等離子體表面處理對(duì)仿針織牛仔面料服用性能的影響

劉 妃

（江西服裝學(xué)院，江西南昌 330201）

利用針織緯編織法織造的針織牛仔面料相對(duì)于梭織牛仔面料具有更加優(yōu)異的彈性、吸濕排汗與舒適性。很多知名牛仔品牌（如美邦、愛肯等）都在緊跟這種新型仿針織牛仔面料的發(fā)展趨勢，使得牛仔服飾的設(shè)計(jì)更具生機(jī)與活力。目前，市場上常見的仿針織牛仔面料組織有平紋汗布、凸條斜紋毛圈、粗細(xì)斜紋毛圈、大小魚鱗毛圈等，這些組織的仿針織牛仔面料均實(shí)現(xiàn)了一定程度的生產(chǎn)規(guī)模化，并在投放市場后受到消費(fèi)者的喜愛。市場上常見的仿針織牛仔面料有全棉、滌棉、滌棉氨綸，出于服裝耐穿性考慮，滌棉、滌棉氨綸面料在仿針織牛仔面料生產(chǎn)中的比例相對(duì)較高。由于滌綸與氨綸均為較難染色的化學(xué)纖維，仿針織牛仔面料在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中也存在一些問題，如色牢度與耐磨性較差等，都嚴(yán)重制約了仿針織牛仔面料的應(yīng)用。現(xiàn)階段，用物理方法對(duì)面料表面進(jìn)行改性，在面料功能性處理與舒適性改良中較為常見。目前，面料表面改性的物理方法主要有電暈、γ射線輻射、激光、真空紫外線與等離子體等，利用高能量束對(duì)面料進(jìn)行改性不僅避免了環(huán)境污染，也降低了操作難度。以等離子體表面處理為例，不少學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)等離子體表面處理對(duì)很多服用纖維均有改善其染色性能的作用［1-3］，但對(duì)褪色性能研究甚少。本實(shí)驗(yàn)通過逆向方法，利用等離子體表面處理對(duì)已染色的自織仿針織面料進(jìn)行處理，分析等離子體表面處理對(duì)仿針織面料服用性能與色牢度的影響。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 材料與儀器

材料：仿針織牛仔面料，規(guī)格為(8 8 6)/(1 1 3)右斜紋組織，經(jīng)紗為36 tex 棉纖維，緯紗為16.6 tex 滌綸+4.4 tex氨綸，參考文獻(xiàn)［4］自織、染色。

儀器：電熱鼓風(fēng)干燥箱（蘇州凱淼電熱設(shè)備有限公司），F(xiàn)A2204B 萬分之一電子天平（上海精密科學(xué)儀器有限公司），INSTRON5590 萬能材料試驗(yàn)機(jī)（美國英朗公司），CGP-3 型等離子體處理儀（中央民族大學(xué)），HOC-KZWS 小型恒溫恒濕試驗(yàn)箱（上海恒黔電子科技有限公司），NU-馬丁代爾耐磨性和起球性測試儀（英國James H.Heal & Co.Ltd.），SW-12 型耐洗色牢度試驗(yàn)機(jī)（常州德普紡織科技有限公司），MW27-Y571B 型摩擦色牢度儀［西化儀（北京）科技有限公司］，T60（5）五光源標(biāo)準(zhǔn)型光源箱（深圳天友利標(biāo)準(zhǔn)光源有限公司）。

1.2 等離子體表面處理

將試樣在105 ℃干燥至恒重后置于等離子體表面處理儀中，在放電電流100 mA、功率100 W、電源頻率13.56 MHz、氣流速率20 mL/min、真空度18 Pa的條件下接入氧氣進(jìn)行放電處理。

1.3 測試

彈性回復(fù)性能：依據(jù)FZ/T 70006—2004《針織物拉伸彈性回復(fù)率試驗(yàn)方法》測試。將試樣置于標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境（20 ℃、相對(duì)濕度65%）中調(diào)濕24 h，沿著經(jīng)向與緯向裁剪成200 mm×50 mm。以長度方向?yàn)闇y試方向，用萬能材料試驗(yàn)機(jī)夾持100 mm，拉伸速率100 mm/min，預(yù)加張力1 N，當(dāng)拉伸達(dá)到10%的伸長時(shí)，停置1 min，再以100 mm/min 回到起點(diǎn)，停置3 min，再次施加1 N 的預(yù)加張力，記錄此時(shí)長度。根據(jù)公式分別計(jì)算仿針織牛仔面料經(jīng)向與緯向的彈性回復(fù)率，重復(fù)3次取平均值。

耐摩擦色牢度：依據(jù)GB/T 14575—2009《紡織品色牢度試驗(yàn)綜合色牢度》，利用摩擦色牢度儀測試，重復(fù)5次，由5名專家評(píng)級(jí)后取平均值。

耐皂洗色牢度：依據(jù)GB/T 3921—2008《紡織品色牢度試驗(yàn)?zāi)驮硐瓷味取罚媚拖瓷味仍囼?yàn)機(jī)測試，重復(fù)5次，由5名專家評(píng)級(jí)后取平均值。

