漆光漿是為了提高深地色罩印漿的給色量和花色鮮艷度的配套產(chǎn)品,同類產(chǎn)品有日本的托漿Rywdye Binder HB–100和巴斯夫公司的Helinerin Special Binder 4438
上海美加靈油墨涂料廠于90年代在全國率先開發(fā)出M–90涂料遮蓋白和ML–929透明遮蓋漿,填補(bǔ)了我國在深地色涂料遮印方面的空白。接著又開發(fā)出M–06超細(xì)透明遮蓋漿。[1]
1. 涂料遮蓋白漿罩印印花
1.1 涂料遮蓋白漿的組成和實(shí)用性能
遮蓋白的組成很簡單,就是鈦白粉、粘合劑、分散劑和增稠劑及其他助劑/
1.1.1 鈦白粉的物理化學(xué)性能
遮蓋白的基本原料是鈦白粉,即二氧化鈦多晶形化合物。
工業(yè)上常用的有銳鈦型和金紅石型二種都屬于四方晶系。但晶型不同,所以有不同的晶體性能,金紅石型是細(xì)長成雙的孿生晶體,每個金紅石胞,含有二個二氧化鈦分子以兩個棱相連,由于結(jié)構(gòu)緊密,密度大,折射率高,遮蓋性好,銳鈦型以八面體的形式出現(xiàn),氧位于八面體的頂角,每個銳鈦晶胞含有四個二氧化鈦分子,以八個棱邊相接,結(jié)構(gòu)松易磨細(xì),粒度小,反射帶藍(lán)光,白度高,遮蓋力比金紅石型差。
對二種不同白色顏料的物理性能如表1所示。
表1 二種白色顏料的物理性能
為了在全光譜范圍內(nèi)得到最高反射率(可見波長在400~700nm之間)鈦白粉的粒度分布控制在0.2~0.3μm之間,粒子過大,其散射能力急劇下降,粒子過小發(fā)生光繞射同樣導(dǎo)致散射能力下降,而影響白度。
提高遮蓋力的主要途徑是提高鈦白粉的散射能(S),提高鈦白粉的散射能力的主要手段,是使鈦白粉粒度分布及分散性符合品種要求, 在加工過程中, 盡量去除產(chǎn)生顏色的雜質(zhì),提高鈦白粉的純度,將鈦白粉的平均粒徑從0.3μm降低到此為0.2μm,盡量提高粒徑為0.23μm左右粒子的百分含量,從而達(dá)到提高白度和遮蓋力。
在制造遮蓋白的過程中,要優(yōu)化二種晶型比例,采用金紅石型,可大大降低單位體積中鈦白粉的用量,采用高效能的分散劑是結(jié)構(gòu)均勻的關(guān)鍵。
為了達(dá)到鈦白粉在遮蓋白漿中的含量與遮蓋力的關(guān)系,其關(guān)系如圖1所示。圖中表明要達(dá)到90%以上的遮蓋力,顏料的含量必須在30%以上的單位含量。生產(chǎn)實(shí)踐證明鈦白粉在遮蓋白中的含量必須達(dá)到40%以上才能達(dá)到在深地上布的遮蓋要求。[2]
1.1.2 無機(jī)顏料鈦白粉的分散技術(shù)
多數(shù)無機(jī)顏料為氧化物(TiO2,ZnO,SiO2)或不溶性鹽類(CaCo3,BaSO4,CaSiO3,Al2(SiO3)3)。這二類化學(xué)物質(zhì)具有吸引并趨向于保持一個小分子的外層表面。在很小程度上它們本身能自動分散。可是在實(shí)際的顏料分散體中,必須加入一個定向的表面活性劑以改善隔離作用的屏障,導(dǎo)入吸附性的表面活性劑,可以增大無機(jī)顏料表面水層的厚度,從而有效的空間阻礙粒子間的接觸,防止顏料凝聚。常采用的是可電離的分子。
1.1.2.1 離子型的聚磷酸鹽分散劑
用量很少,只需不到顏料量的1.5%即可分散多種無機(jī)顏料,代表性的聚磷酸鹽如表2所示。
表2 常用的聚磷酸鹽名稱和相關(guān)性質(zhì)
