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印染（2024 No.1）涤纶织物分散荧光黄染色及易去污整理杨宏林，郏奎宇，项伟，陈慧媛()浙江工业职业技术学院 鉴湖学院，浙江 绍兴 312000摘要：为了改善荧光黄染色涤纶织物的易去污性，以色度坐标和亮度因子为指标，优化染色工艺和易去污整理工艺。结果表明，荧光黄10G对涤纶织物最佳染色工艺条件为：染料质量分数1.0%（omf），染浴pH为5，染色温度130，染色时间40 min；最佳易去污整理工艺为：整理剂质量浓度40 g/L，焙烘温度150，焙烘时间60 s。整理后的涤纶织物经10次洗涤后易去污性仍达4级，经30次洗涤后其荧光性能仍可满足相关标准要求，且耐皂洗色牢度和耐摩擦色牢度均达到4级以上。关键词：染色；易去污整理；分散荧光染料；涤纶织物中图分类号：TS193.638文献标志码：BDOI：10.3969/j.yinran.202401004Fluorescent Yellow Disperse dyeing and soil release finishing of polyester fabricYANG Honglin,JIA Kuiyu,XIANG Wei,CHEN Huiyuan()Jianhu Institute,Zhejiang Industry Polytechnic College,Shaoxing 312000,ChinaAbstract:In order to improve the soil release of fluorescent yellow polyester fabric,the dyeing process and soilrelease finishing process are optimized based on chromaticity coordinate and luminance factor.The resultsshow that the optimum dyeing conditions of Fluorescent Yellow 10G for polyester fabric are as follows:dyemass fraction 1.0%(omf),dyeing bath pH 5,dyeing temperature 130,dyeing time 40 min.The optimum soilrelease finishing conditions are as follows:finishing agent concentration 40 g/L,baking temperature 150,baking time 60 s.After 10 washing cycles,soil release property of the finished polyester fabric can still reachGrade 4,and after 30 washing cycles,its fluorescence properties can still meet the requirements of relevantstandards,and the color fastness to soaping and rubbing can reach above Grade 4.Key words:dyeing;soil release finishing;disperse fluorescent dyes;polyester fabric随着社会的发展和人们生活质量的提高，交通道路及车辆行使的环境正变得愈加复杂，为了保证身处车流环境的工作人员能在安全距离之外更容易被发现，尽可能地保证其安全，各国对高可视性警示服均制定了相应标准，涉及基底材料的颜色性能要求、反光材料的反光性、分级和设计要求等1。我国于2016年制订国家标准 防护服装 职业用高可视性警示服，并于2020年进行修订。目前，荧光染料被广泛应用于具有警示性防护需求的基底面料或服装上，如交警制服和环卫服等2。考虑到使用者需长时间在复杂环境中穿着，有必要在保证荧光性能的同时对面料进行易去污整理，以提高其易打理性能。本文以涤纶为基底材料，以分散荧光黄10G为染料，分析不同染色条件对织物染色性能的影响，优化易去污整理工艺，实现涤纶织物在满足易去污性的同时具有高可视性及耐水洗性能。1试验部分1.1织物、试剂与仪器织物涤纶平纹机织布（120根/10 cm90根/10 cm，140 g/m2）试剂醋酸、纯碱、保险粉（化学纯，国药集团），分散染料荧光黄10G、分散螯合剂M-IS（德司达公司），易去污整理剂（浙江技立新材料股份有限公司）仪器600 型电脑测色配色仪（Datacolor 公司），MINI-TENTER型连续热定形机（上海皇巨实业有限公司），SW-12D 型水洗色牢度仪（宁波纺织仪器厂），Y571型摩擦色牢度仪（南通三思机电科技有限公司），FA2104N型电子天平（上海精密科学仪器有限公司），L-12C型数显恒温水浴锅（厦门瑞比有限公司），HTN-24P型红外线小样机（靖江市华夏科技有限公司），P-AO型小轧车（佛山市亚诺精密机械制造有限公司）1.2试验方法1.2.1染色工艺处方荧光黄10G/%（omf）0.23.0分散螯合剂/（gL-1）2收稿日期：2023-10-27；修回日期：2023-12-26基金项目：2022年浙江省大学生科技创新活动计划暨新苗人才计划项目（2022R454A005）。