粘合劑及預處理對錦綸織物印花性能的影響

薛珺予， 曹紅梅,2， 朱亞偉,3

(1.蘇州大學 紡織與服裝工程學院，江蘇 蘇州 215021；2.常州紡織服裝職業技術學院 紡織化學工程系，江蘇 常州 213164；3.現代絲綢國家重點實驗室，江蘇 蘇州 215123)

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研究與技術

粘合劑及預處理對錦綸織物印花性能的影響

薛珺予1， 曹紅梅1,2， 朱亞偉1,3

(1.蘇州大學 紡織與服裝工程學院，江蘇 蘇州 215021；2.常州紡織服裝職業技術學院 紡織化學工程系，江蘇 常州 213164；3.現代絲綢國家重點實驗室，江蘇 蘇州 215123)

為了提高錦綸織物酸性染料直接印花的表觀色深值和減輕后道水洗任務重的負擔，采用對錦綸織物預處理和印花色漿中加入粘合劑的直接印花方法，考察了3種粘合劑(粘合劑DT、粘合劑S-60和粘合劑SD-H)和4種預處理劑(OS-15、尿素、固色劑SD-2、固色劑SD-3)對印花錦綸織物皂洗前后K/S值、K/S比值和色牢度的影響。結果表明，在汽蒸固著條件下，當增稠劑PTF-A為2%，粘合劑S-60為1%時，能獲得較好的色深和色牢度。固色劑SD-3的預處理能使印花織物獲得優良的色深和色牢度，而其余3種預處理劑(OS-15、尿素、固色劑SD-2)的效果較差。這為開發減輕甚至免除皂洗的錦綸酸性染料直接印花提供了實踐參考。

錦綸織物；酸性染料；直接印花；粘合劑；預處理；色牢度

錦綸織物印花主要采用酸性染料，具有高回彈性、色澤艷麗，穿著舒適的優點[1]，但因生產過程中出現織物表面浮色多、色牢度差的問題，印花后需經大量工序來去除表面浮色，且皂洗時印花區和未印花區互相沾色易產生印花成品白底不白的缺陷[2]。結合涂料印花中粘合劑的作用，將其用于錦綸織物直接印花中，通過粘合劑的成膜增加染料與纖維的相互作用，從而改善色牢度問題[3-4]。此外，印染助劑在染色印花過程中有廣泛的應用，織物-助劑-染料的相互作用與助劑的性能有密切關系。一方面，染料分子與助劑分子作用后形成不同類型簡單或復雜的離子復合物[5-7]，主要是由于不同的分子間作用力導致的，其中靜電力和非靜電力(氫鍵、疏水作用力、色散力)發揮著重大作用[8-9]，其結合能力的大小同時受到兩者自身結構和溶液環境的影響[10-11]；另一方面，表面活性劑也會與纖維發生反應，起到物理化學改性的作用。根據產品需求，選擇特定性能的助劑來改善加工工藝，提高產品質量和服用性能等，如用于優化水洗工藝，提高活性染料濕摩擦色牢度，改善滌綸熱熔染色的勻染性等方面的助劑。

本文采用合成增稠劑和粘合劑為印花介質，探討固著方式、粘合劑和預處理劑的種類及質量分數對錦綸織物印花性能的影響，1)粘合劑的存在，提高織物與染料的黏結作用，減少織物表面浮色；2)助劑的選擇，避免陰離子助劑對合成增稠劑造成降黏的不利影響；3)通過助劑預處理，改善織物表面性能，增加織物表面色深和提高色牢度[12]。從而達到降低表面浮色，提高染料利用率，減輕印花織物后道皂洗負擔的效果。

1 試 驗

1.1 材料與儀器

織物：210T尼絲紡煉白織物(市售)。

染料：弱酸性橙GS(市售)。

試劑：合成增稠劑PTF-A(蘇州絲綢科學研究所)；粘合劑DT(蘇州常春藤進出口公司)，丙烯酸酯型；粘合劑SD-H(自制)，由丙烯酸和丙烯酸酯單體，采用乳液聚合法制備，含固率為28%；粘合劑S-60(蘇州絲綢科學研究所)，丙烯酸酯型。OS-15(市售)，非離子表面活性劑；尿素(市售)，工業級；酸性固色劑SD-2(市售)；SD-3(蘇州常春藤進出口公司)，含固率40%。

