提高活性染料染色織物耐汗/光色牢度的方法

蔡 為，陸坤泉，劉 念，杭志偉

(蘇州市纖維檢驗所，江蘇 蘇州 215128)

提高活性染料染色織物耐汗/光色牢度的方法

蔡 為，陸坤泉，劉 念，杭志偉

(蘇州市纖維檢驗所，江蘇 蘇州 215128)

耐汗/光復(fù)合色牢度已被列為夏季服裝的主要色牢度考核指標(biāo)而受到廣泛的重視。從染料的選擇、合理制定和控制染色工藝條件、合理的后整理加工等方面分析了提高活性染料染色織物耐汗/光色牢度的方法。

活性染料；棉織物；染色；耐汗/光復(fù)合色牢度

紡織品染色牢度是指染色制品在染后加工與保管或服用過程中，染料(或顏料)在多種外界因素的作用下能保持原有色澤的性能。牢度已成為染料和染色織物品質(zhì)檢驗工作中內(nèi)在質(zhì)量考核的一項重要指標(biāo)。根據(jù)不同紡織品的最終用途，服飾服用過程中的染色牢度主要包括皂洗、汗?jié)n、耐光、氣候、摩擦、熨燙，耐煙氣、耐氯牢度等等。而對于夏季服裝來說，耐光牢度是一個主要的指標(biāo)。近年來，消費者在實際生活中發(fā)現(xiàn)，有些純棉T恤、運動衣等夏天穿著的貼身外衣在服用過程中，接觸人體易出汗的部位(如背部、肩部和衣領(lǐng)等處)經(jīng)陽光照射后，會出現(xiàn)明顯的變色或褪色現(xiàn)象，其變化程度與染料所具有的耐光色牢度很不一致，這使人們意識到某些染料可能在汗液存在下的耐光色牢度不同于常規(guī)條件下測得的耐光色牢度，從而提出了耐汗/光復(fù)合色牢度的概念。近年來，國外服裝銷售商逐漸意識到運動衫及其它戶外服裝等夏季服裝往往比較容易日曬和出汗兩個因素的綜合影響而產(chǎn)生褪色，把耐汗/光復(fù)合色牢度列為夏季服裝的主要色牢度考核指標(biāo)[1]。

我國于2010年制定了新的耐汗光色牢度的測試標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 14576-2009 《紡織品 色牢度試驗 耐光、汗復(fù)合色牢度》[2]，并且在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)FZ/T73008-2002《T恤衫》[2]和FZ/T73007-2002《針織運動服》[3]中已經(jīng)將耐汗/光復(fù)合色牢度列入了產(chǎn)品的考核指標(biāo)，且列入了國家抽查項目，使得耐汗光復(fù)合牢度指標(biāo)日益引起消費者的關(guān)注。由此，如何提高夏季紡織品的耐汗光復(fù)合牢度成為紡織印染企業(yè)十分關(guān)心的問題。本文將從染料選擇、加工工藝、后整理加工等方面對如何提高活性染料染色織物耐光汗牢度進(jìn)行分析。

1 染料的選擇

1.1 染料結(jié)構(gòu)與耐光牢度的關(guān)系

我們知道，染料的耐光牢度與染料的結(jié)構(gòu)有關(guān)[5-7]。從活性染料的的母體結(jié)構(gòu)看，70%～75%的活性染料屬于偶氮染料，其他還有蒽醌結(jié)構(gòu)、甲噆結(jié)構(gòu)、酞菁結(jié)構(gòu)的染料。偶氮結(jié)構(gòu)的染料中以吡唑啉酮等含有雜環(huán)結(jié)構(gòu)化合物為偶合組分的偶氮染料具有較好的耐光牢度，在吡唑啉酮環(huán)上引入鹵素(Cl)使耐光牢度稍有改善，在偶氮組分苯胺氨基的對位引入磺酸基可提高耐光牢度。偶合組分為J酸的偶氮染料，偶氮基的鄰位有吸電子基團(tuán)磺酸基，耐光牢度也較好。偶合組分為H酸的偶氮染料，染料結(jié)構(gòu)中的偶氮基由于受相鄰的羥基和氨基等供電子基的影響，氮原子上的電子云密度相對較高，使偶氮基的耐光穩(wěn)定性大大降低。采用氨基?；姆椒ǎ山档土税被膲A性或供電子性，提高染料的耐光牢度，也在偶氮基的兩個鄰位引入羥基(-OH)等配位基，與重金屬絡(luò)合形成金屬絡(luò)合染料，從而提高偶氮基的耐光穩(wěn)定性。酞菁類活性染料由于是銅絡(luò)合結(jié)構(gòu)，耐曬牢度尚可。甲噆類染料是銅絡(luò)合結(jié)構(gòu)，受金屬銅的影響，-N=N-的耐光穩(wěn)定性好。蒽醌型活性染料，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，耐光穩(wěn)定性良好。

