色牢度檢測中的常見質量問題及其改善措施

李曼曼

(深圳市計量質量檢測研究院,廣東 深圳518139)

眾所周知服裝服飾日漸形成了一種時尚文化,其生產周期越來越短,產品款式更新速度越來越快,但產品的質量問題也是越來越多。本文就色牢度不合格關注程度較高的幾項色牢度指標展開分析并探討改善措施。

1 色牢度的常見影響因素

紡織品色牢度一般包括耐摩擦、耐皂洗、耐干洗、耐水、耐汗漬、耐熱壓、耐光、耐氯化水、拼接互染、染料遷移等。其中,耐摩擦、耐皂洗、耐光、耐水、耐汗漬色牢度是生產貿易中關注最多的幾項指標。

1.1 耐摩擦色牢度

耐摩擦色牢度的測試原理是紡織試樣分別與一塊干摩擦布和一塊濕摩擦布摩擦后,評定摩擦布沾色程度,按照GB/T 251-2008或ISO 105/A03-1993沾色用灰色樣卡。分五級九檔制,五級最好,一級最差。一些技術先進、管理嚴格的企業其生產的紡織品耐摩擦色牢度控制的已經很好,但仍有很多中小企業耐摩擦色牢度經常低于現行國家通用標準GB 18401-2010、GB 31701-2015的最低要求。影響織物摩擦色牢度的因素很復雜,下面主要分析其中主要的幾個因素。

1.1.1 織物結構和表面形態

日常實驗中發現某些織物的耐干摩擦色牢度較其濕摩擦色牢度級數要低。如合成纖維或者絲綢類織物,因為這類織物的結構比較疏松,導致樣品在摩擦實驗的過程中由于摩擦頭的壓力和摩擦阻力共同作用發生了滑移,從而增大了摩擦系數,使得耐干摩擦色牢度較差。在進行濕摩擦測試時,由于這類織物不易吸濕,并且在水的潤滑作用下使其摩擦阻力減小,因此這類織物的耐濕摩擦牢度反而比其耐干摩擦牢度要高。

實踐中發現紡織品上的染料脫落或掉色是摩擦白布沾色的主要原因。某些表面粗糙的混紡織物或表面堅硬的麻類織物、涂料印花織物,在進行干摩擦時很容易將織物表面堆積的染料、涂料磨下來。這是因為這類織物表面粗糙、堅硬,摩擦阻力大,耐干摩擦色牢度自然下降。某些磨毛起絨類織物,干摩擦色牢度也有所下降,主要是因為織物表面的絨毛與摩擦白布表面有夾角,并非平行摩擦,這樣使得摩擦頭在往復運動時摩擦阻力增大。對于磨毛的深色產品,在進行濕摩擦測試中,其表面的短纖維脫落比其他產品更明顯,濕摩擦色牢度會有所降低。對于深色的涂料印花、斜紋棉布、燈芯絨而言,在濕態條件下,由于其本身所用的染料和染色工藝等原因,其濕摩擦色牢度通常為2級及以下,并不優于其耐干摩擦色牢度。

1.1.2 染料性質和染色工藝

染料擴散難易和直接性高低是相互矛盾的兩個方面,要想提高染色織物的濕摩擦色牢度,必須進行衡量,做出取舍。若染料與纖維直接性低,染料分子容易擴散進入纖維內部,織物表面的浮色減少,濕摩擦測試時結果會令人比較滿意。若染料與纖維的直接性高,雖然上染纖維比較容易,染料分子也易于固著在纖維表面,但染料分子的擴散性差導致很難進入纖維的內部,這樣會造成織物表面浮色殘留較多,濕摩擦色牢度結果一般較差。實踐中建議選擇直接性適中、帶有水溶性基團且擴散性好的染料。還要根據染料性能控制染料的用量,因為染料的直接性影響染料的勻染性。一般而言,直接性高的染料吸附快,從而容易出現染花、染不均勻的現象。

