牛仔服裝pH值超標(biāo)問(wèn)題探討范文
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《紡織科技進(jìn)展雜志》2015年第三期
1性能測(cè)試
（1）pH值測(cè)試參照GB／T7573－2009《紡織品水萃取液pH值的測(cè)定》進(jìn)行。（2）織物強(qiáng)力按照GB／T3923．2－2013《紡織品織物拉伸性能第二部分：斷裂強(qiáng)力的測(cè)定抓樣法》進(jìn)行測(cè)試。（3）撕破性能測(cè)試參照GB／T3917．1－2009《紡織品織物撕破性能第1部分：沖擊擺錘法撕破強(qiáng)力的測(cè)定》等進(jìn)行。
2結(jié)果與分析
2．1牛仔服裝ph值超標(biāo)的原因牛仔服裝工藝復(fù)雜，生產(chǎn)過(guò)程中化學(xué)處理工序較多，如纖維生產(chǎn)、漿染、印花、洗水等，這些工藝過(guò)程均可能導(dǎo)致牛仔服裝pH值超標(biāo)。
2．1．1纖維生產(chǎn)牛仔布起源至今已經(jīng)流行了150多年，其纖維原料早已突破純棉的傳統(tǒng)，多種多樣的再生纖維與合成纖維被應(yīng)用到牛仔面料中，這些纖維在生產(chǎn)中有時(shí)需要調(diào)節(jié)紡絲液或處理液的pH值。如制備聚丙烯腈的主要溶劑二甲基亞砜的水溶液呈堿性，對(duì)皮膚有強(qiáng)烈的滲透性［3］；制備再生蛋白質(zhì)纖維時(shí)要用堿溶酸沉工藝提取蛋白質(zhì)原液［4］；黏膠纖維濕法紡絲中制膠工序需要將漿粕與堿液作用生成堿纖維素，紡絲工序需要進(jìn)行酸浴，后處理時(shí)還需要利用氫氧化鈉脫硫［5］等，這些纖維在后處理中若水洗不充分則有可能對(duì)牛仔服裝的pH值帶來(lái)影響。
2．1．2染色染色根據(jù)工藝不同主要分為［6］：（1）直接染料染色，可溶于水，在中性鹽或弱堿性鹽中直接染著纖維素纖維。（2）活性染料染色，在堿性條件下，能與纖維素纖維等發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，染色堅(jiān)牢。（3）還原染料染色，分子中含有羰基，需在堿性條件下經(jīng)還原劑還原成羥基鈉鹽，才能溶解于水后染在纖維上，經(jīng)過(guò)氧化，再回復(fù)成不溶性染料，如靛藍(lán)染色。上述的染色工藝在牛仔服裝中均可能出現(xiàn)，都可能留下牛仔服裝pH值超標(biāo)的隱患。
2．1．3牛仔面料后處理牛仔面料的退漿、煮練、漂白、絲光等后處理工藝一般都在堿性條件下進(jìn)行。經(jīng)過(guò)退漿以后已經(jīng)去除了牛仔面料的大部分漿料和部分天然雜質(zhì)，但其中大部分天然雜質(zhì)如蠟狀物質(zhì)、果膠物質(zhì)、含氮物質(zhì)等仍殘留在織物上，會(huì)影響以后的染色、印花加工，為了使織物具有一定的吸水性，便于印染過(guò)程中染料的吸附、擴(kuò)散，需要將織物在高溫的堿液中煮練以去除這些雜質(zhì)［7］。目前煮練和絲光的主要用劑是燒堿。
