会产生明显的水渍,因此亟需根据刺绣自身的特点,开发出相应的整理工艺。2)市场上的抗起毛起球整理剂大多为O/W乳液,对刺绣进行整理时容易在刺绣图案的边缘渗化产生明显的水渍。此外,整理剂中的有机溶剂还容易导致绣线染料溶解渗出,因此整理剂方面也需要进行相应的优化。3)目前尚无针对刺绣抗起毛性能进行测试和评价的国家标准,因此需要根据刺绣起毛的特点,开发出刺绣抗起毛性能测试和评价方法。
本文针对以上问题,对苏绣抗起毛整理工艺进行了研究,研发了一种针对刺绣的抗起毛整理方法。该整理工艺方法简单易行,适于批量整理,且整理后的刺绣产品基本保持了原有的光泽和手感,具有很好的效果和市场前景。

1 试 验
1.1 材料、药品和仪器
真丝绣线、真丝底料的刺绣产品(苏州绣艳天下刺绣工艺有限公司),小号羊毫笔(苏州湖笔厂),YD1618海尔(Haier)家用手持迷你蒸汽熨斗(青岛海尔),皂荚胶(江苏奥轩食品级添加剂配料店),主要成分为一定醇解度的聚乙烯醇及其组合、聚丙烯酸等的水溶性聚合物A(上海西格生物科技有限公司和上海金穗生物科技有限公司)。
TM3030型扫描电子显微镜(日本Hitac公司),YG502起毛起球仪(常州泰勒仪器科技公司),VHX-1000E型超景深视频显微镜(日本Keyence公司),YB802N型烘箱(温州大荣纺织仪器有限公司),CheckⅢ型分光光度仪(美国Datacolor公司)。

1.2 方 法
1.2.1 抗起毛整理工艺开发
绣品制作时多种针法技艺和不同粗细绣线劈丝的交替应用,使得刺绣的图案丰富多变,普通绣品的绣线劈丝程度一般达到4～8丝,精品刺绣的劈丝程度一般达到1～4丝,如此细的蚕丝纤维相较普通纤维更加容易断裂产生毛丝,因此刺绣的图案绣线部分是抗起毛的重点所在。但是,刺绣的底料一般为未脱胶的生丝制成,本身不易发生单纤维断裂形成毛丝,如果对底料部分进行抗起毛整理,反而会导致绣品的整体手感较为硬涩,因此对绣品进行抗起毛整理时需要避开底料部分。针对浸-轧工艺整理工艺会导致绣品硬涩及底料水渍等不足,本文试验了毛笔法工艺对刺绣进行抗起毛整理。

1.2.1.1 浸-轧工艺(参照对比)
1)分别配置0.2%、0.4%、0.6%、0.8%和1.0%质量分数的水溶性聚合物整理剂A,备用;
2)将刺绣样品分别浸没在不同质量分数的整理剂A中,然后取出轧至无明显滴水状态,使批次样品的带液率尽量接近;
3)将不吸湿的覆膜纸中带有膜的一面覆盖在绣品表面,用熨斗隔着覆膜纸对绣品进行熨烫,从而完成整理剂的固化。

1.2.1.2 毛笔工艺
1)分别配置0.2%、0.4%、0.6%、0.8%和1.0%质量分数的整理剂A,备用;
2)选择合适规格大小的毛笔,根据刺绣图案纹路、织物特点和组织结构,用毛笔蘸取适量整理剂对刺绣表面图案部分进行涂抹。整理时笔尖沿着刺绣表面图案部分的纱线纹路均匀涂抹,少量多次直至将刺绣图案花纹部分纱线充分润湿;涂抹过程中切忌笔头携带过多的整理剂,否则容易渗到刺绣图案花纹边缘的底料上,进而会在刺绣底料上产生明显水渍;
3)绣线涂抹和润湿完成后,将不吸湿的油膜纸覆盖在绣品表面,然后用温度120 ℃左右的熨斗进行熨烫,以完成整理剂的固化。

