龍 丹，田 磊，易長海*

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提高牛仔面料耐摩擦色牢度后處理方法的探究

龍 丹1，田 磊2，易長海1*

(1. 武漢紡織大學(xué) 紡織科學(xué)與工程學(xué)院，湖北 武漢 430200; 2. 廣東省均安牛仔服裝研究院，廣東 順德 528329 )

分別用聚氨酯PU-NEW、交聯(lián)劑（聚二甲基二烯丙基氯化銨）、固色劑Y、2D藍(lán)光樹脂對兩種不同的牛仔面料進(jìn)行后處理，對提高牛仔面料耐摩擦色牢度后處理的方法進(jìn)行了探究。結(jié)果表明：四種處理劑對兩種牛仔面料的耐摩擦色牢度均有一定的影響；處理后的牛仔布的物理性能有所變化，但是均在牛仔服裝標(biāo)準(zhǔn)FZ/T81006-2007要求范圍內(nèi)，其變化不影響服用性能。

耐摩擦色牢度；牛仔面料；后處理；聚氨酯PU-NEW

牛仔面料是一種時(shí)尚流行的服裝面料，深受人們的青睞。人們對服裝服用性能的要求不斷提高，這也導(dǎo)致了牛仔產(chǎn)品的質(zhì)量競爭不斷加劇。牛仔布是用靛藍(lán)染料對經(jīng)紗染色再與本色緯紗交織而成的，可以經(jīng)過洗水洗出多種顏色效果。但是牛仔布耐摩擦色牢度較低，漸漸無法滿足消費(fèi)者更高的質(zhì)量要求，提高耐摩擦色牢度是目前牛仔布生產(chǎn)中一項(xiàng)十分有益的研究工作[1]。

目前關(guān)于提高牛仔布耐摩擦色牢度的方法鮮有報(bào)道。2011年，包昊和張瑞寅等通過優(yōu)化牛仔布染色工藝的方法來提高牛仔布的耐摩擦色牢度，該方法可以提高牛仔布的干摩擦色牢度半級。本文探討不同的后處理方法對牛仔布干濕摩擦牢度的影響。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 材料與儀器

兩種不同面料成份、不同摩擦色牢度等級的牛仔布（Denim1和Denim 2）：佛山市順德區(qū)盛紡龍紡織有限公司；聚氨酯PU-NEW、交聯(lián)劑（聚二甲基二烯丙基氯化銨）、固色劑Y、2D藍(lán)光樹脂：佛山市順德區(qū)寬盈化工有限公司。

儀器：YB571-Ⅱ型色牢度摩擦測試儀、DHG-9145A電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱、CMT6503型萬能試驗(yàn)機(jī)、YG(B461)型數(shù)字式織物透氣性能測定儀、M008E型落錘式織物撕裂儀、YG(B)982X型光源箱。

1.2 實(shí)驗(yàn)原理

固色劑能提高染色過程中染料的留著率及其濕處理牢度，對于提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，減小污染都具有十分重要的意義[2-4]。

固色劑的固色機(jī)理大致上包括四類：第一，陽離子型固色劑與陰離子型染料成鹽，從而降低染料在水中的溶解度，以提高耐水洗牢度實(shí)現(xiàn)固色；第二，高分子型固色劑，利用高分子的成膜作用，一方面將染料分子封閉在纖維上，另一方面高分子膜的低摩擦系數(shù)，提高耐摩擦牢度；第三，聚陽離子固色劑，既具有高分子的成膜作用，又能夠與陰離子型染料成鹽，雙重作用實(shí)現(xiàn)固色。第四，反應(yīng)型固色劑，利用多官能團(tuán)物質(zhì)，與纖維和染料上的活性基團(tuán)反應(yīng)，形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)而實(shí)現(xiàn)固色[5]。

靛藍(lán)染料屬于還原性染料，一方面既不是陽離子型也不是陰離子型染料，另一方面沒有活性基團(tuán)。所以陽離子型固色劑與反應(yīng)型固色劑的固色機(jī)理不適用于靛藍(lán)染料，高分子型固色劑與聚陽離子固色劑的成膜機(jī)理適用于靛藍(lán)牛仔面料的固色。實(shí)驗(yàn)中所選用的助劑均為高分子型固色劑。交聯(lián)劑、聚氨酯PU-NEW、2D樹脂與固色劑Y自身會交聯(lián)成大分子，同時(shí)可以與纖維交聯(lián)，形成保護(hù)膜覆蓋在染料和布面上。