常用的如六偏磷酸鈉分散能力很好,但缺點(diǎn)是產(chǎn)品容易霉變、起霜等問題要注意。
1.1.2.2 聚合電解質(zhì)型分散劑
聚合電解質(zhì)是一個有機(jī)的大分子,部分或者全部由可電離基因的單體構(gòu)成由于其離子本性,通常易溶于水常用于鈦白粉分散的分散劑列表如表3所示。
表3 鈦白粉顏料常用聚合型分散劑
其產(chǎn)品都為陰離子型液體,其用量視鈦白粉的牌號通過試驗(yàn)確定。[3]
1.1.2.3 遮蓋白中粘合劑的選用
一般最好選用非離子型含固量比較高的手感比較好的丙烯酸酯乳液聚合樹脂比較好。但目前國內(nèi)比較地道的非離子型粘合劑較少,目前常用的如低溫粘合劑安徽科大的KG–101或AH都屬于陰非離子型、乳化劑以平平加O為主,CO60同位素輻射聚合而成,有較好的抗凝聚和耐電解質(zhì)性能。低溫遮蓋白都采用該粘合劑。
高溫型多采用自交聯(lián)丙烯酸酯乳液聚合粘合劑如東風(fēng)牌粘合劑RF;上海石化聯(lián)炭合成乳膠有限公司生產(chǎn)的粘合劑R–834、R–836,上海紡織助劑廠SP–180粘合劑為陰離子型,抗凝聚能力差,使用時必須加入緩沖劑;蚩鼓鄯稚┌⒖捎DN(Alcoprint PDN)。
為了提高遮蓋白漿的檔次,改善織物的手感,最好用浙江大學(xué)、浙江絲綢科學(xué)研究院開發(fā)的聚氨酯粘合劑PUE為陰非離子型具有比較好的手感和色牢度。[9]
1.1.2.4 增稠劑的選用
最好以平平加O和白火油自制的乳化漿A為好,它具有耐電解質(zhì),花色鮮艷,配伍性能好。
1.1.2.5 涂料遮蓋白漿組合
主要組成為鈦白粉, 可以單獨(dú)用銳鈦型100A。也可以和金紅石型鈦白粉902R拼用,其白漿組成如下:
400克
400克
30克
165克
5克
1公斤鈦白粉100A
粘合劑
丙二醇
乳化糊A
Alcoprint PDN
配成
1.2 涂料遮蓋白漿的罩印印花
我國印染生產(chǎn)最早引進(jìn)的是意大利祁威公司45#遮蓋白(Minerprint Write 45#),最早開發(fā)遮蓋白的是浙江江山印刷材料廠生產(chǎn)的HF乳膠白和乳膠特白。為了研究其性能和常規(guī)用涂料白FTW8401,在東華大學(xué)的電子顯微鏡下,對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了電鏡比較,如圖2(a)~(d)所示。
從電鏡比較圖中說明,江山廠研制的HF白度和粒度和均勻度都已經(jīng)接近45#白的水平,但遮蓋力仍較差,而普通8401白是在無粘合劑的(含量55%)情況下拍攝的。
如在深地上印花,工藝選擇尤為重要,它是影響遮蓋力重要的因素,可能造成罩印遮蓋效果的因素有三個,即地色染料、加工工藝條件的控制、涂料遮蓋漿本身的遮蓋力。
1.2.1 地色染料
一般的印花織物,大都采用純棉織物、滌棉混紡織物。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)實(shí)踐,采用活性染料和分散染料,部分冰染料染色是適宜的,一般盡量避免用直接染料染色織物進(jìn)行罩印印花,罩色情況十分嚴(yán)重。
1.2.1.1 活性染料在化學(xué)結(jié)構(gòu)上是帶有反應(yīng)
基團(tuán)的水溶性染料在染色過程中,染料與纖維反應(yīng)形成共價鍵結(jié)合,因此在理論上不存在,熱遷移沾污現(xiàn)象,但以采用K–型活性染料M–型活性染料、KN–型活性染料為宜,避免采用X–型活性染料,能獲得較好的遮蓋效果。
