淺談不同原料紡織品的染色牢度

趙艷艷　王　可　馬　倩

1.江蘇省紡織產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)研究院(中國) 2.鹽城工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院(中國)

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紡織染整

淺談不同原料紡織品的染色牢度

趙艷艷1王可2馬倩2

1.江蘇省紡織產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)研究院(中國) 2.鹽城工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院(中國)

色牢度是紡織品檢測中的重要測試項(xiàng)目之一。針對幾類常見織物，分析了其對應(yīng)的染料種類和染料特性。研究對紡織品色牢度檢測具有一定的指導(dǎo)借鑒作用。

織物；色牢度；染料

紡織品的染色牢度(簡稱色牢度)是指顏色對在加工和使用中各種外界作用(如水洗、熨燙、擠壓、摩擦、光照、雨淋、唾液、汗?jié)n等)的抵抗力。色牢度測試一般是測試試樣的自變色和未染色貼襯織物(一般為醋酯纖維、棉、尼龍、聚酯、腈綸、羊毛等6種材料)的沾色，根據(jù)沾色情況評定色牢度等級。色牢度測試作為紡織品質(zhì)量檢測的一項(xiàng)常規(guī)項(xiàng)目，雖然測試方法簡單，但在整個紡織品加工和貿(mào)易過程中意義重大。色牢度與紡織品纖維原料種類(如棉、毛及聚酯等)、紗線結(jié)構(gòu)(如環(huán)錠紗、緊密紗及轉(zhuǎn)杯紗等)、織物組織(如平紋、斜紋、緞紋及小提花等)、印染方法(如散纖維染色、毛條染色、紗線染色、匹染及成衣染色等)、染料種類(如酸性染料、陽離子染料、直接染料、分散染料、活性染料及涂料等)及外界作用(如溫度、pH值及壓力等)等多種因素有關(guān)[1]47。

色牢度是國家強(qiáng)制性檢驗(yàn)項(xiàng)目，是印染紡織品的重要考核指標(biāo)，有些印染紡織品還經(jīng)過樹脂整理、阻燃整理、砂洗、磨毛等特殊的后整理加工，因此中國國家標(biāo)準(zhǔn)(GB)、國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(International Organization for Standardization，簡稱ISO)、美國染色家和化學(xué)家協(xié)會(American Association of Textile Chemists and Colorists，簡稱AATCC)、日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(Japanese Industrial Standards Committee，簡稱JIS)、英國標(biāo)準(zhǔn)(Britain Standard，簡稱BS)等諸多標(biāo)準(zhǔn)都對紡織品色牢度作出了明確規(guī)定和要求[1]47。

在紡織中，染色即為用染料使纖維等材料著色。對于不同纖維原料的紡織品，由于其化學(xué)成分不同，選用的染料的分子結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成必然也不同，因此染料和纖維之間的結(jié)合方式和結(jié)合力也不同，必然導(dǎo)致不同纖維原料的色牢度性能存在差異。

染料與不同纖維原料紡織品的結(jié)合主要以兩種方式:一種是和纖維分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，以化學(xué)鍵的方式結(jié)合;另一種是因物理吸附作用固著在紡織品上[2]132。

本文根據(jù)纖維原料和染料的不同成分及化學(xué)組成，結(jié)合不同染料對不同纖維原料紡織品的上染原理，探討各類紡織品的染色牢度。

1　棉——活性染料

棉纖維屬于纖維素纖維，通常用于纖維素纖維織物染色的染料主要為活性染料，直接染料、可溶性還原染料、硫化染料、不溶性偶氨染料等也可用于棉織物染色?；钚匀玖戏肿影阁w染料和能與棉、毛等纖維發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活性基兩個主要組成部分，染色時活性基與纖維之間形成共價鍵,成為整體，能賦予染色物優(yōu)良的染色牢度，以及較高的耐洗和耐摩擦牢度[3]21，因此自1956年英國科學(xué)家首次發(fā)明和生產(chǎn)了活性染料后，活性染料已成為纖維素纖維染色的主要染料[4]65。

