活性染料耐氯化水色牢度分析及改进方法研究

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* O( O' f1 d% l+ S( s2 [5 A
8 H3 m( N. E3 }5 e* \  H) v王利萍
# S' _' N9 @. N, V（浙江传化股份有限公司，浙江萧山　311215）
) b, E( R* I: M2 i, h摘要：优化了耐氯固色剂TF-241 的应用工艺，探讨了对活性染料的耐氯固色效果。结果表明，不同结构的活性染料耐氯化水的性能不同，耐氯固色剂TF-241 可使织物耐氯化水色牢度提高至4 级以上，并对摩擦、耐洗牢度有一定的改善效果，对日晒色牢度及染色色光影响不大。同时其具有一定的耐洗性，固色效果受柔软整理影响小。TF-241 最佳固色工艺为：固色温度40~50 ℃，固色时间20 min，焙烘温度160 ℃。对于一般颜色，推荐用量为3%，对于耐氯较差的颜色如艳蓝、翠蓝、黑色、丈青等，推荐用量为4%~5%。
9 n' u% H; a: z# \关键词：耐氯；固色；耐洗性；活性染料
& d6 E7 Y2 O1 U3 v( u. i1 T中图分类号：TS 190.92+5 文献标识码：B 文章编号：1005-9350(2013)10-0049-04
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+ O* }- Y3 c" e: Q* B    耐氯化水色牢度又称耐盐素牢度，主要是模拟纺织品使用及洗涤过程中与有效氯接触时，氯对颜色的破坏。如洗衣服的自来水中含有有效氯为1×10-6~16×10-6。此外，在欧美等国家庭洗涤时，常用含氯洗涤剂对织物进行清洗，如果织物耐氯性差，则服用性能大大下降。一般认为，活性染料耐氯牢度差是因为活性氯使染料- 纤维共价键发生断裂，甚至破坏染料的发色体系，造成织物染色深度和色光发生变化，因此，多数活性染料染色的棉织物，特别是浅色织物的耐氯色牢度，经常难以满足使用要求[1-2]。

    一般认为耐氯固色剂的固色机理是在保证固色性能的前提下，使特定组分或结构先于染料与活性氯发生反应，避免染料及染料- 纤维共价键遭到破坏，从而提升染色织物的耐氯性能。能提升耐氯牢度的物质一般为抗氧化性物质或树脂，以及能够吸收有效氯的多胺类物质。抗氧化性物质或树脂具有较低的氧化电位，氧化速率比染料高，可防止活性氯（次氯酸）对染料偶氮结构的破坏，此类物质有多元酚、间苯二酚、氢醌、联苯二酚和多羟基苯甲酸等；将多胺类物质施加于织物上后，可使活性氯与胺反应，从而避免或减少对染料的破坏。酚类化合物存在环保问题，故目前开发的耐氯固色剂大多为多胺类化合物[3-4]。本文在对耐氯固色剂固色机理分析的基础上，研究了活性染料的耐氯性能以及耐氯固色剂对活性染料耐氯色牢度的改善情况，并研究了耐氯固色剂的应用工艺条件。
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1·试验
1.1　原料及仪器
! y) X, c+ L. V5 b* O* N. j$ [织物： 棉针织布； 药品： 棉耐氯固色剂TF-241、活性染料匀染剂TF-210B、柔软剂（浙江传化股份有限公司），耐氯固色剂S（国内某公司），活性染料（泰兴市锦鸡染料有限公司）。
仪器：DLS-6000 型红外染色机（苏州丝达乐印染机械有限公司），RC-S120B 型升降式染样机（佛山航星科技有限公司），Color-Eye 7000A 型分光测试仪（杭州三锦科技有限公司），SW-24A（II）型耐洗色牢度试验机（常州第一纺织设备有限公司），WASHTEC-P 型牢度测试仪（美标耐洗，上海罗中纺织科技有限公司）。

