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涂料在纯棉成衣染色中的应用研究
集萃印花网  2010-09-06 00:00:00
    【集萃网观察】洗染业用水量较大,也是比较重要的废水污染源,随着市场竞争的日益激烈,迫于对生产的严格核算和环境保护的压力,使用一些经营管理者更乐于接受节能节水降低成本的涂料染色。涂料染色因工艺简单、流程短、适应性强、色泽鲜艳、色谱齐全等特点而被广泛应用。作为涂料发色成分的颜料其本身对棉纤维等没有亲和力,因此匀染性好。成衣染色适合小批量、多品种生产,适合变化频繁的市场需求,由此引起业内人士的广泛关注。近几年来,涂料成衣染色在韩国、日本、德国等国家发展势头很好,在我们国家也正在进行开发和研究,但步伐明显落后于发达国家。

  1、染色原理

  涂料色浆的发色成分是一定细度的颜色粒子,它们在涂料色浆中以悬浮状态存在,所以不是以单分子分散的,染色时全靠色淀粒子沉积在被染物上,由于这些色淀对棉纤维有很微弱的亲和力,上染稍深的品种时,要靠粘合剂在表面形成网络结构缠绕涂料色淀,使其固着作为发色成分的颜料,其结构大多是以酞菁、蒽醌、偶氮等为基础的,分子中含有-HONH-、-NH、-OCH3、-NO2、-COCH3等极性基团,可与棉纤维形成较弱的范德化力和氢键;另一方面酞菁、蒽醌、偶氮等结构上的极性基团成阴电荷性,而棉纤维是多羟基纤维其表面也呈阴电荷性对颜料且有排斥作用,即使是沉积在纤维上的色淀,它们的结合也是不牢固的。如果使用阳离子化技术,就是用含有一个或多个季铵原子的无色活性化合物对棉纤维进行接枝变性,在纤维素纤维上引上阳离子基团,使其在当时对阴离子型染料的吸收程度得到显著改善。作为纤维素纤维的变性剂,国外已应用的商品有3-氮、2-羟丙基三甲基氯化铵。上海色织科技研究所开发的CF-1此属于此类。它在碱性条件下,生成反应性很强的具有活性氧的化合物。它在烧碱的催化作用下,能与棉纤维中的部门伯醇羟基发生加成反应,而形成棉的阳离子化合物。这样接上的这部分基团在棉纤维和颜料之间起到连接作用,和棉纤维以共价键结合,和颜料以离子键结合,因此不但可使涂料染色的上染率提高,而且上染后的色牢度也得到提高,固色需要的粘合剂的量也大大减少,甚至在上染浅色时不需要粘合剂固色处理即可以满足要求,染深色时需要较少的粘合剂,这样涂料染色就可以满足上染所有色泽的要求了。

  2、工艺条件

  预处理:将被染物在碱性条件下在成衣染色机内发生变性反应。预处理剂的用量根据被染色物要求的色泽深浅决定,预处理剂先用温水稀释后倒入成衣染色机,在45℃时运转5min,然后缓慢升温到85℃,保温3 min,排掉处理液。

  (1)工艺配方

  预处理剂 5—10%

  PH 10—11

  温度 85℃

  时间 30 min

  浴比 1:20

  变性剂用量根据染色物要求的色泽深浅决定,稍高的温度和适当的时间有利于提高被染物的色量、色牢度和鲜艳度,溶解时先用温水稀释后倒入成衣染色机,在45℃下运转5min,然后缓慢升温到85℃,升温30 min。

  (2)涂料的选择

  并不是所有的涂料都适合成衣染色,通过实验发现,能否用于涂料浸染,关键在于颜料的粒度。因为本工艺染色中,被染物是经过阳离子化后和涂料的发色成分——颜料有亲和力,颜料首先是被吸附到染物上的,所以,要求其颗粒要小,使得其被吸附时阻力小,这和常规工艺中涂料完全靠粘合剂到被染物的机理不同。

  本工艺要求涂料的力度小于0.5m,用进口的专用涂料蓝、黄、红等使用效果较好,国产的印花色浆中红、黄、蓝、黑、棕等也可使用。

  (3)染色及固色

  染色过程中,由于已经阳离子化的被染物和涂料产生了亲和力,在静电吸附作用下,适合在中性染色。

  染色工艺:

  色浆 x%

  PH值 7

  浴比 1:20

  染色后的被染物,在35℃下先碱洗5min(Na2CO31g/L,净洗剂1.5g/L),放水后被处理。

  固色工艺:

  粘合剂 3-8%

  温度 50℃

  浴比 1:20

  时间 15-20 min

  非离子柔软剂 15-20g/L

  按上面配方调配好处理液后,逐渐升温到50℃,处理15-20 min。水洗,干燥。

  3、分析

  常规工艺的涂料染色,容易产生色花且牢度较差,但对经过阳离子化变性的成衣涂料染色,由于选定了细度极小的涂料色浆,避免了大颗粒的色淀产生,在亲和力的作用下,涂料粒子被均匀地吸附到被染物上,减少了泳移,并较好地避免了常规工艺不处理棉的情况下,涂料和被染物由于没有亲和力随染液来和流动,容易聚集在褶皱处产生色花的现象。

  另外,如果固色后再经过酶处理,则去掉了表面的细小的纤维,同时也去掉了表面的色淀,产生雪花效应,无色花的感觉,看起来更加美观。

  涂料染色时,固色用粘合剂直接影响色劳和手感,如果棉纤维不经过改性,上染深色时需要较大量的粘合剂,及时加入大量的柔软剂处理,仍然满足不了手感要求,而且由于被染物和颜料分子无亲和力,故染浴中涂料的浓度相当高,经过改性处理的被染物,上染深色时需要的粘合剂的量,还低于上染某些深色的使用量,并且达到牢度要求,涂料色浆的用量也低于常规工艺中上染深浓色时,粘合剂和柔软剂配合使用可达到满意的染色牢度和手感。

来源:印染在线

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