儀器：JS48S離心脫水機(溫州斯萬納電子技術有限公司)，M-TENTER連續式定型焙烘機(臺灣瑞比公司)，Mathis汽蒸機(瑞士Mathis公司)，UltraScan XE電腦測配色儀(美國Hunter Lab公司)，摩擦牢度儀Model 670(英國James H. Heal公司)，WASHTEC-P水洗牢度儀(英國羅切斯國際公司)。

1.2 方 法

1.2.1 預處理

工藝流程A：織物→浸漬預處理劑→離心脫水→烘干。

工藝條件：預處理劑x%(質量分數)，浴比1︰20，浸漬溫度室溫，浸漬時間10 min；烘干溫度70 ℃，烘干時間5 min。

1.2.2 印 花

工藝流程B：織物→印花→烘干→染料固著(汽蒸或焙烘)→(皂洗→水洗→烘干)→成品。

印花介質：增稠劑PTF-A 2%，粘合劑y%，弱酸性橙GS 0.6%(質量分數)。

焙烘條件：溫度160 ℃，時間1 min。

飽和汽蒸條件：溫度100 ℃，濕度100%，時間20 min。

皂洗：標準洗滌劑4 g/L，溫度50 ℃，時間45 min，浴比1︰50。

1.3 性能測試

1.3.1 色牢度

參考GB/T 29865—2013《紡織品 色牢度試驗 耐摩擦色牢度》測試，用 GB/T 251—2008《紡織品 色牢度試驗 評定沾色用灰色樣卡》進行評級；耐皂洗色牢度參照GB/T 3921—2008《紡織品 色牢度試驗 耐皂洗色牢度》方法A的標準測試。

1.3.2K/S值和K/S比值

在UltraScanXE 電腦測配色儀上測試K/S值。測試條件為D65光源，10°視角，試樣折疊成4層，測試5次取平均值；以皂洗織物為標樣，按下式計算K/S比值(RF)，表征皂洗前后印花織物顏色的變化或織物表面浮色的多少。

(1)

式中：(K/S)1和(K/S)2分別為未皂洗和皂洗織物的表觀色深值。

2 結果與分析

2.1 印花工藝流程的優化

采用工藝流程B，固定增稠劑PTF-A為2%，弱酸性橙GS為0.6%，改變固著方法(飽和汽蒸、焙烘、先汽蒸再焙烘)，考察不同固著方法對織物皂洗后K/S值的影響，結果如圖1所示。

由圖1可知，采用汽蒸固著方法的K/S值最高，僅焙烘固著方法的K/S值最低。這是因為飽和汽蒸能溶脹纖維，印花色漿能吸附蒸汽中的水分，有利于酸性染料的溶解，提高了染料從印花色漿向纖維內部的擴散和吸附的能力，染料固著率增加，表觀色深度增加；焙烘固著時，熱空氣雖有利于纖維的熱運動，但印花色漿因缺乏水分，酸性染料不能很好溶解，不利于染料的擴散，染料固著率很低，表觀色深度很小；采用先汽蒸再焙烘的方式，織物表觀色深度低于單獨汽蒸方式，K/S值約下降11%，這可能是干熱空氣的焙烘，引起纖維泛黃及提高了增稠劑PTF-A、粘合劑與纖維的結合牢度，皂洗后織物上有部分增稠劑殘留，因丙烯酸酯型增稠劑和粘合劑具有比纖維高的折射率，產生消光作用，導致K/S值下降。因此，選擇飽和汽蒸的固著方式，有利于獲得高的染色深度。

圖1 不同固著方式下織物的K/S值曲線Fig.1 K/S value of fabrics under different fixation mode

2.2 粘合劑的優化

采用工藝流程B，固定弱酸性橙GS為0.6%，分別采用三種粘合劑(粘合劑DT、粘合劑S-60、粘合劑SD-H)為印花介質，在飽和汽蒸條件下進行固著處理，考察不同粘合劑及質量分數對印花織物皂洗前后K/S值及色牢度的影響，結果如圖2、圖3和表1所示。

