纺织服装面料色牢度的检测

任务五　纺织服装面料色牢度的检测

【任务导入】

由于各种各样条件的影响，纺织服装面料会改变色彩。环境因素(如太阳光和废气)及穿着因素(如磨损)会导致变色，汗渍、水洗、干洗也都会使织物变色。此外，在后整理过程中的高温(如耐压烫整理)也会使色彩改变。在使用过程中，有些材料变色严重，另一些则稍微变色或不变色。评价织物的色彩变化需要知道引起变色的原因和变色等级的评定方法，本任务就是要学会如何检测与评定织物的色牢度。

【知识准备】

一、织物色牢度的物理概念

所谓色牢度是指印染纺织品在物理和化学作用下，其色泽在使用或加工过程中保持原状的程度。其实质是反映染料（颜料或其他着色剂）与纤维结合的坚牢度以及染料发色团对环境因素的稳定性。色牢度又称染色牢度，是评价印染纺织品质量的重要指标之一。尽管纺织品染色使用的绝大部分染料、助剂和整理剂是低毒性的，但是如果色牢度较差，部分染料或整理剂在人体汗液、唾液蛋白的生物催化作用下被分解或还原出有害的基团，被人体吸收而在体内集聚，会给人体健康带来危害。此外，染色过程中或消费者服用、洗涤时，因色牢度差而脱落的染料和整理剂随废水排放到江河中，也会给生态环境带来不利的影响。因此，纺织品色牢度检验对人类健康、环境保护具有积极意义。

印染纺织品在其加工或使用过程中将会受到光照、洗涤、熨烫、汗渍、摩擦、化学药剂等各种外界因素的作用，造成染料分子结构被破坏，或者染料（颜料）部分脱离纤维，而引起颜色彩度、色相、明度变化的现象，称为变褪色现象。保持原来色泽能力低或容易褪色，则色牢度低；反之，称为色牢度高。根据所受条件不同，染色牢度用多项指标来表示，如耐日晒色牢度、耐气候色牢度、耐皂洗色牢度、耐摩擦色牢度、耐汗渍色牢度、耐熨烫色牢度、耐干洗色牢度等指标。

不同纤维织物用不同的染料染色，其染色牢度是不同的，有时差距非常大；而相同的纤维织物用相同的染料进行染色，其耐不同方法的色牢度也不一样。印染织物的用途不同，对染色牢度的要求也不同。例如：窗帘布经常接受日晒，对印染织物的耐日晒色牢度要求高，其他色牢度是次要的；而作为夏季的衣服面料，除了要求有较高的耐日晒色牢度外，还需要有好的耐皂洗色牢度和耐汗渍色牢度。

二、染色牢度评定用灰色样卡

染色牢度是根据试样的变色和贴衬织物的沾色分别评定的。变色牢度是使用GB 250—1995《评定变色用灰色样卡》来评定；沾色牢度是使用GB 251—1995《评定沾色用灰色样卡》来评定。评定色牢度级别时，是以试后样与原样之间以目测对比色差的大小为依据，以样卡色差程度与试样相近的一级作为试样的牢度等级。

1.评定变色用灰色样卡

评定变色用灰色样卡亦称变色样卡，如图4-12所示，它是对印染纺织品染色牢度进行评定时，用作试样变色程度对比标准的灰色样卡。变色样卡由五对无光的灰色小片（纸片或布片）组成，根据可分辨的色差分为五个牢度等级，即5、4、3、2、1，在每两个级别中再补充半级，即4～5、3～4、2～3、1～2，合称为五级九档灰卡。每对的第一组成均是中性灰色，其中仅5级的第二组成与第一组成一致，其他各对的第二组成依次变浅，色差逐级增大。5级为变色牢度最好，表示试后样和原样间无色差。1级为变色牢度最差。

图4-12　变色用灰色标准样卡

各级色差在规定条件下均经过色度计测定，每对第二组成与第一组成的色差规定如表4-3所示。表中色度数据以CIE 1964补充标准色度系统（10°视场）和D65光源加以计算，每对第一组成的三刺激值Y应为12±1。

