提高牛仔面料耐摩擦色牢度后处理方法的探究

龙 丹，田 磊，易长海*



提高牛仔面料耐摩擦色牢度后处理方法的探究

龙 丹1，田 磊2，易长海1*

(1. 武汉纺织大学 纺织科学与工程学院，湖北 武汉 430200; 2. 广东省均安牛仔服装研究院，广东 顺德 528329 )

分别用聚氨酯PU-NEW、交联剂（聚二甲基二烯丙基氯化铵）、固色剂Y、2D蓝光树脂对两种不同的牛仔面料进行后处理，对提高牛仔面料耐摩擦色牢度后处理的方法进行了探究。结果表明：四种处理剂对两种牛仔面料的耐摩擦色牢度均有一定的影响；处理后的牛仔布的物理性能有所变化，但是均在牛仔服装标准FZ/T81006-2007要求范围内，其变化不影响服用性能。

耐摩擦色牢度；牛仔面料；后处理；聚氨酯PU-NEW

牛仔面料是一种时尚流行的服装面料，深受人们的青睐。人们对服装服用性能的要求不断提高，这也导致了牛仔产品的质量竞争不断加剧。牛仔布是用靛蓝染料对经纱染色再与本色纬纱交织而成的，可以经过洗水洗出多种颜色效果。但是牛仔布耐摩擦色牢度较低，渐渐无法满足消费者更高的质量要求，提高耐摩擦色牢度是目前牛仔布生产中一项十分有益的研究工作[1]。

目前关于提高牛仔布耐摩擦色牢度的方法鲜有报道。2011年，包昊和张瑞寅等通过优化牛仔布染色工艺的方法来提高牛仔布的耐摩擦色牢度，该方法可以提高牛仔布的干摩擦色牢度半级。本文探讨不同的后处理方法对牛仔布干湿摩擦牢度的影响。

1 实验部分

1.1 材料与仪器

两种不同面料成份、不同摩擦色牢度等级的牛仔布（Denim1和Denim 2）：佛山市顺德区盛纺龙纺织有限公司；聚氨酯PU-NEW、交联剂（聚二甲基二烯丙基氯化铵）、固色剂Y、2D蓝光树脂：佛山市顺德区宽盈化工有限公司。

仪器：YB571-Ⅱ型色牢度摩擦测试仪、DHG-9145A电热恒温鼓风干燥箱、CMT6503型万能试验机、YG(B461)型数字式织物透气性能测定仪、M008E型落锤式织物撕裂仪、YG(B)982X型光源箱。

1.2 实验原理

固色剂能提高染色过程中染料的留着率及其湿处理牢度，对于提高产品质量，降低生产成本，减小污染都具有十分重要的意义[2-4]。

固色剂的固色机理大致上包括四类：第一，阳离子型固色剂与阴离子型染料成盐，从而降低染料在水中的溶解度，以提高耐水洗牢度实现固色；第二，高分子型固色剂，利用高分子的成膜作用，一方面将染料分子封闭在纤维上，另一方面高分子膜的低摩擦系数，提高耐摩擦牢度；第三，聚阳离子固色剂，既具有高分子的成膜作用，又能够与阴离子型染料成盐，双重作用实现固色。第四，反应型固色剂，利用多官能团物质，与纤维和染料上的活性基团反应，形成交联结构而实现固色[5]。

靛蓝染料属于还原性染料，一方面既不是阳离子型也不是阴离子型染料，另一方面没有活性基团。所以阳离子型固色剂与反应型固色剂的固色机理不适用于靛蓝染料，高分子型固色剂与聚阳离子固色剂的成膜机理适用于靛蓝牛仔面料的固色。实验中所选用的助剂均为高分子型固色剂。交联剂、聚氨酯PU-NEW、2D树脂与固色剂Y自身会交联成大分子，同时可以与纤维交联，形成保护膜覆盖在染料和布面上。

1.3 整理工艺

在常温下将不同面料的牛仔布分别浸渍在不同成分的整理液中，浴比为1：20，然后在烘箱中进行烘干。

1.4 测试

干湿摩擦牢度按照GB/T3920—2008《纺织品 色牢度试验 耐摩擦牢度》进行测试；织物透气性按照按照GB/T5453-1997《纺织品 织物透气性的测定》进行测试；织物强力按照GB/T 3923.2-2013《纺织品 织物拉伸性能 第二部分：断裂强力的测定 抓样法》进行测试；织物撕破性能按照GB/T 3917.1—2009《纺织品 织物撕破性能 第一部分分：冲击摆锤法撕破强力的测定 》进行测试。

