电晕处理对纯棉牛仔布性能的研究

石文奇，易长海，甘厚磊，田　磊，谢姗姗



电晕处理对纯棉牛仔布性能的研究

石文奇1,2，易长海1,2*，甘厚磊1,2，田磊3，谢姗姗1,2

(1 武汉纺织大学 纺织科学与工程学院，湖北 武汉 430073；2 武汉纺织大学 新型纺织材料绿色加工及其功能化教育部重点实验室，湖北 武汉 430073；3广东省均安牛仔服装研究院，广东 顺德 528329)

采用电晕技术对纯棉牛仔布进行处理，讨论电晕处理工艺（时间、电压）对牛仔布性能的影响。对电晕处理后的纯棉牛仔布的颜色变化，拉伸性能、润湿性能等进行测试，结果表明：电晕处理后的牛仔布吸湿性显著增加，拉伸强力略有降低，布面颜色深度降低。

电晕；牛仔布；褪色；性能

牛仔服装以其粗犷、朴实、自然潇洒、舒适、耐磨等特征深得广大消费者的喜爱，成为纺织工业的常青树[1]。牛仔后整理是赋予牛仔服装独特风格的关键工序，其中洗水作为牛仔后整理中的一个重要步骤，决定着一件牛仔服附加值的高低，也是衡量其品质好坏的最主要指标[2]。我国大量外销的牛仔服目前仍以浮石石磨法、喷沙、漂洗、冰（酸）洗、粉洗、怀旧洗和石磨-酶洗法作为“洗旧感”风格整理的主要手段，而这些传统的牛仔服装洗水存在能耗高、污染严重、废水排放量大、产品生态环保性差等问题[3]。开发低碳环保节能的牛仔服装洗水技术能为牛仔服装技术人员有待解决的难题。其中电晕等离子技术以其清洁环保高效等诸多优点，被广泛应用于纺织工业中[4-14]。但目前采用电晕技术对牛仔布进行处理的研究并未见报道。

1　实验部分

1.1实验原材料

靛蓝染色纯棉牛仔布，385.5m2/g，0.91mm，广东省均安牛仔服装研究院提供。NaOH，分析纯，国药集团化学试剂有限公司；渗透剂JFC，市购。

1.2牛仔布的退浆处理和电晕处理

（1）采用碱氧一浴退浆工艺对纯棉牛仔布进行退浆处理，工艺条件为：NaOH 10g/L，浴比1∶20，渗透剂JFC 1%，温度90℃，时间60min，热水洗3次，温水洗3次，70℃烘干备用。

（2）将退浆处理的牛仔布（5×20cm，电晕有效长度18cm）在大连无线电九厂生产的SDCD16-2-10型电晕放电仪进行电晕处理，处理电压为11kV、13 kV、15 kV，处理时间为0min，1min，3min，5min，处理完后迅速进行性能测试。

1.3性能测试

牛仔布颜色的测定：取处理前后的牛仔布，在美国爱色丽公司生产的Color I 7型电脑测色配色仪上测试电晕前后的K/S值，测量10次，取平均值。

拉伸性能的测定：取处理前后的牛仔布，在美国INSTRON公司生产的Instron 5566型万能材料强力仪进行测试。试样5×20cm，夹持长度100mm；拉伸速度150mm/min，测量5次，取其平均值。

毛细效应的测定：采用毛细效应测试法，将处理前后的牛仔布在温州大荣纺织标准仪器厂生产的YG(B)871型毛细管效应测定仪进行测定。试样2.5×20cm，张力夹3.0±0.5g，温度30℃，时间30 min。测定5次，取平均值。

电晕后水洗后牛仔布颜色的测定：按浴比1:20，将电晕后的试样，在50℃条件下用常州市大华电子仪器有限公司生产的SW-12A型水洗机洗涤5min，然后用上海朗高纺织设备有限公司生产的E1-400型立式小轧车压干（4.0M/min，0.45MPa），90℃烘干。然后采用在美国爱色丽公司生产的Color I 7型电脑测色配色仪迅速测试，测量10次取平均值。