表4-3　变色样卡每对第二组成与第一组成的色差规定

2.评定沾色用灰色样卡

评定沾色用灰色样卡亦称沾色样卡，如图4-13所示，它是对印染纺织品染色牢度进行评定时，用作贴衬织物沾色程度对比标准的灰色样卡。沾色样卡由五对无光的灰色或白色小片（纸片或布片）组成，根据可分辨的色差分为五个牢度等级，即5、4、3、2、1，在每两个级别中再补充半级，即4～5、3～4、2～3、1～2，合称为五级九档灰卡。每对的第一组成均是白色，其中仅5级的第二组成与第一组成一致，其他各对的第二组成依次变深，色差逐级增大。5级表示无沾色，1级表示沾色最严重。

各级色差均经色度计测定，每对第二组成与第一组成的色差规定如表4-4所示。表中色度数据以CIE 1964补充标准色度系统（10°视场）和D65光源加以计算，每对第一组成的三刺激值Y不应低于85。

3.蓝色羊毛标样

图4-13　沾色用灰色标准样卡

表4-4　沾色样卡每对第二组成与第一组成的色差规定

耐光色牢度蓝色羊毛标样是以规定深度的八种染料染于羊毛织物上制成，共分八级，即8、7、6、5、4、3、2和1级，代表八种耐光色牢度等级。当八级标准同时在天然日光或人工光源中曝晒时，能形成八种不同褪色程度，1级褪色最严重，表示耐光色牢度最差，8级不褪色，表示耐光色牢度最好。如果4级在光的照射下需要一定时间以达到某种程度褪色，则在同样条件下产生同等程度的褪色，3级约需要一半的时间，而5级约需要增加一倍的时间。根据试样曝晒前后的褪色程度与同时曝晒的八块蓝色羊毛标准的褪色程度比较，以评定试样耐光色牢度等级。

蓝色羊毛标样是将羊毛织物用下列染料按规定浓度染成的，所用染料名称列于表4-5中。

表4-5　蓝色羊毛标准选用染料

4.标准贴衬织物

贴衬织物是指一小块由单种纤维或多种纤维制成的未染色织物，在试验中用以评定沾色。单纤维贴衬织物一般是指单位面积具有中等质量的平纹织物，不含化学损伤的纤维、整理剂、残留化学品、染料或荧光增白剂。国家标准规定，单纤维标准贴衬织物主要有毛贴衬（GB 7568.1）、棉贴衬（GB 7565）、粘纤贴衬（GB 7565）、聚酯贴衬（GB 7568.4）、聚丙烯腈贴衬（GB 7568.5）、丝贴衬（GB 7568.6）、聚酰胺贴衬（GB 11403）、多纤贴衬（GB 11404）、亚麻贴衬和苎麻贴衬（GB/ T 13765）。

多纤维贴衬织物是由各种不同纤维的纱线制成，每种纤维形成一条宽度至少为15mm、厚度均匀的织条。每一织条均应和相应种类的单纤维标准贴衬具有相似的沾色性能。标准GB 11404规定有两种不同的标准多纤维贴衬织物，一种是丝、漂白棉、聚酰胺、聚酯、聚丙烯腈、毛；另一种是丝、漂白棉、聚酰胺、聚酯、聚丙烯腈、粘纤，分别根据需要选用。

使用两块单纤维贴衬织物时，第一块贴衬织物与所试纺织品应属同类纤维,如为混纺品，则应与其中主要纤维同类属。第二块贴衬织物应按各个试验方法中指定的类别选用。贴衬织物应与试样尺寸相同，按一般原则，试样两面各用贴衬织物完全覆盖。

使用一块多纤维贴衬织物时，不可同时有其他的贴衬织物，否则会影响多纤维贴衬织物的沾色程度。贴衬织物应与试样尺寸相同，按一般原则，只覆盖试样正面。

三、织物染色牢度的测试方法

为了对印染织物进行染色牢度检验，参照织物的使用情况制定了各类染色牢度的测试方法和标准。当然印染织物的实际使用情况要比测试标准情况要复杂得多，所以这些测试方法只是一种近似的模拟。因此，必须研究综合性的试验方法。