圖2 三種粘合劑質量分數對K/S值的影響Fig.2 Effect of mass concentration of three adhesives on K/S value

圖3 三種粘合劑質量分數對RF的影響Fig.3 Effect of mass concentration of three adhesives on RF

種類質量分數/%耐摩擦色牢度/級皂洗前干摩濕摩皂洗后干摩濕摩耐洗色牢度/級粘合劑DT0.543～443～441.043～44442.0444443.044444～54.04～544～5445.0444～54～54～5粘合劑S-600.54～544～54～54～51.04～544～54～54～52.044444～53.0444～5444.0444445.044444粘合劑SD-H0.54～544～5441.044443～42.0444～5443.0444～5444.04～544445.04444～54

由圖2、圖3可知，粘合劑對酸性染料固著錦綸織物的K/S值和K/S比值的影響較大；采用粘合劑DT時，織物的K/S值最低，但K/S比值最高；與之相反，雖然采用粘合劑SD-H時織物的K/S值最高，但K/S比值最低。此外，研究還表明：粘合劑DT質量分數增加時，K/S值和K/S比值變化不大，而粘合劑SD-H質量分數的增高則引起K/S值的降低和K/S比值的提高。粘合劑S-60質量分數對K/S值和K/S比值的影響介于上述兩種粘合劑之間。由表1可知，三種粘合劑對摩擦色牢度和皂洗色牢度的影響較小，未皂洗時摩擦色牢度為4級(除極少3～4級)，皂洗后摩擦色牢度最高能提高半級，印花織物的皂洗色牢度較好，多能達4級。

2.3 預處理劑的優化

先采用工藝流程A，將錦綸織物分別以不同質量分數的預處理劑(OS-15、尿素、固色劑SD-2、固色劑SD-3)預處理，再采用工藝流程B，對錦綸織物直接印花，印花時，粘合劑S-60質量分數為1%，之后在飽和汽蒸條件下固色，著重考察不同預處理劑及質量分數對印花織物皂洗前后K/S值及色牢度的影響，結果見表2和表3。

表2 預處理對K/S值和RF的影響Tab.2 Effect of pretreatment on K/S value and RF

表3 預處理對色牢度的影響Tab.3 Effect of pretreatment on color fastness

由表2可知，與未預處理織物相比，經四種助劑預處理后，未皂洗織物的K/S值均有所增高，且隨預處理劑質量分數的增加，K/S值的增高愈加顯著。OS-15、尿素和固色劑SD-2三種助劑低質量分數時，織物的K/S比值有所降低；三種助劑質量分數增加時，K/S比值雖有增高，但增加幅度較小。以固色劑SD-3預處理后，K/S比值有明顯提高，且受助劑質量分數的影響很小，在試驗考查的助劑質量分數范圍內，K/S比值始終高達0.98。

由表3可知，三種助劑(OS-15、尿素和固色劑SD-2)對摩擦色牢度的影響較小，未皂洗時摩擦色牢度約4級，皂洗后摩擦色牢度最高也僅提升半級；預處理后，印花織物的皂洗色牢度較好，達4級或4～5級。但經固色劑SD-3預處理后，織物未皂洗時干摩擦色牢度已達4～5級，濕摩擦色牢度達4級，皂洗色牢度達4～5級。因此，選擇固色劑SD-3對錦綸織物進行預處理，不僅能獲得較高的K/S值，且皂洗對K/S值的影響較小，此外織物的K/S比值能達到0.98，對色牢度也有較好的改善，是一種較好的預處理方法。

2.4 粘合劑及預處理劑在酸性染料印花中的作用

常規的酸性染料錦綸印花多采用糊料和尿素為介質，酸性染料多以離子鍵、氫鍵和范氏力與纖維發生結合，因錦綸纖維端氨基較少，酸性染料的利用率不高，需要通過皂洗來去除纖維表面的浮色，以獲得良好的手感和色牢度。

與海藻酸鈉糊料相比，陰離子型合成增稠劑PTF-A具有高成糊率、低質量分數和膨脹型流體的特點，能大幅度降低增稠劑的質量分數，如2%合成增稠劑PTF-A已能滿足印花對黏度的要求，因增稠劑質量分數減小，印花漿層變薄，汽蒸時縮短了染料從印花漿層向纖維內部的擴散路程，有利于染料的滲透和擴散。