1.1.3 前處理和后處理工藝

織物的前處理加工對摩擦色牢度影響很大。沒有處理的棉纖維在濕態情況下發生膨潤,摩擦力增加,強力下降,這些都可能使染色后的纖維更易斷裂、脫落,增加摩擦白布沾色的可能性。故適當的絲光、燒毛、精煉可以提高織物的光潔度和固色率,減少浮色,有效提高摩擦色牢度。后處理是印染加工的一道重要工序,主要去除水解和未反應的染料、電解質、助劑等。后處理時要控制染液的p H值接近或保持中性,防止織物存放一段時期后發生染料分子破壞,造成摩擦牢度明顯下降。

1.2 耐皂洗色牢度

耐皂洗色牢度考核的是紡織品經洗滌液作用后顏色的保持能力,是衡量紡織品使用價值的重要指標。我國紡織品耐皂洗色牢度的現行標準主要是GB/T 3921-2008《紡織品 色牢度試驗 耐皂洗色牢度》和GB/T 12490-2014《紡織品 色牢度試驗 耐家庭和商業洗滌色牢度》。耐皂洗色牢度的褪色機理分為3類。一是染料與纖維結合鍵的斷裂作用;二是水和洗滌劑對織物上染料的溶解作用;三是洗滌過程中的振蕩、揉搓等機械作用。大量測試結果的統計發現,棉、羊毛、聚酯纖維、錦綸及其混紡織物、含氨綸的彈性織物的耐皂洗色牢度對錦綸和醋酯纖維的沾色級數在3級及以下。雖然不同纖維原料所使用的染料和印染工藝不同,但出現的問題大致相似。這主要是布面浮色和有色纖維顆粒的轉移引起的。可見耐皂洗色牢度的優劣與染料結構、染料和纖維結合鍵的強弱、染色及后處理工藝密切相關。

1.2.1 染料的分子結構

含親水性基團的水溶性染料的耐皂洗色牢度低于不含親水性基團的染料,這是因為含親水基團的水溶性染料與水的親和作用造成了耐皂洗色牢度較差。

1.2.2 染料和纖維結合鍵的強弱

耐皂洗色牢度還與鍵合染料的成鍵穩定性有關,斷鍵染料也會發生水洗掉色。活性染料和纖維發生共價鍵結合,因此皂洗牢度較好。染料和某些金屬離子絡合使染料分子增大,水溶性降低,耐皂洗色牢度隨之提高。

1.2.3 染色及后處理工藝

染料吸附和擴散充分,固色率就高;殘留染料和水解染料少,易于洗除。染色工藝合理,染料和纖維的共價鍵在染色和后處理時不易斷裂,耐皂洗色牢度較好。對于纖維素纖維制品,活性染料的耐洗牢度優于直接染料;不溶性偶氮染料、還原染料和硫化染料的染色工藝比前兩者更加復雜,故這3種染料的水洗牢度更加優良。因此,提高纖維素制品的水洗牢度不僅要合理選擇染料,還要選擇合適的染色工藝。適當加強水洗、固色、皂洗都可以顯著提高耐皂洗色牢度。

1.3 耐光色牢度

我國目前的耐光色牢度測試標準主要有GB/T 8426-1998《紡織品 色牢度試驗 耐光色牢度:日光》、GB/T 8427-2008《紡織品 色牢度試驗 耐人造光色牢度:氙弧》、GB/T 8429-1998《紡織品 色牢度試驗 耐氣候色牢度:室外暴曬》,其中GB/T 8427-2008是最常用的標準,給出了5種測試方法。耐光色牢度的測試原理是紡織品試樣與一組藍色羊毛標樣在人造光源下按照規定條件曝曬,然后將試樣與藍色羊毛標樣進行變色對比,評定色牢度。對于白色(漂白或熒光增白)紡織品,是將試樣的白度變化和藍色羊毛標樣對比,評定色牢度。耐光色牢度分為8級,8級最好,1級最差。光照褪色是一種非常復雜的物理化學變化,影響耐光色牢度的主要因素是光照、染料分子結構、混合拼色、染色深度及浮色等。

