后處理工藝對(duì)純棉牛仔面料力學(xué)性能的影響

田 磊，鄭曉靜，龍 丹，易長(zhǎng)海1,

(1.廣東省均安牛仔服裝研究院,廣東 佛山 528329;2.武漢紡織大學(xué),湖北 武漢 430073;3.廣東華紡紡織品檢測(cè)技術(shù)服務(wù)中心,廣東 佛山 528329)

后處理工藝對(duì)純棉牛仔面料力學(xué)性能的影響

田 磊1,3，鄭曉靜2，龍 丹2，易長(zhǎng)海1,2

(1.廣東省均安牛仔服裝研究院,廣東 佛山 528329;2.武漢紡織大學(xué),湖北 武漢 430073;3.廣東華紡紡織品檢測(cè)技術(shù)服務(wù)中心,廣東 佛山 528329)

文章探討了堿絲光處理和酵素洗水、高錳酸鉀漂洗、樹脂壓皺整理三種后水洗方法，在不同工藝條件下對(duì)三種不同厚度純棉牛仔面料(11.70、8.64、4.24oz)水洗后力學(xué)性能的影響。

牛仔面料；水洗工藝；撕破強(qiáng)力；斷裂強(qiáng)力

牛仔服裝的洗滌后整理技術(shù)是牛仔服裝生產(chǎn)過(guò)程中的最后工藝階段，也是整個(gè)牛仔服裝后整理的技術(shù)核心，它直接關(guān)系著牛仔服裝的外觀、風(fēng)格、品質(zhì)和價(jià)值。經(jīng)過(guò)前期的紡紗、染色等工藝形成的僅僅是半成品牛仔，而后整理技術(shù)是牛仔服裝風(fēng)格形成的關(guān)鍵，牛仔服裝的時(shí)尚、立體、“懷舊”都是通過(guò)各種后整理工藝達(dá)到的[1]。本文選擇三種不同厚度牛仔布，探討最易導(dǎo)致其力學(xué)性能下降的后處理環(huán)節(jié)的各項(xiàng)工藝參數(shù)，為牛仔服裝生產(chǎn)質(zhì)量控制提供理論指導(dǎo)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 原料及試劑

靛藍(lán)純棉牛仔面料:硅油，雙氧水，纖維素酶，防染鹽，碳酸氫鈉，磷酸，草酸，碳酸鈉，滲透劑JFC，2D樹脂,氫氧化鈉，高錳酸鉀。

1.2 實(shí)驗(yàn)步驟

1.2.1 牛仔面料退漿[2]

準(zhǔn)備樣品(40 cm×70 cm)，將牛仔面料浸入80℃的退漿液中(洗水設(shè)備)20 min，然后清水洗滌，烘干；過(guò)硅油2 min(硅油50 g，水1.6 L)，烘干(75℃，15 min)。退漿液配方：氫氧化鈉3 g/L，30%雙氧水2 g/L。

1.2.2 牛仔面料的后期處理

(1)絲光：將牛仔面料放入70℃，100 g/L燒堿中10 s，然后放入絲光溶液中(絲光滲透劑：2 g/L)，之后用2 g/L冰醋酸中和，清水沖洗，烘干后面料pH值調(diào)至6～8。

(2)酵洗：將面料浸入45℃酵液中(酵素粉100 g，防染劑100 g，水60 L)，洗滌(為保證酶活性，洗滌前溶液pH值調(diào)至5～7)清水沖洗，甩干；過(guò)硅油2 min(硅油50 g，水1.6 L)，烘干。

(3)錳漂：將面料浸入40℃錳漂液中，然后在70℃草酸溶液中清洗5 min后烘干。其中錳漂配方：高錳酸鉀為20 g/L，磷酸10 g/L。

(4)2D樹脂整理：將面料浸入33℃整理液中(滲透劑2 g/L)取出平鋪，并瀝去多余溶液，烘干。

1.3 分析與表征

牛仔面料撕破強(qiáng)力的測(cè)定：采用CMT6503萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)，根據(jù)GB/T 3917.1—2009《紡織品 織物撕破性能 第1部分：撕破強(qiáng)力的測(cè)定 沖擊擺錘法》[3]。

牛仔面料拉伸斷裂強(qiáng)力的測(cè)定：采用CMT6503萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)，根據(jù)GB/T 3923.1—1997《紡織品 織物拉伸性能 第1部分：斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長(zhǎng)率的測(cè)定 條樣法》[4]。