1.2 染料結(jié)構(gòu)與耐汗光復(fù)合牢度的關(guān)系

活性染料的汗/光褪(變)色是汗液與光照雙重作用的結(jié)果。汗液中的水分會影響染料的光褪色。此外，人體汗液的組成很復(fù)雜，含有不同的氨基酸、糖分和有機(jī)羧酸等。汗液有的呈弱酸性，有的呈弱堿性?；钚匀玖先旧锏哪秃?光牢度影響因素更加復(fù)雜，許多染料的耐曬牢度很好，而耐汗/光牢度卻很差。近年來，人們已經(jīng)對活性染料與耐汗光牢度的關(guān)系進(jìn)行了以下研究，得到了以下規(guī)律。

日本學(xué)者Okada研究了偶合組分分別為J酸、γ酸和H酸的三個染料，發(fā)現(xiàn)由于染料結(jié)構(gòu)不同而導(dǎo)致染色織物的耐光汗復(fù)合色牢度有明顯的差異。存在J酸>γ酸>H酸的順序[8]。日本學(xué)者Imada等的研究也發(fā)現(xiàn)，偶氮染料的偶合組分為J酸時，其耐汗光復(fù)合色牢度優(yōu)于偶合組分為H酸的情況。另外，一些通過金屬絡(luò)合的方法提高耐曬牢度的染料，卻具有較差的耐汗光復(fù)合牢度，其原因是因為由于汗液中的氨基酸或相關(guān)物質(zhì)可與金屬絡(luò)合染料中金屬離子螯合，使金屬離子脫離染料母體，失去金屬離子的染料母體在光照條件下容易褪色或色變。

蒽醌類活性染料由于耐氧化和還原等化學(xué)穩(wěn)定性較好，因此不但具有較好的耐光穩(wěn)定性，同樣具有較高的耐汗光穩(wěn)定性。

匈牙利研究者Csepregi等的研究結(jié)果還表明，雙活性基染料的耐汗/光復(fù)合色牢度一般高于單活性基活性染料；活性基團(tuán)接在重氮組分上的染料，其耐汗/光復(fù)會色牢度較低，而活性基連接在偶合組分上時，染料的耐汗/光復(fù)合色牢度相對較高[9]。

1.3 染料的選擇

根據(jù)以上的分析，我們可以通過選擇耐汗光復(fù)合牢度好的染料進(jìn)行染色，從而獲得具有高耐汗光牢度的染色織物[10,11]。近年來為了滿足印染企業(yè)的要求，一些染料企業(yè)已開發(fā)了一些具有高耐汗光牢度的活性染料可供選擇。如由臺灣永光公司開發(fā)的Everzol LF系列活性染料的組合可滿足高耐汗曬牢度要求，且染色勻染性、重現(xiàn)性較佳。萬得公司推出的MeganxBL高日曬牢度活性染料、住友公司推出的Sumifix Supra HF及NF系列、化藥公司的Kavacion E-LE系列染料、以及C1arint公司的Drimarene CL-C型，汗/光牢度都可以達(dá)到4～5級。

值得注意的是，拼色染色織物的耐汗光復(fù)合牢度相對較低，原因是在拼色染色時，只要其中一只染料因為牢度差而變色，則染色織物整體變色，所以最后牢度還是有牢度差的染料決定。因此要得到高耐汗光復(fù)合牢度的染色織物，還必須選擇兩種耐汗光復(fù)合牢度都好的染料進(jìn)行染色。

2 合理制定和控制染色工藝條件

活性染料染色產(chǎn)品的耐曬牢度和耐汗光復(fù)合牢度與染料的聚集狀態(tài)和結(jié)合狀態(tài)有關(guān)。而染料的聚集狀態(tài)和結(jié)合狀態(tài)除與染料及纖維的結(jié)構(gòu)性能有關(guān)外，與染色工藝的合理性及控制條件也有關(guān)。活性染料應(yīng)該充分與纖維結(jié)合，才能獲得較高的耐曬牢度。只要結(jié)合堅牢，特別是形成共價鍵結(jié)合，染料激化后的能量就可以很快轉(zhuǎn)移給纖維分子，而不易發(fā)生光褪色反應(yīng)[12]。

充分均勻的前處理加工，提高半制品的毛效和吸色容量，可以提高染料在纖維內(nèi)部的可及程度，可使染料-纖維之間的共價交聯(lián)反應(yīng)更加充分。李艷梅等人的研究表明，相同染色條件下，粘膠織物上染料的耐光和耐汗光復(fù)合色牢度均高于棉織物。解釋為粘膠具有更多的無定形區(qū)，在水中的溶脹程度比棉纖維高，有利于染料分子在纖維內(nèi)部的聚集，提高牢度。良好的水質(zhì)、適當(dāng)提高染色溫度和時間、溫和的固色條件等也能提高染料對纖維染透性，提高染料的固著率，從而提高牢度。

