【集萃網(wǎng)觀察】1前言
涂料染色其工藝簡(jiǎn)單、色澤鮮艷、流程較短,且對(duì)設(shè)備的要求不是太高。涂料色漿色譜齊全,有良好的升華牢度和耐日曬牢度,它具有活性染料不能比擬的。套絢麗的熒光色譜。涂料染色對(duì)纖維的適應(yīng)性強(qiáng),重演性比較好,色相穩(wěn)定,可適合棉纖維及其混紡或交織物的染色,同時(shí)可以獲得風(fēng)格獨(dú)特、新穎時(shí)尚的面料效果。
涂料染色的又一大特點(diǎn),它非常符合當(dāng)前生態(tài)染整、節(jié)能減排的理念,具有節(jié)省能源、對(duì)環(huán)境污染小的特點(diǎn),它又是一項(xiàng)兼顧清潔生產(chǎn)、節(jié)約能源和原材料的創(chuàng)新技術(shù)。其中國(guó)家經(jīng)貿(mào)委曾將涂料染色技術(shù)列為重點(diǎn)行業(yè)生產(chǎn)技術(shù)導(dǎo)向性目錄中,做為新技術(shù)去研究和發(fā)展。
近幾年,隨著市場(chǎng)對(duì)涂料染色產(chǎn)品風(fēng)格的需求,染整行業(yè)及其相關(guān)服裝行業(yè)對(duì)涂料染色的品種開發(fā)工作的重視,涂料染色的軋染、浸染以及成衣染技術(shù)得到進(jìn)一步提高,為拓展紡織服裝市場(chǎng)的發(fā)展起到一定的作用。不過(guò)對(duì)于針織面料來(lái)說(shuō),與常規(guī)的涂料浸軋染色工藝比較存在著較大的不同,在溢流染色設(shè)備上進(jìn)行批量生產(chǎn)同時(shí)存在著一些生產(chǎn)實(shí)踐上問(wèn)題和困難。由于針織面料的結(jié)構(gòu)特殊,經(jīng)過(guò)涂料染色后,容易出現(xiàn)色花、折痕以及布面表面摩擦痕;依然存在著摩擦牢度(干、濕摩擦和刷洗摩擦)較差等不足之處。
而筆者和一些針織染整企業(yè)的技術(shù)工作者們,共同開發(fā)和生產(chǎn)了棉針織面料涂料染色,諸如:中深色涂料染色、熒光涂料染色等。本文主要對(duì)涂料浸染工藝進(jìn)行一些工藝試驗(yàn)和生產(chǎn)實(shí)踐中的問(wèn)題及和解決方法進(jìn)行了探討。
2涂料染色機(jī)理
涂料是由顏料、分散劑和潤(rùn)濕劑組成的漿狀物,其不溶解于水,對(duì)纖維沒(méi)有親和力,按照常規(guī)染料的染色條件是不能進(jìn)行染色的。一般來(lái)說(shuō),涂料被分散成1微米大小的微粒子,吸附著于纖維表面,不同于染料的分子擴(kuò)散進(jìn)入纖維的內(nèi)層的。近年來(lái),涂料生產(chǎn)企業(yè)不斷探索開發(fā)了適合涂料染色用的超細(xì)顆粒的涂料,顆粒的細(xì)度為0.1~0.3微米,其具有較強(qiáng)的陰離子性,能在水中獲得良好的分散和潤(rùn)濕。
涂料浸染的機(jī)理是,在織物染色前通過(guò)一種特殊的改性處理,使織物表面帶陽(yáng)電荷,由于涂料分散體帶陰電荷,使涂料吸附到纖維上去,再通過(guò)粘合劑或特殊的樹脂進(jìn)行固化,使涂料在纖維上獲得良好的牢度。而涂料軋染是通過(guò)涂料物理性地附著在纖維表面,通過(guò)使用粘合劑的樹脂成分來(lái)幫助涂料在纖維表面的固著,達(dá)到一定的染色牢度。但是,由于受粘合劑中所含的樹脂的影響,有手感變硬的問(wèn)題,通常在針織面料上很少使用。
3工藝試驗(yàn)
3.1材料及儀器
3.1.1織物:全棉汗布、全棉毛圈布
3.1.2助劑:分散劑IS(拓納)、平平加O,陽(yáng)離子改性劑A、B,自交鏈低溫粘合劑AH-2(合肥低溫粘合劑廠),柔軟型粘合劑CS-278(上海長(zhǎng)盛),水性聚氨酯樹脂USV(拓納),染色涂料色漿(上海勞安涂料有限公司)。