1.3 整理工藝

在常溫下將不同面料的牛仔布分別浸漬在不同成分的整理液中，浴比為1：20，然后在烘箱中進(jìn)行烘干。

1.4 測試

干濕摩擦牢度按照GB/T3920—2008《紡織品 色牢度試驗(yàn) 耐摩擦牢度》進(jìn)行測試；織物透氣性按照按照GB/T5453-1997《紡織品 織物透氣性的測定》進(jìn)行測試；織物強(qiáng)力按照GB/T 3923.2-2013《紡織品 織物拉伸性能 第二部分：斷裂強(qiáng)力的測定 抓樣法》進(jìn)行測試；織物撕破性能按照GB/T 3917.1—2009《紡織品 織物撕破性能 第一部分分：沖擊擺錘法撕破強(qiáng)力的測定 》進(jìn)行測試。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同處理方法對牛仔面料摩擦性能的影響

表1 未處理的兩種牛仔布的性能

經(jīng)過面料成分鑒定，鑒定出兩種牛仔面料Denim 1與Denim 2的成分分別為棉98%/氨2%與棉71%/滌26%/粘纖2%/氨1%。計(jì)算出其克重分別為325g/m2與330g/m2。Denim 1的干摩擦牢度為4級，濕摩擦牢度為2級。Denim 2的干摩擦牢度為4級，濕摩擦牢度為1-2級。

表2 交聯(lián)劑處理對牛仔布摩擦性能的影響

由表2可知，當(dāng)交聯(lián)劑用量為80g/L，烘干溫度為160℃，烘干時(shí)間為20min時(shí)，兩種牛仔面料的干摩牢度提升了半級。當(dāng)交聯(lián)劑用量為200g/L，烘干溫度為105℃，烘干時(shí)間為20min時(shí)，兩種牛仔面料的摩擦色牢度沒有明顯提高，證明當(dāng)溫度達(dá)到160℃時(shí)，交聯(lián)劑才能使干摩擦牢度提高半級。這可能是因?yàn)樵诖藯l件下，交聯(lián)劑在纖維表面發(fā)生交聯(lián)形成保護(hù)膜，交聯(lián)劑用量產(chǎn)生作用。其他處理?xiàng)l件下，交聯(lián)劑對牛仔面料的摩擦牢度沒有明顯影響。但是該交聯(lián)劑處理后面料的濕摩擦色牢度無變化，這可能是因?yàn)樵摻宦?lián)劑為聚二甲基二烯丙基氯化銨所形成的膜具有親水性，對提升濕摩擦色牢度無效果。

表3 樹脂處理對牛仔布摩擦性能的影響

由表3可知，當(dāng)樹脂用量為200g/L，烘干溫度為105℃，烘干時(shí)間為20min時(shí)，兩種牛仔面料的濕摩擦牢度均提高了半級，但是干摩擦色牢度并沒提高。這可能是因?yàn)榇藭r(shí)形成的是一種疏水性膜，但是其膜的耐磨性有限。同時(shí)由表3可知，該樹脂整理的濃度需要達(dá)到200g/L左右才能產(chǎn)生效果，溫度達(dá)到105℃即可。

表4 固色劑Y處理對牛仔布摩擦性能的影響

由表4可知，當(dāng)固色劑用量為80g/L，烘干溫度為160℃，烘干時(shí)間為20min時(shí)，兩種牛仔面料的干摩擦牢度均提高了半級。這可能是因?yàn)樵诖藯l件下，該固色劑在纖維表面發(fā)生交聯(lián)形成保護(hù)膜。當(dāng)交聯(lián)劑用量提升為200g/L，烘干溫度為105℃，烘干時(shí)間為20min時(shí)，兩種牛仔面料的摩擦色牢度沒有明顯提高，證明當(dāng)溫度達(dá)到160℃時(shí)，固色劑才能產(chǎn)生作用。但是該固色劑處理后面料的濕摩擦色牢度無變化，這可能是因?yàn)樵摴躺珓┧纬傻哪ぞ哂杏H水性，對提升濕摩擦色牢度無效果。

