彈力牛仔面料紫外光光固化無醛壓皺整理

田 磊，甘厚磊，楊小玲，易長海,

(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)

彈力牛仔面料紫外光光固化無醛壓皺整理

田 磊1，甘厚磊2，楊小玲2，易長海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)

文章采用無醛1,2,3,4-丁烷四羧酸(BTCA)為壓皺樹脂、次亞磷酸鈉(SHP)為催化劑、納米Ag/TiO2為紫外光復(fù)合光催化劑等，制備牛仔面料用無醛壓皺整理劑，并將該整理劑用紫外光光固化工藝對彈力靛藍染色牛仔面料進行壓皺整理。討論了BTCA的用量、納米Ag/TiO2的用量、紫外光照射時間對牛仔織物的折皺回復(fù)角、斷裂強力的影響，探討壓皺整理的最佳工藝。

BTCA；彈力牛仔；壓皺整理；折皺回復(fù)角

牛仔服裝的風(fēng)格是依靠牛仔制作工序中的一個重要工序—洗水工序完成的，而壓皺就是其中的一個重要環(huán)節(jié)[1-3]。目前用于牛仔服裝壓皺整理的工藝大多數(shù)為浸泡、高溫處理，不僅污染嚴重還浪費能源，而采用2D樹脂整理存在甲醛釋放的問題[4-7]。

紫外光固化技術(shù)具有耗能低、效率高、對環(huán)境污染小、化學(xué)穩(wěn)定性好及適用性廣等特點[8-10]。本文采用無甲醛整理劑多元羧酸BTCA來替代2D樹脂，采用高壓局部噴射與紫外光光固化工藝替代傳統(tǒng)的浸漬與高溫固化工藝，以期實現(xiàn)牛仔服裝無醛壓皺節(jié)能環(huán)保新工藝。

1 實驗部分

1.1 原料及試劑

彈力靛藍牛仔布(含3%的氨綸)：廣東省均安牛仔服裝研究院提供；丁烷四羧酸(BTCA)，次亞磷酸鈉(SHP)，納米Ag/TiO2(粒徑為10 nm)，氫氧化鈉，以上均為分析純；滲透劑JFC(工業(yè)級)。

1.2 牛仔織物壓皺整理

1.2.1 壓皺整理液的制備

稱取一定量的BTCA，SHP，納米Ag/TiO2、滲透劑JFC溶于一定量的去離子水中，攪拌均勻，然后采用超聲波設(shè)備進行分散，制得乳白色樹脂整理液。

1.2.2 牛仔面料的壓皺整理

采用巖田ALG-7手動高壓噴槍將自制好的整理液均勻地噴涂到退過漿的彈力牛仔布上，然后再用軋車軋使得軋余率為90%，在65℃的烘箱中預(yù)烘5 min，除去牛仔布表面流動的水分，放在紫外燈下照射一定時間，最后皂洗(2 g/L的Na2CO3，浴比1∶20，30℃下攪拌15 min)、漂洗、烘干、測試。

1.3 分析與表征

整理前后彈力牛仔布折皺回復(fù)性能測定：參照GB/T 3819-1997《紡織品織物折痕回復(fù)性的測定回復(fù)角法》中的垂直法，采用YG[B]541D-Ⅱ型全自動數(shù)字式織物折皺彈性儀對測試整理后牛仔布的折皺回復(fù)角,以經(jīng)加緯表示(經(jīng)、緯向各測定5次取平均值)。

整理前后彈力牛仔布拉伸強力測定：參照GB/T 3923.1-1997《紡織品織物拉伸性能第1部分:斷裂強力和斷裂伸長率的測定條樣法》，采用YG065H萬能試驗機測試整理后的牛仔布的拉伸性能，經(jīng)緯各測5次，取平均值。

整理前后彈力牛仔布透氣性能測定：參照GB/T5453-1997《紡織品織物透氣性的測定》，采用YG(B)461D數(shù)字式織物透氣量儀測試整理后的彈力牛仔布的透氣性能，孔徑為20 mm，正反面各測10次，取平均值。

