對(duì)氧系漂白劑染色堅(jiān)牢度試驗(yàn)方法的探討

日本纖維和家庭護(hù)理研究中心 野村昌史

對(duì)氧系漂白劑染色堅(jiān)牢度試驗(yàn)方法的探討

日本纖維和家庭護(hù)理研究中心 野村昌史

本文從多方面探討了日本標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于氧系漂白劑染色堅(jiān)牢度試驗(yàn)方法的適用性。確認(rèn)JIS-B法是評(píng)價(jià)家庭洗滌染色堅(jiān)牢度的恰當(dāng)方法，最后指出了建立染色堅(jiān)牢度評(píng)價(jià)法的重要性。

織物護(hù)理；氧系漂白劑；染色堅(jiān)牢度

日本關(guān)于纖維制品表示方法的規(guī)定收載于日本標(biāo)準(zhǔn)《纖維制品的表示記號(hào)及表示方法》（JIS L0217），其中對(duì)氯系漂白劑使用可否的表示法作出了規(guī)定。ISO3785是國(guó)際通行的纖維制品表示符號(hào)標(biāo)準(zhǔn)，在圍繞該標(biāo)準(zhǔn)的國(guó)際適用性和普遍適用性進(jìn)行的研討中，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織于2012年對(duì)包括日本在內(nèi)的亞洲地區(qū)廣泛采用的自然干燥記號(hào)等內(nèi)容進(jìn)行了修訂。

針對(duì)這種情況，日本對(duì)JIS L0217標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了修訂。日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)調(diào)查會(huì)下設(shè)的開發(fā)委員會(huì)于2011年召開會(huì)議，對(duì)纖維制品表示符號(hào)的ISO法進(jìn)行了討論。在隨后提出的修訂草案中，廢止了原來(lái)的兩種漂白劑表示符號(hào)“可以使用氯系漂白劑漂白”和“不可以使用氯系漂白劑漂白”，取而代之的是“可以使用氯系漂白劑和氧系漂白劑”、“只可使用氧系漂白劑，不可使用氯系漂白劑”和“不可使用任何漂白劑/禁止漂白”三種（圖1）。值得注意的是，這種變化并不只是表示符號(hào)的改變，它還會(huì)導(dǎo)致與表示方法相對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)方法和標(biāo)準(zhǔn)的變更。

圖1 JIS L0217修正草案與現(xiàn)行表示方法的對(duì)比

判斷可否使用氧系漂白劑時(shí)應(yīng)進(jìn)行染色堅(jiān)牢度試驗(yàn)，國(guó)際上通用的方法是ISO3785中的“氧系漂白的染色堅(jiān)牢度試驗(yàn)方法”（ISO 105-C09），日本適用的方法是“添加過(guò)碳酸鈉漂白與洗滌有關(guān)的染色堅(jiān)牢度試驗(yàn)方法”（JIS L0889）。但是，ISO 105-C09試驗(yàn)是以過(guò)硼酸鈉作為漂白劑的，不符合日本家用漂白劑的實(shí)際情況。況且，過(guò)硼酸鈉是日本《化學(xué)物質(zhì)排出把握管理促進(jìn)法》（PRTR法）中規(guī)定的I類指定化學(xué)物質(zhì)，日本《水質(zhì)污濁防止法》第2條中也將過(guò)硼酸鈉列為有害物質(zhì)。也就是說(shuō)，過(guò)硼酸鈉的使用在日本是受限制的。因此，ISO105-C09試驗(yàn)方法在日本存在適用性問(wèn)題。基于以上理由，日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)調(diào)查會(huì)開發(fā)委員會(huì)對(duì)JIS L0217中的氧系漂白劑染色堅(jiān)牢度試驗(yàn)進(jìn)行了修訂，推出了代號(hào)JIS L0889的氧系漂白劑試驗(yàn)方法。

