基于靛藍(lán)紗的色織面料設(shè)計(jì)及水洗性能對比

王建萍， 郝赟， 朱晶晶， 黃芳

(1.東華大學(xué) 服裝與藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)院,上海 200051；2.濟(jì)達(dá)(上海)紡織品有限公司，上海 200122)

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基于靛藍(lán)紗的色織面料設(shè)計(jì)及水洗性能對比

王建萍1， 郝赟1， 朱晶晶1， 黃芳2

(1.東華大學(xué) 服裝與藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)院,上海 200051；2.濟(jì)達(dá)(上海)紡織品有限公司，上海 200122)

結(jié)合目前色織牛仔面料個(gè)性化、多樣化的發(fā)展趨勢，以水洗后整理為研究方向，將改進(jìn)后的酵素漂洗工藝應(yīng)用于面料的水洗后整理，開發(fā)出 5 款新型靛藍(lán)色織面料，分析靛藍(lán)色織面料水洗前后的性能變化規(guī)律及原理。結(jié)果表明，該新型靛藍(lán)色織面料具有色彩豐富、組織結(jié)構(gòu)多樣、可水洗等優(yōu)良特性，對企業(yè)新產(chǎn)品開發(fā)具有理論和實(shí)踐性的指導(dǎo)意義。

靛藍(lán)紗；工藝參數(shù)；水洗后整理；性能分析

色織牛仔面料是我國紡織行業(yè)中的傳統(tǒng)面料，以小批量多品種而著稱，且近幾年國內(nèi)外市場對色織牛仔布需求旺盛[1]。后整理的染色工藝作為色織牛仔面料設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)[2]，其水洗的方式很大程度影響到色織牛仔面料的仿舊效果[3]。

色織牛仔類面料的開發(fā)是基于牛仔紗的創(chuàng)新[4]，目前市面上出現(xiàn)的牛仔面料呈現(xiàn)多樣化趨勢，如新型的涂層色織牛仔布[5]，其水洗之后層次感強(qiáng)，花紋清晰，還能掩蓋牛仔布表面的一些瑕疵；植絨色織牛仔布[6]，降低了現(xiàn)有牛仔布的厚度，提高其柔軟度；一種亞麻棉彈力色織牛仔面料[7]，面料洗后緯向不褪色，且具有抗菌保健的作用。色織牛仔面料已經(jīng)由品種的單一化向多元化、個(gè)性化、時(shí)尚化方向轉(zhuǎn)變，且更加注重面料的舒適性和功能性。將改進(jìn)后的酵素漂洗工藝應(yīng)用于靛藍(lán)色織面料的水洗后整理，在一定程度上可以豐富牛仔及色織產(chǎn)品的種類，符合目前色織牛仔面料個(gè)性化、多樣化的發(fā)展趨勢。

1 基于靛藍(lán)紗的織物設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

靛藍(lán)色織面料的原理是指將色紗與靛藍(lán)(INDIGO)紗線相結(jié)合設(shè)計(jì)，因其含有靛藍(lán)紗的原因，后期通過水洗后整理可以達(dá)到牛仔的褪色泛舊效果。

1.1 織物規(guī)格的設(shè)計(jì)

在面料設(shè)計(jì)開發(fā)過程中，放樣試織是檢驗(yàn)設(shè)計(jì)的合理性及可實(shí)踐性的重要環(huán)節(jié)。因色織面料的生產(chǎn)工序較長，在面料放樣時(shí)，工廠生產(chǎn)的最少放樣量為20 m，進(jìn)行放樣及規(guī)格設(shè)計(jì)，文中面料的幅寬均為145/147 cm，選取5種不同組織的面料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，面料的具體規(guī)格見表1。

表1 面料規(guī)格設(shè)計(jì)

注：N為靛藍(lán)(INDIGO)染色紗線；C為普通的活性染料染色紗線，紗線成分均為全棉。

1.2 織物的色彩設(shè)計(jì)

文中面料設(shè)計(jì)主要來源于靛藍(lán)染色紗線的配合，所以面料的色彩設(shè)計(jì)主要采用以靛藍(lán)為主色調(diào)，結(jié)合以色相為基礎(chǔ)的色彩對比設(shè)計(jì)，采用富怡圖藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)織物效果進(jìn)行模擬，面料設(shè)計(jì)模擬效果如圖1所示。條格色織面料的設(shè)計(jì)，要考慮到色彩的空間混合效應(yīng)，滿足色紗配置的節(jié)奏平衡、漸變及調(diào)和等原則[8]；其次色紗或花式紗線的選擇使用都會(huì)對織物外觀產(chǎn)生影響，在對比色的應(yīng)用設(shè)計(jì)中，要盡量使用亮度及純度較低的對比色進(jìn)行配合，對比色的色塊面積配置盡可能選擇不對稱設(shè)計(jì)。