3.1-3儀器:常溫振蕩染樣機(jī)(瑞比)、標(biāo)準(zhǔn)牢度皂洗儀器、Y571B型耐摩擦色牢度儀、電子測(cè)色儀(Datacolor SF600 PLUS-CT)。
3.2試驗(yàn)要求
3.2.1試驗(yàn)工藝流程
前處理練漂——除毛酵素——陽(yáng)離子劑化處理——水洗——涂料染色——水洗——固著——脫水——烘干——定型
3.2.2針織布前處理要求
由于棉針織布胚布卜存在大量的油劑、棉殼和雜質(zhì)等,必須采用常規(guī)的前處理練漂工藝,充分去除雜質(zhì),保持織物良好的潤(rùn)濕性和滲透性,毛效良好(試驗(yàn)織物控制在8—10cm/30分鐘)。為了提高和改善涂料對(duì)織物的吸附效果以及布面的光潔度,對(duì)前處理后的針織布進(jìn)行除毛酵素拋光處理。
3.2.3陽(yáng)離子化改性處理
陽(yáng)離子化改性劑室溫入染,調(diào)節(jié)PH值,升溫速度在1-2℃/分鐘,試驗(yàn)浴比在1:25.30,升溫到60—70℃保溫20~30分鐘,常溫水洗后,待涂料染色。
3.3.3涂料染色
染色試驗(yàn)階段包括始染溫度、升溫速度和最終染色溫度。始染溫度一般控制在30~40℃,升溫速度控制在1-2℃/分鐘,試驗(yàn)染色溫度在60—70℃,保溫時(shí)間在20—30分鐘。
3.3測(cè)試
3.3.1牢度測(cè)試
皂洗牢度測(cè)試按GB/T420-90標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試,摩擦色牢度測(cè)試按GB/T3920—1997《紡織品耐摩擦色牢度實(shí)驗(yàn)方法》標(biāo)準(zhǔn)。
3.3.2染色后織物的K/S值和褪色率測(cè)試
染色后織物的剛S值在Datacolor SF600 PLUS-CT測(cè)色儀上測(cè)定,水洗后的褪色率%的計(jì)算方法:褪色率%=(1-水洗后的K/S值/水洗前的K/S值)×100,水洗方法以加入1g/l的洗衣粉,50℃洗滌30分鐘,然后脫水烘干。
4試驗(yàn)結(jié)果和討論
4.1涂料的選擇
根據(jù)涂料浸染的特點(diǎn),經(jīng)過(guò)在纖維表面引入陽(yáng)離子基團(tuán)后,要求涂料具有較好的吸附性能和滲透性能,選擇超細(xì)涂料色漿來(lái)解決改善顏色深度和染色牢度。通過(guò)我們實(shí)際應(yīng)用表明,選擇上海勞安涂料有限公司的A型染色涂料色漿和熒光涂料色漿,各方面的性能指標(biāo)比較理想,其結(jié)果見表1。
4.2陽(yáng)離子改性劑的選用
根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道,經(jīng)過(guò)陽(yáng)離子化改性后,使纖維素纖維表面不再帶負(fù)電荷而帶上一定數(shù)量的正電荷,呈陽(yáng)離子性,能夠很好地與涂料產(chǎn)生靜電吸引力,涂料分子充分地吸附固著在纖維上。我們選用目前市面上兩種分子結(jié)構(gòu)不同的陽(yáng)離子化改性劑,進(jìn)行比較試驗(yàn),結(jié)果見表2、3。
由表2看出,兩種不同分子結(jié)構(gòu)的改性劑,雖然結(jié)構(gòu)不同和工藝條件有所不同,但對(duì)涂料染色的各項(xiàng)染色牢度性能差異變化不大;從得色濃度來(lái)看,改性劑B的染色濃度K/S值要略高于改性劑A;從工藝要求的角度來(lái)看,改性劑A的工藝控制難度比較小。
4.3陽(yáng)離子改性劑用量對(duì)染色性能的影響
通過(guò)上述試驗(yàn)得出結(jié)果,我們選用改性劑A,將改性劑用量變化對(duì)涂料染色深度和牢度的影響進(jìn)行比較試驗(yàn),見表4。
