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蚕丝织物涂料拔活性印花拔染浆的研制
集萃印花网  2011-01-21 00:00:00
    【集萃网观察】蚕丝织物的涂料拔活性拔染印花工艺能解决常规酸性染料拔染印花色牢度低的问题,受到丝绸印染企业和研究者的关注.但由于涂料着色剂的特殊性,要在华丽高雅的丝绸制品上印制出手感柔软、花型精致、色泽鲜艳的涂料拔染印花制品十分困难.本实验分析测试了各种糊料的流变性、稳定性、抱水性、与拔染剂的相容性、轮廓清晰度、弯曲长度,全面地对比各种糊料的印花性能,从而筛选出适合于真丝绸高色牢度涂料拔染印花的糊料:并分析了各种粘合剂在不同用量下印花后对手感和色牢度的影响,筛选了理想的真丝绸涂料拔染印花用粘合剂.另外,对柔软剂、轮廓调节剂、纳米氧化硅溶胶等助剂对轮廓清晰度、手感、色牢度等各项印花性能的影响进行了研究,研制了适用于蚕丝织物涂料拔染印花的专用复合浆.发现把纳米遮盖剂应用于涂料拔染印花浆中,可显著提高涂料对未拔净地色的遮盖性,并能明显改善涂料的色牢度和色泽鲜艳度.结合配套地色活性染料和着色涂料的使用,开发了蚕丝织物涂料拔活性的拔染印花工艺技术.

  1 实验

  1.1 材料与仪器

  织物:真丝02双绉熟坯;药品:拔染剂,雕白块C、德古林Decolin、雕白剂H、二氧化硫脲TDO、高效还原剂PES、雕白块C与雕白剂H复配物;活性染料,汽巴FN系列和德司达Remazol系列;涂料,DyStar公司的DyStar系列和BASF公司的Helizarin系列;印花糊料,植物种子胶及改性类TG、S一240 mv、PS一14、CTD一203、A9、A13;合成增稠剂l 、2 、3 、4 f均属于聚丙烯酸类共聚物);其他助剂,粘合剂『l (丙烯酸酯类低温型粘合剂)、2 (丙烯酸酯与有机硅单体的共聚物)、4 (具有反应性基团的丙烯酸酯聚合物乳液)、5 (聚氨酯型粘合剂)1、渗透剂、吸湿剂、轮廓调节剂(高分子质量印花助剂)、纳米遮盖剂(纳米氧化硅溶胶)等.

  仪器:BROOKFIELD DV—II+PRO VISCOMETER型粘度计(USA)、WYSX一40型袖珍带光源显微镜、LLY一0l型电子硬挺度仪、WB一80型全自动测色色差仪、SF600型计算机测色配色系统、Mathis型万能汽蒸焙烘机、XENO TEST 1 50S 型风冷式H晒试验机、Y57 1 A型染色摩擦色牢度试验器.

  1.2 蚕丝织物涂料拔染印花专用复合浆的研制对柔软剂、轮廓调节剂、纳米氧化硅溶胶等助剂对轮廓清晰度、手感、色牢度等各项印花性能的影响进行了研究(反映手感的抗弯长度均为4次测试结果的平均值),以获得适用于蚕丝织物涂料拔染印花的复合浆的合理配方.

  1.3 工艺流程

  调浆一印花一烘干(85℃,5 min)一汽蒸(102~105℃,95%湿度,15 min)一焙烘(130℃,3 min)一冷水洗一皂洗一冷水洗一烘干一性能测试.

  1.4 测试

  耐摩擦色牢度:按GB/T 3920—1997测试;耐洗色牢度:按GB/T 3921.1—1997测试;耐水色牢度:按GB/T5713—1997测试;耐汗渍色牢度/碱:按GB/T 3922~1995测试:耐汗渍色牢度/酸:按GB/T 3922—1995测试.

  2 结果与分析

  2.1 糊料基本性能

  糊料是织物印花色浆的主要组分,作为一种流体和载体把染料或涂料、化学试剂和助剂等传递到织物上而形成图案花型.印花色浆的印花性能很大程度上取决于糊料的性质,糊料的性能直接影响着印花产品的品质和成本.糊料的应用随纤维、染化料、印花设备等的差异而不同,因此,在织物印花前,对糊料的合理选择是很必要的.

