陳鳳鳴，鄧 斐，馮豪逸，張冰冰

（1.浙江絲綢科技有限公司，浙江杭州 311305；2.杭州臨安天鴻生物科技有限公司，浙江杭州 311305）

固色劑是一類(lèi)可以提高織物或紗線(xiàn)色牢度的印染助劑，可以提高染料在織物上的固著率，從而提升織物的染色牢度［1］。長(zhǎng)期以來(lái)，人們一直沿用雙氰胺與甲醛縮合的樹(shù)脂固色劑，但固色整理中產(chǎn)生的游離甲醛對(duì)人體及環(huán)境造成嚴(yán)重的影響［2］。隨著環(huán)保意識(shí)和紡織品安全生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范的加強(qiáng)，無(wú)醛固色劑已經(jīng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)固色劑成為固色整理的主角。

錦/棉織物兼具錦綸的高耐磨性和棉纖維的柔軟舒適性，廣泛運(yùn)用于服用紡織品中，受到消費(fèi)者的喜愛(ài)。傳統(tǒng)錦/棉織物的固色方法是先用陰離子固色劑對(duì)錦綸纖維固色，再用陽(yáng)離子固色劑對(duì)棉纖維固色［3］。該方法可以保證織物具有較好的色牢度，但工藝流程復(fù)雜，能源消耗大，不利于錦/棉織物的開(kāi)發(fā)；且市面上所用的酸性固色劑一般為多元酚、苯酚與甲醛的縮合物，含有游離甲醛，不符合環(huán)保要求［4］。尋找一種能應(yīng)用于混紡織物一浴法固色的新型環(huán)保固色劑對(duì)于混紡織物或交織物的固色整理非常重要。

本實(shí)驗(yàn)以自制ZS-2018 固色劑為研究對(duì)象，應(yīng)用于錦/棉混紡織物的固色整理，分別討論浸漬法和浸軋法對(duì)固色效果的影響，并優(yōu)化整理工藝，根據(jù)固色前后織物的各項(xiàng)色牢度、色差（ΔE）和斷裂強(qiáng)力［5］等指標(biāo)判斷固色工藝的可行性。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 材料

經(jīng)染色后的錦/棉混紡織物（50/50），紡織品色牢度試驗(yàn)評(píng)定變色用灰色樣卡（GB/T 250—2008），紡織品色牢度試驗(yàn)評(píng)定沾色用灰色樣卡（GB/T 251—2008）；固色劑ZS-2018、皂洗劑ZS-4200（浙江絲綢科技有限公司）。

1.2 設(shè)備

Y571D 染色摩擦色牢度儀（溫州方圓儀器有限公司），SW-24A（Ⅱ）耐洗色牢度試驗(yàn)機(jī)、Y（G）611-Ⅲ日曬氣候試驗(yàn)機(jī)、YG（B）026H 電子織物強(qiáng)力機(jī)（溫州市大榮紡織儀器有限公司），TU-1900 紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)（北京普析通用儀器有限責(zé)任公司），EXCEL 微波消解儀（上海屹堯儀器科技發(fā)展有限公司），2695 高效液相色譜儀［沃特斯（中國(guó)）有限公司］，ICE 3300 火焰原子吸收光譜儀［賽默飛世爾科技（中國(guó)）有限公司］，Datacolor 650 測(cè)色配色儀（美國(guó)Datacolor公司）。

1.3 固色工藝

1.3.1 浸漬法［6］

經(jīng)過(guò)染色的織物→浸漬固色整理液（浴比1∶10）→烘干→檢測(cè)織物的各項(xiàng)色牢度。

1.3.2 浸軋法［7］

經(jīng)過(guò)染色的織物→浸軋固色整理液（一浸一軋）→焙烘→檢測(cè)織物的各項(xiàng)色牢度。

1.4 測(cè)試

1.4.1 固色劑ZS-2018 的性能

甲醛質(zhì)量分?jǐn)?shù)：根據(jù)GB/T 20708—2019《紡織助劑產(chǎn)品中部分有害物質(zhì)的限量及測(cè)定》測(cè)試。

離子性：根據(jù)HG/T 4267—2011《紡織染整助劑離子性的測(cè)定》測(cè)試。

重金屬質(zhì)量分?jǐn)?shù)：根據(jù)GB 20814—2014《染料產(chǎn)品中重金屬元素的限量及測(cè)定》測(cè)試。

磷酸鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)：根據(jù)HG/T 4740—2014《紡織染整助劑磷酸鹽含量的測(cè)定》測(cè)試。

