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国际纺织品对牢度的要求与提高牢度的措施

一、国际纺织品对牢度的要求
在国际纺织品服装贸易中，对产品的质量要求除了传统的实用性、美观性和耐用性等以外，同样重视安全性和环保性，对于纺织品的牢度的要求也是如此，尽管并无证据表明纺织品上所使用的染料一定对人体有害，但提高纺织品的牢度无疑可以降低这种风险。生态纺织品选择四个牢度，即耐水洗、耐汗渍（酸性和碱性）、耐摩擦（干及湿）和耐唾液牢度。是鉴于染料的急性毒性LD50 22000mg/kg，为低毒性化学物质，应持久地固着在织物上，不能转移到人体上造成伤害。Oeko-Tex Standard 100的所有版本和Eco-Label都对这4个牢度提出了具体要求。如表1：

表1 Oeko-Tex Standard 100及Eco-Label有关牢度的标准

项目	I 婴儿	Ⅱ 直接与皮肤接触	Ⅲ 不直接与皮肤接触	Ⅳ 装饰材料
耐水	3	3	3	3
耐酸性汗液	3—4	3—4	3—4	3—4
耐碱性汗液	3—4	3—4	3—4	3—4
耐干摩擦	4	4	4	4
耐湿摩擦	2—3	2—3	2—3	2—3
耐唾液和汗液	坚牢

我国有关生态纺织品的技术要求，如HJB230-2000《生态纺织品》、国家标准GB18401-2001及GB/T18885-2002都是参照Oeko-Tex Standard 100，将4个牢度与PH值、甲醛、异味列为2003年1月1日起强制执行的技术标准。
而国际上一些知名的纺织品服装生产和经销商更愿意从自己的品牌出发，根据对市场的评估和企业自身的实际情况，在遵守各项相关法律法规的前提下，创立自己的质量和采购标准。其最大的特点是相关的技术内容、技术要求以及评定方式都连着市场的变化，以及消费潮流的变化等随时进行调整和补充，并提出新的要求。对于牢度除传统的技术标准，又提出一些新的牢度标准。如：汗—光牢度、氧化—日晒牢度、中性水和碱性水褪牢度、高耐氯牢度、热迁移牢度等。
因此必需充分了解国际上对纺织品在牢度上的要求，不断进行研究，包括染料和助剂的选用、染整工艺的改进、牢度检测方法等，采取措施才能应对。
当前纺织纤维中以2000年为例，世界棉消费是2053万吨，涤纶1686万吨。我国棉消费量基本上在480万—500万吨，化纤从2000年的690万吨到2002年的963万吨，其中涤纶从634.8万吨增长为672万吨。因此染料中也以活性染料与分散染料为主。世界上2000年活性染料消耗量占总量的23.6%。预测到2004年将增长为24.9%；2000年的分散染料消耗量占

总量的26.3%，2004年预测为20.3%；我国2000年活性染料产量为1.9万吨，占总量的5.5%，2004年跃为7万吨左右，占总量的11.7%，产量增长268%，再加上进口25610吨，总消耗量接近10万吨。分散染料2000年产量为17.7梅山七圣万吨，占总产量的50.9%，2002年产量26万吨，占总产量的43.3%。
因此本文以活性染料及分散染料所涉及的最为敏感、各印染企业最难解决的有关牢度进行探讨，例如活性染料浅印染织物的日晒牢度、深浓织物的水洗牢度和湿摩擦牢度、以及高耐氯牢度、汗—光牢度等。分散染料的染后热迁移造成的湿处理牢度下降。这些牢度问题已成为业内人士普遍关注的热点问题，解决这些问题涉及褪机理、染料和助剂的开发和选用、印染工艺的合理化等。
二、活性染料浅织物日晒牢度
我国国家标准对活性染料的耐光牢度早已有规定，例如GB/T411-93棉印染布标准规定活性染料的染布耐光牢度为4—5级，印花布耐光牢度为4级；GB/T5326精梳涤棉混纺印染布标准和FZ/T14007—1998棉涤混纺印染布标准均规定，分散/活性染布耐光牢度为4级，印花布也是4级。浅印染织物要达到这一标准是有一定难度的。
1、染料光褪机理

活性染料母体结构的70—75%为偶氮型，其余为蒽醌型、酞菁型和甲脂型，均为蓝谱为主，偶氮型耐光牢度较差，蒽醌型、酞菁型和甲脂型的耐光牢度较好。染料的光褪作用很复杂，它不但和染料的化学结构有关，也和染料的聚集状态、所染纤维材料的性质、以及大气条件等因素有关。
（1）偶氮型染料
偶氮染料的光褪是一种光氧化反应，首先生成氧化偶氮苯衍生物，然后在光能作用下发生重排、水解、分解，最后生成肼及邻苯二醌。第一步氧化反应是最为关键，也是非常复杂的。在重氮基的邻，对位引入吸电子基后，使偶氮基上氮原子的电子云密度降低，不利于生成氮化偶氮化合物，能阻止光氧化反应的发生，从而提高染料的耐光牢度。反之，引入给电子基后，偶氮基上氮原子电子云密度增大，使光氧化反应加速，不利于提高染料的耐光牢度。
因此偶氮型活性染料经常引入磺酸基、卤素等吸电子基以提高染料的耐光牢度。偶氮基相邻位置上含有吸电子基（磺酸基）时，耐光牢度较高，与相似染料母体的双活性基而偶氮基相邻没有吸电子基的相比，耐光牢度较低。
染料分子中引入杂环，杂环上具有吸电子基，如吡唑啉酮与吡啶酮，它们的耐光牢度较高，