表5 聚氨酯PU-NEW處理對牛仔布摩擦性能的影響

由表5可知，當(dāng)聚氨酯PU-NEW的用量為5g/L以上，兩種牛仔面料的干摩擦牢度均提高了半級。當(dāng)聚氨酯PU-NEW的用量達(dá)到45g/L時(shí)，兩種牛仔面料的干濕摩擦牢度均提高的半級。當(dāng)用量繼續(xù)提升為200g/L，兩種牛仔面料的干濕摩擦牢度依然為提高了半級，證明聚氨酯PU-NEW的用量達(dá)到45g/L后，繼續(xù)提高用量對牛仔面料的耐摩擦牢度影響很小。當(dāng)聚氨酯PU-NEW的用量為80g/L，烘干溫度分別為105℃與160℃，烘干時(shí)間為20min時(shí)，兩種牛仔面料的干濕摩擦牢度均提高了半級，證明達(dá)到一定濃度后烘干溫度對牛仔面料的耐摩擦牢度影響很小。與前面三種整理方法相比，該方法的效果最好，這可能是該聚氨酯PU-NEW在織物表面有更好的成膜效果，且該膜的疏水性和耐磨性好。同時(shí)可知，對兩種牛仔面料而言，若需要同時(shí)提升干摩擦牢度和濕摩擦牢度，最佳的整理工藝為聚氨酯PU-NEW用量45g/L，溫度為105℃，時(shí)間為15-20min。

2.2 聚氨酯PU-NEW整理后對牛仔面料物理性能的影響

聚氨酯PU-NEW用量為45g/L，烘干溫度為105°C，烘干時(shí)間為20min時(shí)對牛仔面料進(jìn)行處理，然后對其透氣性以及力學(xué)性能進(jìn)行測試。

表6 整理后牛仔面料的透氣性和力學(xué)性能

由表6可知，聚氨酯PU-NEW處理后的牛仔面料的透氣性變小了6.0%和3.5%，這可能是由于聚氨酯PU-NEW在織物表面形成膜，覆蓋在織物表面，堵塞了部分織物的細(xì)孔。但聚氨酯PU-NEW形成的膜并不是將織物完全覆蓋，而是主要包裹在纖維上，故對織物的透氣性影響很小，不影響其服用性能。

整理后Denim1牛仔面料的經(jīng)向斷裂強(qiáng)力下降21.3%，因?yàn)榻?jīng)向是純棉紗，棉纖維的強(qiáng)力受到影響，使其紗線強(qiáng)力下降。這可能是因?yàn)殡m然膜包覆在紗線表面使纖維間的抱合力更加緊密，抱合力增大，但是還不足以抵抗棉纖維強(qiáng)力受損所帶來的影響。緯向強(qiáng)力增加6.2%是因?yàn)榫曄蚝邪本]紗，聚氨酯PU-NEW對紗線的強(qiáng)力影響相對純棉紗較小，加上膜包覆在紗線表面使纖維間的抱合力更加緊密，抱合力增大，使其緯向的斷裂強(qiáng)力增加。經(jīng)緯向撕破強(qiáng)力小下降9.3%和14.4%，是因?yàn)樘幚砗竺蘩w維的強(qiáng)力下降，剪切應(yīng)力變小。

整理后Denim2牛仔面料經(jīng)緯向的斷裂強(qiáng)力分別增加1.8%與19.5。因?yàn)樵撁媪系慕?jīng)向是棉滌粘混紡紗，緯向是棉氨混紡紗。聚氨酯PU-NEW對紗線的強(qiáng)力影響相對純棉紗較小，加上膜包覆在紗線表面使纖維間的抱合力更加緊密，抱合力增大，使其經(jīng)緯向的斷裂強(qiáng)力增加。經(jīng)緯向撕破強(qiáng)力分別下降4.5%和22.2%，是因?yàn)樘幚砗竺蘩w維的強(qiáng)力下降，剪切應(yīng)力變小。

