浅谈不同原料纺织品的染色牢度

赵艳艳　王　可　马　倩

1.江苏省纺织产品质量监督检验研究院(中国) 2.盐城工业职业技术学院(中国)



纺织染整

浅谈不同原料纺织品的染色牢度

赵艳艳1王可2马倩2

1.江苏省纺织产品质量监督检验研究院(中国) 2.盐城工业职业技术学院(中国)

色牢度是纺织品检测中的重要测试项目之一。针对几类常见织物，分析了其对应的染料种类和染料特性。研究对纺织品色牢度检测具有一定的指导借鉴作用。

织物；色牢度；染料

纺织品的染色牢度(简称色牢度)是指颜色对在加工和使用中各种外界作用(如水洗、熨烫、挤压、摩擦、光照、雨淋、唾液、汗渍等)的抵抗力。色牢度测试一般是测试试样的自变色和未染色贴衬织物(一般为醋酯纤维、棉、尼龙、聚酯、腈纶、羊毛等6种材料)的沾色，根据沾色情况评定色牢度等级。色牢度测试作为纺织品质量检测的一项常规项目，虽然测试方法简单，但在整个纺织品加工和贸易过程中意义重大。色牢度与纺织品纤维原料种类(如棉、毛及聚酯等)、纱线结构(如环锭纱、紧密纱及转杯纱等)、织物组织(如平纹、斜纹、缎纹及小提花等)、印染方法(如散纤维染色、毛条染色、纱线染色、匹染及成衣染色等)、染料种类(如酸性染料、阳离子染料、直接染料、分散染料、活性染料及涂料等)及外界作用(如温度、pH值及压力等)等多种因素有关[1]47。

色牢度是国家强制性检验项目，是印染纺织品的重要考核指标，有些印染纺织品还经过树脂整理、阻燃整理、砂洗、磨毛等特殊的后整理加工，因此中国国家标准(GB)、国际标准化组织(International Organization for Standardization，简称ISO)、美国染色家和化学家协会(American Association of Textile Chemists and Colorists，简称AATCC)、日本工业标准(Japanese Industrial Standards Committee，简称JIS)、英国标准(Britain Standard，简称BS)等诸多标准都对纺织品色牢度作出了明确规定和要求[1]47。

在纺织中，染色即为用染料使纤维等材料着色。对于不同纤维原料的纺织品，由于其化学成分不同，选用的染料的分子结构和化学组成必然也不同，因此染料和纤维之间的结合方式和结合力也不同，必然导致不同纤维原料的色牢度性能存在差异。

染料与不同纤维原料纺织品的结合主要以两种方式:一种是和纤维分子发生化学反应，以化学键的方式结合;另一种是因物理吸附作用固着在纺织品上[2]132。

本文根据纤维原料和染料的不同成分及化学组成，结合不同染料对不同纤维原料纺织品的上染原理，探讨各类纺织品的染色牢度。

1　棉——活性染料

棉纤维属于纤维素纤维，通常用于纤维素纤维织物染色的染料主要为活性染料，直接染料、可溶性还原染料、硫化染料、不溶性偶氨染料等也可用于棉织物染色。活性染料分子包括母体染料和能与棉、毛等纤维发生化学反应的活性基两个主要组成部分，染色时活性基与纤维之间形成共价键,成为整体，能赋予染色物优良的染色牢度，以及较高的耐洗和耐摩擦牢度[3]21，因此自1956年英国科学家首次发明和生产了活性染料后，活性染料已成为纤维素纤维染色的主要染料[4]65。

