对氧系漂白剂染色坚牢度试验方法的探讨

2014-03-07日本纤维和家庭护理研究中心野村昌史

中国洗涤用品工业 2014年8期

关键词：漂白剂色差灰度

日本纤维和家庭护理研究中心野村昌史

对氧系漂白剂染色坚牢度试验方法的探讨

日本纤维和家庭护理研究中心野村昌史

本文从多方面探讨了日本标准中关于氧系漂白剂染色坚牢度试验方法的适用性。确认JIS-B法是评价家庭洗涤染色坚牢度的恰当方法，最后指出了建立染色坚牢度评价法的重要性。

织物护理；氧系漂白剂；染色坚牢度

日本关于纤维制品表示方法的规定收载于日本标准《纤维制品的表示记号及表示方法》（JIS L0217），其中对氯系漂白剂使用可否的表示法作出了规定。ISO3785是国际通行的纤维制品表示符号标准，在围绕该标准的国际适用性和普遍适用性进行的研讨中，国际标准化组织于2012年对包括日本在内的亚洲地区广泛采用的自然干燥记号等内容进行了修订。

针对这种情况，日本对JIS L0217标准进行了修订。日本工业标准调查会下设的开发委员会于2011年召开会议，对纤维制品表示符号的ISO法进行了讨论。在随后提出的修订草案中，废止了原来的两种漂白剂表示符号“可以使用氯系漂白剂漂白”和“不可以使用氯系漂白剂漂白”，取而代之的是“可以使用氯系漂白剂和氧系漂白剂”、“只可使用氧系漂白剂，不可使用氯系漂白剂”和“不可使用任何漂白剂/禁止漂白”三种（图1）。值得注意的是，这种变化并不只是表示符号的改变，它还会导致与表示方法相对应的试验方法和标准的变更。

图1 JIS L0217修正草案与现行表示方法的对比

判断可否使用氧系漂白剂时应进行染色坚牢度试验，国际上通用的方法是ISO3785中的“氧系漂白的染色坚牢度试验方法”（ISO 105-C09），日本适用的方法是“添加过碳酸钠漂白与洗涤有关的染色坚牢度试验方法”（JIS L0889）。但是，ISO 105-C09试验是以过硼酸钠作为漂白剂的，不符合日本家用漂白剂的实际情况。况且，过硼酸钠是日本《化学物质排出把握管理促进法》（PRTR法）中规定的I类指定化学物质，日本《水质污浊防止法》第2条中也将过硼酸钠列为有害物质。也就是说，过硼酸钠的使用在日本是受限制的。因此，ISO105-C09试验方法在日本存在适用性问题。基于以上理由，日本工业标准调查会开发委员会对JIS L0217中的氧系漂白剂染色坚牢度试验进行了修订，推出了代号JIS L0889的氧系漂白剂试验方法。

JIS L0889试验方法规定了药剂的使用浓度、处理温度以及试验所使用的仪器，但对于日本家用氧系漂白剂对衣物染色坚牢度影响的实际状况还需要进一步确认。为了考察JIS L0889试验方法在家庭洗涤中的适用性（使用日本市售的氧系漂白剂），日本纤维制品技术研究会（ATTS）下设的氧系漂白剂研究分会组织开展了氧系漂白剂对衣服染色坚牢度影响的研究。具体方法是：采用标准洗衣机和市售的洗涤剂及氧系漂白剂，对各种试验用染色试样进行累积洗涤处理，考察试样的色差和变褪色情况（灰度等级）。以下就是该研究报告的具体内容。

1. 评价方法

1.1 皮肤使用的染色试样

在欧洲肥皂洗涤剂工业协会（A.I.S.E.）的试验用染色试料中，考察氧系漂白剂对试料染色坚牢度的影响时，采用的是比较弱的试料（详见表1）。

1.2 皮肤试验方法

表2中对ISO105-C09、JIS L0889-1998及家庭洗涤条件下的洗涤处理方法进行了比较。参与试验的机构有日本纤维检查协会（公益财团法人）、日本纤维制品品质技术中心（一般财团法人）和原日本化学纤维检查协会（一般财团法人）。干燥后的试料及贴衬白布按照下述方法进行评价：