1.2.2 抗起毛整理剂优化
市场上现有的传统纺织品所用的抗起毛起球O/W乳液整理剂存在许多缺点。本文主要选择水溶性物质对绣品进行抗起毛整理,包括水溶性聚合物、水溶性植物胶成分。
水溶性聚合物A[8],主要有效成分为中等醇解度的水溶性PVA聚合物,配以适量的辅助成分如无色水溶性交联剂、无色水溶性柔软剂。所选水溶性聚合物是一种无色、无毒、无腐蚀性、可降解的水溶性有机高分子聚合物,分子链中含多羟基基团,具有良好的水溶性、成膜性、黏结力,无毒、很高的透明度及较好的耐磨性和抗拉伸强度,易溶于水,但几乎不溶于有机溶剂,所以整理刺绣上的有机染料图案时不会产生晕染现象。
皂荚糖胶/瓜儿胶。皂荚糖胶中含有大量半乳甘露聚糖,分子呈多分枝的线形结构,含有丰富的羟基,它在冷水和热水中均能形成透明胶体溶液,较稀的水溶液仍有较高的黏度。水溶液具有中性的非离子性质,适用的酸碱环境广。在传统湘绣工艺中有用皂荚液来对刺绣进行抗起毛整理的记载[9]。瓜尔胶[10]也是一种纯天然产物,生物相容性好,多羟基基团及织物*性基团可以交联聚合,无毒且易于降解的植物提取物。这两种植物提取物都在纤维表面有良好的成膜性,可用于在抗起毛绣品多次洗涤后,水溶性聚合物保护膜性能下降时,进行简易的后续维护整理。

1.2.3 抗起毛性能测试方法建立
刺绣表面绣线伏长较长,且绣线的粗细不一,图案内容更是千差万别,传统纺织品所采用的GB/T 4802.1—2008《织物起毛起球性能的测定 **部分:圆轨迹法》等系列国家标准,并不适用于刺绣产品。为了有效测试和评价刺绣经抗起毛整理后抗起毛性能的变化,需要开发一种针对刺绣产品抗起毛性能的测试和评价方法。本文在借鉴GB/T 4802.1—2008标准的基础上,对样品位置和评价方法都进行了改进,主要包括以下几个部分:
1)样品位置改进:刺绣的表面图案多样,绣线劈丝程度不一,为了尽可能兼顾到绣面上有代表性的地方,需要保证样品具有相当的受测面积。此外,对刺绣进行裁剪,容易破坏绣线和图案的完整性,造成测试过程中发生绣线的抽拉和位移。因此,本文舍弃了仪器中原本的试样夹持头,而是采用竹箍将完整的刺绣样品紧箍在仪器中面积较大的磨台上,这样既保证样品具有较大的受测面积,又能避免样品的裁剪破坏,如图1所示。

2)磨料种类改进:在日常使用过程中,刺绣的起毛多为与衣服面料、箱包表面和人体皮肤等摩擦导致,本文通过试验各种生活中常见的毛糙材料,模拟日常生活中刺绣的起毛过程。磨料方面先后试验了化纤、棉、麻和手提袋等,这些面料虽然具有一定的起毛效果,但是起毛过程较为缓慢,试验时间过长。经试验选取耐磨性、硬度和粗糙程度都较为适合的裱衬底料作为磨料,裁剪后夹持在仪器上方的试验夹头中,用于对刺绣的起毛试验。

