【学堂方案】如何分辨与预防牛仔面料的臭氧黄变？

点击：3369 发表时间：2021-03-16

【导读】：在车水马龙的街上行走，常常看到空气略带浅棕色，又有一股辛辣刺激分不清它是直接被排放的，而是转化而成的，汽车、燃料、石化等是臭氧的重要污染源，比如汽车排放的氮氧化物，只要在...

关健字：

在车水马龙的街上行走，常常看到空气略带浅棕色，又有一股辛辣刺激分不清它是直接被排放的，而是转化而成的，汽车、燃料、石化等是臭氧的重要污染源，比如汽车排放的氮氧化物，只要在阳光辐射及适合的气象条件下就可以生成臭氧。随着汽车和工业排放的增加，地面臭氧污染在欧洲、北美、日本以及我国的许多城市中成为普遍现象。臭氧氧化性很强，可以氧化有机化合物，一定浓度可使织物褪色，如靛蓝遇臭氧会脱色。这一现象已经引起业界的广泛关注，纷纷提出对纺织品臭氧色牢度的要求。

（ 👆 左侧为黄变样本）

什么是牛仔裤黄变？

牛仔裤黄变是纺织染整行业内较为普遍的质量问题。牛仔裤长期暴露于空气中会发生黄变现象，一些折叠部位黄变更加明显，严重影响外观。（见上图）本文主要探讨牛仔裤产生黄变的原因，并针对牛仔裤的后整理与储存两个环节提出预防措施。

牛仔面料黄变主要原因？

我们对出现黄变的牛仔裤进行了统计分析，发现黄变严重的面料一般具有以下特点：

A. 纱支比传统的牛仔裤要细。
B. 经纱为色纱（含有靛蓝染料）；纬纱为本白纱，成分涤纶或者纯棉纱，并且本白纱露在正面的比较多。把经纬纱拆开分析，本白纱的黄变现象更加明显。
考虑到生产加工中的实用性，这里介绍一种简单分辨靛蓝染料染色的牛仔面料的方法：将面料点燃后放置在白色瓷砖上，如果白色瓷砖上出现蓝色痕迹，该面料含有靛蓝染料。

空气污染物（臭氧）对牛仔裤黄变程度的影响？

牛仔面料染色所用的靛蓝染料具有不耐氧化而黄变的特性，靛蓝在臭氧作用下会分解成靛红（吲哚满二酮）、鞣酸和两者的联合体，导致织物变黄。靛红（吲哚满二酮）是一种水溶性物质，用温水容易净洗去除。

随着工业化进程加快及城市汽车数量剧增,空气中的臭氧量大幅度提高，甚至已达到危害水平（0.5mg/kg）。大气中的臭氧（O3）是极强的氧化剂，在UV光的照射下，它会分解染料，例如使粗斜纹棉布上的靛蓝染料转变为黄色产品。反应式见图2

图为靛蓝染料分解式

部分牛仔面料用的纱支较传统牛仔面料要细，这样单位染料暴露在空气中的表面积大，增大了靛蓝染料与空气的接触面积，加快了黄变的程度。牛仔裤静态放置时间过长，靛蓝氧化分解产物在面料上积累到一定程度，就会出现黄变现象。

预防牛仔

臭氧黄变

一酵洗工艺

提到牛仔面料中的本白纱黄变更加严重。这是因为在牛仔酵洗等加工过程中，色纱上的靛蓝染料被剥落下来，回沾到本白纱上，这些沾污在面料上的靛蓝染料更容易黄变。所以加工过程中，要采取措施减少靛蓝染料对本白纱沾色。酵洗时用中性酵素代替酸性酵素且加白底防沾剂，因为酸性条件下，本白纱更容易沾污剥落的染料，加白底防沾剂则能进一步减少对本白纱的沾污。水洗工序要彻底洗掉面料加工过程的浮色和杂质。

二抗黄变整理工艺

在牛仔裤生产工艺最后增加一道抗黄变整理工序。通过浸染工艺，将抗黄变助剂施加到面料上，然后80℃烘干。

工艺参数见下表：

	浸轧法	浸渍法
FUNCTEX（菲克斯）AOZ用量	10 - 30g/L	1 - 3%
处理液（HAC）PH	4.5 - 5.0	4.5 - 5.0
处理液温度	40 - 50°C	40 - 50°C
处理时间	短暂	20min

