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面料色牢度

纺织品的染色牢度(简称色牢度),是指染色或印花的织物在使用或加工过程中,经受外部因素(挤压、摩擦、水洗、雨淋、曝晒、光照、海水浸渍、唾液浸渍、水渍、汗渍等等)作用下的退色程度,是织物的一项重要指标。色牢度好,纺织品在后加工或使用过程中不容易掉色;色牢度差,则会出现掉色、变色、或沾色等情况,造成很多麻烦。

1.光照色牢度

1.1 光褪色机理

染料的光褪色机理非常复杂,但主要是染料吸收光子后被激化,发生一系列的化学反应使其结构破坏,导致变色和褪色。

染料的变色是可逆的,经过处理可适当改进;而褪色是不可逆的,此时染料结构被破坏,生成各种不同的产物。

1.2染料的光化学反应

染料的光化学反应可分为:分解、异构、氧化、还原、还原-氧化,以及光敏等。

1.3光照色牢度影响因素

1.3.1光波波长对光褪色的影响

光波波长不同,其能量也不同,波长越短,光波能量越强,能够照射到地球表面的太阳光,是紫外线和可见光, 不同地域、不同季节,其光线强度不同。

1.3.2染料的化学结构对光褪色的影响

染料的化学结构是决定光褪色的关键因素。通常对于偶氮染料来说,光降解的大小次序为:蓝色>红色>黄色,这与偶氮染料双键的结构有相关。

一般来说,蒽醌结构的染料对光较稳定,受光作用时,芳环不易被破坏。

酞菁型结构的染料是铜络合物,光照牢度也很高,是一类牢度优异的蓝色染料,比如直接耐晒翠兰GL、活性翠兰KN-G

1.3.3染色工艺对光褪色的影响

染色工艺不同,染料在纤维上的固着也不同,常规染色工艺与光照牢度的关系:浸染>冷轧堆>--蒸≈湿短蒸>--焙。

染色织物的日晒牢度与染色深度有关。染色深度越大,染料在织物上聚集颗粒也越大,单位重量的染料暴露于空气中的比例越小,日晒牢度越高,对于浅色织物,染料在纤维上的聚集体比例较小,日晒牢度相应也趋于下降。

染色工艺的选择是否得当,染色后水洗和皂洗是否彻底,都会影响织物上存在的未固着染料和水解染料即浮色的量。浮色的日晒牢度明显低于已经固着的活性染料,因此,染色后处理情况不当也会影响织物的日晒牢度。

固色剂的使用大大提高了活性染料摩擦牢度、水洗牢度及沾色牢度。一般阳离子型低分子或多胺型固色剂处理后织物的水洗牢度都在45级,但经这类固色剂固色的织物日晒牢度有所下降。季铵盐型阳离子固色剂固色后的日晒牢度相对下降少些。

用阳离子型柔软剂对棉织物进行柔软整理会使活性染料的日晒牢度有所下降,主要是因为柔软剂经过日晒,发生黄变,从而使得织物的色光也发生变化。

1.4提高光照色牢度的措施

1.4.1合理选用染料

在提高日晒牢度方面,染料的选择是关键。应首先选用日晒牢度高的三原色。蓝色色谱要选用蒽醌型、酞菁型等光照色牢度较好的染料。

目前Ciba(汽巴)公司的CibacronPN型,Clariant(科莱恩)公司的DrimareneCLC型都具有良好的浅色日晒牢度。同时对于需要拼色的色织物,各组分染料的日晒牢度等级应相当,其中一组分的日晒牢度差,将会影响整个混合色的日晒牢度。混合色组分中含量相对较少的染料可选择日晒牢度等级高的染料,从而保证织物整体色牢度的日晒等级。