2 結(jié)果與討論

2.1 堿絲光對(duì)三種純棉牛仔面料力學(xué)性能的影響

2.1.1 氫氧化鈉濃度對(duì)三種純棉面料力學(xué)性能的影響

由圖1(a)可知，不同氫氧化鈉濃度絲光后，A、B、C三種純棉牛仔面料的經(jīng)緯向撕破強(qiáng)力均有不同程度的下降。這可能是因?yàn)槊蘩w維的雜質(zhì)和缺陷被融掉，整體的撕破強(qiáng)力下降；但是當(dāng)氫氧化鈉的濃度大于150 g/L的時(shí)候，其撕破強(qiáng)力又有不同程度增加或減少，這可能是因?yàn)樵诟邼舛葰溲趸c溶液中天然棉纖維溶脹，纖維內(nèi)部的分子發(fā)生重排作用，纖維的韌性增加的原因。由圖1(b)可知，A和B牛仔面料經(jīng)向斷裂強(qiáng)力均明顯增加，這可能是因?yàn)樵诟邼舛葰溲趸c溶液中天然棉纖維溶脹，纖維橫截面變得規(guī)則，更有利于斷裂強(qiáng)力增加。而C牛仔面料斷裂強(qiáng)力變化不明顯，因?yàn)楦邼舛鹊膲A溶液在增加纖維取向度和結(jié)晶度的同時(shí)，也更容易破壞薄牛仔面料的纖維結(jié)構(gòu)。

表1 三種純棉牛仔面料的力學(xué)性能及標(biāo)準(zhǔn)要求

注：A—11.70oz；B—8.64oz；C—4.24oz；經(jīng)向—W；緯向—Z

圖1 氫氧化鈉濃度對(duì)三種純棉牛仔面料力學(xué)性能的影響注：絲光時(shí)間t=120 s；絲光溫度T=30 ℃

2.1.2 堿絲光時(shí)間對(duì)三種純棉牛仔面料力學(xué)性能的影響

由圖2(a)可知，隨著絲光時(shí)間的增加，A、B、C三種純棉牛仔面料的經(jīng)緯向撕破強(qiáng)力均有不同程度的下降。這可能是因?yàn)槊蘩w維的雜質(zhì)和缺陷被融掉，整體的撕破強(qiáng)力下降；但是當(dāng)絲光時(shí)間大于120 s時(shí)，A、B兩種面料的撕破有不同程度提升，而C面料的則基本都處于下降的趨勢(shì)，這說(shuō)明絲光時(shí)間長(zhǎng)對(duì)輕薄型面料更不利。由圖2(b)可知，A和B純棉牛仔面料經(jīng)向斷裂強(qiáng)力明顯增加。A、B牛仔面料緯向斷裂強(qiáng)力和C牛仔面料經(jīng)緯向斷裂強(qiáng)力幾乎沒(méi)有變化，說(shuō)明當(dāng)絲光濃度為200 g/L，T=30℃時(shí)，絲光240 s對(duì)斷裂強(qiáng)力幾乎沒(méi)有降低的影響。

圖2 絲光時(shí)間對(duì)三種純棉牛仔面料力學(xué)性能的影響注：絲光濃度200 g/L；絲光溫度T=30℃

2.1.3 堿絲光溫度對(duì)三種純棉面料力學(xué)性能的影響

由圖3(a)可知，在10～50 ℃的溫度條件下，三種面料的撕破強(qiáng)力均有不同程度的下降，但是在10℃時(shí)面料A的撕破強(qiáng)力有較小程度的提升，這說(shuō)明在較低溫條件下對(duì)較厚面料有利。而在30℃溫度下，絲光處理對(duì)面料的撕破強(qiáng)力最不利。由圖3(b)可知，A、B面料的經(jīng)向斷裂強(qiáng)力的均增加，而C面料的經(jīng)向和緯向斷裂強(qiáng)力均減小，這說(shuō)明對(duì)于較薄的牛仔面料絲光對(duì)其斷裂強(qiáng)力的保持是十分不利的；同時(shí)可知絲光溫度的變化對(duì)A、B面料的緯向斷裂強(qiáng)力影響不大。

