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    1涂料染色工藝

    涂料染色工藝分為涂料軋染和涂料浸染兩種。涂料軋染適合大批量生產(chǎn)，工藝流程短、不需水洗；涂料浸染適合小批量多品種的生產(chǎn)，能產(chǎn)生靈活多變的染色效果（表2）。

    表2 涂料軋染與涂料浸染的比較

                加工數(shù)量       材料表面     制成品染色         工藝流程

    涂料浸染法  小批量        凹凸不平      亦可適用        改性→染色→固色→水洗

    涂料軋染法  大批量        必須平滑       不適用         浸軋→預烘→焙烘

    涂料軋染染色在國內(nèi)外的應用較廣泛，其突出特點是工藝流程短、操作簡單、生產(chǎn)效率高、無需水洗，但存在手感較硬、易粘軋輥以及只適合染中淺色等問題，而且與當今小批量、多品種的市場需求不夠適應。產(chǎn)品的質(zhì)量主要取決于涂料、粘合劑、交聯(lián)劑、防泳移劑、柔軟劑的選擇和使用。

    涂料浸染染色的原理是通過改性使纖維的陽離子化，賦予纖維與涂料間一定的親和力，通過靜電引力將涂料吸附到纖維上去，明顯提高了涂料的上染率。它的特點是可以克服涂料軋染存在的手感差、泳移明顯、染化料浪費等缺點，并且適應小批量、多品種的快速反應生產(chǎn)，可以滿足當前多變的市場需求。同時，涂料浸染工藝可以產(chǎn)生石洗、磨白、碧紋等多種效果，在成衣染色、紗線染色、針織物染色等領域有廣泛應用。產(chǎn)品的質(zhì)量主要取決于改性劑、涂料、粘合劑的選擇及工藝條件的嚴格控制。

    2涂料染色助劑

    涂料染色助劑的性能是影響涂料染色效果的重要因素。除了需要優(yōu)質(zhì)的涂料色漿以外，粘合劑、陽離子改性劑等其他助劑也很重要。

    2.1粘合劑

    為獲得一定的色牢度，涂料染色后要用粘合劑進行固色，粘合劑的種類和性質(zhì)在很大程度上影響著織物的手感和各項色牢度等性能。因此，粘合劑對涂料染色或涂料印花起著重要作用。

    涂料軋染用粘合劑要求粘著力強、手感柔軟而不粘、高溫不泛黃、不粘輥、配伍性好、性能穩(wěn)定等等。涂料浸染染色時，涂料粒子依靠靜電引力吸附在纖維表面，而不像染料那樣滲入到纖維內(nèi)部，結合力較弱，需借助適量的低溫型粘合劑進行固色來提高色牢度。并且，由于染色后織物表面仍具有一定的陽離子特性，陰離子性的粘合劑很容易被吸附。

    國外產(chǎn)品有美國Noveon（諾譽）化工的PrintRite?594/595、DyStar的LavaFastS、BASF的HelizarinBinder系列、意大利Lamberti（倫巴蒂）的PMS、美國Brook-Line（布魯克林）的Superprint101（譽輝化工代理）、土耳其ARGON（阿爾貢）的ArakrilAT系列等等。其中譽輝化工研發(fā)的粘合劑為改性的丙烯腈類共聚物，具有傳統(tǒng)丙烯酸酯類粘合劑無法比擬的優(yōu)勢，使牢度和手感得到了徹底改善。進口產(chǎn)品雖然性能優(yōu)異，但價格昂貴。然而國內(nèi)產(chǎn)品與國外產(chǎn)品相比還有較大差距，大部分為丙烯酸酯類共聚物，存在手感較差、摩擦牢度參差不齊、質(zhì)量不穩(wěn)定等問題。

    目前，核殼型粘合劑是國內(nèi)外研發(fā)的熱點。核殼型粘合劑是由性質(zhì)不同的兩種或兩種以上共聚單體組分，通過多階段共聚或連續(xù)變化聚合制得，從核心到殼層共聚組成呈不均勻分布的一種乳液。核殼型粘合劑為硬包軟結構，即核層為軟單體的聚合物，其玻璃化溫度較低，殼層為硬單體的聚合物其玻璃化溫度較高。這種結構的粘合劑由于其外層玻璃化溫度較高，在室溫下就較難結塊成膜，還可提供耐磨性、不沾性和耐溶劑性，同時由于其含有玻璃化溫度較低的組分，焙烘成膜后，可以提供給印花織物足夠的柔軟性、粘附性等。核殼型粘合劑與之同組份的乳液共聚物相比，具有產(chǎn)品性質(zhì)穩(wěn)定、使用不堵網(wǎng)、不粘輥筒、布面不發(fā)粘、刷洗牢度高等優(yōu)點，適用于各種纖維的涂料印花及涂料染色。