目前，世界上產(chǎn)量最大、使用最多的活性染料按活性基主要可分為對稱三氮苯型和乙烯砜型兩類。這兩類活性染料結(jié)構(gòu)、性能各不相同，對棉等纖維素纖維的吸附上染能力也有較大差異，因此，采用不同類型的活性染料染棉等纖維素纖維，色牢度將有較大差別。活性染料還存在利用率(60%～70%)不高、廢水化學(xué)需氧量(COD)和氯離子濃度較高、治理難度較大等缺點(diǎn)，且活性染料耐日光色牢度、濕摩擦色牢度、偶氮型紅色和藍(lán)色活性染料淺色染色的耐日曬牢度不理想，不能完全滿足市場要求。這是因?yàn)槟Σ辽味戎饕Q于浮色量、染料相對分子質(zhì)量、染料與纖維的結(jié)合和滲透均勻性、染料在織物表面形成的顆粒集聚情況等。雖然活性染料能與棉纖維等纖維素纖維以共價鍵結(jié)合，形成一定的摩擦色牢度，但活性染料分子一般較大，染色后染料在纖維表面易形成大顆粒染料浮色。此外，活性染料染色濃度一般較大，影響了染料與纖維的結(jié)合和滲透均勻性，降低了摩擦牢度。而且，與大多數(shù)染料一樣，活性染料與纖維的結(jié)合力在濕潤狀態(tài)下較容易被破壞，活性染料濕摩擦色牢度一般低于干摩擦色牢度。因此在用活性染料對棉纖維等纖維素纖維染深濃色澤時必須慎重，染色前必須對棉纖維的表面構(gòu)造、表面組織、平滑性、粗硬度等質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行檢測，以確定其可染性，并需對原棉進(jìn)行充分的練漂等預(yù)處理，以提高棉纖維的可染性，此外，還可選用含有兩個活性基團(tuán)的雙活性染料、優(yōu)化染色工藝、根據(jù)織物品種添加專用助劑等方法[3]21-23。

同一種染料對同一種纖維染色時，日曬牢度隨染料染色濃度減小而降低，而淺色織物的染色濃度顯著低于深色織物，因此日曬牢度相應(yīng)較低。因此，偶氮型紅色和藍(lán)色活性染料對棉纖維等纖維素纖維進(jìn)行淺中色，特別是淺色染色時，日曬色牢度較差，這時需慎重選擇。一般采用在染料中添加紫外線吸收劑或日曬牢度增進(jìn)劑的方法提高日曬色牢度。添加紫外線吸收劑的方法效果一般不明顯，而采用日曬牢度增進(jìn)劑時必須經(jīng)過試驗(yàn)確認(rèn)[3]21-23,[5]。

2　羊毛、蠶絲、尼龍——酸性染料

酸性染料分子包含酸性基團(tuán)，在酸性、弱酸性或中性介質(zhì)中能夠染色，具有色澤鮮艷、色譜齊全及易于拼色等優(yōu)點(diǎn)，通常用于羊毛、羊絨、蠶絲和尼龍等含有酰胺鍵的紡織纖維的染色。酸性染料大多含有磺酸鈉鹽，按其染色條件和化學(xué)結(jié)構(gòu)分類，主要有強(qiáng)酸性、弱酸性、酸性媒介、酸性絡(luò)合染料等不同類型，其染色性能，如日曬牢度和濕處理牢度差異較大，采用的染色方法也不相同[4]129。

強(qiáng)酸性酸性染料分子結(jié)構(gòu)比較簡單，與羊毛纖維間不能產(chǎn)生很強(qiáng)的范德華力和氫鍵力，主要通過離子鍵與纖維結(jié)合，但離子鍵具有一定的離解性，故移染性較好，但染物的濕處理牢度則相應(yīng)較低[4]131-138。

弱酸性酸性染料的相對分子質(zhì)量較大，分子中磺酸基所占比例較低，與羊毛纖維的離子鍵作用較小，范德華力和氫鍵起主要作用，故弱酸性酸性染料和羊毛纖維的親和力較高，因此弱酸性酸性染料染物的濕處理牢度一般好于強(qiáng)酸性染料染物[4]131-138。

尼龍的氨基含量低，尼龍66和尼龍6的氨基含量分別約為羊毛的1/20和1/10，而疏水性部分含量比羊毛的高，因此一般選用弱酸性浴酸性染料染尼龍。酸性染料對尼龍的親和力一般比羊毛高，因此酸性染料在尼龍纖維上更易發(fā)生超當(dāng)量吸附[4]131-138。

尼龍是熱塑性纖維，玻璃化溫度比較低，為防止高溫對其優(yōu)良物理性能的不利影響，染色加工采用低溫染色工藝，既確保上染良好，又不降低其物理特性。尼龍織物較容易出現(xiàn)色牢度不合格的情況，這主要是因?yàn)榈蜏厣先緦θ玖系母街^差，色牢度測試時，加熱處理后，這些上染力較小的染料分子會從織物上脫落，故尼龍織物沾色牢度較差[6]。

弱酸性酸性染料對蠶絲的上染機(jī)理與羊毛染色基本相同，在等電點(diǎn)附近染色時，染料陰離子依靠范德華力和氫鍵上染纖維，上染后與纖維中—NH3+生成離子鍵結(jié)合，也能以范德華力和氫鍵固著在纖維上。當(dāng)染浴的pH值大于蠶絲的等電點(diǎn)時，染料主要通過范德華力和氫鍵與纖維結(jié)合。與羊毛相比，蠶絲表面沒有鱗片，故在水中比較容易膨化，弱酸性酸性染料在蠶絲上的上染速率高于羊毛，但濕處理牢度不如羊毛，在染部分中深色時，這一現(xiàn)象更加明顯，因此為了提高濕處理牢度，在用弱酸性酸性染料對蠶絲進(jìn)行染色時，需要進(jìn)行固色處理[4]131-133。