吸濕回潮率：將試樣在105 ℃干燥至恒重后稱質(zhì)量，然后置于標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境（20 ℃，相對(duì)濕度65%）中調(diào)濕24 h，再次稱質(zhì)量，重復(fù)5 次，取平均值。吸濕回潮率計(jì)算式如下：

式中，m0、m1分別為調(diào)濕前后試樣的質(zhì)量。

抗起毛起球性能：依據(jù)ISO 12945-2：2000《紡織品織物表面起毛起球的測定第2 部分：改良馬丁代爾法》，利用馬丁代爾耐磨性和起球性測試儀進(jìn)行測試，負(fù)荷155 g，1 000 轉(zhuǎn)。

2 結(jié)果與討論

2.1 彈性回復(fù)性能

由圖1 可知，仿針織牛仔面料經(jīng)向與緯向的彈性回復(fù)率均隨著等離子體表面處理時(shí)間的延長而降低。這是由于等離子體表面處理可以對(duì)面料表面進(jìn)行有效刻蝕，提高了面料內(nèi)部纖維的表面摩擦因數(shù)，纖維間相對(duì)滑移阻力增加，導(dǎo)致面料線圈間滑移阻力增加，進(jìn)而面料的彈性回復(fù)率減小。經(jīng)向的彈性回復(fù)率下降幅度比緯向高5.64%，這是由于：（1）緯向所用紗線為滌綸與氨綸，自身力學(xué)性能優(yōu)于經(jīng)向所用棉紗；（2）滌綸與氨綸的化學(xué)結(jié)構(gòu)較棉纖維穩(wěn)定，纖維受到等離子體表面處理刻蝕程度較小，更好地保持了面料的回彈性。等離子體表面處理使面料的彈性回復(fù)率降低，因此在利用其改性時(shí)，應(yīng)合理控制等離子體表面處理的時(shí)間。

圖1 彈性回復(fù)率隨等離子體表面處理時(shí)間的變化曲線

2.2 色牢度

由圖2 可知，仿針織牛仔面料的耐摩擦色牢度與耐皂洗色牢度均處于較低等級(jí)，且隨著等離子體表面處理時(shí)間的延長而降低。降低的主要原因：（1）氧氣在放電過程中激發(fā)的等離子氣體對(duì)面料表面進(jìn)行刻蝕，降低了染料與纖維的結(jié)合牢度；（2）刻蝕作用不僅增加了面料的總比表面積，同時(shí)也引進(jìn)了大量羥基、羧基等親水性基團(tuán)，使面料的吸濕回潮能力增大，在實(shí)驗(yàn)過程中的回潮也使面料的耐摩擦色牢度降低。由此可知，等離子體表面處理對(duì)面料的褪色具有較大的影響。

圖2 色牢度隨等離子體表面處理時(shí)間的變化曲線

2.3 吸濕回潮率

由圖3 可知，仿針織牛仔面料未經(jīng)等離子體處理時(shí)吸濕回潮率為5.24%，低于棉織物8.2%的平均水平，這是由于面料緯向紗線為滌綸與氨綸，吸濕回潮率較低。同時(shí)，面料的吸濕回潮率隨等離子體表面處理時(shí)間的延長而增加，因?yàn)榉烹妼⒀鯕饧ぐl(fā)成等離子氣體，對(duì)纖維進(jìn)行表面刻蝕［5］，去除面料雜質(zhì)，增加了面料的總比表面積，引入的羧基、羥基等親水性基團(tuán)提高了面料的吸濕回潮能力，改善了面料的吸濕導(dǎo)汗能力。

圖3 吸濕回潮率隨等離子體表面處理時(shí)間的變化曲線

2.4 抗起毛起球性能

抗起毛起球性能隨等離子體表面處理時(shí)間的變化曲線見圖4。

圖4 抗起毛起球性能隨等離子體表面處理時(shí)間的變化曲線

由圖4 可知，仿針織牛仔面料的抗起毛起球性能隨著等離子體表面處理時(shí)間的延長而降低，這是由于等離子氣體對(duì)面料的刻蝕作用使纖維坑穴增多，摩擦阻力增大，致使纖維微纖增多，毛羽量增加；另一方面導(dǎo)致纖維細(xì)度減小，在同等捻度條件下，紗線對(duì)纖維的包裹能力減弱，紗線的毛羽量增加。綜上所述，等離子體表面處理使仿針織牛仔面料的抗起毛起球性能降低。

3 結(jié)論

等離子體表面處理對(duì)仿針織牛仔面料的吸濕導(dǎo)汗性能有較好的改善，但使面料的彈性回復(fù)性能、色牢度與抗起毛起球性能降低。合理控制等離子體表面處理的時(shí)間可以在滿足仿針織牛仔面料彈性回復(fù)性能、色牢度、抗起毛起球性能的條件下改善服用性能，改善面料的褪色效果。