1.3.1光照

光照導致織物褪色是一個復雜的過程,發生的反應有氧化、還原或者兩者共同發生,光致氧化或還原反應是導致染料褪色的主要原因。偶氮基鄰位無羥基或氨基的偶氮染料染醋酯纖維時,在光的作用下會發生異構反應,導致色澤變淡。有些硫靛染料在受到光照時也會發生此類異構反應。

1.3.2 染料分子結構

染料分子的取代基和耐光色牢度在染料的基本化學結構相同時一般存在一定的規律性關系。若要想提高棉、黏纖類纖維素纖維的耐光色牢度可以增加抗氧化的取代基,若想增加毛、絲類蛋白質纖維的耐光色牢度可增加抗還原的取代基。染料分子母體結構的偶氮基是引起光照褪色的決定性因素,但是偶氮基與相鄰基團電子云的共享狀況也會影響耐光色牢度的穩定性。

1.3.3 染料拼色

三原色拼色是一種常見的染色方法,織物面料拼色染色后的耐光色牢度受日曬牢度差的那種染料影響最大。進行拼色染色時,若其中一種染料的耐光穩定性較差,即使另一種染料的耐光色牢度較好,拼色染色后的織物耐光色牢度還是不理想。

1.3.4 染色深度及浮色

織物的顏色越深,耐光色牢度越好。1/1和1/25標準深度時的耐光色牢度可能差兩級以上。色澤越淺,染料在纖維上多呈高度分散狀態,受光照的幾率越高,使得耐光色牢度明顯下降。因此,染淺色時更要選擇耐光色牢度較好的染料。某些添加了許多后整理劑和抗皺整理劑等的織物,也會降低產品的耐光色牢度。故要選用對這些整理劑不敏感的染料。實踐中也發現染色后處理做的越好,浮色清洗的越徹底,織物的耐光色牢度越好。

1.4 耐水、耐汗漬色牢度

耐水色牢度指紡織品在水中浸漬后顏色的保持程度。測試時試樣和貼襯織物充分潤濕后,在負載一定壓力的情況下放入某一溫度的烘箱內一定時間,取出晾干,評價變色和沾色級數。高級的蠶絲服裝、羊毛服裝、純棉服裝最容易存在這個問題。

耐汗漬色牢度是指有色織物在酸性、堿性溶液中顏色的保持程度。測試時紡織品在含有組氨酸的不同試液中,在壓力、溫度的共同作用下,考察自身變色和貼襯織物沾色的情況。貼身的衣服如內衣、泳裝、襯衫等經汗液浸漬而掉色。在耐汗漬試驗中,試驗結果存在許多影響因素,如貼襯的選擇、試驗的操作手法、試驗環境等。除去試驗時不同的影響因素,產品本身的特點、染料、染色工藝、助劑等影響因素起決定性作用。實踐證明,一般錦綸織物的色牢度最差,蠶絲、羊毛次之,棉、麻、聚酯、腈綸等纖維較好。羊毛纖維的耐堿液汗漬比耐酸液汗漬更為嚴重,這主要是因為羊毛的耐酸不耐堿的化學性質決定。

1.4.1 產品本身的特性

錦綸貼襯沾色嚴重和它的上色機理也脫不開干系。錦綸纖維在較低的溫度下對很多類型的染料有很好的上色率,因此在進行水、汗漬測試時,一旦樣品上有浮色,加上壓力、溫度、酸堿度、摩擦等外部條件,它們的沾色就會相對比較嚴重,而其他纖維貼襯的沾色并不明顯。有些汗漬色牢度不合格是由織物的顏色變化或者滲色引起的,但是有時試樣顏色變化時并未出現滲色,有時試樣滲色時試樣的顏色并無變化,也有試樣既發生滲色也發生顏色變化導致色牢度不合格。