1）采用GretagMacbeth积分球分光光度计进行测色评价：

光源：D65光（包含UV光），视角10o，不含正反射成分的反射；

测色径：25mmΦ；

测色项目：L★、a★、b★值，ΔE（L★、a★、b★）表示与原布的色差；

测色面：将10×4cm的测试布对折为5×4cm，试验后，每块布表里各分两种情况进行测定。

2）视觉判定：试验布片的变色、褪色和贴衬白布的污染等级，通过视觉直观判定出各自的等级。

2. 结果及考察

2.1 比较ISO法和JIS法对各种试料染色坚牢度的影响

表3、表4和表5是对表1所示的试料的染色坚牢度、表2所示的ISO法、JIS-A法、JIS-B法的调查结果（平均值）。从该试验结果可以看出：AISE01、AISE20、AISE28及AISE29容易受到氧系漂白剂的影响，其中AISE01表现出明显的变褪色和污染程度大的倾向。

表1 研究使用的试料

表2 洗涤方法的比较

表3 对试样的色差和灰度等级的测量结果

表4 对标准贴衬织物的色差和灰度等级的测量结果（棉）

表5 对标准贴衬织物的色差和灰度等级的测量结果（丝）

除AISE01外，在对其他3种试料（AISE20、AISE28、AISE29）染色坚牢度试验计算出的色差ΔE（L★、a★、b★）进行等级比较时，发现试料的变褪色程度大致按照ISO法→JIS-A法→JIS-B法的顺序渐减。其原因是，ISO法比其他方法在高温下处理的时间长，而且还使用了漂白活化剂TAED；JIS-B法变褪色程度较小，缘于该方法采用静置方式处理，试料与漂白成分的接触频率低。

2.2 家庭洗涤中使用市售氧系漂白剂对染色坚牢度的影响

通过ISO法、JIS-A法和JIS-B法，比较了家庭洗涤中使用的市售氧系漂白剂对试料染色坚牢度的影响。图2是用AISE20、AISE28和AISE29进行累积洗涤后，对Δ色差[10]的比较结果，表6～表8是各试样洗涤后灰度等级的详细数据。研究确认：尽管试料种类和氧系漂白剂的使用浓度会造成染色坚牢度绝对值的差别，但在JIS-A法和JIS-B法附近的位置（指图中的3条水平线），HW-1法（采取漂白剂浸渍的洗涤条件）洗涤50次后，与ISO法呈现同等程度的Δ色差。

洗涤条件为：MW-1用0.83g/L市售洗衣粉[11]洗涤；MW-2用0.83g/L市售洗衣粉[11]和0.33g/L市售氧漂粉洗涤；MW-3用0.83g/L市售洗衣粉[11]和1.0g/L市售氧漂粉洗涤；MW-4用0.83g/L市售洗衣粉[11]和0.66g/L市售氧漂液洗涤；HW-1用0.83g/L市售洗衣粉[11]洗涤，然后用5g/L市售氧漂粉浸泡。

在本试验中，特别是在比较MW-2法和MW-3法的试验结果时可以发现：氧系漂白剂浓度对染色坚牢度的影响甚微，反倒是漂白剂以外的因素（如洗涤水的氯浓度）对染色坚牢度有显著影响。今后，还需要对上述原因作进一步分析，以构筑再现性高的评价体系。

表6 用市售氧系漂白剂洗涤AISE20后的灰度等级

表7 用市售氧系漂白剂洗涤AISE28后的灰度等级

表8 用市售氧系漂白剂洗涤AISE29后的灰度等级

2.3 市售氧系漂白剂对染色坚牢度的影响

如本文2.2所述，由MW、HW两种家庭洗涤条件所得到的染色坚牢度居JIS-A法和JIS-B法二者之间，这些方法是模拟商业洗涤或家庭洗涤的试验方法。其处理温度存在较大的差异，并且没有考虑家庭中广泛使用的氧系漂白剂中漂白活化剂的影响。为探究处理温度和漂白活化剂对染色坚牢度的影响，本研究提出了基于JIS-A法的C试验法（以下简称C法）。