此種情況下，對于本實(shí)驗(yàn)所用面料后的部分力學(xué)性能仍然達(dá)到牛仔服裝標(biāo)準(zhǔn)FZ/T 81006-2007要求，但是若所用面料的力學(xué)性能本身就接近標(biāo)準(zhǔn)所要求值，可能會導(dǎo)致其力學(xué)性能不合格。

3 結(jié)論

（1）不同處理?xiàng)l件對牛仔布色摩擦牢度有不同程度的改善。固色劑與交聯(lián)劑可提高兩種牛仔面料的干摩擦牢度半級；樹脂處理可提高兩種牛仔面料的濕摩擦牢度半級；聚氨酯PU-NEW處理后的兩種牛仔面料干濕摩擦牢度均可提高半級，且該方法最有效。

（2）用聚氨酯PU-NEW處理的最佳處理工藝為：聚氨酯PU-NEW用量為45g/L，烘干溫度為105°C，烘干時(shí)間為20min。

（3）用聚氨酯PU-NEW處理的最佳處理工藝處理后的兩種牛仔布其透氣性分別降低了了6.0%和3.5%。Denim1牛仔面料的經(jīng)向斷裂強(qiáng)力下降21.3%，緯向斷裂強(qiáng)力增加6.2%；經(jīng)緯向撕破強(qiáng)力下降9.3%和14.4%。Denim2牛仔面料經(jīng)緯向的斷裂強(qiáng)力分別增加1.8%與19.5%；經(jīng)緯向撕破強(qiáng)力分別下降4.5%和22.2%。其變化不影響服用性能。

（4）不同的后處理方法對這兩種牛仔布的摩擦色牢度有同樣的影響，證明牛仔面料的成分不影響后處理劑對牛仔布摩擦色牢度的影響。不同的后處理方法對這兩種牛仔布的物理性能有不同的影響，證明面料成分影響經(jīng)過后處理的牛仔面料的物理性能，但是其變化不影響服用性能。

（5）后處理的方法相對于優(yōu)化靛藍(lán)染色工藝的方法效果顯著且簡便，但是這兩種方法的提高程度均有限。因此針對一些摩擦色牢度要求更高的產(chǎn)品，可能我們需要從靛藍(lán)染料的自身出發(fā)，尋求更好的提升方案，如：納米靛藍(lán)等。

參考文獻(xiàn)：

[1] 包昊，張瑞寅，等．提高牛仔布耐摩擦色牢度相關(guān)技術(shù)的探討[J]．上海紡織科技，2011，39（11）：27-28，58.

[2] 何燕．染色技術(shù)的發(fā)展與固色劑的研究應(yīng)用[J]．精細(xì)化工原料及中間體，2008，8：19-22.

[3] 葉金鑫．紡織用固色劑的發(fā)展[J]．現(xiàn)代紡織技術(shù)，2003，11(2)：42-46.

[4] KANETKAR V R．Recent developments in reactive dyes[J]．Colourage，2002，49(11)：51-56.

[5] 宋雪晶，劉林泉，等．固色劑的研究進(jìn)展及展望[J]．廣東化工，2011，38(4)：37-38,48.

A Study of Improving Rubbing Fastnesses of Denim Fabrics through Aftertreatment

LONG Dan1, TIAN Lei2, YI Chang-hai1*

(1. College of Textile, Wuhan Textile University, Wuhan Hubei 430200, China;2.Guangdong Jun’an Jeans Institute, Shunde Guangdong 528329, China)

In this study, the polyurethanePU-NEW, crosslinking agent (PDADMAC), color fixing agent Y and 2D resin were used in aftertreatment of two different kinds of denim fabric. The results show that the rubbing fastnesses of two different kinds of denim fabric have changed. The physical performance of the denim fabrics that through aftertreatment have changed. Anyway, it conformed to requirement of FZ/T81006-2007. The change does not affect wearability.

Rubbing fastnesses; denim fabric; aftertreatment; polyurethanePU-NEW

TS194.4

A

2095－414X(2015)03－0035－05

易長海（1968-）男，教授，研究方向：紡織材料與紡織品設(shè)計(jì).

國家973項(xiàng)目（2012CB722701）.