電暈處理對(duì)純棉牛仔布性能的研究

石文奇，易長(zhǎng)海，甘厚磊，田　磊，謝姍姍

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電暈處理對(duì)純棉牛仔布性能的研究

石文奇1,2，易長(zhǎng)海1,2*，甘厚磊1,2，田磊3，謝姍姍1,2

(1 武漢紡織大學(xué) 紡織科學(xué)與工程學(xué)院，湖北 武漢 430073；2 武漢紡織大學(xué) 新型紡織材料綠色加工及其功能化教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 武漢 430073；3廣東省均安牛仔服裝研究院，廣東 順德 528329)

采用電暈技術(shù)對(duì)純棉牛仔布進(jìn)行處理，討論電暈處理工藝（時(shí)間、電壓）對(duì)牛仔布性能的影響。對(duì)電暈處理后的純棉牛仔布的顏色變化，拉伸性能、潤(rùn)濕性能等進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果表明：電暈處理后的牛仔布吸濕性顯著增加，拉伸強(qiáng)力略有降低，布面顏色深度降低。

電暈；牛仔布；褪色；性能

牛仔服裝以其粗獷、樸實(shí)、自然瀟灑、舒適、耐磨等特征深得廣大消費(fèi)者的喜愛(ài)，成為紡織工業(yè)的常青樹(shù)[1]。牛仔后整理是賦予牛仔服裝獨(dú)特風(fēng)格的關(guān)鍵工序，其中洗水作為牛仔后整理中的一個(gè)重要步驟，決定著一件牛仔服附加值的高低，也是衡量其品質(zhì)好壞的最主要指標(biāo)[2]。我國(guó)大量外銷的牛仔服目前仍以浮石石磨法、噴沙、漂洗、冰（酸）洗、粉洗、懷舊洗和石磨-酶洗法作為“洗舊感”風(fēng)格整理的主要手段，而這些傳統(tǒng)的牛仔服裝洗水存在能耗高、污染嚴(yán)重、廢水排放量大、產(chǎn)品生態(tài)環(huán)保性差等問(wèn)題[3]。開(kāi)發(fā)低碳環(huán)保節(jié)能的牛仔服裝洗水技術(shù)能為牛仔服裝技術(shù)人員有待解決的難題。其中電暈等離子技術(shù)以其清潔環(huán)保高效等諸多優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于紡織工業(yè)中[4-14]。但目前采用電暈技術(shù)對(duì)牛仔布進(jìn)行處理的研究并未見(jiàn)報(bào)道。

1　實(shí)驗(yàn)部分

1.1實(shí)驗(yàn)原材料

靛藍(lán)染色純棉牛仔布，385.5m2/g，0.91mm，廣東省均安牛仔服裝研究院提供。NaOH，分析純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；滲透劑JFC，市購(gòu)。

1.2牛仔布的退漿處理和電暈處理

（1）采用堿氧一浴退漿工藝對(duì)純棉牛仔布進(jìn)行退漿處理，工藝條件為：NaOH 10g/L，浴比1∶20，滲透劑JFC 1%，溫度90℃，時(shí)間60min，熱水洗3次，溫水洗3次，70℃烘干備用。

（2）將退漿處理的牛仔布（5×20cm，電暈有效長(zhǎng)度18cm）在大連無(wú)線電九廠生產(chǎn)的SDCD16-2-10型電暈放電儀進(jìn)行電暈處理，處理電壓為11kV、13 kV、15 kV，處理時(shí)間為0min，1min，3min，5min，處理完后迅速進(jìn)行性能測(cè)試。

1.3性能測(cè)試

牛仔布顏色的測(cè)定：取處理前后的牛仔布，在美國(guó)愛(ài)色麗公司生產(chǎn)的Color I 7型電腦測(cè)色配色儀上測(cè)試電暈前后的K/S值，測(cè)量10次，取平均值。

