柔軟型環保透明印花遮蓋漿的研究

2018-03-05 03:40:25韓麗娟黃玉華樊武厚羅艷輝

紡織科技進展 2018年2期

韓麗娟，黃玉華，譚弘，樊武厚，梁娟，羅艷輝

涂料印花遮蓋白漿主要用于織物的拔白或防白，即在底色織物上直接印上遮蓋白漿即可達到拔白或防白的效果。在遮蓋白漿中加入一定量的有色涂料可以代替防拔染印花，從而大大簡化織物防拔染印花的流程，使多種纖維混紡織物的防拔染印花可以通過簡單的涂料印花方式實現[1-3]。但涂料印花遮蓋白漿用于深色底色布上的彩色罩印時，由于白色和彩色的互拼會造成色涂料著色力下降，如深黃色變成淡黃色，深紅色變成妃色[4]。本文研究的柔軟型環保透明印花遮蓋漿就是針對這一問題開發的，主要用于織物的仿防色和色拔印花，專用于著色的罩印遮蓋漿，可以有效改善涂料在深底色罩印時的著色力，增加花色鮮艷度。

1 試驗部分

1.1 材料與儀器

織物:304×252根/10 cm純棉織物(綿陽佳聯印染有限責任公司)。

原料:各種涂料(工業級，雙流天府精細化工有限公司);柔軟型無甲醛涂料印染黏合劑(參照參考文獻[5]方法制備);無磷耐堿高效螯合分散穩定劑(參照參考文獻[6]方法制備)。

儀器:Scout SE電子天平(奧豪斯儀器(常州)有限公司);DF-101S集熱式恒溫加熱磁力攪拌器(鞏義市予華儀器有限責任公司);ZHE4型實驗室高剪切分散乳化機(常州市騰蛟機械廠);ZTR實驗室三輥研磨機;DNJ-8S旋轉黏度計(上海平軒儀器有限公司);RCMP2000磁棒印花機(正崎機械);HZ-85型小樣定型機(日本制);Y571L染色摩擦色牢度儀(萊州市電子儀器有限公司);AD-12常溫小樣機(鶴山精湛染整設備廠有限公司);723可見光分光光度計(上海光譜儀器有限公司)。

1.2 柔軟型環保透明印花遮蓋漿的制備

將體質顏料、柔軟型無甲醛涂料印染黏合劑、無磷耐堿高效螯合分散穩定劑、其他輔助助劑及去離子水按一定比例混合后，經高速乳化機乳化，三輥機研磨，均質機均質，然后過濾得到柔軟型環保透明印花遮蓋漿。

1.3 工藝流程

配制色漿→印花→100℃烘干→140～150℃焙烘2～3 min[1-3]。

1.4 柔軟型環保透明印花遮蓋漿的性能測試

1.4.1 色牢度

分別按照GB/T 3920-2008《紡織品色牢度試驗耐摩擦色牢度》和GB/T 5713-2013《紡織品色牢度試驗耐水色牢度》測試印花織物的摩擦牢度和耐水洗色牢度[7-8]。

1.4.2 布面甲醛含量

按照GB/T 2912.1-2009《紡織品甲醛的測定第1部分:游離水解的甲醛(水萃取法)》測試印花織物的甲醛含量[9]。

1.4.3 黏度

用DNJ-8S旋轉黏度計測試柔軟型環保透明印花遮蓋漿及其加入涂料后的黏度。

1.4.4 流變性能

分別在0.3、0.6、1.5、3、6、12、30、60 r/min轉速下測定柔軟型環保透明印花遮蓋漿及其加入不同涂料后的黏度，然后繪制成黏度曲線。印花黏度指數簡稱PVI值，是同一漿料在兩種不同剪切速率條件下的比值，本文以η60/η6表示，用以衡量該漿料的流變性，η60為漿料在60 r/min轉速下測定的黏度，η6為漿料在6 r/min轉速下測定的黏度。PVI值與結構黏度指數有關，PVI值越小，則漿料的結構黏度指數越大。

