自制固色剂ZS-2018在锦/棉织物上的应用

陈凤鸣，邓 斐，冯豪逸，张冰冰

（1.浙江丝绸科技有限公司，浙江杭州 311305；2.杭州临安天鸿生物科技有限公司，浙江杭州 311305）

固色剂是一类可以提高织物或纱线色牢度的印染助剂，可以提高染料在织物上的固着率，从而提升织物的染色牢度［1］。长期以来，人们一直沿用双氰胺与甲醛缩合的树脂固色剂，但固色整理中产生的游离甲醛对人体及环境造成严重的影响［2］。随着环保意识和纺织品安全生产技术规范的加强，无醛固色剂已经代替传统固色剂成为固色整理的主角。

锦/棉织物兼具锦纶的高耐磨性和棉纤维的柔软舒适性，广泛运用于服用纺织品中，受到消费者的喜爱。传统锦/棉织物的固色方法是先用阴离子固色剂对锦纶纤维固色，再用阳离子固色剂对棉纤维固色［3］。该方法可以保证织物具有较好的色牢度，但工艺流程复杂，能源消耗大，不利于锦/棉织物的开发；且市面上所用的酸性固色剂一般为多元酚、苯酚与甲醛的缩合物，含有游离甲醛，不符合环保要求［4］。寻找一种能应用于混纺织物一浴法固色的新型环保固色剂对于混纺织物或交织物的固色整理非常重要。

本实验以自制ZS-2018 固色剂为研究对象，应用于锦/棉混纺织物的固色整理，分别讨论浸渍法和浸轧法对固色效果的影响，并优化整理工艺，根据固色前后织物的各项色牢度、色差（ΔE）和断裂强力［5］等指标判断固色工艺的可行性。

1 实验

1.1 材料

经染色后的锦/棉混纺织物（50/50），纺织品色牢度试验评定变色用灰色样卡（GB/T 250—2008），纺织品色牢度试验评定沾色用灰色样卡（GB/T 251—2008）；固色剂ZS-2018、皂洗剂ZS-4200（浙江丝绸科技有限公司）。

1.2 设备

Y571D 染色摩擦色牢度仪（温州方圆仪器有限公司），SW-24A（Ⅱ）耐洗色牢度试验机、Y（G）611-Ⅲ日晒气候试验机、YG（B）026H 电子织物强力机（温州市大荣纺织仪器有限公司），TU-1900 紫外-可见分光光度计（北京普析通用仪器有限责任公司），EXCEL 微波消解仪（上海屹尧仪器科技发展有限公司），2695 高效液相色谱仪［沃特斯（中国）有限公司］，ICE 3300 火焰原子吸收光谱仪［赛默飞世尔科技（中国）有限公司］，Datacolor 650 测色配色仪（美国Datacolor公司）。

1.3 固色工艺

1.3.1 浸渍法［6］

经过染色的织物→浸渍固色整理液（浴比1∶10）→烘干→检测织物的各项色牢度。

1.3.2 浸轧法［7］

经过染色的织物→浸轧固色整理液（一浸一轧）→焙烘→检测织物的各项色牢度。

1.4 测试

1.4.1 固色剂ZS-2018 的性能

甲醛质量分数：根据GB/T 20708—2019《纺织助剂产品中部分有害物质的限量及测定》测试。

离子性：根据HG/T 4267—2011《纺织染整助剂离子性的测定》测试。

重金属质量分数：根据GB 20814—2014《染料产品中重金属元素的限量及测定》测试。

磷酸盐质量分数：根据HG/T 4740—2014《纺织染整助剂磷酸盐含量的测定》测试。

烷基苯酚（AP）和烷基苯酚聚氧乙烯醚（APEO）质量分数：根据GB/T 23972—2009《纺织染整助剂中烷基苯酚及烷基苯酚聚氧乙烯醚的测定高效液相色谱/质谱法》测试。

1.4.2 锦/棉织物的性能

耐汗渍色牢度：根据GB/T 3922—2013《纺织品色牢度试验耐汗渍色牢度》测试。

耐摩擦色牢度：根据GB/T 3920—2008《纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度》测试。

耐水色牢度：根据GB/T 5713—2013《纺织品 色牢度试验耐水色牢度》测试。

耐皂洗色牢度：根据GB/T 3921—2008《纺织品色牢度试验耐皂洗色牢度》测试。

耐光色牢度：根据GB/T 8426—1998《纺织品 色牢度试验耐光色牢度：日光》测试。

色差（ΔE）：采用测色配色仪测定固色前后织物的色变情况，ΔE 值越大，表示固色后与原布的总色差越大［8］。ΔE 值小于1.0 时一般人眼难以分辨，ΔE 值小于0.5时，专业人员目光较难分辨。

断裂强力：根据GB/T 3923.1—2013《纺织品 织物拉伸性能第1 部分：断裂强力和断裂伸长率的测定（条样法）》测试。

2 结果与讨论

2.1 固色剂性能参数

由表1 可知，固色剂ZS-2018 的甲醛、重金属、磷酸盐及AP/APEO 质量分数均符合绿色助剂要求，且固色剂ZS-2018 属于阳离子型助剂。固色整理工艺可以采用浸渍法和浸轧法。