表中显示抗黄变整理工艺参数

我们对同类抗臭氧柔软剂进行分析对比，发现抗臭氧柔软剂AOZ效果较好，其抗黄变原理是抗臭氧柔软剂先与臭氧发生反应，保护靛蓝染料不被破坏。

依据标准《GB/T11039.3-2005纺织品色牢度实验耐大气污染物色牢度第三部分：大气臭氧》测试，对未抗黄变整理和抗黄变处理后的织物进行臭氧处理3个小时。实验结果如下：

表1.白胚布实测结果：

表2.浅蓝T/C混纺色织布实测结果：

从实验结果可以看出，进行抗黄变整理的试样比未经过整理试样抗臭氧色牢度提高了1-2级。

三减少牛仔裤售前与空气污染物的接触

靛蓝染色的牛仔面料黄变现象大部分发生在贮存和陈列这一个阶段，消费者购买该类产品后，几乎没有因黄变问题的投诉。

经分析，消费者购买后的产品也会发生黄变，但是消费者穿着后衣服处于动态，整个产品与大气污染物接触比较均匀，不会产生局部黄变。而且消费者要对穿着过一段时间的衣物进行洗涤，靛蓝染料黄变分解的产物在洗涤过程中被洗除而不能积累。同时，多次洗涤后，面料表面容易产生黄变的浮色被充分洗除，黄变现象不明显。

为使试验更接近牛仔裤实际陈列状态的效果，剪取三块50mm×20mm的试样，未抗黄变整理试样、AOZ抗黄变整理试样、某同类抗黄变整理试样各一块，平行放置于实验室背光处，记录时间和黄变程度。试验结果见例表：

试样	7天变色级数	一个月变色级数	两个月变色级数
未整理	4级	3级	2-3级
AOZ整理	4-5级	4级	3-4级
某同类产品整理	4-5级	4级	3-4级

表中显示抗黄整理试样黄变程度与时间的关系

从实验结果可以看出，对面料进行抗黄变整理能有效的延长黄变时间，但是不能完全杜绝黄变问题。抗黄变整理后的面料只要与空气接触时间足够长，抗臭氧整理助剂与臭氧充分反应最终消耗殆尽，靛蓝染料失去抗臭氧剂的保护，黄变现象仍会发生。所以放置裤子的包装袋尽量密封，在专卖店陈列销售的靛蓝染牛仔裤子，可以根据实际情况15～30天更换一次，尽量减少产品与大气污染物接触的时间。

四耐光色牢度、酚醛黄变、臭氧黄变测试

我们采用了一款适合春夏季的牛仔裤，经纱为靛蓝染色的色纱，纬纱为本白涤纶纱，从耐光色牢度、酚醛黄变、臭氧黄变三方面对其进行检测，检测结果见例表：

检测依据	GB/T 16991-1997	ISO 105 X18-2007	GB/T11039.3-2005
测试项目	耐光色牢度	酚醛黄变	耐臭氧色牢度
测试结果	4 级	4-5级	3级

表中显示不同测试方法结果比对

从检测数据结果可知，耐光色牢度与酚醛黄变不是牛仔面料黄变的主要原因，用《GB/T11039.3-2005纺织品色牢度实验耐大气污染物色牢度第三部分：大气臭氧》测试方法对牛仔面料进行测试，色光变化较大，拆开试后样分析，本白纱黄变严重。

为进一步证明实验结论，我们从牛仔裤上面剪取50mm×20mm的面料，沿长边对折，放于实验室背光处，记录时间和黄变程度。实验结果见例表：

时间	7天	一个月	二个月
黄变程度	4级	3级	2 -3级

表中显示黄变程度与时间的变化关系

试验结果表明，在背光的情况下，牛仔面料与空气接触的一定时间后，依旧会产生黄变，并且接触的时间越长黄变越严重。牛仔裤的黄变主要与大气污染物有关。

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