光穩定劑對滌綸超細纖維織物耐光色牢度的影響探析

文/高小華

光穩定劑和耐曬分散染料進行同浴染色環節，存在一定競染現象，相比較單獨上染時的上染率都有所下降，織物的K/S值也略有降低，不過基本不會對其色光以及染色均勻性產生影響。在加入光穩定劑后，染色織物的耐光色牢度有所提高，以UV-531的提升效果最為明顯。

引言

近年來，隨著消費水平的提高，消費者對于紡織品的性能要求越來越高，超細纖維隨之誕生，并且得到了迅速發展。滌綸超細纖維在剛剛出現時，主要是作為人造麂皮的原料，在發展過程中因為本身優越的性能，逐漸在仿真絲、超高密織物以及高性能清潔布等高附加值產品的生產中得到了應用。不過，因為超細纖維單絲線密度較小，存在顯色性差、勻染性差以及色牢度差等問題，需要加入光穩定劑來提升其耐光色牢度，避免產品在使用過程中出現光老化或者光褪色的現象。

1 試驗環節

1.1 材料與試劑

滌綸超細纖維織物相關參數：75D/72F，155.6g/m2，預先進行前處理、拉毛以及堿減量。試劑則選擇安諾可隆藍HRD、勻染劑TF-215，表面活性劑NP-10、高溫型分散劑DPL以及幾種紫外線吸收劑（UV-328、UV-531、UV-P）和受阻胺光穩定劑LS-770。

1.2 儀器設備

在試驗中需要用到的儀器設備包括紫外光加速老化試驗機（QUV/SPRAY）、測色配色儀（SF600X）、耐日曬色牢度儀（Q-Sun Xe-1B）、紫外分光光度計（Lambda35）、行星式球磨機（QM-ISP04）、紅外染色劑（IR-12）以及連續式焙烘機（M-6）[1]。

1.3 試驗方法

一是制備光穩定劑分散液，選擇2g光穩定劑、15% 表面活性劑N-10和10%分散劑DPL，加入40mL水中，充分攪拌，然后放入行星式球磨機中，設定轉速為600r/min，研磨時間5h，將充分研磨后的分散液倒入250mL容量瓶內定容；二是光穩定劑上染，參照分散染料的染色方法，利用紅外染色劑，依照配方對光穩定劑分散液進行量取，加入勻染劑TF-215后，將入染溫度控制為40℃，然后以每分鐘1℃的速度，逐漸加熱到130℃，保溫半小時后以同樣的速度降溫到80℃，將織物取出進行水洗、烘干、定型處理；三是同浴染色，利用2%染料、X%光穩定劑以及1g/L的分散劑和勻染劑，將浴比調整為1:10，利用醋酸將pH值調整為弱酸性（4～5）。同樣將入染溫度控制為40℃，以每分鐘1℃的速度，逐漸加熱到130℃，保溫半小時后以同樣的速度降溫到80℃，將織物取出，利用2g/L的氫氧化鈉溶液及保險粉，在1:20的浴比條件下，進行還原清洗，清洗時間20min，之后進行水洗、烘干、定型處理[2]。

1.4 測試方法

一是單獨應用光穩定劑的上染率測定，可以采用殘液法，對初始染液與上染殘液進行稀釋后，分別稱取5mL，放入25mL容量瓶內，利用DMF進行定容，然后結合紫外分光光度計來對最大吸收波長下的吸光度進行測定，計算公式為：

其中，α表示上染率；A0和A1表示最大吸收波長下的吸光度；n1和n2分別表示上染殘液與初始染液的稀釋倍數。

二是同浴染色上染率測定。考慮光穩定劑與耐曬分散染料都會被紫外區吸收，染料可能會對光穩定劑在紫外區的吸光度產生干擾，因此選擇雙波長分光光度法對上染率進行測定。

三是染色均勻性測試，可以利用測色配色儀，設置相關參數為：D65光源、10°視角、0%紫外透過率，對滌綸超細纖維織物的染色均勻性進行測定，勻染度計算公式為：

其中，S(r)表示均染度，X表示紫外透過率為0%條件下測定刷毛后染色織物絨面的K/S值。勻染度越小，則勻染性越好。

四是耐光色牢度測試，可以參考《紡織品耐光色牢度》（AATCC 16-2004）中的相關條件，將滌綸超細纖維織物放置在耐日曬色牢度儀中，調整黑板溫度為63℃，箱體溫度43℃，輻照度1.10W/m2/nm，相對濕度35%，使用連續式氙弧燈照射24h，然后對試驗前后的色差進行測定，參考灰色變色樣卡，在標準光源下進行評級[3]。

