超細涂料軋染工藝

中山市新力華涂料有限公司 江紹棟

超細涂料軋染工藝

中山市新力華涂料有限公司 江紹棟

涂料印染技術具有工藝簡單、色譜齊全、適應性強、成本低、節能節水、污染小等優點，越來越受到紡織行業的歡迎，蘊含著巨大的發展潛力，但同時也面臨諸如色澤鮮艷度、牢度、手感等問題，從而限制了其應用范圍。

本文采用4種超細涂料（GMT-432艷藍、GMT-3000玫紅、DAF-203嫩黃、DAF-504黑色，此四色接近潘通四原色為代表 ）對純棉機織物進行軋染染色，研究了兩種新型的涂料軋染工藝：超細涂料兩浴兩步法軋染和超細涂料一浴一步法染色。比較了這兩種染色方法與傳統涂料軋染工藝之間的優勢。

超細涂料兩浴兩步法軋染中，先對棉織物進行陽離子化浸扎處理。使棉纖維表面帶有正電荷，然后對陽離子化的棉織物進行陰離子性超細涂料軋染。在陽離子改性實驗中通過改變改性劑濃度、PH值、處理溫度和時間等工藝參數，詳細討論影響棉纖維陽離子化的程度的主要因素。超細涂料一浴一步法軋染中，將棉織物的陽離子改性過程和涂料染色過程合二為一，大大簡化了染色的工藝流程。實驗中分析了染色液中陽離子改性劑的濃度、涂料濃度、粘合劑用量等對染色效果的影響。

陽離子改性劑的種類

對于天然纖維素纖維進行陽離子接枝或改變其離子性的方法，一般稱為陽離子改性處理，這類助劑被稱為陽離子改性劑（按結構分），主要有胺化的環氧衍生物，這些化合物中一般都含有陽離子性的氨基，特別是季銨鹽，而且大多屬于反應型的，即一方面能與纖維牢固的鍵合，另一方面要使纖維成陽電荷。陽離子改性劑可分為低分子化合物和高分子化合物兩種。

離子改性過程中的影響因素

目前關于棉織物涂料染色中的陽離子化改性研究多應用于涂料浸染。即先用陽離子改性劑對纖維進行陽離子化預處理，使纖維表面帶有正電荷，然后用帶負電荷的涂料進行染色，通過涂料粒子和纖維上陽離子的靜電引力作用，賦予纖維和涂料間一定的親合力，從而使涂料吸附在纖維表面。

棉纖維陽離子化的過程取決于改性劑的種類不同，一般來說，隨著改性劑的濃度增加，改性程度增加，從而使上染率和染色深度增加，但當濃度超過飽和值后，再增加改性劑濃度對顏色增深沒有效果，若用量過多還會阻礙顏料粒子的上染。因此要根據棉纖維對陽離子的吸收情況選擇最佳用量。

改性液PH值：不同改性劑對織物進行預處理的PH值也不同，一般情況下陽離子季銨鹽類化合物的預處理PH值8-9，陽離子季銨鹽類聚合物的預處理可以在中性或弱酸性條件下進行。此外，預處理的PH值還與纖維種類和前處理狀況等有關。

改性處理的溫度和時間：溫度和時間對改性效果也有影響，隨著溫度的升高，纖維的膨脹系數增加，改性劑分子的動能亦增加，與纖維的有效碰撞增多，使纖維的改性效果更加明顯。大多數改性劑的處理溫度為60-80℃，時間為10-30分鐘。

施加方法（以改性劑H-A為例）改性劑濃度為6%，浴比為20:1，投入織物后將改性浴由室溫升到60-70℃，然后保溫處理20-30分鐘，使陽離子改性劑吸盡，然后將浴液排除，對織物進行充分水洗，除去織物上的多余改性液。

超細涂料兩浴兩步法染色

陽離子改性工藝

陽離子改劑DH-1008具有的功能特性：

1．聚合物中含有氯甲基活性基團，該基團在堿性條件下能與纖維素離子發生親核反應。

2．聚合物分子具有較好的熱穩定性，可以在較高的溫度下對織物進行處理改性。

3．聚合物中具有帶正電荷的銨鹽，可以大大提高帶負電荷涂料粒子的直接性和上染率。

本實驗中棉纖維的陽離子改性采用浸扎工藝，著重討論改性劑的PH值、濃度、處理時間和溫度對改性程度的影響。實驗證明改性織物含氮量與表面得色深度K/S值之間呈線性關系，因此本實驗通過測試改性織物染色K/S值的方法評定纖維改性程度，并且測量K/S值的方法簡單實用。