JIS L0889試驗(yàn)方法規(guī)定了藥劑的使用濃度、處理溫度以及試驗(yàn)所使用的儀器，但對(duì)于日本家用氧系漂白劑對(duì)衣物染色堅(jiān)牢度影響的實(shí)際狀況還需要進(jìn)一步確認(rèn)。為了考察JIS L0889試驗(yàn)方法在家庭洗滌中的適用性（使用日本市售的氧系漂白劑），日本纖維制品技術(shù)研究會(huì)（ATTS）下設(shè)的氧系漂白劑研究分會(huì)組織開展了氧系漂白劑對(duì)衣服染色堅(jiān)牢度影響的研究。具體方法是：采用標(biāo)準(zhǔn)洗衣機(jī)和市售的洗滌劑及氧系漂白劑，對(duì)各種試驗(yàn)用染色試樣進(jìn)行累積洗滌處理，考察試樣的色差和變褪色情況（灰度等級(jí)）。以下就是該研究報(bào)告的具體內(nèi)容。

1. 評(píng)價(jià)方法

1.1 皮膚使用的染色試樣

在歐洲肥皂洗滌劑工業(yè)協(xié)會(huì)（A.I.S.E.）的試驗(yàn)用染色試料中，考察氧系漂白劑對(duì)試料染色堅(jiān)牢度的影響時(shí)，采用的是比較弱的試料（詳見(jiàn)表1）。

1.2 皮膚試驗(yàn)方法

表2中對(duì)ISO105-C09、JIS L0889-1998及家庭洗滌條件下的洗滌處理方法進(jìn)行了比較。參與試驗(yàn)的機(jī)構(gòu)有日本纖維檢查協(xié)會(huì)（公益財(cái)團(tuán)法人）、日本纖維制品品質(zhì)技術(shù)中心（一般財(cái)團(tuán)法人）和原日本化學(xué)纖維檢查協(xié)會(huì)（一般財(cái)團(tuán)法人）。干燥后的試料及貼襯白布按照下述方法進(jìn)行評(píng)價(jià)：

1）采用GretagMacbeth積分球分光光度計(jì)進(jìn)行測(cè)色評(píng)價(jià)：

光源：D65光（包含UV光），視角10o，不含正反射成分的反射；

測(cè)色徑：25mmΦ；

測(cè)色項(xiàng)目：L★、a★、b★值，ΔE（L★、a★、b★）表示與原布的色差；

測(cè)色面：將10×4cm的測(cè)試布對(duì)折為5×4cm，試驗(yàn)后，每塊布表里各分兩種情況進(jìn)行測(cè)定。

2）視覺(jué)判定：試驗(yàn)布片的變色、褪色和貼襯白布的污染等級(jí)，通過(guò)視覺(jué)直觀判定出各自的等級(jí)。

2. 結(jié)果及考察

2.1 比較ISO法和JIS法對(duì)各種試料染色堅(jiān)牢度的影響

表3、表4和表5是對(duì)表1所示的試料的染色堅(jiān)牢度、表2所示的ISO法、JIS-A法、JIS-B法的調(diào)查結(jié)果（平均值）。從該試驗(yàn)結(jié)果可以看出：AISE01、AISE20、AISE28及AISE29容易受到氧系漂白劑的影響，其中AISE01表現(xiàn)出明顯的變褪色和污染程度大的傾向。

表1 研究使用的試料

表2 洗滌方法的比較

表3 對(duì)試樣的色差和灰度等級(jí)的測(cè)量結(jié)果

表4 對(duì)標(biāo)準(zhǔn)貼襯織物的色差和灰度等級(jí)的測(cè)量結(jié)果（棉）

表5 對(duì)標(biāo)準(zhǔn)貼襯織物的色差和灰度等級(jí)的測(cè)量結(jié)果（絲）

除AISE01外，在對(duì)其他3種試料（AISE20、AISE28、AISE29）染色堅(jiān)牢度試驗(yàn)計(jì)算出的色差ΔE（L★、a★、b★）進(jìn)行等級(jí)比較時(shí)，發(fā)現(xiàn)試料的變褪色程度大致按照ISO法→JIS-A法→JIS-B法的順序漸減。其原因是，ISO法比其他方法在高溫下處理的時(shí)間長(zhǎng)，而且還使用了漂白活化劑TAED；JIS-B法變褪色程度較小，緣于該方法采用靜置方式處理，試料與漂白成分的接觸頻率低。