作者简介：杨宏林（1982），男，副教授，主要研究方向为清洁染整技术和功能性染化料应用。E-mail：aaron_。48涤纶织物分散荧光黄染色及易去污整理印染（2024 No.1）pH（用醋酸或纯碱调节）39浴比1 15工艺流程室温入染以1.5/min升温至100140，染色40 min水洗还原清洗（纯碱5 g/L，保险粉3 g/L，80，5 min）水洗醋酸中和水洗烘干1.2.2易去污整理工艺处方易去污整理剂/（gL-1）1050pH（用醋酸调节）56工 艺 流 程一 浸 一 轧（轧 余 率 80%）烘 干（100，3 min）焙烘（130180，3090 s）1.3性能测试1.3.1K/S值采用Datacolor 600型电脑测色配色仪，在D65光源和10视场条件下测定K/S值，织物折叠4层，取4个不同的点测定后取平均值。1.3.2荧光性能3参照GB 206532020 防护服装 职业用高可视性警示服 测定，色彩应处于表1所述的一个色彩区域当中，最小亮度因子应超过表1最小的相应值。表1基底材料颜色性能要求Table 1The color performance requirements of basic material颜色荧光黄色各角点色度坐标x0.3870.3560.3980.460y0.6100.4940.4520.540最小亮度因子min0.70其中，x、y和值采用Datacolor 600型电脑测色配色仪在D65光源和2o视场角测定。1.3.3色牢度耐水洗色牢度按GB/T 39212008 纺织品 色牢度试验 耐皂洗色牢度 测定。耐摩擦色牢度按GB/T 39202008 纺织品 色牢度试验 耐摩擦色牢度 测定。1.3.4 易去污性能参照FZ/T 011182012 纺织品 防污性能的检测和评价 易去污性，采用洗涤法进行测试。2结果与讨论2.1染色工艺的优化2.1.1染浴pH对染色性能的影响在染料质量分数1.5%（omf）、染色温度140 的条件下，改变染浴pH，按1.2.1节工艺对织物进行染色，研究pH对染色K/S值及荧光性能的影响，结果如表2和图1所示。表2染浴pH对织物亮度因子和K/S值的影响Table 2Effect of pH on luminance factor and K/S value of fabrics染浴pH亮度因子K/S值30.9516.4240.9616.7650.9716.3460.9716.0970.9615.9180.8111.0890.683.94由表2可知：当染浴pH为37时，随着pH的增加，染色织物的亮度因子和K/S值变化不大；当染浴pH大于7时，其亮度因子和K/S值均出现明显下降，尤其是当染浴 pH 为 9 时，亮度因子仅为 0.68，织物 K/S 值3.94，这主要是由于分散荧光黄10G在碱性条件发生部分分解所致。图1染浴pH对织物色度坐标的影响Fig.1Effect of pH on chromaticity coordinate of fabrics由图1可知，不同pH条件下染色织物的色度坐标均在标准范围内，其中pH为36时比较集中，pH为89时接近标准区域边缘。考虑到染色的稳定性与荧光性能的可控性，选择染色pH为46。2.1.2染料质量分数对染色性能的影响在染浴pH为5、染色温度140 的条件下，改变染料质量分数，按1.2.1节工艺对织物进行染色，研究染料质量分数对染色K/S值及荧光性能的影响，结果如表3和图2所示。表3染料质量分数对织物亮度因子和K/S值的影响Table 3Effect of concentration of dyes on luminance factorand K/S value of fabrics染料质量分数/%（omf）亮度因子K/S值0.20.926.970.51.0210.931.01.0116.221.50.9716.342.00.9316.742.50.9117.733.00.8818.49由表3可知：随着染料质量分数的增加，染色织物K/S值也随之增大，当染料质量分数大于1.0%（omf）后，K/S值增加趋缓；而织物亮度因子则呈现先增大后逐渐减小的趋势，染料质量分数为0.5%（omf）时，其亮度因子达到最大值1.02，此后进一步增加染料用量，会因染料的过度聚集而造成荧光自淬灭现象4，导致亮度因子有所降低。49印染（2024 No.1）图2染料用量对织物色度坐标的影响Fig.2Effect of dye concentration on chromaticity coordinate offabrics由图2可知，染色织物的色度坐标均在标准范围内，随着染料用量的增加，织物色光逐步偏向红光，其色度坐标也接近区域边缘。