后處理工藝對純棉牛仔面料力學性能的影響

田 磊，鄭曉靜，龍 丹，易長海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,湖北 武漢 430073;3.廣東華紡紡織品檢測技術服務中心,廣東 佛山 528329)

后處理工藝對純棉牛仔面料力學性能的影響

田 磊1,3，鄭曉靜2，龍 丹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,湖北 武漢 430073;3.廣東華紡紡織品檢測技術服務中心,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三種不同厚度純棉牛仔面料(11.70、8.64、4.24oz)水洗后力學性能的影響。

牛仔面料；水洗工藝；撕破強力；斷裂強力

牛仔服裝的洗滌后整理技術是牛仔服裝生產過程中的最后工藝階段，也是整個牛仔服裝后整理的技術核心，它直接關系著牛仔服裝的外觀、風格、品質和價值。經過前期的紡紗、染色等工藝形成的僅僅是半成品牛仔，而后整理技術是牛仔服裝風格形成的關鍵，牛仔服裝的時尚、立體、“懷舊”都是通過各種后整理工藝達到的[1]。本文選擇三種不同厚度牛仔布，探討最易導致其力學性能下降的后處理環節的各項工藝參數，為牛仔服裝生產質量控制提供理論指導。

1 實驗部分

1.1 原料及試劑

靛藍純棉牛仔面料: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 實驗步驟

1.2.1 牛仔面料退漿[2]

準備樣品(40 cm×70 cm)，將牛仔面料浸入80℃的退漿液中(洗水設備)20 min，然后清水洗滌，烘干；過硅油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值調至5～7)清水沖洗，甩干；過硅油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

牛仔面料撕破強力的測定：采用CMT6503萬能試驗機，根據GB/T 3917.1—2009《紡織品 織物撕破性能 第1部分：撕破強力的測定 沖擊擺錘法》[3]。

牛仔面料拉伸斷裂強力的測定：采用CMT6503萬能試驗機，根據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》[4]。

2 結果與討論

2.1 堿絲光對三種純棉牛仔面料力學性能的影響

2.1.1 氫氧化鈉濃度對三種純棉面料力學性能的影響

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緯向撕破強力均有不同程度的下降。這可能是因為棉纖維的雜質和缺陷被融掉，整體的撕破強力下降；但是當氫氧化鈉的濃度大于150 g/L的時候，其撕破強力又有不同程度增加或減少，這可能是因為在高濃度氫氧化鈉溶液中天然棉纖維溶脹，纖維內部的分子發生重排作用，纖維的韌性增加的原因。由圖1(b)可知，A和B牛仔面料經向斷裂強力均明顯增加，這可能是因為在高濃度氫氧化鈉溶液中天然棉纖維溶脹，纖維橫截面變得規則，更有利于斷裂強力增加。而C牛仔面料斷裂強力變化不明顯，因為高濃度的堿溶液在增加纖維取向度和結晶度的同時，也更容易破壞薄牛仔面料的纖維結構。

表1 三種純棉牛仔面料的力學性能及標準要求

注：A—11.70oz；B—8.64oz；C—4.24oz；經向—W；緯向—Z

圖1 氫氧化鈉濃度對三種純棉牛仔面料力學性能的影響注：絲光時間t=120 s；絲光溫度T=30 ℃

2.1.2 堿絲光時間對三種純棉牛仔面料力學性能的影響

由圖2(a)可知，隨著絲光時間的增加，A、B、C三種純棉牛仔面料的經緯向撕破強力均有不同程度的下降。這可能是因為棉纖維的雜質和缺陷被融掉，整體的撕破強力下降；但是當絲光時間大于120 s時，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，這說明絲光時間長對輕薄型面料更不利。由圖2(b)可知，A和B純棉牛仔面料經向斷裂強力明顯增加。A、B牛仔面料緯向斷裂強力和C牛仔面料經緯向斷裂強力幾乎沒有變化，說明當絲光濃度為200 g/L，T=30℃時，絲光240 s對斷裂強力幾乎沒有降低的影響。

圖2 絲光時間對三種純棉牛仔面料力學性能的影響注：絲光濃度200 g/L；絲光溫度T=30℃

2.1.3 堿絲光溫度對三種純棉面料力學性能的影響

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

圖3 絲光溫度對三種純棉牛仔面料力學性能的影響注：絲光時間t=120 s；絲光濃度200 g/L

2.2 酵素洗水對三種純棉牛仔面料力學性能的影響

2.2.1 纖維素酶濃度對三種純棉牛仔面料力學性能的影響

由圖4(a)可知，對A、B、C三種不同厚度的牛仔面料，總體變化趨勢是隨著酵素濃度的增加，其對面料撕破強力不斷變小，這可能是因為酵素對纖維損傷的程度隨其濃度增加而增加的緣故；但是當酵素濃度超過4 g/L的時候，卻出現了一個回升的現象，這可能是隨著紗線表面的纖維逐漸被酵素反應掉后，出現一個織物結構變密集而使得其撕破強力變大的原因。由圖4(b)可知，三種不同面料的斷裂強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力越低的趨勢。