  2.1.1 流变性能

  糊料流变性的大小通常用印花粘度指数PVI值来表示,印花粘度指数是一个综合性的指标,在一定程度上反映了印花原糊的流变类型、触变性的大小表面得浆量、渗透能力等主要性能:PVI值趋近于1时.表明原糊的结构粘度系数很低、原糊触变性很小、表面得浆量低,而渗透性较好,逐渐呈现牛顿型流体的特征(PVI=1);PVI值在0.1~1,原糊为假塑性流体,一般丝绸印花糊料都属于这个范围.PVI值越小,原糊的结构粘度系数越大,触变性也越大;当PVI值向0.1靠近时,则触变性变大,表面得浆量提高,而渗透性较差,出现假塑性流体的特征.不同的印花方式对糊料的流变性有不同的要求,真丝绸印花大多为筛网印花,其特点是操作速度较慢,尤其是采用手工台板筛网印花时,糊料在自然重力程度的应力下静止,用刮浆刀刮过后才通过筛网,色浆刮在织物上后,要求仍呈静止状态.这种加工法要求糊料的表观粘度大,在无应力作用时,保型性好;但从织物印花的渗透效果来讲,又要求糊料有一定的流变性,使糊料分子能在加压情况下迅速向纤维内部渗透.而刮印时流变性能好,有利于色浆向织物内部渗透,这就要求糊料有一定稠厚度,流变性能要好,滞后触变性要小.若是采用平网印花机印花,色浆所受剪切力也较小,要求糊料厚而不粘,流变性要好,触变性要小.通过测定l6种糊料的PVI值(60与6 r/min的粘度之比)来了解糊料的流变性能,结果见表1.

  

  

  从表1可知,各种糊料的印花粘度指数PVI介于0.1~1属于假塑性流体.前6种种子胶糊料、后6种种子胶和合成增稠剂的复合糊料,PVI值较大,流变性较好;4种合成增稠剂的PVI值不超过0.25,结构粘度较大,流动性差,印花后表面得浆量高而渗透性太差.真丝绸印花通常选用手工台板印花和平网印花方式,文献【2】介绍,手工台板印花适合的PVI值为0.4~0.55,平网印花为0.55~0.7,这样的PVI值分布既有一定的触变性,又保证印花丝绸有一定的表面得浆量,使色泽鲜艳.值得注意的是,根据常理预测,复配后PVI值应该处于2种复配糊料的PVI值之间,而本实验中复配后的PVI值偏大,原因可能是所复配的糊料属于不同类型的高分子物质,相互之间的物理性作用更大一些,糊料内部微观结构的变化也更为复杂.显然,前6种种子胶糊料粘度大,流变性好,都是丝绸印花合适的糊料;6种复合糊料的流变性也适用于真丝绸印花.

  2.1.2 与拔染剂的相容性

  拔染印花对糊料的要求大大高于常规直接印花.因为拔染印花中的拔染剂通常是具有强还原作用的电解质并需要在酸或碱性环境下发挥作用,因此,糊料必须能耐碱、耐酸、耐拔染剂,同时要求成浆后流变性好,运行及储存稳定,印制的花型保形性好等.

  糊料与染化料的相容性受2方面作用的影响:(1)染化料加入原糊后能夺取原糊层状结构中的水分,使层状结构破坏,水分子游离,糊料凝集;(2)染化料能夺取糊料大分子中氢键的直接结合水,原糊粘度发生急剧变化.原糊中加入染化助剂之后,会有一定的粘度变化,如粘度变化率<30%,证明染化助剂与原糊相容性良好.

  本实验选择了6种拔染剂(雕白块C、德古林D、雕白剂H、TDO、PES、雕白块C与雕白剂H的复配拔染剂)与各种糊料均匀混合,测定刚配制时与l天以后在30 r/min下的粘度,并计算粘度变化率(变大为正.变小为负),以了解糊料与拔染剂的相容性能.见表2.

  从表2可以得出,6种植物种子胶类糊料与6种拔染剂的相容性都较好,粘度变化率都在30%以内:而4种合成增稠剂遇到还原性拔染剂时马上破乳水化表明无法单独用在拔染印花浆中;植物种子胶类糊料和合成增稠剂的复合糊料比单纯的合成增稠剂与拔染剂之间的相容性有明显改善,而且随种子胶类糊料用量的增加,相容性趋好表明植物种子胶类糊料和合成增稠剂的复配有望获得耐拔染剂性能较好的印花糊料,其中S-240 mv与合成增稠剂组合的耐拔染剂性能和稳定性更好.

  

  

  2.1.3 其他性能

  糊料的抱水性是影响印花效果的一个重要因素.糊料抱水性值越低,即抱水性越好,抗渗化性越好,花纹的清晰度越高.抱水性以印花糊料在30 rain内对2cm宽滤纸的吸湿高度来体现.

