自制固色劑ZS-2018在錦/棉織物上的應(yīng)用

陳鳳鳴，鄧 斐，馮豪逸，張冰冰

（1.浙江絲綢科技有限公司，浙江杭州 311305；2.杭州臨安天鴻生物科技有限公司，浙江杭州 311305）

固色劑是一類可以提高織物或紗線色牢度的印染助劑，可以提高染料在織物上的固著率，從而提升織物的染色牢度［1］。長期以來，人們一直沿用雙氰胺與甲醛縮合的樹脂固色劑，但固色整理中產(chǎn)生的游離甲醛對人體及環(huán)境造成嚴重的影響［2］。隨著環(huán)保意識和紡織品安全生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范的加強，無醛固色劑已經(jīng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)固色劑成為固色整理的主角。

錦/棉織物兼具錦綸的高耐磨性和棉纖維的柔軟舒適性，廣泛運用于服用紡織品中，受到消費者的喜愛。傳統(tǒng)錦/棉織物的固色方法是先用陰離子固色劑對錦綸纖維固色，再用陽離子固色劑對棉纖維固色［3］。該方法可以保證織物具有較好的色牢度，但工藝流程復(fù)雜，能源消耗大，不利于錦/棉織物的開發(fā)；且市面上所用的酸性固色劑一般為多元酚、苯酚與甲醛的縮合物，含有游離甲醛，不符合環(huán)保要求［4］。尋找一種能應(yīng)用于混紡織物一浴法固色的新型環(huán)保固色劑對于混紡織物或交織物的固色整理非常重要。

本實驗以自制ZS-2018 固色劑為研究對象，應(yīng)用于錦/棉混紡織物的固色整理，分別討論浸漬法和浸軋法對固色效果的影響，并優(yōu)化整理工藝，根據(jù)固色前后織物的各項色牢度、色差（ΔE）和斷裂強力［5］等指標判斷固色工藝的可行性。

1 實驗

1.1 材料

經(jīng)染色后的錦/棉混紡織物（50/50），紡織品色牢度試驗評定變色用灰色樣卡（GB/T 250—2008），紡織品色牢度試驗評定沾色用灰色樣卡（GB/T 251—2008）；固色劑ZS-2018、皂洗劑ZS-4200（浙江絲綢科技有限公司）。

1.2 設(shè)備

Y571D 染色摩擦色牢度儀（溫州方圓儀器有限公司），SW-24A（Ⅱ）耐洗色牢度試驗機、Y（G）611-Ⅲ日曬氣候試驗機、YG（B）026H 電子織物強力機（溫州市大榮紡織儀器有限公司），TU-1900 紫外-可見分光光度計（北京普析通用儀器有限責(zé)任公司），EXCEL 微波消解儀（上海屹堯儀器科技發(fā)展有限公司），2695 高效液相色譜儀［沃特斯（中國）有限公司］，ICE 3300 火焰原子吸收光譜儀［賽默飛世爾科技（中國）有限公司］，Datacolor 650 測色配色儀（美國Datacolor公司）。

1.3 固色工藝

1.3.1 浸漬法［6］

經(jīng)過染色的織物→浸漬固色整理液（浴比1∶10）→烘干→檢測織物的各項色牢度。

1.3.2 浸軋法［7］

經(jīng)過染色的織物→浸軋固色整理液（一浸一軋）→焙烘→檢測織物的各項色牢度。

1.4 測試

1.4.1 固色劑ZS-2018 的性能

甲醛質(zhì)量分數(shù)：根據(jù)GB/T 20708—2019《紡織助劑產(chǎn)品中部分有害物質(zhì)的限量及測定》測試。

離子性：根據(jù)HG/T 4267—2011《紡織染整助劑離子性的測定》測試。

重金屬質(zhì)量分數(shù)：根據(jù)GB 20814—2014《染料產(chǎn)品中重金屬元素的限量及測定》測試。

磷酸鹽質(zhì)量分數(shù)：根據(jù)HG/T 4740—2014《紡織染整助劑磷酸鹽含量的測定》測試。

烷基苯酚（AP）和烷基苯酚聚氧乙烯醚（APEO）質(zhì)量分數(shù)：根據(jù)GB/T 23972—2009《紡織染整助劑中烷基苯酚及烷基苯酚聚氧乙烯醚的測定高效液相色譜/質(zhì)譜法》測試。

1.4.2 錦/棉織物的性能

耐汗?jié)n色牢度：根據(jù)GB/T 3922—2013《紡織品色牢度試驗?zāi)秃節(jié)n色牢度》測試。

耐摩擦色牢度：根據(jù)GB/T 3920—2008《紡織品色牢度試驗?zāi)湍Σ辽味取窚y試。

耐水色牢度：根據(jù)GB/T 5713—2013《紡織品 色牢度試驗?zāi)退味取窚y試。

耐皂洗色牢度：根據(jù)GB/T 3921—2008《紡織品色牢度試驗?zāi)驮硐瓷味取窚y試。

耐光色牢度：根據(jù)GB/T 8426—1998《紡織品 色牢度試驗?zāi)凸馍味龋喝展狻窚y試。

色差（ΔE）：采用測色配色儀測定固色前后織物的色變情況，ΔE 值越大，表示固色后與原布的總色差越大［8］。ΔE 值小于1.0 時一般人眼難以分辨，ΔE 值小于0.5時，專業(yè)人員目光較難分辨。

斷裂強力：根據(jù)GB/T 3923.1—2013《紡織品 織物拉伸性能第1 部分：斷裂強力和斷裂伸長率的測定（條樣法）》測試。

2 結(jié)果與討論

2.1 固色劑性能參數(shù)

