棉織物熒光染料印花性能研究

楊帥 楊梅 周鋒

摘 要：采用3支熒光染料分別對棉機織物進行印花，對不同質(zhì)量百分含量下的熒光染料印花織物的最大反射率、亮度因子和其色度坐標進行測試，并對其熒光發(fā)射光譜和耐皂洗色牢度和摩擦色牢度進行測試。結(jié)果表明，熒光黃染料質(zhì)量百分含量在0.05%～0.1%范圍內(nèi)時，其印花棉織物既有明顯的熒光效果，又有高可視性警示作用;而質(zhì)量百分含量在0.01%～0.1%范圍內(nèi)的熒光橙染料和質(zhì)量百分含量在0.01%～0.5%范圍內(nèi)的熒光紅染料雖然有明顯的熒光效果，達不到國家標準規(guī)定的高可視性警示服的要求。其耐皂洗色牢度達到4～5級，耐摩擦色牢度達到3～4級。

關(guān)鍵詞：熒光染料;棉織物;印花

中圖分類號：TS193.6? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：C? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-2346（2021）02-0005-06

1? ? 前言

兒童服用面料多采用棉纖維來滿足其柔軟、吸濕親膚的穿著舒適性要求，然而棉纖維光澤較柔和，用常規(guī)染料染色沒有較高的辨識度。熒光染料以其特有的顏色鮮艷度常被用來當作警示色，在紡織品方面被用作職業(yè)警示服裝。[1]熒光染料多為分散染料或涂料，難以對棉織物進行染色。[2]因此，本研究擬采用3支熒光染料（分散熒光黃、分散熒光橙和分散熒光紅）對棉機織物進行印花，通過測試印花織物的反射率、熒光發(fā)射光譜、亮度因子及色度x-y值來選擇具有高可視性警示性能的熒光染料及其適當?shù)挠昧?，以期獲得具有高可視性警示作用的學生穿著的熒光校服、兒童夜間安全服等。[3]

2? ? 試驗

2.1? ? 材料、試劑與設(shè)備

材料：30S純棉機織物

試劑：熒光黃Papilion Yellow F-10GTN 400%、熒光橙Papilion Orange F-GRN、熒光紅Papilion Red F-FG（京仁洋行株式會社上海分公司）、印花用透明漿（尿素+乳化糊+粘合劑）

設(shè)備：FA2104型電子天平（上海精密科學儀器有限公司）、Datacolor SF600電腦測色配色儀（Datacolor公司）、FL3-111型熒光光譜儀（法國Horiba）、SW-12D耐洗色牢度試驗機（寧波紡織儀器廠）、Y571B型摩擦牢度儀（寧波紡織儀器廠）、101A-2型烘箱（寧波紡織儀器廠）等。

2.2? ? 試驗方法

2.2.1 印花工藝處方：熒光染料x g、透明漿（尿素+乳化糊+粘合劑） （10-x） g、合成 10 g

2.2.2? ? 印花工藝流程：調(diào)色漿印花-烘干（100℃，5min）

2.3? ? 測試方法

2.3.1? ? 反射率R

利用Datacolor SF600電腦測色配色儀，測定織物的最大反射率R。

2.3.2 亮度因子Y及其色度坐標x-y值

利用Datacolor SF600電腦測色配色儀，參照GB20653-2006《職業(yè)用高可視性警示服》方法，即在D65標準照明體、45/0照明/觀察幾何條件以及2笆映〗牽饈允保匝旅嬗瀉諫牡嫖錚脅饈?、铺m??？錘魃茸曄欠裨？個顏色區(qū)域內(nèi)，其亮度因子是否大于各顏色的最小值。

2.3.3 熒光發(fā)射光譜

利用FL3-111型熒光光譜儀在320nm波長紫外光的照射激發(fā)狀態(tài)下測試試樣的熒光發(fā)射光譜。

2.3.4 色牢度

按照GB/T 3921-2008《紡織品 色牢度試驗 耐皂洗色牢度》測定耐皂洗色牢度。按照GB/T 3920-2008《紡織品 色牢度試驗 耐摩擦色牢度》測定耐摩擦色牢度。