拉伸性能的測(cè)定：取處理前后的牛仔布，在美國(guó)INSTRON公司生產(chǎn)的Instron 5566型萬(wàn)能材料強(qiáng)力儀進(jìn)行測(cè)試。試樣5×20cm，夾持長(zhǎng)度100mm；拉伸速度150mm/min，測(cè)量5次，取其平均值。

毛細(xì)效應(yīng)的測(cè)定：采用毛細(xì)效應(yīng)測(cè)試法，將處理前后的牛仔布在溫州大榮紡織標(biāo)準(zhǔn)儀器廠生產(chǎn)的YG(B)871型毛細(xì)管效應(yīng)測(cè)定儀進(jìn)行測(cè)定。試樣2.5×20cm，張力夾3.0±0.5g，溫度30℃，時(shí)間30 min。測(cè)定5次，取平均值。

電暈后水洗后牛仔布顏色的測(cè)定：按浴比1:20，將電暈后的試樣，在50℃條件下用常州市大華電子儀器有限公司生產(chǎn)的SW-12A型水洗機(jī)洗滌5min，然后用上海朗高紡織設(shè)備有限公司生產(chǎn)的E1-400型立式小軋車(chē)壓干（4.0M/min，0.45MPa），90℃烘干。然后采用在美國(guó)愛(ài)色麗公司生產(chǎn)的Color I 7型電腦測(cè)色配色儀迅速測(cè)試，測(cè)量10次取平均值。

2　結(jié)果與討論

2.1電暈處理工藝對(duì)牛仔布顏色深度的影響

由表1可知，電暈后牛仔布的明度明顯增大，隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng)，明度變化逐漸變小。由圖1可知，牛仔布的K/S值隨著電壓的增大和時(shí)間的延長(zhǎng)，先降低后增加。這是因?yàn)殡姇瀸?duì)牛仔布纖維有輕微的刻蝕作用和臭氧的強(qiáng)氧化作用對(duì)靛藍(lán)染料牛仔布有消色作用[15]。另外高電壓下牛仔布表面纖維刻蝕更嚴(yán)重，使得纖維表面變得凹凸不平，增加入射光線產(chǎn)生漫反射的機(jī)會(huì)，從而增加反射光再次進(jìn)入纖維內(nèi)部的機(jī)會(huì)，一定程度上對(duì)牛仔布表面起到增深的作用[16]。表2為經(jīng)電暈處理后再經(jīng)洗水干燥后的牛仔布的表觀著色量。

表1 電暈前后的牛仔布明度(L)的變化

表2　經(jīng)電暈處理后再經(jīng)洗水干燥后的牛仔布的K/S值

由表2可以看出，水洗后隨著電壓和時(shí)間不同，牛仔布的K/S值有一定程度上的減少，這可能由于隨著電暈電壓的增大和時(shí)間的延長(zhǎng)，電暈產(chǎn)生的高能輻射，使牛仔布表面的纖維素發(fā)生部分降解或使靛藍(lán)染料分子發(fā)生氧化或降解[17]，這些降解的物質(zhì)在機(jī)械攪拌和水流的沖刷作用下從牛仔布上分離出來(lái)，導(dǎo)致牛仔布色深降低。

2.2電暈處理工藝對(duì)牛仔布力學(xué)性能的影響

由圖2可知，牛仔布的最大斷裂強(qiáng)力隨處理電壓和處理時(shí)間的增加而減小，之后變化趨勢(shì)變緩，斷裂伸長(zhǎng)率隨電暈處理電壓和時(shí)間的增加而增加，之后略有降低。這是由于隨著電暈電壓增大，電暈產(chǎn)生的粒子能量增大，對(duì)牛仔布纖維表面刻蝕程度明顯增加；而且隨著處理電壓增大和處理時(shí)間延長(zhǎng)，使得處理氣氛溫度升高，加快了牛仔纖維表面刻蝕的速度。電暈產(chǎn)生的高能輻射，使牛仔布纖維表面的纖維素發(fā)生部分降解，聚合度下降，減小了分子間橫向作用力，導(dǎo)致牛仔布強(qiáng)力下降。另外電暈產(chǎn)生的自由基和臭氧的氧化作用降低了紗線外層纖維的斷裂強(qiáng)度[18]。但總體上看，電暈處理后的牛仔布的強(qiáng)力有所降低，但仍滿足服用性能的要求。