1.2　染色工艺
3 Z4 g. f, e& b( @9 c染色[ 活性染料1.0%（omf），棉用匀染剂TF-210B 1.0%（omf），浴比1 ︰ 15，65 ℃，40 min] →冷水洗→热水洗→焙烘（160 ℃，120 s）。
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% n2 L3 d7 V( s* P! W  }1.3　固色工艺
2 V/ s, u2 G2 A$ G: m固色[ 耐氯固色剂3.0%（omf），浴比1 ︰ 10，50 ℃，20 min] →脱水→焙烘（160 ℃，120 s）→回潮。
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3 V7 [1 A3 e9 u6 I1.4　性能测试
/ y; A. I6 d- A3 U3 V- M8 F; V; o湿摩擦牢度：按GB/T 3920.4-2008 执行；皂洗牢度：按GB/T 3921.4-2008《纺织品 色牢度试验 耐洗色牢度：试验方法3》测试；耐日晒色牢度：按ISO105 B02-1994 执行；耐氯化水色牢度1：按ISO 105E03:2010（50×10-6）执行；耐氯化水色牢度2：按JIS LO884:1996（50×10-6）执行；耐氯化水色牢度3：按AATCC 61-2010 4A（150×10-6）执行；固色持久性试验（耐多次洗涤）方法：洗涤，60 ℃烘干为1 次，重复3 次。洗涤条件参考GB/T 3921.4-2008《纺织品色牢度试验 耐洗色牢度：试验方法1》进行。
* a9 `3 B' N/ h# M+ ~固色色变：用总色变（△E 值）表示，采用分光测试仪测定，△E 越大，表示与原布色差越大。

2·结果与讨论
& D; T* S/ A1 K9 {. q: P2.1　常见活性染料耐氯漂色牢度分析
/ O7 `  d2 e4 @8 p选择如下常见染料进行试验：黄3RS（Y-176）、红3BS（R-239）、深蓝B133（Black-5）、艳蓝KNR（B-19）、翠蓝KNG（B-21）、超黑WNN，耐氯化水色牢度按ISO 105 E03:2010（50×10-6）执行，结果见表1。
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$ ]8 O: J" G# q  ~, }' A从表1 可以看出，在含氯溶液处理后，各染料均产生色变（耐氯牢度级别越低，说明色变越大）。这是因为活性氯可能破坏染料与纤维间的共价键，还有可能破坏染料分子中的某些基团。其中黄3RS、红3BS 主要是因为分子中的—N　N—基易被活性氯氧化破坏；而后者色变略好于前者，是因为红3BS 偶氮基2 个邻位均有磺酸基，磺酸基阴离子与含活性氯的阴离子之间的斥力，在一定程度上防止了有效氯对—N　N—的进攻，使染料耐氯牢度相对较好；翠蓝KNG 的耐氯牢度相对较差，是因为染料络合的重金属离子对活性氯和染料之间的氧化反应具有催化作用，会加重染料的氯化褪色；深蓝B133 为双偶氮染料，且结构对称，伸展性好，更易受到有效氯攻击，所以牢度更差；艳蓝KNR 牢度差是因为有效氯氧化了蒽醌环上的伯氨基。同时可以看到，经过耐氯固色剂处理后，染料的耐氯化水色牢度均得到了提升，且对染料色光影响不明显。