2 結果與討論

2.1 光穩定劑對于織物的上染性能

在不添加染料的情況下，利用光穩定劑分散液單獨上染滌綸超細纖維織物，在溫度上升過程中達到不同上染溫度的時刻進行取樣，測定上染率，研究溫度對于光穩定劑上染率的影響，具體結果如圖1所示。

圖1 染色溫度對光穩定劑上染率的影響

結合圖1分析，當溫度超過90℃后，上染溫度較玻璃化溫度更高，光穩定劑能夠大量進入到超細纖維內部，因此上染率較高；伴隨著溫度的升高，光穩定劑對于超細纖維吸附擴散的程度會有所增加，上染率也會增大。考慮滌綸分子中存在大量羰基，會與光穩定劑供質子基形成氫鍵，兩者所具備的良好的親和性使得光穩定劑對于滌綸超細纖維有著較高的上染率，同浴染色可行性好[4]。

2.2 光穩定劑與耐曬分散染料同浴染色

一是對上染率的影響。在同浴染色中，因為受阻胺光穩定劑LS-770在紫外可見光區沒有吸收，上染率難以測定，因此僅討論紫外線吸收劑與染料上染率的相互影響，結果見圖2。由此可以看出，不同光穩定劑與HRD進行同浴染色，上染率并沒有出現明顯變化，也就是說，加入光穩定劑后，染料上染率受到的影響極小，紫外線吸收劑在同浴染色環節，上染率出現了明顯下降，分析原因，主要是吸收劑與染料之間存在競染現象，吸收劑的分子量越小，其分子越容易被吸附到滌綸超細纖維織物中，上染率也就越高。

圖2 同浴染色中光穩定劑與染料上染率

二是對染色效果的影響。對比同浴染色與單獨染色的結果，分析光穩定劑對染色織物色光、染色均勻性等的影響，可以明確的是，光穩定劑與耐曬分散染料同浴染色中，織物的K/S值較單獨染色都有所減小，不過減小幅度并不大，光穩定劑的加入，能夠降低織物對于染料的吸附量，繼而引發染色織物表觀得色量的降低，4種光穩定劑對于染色均勻性和色光的影響都相對較小，色差變化也不大，則實際應用中是基本沒有影響的。

三是對光褪色色差的影響。將光穩定劑和耐曬分散染料同浴染色織物和分散染料單染織物放入紫外光加速老化儀中，開展相應的光褪色試驗，依照試驗前后色差的變化，分析光穩定劑對染色織物耐光色牢度的影響。試驗結果表明，光褪色試驗后，織物的K/S值都有一定減小，產生了不同程度的色差，換言之，織物表面發生了褪色情況，相比較而言，加入光穩定劑后，織物的色差程度更小，表明光穩定劑能夠在提升染色織物的耐光色牢度，而且對比幾種不同的光穩定劑，UV-531的提升作用最為明顯，綜合分析后，選擇UV-531和LS-770開展后續研究。

2.3 光穩定劑對織物耐光色牢度影響

為了能夠更好地對日光進行模擬，將同浴染色織物依照上文提到的方法，進行耐光色牢度測試，檢測前后色差，同時利用灰色變色樣卡進行評級，結合評級結果，對織物的耐光色牢度進行表征。試驗結果表明，在加入光穩定劑后，織物的耐光色牢度提高，其中，耐曬分散染料與吸收劑UV-531的同浴染色能夠提高耐光色牢度0.5個級別，復配光穩定劑則能夠提高耐光色牢度一個級別，相比較單一紫外線吸收劑的作用更加明顯[5]。

3 結論

在滌綸超細纖維織物染色中，光穩定劑本身具備的良好親和性能夠提高上染率，使得其與分散染料的同浴染色具備一定可行性。同時光穩定劑和耐曬分散染料進行同浴染色環節，存在一定競染現象，相比較單獨上染時的上染率都有所下降，織物的K/S值也略有降低，不過基本不會對其色光以及染色均勻性產生影響。在加入光穩定劑后，染色織物的耐光色牢度有所提高，以UV-531的提升效果最為明顯。