圖3 絲光溫度對(duì)三種純棉牛仔面料力學(xué)性能的影響注：絲光時(shí)間t=120 s；絲光濃度200 g/L

2.2 酵素洗水對(duì)三種純棉牛仔面料力學(xué)性能的影響

2.2.1 纖維素酶濃度對(duì)三種純棉牛仔面料力學(xué)性能的影響

由圖4(a)可知，對(duì)A、B、C三種不同厚度的牛仔面料，總體變化趨勢(shì)是隨著酵素濃度的增加，其對(duì)面料撕破強(qiáng)力不斷變小，這可能是因?yàn)榻退貙?duì)纖維損傷的程度隨其濃度增加而增加的緣故；但是當(dāng)酵素濃度超過(guò)4 g/L的時(shí)候，卻出現(xiàn)了一個(gè)回升的現(xiàn)象，這可能是隨著紗線表面的纖維逐漸被酵素反應(yīng)掉后，出現(xiàn)一個(gè)織物結(jié)構(gòu)變密集而使得其撕破強(qiáng)力變大的原因。由圖4(b)可知，三種不同面料的斷裂強(qiáng)力隨著酵素濃度的提升，均有不同程度的下降，并且基本是酵素濃度越大斷裂強(qiáng)力越低的趨勢(shì)。

圖4 纖維素酶濃度對(duì)三種純棉牛仔面料力學(xué)性能的影響

2.2.2 酵素洗水時(shí)間對(duì)三種純棉牛仔面料力學(xué)性能的影響

由圖5(a)可知，三種純棉牛仔面料隨著酵洗時(shí)間的延長(zhǎng)，經(jīng)緯向撕破強(qiáng)力整體呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，這可能是因?yàn)榻退叵此臅r(shí)間越長(zhǎng)纖維的損傷越厲害。由圖5(b)可知，A、B面料隨酵洗水時(shí)間延長(zhǎng)，經(jīng)向斷裂程下降趨勢(shì)；而C面料及A、B面料的緯向斷裂強(qiáng)力則有所增加，但變化幅度不大。總之酵素洗水對(duì)面料力學(xué)性能影響不大，這主要是因?yàn)榻退氐南此饔弥皇莿兊艏喚€表面的小部分纖維，反應(yīng)比較溫和。

2.3 高錳酸鉀洗水對(duì)三種純棉牛仔面料力學(xué)性能的影響

2.3.1 高錳酸鉀濃度對(duì)三種純棉牛仔面料力學(xué)性能的影響

由圖6可知，三種純棉牛仔面料經(jīng)錳漂后，撕破強(qiáng)力和斷裂強(qiáng)力均顯著下降趨勢(shì)。同時(shí)由表2可知，在高錳酸鉀的濃度超過(guò)50 g/L的時(shí)候，B面料的緯向撕破強(qiáng)力為12.41 N，低于標(biāo)準(zhǔn)值；而當(dāng)高錳酸鉀的濃度超過(guò)30 g/L的時(shí)候，C面料的經(jīng)、緯向撕破強(qiáng)力均低于標(biāo)準(zhǔn)值13 N和10 N。同時(shí)在高錳酸鉀的濃度超過(guò)40 g/L和50 g/L的時(shí)候，B面料的經(jīng)向和緯向斷裂強(qiáng)力，以及C面料的緯向

和經(jīng)向斷裂強(qiáng)力均在標(biāo)準(zhǔn)值之下。這可能是因?yàn)楦咤i酸鉀具有強(qiáng)氧化性，其酸性環(huán)境中氧化性增加，酸性高錳酸鉀在漂白牛仔面料的同時(shí)，對(duì)纖維也有很大破壞，因此面料的力學(xué)性能均受到嚴(yán)重破壞。并且牛仔面料越薄，受損程度越大，出現(xiàn)經(jīng)緯向撕破強(qiáng)力就不滿足牛仔服裝行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求。

圖5 酵素洗水時(shí)間對(duì)三種純棉牛仔面料力學(xué)性能的影響注：酵素濃度3 g/L；酵素洗水溫度T=45 ℃

2.3.2 錳漂時(shí)間對(duì)三種純棉牛仔面料力學(xué)性能的影響

由圖7可知，隨著錳漂時(shí)間的延長(zhǎng)，三種純棉牛仔面料的經(jīng)緯向撕破強(qiáng)力和斷裂強(qiáng)力逐漸下降。而且從表3可知，對(duì)于面料A，當(dāng)錳漂時(shí)間大