2.2　耐氯固色剂固色条件的优化
采用耐氯化水色牢度较差的宝蓝色[ 翠蓝KNG ︰艳蓝KNR=2 ︰ 1( 总用量1.5%)] 进行试验，耐氯化水色牢度按ISO 105 E03:2010（50×10-6）执行。
6 x! \; p5 R" p1 B) b, H2.2.1　固色剂用量
( S2 ~0 _& b  [9 f从表2 可以看出，固色剂用量对活性染料的耐氯化水色牢度影响很大。随着固色剂用量的增加，可与有效氯反应的成分增加，使染料耐氯化水色牢度提高，用量为4% 以上，牢度可以达到3~4 级以上，满足一般要求。另外，随着用量增加，固色色变有所增大，但总体不大，均在目测可接受范围内。考虑到实际的牢度需要及成本，对于耐氯牢度较差的颜色，推荐的固色剂用量为4%~5%。
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8 P0 M- J9 O5 P4 R2 U2.2.2　固色温度
从表3 可以看出，固色温度对固色效果略有影响，但总体影响不大。温度过低或过高时牢度略差，当温度较低时吸附和渗透不够充分，而温度过高时固色剂与纤维及染料的解吸大于吸附，都会导致牢度下降。建议固色温度选择40~50 ℃。
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. V' P% I: n1 l! R$ I2 y- A  \2.2.3　固色时间
从表4 可见，20 min 时，固色效果较好，且时间对色变无明显影响，说明固色剂的吸附与解吸达到了平衡, 确定最佳固色时间为20~30 min。

2.2.4　焙烘温度
从表5 可以看出，当温度过低（130 ℃）或过高（170 ℃）时，牢度相对较差。温度较低时固色剂与纤维交联不够充分，不能在纤维表面形成紧密的保护层，使氯原子容易入侵染料，从而降低牢度；温度过高时，易导致某些已经结合的键断裂，并使胺基氧化，失去反应活性，导致牢度下降。结合生产实际，推荐焙烘温度为160 ℃。
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% C$ d9 n% z/ \& z2.3　不同固色剂固色效果比较
采用耐氯固色剂5%， 50 ℃固色20 min，焙烘温度160 ℃，对宝蓝色[ 翠蓝KNG ︰艳蓝KNR=2 ︰ 1( 总用量1.5%)] 进行固色处理，测试固色后织物的耐氯化水、耐洗、湿摩擦牢度及固色前后织物的色差；同时对固色布进行多次洗涤，考察固色剂的持久效果，固色后进行柔软整理，考察柔软剂对固色剂固色效果的影响，并与市售耐氯固色剂S 进行对比，结果如表6所示。
% f) I0 S  l! ?0 H" j6 F0 Z2 Y表6 固色效果对比
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% c; o6 D9 M2 Z; \0 U从表6 可以看出，采用不同的测试条件，同一织物的耐氯色牢度不同，不同耐氯固色剂的固色效果也存在差异。其中，TF-241 在不同测试标准下都表现了较好的固色效果，且对耐氯牢度的改善受柔软整理影响小，耐洗性好，具有更广泛的适用性。2 只耐氯固色剂对其他色牢度，如湿摩擦、耐洗色牢度有一定的改善效果，对日晒色牢度影响不大。另外，2 只固色剂的固色色变接近，均较小。
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3·工厂应用实例
山东某印染厂选耐氯固色剂TF-241 对纯棉紫红色机织布进行固色，耐氯化水牢度测试按AATCC61-2010 4A（150×10-6）标准，该订单要求耐氯化水色牢度达到4 级，并与该公司现有固色剂进行比较，结果见表7。

由表7 可以看出，在工厂使用条件下，耐氯固色剂TF-241 的固色效果明显好于该厂常用固色剂，满足客户对氯化水色牢度的要求，得到了客户的认可。

4·结论
（1）不同结构的活性染料耐氯化水色牢度是有差异的，同一只染料在不同的测试标准下，具有不同的色变。耐氯固色剂TF-241 适于各类活性染料在不同标准下的耐氯牢度改善，并对湿摩擦、耐洗牢度有一定的改进效果，对日晒色牢度及染色色光影响不大。同时具有一定的耐洗性，固色效果受柔软整理影响小，具有更广泛的适用性。
（2）耐氯固色剂TF-241 最佳固色工艺为：固色温度40~50 ℃，固色时间20 min，焙烘温度160 ℃。对于一般颜色，推荐用量为3%，对于耐氯较差的颜色如艳蓝、翠蓝、黑色等，推荐用量为4%~5%，可以使耐氯化水色牢度提升至4 级以上，能够满足高牢度要求。

参考文献：
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3 @6 B, `" T" x: D: f来源：染整技术