1.耐光和耐气候色牢度检测

纺织品基本上是在有光照的情况下使用的，光照会使染料分子本身的结构产生变化，其表现就是颜色发生变化，有时这种变化是巨大的。光照只会使纺织品本身的颜色产生变化，而不会沾染到其他纺织品上，故耐光色牢度只有变色，而无沾色。

耐光色牢度是纺织品的颜色耐受日光或模拟日光照射的坚牢程度。耐气候色牢度是指印染纺织品的颜色耐气候和模拟气候条件的坚牢程度。

影响纺织品耐光和耐气候色牢度的因素很多，主要有染料本身的性质，尤其是光化学稳定性、纺织品的种类、组织结构与颜色深浅、光的波长分布、空气湿度以及有害气体的含量等。

耐光色牢度的测试方法有日光试验法、氙弧灯试验仪法和碳弧灯试验仪法三种。其中日光试验法最接近实际情况，但试验周期长，操作不便，难以适应现代生产管理的需要。因此在实际工作中一般采用后两种方法。GB/T 8427—2008《纺织品 色牢度试验 耐人造光色牢度：氙弧》和GB/T 8428—1987《纺织品 耐光色牢度试验方法：碳弧》分别规定了两种测定各类纺织品颜色耐相当于日光的人造光作用的色牢度的方法。

检测时是将纺织品试样与一组蓝色羊毛标样一起在人造光源下按规定方式、条件曝晒，然后将试样与蓝色羊毛标样进行变色对比。试样的变色程度相当于某级蓝色标样的变色程度时，其耐光色牢度即以该蓝色标样的级数表示。对白色纺织品，是将试样的白度变化与蓝色羊毛标样对比，评定色牢度。用氙弧或碳弧代替天然日光进行耐光色牢度试验，除了光源和曝晒条件有不同外，在试样制备、操作程序和评级等方面都与日光法比较相似。

GB/T 8429—1998《纺织品 色牢度试验 耐气候色牢度：室外曝晒》和GB/T 8430—1998《 纺织品 色牢度试验 耐人造气候色牢度：氙弧》分别规定了两种测定各类纺织品的颜色耐室外气候曝晒作用色牢度及耐氙灯试验仓内人造气候作用色牢度的方法。耐气候色牢度的试验是将试样在不加任何保护的特定条件下进行露天曝晒（或在氙弧灯试验仪内按规定条件进行喷淋曝晒），与此同时在室外（或试验仪内）的同一地方将蓝色羊毛标样用玻璃罩住曝晒，以免被雨淋（或喷上水雾），晒至试样或某级蓝色羊毛标样的变色达到灰色样卡的某一级时，即可终止，最后根据试样和原样的变色差异对照同样曝晒时间内蓝色羊毛标样的变色程度，评定其耐气候色牢度等级。对于室外曝晒法，因气候的变化很大，故应将试样在不同季节进行重复曝晒试验，然后取其平均值。

2.耐皂洗色牢度检测

在人们的日常生活中，基本上所有纺织品都是要进行洗涤的，洗涤时纺织品在一定温度的洗涤液中洗涤，由于洗涤液的作用，染料会从纺织品上脱落，最终使纺织品原本的颜色发生变化，这称之为变色。同时进入洗涤液的染料又会沾染其他纺织品，亦会使其他纺织品的颜色产生变化，这称之为沾色。

耐皂洗色牢度是指染色织物在规定的条件下，置于皂液或肥皂和无水碳酸钠混合液洗涤后颜色的坚牢程度。GB/T 3921—2008《纺织品 色牢度试验 耐皂洗色牢度》规定了A(1)、B(2)、C(3)、D(4)、E(5)五种耐洗色牢度试验，包括从温和到剧烈的洗涤操作范围。其原理是将纺织品试样与一块或两块规定的标准贴衬织物缝合在一起，置于皂液或肥皂和无水碳酸钠混合液中，在规定时间和温度条件下进行机械搅动，再经清洗和干燥。以原样作为参照样，用灰色样卡或仪器评定试样变色和贴衬织物沾色。

