涂料織物印花染色的專業技術特點 ------------------------------------------ 涂料在印染行業中長期以來都是廣泛應用于織物印花方面。直到20世紀60年代，才開始有一些關于涂料染色的專利和研究報告發表，但由于染色效果不盡如人意，這項技術沒有得到廣泛應用。90年代起，隨著新的粘合劑、助劑的不斷出現以及應用技術的不斷完善，涂料染色技術重新受到了國內外的廣泛關注和推廣，特別是用于染淺中色產品。近年來，涂料染色產品如彩色牛仔、針織牛仔、成衣仿舊、水洗布等面料，因其豐富的色彩和獨特的風格受到了不少消費者的青睞。 與染料染色相比，涂料染色主要具有4大優點，即對纖維加工對象的普適性、色譜選擇的廣泛多樣性、污染輕的環境優化性、節能降耗的經濟性。 1涂料染色工藝 涂料染色工藝分為涂料軋染和涂料浸染兩種。涂料軋染適合大批量生產，工藝流程短、不需水洗；涂料浸染適合小批量多品種的生產，能產生靈活多變的染色效果（表2）。 表2 涂料軋染與涂料浸染的比較 加工數量 材料表面 制成品染色 工藝流程 涂料浸染法 小批量 凹凸不平 亦可適用 改性→染色→固色→水洗 涂料軋染法 大批量 必須平滑 不適用 浸軋→預烘→焙烘 涂料軋染染色在國內外的應用較廣泛，其突出特點是工藝流程短、操作簡單、生產效率高、無需水洗，但存在手感較硬、易粘軋輥以及只適合染中淺色等問題，而且與當今小批量、多品種的市場需求不夠適應。產品的質量主要取決于涂料、粘合劑、交聯劑、防泳移劑、柔軟劑的選擇和使用。 涂料浸染染色的原理是通過改性使纖維的陽離子化，賦予纖維與涂料間一定的親和力，通過靜電引力將涂料吸附到纖維上去，明顯提高了涂料的上染率。它的特點是可以克服涂料軋染存在的手感差、泳移明顯、染化料浪費等缺點，并且適應小批量、多品種的快速反應生產，可以滿足當前多變的市場需求。同時，涂料浸染工藝可以產生石洗、磨白 、碧紋等多種效果，在成衣染色、紗線染色、針織物染色等領域有廣泛應用。產品的質量主要取決于改性劑、涂料、粘合劑的選擇及工藝條件的嚴格控制。 2涂料染色助劑 涂料染色助劑的性能是影響涂料染色效果的重要因素。除了需要優質的涂料色漿以外，粘合劑、陽離子改性劑等其他助劑也很重要。 2.1粘合劑 為獲得一定的色牢度，涂料染色后要用粘合劑進行固色，粘合劑的種類和性質在很大程度上影響著織物的手感和各項色牢度等性能。因此，粘合劑對涂料染色或涂料印花起著重要作用。 涂料軋染用粘合劑要求粘著力強、手感柔軟而不粘、高溫不泛黃、不粘輥、配伍性好、性能穩定等等。涂料浸染染色時，涂料粒子依靠靜電引力吸附在纖維表面，而不像染料那樣滲入到纖維內部，結合力較弱，需借助適量的低溫型粘合劑進行固色來提高色牢度。并且，由于染色后織物表面仍具有一定的陽離子特性，陰離子性的粘合劑很容易被吸附。 國外產品有美國Noveon（諾譽）化工的PrintRite®594/595、DyStar的LavaFastS、BASF的HelizarinBinder系列、意大利Lamberti（倫巴蒂）的PMS、美國Brook-Line（布魯克林）的Superprint101（譽輝化工代理）、土耳其ARGON（阿爾貢）的ArakrilAT系列等等。