目前，世界上产量最大、使用最多的活性染料按活性基主要可分为对称三氮苯型和乙烯砜型两类。这两类活性染料结构、性能各不相同，对棉等纤维素纤维的吸附上染能力也有较大差异，因此，采用不同类型的活性染料染棉等纤维素纤维，色牢度将有较大差别。活性染料还存在利用率(60%～70%)不高、废水化学需氧量(COD)和氯离子浓度较高、治理难度较大等缺点，且活性染料耐日光色牢度、湿摩擦色牢度、偶氮型红色和蓝色活性染料浅色染色的耐日晒牢度不理想，不能完全满足市场要求。这是因为摩擦色牢度主要取决于浮色量、染料相对分子质量、染料与纤维的结合和渗透均匀性、染料在织物表面形成的颗粒集聚情况等。虽然活性染料能与棉纤维等纤维素纤维以共价键结合，形成一定的摩擦色牢度，但活性染料分子一般较大，染色后染料在纤维表面易形成大颗粒染料浮色。此外，活性染料染色浓度一般较大，影响了染料与纤维的结合和渗透均匀性，降低了摩擦牢度。而且，与大多数染料一样，活性染料与纤维的结合力在湿润状态下较容易被破坏，活性染料湿摩擦色牢度一般低于干摩擦色牢度。因此在用活性染料对棉纤维等纤维素纤维染深浓色泽时必须慎重，染色前必须对棉纤维的表面构造、表面组织、平滑性、粗硬度等质量指标进行检测，以确定其可染性，并需对原棉进行充分的练漂等预处理，以提高棉纤维的可染性，此外，还可选用含有两个活性基团的双活性染料、优化染色工艺、根据织物品种添加专用助剂等方法[3]21-23。

同一种染料对同一种纤维染色时，日晒牢度随染料染色浓度减小而降低，而浅色织物的染色浓度显著低于深色织物，因此日晒牢度相应较低。因此，偶氮型红色和蓝色活性染料对棉纤维等纤维素纤维进行浅中色，特别是浅色染色时，日晒色牢度较差，这时需慎重选择。一般采用在染料中添加紫外线吸收剂或日晒牢度增进剂的方法提高日晒色牢度。添加紫外线吸收剂的方法效果一般不明显，而采用日晒牢度增进剂时必须经过试验确认[3]21-23,[5]。

2　羊毛、蚕丝、尼龙——酸性染料

酸性染料分子包含酸性基团，在酸性、弱酸性或中性介质中能够染色，具有色泽鲜艳、色谱齐全及易于拼色等优点，通常用于羊毛、羊绒、蚕丝和尼龙等含有酰胺键的纺织纤维的染色。酸性染料大多含有磺酸钠盐，按其染色条件和化学结构分类，主要有强酸性、弱酸性、酸性媒介、酸性络合染料等不同类型，其染色性能，如日晒牢度和湿处理牢度差异较大，采用的染色方法也不相同[4]129。

强酸性酸性染料分子结构比较简单，与羊毛纤维间不能产生很强的范德华力和氢键力，主要通过离子键与纤维结合，但离子键具有一定的离解性，故移染性较好，但染物的湿处理牢度则相应较低[4]131-138。

弱酸性酸性染料的相对分子质量较大，分子中磺酸基所占比例较低，与羊毛纤维的离子键作用较小，范德华力和氢键起主要作用，故弱酸性酸性染料和羊毛纤维的亲和力较高，因此弱酸性酸性染料染物的湿处理牢度一般好于强酸性染料染物[4]131-138。

尼龙的氨基含量低，尼龙66和尼龙6的氨基含量分别约为羊毛的1/20和1/10，而疏水性部分含量比羊毛的高，因此一般选用弱酸性浴酸性染料染尼龙。酸性染料对尼龙的亲和力一般比羊毛高，因此酸性染料在尼龙纤维上更易发生超当量吸附[4]131-138。

尼龙是热塑性纤维，玻璃化温度比较低，为防止高温对其优良物理性能的不利影响，染色加工采用低温染色工艺，既确保上染良好，又不降低其物理特性。尼龙织物较容易出现色牢度不合格的情况，这主要是因为低温上染对染料的附着力较差，色牢度测试时，加热处理后，这些上染力较小的染料分子会从织物上脱落，故尼龙织物沾色牢度较差[6]。