1.2.1.2 分散染料是一類結(jié)構(gòu)上不帶水溶性
基團(tuán)的染料,它是以分散狀態(tài)分散在水溶液中,它具有熱遷移性,這一性能對涂料罩印的遮蓋效果不利,解決問題的辦法是盡量選用高溫型、棉沾污性能比較好的分散染料和活性染料配套使用,在滌棉混紡織物上,是較理想的地色染料。
1.2.1.3 冰染料
納夫妥染料又稱不溶性偶氮染料,由于色酚和色基偶合后的分子量較分散染料大,因而其熱遷移性能較分散染料為好,而這類染料又是染色的主要染料,生產(chǎn)實(shí)踐證明,冰染料大紅、早紅都有比較好的效果,就是和分散染料配套應(yīng)用于滌棉混紡織物染地色,也能取得較好的罩印效果,但用AS–OL、AS–G和凡拉明藍(lán)B染的黑地色,罩印遮蓋效果就很差。
1.2.2 加工工藝條件的控制
在要求較高情況下,一般深地色罩印以采用低溫型遮蓋白為好,采用高溫型(140~160℃)焙烘工藝,對涂料罩印遮蓋效果影響很大。實(shí)驗(yàn)證明焙烘溫度超過130℃后,隨著溫度的提高,罩印白度明顯下降。因此在選好地色的同時焙烘溫度的控制也能幫助解決罩色問題。
1.2.3 遮蓋白自身的遮蓋力
遮蓋白自身的遮蓋力如前所述和牌號有很大關(guān)系,在進(jìn)行同等條件下的對比,選擇優(yōu)質(zhì)的鈦白粉是獲得滿意罩印效果的根本保證。特別是黃色著色罩印尤為明顯。[1]
2. 涂料透明遮蓋漿罩印印花
涂料透明遮蓋漿是相當(dāng)于涂料白配套進(jìn)口的漆光漿N(M–att Paste N)是專用于著色的罩印遮蓋漿,鈦白粉要影響顏料給色量,而漆光漿是用結(jié)晶透明的體質(zhì)顏料,不影響顏料的給色量,如以大紅著色漿為例,用遮蓋白做的大紅,印花后是粉紅色,而用透明漿印的花,則大紅是大紅,這是遮蓋印花必不可少的配套品種。
2.1 涂料透明遮蓋漿的組成和實(shí)用性能
體質(zhì)顏料是組成透明遮蓋漿的主要成分,是一個惰性顏料。不溶于水和有機(jī)溶劑,耐酸堿有很好的穩(wěn)定性,絕大部分是白色和無色。
體質(zhì)顏料能改善涂料的機(jī)械性能、流動性能、滲透性能、光澤性能、流平性能,還能增加涂膜厚度,降低原料成本。
不同的體質(zhì)顏料,具體作用也不一樣,有時粒度細(xì)的體質(zhì)顏料可以增加顏料的遮蓋力,有的體質(zhì)顏料無遮蓋力,但經(jīng)分散以后,其遮蓋力大大提高。按化學(xué)成份分類,體質(zhì)顏料可分為五類,即鋇化合物,鈣化合物,鋁化合物,鎂化合物和二氧二硅。
最常用于透明遮蓋漿的體質(zhì)顏料是鋁化合物和鈣化合物。如鋁化合物中,常用的有硅酸鋁Al2(SiO3)3,鋁位于周期系中典型的金屬和非金屬交界區(qū),是典型的兩性元素。因此硅酸鋁也是一個兩性化合物,隨著介質(zhì)PH值的變化,電位在變化,磷酸鹽分散劑加入后,在堿性介質(zhì)中,電位隨著降低,處于較低的負(fù)電位,這也是使硅酸鋁成為粒子極細(xì)而均勻的分散膠體,而具有極好的遮蓋性。從而解決硅酸鹽膠體和陰離子粘合劑相溶的關(guān)鍵所在,圖3是硅酸鋁在不同PH值時的電位。
圖3中,硅酸鹽顏料粒子水性分散體中,加或不加磷酸鹽–分散劑在一定PH值范圍內(nèi)表現(xiàn)出不同的電位。
分散劑的選擇機(jī)理和遮蓋白相同,但在具體應(yīng)用上,要根據(jù)所采用體質(zhì)顏料的品種而定。[1]