2 結(jié)果與討論

2.1 BTCA濃度對彈力牛仔布整理效果的影響

圖1和圖2分別為BTCA濃度對彈力牛仔面料折皺回復(fù)角和拉伸強力的影響。其中SHP濃度為BTCA濃度的60%，光催化劑納米Ag/TiO2中Ag的體積百分含量為2%、乳液TiO2的體積百分含量為15%，滲透劑1 g/L，光照時間為15 min。

圖1 BTCA的濃度對彈力牛仔面料折皺回復(fù)角的影響

圖2 BTCA的濃度對彈力牛仔面料拉伸斷裂強力的影響

由圖1可知，彈力牛仔織物的藍、白色面的折皺回復(fù)角值均隨BTCA的濃度的增加而增加。當(dāng)BTCA的濃度為125 g/L時，牛仔織物藍色面的折皺回復(fù)角值為201.8°，牛仔織物的白色面的折皺回復(fù)角值為173.2°，相對于空白樣分別增加了3.5%、4.3%，增幅不是很明顯。但是，相對于以乳液粉狀納米TiO2作為光催化劑、噴涂樹脂的工藝所得到的最大折皺回復(fù)角值(184.9°)來說，則是具有8.4%的增幅。這說明，相對于BTCA的用量來說，納米Ag/TiO2的催化效率更能提高壓皺的效果。

由圖2可知，彈力牛仔織物的經(jīng)、緯向的拉伸斷裂強力均隨著BTCA的濃度的增加而出現(xiàn)先增加后減小的趨勢。當(dāng)BTCA的濃度為75 g/L時，經(jīng)向的拉伸斷裂強力達到最大，為1134.3 N，增幅為5.9%；此時，緯向的拉伸斷裂強力也達到最大，為805.3 N，增幅為10.4%。由此看出，BTCA的濃度對經(jīng)向拉伸斷裂強力的影響要比緯向的小。綜合BTCA對牛仔織物折皺回復(fù)角及拉伸斷裂強力兩者的影響考慮，取BTCA的濃度為75 g/L。

2.2 復(fù)合光催化劑中納米Ag濃度對彈力牛仔面料整理效果的影響

圖3和圖4分別為復(fù)合光催化劑中納米Ag的濃度對彈力牛仔面料折皺回復(fù)角和拉伸強力的影響。其中BTCA的濃度為75 g/L，SHP濃度為45 g/L，乳液TiO2的體積百分含量為15%，滲透劑1 g/L，光照時間為15 min。

圖3 復(fù)合光催化劑中納米Ag的濃度對彈力牛仔面料折皺回復(fù)角的影響

由圖3可知，彈力牛仔織物的折皺回復(fù)角隨著催化體系中納米Ag所占的體積百分比的增加而出現(xiàn)先增后減的趨勢。當(dāng)催化體系中納米Ag所占的體積百分比為2%時，彈力牛仔織物的藍色面的折皺回復(fù)角值達到最大，為201.5°。而織物白色的折皺回復(fù)角則在催化體系中納米Ag所占的體積百分比為3%時達到最大，為169.5°。

圖4 復(fù)合光催化劑中納米Ag的濃度對彈力牛仔面料拉伸斷裂強力的影響

由圖4可知，催化體系中納米Ag所占的體積百分比的增加，彈力牛仔織物的拉伸斷裂強力出現(xiàn)先增后減的趨勢。當(dāng)納米Ag所占的體積百分比為3%時，牛仔織物的徑向的拉伸斷裂強力達到最大，為1171.3 N；當(dāng)納米Ag所占的體積百分比為2%時，織物的緯向的拉伸斷裂強力達最大，為735.5 N，增減幅分別為8%、7.7%。綜合壓皺效果、機械性能損失及成本因素考慮，取催化體系中納米Ag所占的體積百分比為2%為宜。