加強水洗，減少織物表面水解染料和未固著染料的殘留，研究表明，活性染料染色后，與纖維共價鍵結(jié)合的染料光穩(wěn)定性最好，水解染料其次，未固著染料較差。因此充分的皂煮和水洗對提高牢度十分重要。此外，在水洗時添加螯合分散劑，降低金屬離子和中性電解質(zhì)的濃度，也有利于提高耐光汗牢度，金屬離子會與染料形成難溶性色淀，并催化染料光褪色[13]。

3 合理的后整理加工

通常為了提高活性染料的濕牢度和摩擦牢度，需進(jìn)行染后固色處理，經(jīng)大多數(shù)固色劑處理后，濕牢度有一定程度提高，但其耐曬牢度和耐汗光牢度等一般會有所降低，需要引起重視。目前也有日曬牢度增進(jìn)劑或汗/光牢度提升劑等被開發(fā)，但效果不夠理想。一些紫外線吸收劑也被用于改善耐曬牢度，但大部分染料發(fā)生光褪色是由可見光引發(fā)的，所以紫外線吸收劑對提高耐曬牢度不明顯。采用單線態(tài)氧淬滅劑處理染色產(chǎn)品，雖然有一定效果，但對不同的染料和不同的纖維，效果也不一致[14]。

此外，一些后整理加工會對染色織物的耐汗光牢度產(chǎn)生一定的影響，需要小心應(yīng)對。陳啟宏等人對一些活性染料的研究表明：柔軟整理后，耐汗光牢度隨染料品種不同而變化，但耐酸汗光牢度總體的變化趨勢是增加的，而耐堿汗光牢度總體呈下降趨勢；樹脂整理后日曬牢度和耐堿汗光牢度都呈下降趨勢，而耐酸汗光牢度卻有增加的趨勢；經(jīng)納米防水防油整理后，總的趨勢是日曬牢度有所下降，而耐汗光牢度均有所提高。

4 結(jié)語

影響染色織物耐汗光復(fù)合牢度的因素很多，但染料的選擇是關(guān)鍵，染料結(jié)構(gòu)種類決定活性染料染色織物耐汗光復(fù)合牢度基礎(chǔ)等級。此外，合理的染色加工條件和后處理加工條件對保證染色織物具有高等級耐汗光牢度具有較大的影響作用，應(yīng)該十分注意。

[1] 李艷梅.對活性染料耐汗光復(fù)合色牢度的研究[D].上海：東華大學(xué)，2006.

[2] GB/T 14576-2009.紡織品 色牢度試驗 耐光、汗復(fù)合色牢度[S]. 北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2009.

[3] FZ/T73008-2002.T恤衫[S]. 北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2002.

[4] FZ/T73007-2002.針織運動服[S] . 北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2002.

[5] 宋心遠(yuǎn)，沈煜如.活性染料的色牢度及其影響因素(一) [J].印染，2006，32(11):40-44.

[6] 宋心遠(yuǎn)，沈煜如.活性染料的色牢度及其影響因素(二) [J].印染，2006， 32(12):40-44.

[7] 宋心遠(yuǎn)，沈煜如.活性染料的色牢度及其影響因素 [J],印染，2006， 32(13):40-44.

[8] Y. Okada，A. Sugane，F(xiàn). Fukuoka etc. An assessment of testing methods of color fastness to light，water and perspiration，and related methods with some reactive dyes [J].Dyes and Pigments，1998，39(1)：1-23.

[9] Zs．Csepregi，P．Aranyosi，I．Rusznak etc．The light stabi1ity of azo dyes and azo dyeings II．[J].Dyes and Pigments，1998，37(1)：15-31.

[10] 許呈祥，賴寶昆，陳文政.EVerzol LF系列活性染料組合解決耐曬牢度[C], 2013傳化股份全國印染行業(yè)節(jié)能環(huán)保年會論文集，2013，479-484.

[11] 瞿建剛，楊丹，何瑾馨.偶氮類活性染料耐光、汗復(fù)合色牢度影響因素的研究[J],印染助劑，2014，31(1):24-27.

[12] 崔浩然.提高活性染料的耐光牢度(一) [J].印染，2005，31(12):10-11.

[13] 陳榮圻.關(guān)于活性染料及分散染料色牢度的幾個熱點問題探討(一) [J].上海染料，2004，32(3):21-26.

[14] 陳啟宏，楊萍，陸必泰.活性染料染色耐光色牢度的影響因素分析[J],印染，2007，33(1):19-23.

2015-01-07