2.2 家庭洗滌中使用市售氧系漂白劑對(duì)染色堅(jiān)牢度的影響

通過(guò)ISO法、JIS-A法和JIS-B法，比較了家庭洗滌中使用的市售氧系漂白劑對(duì)試料染色堅(jiān)牢度的影響。圖2是用AISE20、AISE28和AISE29進(jìn)行累積洗滌后，對(duì)Δ色差[10]的比較結(jié)果，表6～表8是各試樣洗滌后灰度等級(jí)的詳細(xì)數(shù)據(jù)。研究確認(rèn)：盡管試料種類和氧系漂白劑的使用濃度會(huì)造成染色堅(jiān)牢度絕對(duì)值的差別，但在JIS-A法和JIS-B法附近的位置（指圖中的3條水平線），HW-1法（采取漂白劑浸漬的洗滌條件）洗滌50次后，與ISO法呈現(xiàn)同等程度的Δ色差。

洗滌條件為：MW-1用0.83g/L市售洗衣粉[11]洗滌；MW-2用0.83g/L市售洗衣粉[11]和0.33g/L市售氧漂粉洗滌；MW-3用0.83g/L市售洗衣粉[11]和1.0g/L市售氧漂粉洗滌；MW-4用0.83g/L市售洗衣粉[11]和0.66g/L市售氧漂液洗滌；HW-1用0.83g/L市售洗衣粉[11]洗滌，然后用5g/L市售氧漂粉浸泡。

在本試驗(yàn)中，特別是在比較MW-2法和MW-3法的試驗(yàn)結(jié)果時(shí)可以發(fā)現(xiàn)：氧系漂白劑濃度對(duì)染色堅(jiān)牢度的影響甚微，反倒是漂白劑以外的因素（如洗滌水的氯濃度）對(duì)染色堅(jiān)牢度有顯著影響。今后，還需要對(duì)上述原因作進(jìn)一步分析，以構(gòu)筑再現(xiàn)性高的評(píng)價(jià)體系。

表6 用市售氧系漂白劑洗滌AISE20后的灰度等級(jí)

表7 用市售氧系漂白劑洗滌AISE28后的灰度等級(jí)

表8 用市售氧系漂白劑洗滌AISE29后的灰度等級(jí)

2.3 市售氧系漂白劑對(duì)染色堅(jiān)牢度的影響

如本文2.2所述，由MW、HW兩種家庭洗滌條件所得到的染色堅(jiān)牢度居JIS-A法和JIS-B法二者之間，這些方法是模擬商業(yè)洗滌或家庭洗滌的試驗(yàn)方法。其處理溫度存在較大的差異，并且沒(méi)有考慮家庭中廣泛使用的氧系漂白劑中漂白活化劑的影響。為探究處理溫度和漂白活化劑對(duì)染色堅(jiān)牢度的影響，本研究提出了基于JIS-A法的C試驗(yàn)法（以下簡(jiǎn)稱C法）。

洗滌試驗(yàn)方法按照表2中所描述的JIS-A法執(zhí)行。其試樣包括AISE20、AISE28和AISE29三種，實(shí)驗(yàn)裝置為L(zhǎng)aunder-O-meter，洗滌劑為0.83g/L市售洗衣粉溶液（無(wú)漂白劑和熒光增白劑），漂白劑為5g/L的PC和0.5g/L的TAED，試驗(yàn)溫度為40℃、50℃和60℃。

