【集萃網(wǎng)觀察】1前言
涂料染色其工藝簡單、色澤鮮艷、流程較短，且對設(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。涂料染色對纖維的適應性強，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，同時可以獲得風格獨特、新穎時尚的面料效果。
涂料染色的又一大特點，它非常符合當前生態(tài)染整、節(jié)能減排的理念，具有節(jié)省能源、對環(huán)境污染小的特點，它又是一項兼顧清潔生產(chǎn)、節(jié)約能源和原材料的創(chuàng)新技術(shù)。其中國家經(jīng)貿(mào)委曾將涂料染色技術(shù)列為重點行業(yè)生產(chǎn)技術(shù)導向性目錄中，做為新技術(shù)去研究和發(fā)展。
近幾年，隨著市場對涂料染色產(chǎn)品風格的需求，染整行業(yè)及其相關(guān)服裝行業(yè)對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)得到進一步提高，為拓展紡織服裝市場的發(fā)展起到一定的作用。不過對于針織面料來說，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)備上進行批量生產(chǎn)同時存在著一些生產(chǎn)實踐上問題和困難。由于針織面料的結(jié)構(gòu)特殊，經(jīng)過涂料染色后，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。本文主要對涂料浸染工藝進行一些工藝試驗和生產(chǎn)實踐中的問題及和解決方法進行了探討。
2涂料染色機理
涂料是由顏料、分散劑和潤濕劑組成的漿狀物，其不溶解于水，對纖維沒有親和力，按照常規(guī)染料的染色條件是不能進行染色的。一般來說，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散進入纖維的內(nèi)層的。近年來，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顆粒的涂料，顆粒的細度為0．1~0．3微米，其具有較強的陰離子性，能在水中獲得良好的分散和潤濕。
涂料浸染的機理是，在織物染色前通過一種特殊的改性處理，使織物表面帶陽電荷，由于涂料分散體帶陰電荷，使涂料吸附到纖維上去，再通過粘合劑或特殊的樹脂進行固化，使涂料在纖維上獲得良好的牢度。而涂料軋染是通過涂料物理性地附著在纖維表面，通過使用粘合劑的樹脂成分來幫助涂料在纖維表面的固著，達到一定的染色牢度。但是，由于受粘合劑中所含的樹脂的影響，有手感變硬的問題，通常在針織面料上很少使用。
3工藝試驗
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(瑞比)、標準牢度皂洗儀器、Y571B型耐摩擦色牢度儀、電子測色儀(Datacolor SF600 PLUS-CT)。
3．2試驗要求
3．2．1試驗工藝流程
前處理練漂——除毛酵素——陽離子劑化處理——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)，保持織物良好的潤濕性和滲透性，毛效良好(試驗織物控制在8—10cm／30分鐘)。為了提高和改善涂料對織物的吸附效果以及布面的光潔度，對前處理后的針織布進行除毛酵素拋光處理。
3．2．3陽離子化改性處理
陽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，試驗染色溫度在60—70℃，保溫時間在20—30分鐘。
3．3測試
3．3．1牢度測試
皂洗牢度測試按GB／T420-90標準測試，摩擦色牢度測試按GB／T3920—1997《紡織品耐摩擦色牢度實驗方法》標準。
3．3．2染色后織物的K／S值和褪色率測試
染色后織物的剛S值在Datacolor SF600 PLUS-CT測色儀上測定，水洗后的褪色率％的計算方法：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試驗結(jié)果和討論
4．1涂料的選擇
根據(jù)涂料浸染的特點，經(jīng)過在纖維表面引入陽離子基團后，要求涂料具有較好的吸附性能和滲透性能，選擇超細涂料色漿來解決改善顏色深度和染色牢度。通過我們實際應用表明，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，各方面的性能指標比較理想，其結(jié)果見表1。
4．2陽離子改性劑的選用
根據(jù)有關(guān)文獻報道，經(jīng)過陽離子化改性后，使纖維素纖維表面不再帶負電荷而帶上一定數(shù)量的正電荷，呈陽離子性，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)不同的陽離子化改性劑，進行比較試驗，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，但對涂料染色的各項染色牢度性能差異變化不大；從得色濃度來看，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看，改性劑A的工藝控制難度比較小。
4．3陽離子改性劑用量對染色性能的影響