1.4.5 增稠性能測試

取10 g柔軟型環保透明印花遮蓋漿，加入90 g去離子水，攪拌溶解成稀釋液。然后向稀釋液中加入1 g合成增稠劑，攪拌，觀察二者的相溶性及增稠性。

2 結果與討論

2.1 體質顏料的選擇

體質顏料是一種惰性顏料，不溶于水和有機溶劑，對酸堿有很好的穩定性，絕大部分是白色和無色。按化學成分分類，體質顏料可分為5類，即鋇化合物、鈣化合物、鋁化合物、鎂化合物和含硅化合物。本文選用鋇化合物A、鈣化合物B、含硅化合物C、D、E，分別配制了5種透明印花遮蓋漿A、B、C、D、E。表1為5種透明印花遮蓋漿在黑色織物上印制后的花紋效果和透明度。由表1可知，透明印花遮蓋漿B、D和E印制的花紋呈白色或部分白色且成膜不透明，這個現象說明選用的體質顏料B、D和E與顏料混合后，色光為白色和顏料顏色的拼色，將影響顏料的色光。而透明印花遮蓋漿A、C印制的花紋呈無色或基本無色，這個現象說明體質顏料A和C與顏料混合后，色光變化不大。在透明印花遮蓋漿A和C中加入2%藍涂料(對漿料比重)，然后將其印制在黑色織物上，發現A花紋顏色為黑色，不具有遮蓋性;而C花紋顏色為藍色，與藍涂料顏色相近。因此，選用體質顏料C作為配制透明印花遮蓋漿的體質顏料。

表1 不同透明印花遮蓋漿印花后的透明度及花紋效果

2.2 體質顏料用量對透明印花遮蓋漿性能的影響

表2列出了體質顏料用量變化對透明印花遮蓋漿性能的影響，可以看出，隨著體質顏料用量的增加，透明印花遮蓋漿的干摩擦色牢度、耐水洗色牢度均呈現出下降趨勢，而遮蓋性則呈現上升趨勢。在體質顏料用量大于17.5%(對有效含量比重)時，其色牢度符合國家標準且遮蓋性良好;在體質顏料用量大于20%(對有效含量比重)時，其遮蓋性良好但色牢度低于國家標準。因此，體質顏料的較優用量為17.5%～20%(對有效含量比重)。

2.3 無磷耐堿高效螯合分散穩定劑用量對透明印花遮蓋漿的影響

體質顏料分布越均勻，則印花漿的遮蓋性越好。高性能的分散劑是實現體質顏料在透明印花遮蓋漿中良好分散的重要手段，常用的分散劑是聚磷酸鹽分散劑和聚合電解質型分散劑，本文采用自制的無磷耐堿高效螯合分散穩定劑(簡稱分散劑)是一類聚合電解質型分散劑。表3列出了分散劑用量變化對透明印花遮蓋漿性能的影響，可以看出，隨著分散劑用量的增加，透明印花遮蓋漿的色牢度呈下降趨勢，而其遮蓋性呈上升趨勢。當分散劑用量小于2%(對有效含量)時，透明印花遮蓋漿的色牢度良好但遮蓋性較差;當分散劑用量大于3%(對有效含量)時，透明印花遮蓋漿的遮蓋性良好但色牢度低于國家標準。因此，分散劑的較優用量是2%～3%(對有效含量)。