圖1 面料設(shè)計(jì)模擬Fig.1 Simulator diagram of the designed fabric

水洗對于牛仔產(chǎn)品而言已經(jīng)成為必不可少的一項(xiàng)后整理工藝，而后整理的褪色效果主要來源于靛藍(lán)紗。由于文中設(shè)計(jì)的面料色彩比普通牛仔面料豐富，所用紗線的線密度比普通牛仔面料的高，所以采取水洗比較緩和、對面料損傷較小、環(huán)保性高的酵素水洗工藝對5款靛藍(lán)色織面料進(jìn)行水洗后整理。

2 酵素水洗實(shí)驗(yàn)

2.1 酵素水洗工藝

酵素洗又名酶洗，是一種生物水洗方式。纖維素酶可以在一定的pH值和溫度下降解纖維，從而使靛藍(lán)染料及部分纖維脫落，達(dá)到褪色及去除表面附著纖維的目的，從而使面料獲得更加柔軟的手感。與石磨洗相比，酵素洗后的面料外觀更加細(xì)膩、手感更加柔軟、懸垂性更好。少量的纖維素酶可以代替數(shù)千克的浮石，從而減少浮石對衣服的損傷、對機(jī)器的損耗以及洗滌過程中產(chǎn)生的沙塵。也可以將酵素洗與石磨洗進(jìn)行組合應(yīng)用[8]，如先用浮石再用酵素，可以得到比較細(xì)膩的花紋效果；若先用酵素后用浮石，得到的花紋比較粗狂。也可以二者同時(shí)應(yīng)用，稱為酵素石磨洗[9]。

2.2 酵素水洗面料外觀效果

取表1中新開發(fā)的5款色織面料，在相同條件下進(jìn)行酵素水洗，待完全烘干后，分別將水洗前后的樣布放進(jìn)溫度為(21±2) ℃、相對濕度為65%±5%的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行調(diào)溫、調(diào)濕，48 h后測試其物理性能。

酵素水洗工藝為：將洗滌液的溫度控制在55 ℃左右(纖維素酶具有高的活性)，洗滌液中酵素粉及防染粉的質(zhì)量濃度為2 g/L，浴比 1∶10；酵素漂洗處理 60 min，加入 Na2CO3調(diào)節(jié)溶液pH值，使水洗溶液維持在pH=6.5～7 的環(huán)境下；此后在溫度為80 ℃條件下滅活， 15 min 后水洗、烘干[10-11]。

纖維素酶的褪色機(jī)理是將纖維素酶解成葡萄糖單體，使附著在纖維素上的色素隨纖維素的分解而脫落，最終達(dá)到面料褪色效果，靛藍(lán)色織面料酵素水洗前后外觀效果對比見表2。

表2 靛藍(lán)色織面料酵素水洗前后外觀效果對比

Tab.2 Contrast of the indigo yarn-dyed fabrics' appearance before and after the enzyme washing process

由表2可以看出，面料經(jīng)酵素水洗后，織物整體外觀呈泛舊效果，表面褪色溫和均勻，類似牛仔外觀，賦予織物更加休閑的特性，同時(shí)不同的組織織物的正反面效果對比程度也不一致，如樣布1、樣布5的面料織物正反面沒有明顯區(qū)別，而樣布2、樣布3、樣布4的正反面具有較明顯的外觀區(qū)別。這主要是由于復(fù)雜組織正反面的經(jīng)緯紗浮線長度不同，哪個(gè)方向的紗線在織物表面的浮線長就主要顯示哪種紗線的顏色。

3 酵素水洗對面料性能的影響

針對面料性能的影響，選取斷裂強(qiáng)度、撕破強(qiáng)力、洗水前后織物規(guī)格、織物透氣性、耐磨性5個(gè)方面進(jìn)行性能測試。

3.1 儀器

YG(B)141D型數(shù)字式織物厚度儀，溫州大隆紡織儀器有限公司制造；YG461E型織物透氣性測試儀，溫州際高檢測儀器有限公司制造；Y571B型摩擦色牢度儀，寧波紡織儀器廠制造；Instron 3365萬能材料試驗(yàn)機(jī)，理寶商貿(mào)上海有限公司制造。