由表4看出,隨著改性劑A用量的增加,涂料染色織物的K/S值逐漸增大,在3-4%的范圍內(nèi),陽(yáng)離子化后織物與涂料之問(wèn)的吸附力已經(jīng)飽和,同時(shí)各項(xiàng)牢度指標(biāo)亦有所提高。所以較適宜的改性劑用量為3.4%。
表1 超細(xì)染色涂料色漿在棉針織布上進(jìn)行浸染的各項(xiàng)染色牢度
注:上述試驗(yàn)的配方:陽(yáng)離子化改性劑4%、涂料色漿2%、 粘合劑30g/l、浴比為1:20
表2選用的兩種分子結(jié)構(gòu)不同的陽(yáng)離子改性劑性能比較
表3 兩種陽(yáng)離子改性劑對(duì)涂料染色深度和牢度的比較
注:上述試驗(yàn)的配方:涂料色漿2%、粘合劑20g/l、浴比為1:20
表4陽(yáng)離子改性劑A的用量對(duì)涂料染色深度和牢度的影響
注:上述試驗(yàn)的配方:涂料色漿艷藍(lán)A302 2%、粘合劑20g/l、浴比為1:20
4.4分散劑對(duì)染色性能的影響
由于針織面料的結(jié)構(gòu)及浸染設(shè)備的局限,考慮織物在濕態(tài)流轉(zhuǎn)摩擦的狀態(tài)下,降低溶液的表面張力,改善涂料顆粒的均勻擴(kuò)散滲透,國(guó)外文獻(xiàn)有報(bào)道,加入適量表面活性劑或分散劑,有助于織物對(duì)涂料的吸附和勻染的改善,我們選用分散劑Is和平平加0進(jìn)行試驗(yàn),結(jié)果見表5。
由表5可知,當(dāng)在涂料染色中分別加入0.1g/l、0.5g/l、1.0 g/l的分散劑Is或者平平加O后,涂料的吸附深度有所變化,這可能是織物經(jīng)過(guò)陽(yáng)離子改性后,纖維的親水性得到進(jìn)一步改善,當(dāng)一定量表面活性劑的加入,纖維再次潤(rùn)濕擴(kuò)張,涂料與纖維的親和力達(dá)到平衡點(diǎn)。從試驗(yàn)中認(rèn)為:加入0.5g/l分散劑IS,對(duì)提高涂料染色的得色度和色花的改善有一定的作用。
表5 分散劑或表面活性劑對(duì)涂料染色深度和牢度的影響
注:上述試驗(yàn)的配方:改性劑A 4%、涂料色漿艷藍(lán)A302 2%、粘合劑20g/l、浴比為1:20
4.5不同粘著劑對(duì)涂料染色牢度的變化影響
粘著劑的作用在涂料浸染過(guò)程中起到的作用有別于涂料浸軋的,它主要利用纖維素纖維的親合性,通過(guò)在設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的摩擦張力,使粘合劑以自交聯(lián)或直接和纖維間形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的表層薄膜,獲得一定的摩擦牢度。我們分別選用幾種不同結(jié)構(gòu)的粘著劑,對(duì)涂料染色進(jìn)行褪色程度的分析,還對(duì)手感以及布面效果等方面進(jìn)行觀察,結(jié)果見表6。
由表6表明,粘著劑在涂料染色的過(guò)程中起到的一定的粘附作用,有助于牢度的提高和改善,對(duì)比的三只粘著劑使用量在20—30g/l的時(shí)候,干濕摩擦牢度等級(jí)比較接近。從褪色程度的變化來(lái)看,自交聯(lián)型丙烯酸共聚物結(jié)構(gòu)的粘著劑,其褪色度要好于聚氨酯類的粘著劑,AH-2>cs278>usv;從手感效果來(lái)看,親水性聚氨酯的效果最好,丙烯酸類粘合劑隨著用量的增加牢度趨于穩(wěn)定,但手感的柔軟度會(huì)有所下降;從試驗(yàn)的布面效果來(lái)看,丙烯酸類粘合劑的效果要差于親水性聚氨酯,容易出現(xiàn)摩擦痕等。
表6不同結(jié)構(gòu)的粘著劑對(duì)涂料染色褪色度和染色性能的比較
注:上述試驗(yàn)的配方:涂料色漿2%、室溫加入粘合劑,運(yùn)轉(zhuǎn)5~10分鐘,浴比為1:20