在用C法測(cè)試各試料在用氧系漂白劑+洗滌劑處理后所取得的Δ色差及灰度等級(jí)時(shí)，確認(rèn)AISE20和AISE29兩種試料的染色堅(jiān)牢度相對(duì)溫度而言具有依存性?？傮w來(lái)說(shuō)，C法獲得的染色堅(jiān)牢度ΔE比ISO法小，但介于JIS-A法和JIS-B法之間，與2.2的試驗(yàn)結(jié)果一致（表9）。由于配入TAED的C法造成的Δ色差低于在同等水平下不配入TAED的JIS法，因而可以認(rèn)為漂白活化劑對(duì)染色堅(jiān)牢度沒(méi)有影響。

安部田貞治等人認(rèn)定：在用氧系漂白劑處理染色衣物之際，衣物的變褪色和劈裂強(qiáng)度與處理溫度存在依存關(guān)系。因而，他們建議把JIS-B法作為家庭洗滌評(píng)價(jià)染色堅(jiān)牢度的方法。本文的各種試驗(yàn)數(shù)據(jù)證實(shí)了安部田貞治等人的論斷，JIS-B法是與家庭洗滌條件最接近的試驗(yàn)方法。

表9 對(duì)Δ色差及灰度等級(jí)的測(cè)定結(jié)果

比較JIS L0889-1998與1983年ATTS發(fā)布的“氧系漂白劑對(duì)染色堅(jiān)牢度及強(qiáng)度試驗(yàn)方法”的差別就會(huì)發(fā)現(xiàn)：它們規(guī)定的處理時(shí)間分別為2min和2h。與1987年正式版本所記載的2h相比，有可能是最初的修訂版（JIS L0889-1998）在修訂過(guò)程中把時(shí)間單位弄錯(cuò)了。

為了進(jìn)一步驗(yàn)證JIS-B法中浸漬時(shí)間的有效性，本研究考察了延長(zhǎng)浸漬時(shí)間對(duì)Δ色差的影響。研究結(jié)果確認(rèn)，延長(zhǎng)浸泡時(shí)間會(huì)導(dǎo)致Δ色差增加（表10）。該結(jié)論也可從用視覺(jué)直觀判定的灰度等級(jí)得到佐證。

3. 評(píng)價(jià)試驗(yàn)法的設(shè)定

在用易受氧系漂白劑影響的AISE試驗(yàn)用染色試料的討論中，本研究采用市售的氧系漂白劑按家庭標(biāo)準(zhǔn)洗滌方法進(jìn)行試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)ISO法過(guò)于嚴(yán)格，JIS-B法則是比JIS-A法更加合適的方法。從試料的種類來(lái)看，染色堅(jiān)牢度對(duì)溫度有依存性，而且市售氧系漂白劑中配入的漂白活化劑對(duì)染色堅(jiān)牢度無(wú)影響。

現(xiàn)行JIS-B法規(guī)定的浸漬時(shí)間為2min，與當(dāng)初設(shè)定的2h相比，得到的試驗(yàn)結(jié)果沒(méi)有很大差距。但是，浸漬時(shí)間延長(zhǎng)后，試驗(yàn)結(jié)果的再現(xiàn)性更好。從以上的試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，即使JIS -B法（JIS L0889-1998）把處理時(shí)間修改為2min，仍然可以作為家庭洗滌的評(píng)價(jià)方法。

