弹力牛仔面料紫外光光固化无醛压皱整理

田 磊，甘厚磊，杨小玲，易长海,

(1.广东省均安牛仔服装研究院，广东 佛山 528329 2.武汉纺织大学，湖北 武汉 430073)

弹力牛仔面料紫外光光固化无醛压皱整理

田 磊1，甘厚磊2，杨小玲2，易长海1,2

(1.广东省均安牛仔服装研究院，广东 佛山 528329 2.武汉纺织大学，湖北 武汉 430073)

文章采用无醛1,2,3,4-丁烷四羧酸(BTCA)为压皱树脂、次亚磷酸钠(SHP)为催化剂、纳米Ag/TiO2为紫外光复合光催化剂等，制备牛仔面料用无醛压皱整理剂，并将该整理剂用紫外光光固化工艺对弹力靛蓝染色牛仔面料进行压皱整理。讨论了BTCA的用量、纳米Ag/TiO2的用量、紫外光照射时间对牛仔织物的折皱回复角、断裂强力的影响，探讨压皱整理的最佳工艺。

BTCA；弹力牛仔；压皱整理；折皱回复角

牛仔服装的风格是依靠牛仔制作工序中的一个重要工序—洗水工序完成的，而压皱就是其中的一个重要环节[1-3]。目前用于牛仔服装压皱整理的工艺大多数为浸泡、高温处理，不仅污染严重还浪费能源，而采用2D树脂整理存在甲醛释放的问题[4-7]。

紫外光固化技术具有耗能低、效率高、对环境污染小、化学稳定性好及适用性广等特点[8-10]。本文采用无甲醛整理剂多元羧酸BTCA来替代2D树脂，采用高压局部喷射与紫外光光固化工艺替代传统的浸渍与高温固化工艺，以期实现牛仔服装无醛压皱节能环保新工艺。

1 实验部分

1.1 原料及试剂

弹力靛蓝牛仔布(含3%的氨纶)：广东省均安牛仔服装研究院提供；丁烷四羧酸(BTCA)，次亚磷酸钠(SHP)，纳米Ag/TiO2(粒径为10 nm)，氢氧化钠，以上均为分析纯；渗透剂JFC(工业级)。

1.2 牛仔织物压皱整理

1.2.1 压皱整理液的制备

称取一定量的BTCA，SHP，纳米Ag/TiO2、渗透剂JFC溶于一定量的去离子水中，搅拌均匀，然后采用超声波设备进行分散，制得乳白色树脂整理液。

1.2.2 牛仔面料的压皱整理

采用岩田ALG-7手动高压喷枪将自制好的整理液均匀地喷涂到退过浆的弹力牛仔布上，然后再用轧车轧使得轧余率为90%，在65℃的烘箱中预烘5 min，除去牛仔布表面流动的水分，放在紫外灯下照射一定时间，最后皂洗(2 g/L的Na2CO3，浴比1∶20，30℃下搅拌15 min)、漂洗、烘干、测试。

1.3 分析与表征

整理前后弹力牛仔布折皱回复性能测定：参照GB/T 3819-1997《纺织品织物折痕回复性的测定回复角法》中的垂直法，采用YG[B]541D-Ⅱ型全自动数字式织物折皱弹性仪对测试整理后牛仔布的折皱回复角,以经加纬表示(经、纬向各测定5次取平均值)。

整理前后弹力牛仔布拉伸强力测定：参照GB/T 3923.1-1997《纺织品织物拉伸性能第1部分:断裂强力和断裂伸长率的测定条样法》，采用YG065H万能试验机测试整理后的牛仔布的拉伸性能，经纬各测5次，取平均值。

整理前后弹力牛仔布透气性能测定：参照GB/T5453-1997《纺织品织物透气性的测定》，采用YG(B)461D数字式织物透气量仪测试整理后的弹力牛仔布的透气性能，孔径为20 mm，正反面各测10次，取平均值。

2 结果与讨论

2.1 BTCA浓度对弹力牛仔布整理效果的影响

图1和图2分别为BTCA浓度对弹力牛仔面料折皱回复角和拉伸强力的影响。其中SHP浓度为BTCA浓度的60%，光催化剂纳米Ag/TiO2中Ag的体积百分含量为2%、乳液TiO2的体积百分含量为15%，渗透剂1 g/L，光照时间为15 min。

图1 BTCA的浓度对弹力牛仔面料折皱回复角的影响

图2 BTCA的浓度对弹力牛仔面料拉伸断裂强力的影响

由图1可知，弹力牛仔织物的蓝、白色面的折皱回复角值均随BTCA的浓度的增加而增加。当BTCA的浓度为125 g/L时，牛仔织物蓝色面的折皱回复角值为201.8°，牛仔织物的白色面的折皱回复角值为173.2°，相对于空白样分别增加了3.5%、4.3%，增幅不是很明显。但是，相对于以乳液粉状纳米TiO2作为光催化剂、喷涂树脂的工艺所得到的最大折皱回复角值(184.9°)来说，则是具有8.4%的增幅。这说明，相对于BTCA的用量来说，纳米Ag/TiO2的催化效率更能提高压皱的效果。

由图2可知，弹力牛仔织物的经、纬向的拉伸断裂强力均随着BTCA的浓度的增加而出现先增加后减小的趋势。当BTCA的浓度为75 g/L时，经向的拉伸断裂强力达到最大，为1134.3 N，增幅为5.9%；此时，纬向的拉伸断裂强力也达到最大，为805.3 N，增幅为10.4%。由此看出，BTCA的浓度对经向拉伸断裂强力的影响要比纬向的小。综合BTCA对牛仔织物折皱回复角及拉伸断裂强力两者的影响考虑，取BTCA的浓度为75 g/L。