表2 體質顏料用量變化對透明印遮蓋漿性能的影響

表3 分散劑用量變化對透明印花遮蓋漿性能的影響

2.4 柔軟型無甲醛涂料印染黏合劑用量對透明印花遮蓋漿性能的影響

透明印花遮蓋漿的另一個重要組成是黏合劑，它是將印花色漿黏附在纖維表面形成聚合物薄膜時著色形成圖案的關鍵因素。因此，選用合適的黏合劑是提高透明印花遮蓋漿印花織物色牢度和手感的必要手段。采用自制柔軟型無甲醛涂料印染黏合劑(簡稱黏合劑)，具有較好的抗電解質性、較好的色漿流動性和柔軟的手感。表4列出了黏合劑用量變化對透明印花遮蓋漿性能的影響，從表4可以看出，在黏合劑用量為37.5%(對有效含量)時，印花織物的各項色牢度就已達到國家標準;隨著黏合劑用量的增加，印花織物的各項色牢度逐漸提高，當黏合劑用量高于75%(對有效含量)時，織物的各項色牢度變化不大，但黏合劑過多會使透明印花遮蓋漿在印花時發黏和堵網，開車不順利，因此，黏合劑用量在50%～75%為最佳。同時，從表2～表4的數據可以看出，本文研究的透明印花遮蓋漿不含甲醛且印花織物手感柔軟，因此該透明印花遮蓋漿是柔軟型環保透明印花遮蓋漿。

表4 黏合劑用量變化對透明印花遮蓋漿性能的影響

2.5 焙烘條件對柔軟型環保透明印花漿印花效果的影響

表5為不同焙烘溫度和時間時，柔軟型環保透明印花遮蓋漿印花布的各項性能比較。從表中數據可以看出，在100℃時，印花織物的各項色牢度就已達到國家標準，但焙烘時間過長(5 min)，很難實現連續化的大生產;隨著焙烘溫度的升高，印花織物的各項色牢度逐漸提高，當焙烘溫度高于140℃后，織物的各項色牢度變化不大，但是溫度太高會造成能耗的增加。因此，焙烘溫度在140～150℃為最佳。

表6為焙烘溫度為150℃，不同焙烘時間時柔軟型環保透明印花遮蓋漿印花布的各項性能比較。從表中數據可以看出，隨著焙烘時間的增長，印花織物的各項色牢度提高，當焙烘時間達到2 min時，織物的各項色牢度已達到國家標準;當焙烘時間達到4 min時，織物的各項色牢度不再變化。但是，焙烘時間過長，會造成能耗的增加。因此，焙烘時間選擇在2～3 min為最佳。

表5 焙烘溫度對柔軟型環保透明印花遮蓋漿印花效果的影響

表6 焙烘時間對柔軟型環保透明印花遮蓋漿印花效果的影響

2.6 柔軟型環保透明印花遮蓋漿的性能表征

圖1為柔軟型環保透明印花遮蓋漿的流變曲線，表7是柔軟型透明印花遮蓋漿的性能表征。從圖1中可以看出，柔軟型環保透明印花遮蓋漿在轉速較小時黏度較大，隨著轉速的增加其黏度迅速減小。這個現象說明柔軟型環保透明印花遮蓋漿流變性較好，在印花時，其色漿的黏度會因為剪切應力的作用迅速降低，這種假塑性流體的特性有利于涂料印花過程的進行。同時，加入不同涂料后，柔軟型環保透明印花遮蓋漿的流變曲線幾乎是重合的，說明涂料對柔軟型環保透明印花遮蓋漿的流變性幾乎沒有影響，因此柔軟型環保透明印花遮蓋漿可以加入涂料來印花。而由表7的數據可以看出，柔軟型環保透明印花遮蓋漿及加入涂料的透明印花遮蓋漿的印花黏度指數PVI值均在0.1～0.3之間，說明其結構黏度指數較大，不會“淌漿”，適用于平網印花。同時，由于柔軟型環保透明印花遮蓋漿可以加入合成增稠劑調節色漿黏度和PVI值，因而也可用于PVI值要求較大的輥筒印花和PVI值要求在平網印花和輥筒印花之間的圓網印花，適用范圍廣。另外，從表7還可以看出，柔軟型環保透明印花遮蓋漿印花織物的色牢度和甲醛含量符合國家標準，手感柔軟，因而不需要再進行后續處理，可以減少印花工序，節約能耗。