都是黄谱。红谱活性染料，都是以H酸为偶合组份。H酸上的羟基和氨基，都是给电子基，因此耐光牢度比较差。除非在偶氮基两个相邻位置上引入羟基，通过它们配位电子与重金属形成金属络合染料，耐光牢度得以提高。
（2）蒽醌型染料
一般来说，蒽醌型染料的耐光牢度比偶氮型染料高。蒽醌型染料的光褪光是一个很复杂的问题，氨基蒽醌在有氧的情况下，光褪的第一步是生成羟胺化合物，进一步反应更为复杂，取决于氨基生成羟胺的难易。因此α—氨基的邻或对位会有给电子基，使氨基的电子云密度增大，即碱性愈强，愈易氧化为羟胺，染料的耐光牢度愈低。反之，在α—氨基的β位引入吸电子基，氨基碱性下降，耐光牢度则提高。
蒽醌型活性染料都是酸性染料结构，以溴氨酸（1—氨基—4—溴—2—磺酸）为中间体所衍生的，氨基邻位引入强吸电子基磺酸，氮基的碱性很弱。
酞菁和甲脂类活性染料是铜络合物，耐光牢度很高，是一类牢度优异的蓝谱染料，虽然因含铜不利于生态环保，但因可萃取的铜在纺织物上的限量为50mg/kg，特别是浅印染织物，染料用量少，所以可以控制在限量以内。C.I.活性蓝7、蓝14（活性艳蓝K—GL）、蓝15（活性艳蓝KN—G）、蓝63、231等都是酞菁结构，耐光牢度为5—7级之间。甲脂类

活性染料如C.I活性蓝104、蓝220、蓝221的耐光牢度可达6—7级。
甲脂结构是较早开发并广泛用于蓝活性染料，最有价值的是双偶氮三赘合环铜络合物，具有对称性。
以双偶氮三赘合环为母体结构的活性染料，耐光牢度很高，达7—8级，即使是浅杂物，其耐光牢度仍很高，平面性很好，所以直接性也高，并有很好的耐氯和耐氧化物牢度。已有这类结构的商品染料，即Dystar公司的Levafix Olive E-GLA，它的活性基是6—酰胺基—2，3—二氯—1，4—喹口恶啉。

2、染料浓度与日晒牢度的关系
染试样的日晒牢度会随染浓度变化而有不同，同一种染料在同一种纤维上染的试样，它的日晒牢度随染浓度增加而提高。染料在纤维上会发生聚集，日晒牢度随染浓度的增加而提高，主要是由于染料在纤维上的聚集体颗粒大小分布变化所引起的。聚集体颗粒愈大，单位重量染料暴露于空气—水份等作用面积愈小，日晒牢度愈高。染浓度的增加会使纤维上的大颗粒聚集体的比例增高，日晒牢度也相应增高。浅织物的染浓度低，染料在纤维上聚集体比例较低，大部份染料呈单分子状态，也就是染料在纤维上的分散度很高，每个分子都有同样的机率受到光和空气、水份的作用，日晒牢度相应也趋下降。

染试样的含湿率对染料的日晒褪速率是一个很重要的因素。含湿率高会使染料的褪速率增加，影响大小则随纤维和染料的性质而有不同。棉纤维上活性染料的日晒牢度对纤维的含湿率变化比较敏感。将空气相对湿度从45%提高到80%，活性染料染的棉织物试样的日晒褪速率可增加到原来的200%—300%，空气相对湿度高可以使纤维溶胀，加速水分和空气扩散进入纤维，从而加速染料的褪。在羊毛上的酸性染料试样的日晒牢度就没有在棉纤维上那样敏感，所以日晒牢度蓝标样是用羊毛织物染成的。影响日晒牢度还有光源，如碳弧、氙灯等。
综上所述，影响日晒牢度的因素很多，主要是染浓度的影响。包括《染料索引》在内的各染料企业提供的卡上所显示的染物日晒牢度都是在染深度1/1的情况下所测定的数据，也就是在染料浓度约20g/l—30g/l的中织物上测定的数据，浅织物肯定不会达到这一水平，有些企业的卡提供2—3个染浓度，如1/6、1/1、2/1等。而且耐晒测试仪的不同、光源不同以及含湿率的不同，所测定的数据都有差异。因此，浅染物选用染料时不能光凭卡所提供的数据，必须经过实际打样后测定的数据来挑选染料。表2—5所列举一些日晒牢度较好的活性染料以供参考。