2.2 复合光催化剂中纳米Ag浓度对弹力牛仔面料整理效果的影响

图3和图4分别为复合光催化剂中纳米Ag的浓度对弹力牛仔面料折皱回复角和拉伸强力的影响。其中BTCA的浓度为75 g/L，SHP浓度为45 g/L，乳液TiO2的体积百分含量为15%，渗透剂1 g/L，光照时间为15 min。

图3 复合光催化剂中纳米Ag的浓度对弹力牛仔面料折皱回复角的影响

由图3可知，弹力牛仔织物的折皱回复角随着催化体系中纳米Ag所占的体积百分比的增加而出现先增后减的趋势。当催化体系中纳米Ag所占的体积百分比为2%时，弹力牛仔织物的蓝色面的折皱回复角值达到最大，为201.5°。而织物白色的折皱回复角则在催化体系中纳米Ag所占的体积百分比为3%时达到最大，为169.5°。

图4 复合光催化剂中纳米Ag的浓度对弹力牛仔面料拉伸断裂强力的影响

由图4可知，催化体系中纳米Ag所占的体积百分比的增加，弹力牛仔织物的拉伸断裂强力出现先增后减的趋势。当纳米Ag所占的体积百分比为3%时，牛仔织物的径向的拉伸断裂强力达到最大，为1171.3 N；当纳米Ag所占的体积百分比为2%时，织物的纬向的拉伸断裂强力达最大，为735.5 N，增减幅分别为8%、7.7%。综合压皱效果、机械性能损失及成本因素考虑，取催化体系中纳米Ag所占的体积百分比为2%为宜。

2.3 紫外光照射时间对弹力牛仔面料整理效果的影响

图5和图6分别为紫外光光照时间对弹力牛仔面料折皱回复角及拉伸断裂强力的影响。其中BTCA的浓度为75 g/L，SHP的浓度为45 g/L，催化剂纳米Ag/TiO2中Ag的体积百分含量为2%、乳液TiO2的体积百分含量为15%，渗透剂1 g/L。

图5 紫外光光照时间对弹力牛仔面料折皱回复角的影响

由图5可知，对于弹力牛仔面料的蓝色面而言，其折皱回复角随着紫外光照射时间的增加而先增后减，在光照时间为10 min时达到最大值，为205.7°。当光照时间为20 min时，折皱回复角降为193.9°，降幅为5.7%，说明光照时间的延长对交联度的影响不是很大。对于牛仔面料的白色面而言，其折皱回复角随着紫外光照射时间的增加而先减后增，在光照时间为5 min时折皱回复角为最大，174.4°，说明紫外光对牛仔面料还是有一定的损伤的。

由图6所知，随着紫外光照时间的增加，弹力牛仔面料的经、纬向的拉伸断裂强力均呈下降趋势。当紫外光照射时间为20 min时，织物经向拉

图6 紫外光光照时间对弹力牛仔面料拉伸断裂强力的影响

伸断裂强力最小，为1111.3 N，降幅为18.9%。当紫外光照射时间为25 min时，织物纬向的拉伸断裂强力最小，为3.8%。紫外光对经向拉伸断裂强力的影响要大于对纬向的拉伸断裂强力的影响。综合压皱效果、强力损失等因素考虑，取紫外光照射时间为10 min为宜。

2.4 整理后对弹力牛仔面料K/S值和透气性的影响

表1为整理前后弹力牛仔面料K/S值和透气性。其中整理工艺条件为：BTCA的浓度为75 g/L、SHP浓度为45 g/L，Ag/TiO2(其中Ag的体积百分含量为2%、乳液TiO2的体积百分含量为15%)、渗透剂1 g/L、紫外光光照时间为10 min，用高压喷枪喷涂。

表1 整理前后弹力牛仔面料K/S值和透气性

由表1可知，整理前后弹力牛仔面料的K/S值略有增加，透气性有所降低，但影响均比较小，能够符合织物整理剂的基本要求。

3 结论

3.1 弹力牛仔面料的紫外光固化压皱整理的优化工艺条件为：BTCA的浓度为75 g/L，SHP的浓度为 45 g/L，催化剂纳米Ag/TiO2中Ag的体积百分含量为2%、乳液TiO2的体积百分含量为15%，渗透剂1 g/L，采用高压喷涂方式，紫外光照射时间为10 min。

3.2 弹力牛仔面料经整理前后，折皱性能得到较大改善，断裂强力下降不明显，透气性略微下降，颜色基本没有变化，能够满足服用要求。

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Research on Modification of Crumpling Treatment on Elastic Denim

TianLei1，GanHoulei2，YangXiaoling2，YiChanghai1，2

(1.Guangdong Jun＇an Jeans Institute，Foshan 528329，China； 2.Wuhan Textile University，Wuhan 430073，China)

Formaldehyde free crumpling finishing agent to denim was prepared by the 1，2，3，4-butane tetracarboxylic acid (BTCA) as crumpling resin,sodium hypophosphite (SHP) as catalyst,and nanometer Ag/TiO2as UV optical composite photocatalyst,and the UV wrinkle finishing process was used to treat elastic blue denim. The effects of concentration of BTCA and nanometer Ag/titanium dioxide(TiO2),UV irradiating time were analyzed for the wrinkle recovery angle and the breaking strength of the denim. And the optimal process conditions were studied.

BTCA;stretch denim;crumpling treatment;wrinkle recovery angle

2014-10-30

田 磊(1983—)，男，湖北黄冈人，工程师。

TS101.3

B

1009-3028(2015)01-0010-04