陽離子改性工藝流程：

浸扎改性液（兩浸兩扎，扎余率60%）→烘干→汽蒸（102℃×2分鐘）→熱水洗→冷水洗→烘干

實驗中，我們對改性劑工藝條件進行了優選，重點對改性劑濃度、改性劑液PH值、氣蒸的溫度和時間進行了優選實驗。

優選實驗條件如下：

陽離子改性劑DH-1008(g/L)0-100 PH值 7-12氣蒸溫度（度）102-126氣蒸時間（分鐘）2-15扎余率（%）60%

超細涂料染色工藝

棉纖維經過陽離子改性劑改性后，引入了帶正電荷的表面電荷，使涂料陰離子與纖維間電荷的斥力轉為引力，大大提高了涂料粒子與棉纖維的作用力。

織物陽離子改性后，進行涂料染色，其染色工藝流程如下：

浸扎涂料色漿（兩浸兩扎，扎余率60%）→預烘→焙烘→（150℃×3分鐘）→皂洗（95℃×10分鐘）→清水洗→烘干

工藝條件：

涂料(g/L) 10-100粘合劑（g/L）10-40濕摩擦牢度提升劑（g/L）1-5扎余率（%）60%

超細涂料一浴一步法染色

染液的配制

配置一定濃度的改性劑溶液，加入NaOH調PH值至11-12。超細涂料中加入一定量的染浴穩定劑DBO，緩慢倒入調配好的改性劑液，攪拌均勻，再加入粘合劑，攪拌均勻，靜置24小時無分層，沉淀，性能穩定，可用于染色。

超細涂料染色工藝

超細涂料染色工藝流程：

浸扎涂料色漿（兩浸兩扎，扎余率60%）→烘干→氣蒸（102℃×10分鐘）→皂洗（95℃×10分鐘）→清水洗→烘干

工藝處方：

涂料（g/L）10-200改性劑（g/L）0-40染浴穩定劑DBO（g/L）1-3 NaOH（g/L）0-15粘合劑（g/L）5-40

粘合劑對染色性能的影響

在涂料色漿中加入不同濃度的粘合劑，分別對陽離子改性和未改性的棉織物進行軋染，測試染色織物的K/S值和色牢度。通過實驗證明，隨著粘合劑用量的增加，棉織物的染色K/S值升高，摩擦牢度和皂洗牢度也有所提高，在無粘合劑的情況下，軋染水洗后棉織物表面剩余的超細涂料量較少，K/S值很低，加入粘合劑后，涂料借助粘合劑粘在織物表面從而提高了染色K/S值和色牢度。

隨著粘合劑用量的增加，陽離子改性劑棉織物的染色K/S值變化不大，但摩擦牢度和皂洗牢度有所提高。在無粘合劑的情況下，由于陽離子改性纖維對涂料粒子有一定結合力，扎染后棉織物表面的超細涂料量沒有大量損失，仍有較高的AK/S值，且有一定的色牢度。

涂料濃度對染色性能的影響

隨著涂料用量的增加，染色后織物的K/S值升高，陽離子改性棉織物的染色深度遠遠大于未改性織物。在涂料20-100g/L范圍內，改性后棉織物染色K/S值約是未改性棉織物的兩倍，這是由于棉織物經陽離子化改性后，在軋染的過程中對涂料色漿由不吸附變為具有一定親和力，纖維表面的顏料粒子大大增加，表現為染色K/S值的升高。這表明棉織物經陽離子改性劑預處理后，與未處理相比，達到相同的染色深度所需要的涂料濃度是后者的一半左右，這對于涂料扎染中節約成本和環境保護具有很大意義。

染色織物摩擦牢度和皂洗牢度與涂料濃度的關系

通過實驗可以看出，染色后織物的色牢度隨涂料用量的增加而降低，涂料濃度較大時，涂料濃度相同的情況下，陽離子改性織物染色后摩擦牢度比未改性織物的摩擦牢度略低，這是因為棉織物經陽離子化改性后，染色織物的得色量多，吸附到改性棉織物表面的顏料粒子較多，造成其色牢度下降，而同等深度的染色樣，改性過的織物比未改性過的織物摩擦牢度優良。