烷基苯酚（AP）和烷基苯酚聚氧乙烯醚（APEO）質(zhì)量分?jǐn)?shù)：根據(jù)GB/T 23972—2009《紡織染整助劑中烷基苯酚及烷基苯酚聚氧乙烯醚的測(cè)定高效液相色譜/質(zhì)譜法》測(cè)試。

1.4.2 錦/棉織物的性能

耐汗?jié)n色牢度：根據(jù)GB/T 3922—2013《紡織品色牢度試驗(yàn)?zāi)秃節(jié)n色牢度》測(cè)試。

耐摩擦色牢度：根據(jù)GB/T 3920—2008《紡織品色牢度試驗(yàn)?zāi)湍Σ辽味取窚y(cè)試。

耐水色牢度：根據(jù)GB/T 5713—2013《紡織品 色牢度試驗(yàn)?zāi)退味取窚y(cè)試。

耐皂洗色牢度：根據(jù)GB/T 3921—2008《紡織品色牢度試驗(yàn)?zāi)驮硐瓷味取窚y(cè)試。

耐光色牢度：根據(jù)GB/T 8426—1998《紡織品 色牢度試驗(yàn)?zāi)凸馍味龋喝展狻窚y(cè)試。

色差（ΔE）：采用測(cè)色配色儀測(cè)定固色前后織物的色變情況，ΔE 值越大，表示固色后與原布的總色差越大［8］。ΔE 值小于1.0 時(shí)一般人眼難以分辨，ΔE 值小于0.5時(shí)，專(zhuān)業(yè)人員目光較難分辨。

斷裂強(qiáng)力：根據(jù)GB/T 3923.1—2013《紡織品 織物拉伸性能第1 部分：斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長(zhǎng)率的測(cè)定（條樣法）》測(cè)試。

2 結(jié)果與討論

2.1 固色劑性能參數(shù)

由表1 可知，固色劑ZS-2018 的甲醛、重金屬、磷酸鹽及AP/APEO 質(zhì)量分?jǐn)?shù)均符合綠色助劑要求，且固色劑ZS-2018 屬于陽(yáng)離子型助劑。固色整理工藝可以采用浸漬法和浸軋法。

表1 固色劑ZS-2018的性能參數(shù)

2.2 浸漬法固色工藝優(yōu)化

浸漬法固色工藝［6］是指將染色織物放入含有固色劑的染浴中浸漬，固色劑依靠毛細(xì)管等作用進(jìn)入纖維內(nèi)部，同時(shí)還會(huì)附著在纖維表面的整理工藝。浸漬法固色整理的主要影響因素有固色劑用量、固色溫度及固色時(shí)間等。

2.2.1 固色劑ZS-2018 用量

選取不同的固色劑用量，45 ℃固色20 min，確定固色劑用量對(duì)固色效果的影響，結(jié)果見(jiàn)表2。由表2可知，隨著固色劑ZS-2018 用量的增加，織物各項(xiàng)色牢度提高；在ZS-2018 用量為2%(omf)時(shí)，織物各項(xiàng)色牢度達(dá)到最好；繼續(xù)增大固色劑用量，色牢度反而下降，且手感變差。因此，固色劑ZS-2018 的最佳用量為2%(omf)。

表2 固色劑ZS-2018用量對(duì)固色效果的影響

2.2.2 固色溫度

當(dāng)固色劑ZS-2018 用量為2%(omf)時(shí)，在不同溫度下固色20 min，結(jié)果見(jiàn)表3。由表3 可知，隨著溫度的升高，織物的各項(xiàng)色牢度逐漸提高；當(dāng)溫度升到45 ℃時(shí)，織物的各項(xiàng)色牢度達(dá)到較高；繼續(xù)升高溫度，色牢度反而變差。因此，固色溫度選取45 ℃。

表3 固色溫度對(duì)固色效果的影響

2.2.3 固色時(shí)間

當(dāng)固色劑ZS-2018 用量為2%(omf)，固色溫度為45 ℃時(shí)，在不同時(shí)間下對(duì)錦/棉織物固色，結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 固色時(shí)間對(duì)固色效果的影響

由表4 可知，隨著固色時(shí)間的延長(zhǎng)，織物的色牢度提高；當(dāng)固色時(shí)間為20 min 時(shí)，各項(xiàng)色牢度都較好；再延長(zhǎng)時(shí)間，織物的色牢度變化不大。說(shuō)明當(dāng)固色時(shí)間為20 min 時(shí)，纖維對(duì)固色劑的吸附已經(jīng)飽和。因此，考慮固色效果和能耗，確定固色時(shí)間為20 min。