于30 min和10 min時(shí)，其經(jīng)向和緯向的撕破強(qiáng)力和斷裂強(qiáng)力均低于標(biāo)準(zhǔn)要求值；而面料B，當(dāng)錳漂時(shí)間大于40 min時(shí)，經(jīng)緯向撕破強(qiáng)力均低于標(biāo)準(zhǔn)值，當(dāng)錳漂時(shí)間大于30 min時(shí)，經(jīng)緯向斷裂強(qiáng)力均低于標(biāo)準(zhǔn)值；對(duì)于面料C，當(dāng)錳漂時(shí)間大于20 min，經(jīng)緯向撕破強(qiáng)力和緯向斷裂強(qiáng)力均低于標(biāo)準(zhǔn)值，而經(jīng)向斷裂強(qiáng)力在錳漂時(shí)間大于50 min時(shí)為126.31 N，即小于標(biāo)準(zhǔn)值150 N。由此可知，隨著錳漂延長(zhǎng)，對(duì)紗線的損傷增加，而且對(duì)于較厚的A面料損傷程度最大。這可能是因?yàn)殡S著處理時(shí)間的增加，高錳酸鉀的作用約充分，導(dǎo)致較厚面料同樣損傷嚴(yán)重的緣故。

圖6 高錳酸鉀濃度對(duì)三種純棉牛仔面料力學(xué)性能的影響注：錳漂時(shí)間t=30 min；錳漂溫度T=40℃

濃度(g/L)01020304050撕破強(qiáng)力(N)AW56.1539.5936.9929.1319.0416.23Z28.1920.1417.7312.6711.1410.57BW55.7328.3022.6518.8518.2916.62Z39.0521.4919.2114.6014.5912.41CW24.8216.3714.6010.768.687.86Z19.6113.1311.839.098.516.69斷裂強(qiáng)力(N)AW1041.82588.21539.94319.65255.06237.57Z500.81389.06354.45237.17177.37136.62BW1039.32445.67402.41350.21272.70194.25Z450.89280.53244.86199.71173.65134.55CW439.15319.43280.14230.19172.16126.04Z319.11234.1204.22175.07126.386.92

圖7 錳漂時(shí)間對(duì)三種純棉牛仔面料物理性能的影響注：錳漂濃度15 g/L；錳漂溫度T=40℃

2.4 2D樹脂壓皺對(duì)三種純棉牛仔面料力學(xué)性能的影響

2.4.1 樹脂濃度對(duì)三種純棉牛仔面料力學(xué)性能的影響

如圖8所示，樹脂處理后，三種面料的經(jīng)緯向撕破強(qiáng)力和斷裂強(qiáng)力整體出現(xiàn)下降趨勢(shì)。這可能是因?yàn)闃渲瑢?duì)紗線的包覆作用而使得纖維變粗，數(shù)量變小，導(dǎo)致其力學(xué)性能下降，但是其均在標(biāo)準(zhǔn)

要求合格范圍之內(nèi)。如圖8(a)所示，在樹脂濃度處于100～150 mL/L之間時(shí)，三種不同面料撕破強(qiáng)力有不同幅度的上升，而超過(guò)此濃度時(shí)候又出現(xiàn)不同程度的上升和下降。這說(shuō)明樹脂濃度和紗線的經(jīng)緯密度、紗號(hào)等都會(huì)對(duì)其撕破強(qiáng)力的變化有所影響。而對(duì)于斷裂強(qiáng)力，不同厚度面料對(duì)樹脂濃度的變化關(guān)系各不相同。

圖8 樹脂濃度對(duì)三種純棉牛仔面料力學(xué)性能的影響

力學(xué)性能(N)01020304050撕破強(qiáng)力(N)AW56.1530.9025.3616.6414.3412.58Z28.1915.6213.2811.4510.829.9BW55.7326.1724.9717.9412.9112.58Z39.0522.6521.0214.0612.0211.02CW24.8214.5712.019.879.278.56Z19.6112.418.137.896.467.13斷裂強(qiáng)力(N)AW1041.82458.78443.22291.05210.48165.21Z500.81193.62164.05118.10115.9986.91BW1039.32301.68309.68252.12134.41155.85Z450.89231.48170.55118.7298.71100.21CW439.15293.52223.14187.81175.24126.31Z319.11205.83143.175123.7977.2596.44