2．1．4牛仔服裝洗水洗水是牛仔服裝獨(dú)特的工藝環(huán)節(jié)，是區(qū)別于其他服裝紡織品的主要工藝環(huán)節(jié)，主要有普洗、酵素洗、石磨洗、漂洗、雪花洗、手擦、馬騮、貓須、碧紋洗和化學(xué)洗等。這些洗水工藝大多都對(duì)pH值有所要求，甚至有的直接使用強(qiáng)堿助劑洗水來(lái)達(dá)到褪色的目的（如化學(xué)洗）；這些工藝環(huán)節(jié)之后一般都有清洗流程，但在成衣洗水過(guò)程中，服裝是浸泡在酸性或堿性溶液之中的，一些纖維會(huì)大量吸酸或吸堿，而成衣的清洗較為困難，所以如果清洗不充分，會(huì)使服裝的pH值超標(biāo)［8］。從以上可看出對(duì)牛仔服裝pH值產(chǎn)生影響的大多數(shù)原因都是生產(chǎn)工藝本身，此外還有一些影響較小但卻不能忽略的原因，如生產(chǎn)用水的使用、生產(chǎn)工藝管理、半成品與成品的儲(chǔ)存環(huán)境與儲(chǔ)存方式等也需要在實(shí)際應(yīng)用中進(jìn)行考慮。
2．2牛仔服裝成品pH值超標(biāo)改善方案牛仔服裝樣品的pH值超標(biāo)情況如表2。
2．2．1pH值堿超標(biāo)改善工藝選取檸檬酸、磷酸二氫銨、氯化銨和醋酸作為酸性中和劑，在不同的濃度、溫度與時(shí)間條件下處理堿超標(biāo)牛仔服裝樣品，探討最佳工藝條件。（1）濃度測(cè)試在1～6g／L的6個(gè)不同濃度條件下（檸檬酸與醋酸另測(cè)0．4、0．6和0．8g／L）的中和效果，對(duì)比處理后pH值最接近7．0時(shí)的中和濃度，測(cè)試結(jié)果圖1所示。由圖1可知，檸檬酸中和濃度高于3g／L時(shí)布樣pH值會(huì)低于4，氯化銨、醋酸與磷酸二氫銨對(duì)布樣處理后的pH值在這一濃度區(qū)間內(nèi)介于5．5～7．5之間；純棉布樣與滌棉混紡布樣在試驗(yàn)中沒(méi)有表現(xiàn)出明顯差異。結(jié)果表明，經(jīng)處理后pH值最接近7．0的各試劑濃度分別為檸檬酸0．6g／L、磷酸二氫銨1g／L、氯化銨1g／L、醋酸0．6g／L。測(cè)試在25～65℃間的5種溫度條件下的中和效果，對(duì)比處理后pH最接近7．0時(shí)的中和溫度，如圖2所示。由圖2可知，各個(gè)中和劑處理后的布樣pH值大多隨著中和溫度的升高而降低，可能溫度的升高使原本殘留在布面上氫氧根離子更易于分離到溶液中與氫離子中和，使多余的氫離子得以更好的滲透到織物中。純棉布樣與滌棉混紡布樣在試驗(yàn)中沒(méi)有表現(xiàn)出明顯差異。結(jié)果表明，檸檬酸、醋酸在25℃中和時(shí)布樣pH值最接近7．0，而磷酸二氫銨、氯化銨在25～45℃最接近7．0，提升溫度對(duì)后兩者中和效果的影響不明顯，因此選用25℃。（3）時(shí)間測(cè)試在2～10min間的5種時(shí)間條件下中和效果，對(duì)比處理后pH最接近7．0時(shí)的中和時(shí)間，如圖3所示。由圖3可知，檸檬酸、氯化銨與磷酸二氫銨的布樣pH值沒(méi)有隨時(shí)間變化表現(xiàn)出明顯波動(dòng)規(guī)律，僅醋酸處理的布樣pH值隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng)略有降低，可能是醋酸中和時(shí)產(chǎn)生的乙酸鈉鹽阻礙其進(jìn)一步滲透織物從而導(dǎo)致中和效率較低。純棉布樣與滌棉混紡布樣在試驗(yàn)中沒(méi)有表現(xiàn)出明顯差異。結(jié)果表明，處理后布樣pH值最接近7．0的各中和劑中和時(shí)間分別為檸檬酸4min，磷酸二氫銨4min，氯化銨4min，醋酸8min。