制备组合试样时，先从实验室样品中剪取40mm×100mm试样一块或多块，试样应包含样品中所有颜色。若使用两块单种纤维贴衬织物，则第一块用试样的同类纤维制成，第二块由表4-6选取贴衬织物，试样夹于贴衬织物之间，沿短边缝合，形成组合试样。

测试时，将组合试样以及规定数量的不锈钢珠放在耐洗色牢度试验机内，依据表4-7注入预热至试验温度±2℃的需要量的皂液，浴比为50：1，立即依据表4-7中规定的温度和时间进行操作，

表4-6　单纤维贴衬织物

并开始计时。对所有试验，洗涤结束后取出组合试样。分别放在三级水中清洗两次，然后在流动水中冲洗至干净。将试样放在两张滤纸之间并挤压除去多余水分，再将其悬挂在不超过60℃的空气中干燥，试样与贴衬仅由一条缝线连接。

在标准光源下，分别用评定变色用灰色样卡和评定沾色用灰色样卡评定试样的变色和贴衬织物的沾色。

表4-7　耐洗色牢度操作程序

3.耐摩擦色牢度检测

纺织品在使用过程中经常要与其他物体进行摩擦，有时这种摩擦还是在湿态情况下进行的，若染料的染色牢度不好，在摩擦过程中就会沾染其他物品，所以应对纺织品的耐摩擦色牢度进行要求。摩擦过程中主要是沾染其他物品，故耐摩擦色牢度只有沾色，而无变色。

耐摩擦色牢度是指染色织物经过摩擦后的颜色的坚牢程度，分为干态摩擦和湿态摩擦两种。有色材料的耐摩擦色牢度主要取决于浮色的多少和染料与纤维的结合情况等因素。

GB/T 3920—2008《纺织品 色牢度试验 耐摩擦色牢度》规定了各种纺织品包括纺织地毯及其他绒类织物耐摩擦色牢度的试验方法。试验原理是将染色织物与包覆于圆柱摩擦头上的标准漂白织物摩擦布（干态或湿态）以一定压力往复摩擦一定次数后，测量漂白织物摩擦布的沾色程度，分别求得干态或湿态耐摩擦色牢度值。耐摩擦色牢度以漂白摩擦布沾色程度作为评价原则，共分5级，级数越大，表示耐摩擦色牢度越好。

试验时，从实验室样品中截取不小于50mm×140mm的试样两组。一组其长度方向平行于经纱（或纵向），用于经向（或纵向）的干摩擦和湿摩擦；另一组其长度方向平行于纬纱（或横向），用于纬向（横或向）的干摩擦和湿摩擦。对各种颜色的印花布所选取的试样，应使各种颜色都能摩擦到。

符合GB/T 7568.2的规定的摩擦布，剪成50mm×50mm的正方形用于圆柱形摩擦头，剪成25 mm×100mm的长方形用于长方形摩擦头。

用耐水细砂纸，或不锈钢丝直径为1mm、网孔宽约为20mm的金属网作为摩料。

注：应注意到使用的金属网或砂纸的特性，在其上放置纺织试样试验时，可能会在试样上留下印迹，这会造成错误评级。对纺织织物可优先选用砂纸进行试验，选用600目氧化铝耐水细砂纸已被证明对测试是合适的。

将试样夹持在摩擦牢度试验机（见图4-14）的试验台上固定，使试样的长度方向与仪器的动程方向一致。选择合适的摩擦头，对绒类织物用19mm×25.4mm的长方形摩擦头，一般织物用直径16mm的圆柱形摩擦头。

将漂白摩擦布固定在摩擦头上，置于试样上，开启仪器，使摩擦头在试样长度方向上，在10s内往复摩擦10次，动程为104mm，摩擦头垂直压力9N，此为干摩擦。湿摩擦试验时，用蒸馏水浸湿漂白摩擦布，轧液后使其含水率在95％～105％（当摩擦布的含水率严重影响评级时，可以采用65％或其他含水率），按干摩擦方式操作，摩擦结束后，将其在室温下晾干。