2 结果与讨论

2.1 不同处理方法对牛仔面料摩擦性能的影响

表1 未处理的两种牛仔布的性能

经过面料成分鉴定，鉴定出两种牛仔面料Denim 1与Denim 2的成分分别为棉98%/氨2%与棉71%/涤26%/粘纤2%/氨1%。计算出其克重分别为325g/m2与330g/m2。Denim 1的干摩擦牢度为4级，湿摩擦牢度为2级。Denim 2的干摩擦牢度为4级，湿摩擦牢度为1-2级。

表2 交联剂处理对牛仔布摩擦性能的影响

由表2可知，当交联剂用量为80g/L，烘干温度为160℃，烘干时间为20min时，两种牛仔面料的干摩牢度提升了半级。当交联剂用量为200g/L，烘干温度为105℃，烘干时间为20min时，两种牛仔面料的摩擦色牢度没有明显提高，证明当温度达到160℃时，交联剂才能使干摩擦牢度提高半级。这可能是因为在此条件下，交联剂在纤维表面发生交联形成保护膜，交联剂用量产生作用。其他处理条件下，交联剂对牛仔面料的摩擦牢度没有明显影响。但是该交联剂处理后面料的湿摩擦色牢度无变化，这可能是因为该交联剂为聚二甲基二烯丙基氯化铵所形成的膜具有亲水性，对提升湿摩擦色牢度无效果。

表3 树脂处理对牛仔布摩擦性能的影响

由表3可知，当树脂用量为200g/L，烘干温度为105℃，烘干时间为20min时，两种牛仔面料的湿摩擦牢度均提高了半级，但是干摩擦色牢度并没提高。这可能是因为此时形成的是一种疏水性膜，但是其膜的耐磨性有限。同时由表3可知，该树脂整理的浓度需要达到200g/L左右才能产生效果，温度达到105℃即可。

表4 固色剂Y处理对牛仔布摩擦性能的影响

由表4可知，当固色剂用量为80g/L，烘干温度为160℃，烘干时间为20min时，两种牛仔面料的干摩擦牢度均提高了半级。这可能是因为在此条件下，该固色剂在纤维表面发生交联形成保护膜。当交联剂用量提升为200g/L，烘干温度为105℃，烘干时间为20min时，两种牛仔面料的摩擦色牢度没有明显提高，证明当温度达到160℃时，固色剂才能产生作用。但是该固色剂处理后面料的湿摩擦色牢度无变化，这可能是因为该固色剂所形成的膜具有亲水性，对提升湿摩擦色牢度无效果。

表5 聚氨酯PU-NEW处理对牛仔布摩擦性能的影响

由表5可知，当聚氨酯PU-NEW的用量为5g/L以上，两种牛仔面料的干摩擦牢度均提高了半级。当聚氨酯PU-NEW的用量达到45g/L时，两种牛仔面料的干湿摩擦牢度均提高的半级。当用量继续提升为200g/L，两种牛仔面料的干湿摩擦牢度依然为提高了半级，证明聚氨酯PU-NEW的用量达到45g/L后，继续提高用量对牛仔面料的耐摩擦牢度影响很小。当聚氨酯PU-NEW的用量为80g/L，烘干温度分别为105℃与160℃，烘干时间为20min时，两种牛仔面料的干湿摩擦牢度均提高了半级，证明达到一定浓度后烘干温度对牛仔面料的耐摩擦牢度影响很小。与前面三种整理方法相比，该方法的效果最好，这可能是该聚氨酯PU-NEW在织物表面有更好的成膜效果，且该膜的疏水性和耐磨性好。同时可知，对两种牛仔面料而言，若需要同时提升干摩擦牢度和湿摩擦牢度，最佳的整理工艺为聚氨酯PU-NEW用量45g/L，温度为105℃，时间为15-20min。