5生產(chǎn)實(shí)踐
通過(guò)一系列的涂料浸染工藝優(yōu)化試驗(yàn),積累了批量生產(chǎn)的一些經(jīng)驗(yàn),先后在浙江泛太平洋針織染整有限公司、馬鞍山海獅針織服飾有限公司等單位,進(jìn)行批量生產(chǎn)了滌/棉、棉針織布熒光涂料染色,全棉毛圈深色涂料染色等。大生產(chǎn)色光穩(wěn)定,缸差小,手感好,牢度好,產(chǎn)品質(zhì)量得到客戶的肯定。
5.1大貨生產(chǎn)工藝實(shí)例
5.1.1棉針織布熒光涂料染色
(1)織物:32s全棉汗布(160克重)
(2)生產(chǎn)設(shè)備:溢流染色機(jī),浴比1:25
(3)工藝流程及工藝條件:前處理練漂——(除毛酵素)——陽(yáng)離子劑化處理(60℃/20min)——水洗1-2遍(室溫冷水)——涂料染色(60℃/20min)——水洗1~2遍(室溫冷水)——浸泡固著劑(室溫)——脫水——烘干——定型
(4)工藝配方:
陽(yáng)離子化改性劑 4%
熒光涂料色漿 x%
防皺劑 1g/l
柔軟型粘合劑CS一278 25g/l
5.1.2全棉毛圈布深色涂料染色
(1)織物:18s全棉毛圈布(450克重)
(2)生產(chǎn)設(shè)備:溢流染色機(jī),浴比1:25
(3)工藝流程:前處理練漂——除毛酵素——陽(yáng)離子劑化處理——水洗1~2遍(室溫冷水)——涂料染色——水洗1~2遍(室溫冷水)——浸泡圄著劑——脫水——轉(zhuǎn)筒烘干——開幅——柔軟定型
(4)工藝配方:
陽(yáng)離子化改性劑 4%
超細(xì)染色涂料色漿 x%
分散劑IS 0.5g/l
親水性聚氨酯粘著劑30 g/l
5.2生產(chǎn)過(guò)程中注意事項(xiàng)
5.2.1 陽(yáng)離子化處理后,一定要充分水洗呈中性,這樣有助于涂料染色的得色深度.
5.2.2涂料染色過(guò)程中,如果升溫速度太快會(huì)影響染色的均勻性,會(huì)導(dǎo)致色花等疵病。
5.2.3浴比控制在1:30,浴比太小,會(huì)增加織物與機(jī)械的摩擦力,極易造成白條、褶皺及色花等。
5.2.4溢流染色機(jī)轉(zhuǎn)速和噴嘴壓力要調(diào)節(jié)到較慢的狀態(tài),這樣有助于面料表面不易起毛和折痕。
5.2.5轉(zhuǎn)筒烘干采用正一次反一次,控制裝布容量,盡量減少摩擦。
6.結(jié)論
(1)選擇適當(dāng)細(xì)度涂料染色色漿,使棉針織布在溢流染色時(shí)的得色量高,色澤鮮艷,牢度良好。
(2)涂料溢流染色的陽(yáng)離子化工藝,改性劑用量為3-4%,溫度60℃,時(shí)間20min,升溫不宜過(guò)快。
(3)在涂料溢流染色工藝中,加入分散劑0.5~1.Og/l,可以改善涂料染色織物的K/S值,同時(shí)染色后,加入適當(dāng)?shù)恼持鴦Σ晾味纫灿兴岣摺?
(4)由于針織面料組織結(jié)構(gòu)的特殊性,要求織物在濕態(tài)下提高濕折皺回復(fù)角,因此加入水性聚氨酯類的粘著劑,建議用量為20—30g/l,這樣可以改善因?yàn)樵谝缌魅旧珯C(jī)過(guò)程中,相互摩擦拉伸而引起的折痕和摩擦印,另外染色牢度也得到了保證。
(5)采用熒光涂料染色可以彌補(bǔ)棉活性染色的空缺,可以進(jìn)一步實(shí)踐探索。
(6)通過(guò)試驗(yàn)和實(shí)踐表明,針織布的涂料染色在溢流染色中的應(yīng)用,是一項(xiàng)兼顧清潔生產(chǎn)、節(jié)約能源、面料風(fēng)格創(chuàng)新等技術(shù),還有待進(jìn)一步實(shí)踐探索,完善設(shè)備的配套改造,減少實(shí)際生產(chǎn)中產(chǎn)生的摩擦印和折痕。
來(lái)源: 印染在線 作者:李 峻 江蘇省紡織工程學(xué)會(huì)印染專業(yè)委員會(huì)