杨帅 杨梅 周锋

摘 要：采用3支荧光染料分别对棉机织物进行印花，对不同质量百分含量下的荧光染料印花织物的最大反射率、亮度因子和其色度坐标进行测试，并对其荧光发射光谱和耐皂洗色牢度和摩擦色牢度进行测试。结果表明，荧光黄染料质量百分含量在0.05%～0.1%范围内时，其印花棉织物既有明显的荧光效果，又有高可视性警示作用;而质量百分含量在0.01%～0.1%范围内的荧光橙染料和质量百分含量在0.01%～0.5%范围内的荧光红染料虽然有明显的荧光效果，达不到国家标准规定的高可视性警示服的要求。其耐皂洗色牢度达到4～5级，耐摩擦色牢度达到3～4级。

关键词：荧光染料;棉织物;印花

中图分类号：TS193.6              文献标识码：C                文章编号：1674-2346（2021）02-0005-06

1    前言

儿童服用面料多采用棉纤维来满足其柔软、吸湿亲肤的穿着舒适性要求，然而棉纤维光泽较柔和，用常规染料染色没有较高的辨识度。荧光染料以其特有的颜色鲜艳度常被用来当作警示色，在纺织品方面被用作职业警示服装。[1]荧光染料多为分散染料或涂料，难以对棉织物进行染色。[2]因此，本研究拟采用3支荧光染料（分散荧光黄、分散荧光橙和分散荧光红）对棉机织物进行印花，通过测试印花织物的反射率、荧光发射光谱、亮度因子及色度x-y值来选择具有高可视性警示性能的荧光染料及其适当的用量，以期获得具有高可视性警示作用的学生穿着的荧光校服、儿童夜间安全服等。[3]

2    试验

2.1    材料、试剂与设备

材料：30S纯棉机织物

试剂：荧光黄Papilion Yellow F-10GTN 400%、荧光橙Papilion Orange F-GRN、荧光红Papilion Red F-FG（京仁洋行株式会社上海分公司）、印花用透明浆（尿素+乳化糊+粘合剂）

设备：FA2104型电子天平（上海精密科学仪器有限公司）、Datacolor SF600电脑测色配色仪（Datacolor公司）、FL3-111型荧光光谱仪（法国Horiba）、SW-12D耐洗色牢度试验机（宁波纺织仪器厂）、Y571B型摩擦牢度仪（宁波纺织仪器厂）、101A-2型烘箱（宁波纺织仪器厂）等。

2.2    试验方法

2.2.1 印花工艺处方：荧光染料x g、透明浆（尿素+乳化糊+粘合剂） （10-x） g、合成 10 g

2.2.2    印花工艺流程：调色浆印花-烘干（100℃，5min）

2.3    测试方法

2.3.1    反射率R

利用Datacolor SF600电脑测色配色仪，测定织物的最大反射率R。

2.3.2 亮度因子Y及其色度坐标x-y值

利用Datacolor SF600电脑测色配色仪，参照GB20653-2006《职业用高可视性警示服》方法，即在D65标准照明体、45/0照明/观察几何条件以及2笆映〗牵馐允保匝旅嬗泻谏牡嫖铮胁馐浴⑵兰邸？锤魃茸晔欠裨？个颜色区域内，其亮度因子是否大于各颜色的最小值。

2.3.3 荧光发射光谱

利用FL3-111型荧光光谱仪在320nm波长紫外光的照射激发状态下测试试样的荧光发射光谱。

2.3.4 色牢度

按照GB/T 3921-2008《纺织品 色牢度试验 耐皂洗色牢度》测定耐皂洗色牢度。按照GB/T 3920-2008《纺织品 色牢度试验 耐摩擦色牢度》测定耐摩擦色牢度。

3 结果与讨论

3.1 荧光染料质量百分含量对其荧光性能的影响

3.1.1 荧光染料质量百分含量对印花织物最大反射率的影响

荧光染料染色（印花）的织物可在阳光或月光下特别醒目，这种视觉效果归功于荧光织物具有较高的反射率，一般情况下，荧光织物的反射率越高说明其荧光效果越明显。[4]图1、图2、图3分别为荧光黄、荧光橙和荧光红染料对印花浆料的质量百分含量对棉织物最大反射率的影响。

图1显示，当荧光黄染料对印花浆料的质量百分含量小于0.5%时，印花棉织物的反射率大于空白棉织物的反射率。

图2显示，当荧光橙染料对印花浆料的质量百分含量小于0.3%时，印花棉织物的最大反射率大于空白棉织物的反射率。

图3显示，当荧光红染料对印花浆料的质量百分含量不大于0.5%时，印花棉织物的反射率大于空白棉织物的反射率。

在荧光发射区域（印花棉织物反射率大于空白样反射率区域），随着染料用量增加，光譜曲线有红移趋势，这与染料的聚集状态有关;当染料用量超过某个临界浓度后，染料可能会因为过度聚集而产生荧光猝灭，即荧光染料受激发后，离子回到基态时不发射光子，而将激发能散发为热（晶格振动）。[5]织物的反射率（荧光强度）随着染料用量的提升而明显地减小。

