1 传统涂料轧染技术
1.1 涂料染色机理
涂料上染织物与染料不同.因涂料不溶于水.对纤维无直接性.在染色过程中.均匀扩散于水中的涂料微粒与乳化分散的粘合剂一同被浸轧到织物上,烘干或焙烘后,水份蒸发,粘合剂包嵌涂料颗粒形成三维网状结构的膜.粘附在织物表面及经纬纱间.从而完成整个上染过程。
1.2 传统涂料轧染工艺流程
工艺流程:半制品一轧染—一烘干一(焙烘)一成品涂料轧染对半制品要求高.特别烧毛质量.烧毛不净会造成大量疵点。布面pH值需保持中性,避免影响粘合剂结膜 另外织物所含杂质如果未去尽.也会影响成品色牢度 需否焙烘根据所用粘合剂而定。
1.3 助剂
1.3.1 粘合剂
涂料轧染是靠粘合剂将涂料粘附在织物上.所以粘合剂是决定涂料轧染开车操作运行流畅与否和成品质量好坏的关键 对粘合剂的要求是成膜透明无色、黏结力强、包裹性能强、弹性好、耐光耐溶剂,存放稳定.能较长时间不分层 市面上出售的涂料轧染粘合剂大部分为聚丙烯酸酯系.或丙烯酸酯与丁二烯、苯乙烯等单体共聚合成.或加有聚氨酯等高分子共聚物.多数是自交链型 如德国巴斯夫公司(BASF)生产的海立柴林FWT (Helizarin FWT) 上海黄渡助剂厂的染色粘合剂NF—l则为外交链型在粘合剂结构上以互穿聚合物网络(Interpenetrating Polymer Network)结构为佳.聚合手段以辐照法的成品稳定又均匀,合肥用Co源辐照生产的粘合剂 AH一2可用于涂料轧染浅色.瑞士汽巴精化公司 (Ciba现名亨斯迈)出售的依加福(IrgaDhor)SPD为已加入涂料着色的粘合剂.宜染浅色。
进入21世纪.随GB18401—2003《国家纺织品基本安全技术规范》与欧盟Oeko—Tex标准一100的出台和实施,要求粘合剂内必须无FA (游离甲醛)及APEO (壬基酚聚氧乙烯醚).前者来自内交链剂NMA(N一羟甲基丙烯酰胺),而后者由乳化剂带人现欧美生产的新型号粘合剂基本均已符合以上要求。国内合肥冰雁牌AH一2A为聚丙烯酸酯与聚氨酯共聚乳液,经上海天祥质量技术服务公司(Intertek)检测.无FA与APEO,可用。
理论上涂料轧染可应用于各种纤维织物 因各种纤维的表面性能不同.同一处方涂料轧染液按同一条件轧染不同纤维织物,其得色量、鲜艳度、色牢度都不一样,,需各有其专用粘合剂,不存在“万金油型”粘合剂。
l、3.2 涂料色浆
涂料轧染用的涂料色浆要求其中颜料颗粒均匀,有一定细度,平均粒径在0.7~1.0 m之间,色泽鲜艳、耐光牢度好、 存及使用时稳定。可选用优良的涂料印花色浆如德国德司达公司(Dystar)的印漂牢(Imperon)与阿克拉明(Acramin)、巴斯夫公司(BASF)的海立柴林(Helizarin)、瑞士汽巴公司的尤尼披士(Uniperse)等。国产D型环保染色涂料色浆不含23种禁用芳香胺原料.但乳化剂不详.可请生产厂出具无APEO证明。
开发力份高的环保型浓艳涂料色浆有利于涂料轧染。
1、3、3 其他辅助剂
l、3.3.1 防泳移剂
在涂料轧染设备符合要求的情况下.防泳移剂加入染液中.可基本克服在轧染湿态烘干中产生阴阳面 过去一些厂用海藻酸钠糊或合成龙胶作防泳移剂.但有时可能出现粘辊或降低色牢度的问题.现都改用聚丙烯酰胺类 国内产品如辽宁丹东恒星精化、广东佛山德美化丁出售的都可用,当然在烘干过程中.红外线及热风与烘缸锡林对布的正反面给以均匀热量及温度,仍是关键.千万不可忽视。
l、3.3.2 柔软剂
很多厂用有机硅柔软剂加至染液中同浴轧染.根据我们实践经验认为不妥 因为首先必须非常小心谨慎地筛选能与所用的粘合剂、涂料色浆相容性、配伍性好的品种。另外在某些情况下,染浴中加入柔软剂可能会导致染色成品湿摩擦色牢度下降半级 所以不主张在涂料轧染时加入柔软剂 如需改善手感.可在进拉幅机时浸轧柔软剂。或拉幅后进行机械柔软整理(轧光机加预缩机处理)。
l、3.3、3 其它助剂
国外涂料轧染说明书上均介绍有一整套系列助剂.各具一定功能,国内未作这方面相应开发。根据我们多年涂料轧染的实践似无必要。
1.4 设备
涂料轧染设备可利用企业原有打底机略加以改造即可。打底机组成顺序为:进布一轧车一红外线一热风一烘缸一落布 其中应注意以下几点: (1)配均匀轧车以取代原用j辊或二辊轧车。