圖1　電暈處理工藝對(duì)牛仔布表觀著色量(K/S值)的影響

圖2　電暈處理工藝與牛仔布斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長(zhǎng)率的關(guān)系曲線

表3 電暈處理電壓與牛仔布潤(rùn)濕時(shí)間的關(guān)系（處理時(shí)間1min）

圖3　電暈處理工藝與牛仔布毛細(xì)高度的關(guān)系曲線

2.3電暈處理工藝對(duì)牛仔織物潤(rùn)濕性能的影響

吸取0.1ml蒸餾水，從距離2cm處垂直落下，記錄水滴在牛仔布消失的時(shí)間，其結(jié)果如表3所示。由表3可以看出，經(jīng)電暈處理后的牛仔布表面水滴立即鋪展消失，說(shuō)明牛仔布表面親水性增強(qiáng)[14]，由于牛仔布已退漿，受回潮率的影響，因此我們選用較方便的毛細(xì)高度來(lái)衡量牛仔織物的潤(rùn)濕性能。

圖3為電暈處理工藝與牛仔布毛細(xì)高度的關(guān)系曲線。由圖3可以看出，電暈處理可以明顯提高牛仔布的潤(rùn)濕性能，牛仔布的毛細(xì)高度隨著電暈處理時(shí)間和處理電壓的增加而增加。這主要是因?yàn)殡姇炋幚碓谂Ｗ胁祭w維表面產(chǎn)生了大量自由基，并引入了一些極性親水基團(tuán)，如-OH、-C=O、-COOH等[11]，使纖維表面的吸濕性得到增強(qiáng)，吸水性也得到極大的改善。

3　結(jié)論

經(jīng)電暈處理后的牛仔布的潤(rùn)濕性能顯著增加，其潤(rùn)濕性能隨著電暈處理時(shí)間、處理電壓的增加而增加。電暈處理導(dǎo)致牛仔布的力學(xué)性能略有降低，但對(duì)其可服用性能影響不大。電暈處理牛仔織物有一定程度的褪色作用，在15KV，3min時(shí)褪色效果最明顯。電暈處理在牛仔洗水清潔化方面有著潛在的應(yīng)用。

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Study on the Property of Corona-Treated Pure Cotton Denim Fabrics

SHI Wen-qi1,2，YI Chang-hai1,2*，GAN Hou-lei1,2，TIAN Lei3，XIE Shan-shan1,2

（1 College of Textile, Wuhan Textile University, Wuhan Hubei 430073, China; 2 Key Laboratory of Green Processing and Functional Textile Materials, Wuhan Textile University, Wuhan Hubei 430073, China; 3 Guangdong Jun’an Jeans Institute, Shunde Guangdong 528329, China）

The pure cotton denim fabrics were treated by corona discharge technology, the effects of cotton denim fabric properties were discussed by corona discharge process at various time and voltages. The corona-treated cotton denim color change, tensile properties, and the wettability were tested. The results show that the wettability increased significantly, tensile strength and depth of color, the fabric surface is slightly lower down after corona treatment.

Corona Treatment; Pure Cotton Denim Fabrics; Color Change; Properties

TS195.5+9

A

1009－5160(2012)03－0005－03

廣東省科技廳資助項(xiàng)目 (2010498B1).

*通訊作者：易長(zhǎng)海（1968-），男，博士，教授，研究方向：牛仔服裝清潔化與智能化技術(shù).