當印花介質中存在粘合劑時，粘合劑與纖維、染料形成黏結作用，能提高酸性染料在纖維上的吸附和固著率，有效阻止皂洗時酸性染料的脫落。上述功能與粘合劑的性質有關，如粘合劑DT具有較好的K/S比值，而粘合劑SD-H的K/S比值較低。因此，選擇合適的柔軟型粘合劑，增強纖維和染料的粘合力，這對染料浮色的減少是有利的。

錦綸織物經非離子表面活性劑OS-15預處理，因非離子表面活性劑具有良好的潤濕和滲透性，有利于汽蒸時纖維的膨化和染料的滲透和擴散，且有一定的增深效果，但從低質量分數時K/S比值來看，非離子表面活性劑不能明顯減少染料的浮色。尿素本身是一種優良的吸濕助溶劑，也能增加纖維的溶脹，加速染料向纖維轉移和向纖維內部擴散，對K/S比值的提高是有利的。

錦綸織物經固色劑(SD-2、SD-3)預處理，能提高K/S比值且獲得較高的K/S值，SD-3是一種聚酰胺陽離子固色劑，能明顯提高纖維與酸性染料的離子鍵和H鍵結合的能力。從試驗結果來看，即便固色劑SD-3質量分數僅為0.5%時，K/S比值已高達0.98，未皂洗織物具有優良的色牢度。因印花介質中，除染料發色體外，其余物質的量極少，對織物的手感影響較小，同時因K/S比值高，染料浮色和助劑的去除任務較輕，且未經皂洗仍能獲得優良的色牢度；正由于染料浮色的減少，水洗時能極明顯地降低對未印花區白地的沾色，提高印花區色澤的鮮艷度；如此，為開發免皂洗的錦綸印花工藝，提供了一種有效的方法。

3 結 論

合成增稠劑和粘合劑組成的印花色漿，具有有效物質質量分數小和黏度高的優勢，且能提高染料的固著率。預處理劑對錦綸織物酸性染料印花性能的影響較大，其與預處理助劑的性質相關，當選擇優化的工藝，能明顯減輕甚至免除皂洗工序。

優化的預處理條件為：固色劑SD-3為0.5%；優化的印花條件為：增稠劑PTF-A為2%，粘合劑S-60為1%，染料為z%，汽蒸溫度100 ℃，汽蒸濕度100%，汽蒸時間20 min。

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Effect of adhesive and pretreatment on printing property of polyamide fabric

XUE Junyu1, CAO Hongmei1,2, ZHU Yawei1,3

(1. College of Textile and Clothing Engineering, Soochow University, Suzhou 215021, China; 2. Department of Textile Chemistry Engneering, Changzhou Textile Garment Institute, Changzhou 213164, China; 3. National Engineering Laboratory for Modern Silk, Suzhou 215123, China)

In order to improve the apparent color depth value of polyamide fabric which is directly printed by acid dyes and reduce the burden of washing, this paper used pretheatment of polyamide fabric and direct printing process with adhesive to study the effect of the three kinds of adhesive agents (adhesive DT, adhesive S-60 and adhesive SD-H) and four pretreatment agents (OS-15, urea, the fixing agent SD-2 and SD-3) on theK/Svalues,K/Sratio and color fastness. The result shows that better color depth and color fastness could be gained under steaming fixation condition when the thickener PTF-A was 2%, and the adhesive S-60 was 1%. The pretreatment of fixing agent (SD-3) could make the printed fabric obtain excellent color depth and color fastness, while other three pretreatment agents (OS-15, urea, fixing agent SD-2) were less effective. This paper provides practical reference to reduce or even relieve soaping for direct printing of polyamide fabric with acid dyes.

polyamide fabric; acid dyes; direct printing; adhesive; pretreatment; color fastness

10.3969/j.issn.1001-7003.2016.11.002

2016-05-20;

2016-10-12

江蘇省省級前瞻性研究專項項目(BE2014058)；常州市應用基礎研究項目(2015249)

朱亞偉，教授，yaweizhu@suda.edu.cn。

TS193.64

A

1001-7003(2016)11-0006-05 引用頁碼: 111102