3)评价方法改进:将10块未经整理的刺绣样品,分别摩擦0、200、400、600、800、1 000次,作为等级5～0级的刺绣起毛标准样品,如表1所示。然后将抗起毛整理后的刺绣样品在相同条件下摩擦1 000次,用刺绣起毛标准样品进行对照,以*接近的标准品等级作为测试样品的抗起毛性能等级,等级越高抗起毛性能越好。
本文所开发的刺绣起毛测试方法,采用竹箍将待测刺绣样品紧箍在下方面积较大的磨台上,这样既保证样品受测面积较大,又能避免样品的裁剪破坏。同时,筛选出耐磨性、硬度和粗糙程度都较为适合的裱衬底料作为磨料,夹持在上方夹头中用于对刺绣样品的起毛测试。此外,还制定了刺绣抗起毛性能标准样品,用于对抗起毛整理后的刺绣产品进行性能测试对照。通过本文所开发的刺绣抗起毛性能测试评价方法,能够较为准确地测试和评价绣品的抗起毛性能,有助于抗起毛刺绣产品的深入开发和标准化推广。

2 结果与分析
2.1 不同整理工艺对绣品的影响
2.1.1 不同整理工艺对绣品性能的影响
由表2可知,浸-轧法和毛笔法整理后的绣品,随着整理剂质量分数的提高,绣品的手感整体都变得愈加硬涩。在手感能够接受的前提下,浸-轧法*大允许的整理剂质量分数为0.4%,毛笔法*大允许的整理剂质量分数为0.6%,这是由于毛笔法整理能够避免对刺绣底料的影响。
随着整理剂质量分数的提高,两种方法整理后的绣品图案部分色差整体也呈现变差的趋势,且变化规律基本一致,当整理剂质量分数达到1.0%时,色差较为明显,降到3级。
浸-轧法整理的刺绣样品,由于整理剂在底料上的分布无法完全均匀,因此会在底料上形成明暗不匀的水渍,*大地影响绣品的外观。毛笔法整理的绣品,整理剂基本都渗透在图案绣线部分,*少量会渗化到绣品图案边缘的底料,但是对绣品外观无明显影响。
毛笔法整理后的绣品,随着整理剂质量分数的提高,绣品抗起毛性能整体上逐步增强,经0.2%质量分数整理剂整理的刺绣样品抗起毛性能的提升不明显,可能是由于整理剂质量分数过小,在刺绣丝纤维表面所形成的膜强度较小。经0.8%和1.0%质量分数整理剂整理后刺绣的抗起毛性能提升明显,达到了3级,但是绣品的手感十分硬涩,并不能符合需求,综合考虑选择整理剂的质量分数为0.6%。
总体而言,毛笔法整理绣品的手感优于浸-轧法,对绣品图案部分的色差影响与浸-轧法基本一致,但是能够有效避免浸-轧法普遍存的底料水渍污染问题,因此是一种十分理想的绣品抗起毛整理工艺。

2.1.2 不同整理工艺对刺绣底料的影响
由图2可知,毛笔法工艺整理后绣品的底料丝束纤维表面光滑,纤维与纤维之间界限清晰;浸-轧法工艺整理的绣品底料,因为整理剂的渗入和固化,在丝束表面及丝线交织处形成明显黏附,导致纤维束硬化和滑移困难,进而导致刺绣整体手感变得硬涩。这也与表2中浸-轧法手感较毛笔法更容易硬涩的结果相吻合。

2.2 不同整理剂质量分数对绣线纤维影响
2.2.1 不同整理剂质量分数对绣线纤维表面影响
由图3可知,绣线纤维原样表面较为光滑,纤维之间呈现较为明显的分离状态。绣品经不同质量分数整理剂整理后,会在绣线纤维表面附着形成高分子膜,且随着整理剂质量分数的增大,成膜愈加明显。当整理剂质量分数低于0.6%时,纤维表面固化而成的膜较为均匀,纤维与纤维之间的黏合较少,纤维之间呈现较为分离的状态。当整理剂质量分数超过0.8%后,纤维与纤维之间的黏结明显增多,抱合形成纤维束的状态,导致纤维之间的滑移困难,手感愈加硬涩。这与表2绣品手感硬涩的结果相对应。