綜合考慮固色劑用量、固色溫度及固色時(shí)間，確定固色劑ZS-2018 浸漬法固色工藝為：ZS-2018 2%(omf)、固色溫度45 ℃、固色時(shí)間20 min。

2.3 浸軋法固色工藝優(yōu)化

浸軋法固色工藝［7］是指將染色織物浸泡在含有固色劑的浸軋槽內(nèi)，待固色液浸透織物后，快速通過(guò)輥筒擠軋，再進(jìn)行氣蒸烘干的整理工藝。浸軋法固色整理的主要影響因素有固色劑用量、焙烘溫度、焙烘時(shí)間等。

2.3.1 固色劑ZS-2018 用量

選取不同的固色劑用量，170 ℃焙烘，確定固色劑用量對(duì)固色效果的影響，結(jié)果見(jiàn)表5。由表5 可知，隨著固色劑ZS-2018 用量的增加，織物各項(xiàng)色牢度提高；在ZS-2018 用量為10 g/L 時(shí)，織物各項(xiàng)色牢度達(dá)到最好；繼續(xù)增大固色劑用量，色牢度反而有所下降。因此，固色劑ZS-2018的最佳用量為10 g/L。

表5 固色劑ZS-2018用量對(duì)固色效果的影響

2.3.2 焙烘溫度

當(dāng)固色劑ZS-2018 用量為10 g/L 時(shí)，在不同溫度下對(duì)錦/棉織物固色并進(jìn)行焙烘，結(jié)果見(jiàn)表6。

表6 焙烘溫度對(duì)固色效果的影響

由表6 可知，隨著焙烘溫度的升高，織物各項(xiàng)色牢度逐漸提高；當(dāng)溫度達(dá)到170 ℃時(shí)，色牢度較好；再升高溫度，色牢度沒(méi)有明顯的變化，且織物手感變差。因此，焙烘溫度選擇170 ℃。

2.3.3 焙烘時(shí)間

當(dāng)固色劑ZS-2018 用量為10 g/L，焙烘溫度為170 ℃時(shí)，在不同焙烘時(shí)間下對(duì)錦/棉織物固色，結(jié)果見(jiàn)表7。由表7 可知，隨著焙烘時(shí)間的延長(zhǎng)，織物的色牢度提高；當(dāng)焙烘時(shí)間為3 min 時(shí)，各項(xiàng)色牢度都較好；再延長(zhǎng)時(shí)間，織物色牢度反而有所下降。因此，焙烘時(shí)間選擇3 min。

表7 焙烘時(shí)間對(duì)固色效果的影響

綜合考慮固色劑用量、焙烘溫度及焙烘時(shí)間，確定固色劑ZS-2018 浸軋法固色工藝為：ZS-2018 10 g/L、焙烘溫度170 ℃、焙烘時(shí)間3 min。

2.4 固色前后織物的性能對(duì)比

采用優(yōu)化的浸漬法和浸軋法固色工藝分別對(duì)織物進(jìn)行固色處理，固色前后織物的色差和斷裂強(qiáng)力見(jiàn)表8。由表8 可知，織物在固色后ΔE 均低于0.5，而斷裂強(qiáng)力沒(méi)有明顯變化。由此可知，經(jīng)固色整理后，織物表面色差較小，固色劑對(duì)織物色光的影響較小，且對(duì)纖維沒(méi)有損傷。

表8 固色前后織物的ΔE 和斷裂強(qiáng)力

3 結(jié)論

（1）采用自制固色劑ZS-2018 對(duì)錦/棉織物以一步法進(jìn)行固色整理，優(yōu)化的浸漬法固色整理工藝為：ZS-2018 2%(omf)、固色溫度45 ℃、固色時(shí)間20 min；優(yōu)化的浸軋法固色整理工藝為：ZS-2018 10 g/L、焙烘溫度170 ℃、焙烘時(shí)間3 min。

（2）固色劑ZS-2018 不含甲醛、重金屬等有害物質(zhì)，且固色后織物色牢度為4～5 級(jí)，除耐濕摩擦色牢度外均有明顯提高，斷裂強(qiáng)力無(wú)明顯變化，是一種使用方便、性能優(yōu)良的綠色環(huán)保助劑。