4. 結(jié)論

氧系漂白劑對(duì)染色堅(jiān)牢度的影響是日本纖維制品技術(shù)研究會(huì)（ATTS）早在30年前就已經(jīng)討論過(guò)的內(nèi)容。在本研究中討論的JIS L0889的A法和B法以及ISO 105-C09法（2001年）分別設(shè)定了各自的試驗(yàn)條件。但是，這些條件的設(shè)定與當(dāng)時(shí)衣物的種類和洗滌方式、氧系漂白劑的成分等因素密切相關(guān)，并根據(jù)化學(xué)物質(zhì)涉及環(huán)境方面的適用法令進(jìn)行調(diào)整。ISO 105-C09中規(guī)定的氧系漂白劑（過(guò)硼酸鈉），在日本《化學(xué)物質(zhì)排出把握管理促進(jìn)法》（PRTR法）中屬于I類指定化學(xué)物質(zhì)，在《水質(zhì)污濁防止法》中屬于第2條中的有害物質(zhì)，而且過(guò)硼酸鈉的分解產(chǎn)物硼酸在歐洲REACH法中屬于SVHC（高度關(guān)注的物質(zhì)）。從洗滌環(huán)境變化和環(huán)境安全的角度考慮，ISO 105-C09作為家庭洗滌的指定試驗(yàn)方法值得商榷。

表10 浸漬時(shí)間對(duì)Δ色差的影響

ATTS的研究認(rèn)為：作為調(diào)查家庭洗滌中氧系漂白劑對(duì)染色堅(jiān)牢度影響的手段，JIS L0889的B法是適當(dāng)?shù)?。同時(shí)，JIS L0889可以作為替代JIS L0217的恰當(dāng)試驗(yàn)方法，用來(lái)評(píng)價(jià)氧系漂白劑的染色堅(jiān)牢度級(jí)別。

在本研究中還發(fā)現(xiàn)：為了獲得再現(xiàn)性高的試驗(yàn)結(jié)果，有必要對(duì)試驗(yàn)用水等處理?xiàng)l件的細(xì)節(jié)進(jìn)行深入調(diào)查。今后，還需要在家庭洗滌相關(guān)法規(guī)的基礎(chǔ)上，探究理想的染色牢度評(píng)價(jià)方法，為將來(lái)試驗(yàn)方法的改進(jìn)提供科學(xué)依據(jù)。

注釋與說(shuō)明

[1] ECE無(wú)磷標(biāo)準(zhǔn)洗滌劑A★（無(wú)熒光增白劑）。

[2] 有效氧濃度13%～14%的粒狀過(guò)碳酸鈉，購(gòu)自日本和光純藥株式會(huì)社。

[3] 純度95%以上的過(guò)硼酸鈉四水合物，購(gòu)自日本和光純藥株式會(huì)社。

[4] 純度98%以上的四乙酰乙二胺，購(gòu)自日本東京化成株式會(huì)社。

[5] 純度98%以上的九水偏硅酸鈉，購(gòu)自日本和光純藥株式會(huì)社。

[6] 洗衣粉（粉狀，無(wú)熒光增白劑，標(biāo)準(zhǔn)使用濃度0.83g/L）。

[7] 市售全自動(dòng)洗衣機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)程序（洗滌10～12min，常溫漂洗2次）。

[8] 使用衣料用液體氧系漂白劑B的場(chǎng)合，標(biāo)準(zhǔn)使用濃度為0.66mL/L；使用衣料用粉狀氧系漂白劑C的場(chǎng)合，標(biāo)準(zhǔn)使用濃度為0.33g/L。

[9] 使用衣料用液體氧系漂白劑B的場(chǎng)合，標(biāo)準(zhǔn)使用濃度為10mL/L；使用衣料用粉狀氧系漂白劑C的場(chǎng)合，標(biāo)準(zhǔn)使用濃度為5.0g/L。

[10] Δ色差是由用洗滌劑+漂白劑洗滌得到的ΔE（L★、a★、b★）減去只用洗滌劑洗滌得到的ΔE（L★、a★、b★）的數(shù)值。

[11] 不含有漂白劑和熒光增白劑。

岳霄編譯自日本《纖維消費(fèi)志》2013年第4期

作者野村昌史一直從事衣用洗滌劑和柔軟劑的開發(fā)，2011年加入日本纖維制品技術(shù)研究會(huì)（ATTS）氧系漂白劑研究分會(huì)。