1.4.2染色工艺的合理控制

染色过程中,应制定合理的染色工艺,充分皂洗、水洗,尽量减少水解染料和浮色的量以提高织物的日晒牢度。

1.4.3固色剂的选择

目前固色剂主要有三种:阳离子型、非表面活性季铵盐型、反应型。

其中阳离子型固色剂与染料在纤维上生成色淀,虽水洗牢度很好,但往往会降低染料原有的日晒牢度,浅色面料应尽量少用或不用。

非表面活性季铵盐型固色剂应用时色变小,不影响染色的光色牢度,并有很好的皂洗牢度。

活性染料染色以染料-纤维共价键结合,具有优良的湿处理牢度,但部分染料染色后会发生断键,水解,针对这种情况,反应型固色剂既具有与纤维结合的活性基团,又具有能与染料阴离子结合的阳离子基团,具有这种交联作用的固色剂,牢度更好。

1.4.4 柔软剂的选择

阴离子型柔软剂具有较好的润湿性和热稳定性,不会与一般荧光增白剂相互作用而降低白度和发生色变,可以用在白色织物上。

非离子型柔软剂与阴离子型柔软剂相似,整理后不会使织物泛黄,对盐 硬水和碱土金属都很稳定。

阳离子型柔软剂结合力强、耐高温、手感柔软丰满。但当温度较高或长时间暴晒会有一定的泛黄现象。这类柔软剂成本低、效果好,但对于漂白织物和有色光要求的织物,此类柔软剂不适用。

有机硅类柔软剂黄变小且手感好,经此处理后织物经过日晒后色变低。

1.4.5紫外线吸收剂、光照牢度增进剂。

如果织物的处理条件已经固定,比如染色 固色、柔软整理等各步骤已经完成,在此条件下再要提高色织物的日晒牢度,可以选择日晒牢度增进剂或紫外线吸收剂(波长290-400nm)。这类助剂可以直接吸收照射在织物上的紫外线,防止染料被光氧化破坏。

 

2.皂洗、水渍、汗渍牢度

2.1皂洗牢度的影响因素

影响染色制品色牢度的因素很多,但主要取决于染料的化学结构、染料在纤维上的物理状态(染料的分散程度、与纤维的结合情况),染料浓度、染色方法和工艺条件对染色牢度也有很大的影响。纤维的性质与染色牢度关系也很大,同一染料在不同纤维上往往有不同的牢度。

含亲水基团的水溶性染料的皂洗牢度低于没有亲水基团的染料。如酸性染料、直接染料由于含较多的水溶性基团,皂洗牢度较低,而还原、硫化、不溶性偶氮染料等不含水溶性基团的染料,皂洗牢度较高。

与染料和纤维的结合情况有关。如酸性媒染染料和直接铜盐染料,由于染料和金属整合,染料分子增大,水溶性降低,皂洗牢度因而提高。而活性染料和纤维可发生共价键结合,因此皂洗牢度较好。

同一染料在不同纤维上的皂洗牢度不同。如分散染料在涤纶上的皂洗牢度比在锦纶上高,这是因为涤纶的结构比锦纶紧密,疏水性强的缘故。

皂洗牢度与染色工艺有密切关系。染料染着不良,易从纤维上脱落,皂洗牢度就差;染后洗涤不净,浮色有残余,也会导致皂洗牢度的下降;皂洗液的温度、pH值以及搅拌情况都对皂洗牢度有影响;染色时染料浓度对皂洗牢度一般影响较小,但染料浓度高,染料和纤维的结合超饱和,受外力作用染料容易脱落,这也影响皂洗牢度。