综上可知，当染料质量分数为 0.2%（omf）3.0%（omf）时，可以满足荧光性能要求。同时考虑到染色织物K/S值和荧光性能的可控性，选择染料质量分数为1.0%（omf）。2.1.3染色温度对染色性能的影响在染料质量分数为1.0%（omf）、染浴pH为5的条件下，改变染色温度，按1.2.1节工艺对织物进行染色，研究染色温度对染色K/S值及荧光性能的影响，结果如表4和图3所示。表4染色温度对织物亮度因子和K/S值的影响Table 4 Effect of dyeing temperature on luminance factor and K/Svalue of fabrics染色温度/亮度因子K/S值1000.893.621100.948.871200.9615.891301.0016.221401.0116.22由表4可知：随着染色温度的升高，织物K/S值逐渐增加，当染色温度高于120 后，织物K/S值增加趋缓；织物亮度因子随着温度升高逐渐增大，当染色温度达到130 时其数值为1.00，表明荧光黄10G已充分上染并发色。图3染色温度对织物色度坐标的影响Fig.3Effect of dyeing temperature on chromaticity coordinateof fabrics由图3可知，染色织物色度坐标均在标准范围内，当染色温度高于120 后较为集中。考虑到染色织物K/S值和荧光性能的可控性，选择染色温度为130。综上所述，确定涤纶织物分散染料荧光黄10G染色的最佳工艺条件为：染料质量分数1.0%（omf），染浴pH为5，染色温度130，染色时间40 min。2.2易去污整理按上述最佳染色工艺对涤纶织物染色，然后按1.2.2节工艺对织物进行易去污整理，优化易去污整理工艺。2.2.1易去污整理剂质量浓度对易去污及染色性能的影响在焙烘温度160、焙烘时间90 s的条件下，分析易去污整理剂质量浓度对织物易去污效果、K/S值及荧光性能的影响，结果如表5和图4所示。表5整理剂浓度对织物易去污效果、亮度因子和K/S值影响Table 5Effects of the concentration of finishing agents on soilrelease,luminance factor and K/S value of fabrics整理剂质量浓度/（gL-1）易去污性/级亮度因子K/S值011.0016.221030.9714.9620340.9514.663040.9514.9340450.9614.2550450.9414.71由表5可知：当整理剂质量浓度为1040 g/L时，随着整理剂质量浓度的增加，易去污效果逐渐增强，达到45级；进一步增加整理剂质量浓度，其改善效果不明显。同时，经过易去污整理后织物K/S值和亮度因子都稍有降低。J/J/J/J/J/J/图4整理剂质量浓度对织物色度坐标的影响Fig.4Effect of the concentration of finishing agents on chromaticity coordinate of fabrics由图4可知，整理剂质量浓度对织物色度坐标影响不大。考虑到易去污效果，选择整理剂质量浓度为40 g/L。2.2.2焙烘温度对易去污及染色性能的影响在整理剂质量浓度为40 g/L、焙烘时间90 s的条件下，分析焙烘温度对织物易去污效果、K/S值及荧光性能的影响，其结果如表6和图5所示。50涤纶织物分散荧光黄染色及易去污整理印染（2024 No.1）表6焙烘温度对织物易去污效果、亮度因子和K/S值的影响Table 6Effect of baking temperature on soil release,luminancefactor and K/S value of fabrics焙烘温度/易去污性/级亮度因子K/S值14040.9814.82150450.9714.56160450.9614.25170450.9113.77180450.8513.61由表6可知，当焙烘温度大于150，其易去污性达45级，具有较好的易去污效果。同时，随着焙烘温度的升高，织物K/S值变化不明显，但温度超过160 后其亮度因子呈明显降低趋势，当温度为180 时其数值由0.98降为0.85，且布面有轻微色花现象。这可能是由于长时间高温焙烘导致染料分子的内部能量转化，进而发生部分荧光淬灭5。图5焙烘温度对织物色度坐标的影响Fig.5Effect of baking temperature on chromaticity coordinateof fabrics由图5可知，焙烘温度对织物色度坐标的影响不大。考虑到易去污效果，选择焙烘温度为150。2.2.3焙烘时间对易去污及染色性能的影响在整理剂质量浓度为40 g/L，焙烘温度150 的条件下，分析焙烘时间对织物易去污效果、K/S值及荧光性能的影响，结果如表7和图6所示。