3 結(jié)果與討論

3.1 熒光染料質(zhì)量百分含量對其熒光性能的影響

3.1.1 熒光染料質(zhì)量百分含量對印花織物最大反射率的影響

熒光染料染色（印花）的織物可在陽光或月光下特別醒目，這種視覺效果歸功于熒光織物具有較高的反射率，一般情況下，熒光織物的反射率越高說明其熒光效果越明顯。[4]圖1、圖2、圖3分別為熒光黃、熒光橙和熒光紅染料對印花漿料的質(zhì)量百分含量對棉織物最大反射率的影響。

圖1顯示，當熒光黃染料對印花漿料的質(zhì)量百分含量小于0.5%時，印花棉織物的反射率大于空白棉織物的反射率。

圖2顯示，當熒光橙染料對印花漿料的質(zhì)量百分含量小于0.3%時，印花棉織物的最大反射率大于空白棉織物的反射率。

圖3顯示，當熒光紅染料對印花漿料的質(zhì)量百分含量不大于0.5%時，印花棉織物的反射率大于空白棉織物的反射率。

在熒光發(fā)射區(qū)域（印花棉織物反射率大于空白樣反射率區(qū)域），隨著染料用量增加，光譜曲線有紅移趨勢，這與染料的聚集狀態(tài)有關(guān);當染料用量超過某個臨界濃度后，染料可能會因為過度聚集而產(chǎn)生熒光猝滅，即熒光染料受激發(fā)后，離子回到基態(tài)時不發(fā)射光子，而將激發(fā)能散發(fā)為熱（晶格振動）。[5]織物的反射率（熒光強度）隨著染料用量的提升而明顯地減小。

3.1.2? ? 熒光染料質(zhì)量百分含量對印花織物亮度因子及其色度坐標的影響

根據(jù)GB20653-2006《職業(yè)用高可視性警示服》方法，織物若要具有高可視性警示作用，其基底材料的亮度因子應(yīng)大于表中的最小值，即熒光黃色織物亮度因子應(yīng)大于0.70，熒光橙色織物亮度因子應(yīng)大于0.40，熒光紅色織物亮度因子應(yīng)大于0.25。圖4、圖5、圖6分別是熒光染料不同質(zhì)量百分含量下織物的亮度因子，從圖中可以看出，當熒光黃和熒光橙染料質(zhì)量百分含量小于0.3%，熒光紅染料質(zhì)量百分含量小于0.5%時，其印花織物的亮度因子可達到國家標準的要求。

綜合最大反射率來看，3種熒光染料均是在染料用量較少時，印花織物顯示良好的熒光效果并具有一定的警示性，而當用量較多時，織物反而沒有熒光效果也就沒有了高可視性警示作用。

圖7、圖8、圖9分別是熒光黃、熒光橙和熒光紅染料在不同的質(zhì)量百分含量下印花織物的x-y色度圖。根據(jù)GB20653-2006《職業(yè)用高可視性警示服》方法，織物若要具有高可視性警示作用，除了亮度因子要大于規(guī)定的最小值外，其各色度坐標還應(yīng)在各自規(guī)定的顏色區(qū)域內(nèi)，即圖中的橙色區(qū)域內(nèi)。從圖中可以看出，熒光橙和熒光紅染料的所有濃度的色度坐標均不在規(guī)定的區(qū)域內(nèi)，只有熒光黃染料的質(zhì)量百分含量在0.05%～1%范圍內(nèi)，其印花織物的色度坐標才在規(guī)定的區(qū)域內(nèi)。

綜合最大反射率、亮度因子和色度坐標3方面來看，當熒光黃染料質(zhì)量百分含量在0.05%～0.1%范圍內(nèi)時，其印花棉織物既有明顯的熒光效果，又有高可視性警示作用;而質(zhì)量百分含量在0.01%～0.1%范圍內(nèi)的熒光橙染料和質(zhì)量百分含量在0.01%～0.5%范圍內(nèi)的熒光紅染料雖然有明顯的熒光效果，卻達不到國家標準規(guī)定的高可視性警示服的要求。