去除摩擦布上的试样纤维，在每个被评摩擦布的背面放置三层摩擦布，在适宜的光源下，用评定沾色用灰色样卡评定干、湿摩擦布的沾色级数。

图4-14　耐摩擦色牢度仪

4.耐汗渍色牢度检测

耐汗渍色牢度是指染色织物沾浸汗液后的颜色坚牢程度。人的汗液是由复杂的成分组成的，其主要成分为盐，因人不同，汗液有酸性的也有碱性的。纺织品短暂的与汗液接触对色牢度可能影响不大，但长时间的且紧贴着皮肤地与汗液接触，对某些染料就会产生很大的影响。纺织染料有的不耐酸性，有的不耐碱性，耐汗渍色牢度就是用不同酸碱性的人造汗液，模拟人体实际穿着出汗的情况对纺织品进行试验。多用于评价经常接触人汗的夏季有色衣料的染色牢度。由于人工配制的汗液成分不尽相同，因而一般除单独测定外，还与其他耐色牢度结合起来考核。

GB/T 3922—1995《纺织品 耐汗渍色牢度试验方法》中规定将纺织品试样与规定的贴衬织物缝合在一起，分别放在酸性和碱性人工汗液中浸渍处理后，去除多余试液，放在试验装置内两块具有规定压力的平板之间，然后将试样和贴衬织物分别干燥，最后用灰色卡评定试样的变色和贴衬织物的沾色程度。耐汗液色牢度分5个等级，级数越大，表示耐汗渍色牢度越好。

具体检测仪器装置为：一组不锈钢夹具，能给试样以持续的12.5kPa的压力。恒温箱，能产生持续的37.5±2℃的温度环境，无通风装置。

试样采用40mm×100mm，贴衬织物尺寸与试样的相同。

按规定配制酸、碱试液（模拟酸汗和碱汗），在浴比为50：1的人造汗液中，浸湿试样时如试样不易渗透，可稍加揿压和拨动，但不能太剧烈，浸泡30min。取出组合试样，用两根玻璃棒夹去组合试样上多余的试液，将组合试样夹在两块试样板中间，加上12.5kPa的压力并保持，放入37.5±2℃温度的烘箱4h。从烘箱取出后不清洗，试样、贴衬不接触，在温度不超过60℃的环境下干燥。

用评定变色用灰色样卡评定试样的变色，用评定沾色用灰色样卡评定贴衬织物与试样接触一面的沾色。对酸碱试样应分别评级。

5.耐唾液色牢度检测

耐唾液色牢度是指染色织物在唾液作用下的色牢度。枕头、床单、被套等经常会被口水浸湿，婴幼儿也经常会将纺织品放入口中，所以这些纺织面料的颜色就存在着耐唾液色牢度的要求。这也是生态纺织品中对染色牢度要求的一项重要内容。

耐唾液色牢度检测的国家标准是GB/T 18886—2002《纺织品 色牢度试验 耐唾液色牢度》。

测试方法与耐汗渍色牢度试验方法完全相同，只是试验中用人造唾液代替人造汗液。最后，用评定变色用灰色样卡评定试样的变色，用评定沾色用灰色样卡评定贴衬织物与试样接触一面的沾色。

6.耐热压（熨烫）色牢度检测

耐热压（熨烫）色牢度是指染色织物在熨烫时颜色的坚牢程度。有的纺织品是要进行熨烫的，人们在日常生活中主要用下面三种熨烫方式：其一，纺织品干燥后用熨斗将其烫平；其二，干燥的纺织品上放块湿布或用蒸汽熨斗给其定型；其三，将湿的纺织品用熨斗烫干。在熨烫过程中要对纺织品施加高温或高温高湿，其温度多远远超过纺织品染色时的温度，对某些染料亦会产生很大的影响。故需熨烫的纺织品应该进行耐热压色牢度的检测。

GB/T 6152—1997《纺织品 色牢度试样 耐热压色牢度》规定了对于纺织材料和纺织品的颜色耐熨烫（热压）及热滚筒加工的能力，可根据最终用途的要求，在干、湿、潮的状态下进行热压试验。