表7焙烘时间对织物易去污效果、亮度因子和K/S值的影响Table 7Effects of baking time on soil release,luminance factorand K/S value of fabrics焙烘时间/s易去污性/级亮度因子K/S值3040.9814.384540.9814.5260450.9614.3475450.9714.490450.9714.56由表7可知，焙烘时间对易去污效果有一定的影响，时间过短，反应不够充分，易去污性较差。当焙烘时间达到60 s后，易去污性达到45级，具有较好的易去污效果。焙烘时间对织物亮度因子、K/S值影响不明显。由图6可知，焙烘时间对织物色度坐标影响不明显。综合考虑，选择焙烘时间为60 s。VVVVV图6焙烘时间对织物色度坐标的影响Fig.6Effect of baking time on chromaticity coordinate of fabrics综上所述，确定易去污整理的最佳工艺条件为：整理剂质量浓度40 g/L，焙烘温度150，焙烘时间60 s。2.3整理织物耐水洗性能按上述最佳染色和易去污整理工艺对涤纶织物进行整理，按照GB/T 86292001纺织品 试验用家庭洗涤和干燥程序 进行若干次洗涤及干燥。测试整理织物的易去污性、色牢度、K/S值及荧光性能，结果如表8和图7所示。表8洗涤次数对整理织物牢度的影响Table 8Effect of washing cycles on color fastness of finished fabrics洗涤次数/次易去污性/级耐皂洗色牢度/级耐摩擦色牢度/级亮度因子K/S值褪色涤沾干摩湿摩045555450.9614.34345455550.9813.49545455550.9813.37104455550.9813.64153445551.0113.46203455550.9913.0630345551.0113.40由表8可以看出，经过易去污整理后的染色织物具有较好的耐水洗性，10次水洗后其易去污性依然能达到4级，水洗超过20次后才有较为明显的降低。同时，水洗后织物的耐皂洗色牢度和耐摩擦色牢度表现较好，均在4级以上。同时，洗涤可使织物亮度因子略有增加，但对K/S值影响不明显。*#!#!#!#!#!#!图7洗涤次数对织物色度坐标的影响Fig.7Effect of washing cycles on chromaticity coordinate of fabric（下转第56页）51印染（2024 No.1）加，接触电阻急剧下降；而当手指舒展时，传感器可以快速恢复，表现出电阻信号的增加。图10（b）显示：当手腕弯曲时，传感器的纤维受到压力压迫，传感器相对电阻急速减小，而手腕恢复平行状态后，传感器相对电阻又快速回升到初始状态，表明该传感器可以用于监测人体关节的运动和扭转，在健康监测领域具有广阔的应用前景。图10（c）中，将传感器固定在平面上，用手指点击的方式输入压力源，发现手指点击频率的变化可以清晰地从传感器的相对电阻信号表现出来，且每次点击的波形一致，只是相对电阻变化的频率发生了改变。图10（d）中，将传感器固定在脚后跟，用于监测人在走路时的变化，当慢走和快走时，传感器的相对电阻变化较明显，可以区分出不同走路状态的变化。3结论利用CNT对3D纤维网海绵进行表面改性处理，设计出了一种压阻式纤维基柔性传感器。由于该传感器是全纤维的结构，可以根据应用环境和场所的不同，裁剪出适合的尺寸和形状并嵌入到传统纺织品中，不会影响穿戴纺织品的舒适性和安全性。通过对传感器的形貌、压力传感性能和应用性能进行分析，结果如下：（1）CNT修饰3D纤维网压力传感器具有高灵敏度性、快速响应性和优异的循环稳定性，并具备良好的压力识别性能。（2）以CNT修饰3D纤维网压力传感器构建的33传感器阵列，具有较好的空间分辨率，当对其中某一部分施压时，该传感阵列快速感知到施压的位置，精确地绘制压力的位置和局部分布。（3）CNT压阻传感器具有优异的应用性能，可用于人体关节的监测和人体压力的感知，有望应用于人体健康和运动监测领域。参考文献：1XU F,LI X,SHI Y,et al.Recent developments for flexible pressuresensors：A reviewJ.Micromachines,2018,9（11）：580.2NAG A,MUKHOPADHYAY S C,KOSEL J.Wearable flexible sensors：A reviewJ.IEEE Sensors Journal,2017,17（13）：3949-3960.3LI J,BAO R,TAO J,et al.Recent progress in flexible pressure sensorarrays：From design to applicationsJ.Journal of Materials ChemistryC,2018,6（44）：11878-11892.4DUAN Y,HE S,WU J,et al.Recent progress in flexible