表1 固色剂ZS-2018的性能参数

2.2 浸渍法固色工艺优化

浸渍法固色工艺［6］是指将染色织物放入含有固色剂的染浴中浸渍，固色剂依靠毛细管等作用进入纤维内部，同时还会附着在纤维表面的整理工艺。浸渍法固色整理的主要影响因素有固色剂用量、固色温度及固色时间等。

2.2.1 固色剂ZS-2018 用量

选取不同的固色剂用量，45 ℃固色20 min，确定固色剂用量对固色效果的影响，结果见表2。由表2可知，随着固色剂ZS-2018 用量的增加，织物各项色牢度提高；在ZS-2018 用量为2%(omf)时，织物各项色牢度达到最好；继续增大固色剂用量，色牢度反而下降，且手感变差。因此，固色剂ZS-2018 的最佳用量为2%(omf)。

表2 固色剂ZS-2018用量对固色效果的影响

2.2.2 固色温度

当固色剂ZS-2018 用量为2%(omf)时，在不同温度下固色20 min，结果见表3。由表3 可知，随着温度的升高，织物的各项色牢度逐渐提高；当温度升到45 ℃时，织物的各项色牢度达到较高；继续升高温度，色牢度反而变差。因此，固色温度选取45 ℃。

表3 固色温度对固色效果的影响

2.2.3 固色时间

当固色剂ZS-2018 用量为2%(omf)，固色温度为45 ℃时，在不同时间下对锦/棉织物固色，结果见表4。

表4 固色时间对固色效果的影响

由表4 可知，随着固色时间的延长，织物的色牢度提高；当固色时间为20 min 时，各项色牢度都较好；再延长时间，织物的色牢度变化不大。说明当固色时间为20 min 时，纤维对固色剂的吸附已经饱和。因此，考虑固色效果和能耗，确定固色时间为20 min。

综合考虑固色剂用量、固色温度及固色时间，确定固色剂ZS-2018 浸渍法固色工艺为：ZS-2018 2%(omf)、固色温度45 ℃、固色时间20 min。

2.3 浸轧法固色工艺优化

浸轧法固色工艺［7］是指将染色织物浸泡在含有固色剂的浸轧槽内，待固色液浸透织物后，快速通过辊筒挤轧，再进行气蒸烘干的整理工艺。浸轧法固色整理的主要影响因素有固色剂用量、焙烘温度、焙烘时间等。

2.3.1 固色剂ZS-2018 用量

选取不同的固色剂用量，170 ℃焙烘，确定固色剂用量对固色效果的影响，结果见表5。由表5 可知，随着固色剂ZS-2018 用量的增加，织物各项色牢度提高；在ZS-2018 用量为10 g/L 时，织物各项色牢度达到最好；继续增大固色剂用量，色牢度反而有所下降。因此，固色剂ZS-2018的最佳用量为10 g/L。

表5 固色剂ZS-2018用量对固色效果的影响

2.3.2 焙烘温度

当固色剂ZS-2018 用量为10 g/L 时，在不同温度下对锦/棉织物固色并进行焙烘，结果见表6。

表6 焙烘温度对固色效果的影响

由表6 可知，随着焙烘温度的升高，织物各项色牢度逐渐提高；当温度达到170 ℃时，色牢度较好；再升高温度，色牢度没有明显的变化，且织物手感变差。因此，焙烘温度选择170 ℃。

2.3.3 焙烘时间

当固色剂ZS-2018 用量为10 g/L，焙烘温度为170 ℃时，在不同焙烘时间下对锦/棉织物固色，结果见表7。由表7 可知，随着焙烘时间的延长，织物的色牢度提高；当焙烘时间为3 min 时，各项色牢度都较好；再延长时间，织物色牢度反而有所下降。因此，焙烘时间选择3 min。

表7 焙烘时间对固色效果的影响

综合考虑固色剂用量、焙烘温度及焙烘时间，确定固色剂ZS-2018 浸轧法固色工艺为：ZS-2018 10 g/L、焙烘温度170 ℃、焙烘时间3 min。

2.4 固色前后织物的性能对比

采用优化的浸渍法和浸轧法固色工艺分别对织物进行固色处理，固色前后织物的色差和断裂强力见表8。由表8 可知，织物在固色后ΔE 均低于0.5，而断裂强力没有明显变化。由此可知，经固色整理后，织物表面色差较小，固色剂对织物色光的影响较小，且对纤维没有损伤。

表8 固色前后织物的ΔE 和断裂强力

3 结论

（1）采用自制固色剂ZS-2018 对锦/棉织物以一步法进行固色整理，优化的浸渍法固色整理工艺为：ZS-2018 2%(omf)、固色温度45 ℃、固色时间20 min；优化的浸轧法固色整理工艺为：ZS-2018 10 g/L、焙烘温度170 ℃、焙烘时间3 min。

（2）固色剂ZS-2018 不含甲醛、重金属等有害物质，且固色后织物色牢度为4～5 级，除耐湿摩擦色牢度外均有明显提高，断裂强力无明显变化，是一种使用方便、性能优良的绿色环保助剂。