通過上述試驗得出結(jié)果，我們選用改性劑A，將改性劑用量變化對涂料染色深度和牢度的影響進行比較試驗，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)，陽離子化后織物與涂料之問的吸附力已經(jīng)飽和，同時各項牢度指標亦有所提高。所以較適宜的改性劑用量為3．4％。
表1 超細染色涂料色漿在棉針織布上進行浸染的各項染色牢度
注：上述試驗的配方：陽離子化改性劑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)不同的陽離子改性劑性能比較
表3 兩種陽離子改性劑對涂料染色深度和牢度的比較
注：上述試驗的配方：涂料色漿2％、粘合劑20g／l、浴比為1：20
表4陽離子改性劑A的用量對涂料染色深度和牢度的影響
注：上述試驗的配方：涂料色漿艷藍A302 2%、粘合劑20g/l、浴比為1：20
4．4分散劑對染色性能的影響
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散滲透，國外文獻有報道，加入適量表面活性劑或分散劑，有助于織物對涂料的吸附和勻染的改善，我們選用分散劑Is和平平加0進行試驗，結(jié)果見表5。
由表5可知，當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)過陽離子改性后，纖維的親水性得到進一步改善，當一定量表面活性劑的加入，纖維再次潤濕擴張，涂料與纖維的親和力達到平衡點。從試驗中認為：加入0．5g/l分散劑IS，對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涂料染色深度和牢度的影響
注：上述試驗的配方：改性劑A 4％、涂料色漿艷藍A302 2％、粘合劑20g/l、浴比為1：20
4．5不同粘著劑對涂料染色牢度的變化影響
粘著劑的作用在涂料浸染過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，通過在設(shè)備運轉(zhuǎn)時的摩擦張力，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，對涂料染色進行褪色程度的分析，還對手感以及布面效果等方面進行觀察，結(jié)果見表6。
由表6表明，粘著劑在涂料染色的過程中起到的一定的粘附作用，有助于牢度的提高和改善，對比的三只粘著劑使用量在20—30g／l的時候，干濕摩擦牢度等級比較接近。從褪色程度的變化來看，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，但手感的柔軟度會有所下降；從試驗的布面效果來看，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)的粘著劑對涂料染色褪色度和染色性能的比較
注：上述試驗的配方：涂料色漿2％、室溫加入粘合劑，運轉(zhuǎn)5~10分鐘，浴比為1：20
5生產(chǎn)實踐
通過一系列的涂料浸染工藝優(yōu)化試驗，積累了批量生產(chǎn)的一些經(jīng)驗，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，浴比1：25
(3)工藝流程及工藝條件：前處理練漂——(除毛酵素)——陽離子劑化處理(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，浴比1：25
(3)工藝流程：前處理練漂——除毛酵素——陽離子劑化處理——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：
陽離子化改性劑 4％
超細染色涂料色漿 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)過程中注意事項
5．2．1 陽離子化處理后，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涂料染色過程中，如果升溫速度太快會影響染色的均勻性，會導致色花等疵病。
5．2．3浴比控制在1：30，浴比太小，會增加織物與機械的摩擦力，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)選擇適當細度涂料染色色漿，使棉針織布在溢流染色時的得色量高，色澤鮮艷，牢度良好。
(2)涂料溢流染色的陽離子化工藝，改性劑用量為3-4％，溫度60℃，時間20min，升溫不宜過快。
(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，同時染色后，加入適當?shù)恼持鴦�，摩擦牢度也有所提高�?
(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，這樣可以改善因為在溢流染色機過程中，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棉活性染色的空缺，可以進一步實踐探索。
(6)通過試驗和實踐表明，針織布的涂料染色在溢流染色中的應用，是一項兼顧清潔生產(chǎn)、節(jié)約能源、面料風格創(chuàng)新等技術(shù)，還有待進一步實踐探索，完善設(shè)備的配套改造，減少實際生產(chǎn)中產(chǎn)生的摩擦印和折痕。
來源: 印染在線 作者：李 峻 江蘇省紡織工程學會印染專業(yè)委員會
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