表2 乙烯砜—一氯均三嗪双活性基染料的日晒牢度

C.I.NO.	黄145	黄167	红222	红223	红194	红195	红250	蓝222	蓝221	载体构建蓝231
C.I.1/1 1/6 1/1 2/1	6—7 4—5 5 5	6—7 5 5 —	4 4 4 —	6 4—5 5 5	6 3—4 4—5 5	5—6 4—5 5 5	5 3—4 4—5 4—5	5—6 3—4 4 4—5	6—7 4 4 5	6 4 4—5 —

表3 双一氯均三嗪双活性基染料的日晒牢度

C.I.NO.	黄135	黄105	黄84	橙84	红120	红141	红171	蓝160	蓝198	绿19
C.I.1/1 1/6 1/1 2/1	4—5 — 4—5 4—5	5 — 4—5 5	5—6 — 4—5 5	3—4 — 4 4	5 — 4—5 5	4—5 — 4—5 5	4 — 4—5 5	5—6 — 4—5 5	4—5 — 4—5 5	4 — 4—5 5
						英文文献

表4 乙烯砜型活性基染料的日晒牢度

C.I.NO.	黄15	黄17	黄37	橙56	橙16	红198	红21	红49	红112	紫5	蓝19	蓝220	黑5	黑31
C.I.1/1 1/6 1/1 2/1	5 4—5 5 5	5—6 4—5 5 5	6 5 5 —	5 4—5 5 —	5—6 4—5 5 —	5 5 5—6 5—6	3—4 4 4—5 5	6 4 5 5—6	4 窦娥冤电影 4 4 —	6—7 4—5 5 5	7 5 5 —	6—7 4—5 5 5—6	5 3—4 4—5 5	7 4 4—5 5

表5 一氯均三嗪活性基染料的日晒牢度

C.I.NO.	黄18	橙12	橙13	红31	蓝13	棕49	蓝49	黑8
C.I.1/1 1/6 1/1 2/1	6 — 5 5—6	6 — 5 5	4 — 4 4—5	4—5 — 4—5 5	6—7 — 5—6 5—6	6 — 4—5 5	6 — 4—5 5	6 — 5 5—6

从表1—4看到，《染料索引》所提供的日晒牢度都高于企业卡，而实际测试更要低于上列表中的数据。表1—4是按ISO/105 B02—1994的1—8级标准评定的，如采用AATCC16—1998或AATCC 20AFU标准评定是按1—5级。因此必须搞清楚是按什么标准评定日晒牢度的。

3、改进日晒牢度措施
（1）染料选用
影响浅织物日晒牢度最主要的因素是染料本身，因此选用染料是最要的。从三原的染

料中黄活性染料的分子结构的母体发体以吡唑啉桐和萘子三磺酸的日晒牢度最佳，含有这种母体的活性染料如：C.I.活性黄2（K级，6—7级）、黄17（KN型，5—6级）、黄18（K型，6级）、黄57（KN型，6—7级），黄105（KE型，5级）、黄145（KM型，6—7级）、黄176（KM型，6级）及黄193（K型，6—7级）。
蓝谱的高日晒牢度活性染料以蒽醌、酞菁、甲脂为母体结构，涉及的染料如：C.I.活性蓝（6—7级）、蓝2（6—7cse级）、蓝4（6级）、蓝5（5—6级）、蓝15:1（7级）、蓝49（6级）、蓝50（6级）、蓝69（6级）、蓝74（6—7级）及蓝94（6级）以上均为蒽醌结构。酞菁结构的有：蓝7（级）、蓝14（7—8级）、蓝15（6—7级）、蓝63（6级）、蓝231（6级）。甲脂结构的有：蓝104（6级）、蓝220（6—7级）及蓝221（多器官功能衰竭6—7级）。
红谱活性染料的日晒牢度普遍较低，特别是浅，只有一些偶氮基二个相邻位置含有配位能力的羟基，与铜形成稳定的螯合环，可以提高日晒牢度。例如：C.I.活性红7（6—7级）、红23（7级）、红49（6级）。
以上这些推荐染料中含铜络合的染料虽然浅染物的可萃取铜含量不致超过重金属限量，但汗—光牢度较差，因为测试该牢度的人造汗液（氨基酸）可将已络合的铜夺取出来，特别是偶氮型络合染料，剩下的母体染料是不耐光的。另外是吡唑啉酮黄谱和溴氨

酸的蓝谱，它们的氯浸牢度很低，只有1—2级，因此也必须注意。
选用染料进行拼组合时，一定要使选用的每个组份染料的耐光牢度水平相当，只要其中任何一个组分，尤其是用量最少的组分的耐光牢度达不到浅染物的要求，就会使最终的染物的耐光牢度无法达标。
台湾永光染料公司推荐一套耐光牢度很高的适用于浅染的活性染料，它的三原为Everzot Yellow—C—GL，Red C—3B及Blue—BB130%。它们拼后染物的耐光牢度如表6：

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