3　聚酯——分散染料

聚酯纖維具有整列度高、纖維空隙少、本身無反應(yīng)基團(tuán)、不含親水性極性基團(tuán)、疏水性強(qiáng)等特性，染色一般比較困難，其色牢度與其物理化學(xué)特性有著很大關(guān)系。通常染料只能通過載體、高溫或熱溶膨化纖維后才能進(jìn)入聚酯纖維內(nèi)部并上染。因此，與棉、毛等纖維所用染料不同，聚酯纖維染色用染料必須具有分散性、疏水性和耐升華等特性。分散染料分子較小，極性弱，結(jié)構(gòu)上不含水溶性基團(tuán)，難溶于水，是借助分散劑的作用在染液中均一分散進(jìn)而染色的，因此尤其適用于聚酯染色[4]118-130,[5],[7]4。

在聚酯織物染整加工中，由于后整理定型溫度(130～135 ℃)通常高于聚酯的玻璃化溫度(67～81 ℃)，使聚酯分子無定型區(qū)的活動加劇，纖維中的染料分子會通過擴(kuò)張后的纖維毛細(xì)管由纖維內(nèi)部向外遷移，并堆積在纖維表面，產(chǎn)生熱遷移現(xiàn)象，造成色牢度下降。同時纖維表面的染料受熱升華，導(dǎo)致染色織物顏色變淺，受熱升華的染料還會對白色貼襯織物產(chǎn)生沾色。在聚酯染色紡織品長期儲存和運(yùn)輸中，由于分散染料在聚酯纖維和助劑中的再分配現(xiàn)象，分散染料也會向外遷移，產(chǎn)生熱遷移現(xiàn)象[7]4,[8]15-16。

分散染料染色的聚酯織物進(jìn)行高溫皂洗時，分散染料會向外遷移并進(jìn)入皂洗液，同時，纖維表面未洗凈的浮色也會進(jìn)入皂洗液，這兩種效果極易導(dǎo)致染色織物顏色變淺，且皂洗液中的分散染料還會對聚酯貼襯織物產(chǎn)生沾色[8]15。

分散染料染色的聚酯織物的摩擦牢度主要與其表面浮色有關(guān)，若染色后處理充分，浮色徹底去除，聚酯織物的摩擦牢度就較好[8]14。

聚酯采用的是高溫染色工藝，因此其表面浮色去除后，各項(xiàng)色牢度一般都較好。

4　小結(jié)

常規(guī)織物采用的上染染料和上染工藝有固定的模式，因此其色牢度有一定的規(guī)律可循。在紡織品色牢度檢驗(yàn)過程中，可以按照其理論分析，指導(dǎo)色牢度檢驗(yàn)實(shí)踐，并在長期的檢驗(yàn)過程中，總結(jié)各類產(chǎn)品的色牢度特點(diǎn)，使紡織品色牢度的檢驗(yàn)操作更規(guī)范，檢驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確。

[1]曾雙穗，劉貴，李煒.紡織品色牢度測試方法的比較與淺析[J].中國纖檢,2011，28(24).

[2]賈婧.印染紡織纖維素纖維上染料種類的鑒別[J].科技咨詢導(dǎo)報,2007，4(16):132.

[3]于廣濤.提高棉織物活性染料染色牢度[J].印染,2006,31(7).

[4]趙濤.染整工藝與原理：下冊[M]．北京：中國紡織出版社，2009．

[5]陳榮圻．活性染料及分散染料染色牢度探討[N]．中國紡織報，2004-06-30(6).

[6]嚴(yán)琰.對酸性染料染錦綸色牢度的研究[D].上海：東華大學(xué)，2010.

[7]汪青，周偉濤，武紹學(xué).染色后處理對滌綸織物色牢度的影響[J].山東紡織科技,2006,47(5).

[8]曹萬里，呂志陽，顧志安.活性與分散染色的常見牢度問題(三)[J].印染,2013,39(6).

Analysis on color fastness of fabrics from different fibers

Zhao Yanyan1,Wang Ke2,Ma Qian2

1.Jiangsu Textile Quality Services Inspection Testing Institute,Nanjing/China 2.Yancheng Institute of Industry Technology,Yancheng/China

Color fastness is one of the important testing items in textile testing.The corresponding type and characteristics of dyestuffs used in some common fabrics from different fibers were analyzed.It can be helpful to the testing of color fastness.

fabric；color fastness；dyestuff

(1)2014年江蘇省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局科技項(xiàng)目(KJ145731)；(2)2014年江蘇省高校優(yōu)秀中青年教師境外研修計劃，江蘇高校品牌專業(yè)建設(shè)工程一期項(xiàng)目(PPZY2015C254)。