2　结果与讨论

2.1电晕处理工艺对牛仔布颜色深度的影响

由表1可知，电晕后牛仔布的明度明显增大，随着处理时间的延长，明度变化逐渐变小。由图1可知，牛仔布的K/S值随着电压的增大和时间的延长，先降低后增加。这是因为电晕对牛仔布纤维有轻微的刻蚀作用和臭氧的强氧化作用对靛蓝染料牛仔布有消色作用[15]。另外高电压下牛仔布表面纤维刻蚀更严重，使得纤维表面变得凹凸不平，增加入射光线产生漫反射的机会，从而增加反射光再次进入纤维内部的机会，一定程度上对牛仔布表面起到增深的作用[16]。表2为经电晕处理后再经洗水干燥后的牛仔布的表观着色量。

表1 电晕前后的牛仔布明度(L)的变化

表2　经电晕处理后再经洗水干燥后的牛仔布的K/S值

由表2可以看出，水洗后随着电压和时间不同，牛仔布的K/S值有一定程度上的减少，这可能由于随着电晕电压的增大和时间的延长，电晕产生的高能辐射，使牛仔布表面的纤维素发生部分降解或使靛蓝染料分子发生氧化或降解[17]，这些降解的物质在机械搅拌和水流的冲刷作用下从牛仔布上分离出来，导致牛仔布色深降低。

2.2电晕处理工艺对牛仔布力学性能的影响

由图2可知，牛仔布的最大断裂强力随处理电压和处理时间的增加而减小，之后变化趋势变缓，断裂伸长率随电晕处理电压和时间的增加而增加，之后略有降低。这是由于随着电晕电压增大，电晕产生的粒子能量增大，对牛仔布纤维表面刻蚀程度明显增加；而且随着处理电压增大和处理时间延长，使得处理气氛温度升高，加快了牛仔纤维表面刻蚀的速度。电晕产生的高能辐射，使牛仔布纤维表面的纤维素发生部分降解，聚合度下降，减小了分子间横向作用力，导致牛仔布强力下降。另外电晕产生的自由基和臭氧的氧化作用降低了纱线外层纤维的断裂强度[18]。但总体上看，电晕处理后的牛仔布的强力有所降低，但仍满足服用性能的要求。

图1　电晕处理工艺对牛仔布表观着色量(K/S值)的影响

图2　电晕处理工艺与牛仔布断裂强力和断裂伸长率的关系曲线

表3 电晕处理电压与牛仔布润湿时间的关系（处理时间1min）

图3　电晕处理工艺与牛仔布毛细高度的关系曲线

2.3电晕处理工艺对牛仔织物润湿性能的影响

吸取0.1ml蒸馏水，从距离2cm处垂直落下，记录水滴在牛仔布消失的时间，其结果如表3所示。由表3可以看出，经电晕处理后的牛仔布表面水滴立即铺展消失，说明牛仔布表面亲水性增强[14]，由于牛仔布已退浆，受回潮率的影响，因此我们选用较方便的毛细高度来衡量牛仔织物的润湿性能。

图3为电晕处理工艺与牛仔布毛细高度的关系曲线。由图3可以看出，电晕处理可以明显提高牛仔布的润湿性能，牛仔布的毛细高度随着电晕处理时间和处理电压的增加而增加。这主要是因为电晕处理在牛仔布纤维表面产生了大量自由基，并引入了一些极性亲水基团，如-OH、-C=O、-COOH等[11]，使纤维表面的吸湿性得到增强，吸水性也得到极大的改善。

3　结论

经电晕处理后的牛仔布的润湿性能显著增加，其润湿性能随着电晕处理时间、处理电压的增加而增加。电晕处理导致牛仔布的力学性能略有降低，但对其可服用性能影响不大。电晕处理牛仔织物有一定程度的褪色作用，在15KV，3min时褪色效果最明显。电晕处理在牛仔洗水清洁化方面有着潜在的应用。

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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

广东省科技厅资助项目 (2010498B1).

*通讯作者：易长海（1968-），男，博士，教授，研究方向：牛仔服装清洁化与智能化技术.