粘合劑的選擇特別要強(qiáng)調(diào)選用非離子型聚丙烯酸酯粘合劑,其具有較好的抗電解質(zhì)性和較好的色漿流動性。制造過程采用硅酸鹽顏料為主要原料,以磷酸鹽–分散劑分散做成膠體,具有較強(qiáng)的抗凝聚能力,和粘合劑混和后做成了具有較好流變性和過濾透網(wǎng)性,大大簡化了制造工藝,
工藝過程如下:
混合→膠化→復(fù)配→過濾→成品→檢驗(yàn)制造工藝如下:
2.1.1 硅酸鋁法
采用精制硅酸鋁,先用磷酸鹽分散劑做成硅酸鋁的分散液,而后進(jìn)行復(fù)配成透明遮蓋漿。
2.1.1.1 硅酸鋁予分散液的制備
400克
100克
10克
10克
300克
180克
1公斤硅酸鋁
尿素
六偏磷酸鈉
磷酸氫二鈉
蒸餾水
乳化糊A
配成
操作:先用200克的水把六偏磷酸鈉和磷酸氫二鈉溶解,加入尿素,然后在高速攪拌下,把硅酸鋁粉子撒入,攪拌時可用其余100克水調(diào)節(jié),最后加入乳化糊A攪勻,在三輥機(jī)上軋三遍,過濾備用。
2.1.1.2 透明遮蓋漿的復(fù)配
500克
50克
400克
50克
1公斤 硅酸鋁予分散體
乳化糊A
非離子丙烯酸酯粘合劑
ML–160F棕櫚乳化蠟
配成
操作:把粘合劑和乳化糊A混合攪勻,然后在快速攪拌下把硅酸鋁分散液慢慢加入攪勻,最后加入乳化蠟液攪勻,過濾裝桶。
上列產(chǎn)品含固量44.36%,接近意大利漆光漿N45%水平。
2.1.2 硅酸鈣法
400克
400克
118克
3克
5克
4克
20克
50克
1公斤 超細(xì)硅酸鈣
非離子型自交聯(lián)粘合劑
乳化糊A
分散劑PDN
六偏磷酸鈉
磷酸氫二鈉
丙二醇
ML–160F棕櫚蠟
配成
操作:把粘合劑、乳化糊、助劑加入攪勻,在攪拌下慢慢撒入硅酸鈣粉,攪勻后用三輥機(jī)輕軋過濾裝桶。
2.1.3 納米碳酸鈣法
采用SPT納米活性碳酸鈣,平均粒徑70nm,比表面積23±2 m2/g,白度93%。
處方:
250~300克
400克
x克
30克
3克
10克
1公斤納米活性碳酸鈣SPT
粘合劑R–83m2/g
乳化糊A
丙二醇
DC分散劑
六偏磷酸鈉
配成
操作:將粘合劑、乳化糊A、助劑加入,高速攪拌混合均勻,再撒入碳酸鈣,攪拌過濾裝桶。2.2 涂料透明遮蓋漿的罩印印花工藝
涂料透明遮蓋漿的最大功能,是在同等深地色罩印條件下的遮蓋白相比有較好的遮蓋力,又有較高的顏色給色量。如前所述,遮蓋白做大紅是妃色,而透明漿能做出鮮艷大紅,因此在實(shí)際應(yīng)用時是配套使用。做白色罩印的用遮蓋白,做深色罩印用透明遮蓋漿,也可以和遮蓋白混用,其混用比例可1:2或1:3。如深藍(lán)地色上罩印黃色就要多拼遮蓋白。
在深地色罩印工藝和遮蓋白性能一樣,同樣要注意地色的選擇,做好加工工藝條件的控制,如焙烘溫度過高同樣影響花色鮮艷度,透明遮蓋漿本身的遮蓋力和顏色給色量也至關(guān)重要,如體質(zhì)顏料選不好,花色就不鮮艷。如碳酸鈣做原料,顏色就萎暗。
本產(chǎn)品不提倡用大面積印花,若用就要有較好的后處理,推薦用小花和精細(xì)花紋的罩印效果比較好。
若印花使用沖淡,比例盡量不要超過10%,盡量少加其他助劑,以免影響使用效果,色漿沖淡盡量使用非離子增稠劑A幫漿。
來源: 上海印染新技術(shù)交流研討會
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