(2)配备对称红外线组两排,位置应距轧车头远一些.以避免轧车头受热导致粘合剂过早结膜粘辊 红外线功率不必太大.以能蒸发布身水份30%~ 50%为宜 考虑到布有厚薄轻重,因此红外线最好分成几段.开关亦按此分几档以便调节。
(3)所有导布辊(包括进出轧车、轧槽内、上下进出红外线、进出热风箱、热风箱内全部、进出烘缸及烘缸间的)全部都用聚四氟乙烯(塑料王)涂覆。既避免导布辊上粘附染液造成通过的布面上形成色条色迹等疵布.又便于做清洁工作。
如果涂料轧染使用的是高温粘合剂.则仅打底机不够.后面必需要焙烘 焙烘机设备以长环式蒸化焙烘两用机为佳。
上述打底机与焙烘机组合不仅能应用于涂料轧染,还适用于其它染料如分散、活性、分散/活性等的轧染染色工艺。
1.5 涂料轧染染深色
涂料轧染深色有一定困难 因涂料色浆用量多,要保持色牢度,粘合剂要多用,成品发硬。如少加粘合剂,手感尚可,但色牢度不合格。粘合剂用量、手感、色牢度二者间的矛盾目前尚未能很好地解决.需开发手感更柔软、色牢度更好而用量少的粘合剂和高力份的涂料色浆方能使涂料轧染深色做到满意。
2 涂料轧染新技术
2.1 原理
先将纤维素纤维进行阳离子改性.使其与带负电荷的涂料色浆结合上色,再用少量粘合剂保证其色牢度.可获得手感较好的深浓色成品 是在纤维素纤维成衣变性涂料浸染的启发下.移植创新为纱线连续涂料轧染.再发展为布匹连续涂料轧染。目前仅适用于纤维素纤维及其混纺、交织产品。
2.2 工艺流程
半制品一浸轧阳离子改性剂一干燥一浸轧涂料色浆一(干燥)一浸轧粘合剂一固色一落布。
2.3 助剂
2.3.1 阳离子改性剂
阳离子改性最为关键.它决定了本工艺路线成品的色泽深浅、均匀性、鲜艳度及色牢度。在浸轧条件都好且比较规范的情况下.阳离子改性纤维素的均匀性是整个涂料轧染新工艺成功失败的关键。
2.3.2 涂料色浆和粘合剂
其要求同前文l.3.2、1.3.1。
2.4 设备
本工艺专用的纱线连续涂料轧染机组及布匹连续涂料轧染机组均为多个浸轧平洗槽连接组成。其特点为在连续浸轧机组中妥善地插入供纤维改性的几组浸轧平洗槽与透风干燥单元.系常州东高染整公司自行设计开发。本设备与涂料轧染工艺均己申请专利。
2.5 成品
用此工艺生产出的深、中、浅色产品色彩鲜艳,特别是手感柔软程度不逊于用染料染色的成品。经检测.成品的环保性能可以满足GB18401-2003《国家纺织产品基本安全技术规范》要求.实测其成品质量已达到且高于棉印染布产品标准GB41 l-77—1993规定指标。
2.6 效益
用此工艺与设备生产的色纱用来色织牛津纺、青年布等.其色差、布面效果等实物质量明显优于传统工艺所生产的产品.能够提高产量l0%以上、提高质量水平5%~l0%、降低染色排污水量70%以上.降低能源消耗30%以上,效益显著用此工艺与设备生产的色布与水洗布.流程短.产量高.车速可达30 m/min。大大降低染色排污水量与能耗,效益非常显著。
3 结束语
(1)通过近年来粘合剂、涂料色浆等助剂不断、开发改良.涂料连续轧染染色T艺已趋成熟.从生态保护与能源节约的角度衡量.都符合时代前进步伐.即符合可持续发展和环境友好的清洁生产要求。应继续完善.全面推广.以逐步扩大取代染料染色的比例。
(2)新型涂料连续轧染染色工艺(包括纱线染色和坯布染色)的开发及实现是染色工序的重大创新.应尽快扩大示范、大力推广.以获得更大成果。
(3)涂料轧染理论上可应用于各种纤维.应该进一步研究并开发针对各种纤维材料的专用粘合剂、专用涂料、助剂及工艺。
(4)涂料轧染成品透气性欠佳.应以防水透湿涂层胶作参考.研究开发防水透湿粘合剂。
4 参考文献
[1]余一鹗 涂料印染技术[M].北京:中周纺织出版社,2003
[2]蔡明训,吴春明,顾东民.新型环保印花牯合剂的合成及IPN结构在涂料印花中应用初探
[3]樊德鑫,孙红娟,蔡明训.环保型AH一2A粘合剂涂料染色工艺研究[J].染整技术,2006,(9):14—18
来源: 蔡明训(来源互联网)
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