3.1.2    荧光染料质量百分含量对印花织物亮度因子及其色度坐标的影响

根据GB20653-2006《职业用高可视性警示服》方法，织物若要具有高可视性警示作用，其基底材料的亮度因子应大于表中的最小值，即荧光黄色织物亮度因子应大于0.70，荧光橙色织物亮度因子应大于0.40，荧光红色织物亮度因子应大于0.25。图4、图5、图6分别是荧光染料不同质量百分含量下织物的亮度因子，从图中可以看出，当荧光黄和荧光橙染料质量百分含量小于0.3%，荧光红染料质量百分含量小于0.5%时，其印花织物的亮度因子可达到国家标准的要求。

综合最大反射率來看，3种荧光染料均是在染料用量较少时，印花织物显示良好的荧光效果并具有一定的警示性，而当用量较多时，织物反而没有荧光效果也就没有了高可视性警示作用。

图7、图8、图9分别是荧光黄、荧光橙和荧光红染料在不同的质量百分含量下印花织物的x-y色度图。根据GB20653-2006《职业用高可视性警示服》方法，织物若要具有高可视性警示作用，除了亮度因子要大于规定的最小值外，其各色度坐标还应在各自规定的颜色区域内，即图中的橙色区域内。从图中可以看出，荧光橙和荧光红染料的所有浓度的色度坐标均不在规定的区域内，只有荧光黄染料的质量百分含量在0.05%～1%范围内，其印花织物的色度坐标才在规定的区域内。

综合最大反射率、亮度因子和色度坐标3方面来看，当荧光黄染料质量百分含量在0.05%～0.1%范围内时，其印花棉织物既有明显的荧光效果，又有高可视性警示作用;而质量百分含量在0.01%～0.1%范围内的荧光橙染料和质量百分含量在0.01%～0.5%范围内的荧光红染料虽然有明显的荧光效果，却达不到国家标准规定的高可视性警示服的要求。

3.1.3    荧光染料的荧光发射光谱分析

为了进一步探究上述结果，特对3种荧光染料印花织物荧光效果最明显的试样作荧光发射光谱分析，即0.05%的荧光黄、0.05%的荧光橙和0.1%的荧光红织物经过320nm波长的光照后测试其荧光发射光谱，结果如图10、图11、图12所示。当这3块印花织物经过激发后，荧光黄织物在510nm处的发射峰强度约2500000cps，荧光橙织物在590nm处的发射峰强度约550000cps，而荧光红织物在600nm处的发射峰强度约1300000cps。这与上面的结论相一致，虽然0.05%荧光橙和0.1%荧光红印花棉织物虽然有明显的荧光效果，可是其发射光强度还不足以达到高可视性警示的要求，只有0.05%荧光黄印花棉织物的荧光效果达到了国家标准规定的高可视性警示的要求。

3.1.4    荧光染料印花棉织物的色牢度

将上述印花织物根据GB/T 3921-2008《纺织品 色牢度试验 耐皂洗色牢度》和GB/T 3920-2008《纺织品 色牢度试验 耐摩擦色牢度》进行色牢度测试，结果表明，其耐皂洗色牢度达到4～5级，耐摩擦色牢度达到3～4级。

4    结论

当荧光黄染料质量百分含量在0.05%～0.1%范围内时，其印花棉织物既有明显的荧光效果，又有高可视性警示作用;而质量百分含量在0.01%～0.1%范围内的荧光橙染料和质量百分含量在0.01%～0.5%范围内的荧光红染料虽然有明显的荧光效果，其荧光发射光谱显示发射峰强度不高，达不到国家标准规定的高可视性警示服的要求。其耐皂洗色牢度达到4～5级，耐摩擦色牢度达到3～4级。

参考文献

[1]张明浩.锦纶织物的荧光染色性能及其功能性整理[D].上海：东华大学，2020：1-3.

[2]杨文芳，周微.荧光染料用于涤纶织物染色的荧光性能研究[J]. 染料与染色，2004（04）：23-25.

[3]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（9）：40-44.

[4]秦传香，鲍志敏，戴礼兴，等.新型萘酰亚胺类荧光染料的合成及其染色应用[J].纺织学报，2018（7）：74-88.

[5]中国科学院，吉林物理所，中国科学技术大学.固体发光[M].北京：中国科学院出版社，1976： 3.

On the Properties of Fluorescent Dye Printing of Cotton Fabrics

YANG Shuai    YANG Mei    ZHOU Feng

（School of Textile，Zhejiang Fashion Institute of Technology，Ningbo，Zhejiang 315211，China）

Abstract： Three fluorescent dyes were used to print cotton woven fabrics.The maximum reflectivity， brightness factor and chromaticity coordinate of fluorescent dye printed fabrics with different mass percentage content were tested，and the fluorescence emission spectrum，soap washing color fastness and friction color fastness were tested as well.The results show that the printed cotton fabric has both obvious fluorescence effect and high visibility warning effect when the mass content of fluorescent yellow dye is within 0.05%～0.1%，while the fluorescent orange dye and the fluorescent red dye in 0.01%～0.5% range have obvious fluorescence effect，which can not meet the requirements of high visibility warning suit stipulated by national standard.The color fastness to soap washing is 4～5 degree，and the color fastness to friction is 3～4 degree.

Keywords：fluorescent dyes;cotton fabrics;printing