2.2.2 不同整理剂质量分数对刺绣抗起毛性能影响
由图4可知,经过1 000次摩擦后,绣品的起毛状况随着整理剂质量分数的升高而呈现改善的趋势。这是由于随着整理剂质量分数的增加,丝纤维表面的成膜状况愈加明显,且纤维束的抱合程度不断加大,起毛测试时发生丝纤维断裂的难度加大。这与表2中抗起毛性能测试结果相对应。文献[8]报道真丝织物单丝束经水溶性聚合物整理后聚集度提高,拉伸强度增强,耐摩擦能力明显改善。分析原因是水溶性聚合物分子结构中含有较多羟基,能与蚕丝纤维中的羟基、酰胺基等形成稳定的氢键结合,约束了单丝束的散开和起毛。Wu Ziying等[11]用丝素蛋白(SF)/乙二醇二缩水甘油醚(EGDE)整理体系对老化真丝织物进行加固,处理后的人造老化真丝织物的力学性能有了很大的提高,深入研究发现在固结过程中,化学反应和薄膜附着力都是提高力学性能的主要原因。

2.3 洗涤对绣品抗起毛的影响
2.3.1 洗涤对绣品抗起毛性能的影响
由表3可知,抗起毛整理后的绣品,在洗涤1～3次后与未洗涤原样的抗起毛性能无明显差异,都为2级;洗涤4次和5次的抗起毛整理绣品的抗起毛性能降为1级,绣品的抗起毛性能整体随着洗涤次数的增加呈现降低的趋势。
由图5可知,洗涤1～3次的绣品表面纤维的膜状物基本保持原先的完好状态,并未出现明显的破损;洗涤4次和5次的绣品表面纤维上的膜状物也未出现明显破损,但是在纤维与纤维间的薄膜状物出现了一定的损伤,这可能是由于洗涤时绣品受到外力作用,纤维之间的滑移力使得薄膜状物受力损伤,也有可能是膜状物中聚合度不高、相对分子质量较小的物质溶出导致。结合表3来看,水溶性聚合物整理剂的成膜稳定,耐洗性较好,洗涤次数3次以内对绣品的抗起毛性能无明显影响,随着洗涤次数增加绣品的抗起毛性能呈现降低的趋势,但是降低的速率较为缓慢。

2.4 皂荚胶对抗起毛刺绣产品后续维护分析
皂荚中的半乳甘露聚糖等水溶性植物成分对质量分数为0.6%整理剂A整理过的刺绣样品进行喷雾整理后,能够在绣线纤维表面的高分子膜上再次成膜,且随着植物胶质量分数的增加,成膜愈加明显。质量分数0.1%条件下,皂荚胶在纤维高分子膜表面的二次成膜并不连续和完整,纤维上有部分凸起现象;质量分数0.2%条件下,皂荚胶在纤维高分子膜表面的二次成膜连续且均匀,纤维之间的黏合现象并未明显加剧;质量分数超过0.3%后,纤维之间的成膜和黏合明显加剧,导致绣品手感硬涩。
综合考虑,选择0.2%质量分数的皂荚胶对抗起毛整理过的绣品进行二次整理,从而在绣品表面形成对人体皮肤亲和性更好的天然植物成分皂荚胶膜。此外,二次形成的膜还能对绣品纤维表面一次整理形成的高分子膜进行保护,增强绣品抗起毛性能的持久性。
天然植物成分皂荚胶等形成的膜,经洗涤后较容易水溶,因此本文在产品包装中附带有小瓶皂荚胶/瓜尔胶保护剂,用户可在刺绣产品洗涤后,喷雾到绣品表面,用熨斗熨干即可。

3 结 论
经过优化的整理工艺和整理剂对刺绣产品整理后,能够在刺绣纤维表面形成较好的膜状结构,增加了纤维的抱合程度,改善了刺绣产品的抗起毛性能。同时,该整理工艺和整理剂的合理运用,能够保证整理后刺绣产品的柔软特质在能够接受的范围内,绣品的色差较小、外观无明显变化。因此,本文所述整理剂、整理工艺及抗起毛检测评价方法在刺绣抗起毛方面具备一定的应用前景。