3.2 測試方法

3.2.1 斷裂強(qiáng)力測定 參照標(biāo)準(zhǔn)GB/T3923.1—1997，評(píng)定依據(jù)ASTMD5035—2011；撕破強(qiáng)力參照標(biāo)準(zhǔn)GB/T3917.3—2009，評(píng)定依據(jù)ASTMD1424—2009。采用梯形式試樣進(jìn)行測定，每個(gè)試樣經(jīng)向及緯向各測定5次后求取平均值。

3.2.2 水洗前后尺寸變化的測定 參照標(biāo)準(zhǔn)GB/T23319.2—2009，評(píng)定依據(jù)AATCC135-2012 1-IVA(i)，水洗前在原面料上標(biāo)記100 mm×100 mm規(guī)格的正方形，測試水洗后經(jīng)緯向的尺寸變化。

3.2.3 織物厚度的測定 根據(jù)GB/T 3820—1997《織物厚度的測定》，采用數(shù)字式織物厚度儀進(jìn)行測定織物厚度；織物面密度的測定按照GB/T4669—2008進(jìn)行測量。

3.2.4 織物透氣性的測定 參照GB/T5453—1997《織物透氣性的測定》，采用織物透氣性測試儀測試織物的透氣性，壓力差設(shè)定為100 Pa，測試酵素水洗前后面料的透氣量，經(jīng)過測試校準(zhǔn)參數(shù)，選用3號(hào)噴嘴進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

3.2.5 耐摩擦色牢度測定 參照標(biāo)準(zhǔn)GB/T3920—2008，評(píng)定依據(jù)AATCC8—2013測定耐摩擦色率度，使用摩擦色牢度儀分別測量干摩和濕摩，每次測量摩擦循環(huán)為10次，去除標(biāo)準(zhǔn)摩擦布上的多余纖維，在YG982C標(biāo)準(zhǔn)光源設(shè)備中選取D65光源，將摩擦布與GB/T251—2008評(píng)定沾色用灰色標(biāo)準(zhǔn)樣卡進(jìn)行對比評(píng)級(jí)。

3.3 面料水洗前后斷裂強(qiáng)度及撕破強(qiáng)力對比

面料水洗前后斷裂強(qiáng)度和撕破強(qiáng)度分別如圖2和圖3所示。由圖2和圖3可以看出，經(jīng)酵素水洗后的5款靛藍(lán)色織面料，其斷裂強(qiáng)力和撕破強(qiáng)力均有不同程度的下降。由圖2可以看出，樣布4的經(jīng)緯向斷裂強(qiáng)力的下降程度均高于其他面料。由圖3可以看出，水洗前后經(jīng)向撕破強(qiáng)度均高于緯向；樣布1的撕破強(qiáng)度下降幅度均小于其他面料。雖然5款面料經(jīng)緯向撕破強(qiáng)力下降程度不一，但可以看出，水洗對組織最簡單的平紋面料(樣布1)影響最小，對復(fù)雜的斜紋面料(樣布5)影響最大。

造成上述織物強(qiáng)力變化的原因主要有以下兩種：

1)在機(jī)織物中，一般經(jīng)紗密度大于緯紗密度，經(jīng)向緊度大于緯向緊度，經(jīng)紗捻系數(shù)大于緯紗捻系數(shù)，在酵素水洗后整理過程中，纖維素酶與緯紗的接觸更充分， 致使緯紗的纖維斷裂比經(jīng)紗大， 所以在水洗后，緯向的斷裂強(qiáng)力及撕破強(qiáng)力的下降程度一般都比經(jīng)紗的下降程度大；此外由于在同一塊面料中一般經(jīng)向的紗線品質(zhì)高于緯向，所以經(jīng)紗承受酶作用的能力更高，強(qiáng)力損失較低。

2)紗線的斷裂強(qiáng)力與面料的撕破強(qiáng)力成正比關(guān)系，所以一般面料在水洗及后整理后，都會(huì)由于紗線強(qiáng)力的下降而影響到織物的物理機(jī)械性能。

(a)經(jīng)向

(b)緯向圖2 面料水洗前后斷裂強(qiáng)度變化Fig.2 Fracture strength changes of fabric before and after washing