    2.2陽離子改性劑

    在涂料浸染工藝中，陽離子改性劑很重要，改性效果對涂料粒子的染深性、勻染性及色牢度有重要影響。陽離子改性劑的化學結構通常分為3個部分：活性基團如環(huán)氧基，氯三嗪基、氯乙醇基等，在一定條件下能與纖維上的—OH、—NH2反應；陽離子基團（一般為季銨鹽），吸附帶負電荷的涂料粒子；疏水鏈，使改性劑與涂料粒子具有一定的相容性和結合力。受空間結構的影響，改性劑主要與纖維素纖維的伯羥基(—CH2OH)反應。反應過程中同時也存在水解反應等副反應，應適當控制好反應條件以增進陽離子化試劑的利用率。

    陽離子改性劑分為低分子化合物和高分子化合物兩類，主要代表結構有胺化環(huán)氧衍生物（如縮水甘油基三甲基氯化銨(GlytahcA)、聚酰胺表氯醇(PAE)型聚合物）、氯代三嗪型季銨化合物、N-羥甲基丙烯酰胺（NMA）、聚表氯醇(PECH)-二甲基胺等。

    陽離子改性劑產(chǎn)品有DyStar的預-陽離子化助劑LavaConE、Clariant的SANDENE2000LIQ、日本明成化學工業(yè)株式會社的Aromafix系列、上海大祥化工的預處理劑KZ-76K、上海長盛印染化工的涂料染色增深劑PT和PNT、蘇州聯(lián)勝化學有限公司的改性劑RS、廣州創(chuàng)越化工的陽離子改性劑CY-210（纖維素纖維改性）和CY-220（蛋白質(zhì)纖維改性）等。江南大學納米色素與噴墨印花研究開發(fā)中心還專門研發(fā)了適用于超細涂料染色的含環(huán)氧氯丙烷側基的水溶性聚酰胺多胺型陽離子改性劑，得色深，且容易避免發(fā)生染花現(xiàn)象。

    2.3其他助劑

    由于涂料粒子主要依靠粘合劑固著在纖維表面，染色織物存在摩擦牢度特別是濕摩擦牢度較差的問題，因此對色牢度要求較高的織物，有時還要外加一定量的助劑如交聯(lián)劑、摩擦牢度提高劑來提高牢度。

    防泳移劑是為了防止涂料在軋染、濕態(tài)烘干時，因受熱使涂料粒子泳移，造成織物染色不均勻，產(chǎn)生條花或正反面色差等問題。柔軟劑用于改善織物的手感，主要是親水性的聚醚型有機硅或氨基有機硅類柔軟劑。

    3涂料染色技術的發(fā)展現(xiàn)狀及新進展

    3.1國外現(xiàn)狀及技術進展

    一些發(fā)達國家的涂料染色技術的應用已具有一定的規(guī)模和較高的質(zhì)量水平，并在不斷地推陳出新。

    很多公司推出了一系列涂料染色色漿及其配套助劑如粘合劑、色牢度提高劑、柔軟劑、勻染劑等等，染色助劑的性能不斷提高，如高細度色漿、超柔軟粘合劑的研發(fā)。染色設備也在不斷升級，如Monforts（門富士）公司生產(chǎn)的Thermex連續(xù)染色機適用于涂料連續(xù)染色工藝，可獲得傳統(tǒng)染色機無法滿足的品質(zhì)和重現(xiàn)性要求。

    此外，針對涂料浸染染色工藝較復雜的問題，國外研發(fā)了陽離子性涂料色漿，涂料粒子表面帶正電荷，對纖維具有親和力，染色時無需對纖維進行陽離子預處理，從而簡化了染色工藝。例如日本Color-Tec公司的涂料色漿產(chǎn)品——EMCOLCTCOLORS，染色時間為30min，溫度為50～70℃，適用于轉鼓式水洗機、槳葉式染色機、噴射式染色機等設備，可染棉、滌綸、滌/棉混紡、絲綢、羊毛等纖維織物。