2.2水渍牢度和汗渍牢度

水渍色牢度和汗渍色牢度是指测试布和多纤维布条一起分别在水中或模拟汗液中浸泡一定时间再在一定条件下处置,本身的颜色变化的程度和引起多种纤维沾色的程度。

按实际生产和测试情况来看,汗渍牢度通过的,水渍色牢度基本上也能通过。

汗渍色牢度中,因染料在碱性条件下容易发生水解,碱性汗渍要比酸性汗渍差,特别是活性染料的深色品种。

沾色牢度中,用分散染料生产的涤纶面料对醋纤和尼龙的沾色程度较差,用活性染料生产的真丝、棉、麻等面料对棉和尼龙的沾色较差。

某些含氨纶弹性的涤纶织物(中、深色的织物)有时在耐水、耐洗和耐汗渍色牢度测试中,醋酯和尼龙纤维贴衬沾色等于或低于3级。

分散染料与氨纶纤维有良好的相容性,可在氨纶上获得较高的上染率,中性染料在氨纶上的染色性能较好,偶氮型弱酸性染料的上染率较低。

水对氨纶有塑化作用(削弱聚合物分子之间的次价健,即范德华力),在湿态条件下,进入氨纶的无定形区的染料很容易向纤维表面迁移,在外力的作用下,容易发生染料的转移,使贴衬布沾色。

实际上,在含氨纶的弹性织物中,氨纶丝的比例相当低,通常并不暴露在织物表面,氨纶的色牢度问题并不会严重影响整个织物的色牢度。

2.3提高皂洗、水渍、汗渍色牢度的措施

a.对不同的纤维,要根据色牢度要求,选择不同的染料。如果染料选择不合适,再好的助剂、再好的染色工艺,都没有办法染出高质量的色牢度

b.制定合理的染色工艺,严格按工艺操作,使染料与纤维充分结合。对于浅色,升温速度要慢,保温时间可短一些;对于深色,升温速度可快,但保温时间一定要充分,使染料和纤维能充分结合,起到固色作用。

c.起缓染作用的缓染剂,应尽量降低用量,否则具有剥色作用。一方面会降低上染率,另一方面会减弱染料和纤维的结合力,使色牢度变差。对容易染花的颜色可通过调配染料和升温速度达到匀染效果。

d.染后充分洗涤,洗净浮色,要保证水洗温度和时间,否则,织物表面的浮色在使用中会掉色。

e.必要时可加入适当的固色剂固色,固色剂的使用会大大提高染料的染色牢度,一般至少能提高0.5~1级,但选择固色剂要同时考虑染料的各项牢度,而不能只看个别项目。比如:活性染料用阳离子型低分子或多胺型固色剂处理后,织物的水洗牢度在4~5级,但日晒牢度会有所下降。固色时一定要严格控制固色剂用量、固色温度、和固色时间。

 

3.磨擦色牢度

3.1干磨擦色牢度

测试干摩擦牢度时,干态的白棉细布与色布之间的摩擦力远远大于未固着染料(即浮色)与棉纤维之间的分子间作用力。因此,这些染料在摩擦过程中非常容易脱落,造成干摩擦牢度变差。

3.2湿磨擦色牢度

测试湿摩擦牢度时,染料与湿的白棉细布之间的摩擦力会引起染料脱落,而且未固着染料含有亲水性基团,非常容易从棉纤维上转移到湿的白棉细布上,造成湿摩擦牢度变差。

3.3提高磨擦色牢度的措施

所有染料在印染后都会在纤维中留下浮色染料,染料用量越多,浮色染料势必也越多,纤维对每一个染料的吸附都有一个极限值,即上染饱和值,一般染料用量不能超过饱和值的10%左右。当染料用量大大超过饱和值后,过量的染料无法上染固着,只能堆积在织物表面,从而影响织物的磨擦色牢度。所以控制染料的用量是其关键之一。

纤维素纤维和蛋白质纤维用活性染料染色,由于是以共价键结合为主,磨擦色牢度要好于直接和酸性染料(离子键结合)。分子量大小对于磨擦牢度也存在影响,分子量太大,染料的直接性就越强,扩散性能越差越容易聚集在织物表面而造成浮色(分散染料染涤纶另当别论)。