pressure sensor arraysJ.Nanomaterials,2022,12（14）：2495.5FIORILLO A S,CRITELLO C D,PULLANO S A.Theory,technologyand applications of piezoresistive sensors：A reviewJ.Sensors and Actuators A：Physical,2018（281）：156-175.6LI T,CHEN L,YANG X,et al.A flexible pressure sensor based on anMXene-textile network structureJ.Journal of Materials Chemistry C,2019,7（4）：1022-1027.7周歆如，胡铖烨，吴玲娅，等.聚吡咯/棉导电针织物的制备及其在人体运动监控中的应用J.印染，2021，47（6）：54-58.8YANG G,LI Y,TONG Y,et al.Lithium plating and stripping on carbon nanotube spongeJ.Nano letters,2018,19（1）：494-499.9朱圆圆，于淼.基于磁控溅射技术的柔性传感器在健康监测中的应用J.印染，2022，48（11）：69-73.10XU G,LI Y.Metal-microstructure based flexible transparent electrodes and their applications in electronic devicesJ.Nano Select,2020,1（2）：169-182.11WANG C,XIA K,WANG H,et al.Advanced carbon for flexible andwearable electronicsJ.Advanced materials,2019,31（9）：1801072.12SCHROEDER V,SAVAGATRUP S,HE M,et al.Carbon nanotubechemical sensorsJ.Chemical reviews,2018,119（1）：599-663.13GUPTA N,GUPTA S M,SHARMA S K.Carbon nanotubes：Synthesis,properties and engineering applicationsJ.Carbon Letters,2019,29：419-447.14RAMALINGAME R,HU Z,GERLACH C,et al.Flexible piezoresistive sensor matrix based on a carbon nanotube PDMS composite for dynamic pressure distribution measurementJ.Journal of Sensors andSensor Systems,2019,8（1）：1-7.15 ANZAR N,HASAN R,TYAGI M,et al.Carbon nanotube-A review onSynthesis,Properties and plethora of applications in the field of biomedical scienceJ.Sensors International,2020（1）：100003.由图7可知，多次洗涤后织物色度坐标仍然较为集中，这表明水洗对织物颜色影响不明显，与表8对织物K/S值影响结论相一致。且洗涤30次后涤纶织物依然能够较好地满足GB 206532020对基底材料的颜色性能要求，具有较好的耐水洗性。3结论（1）通过单因素试验，确定涤纶织物分散染料荧光黄10G染色最佳工艺条件为：染料质量分数1.0%（omf），染浴pH为5，染色温度130，染色时间40 min，染色的织物荧光性能能够满足应用要求。（2）确定最佳的易去污整理工艺条件为：整理剂质量浓度40 g/L，焙烘温度150，焙烘时间60 s。整理后织物的易去污性在45级。该工艺对整理织物的荧光性能影响不大。（3）荧光黄10G染色涤纶织物经易去污整理后，具有较好的耐洗涤性能，10次洗涤后易去污性为4级，30次洗涤后其耐皂洗色牢度和耐摩擦色牢度均达到4级以上，且荧光性能满足相关标准要求。参考文献：1袁志磊，刘萧，陈珏成，等.高可视性服装的分类和检测评价J.印染助剂，2021，38（3）：57-61.2项伟，杨宏林，邵艺，等.环卫职业服面料仿丝绸染整工艺J.印染，2014，40（5）：23-26.3项伟，杨宏林，冯云.涤纶织物的分散荧光黄染色性能J.印染，2018，44（19）：25-29.4杨宏林，项伟，王小丽，等.涤棉针织物的分散荧光黄/涂料荧光黄染色J.印染，2020，46（9）：40-44.5朱宁.白光激光照明对荧光材料的要求J.照明工程学报，2018（3）：58-61.（上接第51页）56