圖4 纖維素酶濃度對三種純棉牛仔面料力學性能的影響

2.2.2 酵素洗水時間對三種純棉牛仔面料力學性能的影響

由圖5(a)可知，三種純棉牛仔面料隨著酵洗時間的延長，經緯向撕破強力整體呈現下降的趨勢，這可能是因為酵素洗水的時間越長纖維的損傷越厲害。由圖5(b)可知，A、B面料隨酵洗水時間延長，經向斷裂程下降趨勢；而C面料及A、B面料的緯向斷裂強力則有所增加，但變化幅度不大。總之酵素洗水對面料力學性能影響不大，這主要是因為酵素的洗水作用只是剝掉紗線表面的小部分纖維，反應比較溫和。

2.3 高錳酸鉀洗水對三種純棉牛仔面料力學性能的影響

2.3.1 高錳酸鉀濃度對三種純棉牛仔面料力學性能的影響

由圖6可知，三種純棉牛仔面料經錳漂后，撕破強力和斷裂強力均顯著下降趨勢。同時由表2可知，在高錳酸鉀的濃度超過50 g/L的時候，B面料的緯向撕破強力為12.41 N，低于標準值；而當高錳酸鉀的濃度超過30 g/L的時候，C面料的經、緯向撕破強力均低于標準值13 N和10 N。同時在高錳酸鉀的濃度超過40 g/L和50 g/L的時候，B面料的經向和緯向斷裂強力，以及C面料的緯向

和經向斷裂強力均在標準值之下。這可能是因為高錳酸鉀具有強氧化性，其酸性環境中氧化性增加，酸性高錳酸鉀在漂白牛仔面料的同時，對纖維也有很大破壞，因此面料的力學性能均受到嚴重破壞。并且牛仔面料越薄，受損程度越大，出現經緯向撕破強力就不滿足牛仔服裝行業標準要求。

圖5 酵素洗水時間對三種純棉牛仔面料力學性能的影響注：酵素濃度3 g/L；酵素洗水溫度T=45 ℃

2.3.2 錳漂時間對三種純棉牛仔面料力學性能的影響

由圖7可知，隨著錳漂時間的延長，三種純棉牛仔面料的經緯向撕破強力和斷裂強力逐漸下降。而且從表3可知，對于面料A，當錳漂時間大

于30 min和10 min時，其經向和緯向的撕破強力和斷裂強力均低于標準要求值；而面料B，當錳漂時間大于40 min時，經緯向撕破強力均低于標準值，當錳漂時間大于30 min時，經緯向斷裂強力均低于標準值；對于面料C，當錳漂時間大于20 min，經緯向撕破強力和緯向斷裂強力均低于標準值，而經向斷裂強力在錳漂時間大于50 min時為126.31 N，即小于標準值150 N。由此可知，隨著錳漂延長，對紗線的損傷增加，而且對于較厚的A面料損傷程度最大。這可能是因為隨著處理時間的增加，高錳酸鉀的作用約充分，導致較厚面料同樣損傷嚴重的緣故。

圖6 高錳酸鉀濃度對三種純棉牛仔面料力學性能的影響注：錳漂時間t=30 min；錳漂溫度T=40℃

濃度(g/L)01020304050撕破強力(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 錳漂時間對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樹脂壓皺對三種純棉牛仔面料力學性能的影響

2.4.1 樹脂濃度對三種純棉牛仔面料力學性能的影響

如圖8所示，樹脂處理后，三種面料的經緯向撕破強力和斷裂強力整體出現下降趨勢。這可能是因為樹脂對紗線的包覆作用而使得纖維變粗，數量變小，導致其力學性能下降，但是其均在標準

要求合格范圍之內。如圖8(a)所示，在樹脂濃度處于100～150 mL/L之間時，三種不同面料撕破強力有不同幅度的上升，而超過此濃度時候又出現不同程度的上升和下降。這說明樹脂濃度和紗線的經緯密度、紗號等都會對其撕破強力的變化有所影響。而對于斷裂強力，不同厚度面料對樹脂濃度的變化關系各不相同。

圖8 樹脂濃度對三種純棉牛仔面料力學性能的影響

力學性能(N)01020304050撕破強力(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 烘干溫度對三種純棉牛仔面料力學性能的影響

2.4.2 烘干溫度對三種純棉牛仔面料力學性能的影響

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

3 結論

3.1 不同厚度的牛仔面料，因為其紗號、經緯密

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，表現出不同的斷裂強力和撕破強力。

3.2 隨著絲光工藝中堿液濃度、絲光時間、絲光溫度的增加，撕破強度均有不同程度下降，而斷裂強力則隨堿液濃度、絲光時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性能。

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

3.4 高錳酸鉀漂洗工藝，因為其強氧化性對牛仔面料的損傷比較大，對三種牛仔面料力學性能破壞均較大，甚至低于牛仔服裝行業標準。其中高錳酸鉀漂得時間越長，其力學性能下降得越明顯，且緯向比經向下降的更明顯。所以在實際生產中，應綜合考慮高錳酸鉀的濃度和漂洗時間來確定錳漂的工藝，避免出現最終產品的不合格現象。3.5 樹脂壓皺處理后，三種純棉牛仔面料經緯向撕破、斷裂強力均有不同程度的下降。其中樹脂烘干的溫度越高，其力學性能下降越明顯，特別是斷裂強力。綜合考慮樹脂濃度和烘干溫度參數，將有利于最佳工藝的選擇。

[1] 文水平.牛仔面料后整理技術與發展[J].紡織導報, 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: 撕破強力的測定沖擊擺錘法[S].

[4] GB/T 3923.1—1997, 紡織品 織物拉伸性能 第1部分: 斷裂強力和斷裂伸長率的測定 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