对于色牢度影响很大的一个环节是水洗和皂洗,对于提高磨擦色牢度同样重要,要通过合理和充分的水洗和皂洗工艺,降低织物中未固着染料的数量。

由于染料具有亲水性,在烘干过程中会随着水的运动而产生泳移,从而使织物表面的染料浓度大于织物内部,使织物表面染料堆积,从而影响织物的磨擦色牢度。印染后的整理工艺必须根据织物含水率,控制烘干温度,适当降低烘干温度和增加烘干时间,可以降低染料向表面泳移的程度,以提高染料的磨擦牢度。

染料分子含有的亲水性基团在印染过程中有利用染料的溶解和上染,但印染加工完成后,优良的水溶性基团就成为耐湿磨擦色牢度的不利因素,水溶性越好,染料越容易与织物断开,为解决这个予盾,可通过加固色剂来封闭水溶性基团,以提高织物的耐湿磨擦牢度。

添加磨擦牢度增进剂,一般可提高湿磨擦牢度0.5级。

影响磨擦牢度的因素还有坯布质量(成熟度不同的棉)、织物种类(针织物高于机织物)、结构(轻薄疏松的高于厚重紧密的),磨毛布、灯芯绒等织物由于其纤维表面积大,磨擦时接触的染料多,所以湿擦牢度相对较差。

 

4.氯漂、非氯漂色牢度

4.1耐氯漂色牢度

日常生活中,消费者经常用带有漂白效果的洗衣粉或消毒剂对服装进行清洁和消毒。目前,漂白剂的品种主要有次氯酸钠、亚氯酸钠、次硫酸钠、过氧化氢水溶液等。次氯酸钠作为一种最常用的漂白剂,通常出现在带漂白效果的洗衣粉或消毒剂内,自来水中也含有少量氯气(0.7mg/l)。如果用含有氯漂成分的洗衣粉漂洗不可氯漂的衣物,就可能出现“洗花”的现象。因此,消费者需要从服装或纺织品的洗涤方法说明中找到适合该产品的洗涤剂。 在纺织品服装的使用说明中,一定要包括洗涤方法,即护理标签中应包括水洗、氯漂、熨烫、干洗和水洗后干燥等五项要求(洗唛上标注不可漂白即表明氯漂和非氯漂牢度测试时变色低于4级)。

酸性、直接、活性染料的结构特性决定了其氯漂牢度偏低,主要原因是氯与染料反应,使发色基团破坏变成无色。一般来说,黄色和红色染料的耐氯漂牢度较好,蓝色染料的耐氯漂牢度较差,但酞菁结构的海军艳蓝色染料的耐氯漂牢度较好。

4.2非氯漂色牢度

非氯漂剂是一种在溶液中不会生成次氯酸根离子的漂白剂(即氧系漂白剂),例如:过硼酸钠、过碳酸钠。过氧化物与染料母体发生作用,使染料变色或褪色,或者使染料与纤维的结合受到破坏。

过硼酸钠、过碳酸钠在高挡洗衣粉中的含量一般在10%左右。

(目前服装客户中BRC&ALIMITEDNEXTTMBM等客户有非氯漂测试要求)

4.3氯漂、非氯漂牢度的改善

合理选择染料,选择耐氯漂和非氯漂结构的染料,比如:汽巴克隆 H型活性染料就具有优异的耐氯牢度,还原染料的耐氯漂牢度一般都较好。

染色前充分精练,染色后充分洗涤,力求去净杂质,保持织物中性,因为杂质的存在和酸、碱性都会加速氯漂、非氯漂条件下的染料分解;

提高耐氯漂色牢度可使用耐氯漂助剂,一般常用的耐氯漂助剂可提高耐氯漂牢度2级左右,但存在耐久性问题,必须用树脂来加强效果,其副作用是降低了织物的强力。 

5.熨烫升华色牢度(热压色牢度)

熨烫升华色牢度主要用于测定各类有色纺织品的颜色耐高温作用的能力和纺织品的颜色耐热压及热滚筒加工的能力。从而为合理选用染料确定印染工艺参数提供依据,也可用来检测印染成品质量。


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