由表1 可知，固色劑ZS-2018 的甲醛、重金屬、磷酸鹽及AP/APEO 質(zhì)量分數(shù)均符合綠色助劑要求，且固色劑ZS-2018 屬于陽離子型助劑。固色整理工藝可以采用浸漬法和浸軋法。

表1 固色劑ZS-2018的性能參數(shù)

2.2 浸漬法固色工藝優(yōu)化

浸漬法固色工藝［6］是指將染色織物放入含有固色劑的染浴中浸漬，固色劑依靠毛細管等作用進入纖維內(nèi)部，同時還會附著在纖維表面的整理工藝。浸漬法固色整理的主要影響因素有固色劑用量、固色溫度及固色時間等。

2.2.1 固色劑ZS-2018 用量

選取不同的固色劑用量，45 ℃固色20 min，確定固色劑用量對固色效果的影響，結(jié)果見表2。由表2可知，隨著固色劑ZS-2018 用量的增加，織物各項色牢度提高；在ZS-2018 用量為2%(omf)時，織物各項色牢度達到最好；繼續(xù)增大固色劑用量，色牢度反而下降，且手感變差。因此，固色劑ZS-2018 的最佳用量為2%(omf)。

表2 固色劑ZS-2018用量對固色效果的影響

2.2.2 固色溫度

當固色劑ZS-2018 用量為2%(omf)時，在不同溫度下固色20 min，結(jié)果見表3。由表3 可知，隨著溫度的升高，織物的各項色牢度逐漸提高；當溫度升到45 ℃時，織物的各項色牢度達到較高；繼續(xù)升高溫度，色牢度反而變差。因此，固色溫度選取45 ℃。

表3 固色溫度對固色效果的影響

2.2.3 固色時間

當固色劑ZS-2018 用量為2%(omf)，固色溫度為45 ℃時，在不同時間下對錦/棉織物固色，結(jié)果見表4。

表4 固色時間對固色效果的影響

由表4 可知，隨著固色時間的延長，織物的色牢度提高；當固色時間為20 min 時，各項色牢度都較好；再延長時間，織物的色牢度變化不大。說明當固色時間為20 min 時，纖維對固色劑的吸附已經(jīng)飽和。因此，考慮固色效果和能耗，確定固色時間為20 min。

綜合考慮固色劑用量、固色溫度及固色時間，確定固色劑ZS-2018 浸漬法固色工藝為：ZS-2018 2%(omf)、固色溫度45 ℃、固色時間20 min。

2.3 浸軋法固色工藝優(yōu)化

浸軋法固色工藝［7］是指將染色織物浸泡在含有固色劑的浸軋槽內(nèi)，待固色液浸透織物后，快速通過輥筒擠軋，再進行氣蒸烘干的整理工藝。浸軋法固色整理的主要影響因素有固色劑用量、焙烘溫度、焙烘時間等。

2.3.1 固色劑ZS-2018 用量

選取不同的固色劑用量，170 ℃焙烘，確定固色劑用量對固色效果的影響，結(jié)果見表5。由表5 可知，隨著固色劑ZS-2018 用量的增加，織物各項色牢度提高；在ZS-2018 用量為10 g/L 時，織物各項色牢度達到最好；繼續(xù)增大固色劑用量，色牢度反而有所下降。因此，固色劑ZS-2018的最佳用量為10 g/L。

表5 固色劑ZS-2018用量對固色效果的影響

2.3.2 焙烘溫度

當固色劑ZS-2018 用量為10 g/L 時，在不同溫度下對錦/棉織物固色并進行焙烘，結(jié)果見表6。

表6 焙烘溫度對固色效果的影響

由表6 可知，隨著焙烘溫度的升高，織物各項色牢度逐漸提高；當溫度達到170 ℃時，色牢度較好；再升高溫度，色牢度沒有明顯的變化，且織物手感變差。因此，焙烘溫度選擇170 ℃。

2.3.3 焙烘時間

當固色劑ZS-2018 用量為10 g/L，焙烘溫度為170 ℃時，在不同焙烘時間下對錦/棉織物固色，結(jié)果見表7。由表7 可知，隨著焙烘時間的延長，織物的色牢度提高；當焙烘時間為3 min 時，各項色牢度都較好；再延長時間，織物色牢度反而有所下降。因此，焙烘時間選擇3 min。

表7 焙烘時間對固色效果的影響

綜合考慮固色劑用量、焙烘溫度及焙烘時間，確定固色劑ZS-2018 浸軋法固色工藝為：ZS-2018 10 g/L、焙烘溫度170 ℃、焙烘時間3 min。

2.4 固色前后織物的性能對比

采用優(yōu)化的浸漬法和浸軋法固色工藝分別對織物進行固色處理，固色前后織物的色差和斷裂強力見表8。由表8 可知，織物在固色后ΔE 均低于0.5，而斷裂強力沒有明顯變化。由此可知，經(jīng)固色整理后，織物表面色差較小，固色劑對織物色光的影響較小，且對纖維沒有損傷。

表8 固色前后織物的ΔE 和斷裂強力

3 結(jié)論

（1）采用自制固色劑ZS-2018 對錦/棉織物以一步法進行固色整理，優(yōu)化的浸漬法固色整理工藝為：ZS-2018 2%(omf)、固色溫度45 ℃、固色時間20 min；優(yōu)化的浸軋法固色整理工藝為：ZS-2018 10 g/L、焙烘溫度170 ℃、焙烘時間3 min。

（2）固色劑ZS-2018 不含甲醛、重金屬等有害物質(zhì)，且固色后織物色牢度為4～5 級，除耐濕摩擦色牢度外均有明顯提高，斷裂強力無明顯變化，是一種使用方便、性能優(yōu)良的綠色環(huán)保助劑。