1.4.2 貼襯織物的類型

在進行耐水、汗漬、皂洗測試時貼襯織物的類型對紡織品色牢度評定結果影響很大,甚至可能影響到色牢度合格與否的判定。印花類織物的取樣部位也會影響色牢度的判定結果,某些顏色的色牢度較差時建議選用單纖維貼襯以保證花型中每種顏色均與相同纖維貼襯接觸,得出一致的色牢度結果。如果用多纖維貼襯,色牢度較差的顏色或部位與多纖維貼襯不同纖維條接觸沾色結果也不同。即使用多纖維貼襯也要注明是DW還是TV型,因為DW型含有羊毛、二醋纖,而TV型含有黏膠纖維、三醋纖,其余相同的4組分為棉、聚酯纖維、聚丙烯腈纖維、聚酰胺纖維。其中DW型多纖貼襯是目前國內外檢測機構和企業使用較多的類型。因此,建議客戶送樣檢測時應根據標準中明示使用的貼襯類型、條件及其相對應的指標,避免對測試結果產生爭議。

2 改善色牢度問題的措施

2.1 合理選擇染料

選擇染料要從織物的成分、色牢度的等級要求、客戶要求、用途等角度選擇最合適的染料。由于我國紡織品出口貿易非常發達,生產的紡織服裝產品經常要迎合不同國家的執行標準。不同的標準有不同的檢測方法和數據表示方法,因此對客戶的色牢度標準及等級要求務必清楚明確,以此選擇合適的染料。另外織物用途不同,色牢度要求通常不同。帽子、沖鋒衣等戶外服裝要選用耐日曬牢度較高的染料而貼身穿的衣物如襯衫、連衣裙、內衣褲要選擇耐汗漬、耐洗色牢度高的染料。

2.2 合理制定染色工藝

良好的染色產品離不開合適的染色工藝條件,溫度、時間、p H值等每一個指標都非常關鍵。合適的溫度影響著纖維的膨化程度、染料及助劑性能的發揮。不同的織物和染料都有最佳的染色溫度,染色溫度或升溫速率控制不當,都會嚴重影響到產品的色光及勻染性。染色時間根據染料的直接性、擴散性而定,染色時必須保證足夠的時間讓染料充分上染、擴散、固著在纖維內外,從而得到滿意的色澤效果。在染色時合理控制好染色溫度和染色時間是制得優良產品的關鍵。p H值也是影響染色色澤與勻染性的重要因素。p H值還會影響到染料的反應性和水解性、纖維的特性,甚至助劑的性能。

2.3 合理選擇助劑

染色助劑包括柔軟劑、助溶劑、固色劑、緩染劑、顯色劑、分散劑等。常規使用的染料,要側重助劑用量的確定和使用方法。對于深色染料,可將助劑分批加入,提高吸盡率,也可以提高染料吸附的牢固性,起到固色作用。選擇柔軟劑要控制好用量,要根據纖維的特性和染料的特性選擇合適的柔軟劑。否則,柔軟處理后紡織品不僅手感發黏,而且容易褪色。

2.4 合理的前處理和后處理

前處理主要有燒毛、煮漂、絲光等。后處理有水洗、皂洗處理和后整理等。前處理是保障染色質量必不可少的環節。前處理主要的目的是調節織物的p H值至中性,潤濕織物使纖維膨化,清洗污物。后處理的水洗、皂洗、凈洗等是為了除浮色,保障色牢度及色光的穩定性。除了上述水洗外,有些染料還要進行特殊的處理,如固色、防脆、柔軟處理等。

3 結語

影響紡織品色牢度的因素很多,對于企業而言,僅僅追求快時尚忽視產品質量安全問題是不明智的。企業各項生產工序不僅要做好,還要保證產品具有優良的色牢度指標,滿足日常服用和再加工要求。對于檢測機構而言,要努力提高檢測水平,積累檢測經驗,為企業提供技術支持。對于質檢人員要熟悉服裝行業各項標準尤其是標準替代更新、新標準的實施等,持續關注各項質量指標和客戶需求。對于我國色牢度測試標準還存在很多不足,例如對于耐光色牢度測試條件標準并沒有明確規定,這樣會影響測試結果的精確性和重現性。對于產品標準引用測試方法時,對列有多種試驗方法的情況,產品標準沒有明確指定具體方法,不同的企業、檢測機構因實驗方法不同,導致測試結果不同。

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