2.2 聚氨酯PU-NEW整理后对牛仔面料物理性能的影响

聚氨酯PU-NEW用量为45g/L，烘干温度为105°C，烘干时间为20min时对牛仔面料进行处理，然后对其透气性以及力学性能进行测试。

表6 整理后牛仔面料的透气性和力学性能

由表6可知，聚氨酯PU-NEW处理后的牛仔面料的透气性变小了6.0%和3.5%，这可能是由于聚氨酯PU-NEW在织物表面形成膜，覆盖在织物表面，堵塞了部分织物的细孔。但聚氨酯PU-NEW形成的膜并不是将织物完全覆盖，而是主要包裹在纤维上，故对织物的透气性影响很小，不影响其服用性能。

整理后Denim1牛仔面料的经向断裂强力下降21.3%，因为经向是纯棉纱，棉纤维的强力受到影响，使其纱线强力下降。这可能是因为虽然膜包覆在纱线表面使纤维间的抱合力更加紧密，抱合力增大，但是还不足以抵抗棉纤维强力受损所带来的影响。纬向强力增加6.2%是因为纬向含有氨纶纱，聚氨酯PU-NEW对纱线的强力影响相对纯棉纱较小，加上膜包覆在纱线表面使纤维间的抱合力更加紧密，抱合力增大，使其纬向的断裂强力增加。经纬向撕破强力小下降9.3%和14.4%，是因为处理后棉纤维的强力下降，剪切应力变小。

整理后Denim2牛仔面料经纬向的断裂强力分别增加1.8%与19.5。因为该面料的经向是棉涤粘混纺纱，纬向是棉氨混纺纱。聚氨酯PU-NEW对纱线的强力影响相对纯棉纱较小，加上膜包覆在纱线表面使纤维间的抱合力更加紧密，抱合力增大，使其经纬向的断裂强力增加。经纬向撕破强力分别下降4.5%和22.2%，是因为处理后棉纤维的强力下降，剪切应力变小。

此种情况下，对于本实验所用面料后的部分力学性能仍然达到牛仔服装标准FZ/T 81006-2007要求，但是若所用面料的力学性能本身就接近标准所要求值，可能会导致其力学性能不合格。

3 结论

（1）不同处理条件对牛仔布色摩擦牢度有不同程度的改善。固色剂与交联剂可提高两种牛仔面料的干摩擦牢度半级；树脂处理可提高两种牛仔面料的湿摩擦牢度半级；聚氨酯PU-NEW处理后的两种牛仔面料干湿摩擦牢度均可提高半级，且该方法最有效。

（2）用聚氨酯PU-NEW处理的最佳处理工艺为：聚氨酯PU-NEW用量为45g/L，烘干温度为105°C，烘干时间为20min。

（3）用聚氨酯PU-NEW处理的最佳处理工艺处理后的两种牛仔布其透气性分别降低了了6.0%和3.5%。Denim1牛仔面料的经向断裂强力下降21.3%，纬向断裂强力增加6.2%；经纬向撕破强力下降9.3%和14.4%。Denim2牛仔面料经纬向的断裂强力分别增加1.8%与19.5%；经纬向撕破强力分别下降4.5%和22.2%。其变化不影响服用性能。

（4）不同的后处理方法对这两种牛仔布的摩擦色牢度有同样的影响，证明牛仔面料的成分不影响后处理剂对牛仔布摩擦色牢度的影响。不同的后处理方法对这两种牛仔布的物理性能有不同的影响，证明面料成分影响经过后处理的牛仔面料的物理性能，但是其变化不影响服用性能。

（5）后处理的方法相对于优化靛蓝染色工艺的方法效果显著且简便，但是这两种方法的提高程度均有限。因此针对一些摩擦色牢度要求更高的产品，可能我们需要从靛蓝染料的自身出发，寻求更好的提升方案，如：纳米靛蓝等。

参考文献：

[1] 包昊，张瑞寅，等．提高牛仔布耐摩擦色牢度相关技术的探讨[J]．上海纺织科技，2011，39（11）：27-28，58.

[2] 何燕．染色技术的发展与固色剂的研究应用[J]．精细化工原料及中间体，2008，8：19-22.

[3] 叶金鑫．纺织用固色剂的发展[J]．现代纺织技术，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，刘林泉，等．固色剂的研究进展及展望[J]．广东化工，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

易长海（1968-）男，教授，研究方向：纺织材料与纺织品设计.

国家973项目（2012CB722701）.