弱酸性酸性染料对蚕丝的上染机理与羊毛染色基本相同，在等电点附近染色时，染料阴离子依靠范德华力和氢键上染纤维，上染后与纤维中—NH3+生成离子键结合，也能以范德华力和氢键固着在纤维上。当染浴的pH值大于蚕丝的等电点时，染料主要通过范德华力和氢键与纤维结合。与羊毛相比，蚕丝表面没有鳞片，故在水中比较容易膨化，弱酸性酸性染料在蚕丝上的上染速率高于羊毛，但湿处理牢度不如羊毛，在染部分中深色时，这一现象更加明显，因此为了提高湿处理牢度，在用弱酸性酸性染料对蚕丝进行染色时，需要进行固色处理[4]131-133。

3　聚酯——分散染料

聚酯纤维具有整列度高、纤维空隙少、本身无反应基团、不含亲水性极性基团、疏水性强等特性，染色一般比较困难，其色牢度与其物理化学特性有着很大关系。通常染料只能通过载体、高温或热溶膨化纤维后才能进入聚酯纤维内部并上染。因此，与棉、毛等纤维所用染料不同，聚酯纤维染色用染料必须具有分散性、疏水性和耐升华等特性。分散染料分子较小，极性弱，结构上不含水溶性基团，难溶于水，是借助分散剂的作用在染液中均一分散进而染色的，因此尤其适用于聚酯染色[4]118-130,[5],[7]4。

在聚酯织物染整加工中，由于后整理定型温度(130～135 ℃)通常高于聚酯的玻璃化温度(67～81 ℃)，使聚酯分子无定型区的活动加剧，纤维中的染料分子会通过扩张后的纤维毛细管由纤维内部向外迁移，并堆积在纤维表面，产生热迁移现象，造成色牢度下降。同时纤维表面的染料受热升华，导致染色织物颜色变浅，受热升华的染料还会对白色贴衬织物产生沾色。在聚酯染色纺织品长期储存和运输中，由于分散染料在聚酯纤维和助剂中的再分配现象，分散染料也会向外迁移，产生热迁移现象[7]4,[8]15-16。

分散染料染色的聚酯织物进行高温皂洗时，分散染料会向外迁移并进入皂洗液，同时，纤维表面未洗净的浮色也会进入皂洗液，这两种效果极易导致染色织物颜色变浅，且皂洗液中的分散染料还会对聚酯贴衬织物产生沾色[8]15。

分散染料染色的聚酯织物的摩擦牢度主要与其表面浮色有关，若染色后处理充分，浮色彻底去除，聚酯织物的摩擦牢度就较好[8]14。

聚酯采用的是高温染色工艺，因此其表面浮色去除后，各项色牢度一般都较好。

4　小结

常规织物采用的上染染料和上染工艺有固定的模式，因此其色牢度有一定的规律可循。在纺织品色牢度检验过程中，可以按照其理论分析，指导色牢度检验实践，并在长期的检验过程中，总结各类产品的色牢度特点，使纺织品色牢度的检验操作更规范，检验结果更准确。

[1]曾双穗，刘贵，李炜.纺织品色牢度测试方法的比较与浅析[J].中国纤检,2011，28(24).

[2]贾婧.印染纺织纤维素纤维上染料种类的鉴别[J].科技咨询导报,2007，4(16):132.

[3]于广涛.提高棉织物活性染料染色牢度[J].印染,2006,31(7).

[4]赵涛.染整工艺与原理：下册[M]．北京：中国纺织出版社，2009．

[5]陈荣圻．活性染料及分散染料染色牢度探讨[N]．中国纺织报，2004-06-30(6).

[6]严琰.对酸性染料染锦纶色牢度的研究[D].上海：东华大学，2010.

[7]汪青，周伟涛，武绍学.染色后处理对涤纶织物色牢度的影响[J].山东纺织科技,2006,47(5).

[8]曹万里，吕志阳，顾志安.活性与分散染色的常见牢度问题(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年江苏省质量技术监督局科技项目(KJ145731)；(2)2014年江苏省高校优秀中青年教师境外研修计划，江苏高校品牌专业建设工程一期项目(PPZY2015C254)。