(a)經(jīng)向

(b)緯向圖3 面料水洗前后撕破強(qiáng)度變化Fig.3 Tear strength changes of fabric before and after washing

3.4 面料水洗前后面密度、厚度、面料尺寸的變化

面料水洗前后面密度、厚度、尺寸變化數(shù)據(jù)見表3。三者的變化折線如圖4所示。由圖4可以看出，織物厚度變化與面密度增加率變化規(guī)律基本一致。面料厚度的變化主要是在酵素水洗等后整理中受到外界機(jī)械力以及助劑的作用，如水洗后整理的機(jī)械設(shè)備對面料的摩擦和揉搓變形、纖維素酶的分解，紗線吸濕后截面的膨脹變粗等；此外，面料在織造過程中，經(jīng)緯紗線在面料中呈現(xiàn)彎曲狀，使織物殘留有應(yīng)力，殘留應(yīng)力在水洗過程中得到釋放，導(dǎo)致紗線收縮，引起織物尺寸變化。

由于靛藍(lán)色織面料的經(jīng)緯紗線密度一般比較大，所以引起的尺寸變化相對更明顯，紗線收縮緊密，單位面積上的紗線增多，質(zhì)量增加。雖然在酵素水洗中，纖維素酶對纖維具有一定的分解作用，但是這種分解比較微觀，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于單位面積紗線質(zhì)量的影響程度，所以水洗后5款面料的面密度及面料厚度都有所增加。

此外，酵素水洗對靛藍(lán)色織面料耐磨性能影響不大，樣布4浮松類組織結(jié)構(gòu)疏松，水洗后的局部經(jīng)緯向收縮比例不等，致使表面產(chǎn)生較大的凹凸肌理，因此酵素水洗后的浮松組織面料總體尺寸變化明顯大于其他面料。

表3 面料水洗前后面密度、厚度、尺寸變化數(shù)據(jù)

圖4 面料水洗前后面密度、厚度、尺寸變化折線對比Fig.4 Weight, thickness, size data before and after washing

3.5 面料水洗前后透氣率變化

面料的透氣性是評(píng)價(jià)其舒適性的重要指標(biāo)。面料水洗前后透氣率變化如圖5所示。由圖5可以看出，經(jīng)酵素水洗后的5塊靛藍(lán)色織面料透氣率均有所降低，其中樣布4的透氣率下降幅度最低，這是因?yàn)闃硬?的組織結(jié)構(gòu)疏松，使得其透氣性能無論是在水洗前還是水洗后都優(yōu)于其他4塊組織面料。雖然樣布4的尺寸變化率最大，但由圖5可以看出其透氣性能的下降率并不高，說明組織結(jié)構(gòu)對透氣率的影響程度很大。根據(jù)水洗前后尺寸變化率曲線可以看出，樣布2和樣布5組織結(jié)構(gòu)的疏松程度相似，尺寸變化率高于樣布1和樣布3，所以其透氣性能的下降程度也是高于其他樣布。

圖5 面料水洗前后透氣率比較Fig.5 Permeability of the fabrics before and after washing

含靛藍(lán)紗線的靛藍(lán)色織面料在酵素水洗過程中，洗液中的纖維素酶會(huì)使紗線中的纖維素發(fā)生水解，面料表面的浮游纖維及絨毛也得以消除，織物手感變得柔軟光滑；同時(shí)織物在織造時(shí)的殘余應(yīng)力在水洗過程中也得到釋放，使得織物尺寸收縮，減小了紗線與紗線之間的間隙，織物變得更為緊密，導(dǎo)致透氣率下降，但對比普通的牛仔面料，5種靛藍(lán)色織面料更輕薄，所以靛藍(lán)色織面料的透氣性能比厚重的牛仔面料要優(yōu)良。

3.6 面料水洗前后耐摩擦色牢度的變化

紗線和面料的組織結(jié)構(gòu)決定了織物表面光滑程度及耐摩擦性能，因此也會(huì)影響織物的耐摩擦色牢度評(píng)級(jí)，實(shí)驗(yàn)中5種靛藍(lán)色織面料具有相同的紗線結(jié)構(gòu)，不同的組織結(jié)構(gòu)。5種面料水洗前后耐摩擦色率度比較見表1，由表4可以看出，酵素水洗后的面料較水洗前摩擦色牢度均有不同程度的提高，因此酵素水洗工藝可以明顯提高色織面料的耐摩擦性能，使之性能更為優(yōu)良。