洗涤试验方法按照表2中所描述的JIS-A法执行。其试样包括AISE20、AISE28和AISE29三种，实验装置为Launder-O-meter，洗涤剂为0.83g/L市售洗衣粉溶液（无漂白剂和荧光增白剂），漂白剂为5g/L的PC和0.5g/L的TAED，试验温度为40℃、50℃和60℃。

在用C法测试各试料在用氧系漂白剂+洗涤剂处理后所取得的Δ色差及灰度等级时，确认AISE20和AISE29两种试料的染色坚牢度相对温度而言具有依存性。总体来说，C法获得的染色坚牢度ΔE比ISO法小，但介于JIS-A法和JIS-B法之间，与2.2的试验结果一致（表9）。由于配入TAED的C法造成的Δ色差低于在同等水平下不配入TAED的JIS法，因而可以认为漂白活化剂对染色坚牢度没有影响。

安部田贞治等人认定：在用氧系漂白剂处理染色衣物之际，衣物的变褪色和劈裂强度与处理温度存在依存关系。因而，他们建议把JIS-B法作为家庭洗涤评价染色坚牢度的方法。本文的各种试验数据证实了安部田贞治等人的论断，JIS-B法是与家庭洗涤条件最接近的试验方法。

表9 对Δ色差及灰度等级的测定结果

比较JIS L0889-1998与1983年ATTS发布的“氧系漂白剂对染色坚牢度及强度试验方法”的差别就会发现：它们规定的处理时间分别为2min和2h。与1987年正式版本所记载的2h相比，有可能是最初的修订版（JIS L0889-1998）在修订过程中把时间单位弄错了。

为了进一步验证JIS-B法中浸渍时间的有效性，本研究考察了延长浸渍时间对Δ色差的影响。研究结果确认，延长浸泡时间会导致Δ色差增加（表10）。该结论也可从用视觉直观判定的灰度等级得到佐证。

3. 评价试验法的设定

在用易受氧系漂白剂影响的AISE试验用染色试料的讨论中，本研究采用市售的氧系漂白剂按家庭标准洗涤方法进行试验，发现ISO法过于严格，JIS-B法则是比JIS-A法更加合适的方法。从试料的种类来看，染色坚牢度对温度有依存性，而且市售氧系漂白剂中配入的漂白活化剂对染色坚牢度无影响。

现行JIS-B法规定的浸渍时间为2min，与当初设定的2h相比，得到的试验结果没有很大差距。但是，浸渍时间延长后，试验结果的再现性更好。从以上的试验结果来看，即使JIS -B法（JIS L0889-1998）把处理时间修改为2min，仍然可以作为家庭洗涤的评价方法。

4. 结论

氧系漂白剂对染色坚牢度的影响是日本纤维制品技术研究会（ATTS）早在30年前就已经讨论过的内容。在本研究中讨论的JIS L0889的A法和B法以及ISO 105-C09法（2001年）分别设定了各自的试验条件。但是，这些条件的设定与当时衣物的种类和洗涤方式、氧系漂白剂的成分等因素密切相关，并根据化学物质涉及环境方面的适用法令进行调整。ISO 105-C09中规定的氧系漂白剂（过硼酸钠），在日本《化学物质排出把握管理促进法》（PRTR法）中属于I类指定化学物质，在《水质污浊防止法》中属于第2条中的有害物质，而且过硼酸钠的分解产物硼酸在欧洲REACH法中属于SVHC（高度关注的物质）。从洗涤环境变化和环境安全的角度考虑，ISO 105-C09作为家庭洗涤的指定试验方法值得商榷。