    3.2國內(nèi)現(xiàn)狀及技術進展

    與發(fā)達國家和地區(qū)相比，我國涂料染色技術的推廣和應用水平尚存在較大的差距，還未能滿足市場需求及中高檔產(chǎn)品的標準，主要體現(xiàn)在以下幾方面。1）涂料染色產(chǎn)品的質(zhì)量與常規(guī)染色相比尚存在較多的不足如手感、色牢度等，而其潛在的優(yōu)勢還遠未能發(fā)揮出來；2）國產(chǎn)涂料染色助劑仍存在一些問題，與國外產(chǎn)品有較大差距，能提高涂料染色織物牢度、手感、服用性能的色漿及助劑如高細度高穩(wěn)定性的超細涂料色漿、具有高粘著力和超柔軟的粘合劑、牢度提高劑等有待于進一步研發(fā)；3）染色設備落后，不能滿足高質(zhì)量要求的涂料染色工藝。

    去年，由常州東高染整有限公司研發(fā)的“涂料連續(xù)染色新工藝”和常州森容紡織品有限公司研發(fā)的“色織產(chǎn)品涂料生產(chǎn)新工藝”通過了技術鑒定�！巴苛线B續(xù)染色新工藝”利用纖維改性技術，通過染化料助劑的優(yōu)選、專門設備的研制及產(chǎn)品系列的開發(fā)，解決了傳統(tǒng)涂料染色工藝存在的提升性差、色牢度低、手感硬、粘輥等問題。“色織產(chǎn)品涂料生產(chǎn)新工藝”采用環(huán)狀涂料染色新工藝和相關專用設備，其批量生產(chǎn)的牛津紡、青年布等產(chǎn)品的質(zhì)量明顯優(yōu)于傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品，受到廣大客戶的好評，實現(xiàn)了工藝革新，生產(chǎn)效率提高了10％以上，能耗降低了30％以上，綜合成本下降了10％～20％。目前，中國印染工業(yè)協(xié)會在東高染整有限公司設立的《中國新型涂料印染研發(fā)生產(chǎn)基地》已正式揭牌，旨在加強涂料印染清潔生產(chǎn)工藝的研發(fā)和推廣。

    江南大學納米色素與噴墨印花研究開發(fā)中心在國家和有關政府部門的資金支持下，對涂料染色技術進行了系統(tǒng)研究，經(jīng)過幾年的努力，開發(fā)了超細涂料色漿、陽離子改性劑、粘合劑等涂料印染助劑及其工藝方法，已申請多項國家發(fā)明專利。為解決涂料軋染的顏色深度和鮮艷度不足及易發(fā)生泳移等問題，發(fā)明了陽離子改性和染色一浴一步法，即染液由涂料色漿、陽離子改性劑、表面活性劑、pH調(diào)節(jié)劑和粘合劑等物質(zhì)組成，染液按照一定的加料順序混合均勻后對織物直接進行軋染，經(jīng)過烘干、固色后得到涂料染色織物產(chǎn)品。

    4涂料染色產(chǎn)品的多樣化

    目前涂料染色技術已廣泛用于面料、成衣、毛巾、色織布等產(chǎn)品的生產(chǎn)，在一些印染企業(yè)已經(jīng)推廣應用，具有廣闊的市場前景。

    涂料色織產(chǎn)品如涂料色織牛仔、涂料色織牛津紡、涂料色織青年布等，適應各種水洗（普通水洗、柔洗、砂洗、石洗、酶洗等）方式，既能獲得類似靛藍牛仔的“洗舊感”風格，又以其色彩多樣化而優(yōu)于牛仔，更是染料染色所無法比擬的，適合商務和休閑場合。涂料成衣染色后的服裝主要是休閑服飾，追求泛舊的朦朧感和穿著的舒適性。過去通常用于牛仔，目前已擴大到各種休閑服裝，根據(jù)服裝的需求，進行不同的后整理加工，如水洗、免燙、防水防油、吸濕排汗等等。涂料染色技術還用于毛巾、床上用品等家用紡織品，優(yōu)異的日曬牢度和耐氯漂牢度是其突出特點。

    專家視點：解決關鍵技術難題，擴大涂料在印染業(yè)中的應用

    目前，發(fā)達國家廣泛應用超細涂料印染技術；國內(nèi)涂料的應用雖然已達到30％以上，但由于超細涂料依賴進口，價格昂貴，因此大量使用普通涂料，導致產(chǎn)品檔次比較低。

    擴大涂料在國內(nèi)印染行業(yè)中的應用，需要解決的關鍵技術問題有以下幾點：

    1）涂料的超細化。目前國內(nèi)生產(chǎn)的涂料粒徑大且分布不勻，顏色性能較差。

    2）涂料染色新技術的開發(fā)。用纖維陽離子改性技術解決超細涂料的上染、勻染和固色問題，開發(fā)用于各種織物的超細涂料染色新技術。

    3）開發(fā)涂料噴墨印花技術，促進噴墨印花技術在國內(nèi)的產(chǎn)業(yè)化進程。