(1)干压：将干试样在规定温度和规定压力的加热装置下受压一定时间（15s）。

(2)湿压：在湿试样的上面覆盖一块湿的棉贴衬，在规定温度和规定压力的加热装置下受压一定时间（15s）。

(3)潮压：在干试样的上面覆盖一块湿的棉贴衬，在规定温度和规定压力的加热装置下受压一定时间（15s）。

热压后，立即用评定变色用灰色样卡评定试样的变色，并在试验用标准大气中调整4h后再作一次评定；用评定沾色用灰色样卡评定棉贴衬织物的沾色（要用棉贴衬织物沾色较重的一面作评定）。耐熨烫色牢度分5个等级，5级最好，1级最差。

7.耐水色牢度检测

耐水色牢度是指纺织品的颜色耐水浸渍的能力。GB/T 5713—1997《纺织品 色牢度试验 耐水色牢度》中规定，将纺织品试样与一块或二块规定的贴衬织物贴合在一起，浸入水中，完全润湿后挤去水分，置于试验装置的两块平板中间，承受规定压力(12.5kPa)；带有组合试样的装置放入烘箱内，在37℃±2℃下处理4h；展开试样，悬挂在不超过60℃的空气中干燥，分别用灰色样卡评定干燥试样的变色和贴衬织物的沾色。

组合试样的制备方法与耐皂洗色牢度基本相同，单种纤维贴衬织物按标准规定。

8.耐干洗色牢度检测

某些原料的纺织品，如毛制品经水洗后其尺寸、外型、风格等将发生很大变化，所以这类纺织品经常只能干洗。某些染料对干洗液非常敏感，所以这类纺织品需要进行耐干洗色牢度的检测。一般认为染料在干洗液中会从纤维、织物上脱落，而不会再沾染上其他织物，故耐干洗色牢度检测不用贴衬织物。

耐干洗色牢度是指纺织品的颜色耐干洗液的能力。GB/T 5711—1997《纺织品 色牢度试验 耐干洗色牢度》中规定，将纺织品试样和不锈钢片一起放入棉布袋中，在全氯乙烯干洗液中洗涤后，过滤干洗液，评定干洗液的着色；试样干燥后，评定其变色牢度。

四、人眼对评级的影响

色牢度的色差通常是用人眼去评定的，人眼在这里起到检测器的作用，只有尽量去克服人眼的一些不足，才能保证检测出的结果准确可靠。以下几点关于人眼色度学方面的知识可以起到降低误差的作用。

1.色觉缺陷

有些人的眼睛是有色觉缺陷的，色盲肯定是不能进行色差评定的，而且色弱的人也不能进行色差评定。色弱与色盲不同，色盲没有颜色区别，只有深浅不同的灰度区别；而色弱能区分颜色，只是对某一颜色观察不出或不敏感，但是这些人平时往往不会被人注意，有时他们自己也不知道自己有色觉缺陷，这是要通过一定的方法检查来确定的。

2.视场

人的眼睛对大视场的分辨率高，对小于10°视场的分辨率就明显下降，所以对小面积样品进行评定时不要离眼睛太远。

3.距离

人眼对色差的评定是通过比较进行评定的，两个物体距离越远，就越不容易观察到它们之间的色差。所以进行色差评定时，两个样品要紧密地靠在一起，并且中间不要有任何缝隙。

4.麦克斯韦尔圆斑

人眼视网膜中央被一层黄色素覆盖着，故而人眼视觉中央会有一个黄色圆斑，大约4°视场，没有明确边界，随视线移动，叫做麦克斯韦尔圆斑。麦克斯韦尔圆斑会对评级产生影响，所以评级时应观察试样的总体颜色，而不应盯着中央的麦克斯韦尔圆斑。

【任务实施】

由专业教师收集各种印染织物或色织面料，同学分组分别测试织物的耐摩擦、皂洗和日晒色牢度，并作出评价。先由小组讨论和分析，影响织物色牢度的因素，再由教师点评。