  影响印花花型轮廓清晰度(精细度)的因素有印花方法、网目数、色浆的性能、半制品质量、织物的亲水性等,而其中原糊的性能是决定花形轮廓清晰度的关键,也是原糊透网性、流变性、抱水性等性能的综合反映.应用袖珍带光源显微镜测定原细茎宽为1 mm的网框印花后细茎宽度mm数表示,印花后细茎越宽,表示精细度越差.

  织物的硬挺度也是衡量产品好坏的另一项重要指标,应用不同糊料配制印花浆,利用电子硬挺度仪测试印花后织物的抗弯长度,抗弯长度越大,柔软性越差.从表3及前述相容性结果可知,CTD203 pH值太高,不太适合真丝绸印花;而合成增稠剂的放置稳定性及与拔染剂的相容性不好,不适于稳定生产:A—l 3成糊率较低;S一240 mv、A一9以及它们与合成增稠剂的复合糊料的各项性能指标均较好,比较适宜用于真丝绸的拔染印花.

  

  

  2.2 粘合剂的研究与选择

  粘合剂是决定涂料印花织物手感及色牢度的关键助剂.一般粘合剂由软、硬单体聚合而成,这使得印花产品的牢度和手感相互矛盾,即通过调节软硬单体的比例,可获得牢度好、手感差或是手感较好而牢度差的粘合剂.

  为了使蚕丝织物涂料印花制品的手感和牢度都较好,初步筛选出l 、2 、4 、5 4种粘合剂与涂料DyStarYellow K—RC、糊料配制成印花浆后进行印花,测定印花织物的手感和色牢度等性能,以获得理想的真丝绸涂料拔染印花用粘合剂,结果见表4.

  从表4结果可见,随着用量的增加,4种粘合剂的摩擦牢度提高不太明显,粘合剂之间比较.1 和2 比4和5 好,尤其是l 更好;从手感分析看,粘合剂用量增加,抗弯长度增大,印花后织物的手感逐渐变硬.

  粘合剂l 和2 的印制性能好,容易水洗,不易堵塞网框,而4 和5 的成膜速度较快,但有不同程度堵塞网框的现象.造成粘合剂和涂料等印染助剂不能很好地渗透到织物上.综合考虑,粘合剂选用l 或2 ,而l 更好,用量为10%~15%.

  

  2、3蚕丝织物涂料拔染印花用复合浆的研制

  为了解决蚕丝织物涂料拔染议案花所需浆料配置复杂、工业生产不便‘、质量难以保证等问题。研究了真丝绸涂料拔染印花专用复合浆料的组成、配比及调制方法,以获得配方合理、性能优异、储存和使用方便的专用浆,使蚕丝织物涂料拔活性的拔染印花工艺具有生产可行性。

  针对柔软剂、轮廓调节剂,纳米氧化硅胶等助剂对中和印花性能的影响,按表5设计配方进行研究,结果见表6.

  

  复合浆配制方法及说明:(1)首先把s一240 mv浆8%与合成增稠剂2 2%高速搅拌成糊,然后把S-240m v 浆与合成增稠剂按1.5:l~2.5:l的比例在高速搅拌下混合均匀,再依次加人粘合剂、润湿渗透剂、柔软剂、轮廓调节剂、纳米遮盖剂和水,充分搅拌制成专用复合浆,该拔染印花专用复合浆在3~35℃阴凉干燥处放置2个月不影响使用效果;(2)s一240 mv属于植物种子胶类糊料,为瑞士进口解聚瓜尔豆胶,非离子性,可大大提高单纯使用合成增稠剂糊料的耐电解质、耐拔染剂性质;(3)合适的润湿渗透剂既有助于保持良好的润湿性,又兼顾印浆的渗透性,既能拔净地色,又不渗化.着色拔染印花时,如涂料的遮盖性好,可以掩盖对地色的不完全拔染,渗透剂可少加;(4)涂料印花柔软剂的使用,赋予了涂料印花织物柔软的手感,避免了常规涂料印花花纹处手感僵硬的缺点;(5)轮廓调节剂的加入有助于印花花型轮廓清晰且不渗化;(6)纳米氧化硅溶胶的使用大大提高了涂料对未拔净地色的遮盖性,并改善了涂料的色牢度和色泽鲜艳度,而对印制性能及印浆稳定性没有影响;(7)实际生产中只需在蚕丝织物涂料拔染印花专用复合浆中加入8%~20%的德古林即可进行拔白印花,若加入5%~20%德古林和l%~3%耐拔涂料即可进行色拔印花,使用十分方便.