2.3 紫外光照射時間對彈力牛仔面料整理效果的影響

圖5和圖6分別為紫外光光照時間對彈力牛仔面料折皺回復(fù)角及拉伸斷裂強力的影響。其中BTCA的濃度為75 g/L，SHP的濃度為45 g/L，催化劑納米Ag/TiO2中Ag的體積百分含量為2%、乳液TiO2的體積百分含量為15%，滲透劑1 g/L。

圖5 紫外光光照時間對彈力牛仔面料折皺回復(fù)角的影響

由圖5可知，對于彈力牛仔面料的藍色面而言，其折皺回復(fù)角隨著紫外光照射時間的增加而先增后減，在光照時間為10 min時達到最大值，為205.7°。當(dāng)光照時間為20 min時，折皺回復(fù)角降為193.9°，降幅為5.7%，說明光照時間的延長對交聯(lián)度的影響不是很大。對于牛仔面料的白色面而言，其折皺回復(fù)角隨著紫外光照射時間的增加而先減后增，在光照時間為5 min時折皺回復(fù)角為最大，174.4°，說明紫外光對牛仔面料還是有一定的損傷的。

由圖6所知，隨著紫外光照時間的增加，彈力牛仔面料的經(jīng)、緯向的拉伸斷裂強力均呈下降趨勢。當(dāng)紫外光照射時間為20 min時，織物經(jīng)向拉

圖6 紫外光光照時間對彈力牛仔面料拉伸斷裂強力的影響

伸斷裂強力最小，為1111.3 N，降幅為18.9%。當(dāng)紫外光照射時間為25 min時，織物緯向的拉伸斷裂強力最小，為3.8%。紫外光對經(jīng)向拉伸斷裂強力的影響要大于對緯向的拉伸斷裂強力的影響。綜合壓皺效果、強力損失等因素考慮，取紫外光照射時間為10 min為宜。

2.4 整理后對彈力牛仔面料K/S值和透氣性的影響

表1為整理前后彈力牛仔面料K/S值和透氣性。其中整理工藝條件為：BTCA的濃度為75 g/L、SHP濃度為45 g/L，Ag/TiO2(其中Ag的體積百分含量為2%、乳液TiO2的體積百分含量為15%)、滲透劑1 g/L、紫外光光照時間為10 min，用高壓噴槍噴涂。

表1 整理前后彈力牛仔面料K/S值和透氣性

由表1可知，整理前后彈力牛仔面料的K/S值略有增加，透氣性有所降低，但影響均比較小，能夠符合織物整理劑的基本要求。

3 結(jié)論

3.1 彈力牛仔面料的紫外光固化壓皺整理的優(yōu)化工藝條件為：BTCA的濃度為75 g/L，SHP的濃度為 45 g/L，催化劑納米Ag/TiO2中Ag的體積百分含量為2%、乳液TiO2的體積百分含量為15%，滲透劑1 g/L，采用高壓噴涂方式，紫外光照射時間為10 min。

3.2 彈力牛仔面料經(jīng)整理前后，折皺性能得到較大改善，斷裂強力下降不明顯，透氣性略微下降，顏色基本沒有變化，能夠滿足服用要求。

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Research on Modification of Crumpling Treatment on Elastic Denim

TianLei1，GanHoulei2，YangXiaoling2，YiChanghai1，2

(1.Guangdong Jun＇an Jeans Institute，F(xiàn)oshan 528329，China； 2.Wuhan Textile University，Wuhan 430073，China)

Formaldehyde free crumpling finishing agent to denim was prepared by the 1，2，3，4-butane tetracarboxylic acid (BTCA) as crumpling resin,sodium hypophosphite (SHP) as catalyst,and nanometer Ag/TiO2as UV optical composite photocatalyst,and the UV wrinkle finishing process was used to treat elastic blue denim. The effects of concentration of BTCA and nanometer Ag/titanium dioxide(TiO2),UV irradiating time were analyzed for the wrinkle recovery angle and the breaking strength of the denim. And the optimal process conditions were studied.

BTCA;stretch denim;crumpling treatment;wrinkle recovery angle

2014-10-30

田 磊(1983—)，男，湖北黃岡人，工程師。

TS101.3

B

1009-3028(2015)01-0010-04