涂料藍染色陽離子改性棉的條花分析與改善措施

王江波，陳志華，沈若萍，熊國富

（1.江蘇工程職業技術學院，江蘇南通 226007；2.浙江金梭紡織有限公司，浙江蘭溪 321102）

水洗在牛仔服裝加工過程中占有重要地位，人們對牛仔的喜愛也要求其在外觀、手感等方面不斷突破、不斷創新。涂料染色服裝無需經過復雜的水洗即可以獲得裂紋感、層次感、陳舊感等立體水洗效果，既有牛仔的風格，又能多樣化。涂料染色既能做到環保，又能提升產品的附加值［1-2］。

對纖維素纖維預先進行陽離子化改性，使纖維表面帶有一定量的正電荷，可以吸附涂料分散體系中的陰離子表面活性劑，使涂料分散體系遭到破壞，顏料顆粒穩定性變差，析出到固相，即上染纖維。與傳統技術相比，陽離子改性染色技術無需進行前處理，染色過程中也無需使用黏合劑，染色后無需水洗處理，具有工藝流程短、節能環保的優勢［3-4］。本實驗針對企業生產過程中涂料藍染色條花問題進行觀察分析，并提出相應的解決方案。

1 實驗

1.1 材料

紗線：棉紗（線密度58.3 tex）。

試劑：環保型陽離子改性劑CZH（常州市中策紡織助劑有限公司），非離子滲透劑PFD-200（蘇州寶時凱門精細化工有限公司）。

涂料：G-13 妃紅、G-24 金黃、G-31 藍、G-34 藏青、G-51黑（上海泗聯實業有限公司）。

1.2 儀器

Ultra Scan PRO 型測色配色儀（美國Hunterlab 公司），Malvern Zetasizer Nano ZS90 納米粒徑電位分析儀（馬爾文帕納科公司），LAP-W2000 型涂料激光粒徑測定儀（昆山鷺工精密儀器有限公司）。

1.3 實驗方法

1.3.1 陽離子改性工藝配方

環保型陽離子改性劑CZH 25 g/L，非離子滲透劑PFD-200 4～6 g/L，改性液母液50 g/L，補充流量2 L/min，改性處理溫度50～80 ℃，車速30 m/min。

1.3.2 涂料染色工藝配方

涂料25 g/L，非離子滲透劑PFD-200 4～6 g/L，涂料母液50 g/L，補充流量2 L/min，常溫染色。

1.3.3 工藝流程

進棉紗→60 ℃浸軋滲透劑+陽離子改性劑1道→烘筒烘干（130 ℃）→常溫浸軋涂料染液1道→紅外線預烘→熱風烘干（具體工藝流程如圖1 所示）；每個顏色染紗3 000 m。

圖1 棉紗陽離子改性染色工藝流程

為了防止涂料在烘干前出現泳移現象，在染色后需要采用紅外線預烘+熱風烘干的方式對紗線進行烘干。

1.4 測試與表征

1.4.1 陽離子改性劑質量濃度

要保持涂料染色前后顏色深度一致（顏色深度穩定），控制改性劑質量濃度至關重要；用十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）反滴定法進行測試［5］。利用季銨鹽可以和四苯硼鈉反應生成沉淀的特點，在改性劑溶液中加入過量的四苯硼鈉，使季銨鹽全部沉淀析出；然后在堿性條件下，以達旦黃作為指示劑，用CTAB 反滴定過量的四苯硼鈉，從而得到季銨鹽（改性劑）的質量濃度。

1.4.2 表觀顏色深度（K/S值）

使用測色配色儀進行測定，采用D65光源，10°觀察視角，測定5次，取平均值。

1.4.3 染色均勻性

在染色面料表面任取6 個點，用測色配色儀測試色差，取平均值（ΔE）。平均值小于0.5 表示色差較小，染色均勻性較好，反之則表示均勻性較差。

1.4.4 粒徑分布

將稀釋一定倍數的涂料色漿緩慢滴加到測量池中，直至達到合適濃度范圍，液體循環流動，用3 束同波長激光光源照射分散在液體中的顆粒，檢測所測樣的粒徑分布［6］。

1.4.5 Zeta電位

將涂料色漿稀釋一定倍數后進行測試。

2 結果與討論

2.1 改性劑質量濃度穩定性

如圖2 所示，在滴定過程中，溶液由黃色變為紅色即為滴定終點。

圖2 CTAB 反滴定法滴定前后溶液的變化

由表1 可以看出，在滴定過程中，改性劑的質量濃度前后保持一致，說明改性劑的質量濃度不會影響后道涂料上染的穩定性。

表1 CTAB 反滴定法測試結果

2.2 K/S值和染色均勻性

取面料的頭紗、尾紗和1 500 m 處紗線各1 m，測試顏色深度及均勻性，結果如表2所示。

表2 涂料染色紗線的K/S值

首先用肉眼觀察涂料的染色均勻性，發現G-13妃紅、G-24 金黃、G-34 藏青以及G-51 黑染色面料的顏色均勻，但是G-31 藍染色面料的顏色不均勻，有嚴重的條花出現；用放大鏡仔細觀察G-31 藍染色面料，發現紗線的一側顏色深，另一側顏色淺，使其在織造成面料后，表面會出現一條顏色深一條顏色淺的條花現象。然后由表2可以看出，5個顏色從頭到尾的K/S值基本保持一致，說明涂料母液用量和補充流量合適。

2.3 涂料藍染色條花異常分析

2.3.1 Zeta 電位

由表3 可以看出，G-13 妃紅的Zeta 電位最高，而G-24 金黃的Zeta 電位最低，G-31 藍的Zeta 電位介于二者之間，說明Zeta 電位不是造成G-31 藍染色產生條花的主要原因。

表3 涂料染色紗線的Zeta 電位

2.3.2 粒徑分布

由表4 可以看出，G-31 藍涂料的粒徑最大，80%的粒徑分布在0.583～0.735 μm，說明G-31 藍粒徑偏大，涂料顆粒轉移較慢，不容易在紗線表面均勻上染，粒徑偏大是造成G-31藍染色產生條花的原因。

表4 涂料粒徑分布測試結果

2.4 涂料藍染色條花解決方案

由于G-31 藍涂料粒徑較大，轉移較慢，設計紗片正反雙側染色工藝（具體工藝流程見圖3），并采用超聲波促染，以提升涂料顆粒的運動速率，改善紗線兩側顏色不一致的情況。

圖3 正反雙側染色工藝流程

正反雙側染色工藝：進紗→60 ℃浸軋滲透劑+陽離子改性劑1道→烘筒烘干（130 ℃）→常溫正向浸軋涂料染液1 道（超聲波）→常溫反向浸軋涂料染液1道（超聲波）→紅外線預烘→熱風烘干。

染槽1 紗片貼近導輥一側，在經過染槽2 時，轉換成貼近染液一側，經過正反雙側染色，紗片兩側均與染液有直接接觸；經過超聲波促染和紗片正反雙側染色后，由圖4、表5 可以看出，平均色差ΔE由改善前的2.56 降至改善后的0.40，G-31 藍涂料染色條花現象得到明顯改善。

圖4 涂料藍染色改善前后對比圖

表5 面料不同部位的色差

3 結論

（1）針對涂料藍染色容易產生條花的問題，從涂料粒徑分布以及Zeta 電位方面分析，結果表明G-31藍涂料粒徑偏大，涂料顆粒運動轉移較慢是出現條花的主要原因。

（2）通過采用紗片正反雙側染色工藝和超聲波促染，G-31 藍染色條花現象得到明顯改善，有效地解決了涂料藍染色易出現條花的問題。