摘 要:為實現人工林木材的高效利用,需通過顏色調控技術改良劣質材,仿制名貴木材。然而從現有的文獻和資料來看,將紡織品印花技術應用于木材顏色調控,幾乎無人涉及。紡織品涂料印花具有工序簡單、生產周期快、污水排放少、生產成本低、色譜齊全等優點,在世界各國得到廣泛的應用。將紡織品涂料印花技術應用于速生人工林單板的顏色調控,控制涂料印花粘合劑ET用量為體系總質量的10%,涂料印花增稠劑CP用量為體系總質量的1·8%,印花單板于100℃焙烘2 min可獲得清晰的花型,均勻的色澤,較好的摩擦牢度、得色量和手感。印花單板可用于家具、裝飾、地板、飾面板、門窗、音箱、體育用材、木藝雕刻、工藝品等領域。
關鍵詞:涂料印花;木材顏色調控技術;應用研究
為實現人工林木材的高效利用,需要利用染料對木材進行顏色調控[1-3],從而改良劣質材,仿制名貴木材,提高木材的使用價值和滿足人們對色彩多樣性的要求。然而通過印花技術改良劣質材的方法,從現有的文獻和資料來看,幾乎無人涉及。
紡織品印花歷史悠久,印花是將染料或涂料應用于織物特定區域以獲得想要花型的一種方法。印花時將染料或涂料與糊料、助劑和其他必要的化學藥劑制成色漿,通過篩網印到織物上,從而使織物表現出多種顏色的花紋圖案,印花實際上是一種局部染色方法。
涂料印花是用高分子化合物在織物上形成薄膜,把顏料固著在織物上的印花方法[4],在世界各國得到廣泛的應用,并有持續增長的趨勢。涂料印花在發達國家和發展中國家的印花中分別占到80%和60%,其中我國占70%[5]。由于涂料印花工藝簡便,生產流程短,印花后織物經過烘干即為成品,省去了染料印花的汽蒸或培烘、水洗等處理工序,減少了污染水的排放,符合節能、環保要求。隨著涂料印花技術的不斷發展,當今它已成為一種高級的印花方法,并可應用于各種不同織物。
筆者將紡織品涂料印花技術運用于速生人工林楊木單板的顏色調控,印花單板可望用于家具、裝飾、地板、飾面板、門窗、音箱、體育用材、木藝雕刻、工藝品等領域。
1 試驗材料與方法
1. 1 試驗材料
1. 1. 1 試 材
速生楊木Populusyunnanensis弦切單板,采自湖南常德地區,氣干密度0. 406 g/cm3,厚度為1 mm,長×寬為50 cm×35 cm。
1. 1. 2 涂 料
上海泗聯產涂料藍8301。
1. 1. 3 其它試劑
合成增稠劑CP,傳化富聯;粘合劑ET,德國巴斯夫公司BASF。
1. 1. 4 儀 器
粘度計: NDJ—4旋轉粘度計,上海昌吉儀器有限公司;印花機: RC—MP2000磁棒印花小樣機,佛山市順德區正崎印染機械制造廠;WSC—S測色色差計,上海精密科學儀器有限公司;Y571B摩擦色牢度儀,溫州紡織儀器廠。
1. 2 涂料印花工藝及印制性能測試方法
1. 2. 1 印花工藝流程及色漿工藝配方
流程:配制色漿→印花→焙烘→成品。
1. 2. 2 試驗過程設計
涂料印花的印制效果和質量,主要取決于涂料印花色漿的性能。涂料印花色漿通常由涂料、粘合劑、增稠劑及其他添加劑組成,其中粘合劑、增稠劑的性能起著至關重要的作用[6]
(1)粘合劑用量對單板涂料印花效果的影響:涂料色漿本身對纖維沒有親和力,為使顏料固著在纖維表面,需借助粘合劑。粘合劑決定印花單板的摩擦牢度和刷洗牢度,以及由于粘合劑成膜后的泛黃而影響色澤艷亮度。因此,粘合劑對涂料印花起著重要的作用。丙烯酸脂是目前應用最為普遍的一類粘合劑,特別是其丁酯的共聚物自交聯型粘合劑。本試驗選用巴斯夫公司生產的低溫自交聯型粘合劑ET,100℃左右就能交聯反應,通過改變粘合劑ET的用量研究其對單板涂料印花效果的影響。
(2)增稠劑用量對單板涂料印花效果的影響:合成增稠劑由于用量少、增稠效果好,并且有良好的觸變性能,印制花紋清晰,能替代部分或全部油/水乳化糊,克服了乳化糊帶來的污染環境的弊病。從上世紀九十年代開始,國內許多科研單位和企業都致力于合成增稠劑的開發研究及應用[7-10]。在木材上采用涂料印花工藝,印制過程是否順利進行和印花色漿的流變性能有很大的關系,在機械的剪切應力作用下,其印花色漿的粘度迅速下降,當剪切應力一旦消除時,粘度又很快回復到原先的近似值,這樣就有利于印制輪廓清晰的花型。而流變性取決于增稠劑,本試驗采用研制改進的新型陰離子型合成增稠劑CP[11],其增稠效果優越,具有良好的抗電解質性能和優良的印制性能,其應用性能優于汽巴PTF,在印花生產中排放出廢氣里的揮發性有機化合物完全符合歐盟VOC法則,是高品質環保型涂料印花增稠劑。通過改變增稠劑CP的用量研究其對單板涂料印花效果的影響。
(3)焙烘溫度及焙烘時間對印花牢度的影響:在不同的溫度下對涂料印花單板焙烘不同的時間,對其牢度性能進行測試,比較不同的焙烘溫度及焙烘時間對印花牢度的影響。
1. 2. 3 印制性能測試方法
(1)用NDJ—4旋轉粘度計4#轉子,在轉速6r/min(室溫)條件下測定色漿粘度。
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