2．2．2pH值酸超標(biāo)改善工藝選取碳酸鈉、燒堿和氨水作為堿性中和劑，以同樣的方式處理酸超標(biāo)牛仔服裝樣品，探討中和濃度、溫度與時(shí)間的最佳工藝條件。（1）濃度如圖4所示，碳酸鈉與燒堿的濃度單位是氨水的1／10，但經(jīng)前二者處理后的布面pH值隨濃度上升的速度遠(yuǎn)大于氨水；燒堿濃度大于400mg／L后，布樣pH值大于7．5堿超標(biāo)，整體表現(xiàn)與三種中和劑的堿性強(qiáng)弱成一定比例。純棉布樣與滌棉混紡布樣在試驗(yàn)中沒(méi)有表現(xiàn)出明顯差異。結(jié)果表明，布樣pH值最接近7．0的中和劑濃度分別為碳酸鈉600mg／L，燒堿400mg／L，氨水6g／L。（2）溫度如圖5所示，燒堿處理時(shí)溫度稍高于室溫（25℃）布樣便有了堿超標(biāo)的危險(xiǎn)，很不穩(wěn)定。而氨水處理后的布樣pH值基本沒(méi)有隨著溫度的上升而變化，在圖中近乎一條水平線，可能是溫度的升高導(dǎo)致氨水的揮發(fā)加劇，致使氨水溶液堿性降低。純棉布樣與滌棉混紡布樣在試驗(yàn)中沒(méi)有表現(xiàn)出明顯差異。結(jié)果表明，布樣pH值最接近7．0時(shí)的中和劑中和溫度分別為碳酸鈉35℃，燒堿25℃，氨水25～65℃，基于中和效率選用25℃。（3）時(shí)間如圖6所示，燒堿中和時(shí)間超過(guò)2min時(shí)布面pH值高于7．5，表現(xiàn)很不穩(wěn)定。氨水表現(xiàn)接近水平線，其對(duì)時(shí)間的敏感性很低。碳酸鈉處理后pH值較為穩(wěn)定，適度的調(diào)節(jié)了布樣的pH值，沒(méi)有堿超標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)。純棉布樣與滌棉混紡布樣在試驗(yàn)中沒(méi)有表現(xiàn)出明顯差異。結(jié)果表明，經(jīng)處理后布樣pH值最接近7．0時(shí)的中和劑中和時(shí)間分別為碳酸鈉6min，燒堿2min，氨水2～10min，基于中和效率選用2min。
2．3最佳處理工藝方法
2．3．1工業(yè)應(yīng)用成本比較如表3所示，當(dāng)樣品pH達(dá)到或較接近7．0時(shí)各試劑對(duì)應(yīng)的中和濃度、溫度與時(shí)間等中和工藝可知酸性中和劑中醋酸較于其他酸性中和劑需要更多的時(shí)間，消耗量與檸檬酸相比也沒(méi)有優(yōu)勢(shì)。醋酸是有刺激性氣味的有機(jī)弱酸，長(zhǎng)期接觸對(duì)人體皮膚和呼吸道有一定的刺激作用，經(jīng)其中和后織物有異味不達(dá)標(biāo)的可能，而其揮發(fā)性使得中和時(shí)尤其在熱水浴時(shí)中和液的pH值不穩(wěn)定，無(wú)法較準(zhǔn)確的控制pH的調(diào)節(jié)范圍，從而降低中和效率。用醋酸中和紡織品上的燒堿和純堿時(shí)會(huì)形成乙酸鈉鹽，乙酸鈉鹽會(huì)對(duì)纖維外部的乙酸形成緩沖，使中和不徹底。而產(chǎn)生的乙酸鈉鹽將導(dǎo)致牛仔織物手感變硬，長(zhǎng)期殘留還有可能在熱處理或長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存時(shí)產(chǎn)生還原堿化合物，影響織物色澤［9］，因此不選用醋酸。對(duì)比表3中檸檬酸、磷酸二氫銨與氯化銨的數(shù)據(jù)得出，在相同中和時(shí)間和中和溫度下檸檬酸的消耗量將近磷酸二氫銨和氯化銨的一半。