表4 面料水洗前后耐摩擦色牢度比較

Tab.4 Rubbing fastness data of the fabrics before and after washing

編號(hào)狀態(tài)耐摩擦色牢度/級(jí)干磨濕磨樣布1水洗前3～42～3水洗后4～53～4樣布2水洗前41～2水洗后4～53～4樣布3水洗前3～41～2水洗后4～53樣布4水洗前42水洗后4～53樣布5水洗前41～2水洗后4～53

除此之外，在酵素水洗過程中，面料表面的紗線纖維在外界機(jī)械力的作用下不斷斷裂脫落，消除部分浮色，提高酵素水洗后面料的耐干摩擦色牢度。利用這種原理，在實(shí)際生產(chǎn)中，可以采用較低的捻度、疏松的紗線結(jié)構(gòu)，提高其水洗效率，改善水洗后面料的耐干摩擦色牢度。由表4可以看出，水洗后的面料耐摩擦色牢度優(yōu)于水洗前。另外，在濕摩擦性能上，纖維抱合力增強(qiáng)，加強(qiáng)了表面摩擦力，故其摩擦色牢度通常低于干態(tài)；同時(shí)，面料的組織也會(huì)對其色牢度產(chǎn)生影響，樣布2和樣布4分別為提花和浮松組織，水洗后織物表面凹凸感明顯，從而減少了實(shí)驗(yàn)中標(biāo)準(zhǔn)布與所測面料的接觸面，因此凹凸感強(qiáng)的織物與表面平滑的織物一樣具有良好的耐摩擦色牢度。

另外，活性染料與纖維可以形成較穩(wěn)定的共價(jià)鍵，使其染色紗線不論水洗前后，其耐摩擦色牢度都比較優(yōu)良，這也是在測量靛藍(lán)色織面料耐摩擦色牢度時(shí)，其標(biāo)準(zhǔn)樣布上只有靛藍(lán)色沾色的原因。

4 結(jié)語

通過對5種不同面料的組織進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得出結(jié)論如下：

1)通過色織成衣水洗的外觀主觀評(píng)價(jià)及對面料水洗前后性能變化的分析得出，靛藍(lán)色織相比普通的牛仔具有多種優(yōu)良的特性，如：色彩的豐富性、組織的多樣性、后期水洗的可創(chuàng)造性更強(qiáng)，同時(shí)面料的品質(zhì)感更高，輕薄程度更佳。

2)從組織、紗線、色彩及織物規(guī)格設(shè)計(jì)等角度全面探索了靛藍(lán)色織面料的設(shè)計(jì)開發(fā)路徑，并將改進(jìn)后的酵素水洗工藝應(yīng)用于靛藍(lán)色織面料的水洗后整理，在一定程度上可以豐富牛仔及色織產(chǎn)品的種類，符合目前色織牛仔面料的發(fā)展趨勢，對企業(yè)色織牛仔新品種的設(shè)計(jì)開發(fā)工作具有一定的指導(dǎo)意義，幫助企業(yè)節(jié)約開發(fā)成本，提高生產(chǎn)效率。

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(責(zé)任編輯：張雪，邢寶妹)

Design of the Yarn Dyed Fabric Based on the Indigo Yarn and Performance Pnalysis of Its Washing Properties

WANG Jianping1, HAO Yun1, ZHU Jingjing1, HUANG Fang2

(1.Fashion and Design Institute,Donghua University,Shanghai 200051,China;2.Giantextile(Shanghai) Co.,Ltd,Shanghai 200122,China)

According to the recent trend of individuation and diversification of yarn dyed denim fabric, the improved enzyme rinsing technology was used to fabric washing and finishing process, taking washing and finishing was the research direction. Five of new Indigo dyed-yarn fabrics were developed and the property changing rules and mechanisms were analyzed of the designed fabrics before and after the washing processed. The results showed that the designed fabrics were of rich color, complex structure and washable property. This study could provide theoretical and practical foundation for the new product design.

indigo dyed yarn,process parameters,washing finishing,performance analysis

2017-03-21；

2017-05-08。

王建萍(1962—)，女，教授，博士生導(dǎo)師。主要研究方向?yàn)榉b工程技術(shù)數(shù)字化和服裝人體工學(xué)。 Email：wangjp@dhu.edu.cn

TS 184.3

A

2096-1928(2017)03-0189-06