另一方面超細涂料中的顏料粒徑僅為150nm左右，普通的粘合劑難以將其完全包覆，使部分顏料粒子直接暴露在外，引起摩擦牢度的下降，這對涂料染色用粘合劑提出了新的要求。

氣蒸溫度和時間對織物染色的性能影響

實驗中的染色配方和工藝，改變氣蒸的溫度和時間，對棉織物進行超細涂料軋染，測定染色織物的K/ S值、摩擦牢度。氣蒸溫度和時間對超細涂料深度和色牢度的影響。從實驗數據結果看，氣蒸溫度升高，棉織物的表現深度變淺，表現為所測得的K/S值降低，棉織物的干濕擦牢度受氣蒸溫度的影響不大，在102℃時，干摩擦牢度比其他溫度下的高半級。

氣蒸時間：從實驗數據得出氣蒸時間延長，棉織物的K/S值差別不大，隨著氣蒸時間的延長，棉織物的干濕擦牢度逐漸提高，氣蒸在10分鐘是摩擦牢度最好，氣蒸時間繼續延長，牢度反而下降。

綜合以上可以得到，超細涂料色漿中加入改性劑后，在一定的氣蒸條件下，可以提高棉織物的染色深度和摩擦牢度。氣蒸溫度主要影響棉織物的染色深度，對摩擦牢度影響不大，而氣蒸時間對染色牢度的影響較大，對染色深度影響較小。產生這一現象的原因可能與改性劑和粘合劑的性質有關，一方面，超細涂料色漿中加入的改性劑是一種可溶性的季銨鹽陽離子高分子化合物，在有水分子參與的氣蒸條件下，可以較好的與棉纖維發生反應，從而提高棉織物上的超細涂料吸附量，即提高了染色深度；另一方面，涂料色漿中使用的是低溫型粘合劑，可以在較低溫度下在織物表面成膜，提高摩擦牢度。因此，超細涂料扎染較好的工藝為：

浸扎涂料色漿（兩浸兩扎，扎余率60%）→烘干（80℃×1分鐘）→氣蒸（102℃×10分鐘）→皂洗（95℃×10分鐘）→清水洗→烘干

改性劑濃度對染色性能的影響

改性劑用量決定織物上改性基團的數量，對織物改性程度和超細涂料染色效果起著重要作用。通過實驗數據可以看出，超細涂料染色織物的K/S值隨改性劑的濃度的不同而變化。無改性劑超細涂料色漿織物K/S值較低，改性劑用量增加后，染色織物的K/S值明顯提高，當改性劑濃度為30g/L時，K/S值達到最高，濃度進一步增大K/S值略有下降。

改性劑濃度大于10g/L后，超細涂料染色織物的摩擦牢度比無改性劑超細涂料染色提高1-1.5級，皂洗牢度提高半級，改性劑用量達40g/L時摩擦牢度稍有降低。從染色深度和色牢度兩方面考慮，改性劑的適宜濃度為30-40g/L。

粘合劑對染色性能的影響

粘合劑的用量是影響涂料染色效果的重要因素，它決定了染樣的手感、色牢度和其他性能。超細涂料染色的牢度較差，大量粘合劑的使用必然會導致手感變差。涂料染色后的織物的K/S值隨著粘合劑的用量的增加而不斷升高，在涂料色漿中添加改性劑后，涂料染色織物的K/S值隨著粘合劑用量的增加改變不大，這是由于當染色涂料色漿中粘合劑的濃度較低時沒有足夠的粘合劑將涂料色漿粘著在織物上，而涂料本身對棉織物沒有親和力，因此在染色后的水洗過程中作為浮色被沖掉，因此織物的K/S值很低。粘合劑的用量增大后，K/S值逐漸升高，改性劑加入后，涂料與棉織物之間的作用力不再是單純依靠粘合劑，因此即使粘合劑的用量較少，對K/S值影響也不大。

本文是根據筆者公司實驗得出的結論，僅供學術研究，若工廠生產需進行大樣實驗，調整工藝參數，最終形成能量產的工藝。數據中若有異議歡迎致電討論！希望能在涂料應用發揮價值。