且采用檸檬酸或檸檬酸鹽類作助洗劑可迅速沉淀金屬離子，防止污染物重新附著在織物上，使污垢和灰分散懸浮，改善中和產(chǎn)品的性能［10］。而磷酸二氫氨與氯化銨達(dá)到相同的中和效果時(shí)的工藝條件相同，但售價(jià)卻相差巨大，因此初步選擇檸檬酸和氯化銨作為酸性中和劑。試驗(yàn)中的堿性中和劑碳酸鈉、燒堿和氨水三者的中和工藝最大的差異是濃度。由表3可知，氨水需要在6g／L的濃度下才能將酸超標(biāo)樣品的pH值調(diào)節(jié)到7．0，在使用成本上遠(yuǎn)大于另兩種中和劑。氨水易揮發(fā)，在調(diào)節(jié)pH的穩(wěn)定性和運(yùn)輸儲(chǔ)存的成本上與醋酸有著類似的缺陷，因此不選用氨水。表3顯示碳酸鈉與燒堿調(diào)節(jié)酸超標(biāo)牛仔樣品pH達(dá)到7．0時(shí)的使用成本接近。盡管碳酸鈉的中和時(shí)間與中和溫度要求均高于燒堿，但從圖5與圖6可看出，燒堿并不穩(wěn)定，只要中和時(shí)間或中和溫度稍稍產(chǎn)生變化都有中和織物pH堿超標(biāo)的可能，難以控制準(zhǔn)確的pH調(diào)節(jié)范圍。因此仍然選擇中和溫度與中和時(shí)間要求略高但穩(wěn)定的碳酸鈉作為堿性中和劑。
2．3．2中和處理后織物的物理性能如表4分別測(cè)試檸檬酸、氯化銨與碳酸鈉在各自最佳中和工藝下處理pH超標(biāo)牛仔服裝樣品前后織物的各項(xiàng)物理性能。酸性中和劑中檸檬酸與氯化銨在處理工藝成本與效率相近的情況下對(duì)牛仔服裝物理性能的影響是幾乎相同的，在皂洗色牢度上，經(jīng)過(guò)檸檬酸中和后的牛仔織物皂洗色牢度有輕微提升，而在耐酸汗?jié)n色牢度上牛仔織物經(jīng)氯化銨中和后降低了半級(jí)。因此檸檬酸在對(duì)牛仔織物的色牢度的綜合影響上略好于氯化銨，但在對(duì)牛仔服裝織物的斷裂強(qiáng)力和撕裂強(qiáng)力的影響上二者沒(méi)有差異。試驗(yàn)中碳酸鈉除了在幾個(gè)色牢度的測(cè)試中表現(xiàn)出了誤差允許范圍內(nèi)的變化外基本上對(duì)牛仔織物的物理性沒(méi)有影響。
3結(jié)論
（1）牛仔服裝生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)多，工序長(zhǎng)，化學(xué)處理較多，其pH值超標(biāo)的潛在原因較多，相對(duì)于通過(guò)更改工藝而言，對(duì)牛仔成衣進(jìn)行積極的中和才是目前較實(shí)際的解決辦法。（2）醋酸和磷酸二氫銨因?yàn)閾]發(fā)性或使用成本高等原因不適于用作牛仔服裝的酸性中和劑，而檸檬酸與氯化銨均可用作pH超標(biāo)的牛仔服裝的酸性中和劑，且在對(duì)牛仔面料的色牢度的影響上檸檬酸可能比氯化銨略占優(yōu)勢(shì)。（3）氫氧化鈉與氨水因不穩(wěn)定以及對(duì)人體有害等原因不適于用作牛仔服裝的堿性中和劑，而碳酸鈉可用作pH超標(biāo)的牛仔服裝的堿性中和劑，其中和濃度、溫度與時(shí)間等工藝要求不高，且表現(xiàn)穩(wěn)定，可調(diào)節(jié)牛仔服裝pH值至理想范圍。（4）選擇的酸堿中和劑對(duì)牛仔服裝的中和處理沒(méi)有因純棉或滌／棉的差異而產(chǎn)生不同影響。
作者：田磊 何正磊 劉柳 易長(zhǎng)海 單位：廣東省均安牛仔服裝研究 武漢紡織大學(xué) 廣東華紡紡織品檢測(cè)技術(shù)服務(wù)中心