圖9 烘干溫度對(duì)三種純棉牛仔面料力學(xué)性能的影響

2.4.2 烘干溫度對(duì)三種純棉牛仔面料力學(xué)性能的影響

由圖9(a)知，A面料隨著烘干溫度的升高，經(jīng)緯向撕破強(qiáng)力呈現(xiàn)先升高后下降的趨勢(shì)，當(dāng)烘干溫度T=150℃時(shí)，經(jīng)緯向撕破強(qiáng)力最大。B面料隨著烘干溫度的升高，經(jīng)緯向撕破強(qiáng)力逐漸下降，當(dāng)烘干溫度為160℃時(shí)，下降率高達(dá)50%；C面料也是隨著烘干溫度的增大，經(jīng)緯向撕破強(qiáng)力呈下降趨勢(shì)。如圖9(b)所示，樹脂處理后，隨著烘干溫度的升高，牛仔面料的斷裂強(qiáng)力均下降。

3 結(jié)論

3.1 不同厚度的牛仔面料，因?yàn)槠浼喬?hào)、經(jīng)緯密

度等條件的不同，在堿絲光、酵素洗、高錳酸鉀漂洗、2D樹脂整理等不同條件下，表現(xiàn)出不同的斷裂強(qiáng)力和撕破強(qiáng)力。

3.2 隨著絲光工藝中堿液濃度、絲光時(shí)間、絲光溫度的增加，撕破強(qiáng)度均有不同程度下降，而斷裂強(qiáng)力則隨堿液濃度、絲光時(shí)間的增加而有所上升，表明低溫堿絲光有利于牛仔面料力學(xué)性能。

3.3 酵素洗水時(shí)，三種面料的斷裂強(qiáng)力和撕破強(qiáng)力整體變化比較緩和；其中隨著酵素濃度升高，三種面料的斷裂強(qiáng)力呈整體變小趨勢(shì)。

3.4 高錳酸鉀漂洗工藝，因?yàn)槠鋸?qiáng)氧化性對(duì)牛仔面料的損傷比較大，對(duì)三種牛仔面料力學(xué)性能破壞均較大，甚至低于牛仔服裝行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。其中高錳酸鉀漂得時(shí)間越長(zhǎng)，其力學(xué)性能下降得越明顯，且緯向比經(jīng)向下降的更明顯。所以在實(shí)際生產(chǎn)中，應(yīng)綜合考慮高錳酸鉀的濃度和漂洗時(shí)間來(lái)確定錳漂的工藝，避免出現(xiàn)最終產(chǎn)品的不合格現(xiàn)象。3.5 樹脂壓皺處理后，三種純棉牛仔面料經(jīng)緯向撕破、斷裂強(qiáng)力均有不同程度的下降。其中樹脂烘干的溫度越高，其力學(xué)性能下降越明顯，特別是斷裂強(qiáng)力。綜合考慮樹脂濃度和烘干溫度參數(shù)，將有利于最佳工藝的選擇。

[1] 文水平.牛仔面料后整理技術(shù)與發(fā)展[J].紡織導(dǎo)報(bào), 2010,(10)：52—53.

[2] 姚繼明,賈佳.牛仔布的幾種退漿方法比較[J].印染, 2009,35(19):21.

[3] GB/T 3917.1—2009, 紡織品 織物撕破性能 第1部分: 撕破強(qiáng)力的測(cè)定沖擊擺錘法[S].

[4] GB/T 3923.1—1997, 紡織品 織物拉伸性能 第1部分: 斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長(zhǎng)率的測(cè)定 條樣法[S].

Effect of Mechanical Properties about Pure Cotton Denim by Post-processing

TianLei1，3,ZhengXiaojing2,LongDan2,YiChanghai1，2

(1.Guangdong Jun′an Jeans Institue,Foshan 528329,China;2.Wuhan Textile University,Wuhan 430073,China;3.Guangdong Huafang Textile Testing Service Center, Foshan 528329,China)

The effect of mechanical properties about three kinds of different thickness of cotton denim processed by alkali mercerization, washing by enzyme, rinsing by potassium permanganate, resin crumpling finishing were studied.

denim; washing; tearing strength; tensile strength

2015-03-05

田 磊(1983—)，男，湖北黃岡人，工程師。

TS101.8

A

1009-3028(2015)03-0012-06