  

  从表6看出,单独使用种子胶类糊料作为拔染印花浆糊料,手感和色牢度都不够理想;种子胶类糊料与合成增稠剂以2:1复合作为拔染印花浆糊料,手感、精细度和摩擦色牢度、皂洗色牢度都较理想.

  柔软剂、轮廓调节剂、纳米氧化硅溶胶等助剂对涂料印花织物得色量、精细度、手感都有影响.柔软剂可以改善织物的手感,柔软性好,摩擦系数下降,涂料不易剥落;加入轮廓调节剂对花纹轮廓的清晰度和精细度有明显的改善,特别是细小花纹,但单独针对轮廓调节剂的影响实验发现它会导致涂料的鲜艳度降低,因此,用量要合理;实验中发现纳米氧化硅溶胶能提高涂料的摩擦牢度约0.5级,而且可大大改善拔染印花涂料的色泽鲜艳度.推测一方面可能是超细纳米遮盖剂在涂料表面的排列状态导致对光线折射率的改变,使织物显得更鲜艳,另一方面是提高了对地色的遮盖性而使鲜艳度提高(已另有实验证实).此外,纳米遮盖剂的超细粒子覆盖在涂料表面可以降低表面摩擦系数,使水洗及摩擦时涂料不易被剥落,牢度也相应提高.因此,综合印花效果,确定蚕丝织物涂料拔染印花专用复合浆的配方为:POLYPRINT S一240mv浆(8%化糊)30%~50%,合成增稠剂2 (2%化糊)20%~40%,低温型粘合剂1 6%~18%,润湿渗透剂4%~10%,涂料印花柔软剂1%~2%,轮廓调节剂0.2%~1%,纳米遮盖剂0.3%~3%,水适量.

  2.4 生产应用

  用专用复合浆配合配套的地色活性染料和花色涂料,按工艺流程进行拔染印花,所生产的涂料拔活性真丝双绉产品与同样花色的酸性拔酸性真丝双绉产品,各项色牢度结果如表7所示.

  

  

  表7结果表明,应用自制的专用复合浆,配合配套的地色活性染料和花色涂料在蚕丝织物上进行涂料拔活性印花,色牢度明显高于同花色酸性拔酸性印花产品,而且产品手感柔软、色泽鲜艳、花纹轮廓精细度高,外观与染料色拔印花极为相似.在蚕丝织物上应用涂料拔活性工艺是现实可行的.

  3 结论

  3.1 植物种子胶类糊料与还原性拔染剂的相容性较好,而合成增稠剂通常无法单独用在拔染印花浆中;植物种子胶类糊料和合成增稠剂的复合糊料比单纯的合成增稠剂与拔染剂之间的相容性有明显改善,其中种子胶类糊料含量越高,相容性越好.说明植物种子胶类糊料和合成增稠剂的复配可望获得耐拔染剂性能较好的复合印花糊料.

  3.2 S一240 mv与合成增稠剂的组合耐拔染剂性能和稳定性更好,而且其抱水性、印制后的精细度、手感等各项性能指标均较好,比较适用真丝绸的拔染印花.

  3、3 粘合剂1 是比较理想的真丝绸涂料拔染印花用粘合剂.

  3.4 研制了一种适用于蚕丝织物涂料拔活性印花工艺的专用复合浆:解聚瓜尔豆胶与合成增稠剂的合适配比解决单纯用合成增稠剂进行涂料拔染印花的耐电解质、耐拔染剂不佳和手感僵硬的问题;创新性地把纳米遮盖剂应用于涂料拔染印花浆中,大大提高了涂料对未拔净地色的遮盖性,并改善了涂料的色牢度和色泽鲜艳度.

  3.5 蚕丝织物涂料拔染印花专用复合浆制造简便、贮存和使用方便.

  3.6 应用专用复合浆,配合配套的地色活性染料和花色涂料进行拔染印花,所生产的涂料拔活性真丝双绉产品手感柔软、色泽鲜艳、花纹轮廓精细,耐洗色牢度、耐汗渍色牢度和耐摩擦色牢度均可达到4级以上,明显改善了传统酸性拔染印花产品的色牢度.

  参考文献:

  [1] 王菊生染整工艺原理(第四册)[M].]E京:中国纺织出版社,1995.112—122.

  f2] 唐增荣.印花糊料的选择与研究I J】l染整科技,2001(2):17—23.

来源: 郑今欢, 邵建中,刘今强

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