等離子體表面處理對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)計更具生機與活力。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現(xiàn)了一定程度的生產(chǎn)規(guī)?；⒃谕斗攀袌龊笫艿较M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，都嚴重制約了仿針織牛仔面料的應(yīng)用?，F(xiàn)階段，用物理方法對面料表面進行改性，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，利用高能量束對面料進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很多服用纖維均有改善其染色性能的作用［1-3］，但對褪色性能研究甚少。本實驗通過逆向方法，利用等離子體表面處理對已染色的自織仿針織面料進行處理，分析等離子體表面處理對仿針織面料服用性能與色牢度的影響。

1 實驗

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［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 萬能材料試驗機（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 型耐洗色牢度試驗機（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)率試驗方法》測試。將試樣置于標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境（20 ℃、相對濕度65%）中調(diào)濕24 h，沿著經(jīng)向與緯向裁剪成200 mm×50 mm。以長度方向為測試方向，用萬能材料試驗機夾持100 mm，拉伸速率100 mm/min，預(yù)加張力1 N，當(dāng)拉伸達到10%的伸長時，停置1 min，再以100 mm/min 回到起點，停置3 min，再次施加1 N 的預(yù)加張力，記錄此時長度。根據(jù)公式分別計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名專家評級后取平均值。

耐皂洗色牢度：依據(jù)GB/T 3921—2008《紡織品色牢度試驗?zāi)驮硐瓷味取?，利用耐洗色牢度試驗機測試，重復(fù)5次，由5名專家評級后取平均值。

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行測試，負荷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間的延長而降低。這是由于等離子體表面處理可以對面料表面進行有效刻蝕，提高了面料內(nèi)部纖維的表面摩擦因數(shù)，纖維間相對滑移阻力增加，導(dǎo)致面料線圈間滑移阻力增加，進而面料的彈性回復(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，應(yīng)合理控制等離子體表面處理的時間。

圖1 彈性回復(fù)率隨等離子體表面處理時間的變化曲線

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，且隨著等離子體表面處理時間的延長而降低。降低的主要原因：（1）氧氣在放電過程中激發(fā)的等離子氣體對面料表面進行刻蝕，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，同時也引進了大量羥基、羧基等親水性基團，使面料的吸濕回潮能力增大，在實驗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，面料的吸濕回潮率隨等離子體表面處理時間的延長而增加，因為放電將氧氣激發(fā)成等離子氣體，對纖維進行表面刻蝕［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間的延長而降低，這是由于等離子氣體對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)致纖維細度減小，在同等捻度條件下，紗線對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。