等離子體處理對牛仔織物的影響

S.K.Soni

Jawaharlal Darda工程技術學院(印度)

牛仔織物市場上“仿舊產品”的占比很高，這種仿舊外觀可通過多種工藝過程實現。起初，人們利用浮石在服裝表面產生磨蝕作用達到這種效果。傳統的石洗方法雖有效，但易損壞服裝與機器設備。此外，由于加入了大量的浮石(每千克牛仔布約加入高達1 kg浮石)，在牛仔織物制作過程中，易產生大量的浮石粉塵，同時也降低了設備容積。此外，去除織物上殘留的細石也增加了處理成本。另一種普遍采用的方法是用漂白劑使牛仔織物褪色。然而，漂白劑為一種強氧化劑，通常易損壞纖維，并且褪色過程不易控制。此外，還極有可能產生有毒的鹵化副產物。還有一種方法是在處理過程中使用纖維素酶。用纖維素酶進行生物石磨可獲得柔軟的牛仔織物手感和所需的外觀。但生物石磨需使用大量的水和化學物質，這些水和化學物質的排放會對環境造成污染。此外，纖維素酶還會造成靛藍染料的返沾色。等離子體處理是近年來日益流行的一種環保的紡織品表面改性方法。與其他常規紡織品整理工藝相比，等離子體處理的特殊優勢在于可以控制纖維表層的化學和形態變化，不損傷織物。通過等離子體功能化、等離子體刻蝕或等離子體聚合進行纖維表面改性，可賦予纖維所需的性能，如：改善纖維的親水性/疏水性、潤濕性、可染性、可印刷性、抗起球性或抗靜電性。近年來，有研究報道表明，直流等離子體和電暈放電可使靛藍染色的牛仔織物脫色，這為等離子體在紡織材料中的應用提供了新的可能性。研究證實，等離子體處理可用于替代對生態環境不太友好的常規石磨或纖維素酶生物石磨處理工藝，生產流行的仿舊外觀牛仔織物。本文考察了等離子體處理時間(暴露時間)和大氣等離子體的電極設置(電極間距)對牛仔織物性能的影響。研究使用國際照明委員會(CIE)的Lab比色系統評估織物試樣的顏色變化，并根據FAST評價系統的測試結果，對比未經等離子體處理和經不同處理條件等離子體處理后牛仔織物的成形性和力學性能。

1 材料和方法

試驗在靛藍染色的100%棉牛仔織物上進行(3/1斜紋布，面密度為314 g/m2)。在標準大氣壓下對牛仔織物進行等離子體處理。考察不同電極間距(2 mm和5 mm)和處理時間(6 min和12 min)對織物性能的影響。表1給出了牛仔織物試樣的等離子處理工藝參數。

表1 等離子體處理工藝參數

2 結果與討論

幾種牛仔織物試樣的成形性對比如表2所示。由表2可以看出，與未處理試樣相比，等離子體處理后試樣經向的成形性起初略有下降，但隨著等離子體處理時間的延長，試樣的成形性增加。這可能是由于表面纖維的熔化所致。電極間距的改變對試樣緯向成形性的影響不明顯。

表2 幾種牛仔織物的成形性對比

表3給出了牛仔織物試樣的彎曲長度測試結果。由表3可知，經等離子體處理后，牛仔織物試樣的彎曲長度和相應的抗彎剛度有所增加。這是由于外部纖維的熔合限制了紗線運動，增加了紗線的摩擦。

表3 幾種牛仔織物彎曲長度對比

牛仔織物試樣的壓縮性能測試結果見表4。

表4 幾種牛仔織物壓縮性能對比

由表4可知，等離子體處理對牛仔織物的壓縮性能影響不大。低負荷(2 cN)下，織物的壓縮性能隨著等離子體處理時間的延長而增加；但處理時間對高負荷(100 cN)下牛仔織物的壓縮性能沒有顯著影響。

由于等離子體處理破壞了紗線的外表面，紗線結構中的纖維由于捻度的去除而變得松散，導致織物的毛羽增加。毛羽越多，織物受力后的壓縮越大。使用CIE Lab比色系統評估常壓等離子體處理對靛藍染色牛仔織物的脫色效果，結果如圖1所示。

圖1 常壓等離子體處理對靛藍染色牛仔織物的脫色效果

試驗表明，無論處理時間和電極間距如何改變，等離子體處理都可提高織物的亮度，這間接表明了牛仔織物表面的靛藍染料得以去除。基于活性等離子體粒子(離子、自由基等)對纖維的作用，靛藍染料被去除。延長處理時間，牛仔織物的亮度差異增大。牛仔織物紅色/綠色結果的差異(圖1)表明，與未經等離子體處理的試樣相比，幾乎所有經等離子體處理的織物都偏綠色。等離子體處理也導致織物黃度增加，這在嚴苛的處理條件下更明顯。處理后牛仔織物的黃度增加，這可能與含氧混合物中化學活性分子和自由基的產生有關，導致染料的氧化。

3 結語

在標準大氣壓下對牛仔織物進行等離子體處理不僅會使其褪色，還會改變其彎曲、壓縮性能及相關力學性能。這種處理方法不僅可取得令人滿意的變色效果，還具有耗水量少和處理時間短等優點。當然，還需進一步的研究以避免織物黃度和表面粗糙度的增加。紡織品等離子體處理的主要缺點是它不能替代所有的濕法工藝，但它是一種切實可行的預處理方法，具有良好的環境效益和經濟效益。因此，紡織工業應考慮使用這種類型的環保工藝。較高的設備初始投資，可通過與環保相關的工藝及高附加值產品的銷售利潤迅速獲得回報。