3.1.3? ? 熒光染料的熒光發(fā)射光譜分析

為了進一步探究上述結(jié)果，特對3種熒光染料印花織物熒光效果最明顯的試樣作熒光發(fā)射光譜分析，即0.05%的熒光黃、0.05%的熒光橙和0.1%的熒光紅織物經(jīng)過320nm波長的光照后測試其熒光發(fā)射光譜，結(jié)果如圖10、圖11、圖12所示。當這3塊印花織物經(jīng)過激發(fā)后，熒光黃織物在510nm處的發(fā)射峰強度約2500000cps，熒光橙織物在590nm處的發(fā)射峰強度約550000cps，而熒光紅織物在600nm處的發(fā)射峰強度約1300000cps。這與上面的結(jié)論相一致，雖然0.05%熒光橙和0.1%熒光紅印花棉織物雖然有明顯的熒光效果，可是其發(fā)射光強度還不足以達到高可視性警示的要求，只有0.05%熒光黃印花棉織物的熒光效果達到了國家標準規(guī)定的高可視性警示的要求。

3.1.4? ? 熒光染料印花棉織物的色牢度

將上述印花織物根據(jù)GB/T 3921-2008《紡織品 色牢度試驗 耐皂洗色牢度》和GB/T 3920-2008《紡織品 色牢度試驗 耐摩擦色牢度》進行色牢度測試，結(jié)果表明，其耐皂洗色牢度達到4～5級，耐摩擦色牢度達到3～4級。

4? ? 結(jié)論

當熒光黃染料質(zhì)量百分含量在0.05%～0.1%范圍內(nèi)時，其印花棉織物既有明顯的熒光效果，又有高可視性警示作用;而質(zhì)量百分含量在0.01%～0.1%范圍內(nèi)的熒光橙染料和質(zhì)量百分含量在0.01%～0.5%范圍內(nèi)的熒光紅染料雖然有明顯的熒光效果，其熒光發(fā)射光譜顯示發(fā)射峰強度不高，達不到國家標準規(guī)定的高可視性警示服的要求。其耐皂洗色牢度達到4～5級，耐摩擦色牢度達到3～4級。

參考文獻

[1]張明浩.錦綸織物的熒光染色性能及其功能性整理[D].上海：東華大學，2020：1-3.

[2]楊文芳，周微.熒光染料用于滌綸織物染色的熒光性能研究[J]. 染料與染色，2004（04）：23-25.

[3]楊宏林，項偉，王小麗，等.滌棉針織物的分散熒光黃/涂料熒光黃染色[J].印染，2020（9）：40-44.

[4]秦傳香，鮑志敏，戴禮興，等.新型萘酰亞胺類熒光染料的合成及其染色應(yīng)用[J].紡織學報，2018（7）：74-88.

[5]中國科學院，吉林物理所，中國科學技術(shù)大學.固體發(fā)光[M].北京：中國科學院出版社，1976： 3.

On the Properties of Fluorescent Dye Printing of Cotton Fabrics

YANG Shuai? ? YANG Mei? ? ZHOU Feng

（School of Textile，Zhejiang Fashion Institute of Technology，Ningbo，Zhejiang 315211，China）

Abstract： Three fluorescent dyes were used to print cotton woven fabrics.The maximum reflectivity， brightness factor and chromaticity coordinate of fluorescent dye printed fabrics with different mass percentage content were tested，and the fluorescence emission spectrum，soap washing color fastness and friction color fastness were tested as well.The results show that the printed cotton fabric has both obvious fluorescence effect and high visibility warning effect when the mass content of fluorescent yellow dye is within 0.05%～0.1%，while the fluorescent orange dye and the fluorescent red dye in 0.01%～0.5% range have obvious fluorescence effect，which can not meet the requirements of high visibility warning suit stipulated by national standard.The color fastness to soap washing is 4～5 degree，and the color fastness to friction is 3～4 degree.

Keywords：fluorescent dyes;cotton fabrics;printing