其中譽輝化工研發的粘合劑為改性的丙烯腈類共聚物，具有傳統丙烯酸酯類粘合劑無法比擬的優勢，使牢度和手感得到了徹底改善。進口產品雖然性能優異，但價格昂貴。然而國內產品與國外產品相比還有較大差距，大部分為丙烯酸酯類共聚物，存在手感較差、摩擦牢度參差不齊、質量不穩定等問題。 目前，核殼型粘合劑是國內外研發的熱點。核殼型粘合劑是由性質不同的兩種或兩種以上共聚單體組分，通過多階段共聚或連續變化聚合制得，從核心到殼層共聚組成呈不均勻分布的一種乳液。核殼型粘合劑為硬包軟結構，即核層為軟單體的聚合物，其玻璃化 溫度較低，殼層為硬單體的聚合物其玻璃化溫度較高。這種結構的粘合劑由于其外層玻璃化溫度較高，在室溫下就較難結塊成膜，還可提供耐磨性、不沾性和耐溶劑性，同時由于其含有玻璃化溫度較低的組分，焙烘成膜后，可以提供給印花織物足夠的柔軟性、粘附性等。核殼型粘合劑與之同組份的乳液共聚物相比，具有產品性質穩定、使用不堵網、不粘輥筒、布面不發粘、刷洗牢度高等優點，適用于各種纖維的涂料印花及涂料染色。 2.2陽離子改性劑 在涂料浸染工藝中，陽離子改性劑很重要，改性效果對涂料粒子的染深性、勻染性及色牢度有重要影響。陽離子改性劑的化學結構通常分為3個部分：活性基團如環氧基，氯三嗪基、氯乙醇基等，在一定條件下能與纖維上的—OH、—NH2反應；陽離子基團（一般為季銨鹽），吸附帶負電荷的涂料粒子；疏水鏈，使改性劑與涂料粒子具有一定的相容性和結合力。受空間結構的影響，改性劑主要與纖維素纖維的伯羥基(—CH2OH)反應。反應過程中同時也存在水解反應等副反應，應適當控制好反應條件以增進陽離子化試劑的利用率。 陽離子改性劑分為低分子化合物和高分子化合物兩類，主要代表結構有胺化環氧衍生物（如縮水甘油基三甲基氯化銨(GlytahcA)、聚酰胺表氯醇(PAE)型聚合物）、氯代三嗪型季銨化合物、N-羥甲基丙烯酰胺（NMA）、聚表氯醇(PECH)-二甲基胺等。 陽離子改性劑產品有DyStar的預-陽離子化助劑LavaConE、Clariant的SANDENE2000LIQ、日本明成化學工業株式會社的Aromafix系列、上海大祥化工的預處理劑KZ-76K、上海長盛印染化工的涂料染色增深劑PT和PNT、蘇州聯勝化學有限公司的改性劑RS、廣州創越化工的陽離子改性劑CY-210（纖維素纖維改性）和CY-220（蛋白質纖維改性）等。江南大學納米色素與噴墨印花研究開發中心還專門研發了適用于超細涂 料染色的含環氧氯丙烷側基的水溶性聚酰胺多胺型陽離子改性劑，得色深，且容易避免發生染花現象。 2.3其他助劑 由于涂料粒子主要依靠粘合劑固著在纖維表面，染色織物存在摩擦牢度特別是濕摩擦牢度較差的問題，因此對色牢度要求較高的織物，有時還要外加一定量的助劑如交聯劑、摩擦牢度提高劑來提高牢度。 防泳移劑是為了防止涂料在軋染、濕態烘干時，因受熱使涂料粒子泳移，造成織物染色不均勻，產生條花或正反面色差等問題。柔軟劑用于改善織物的手感，主要是親水性的聚醚型有機硅或氨基有機硅類柔軟劑。 3涂料染色技術的發展現狀及新進展 3.1國外現狀及技術進展 一些發達國家的涂料染色技術的應用已具有一定的規模和較高的質量水平，并在不斷地推陳出新。 很多公司推出了一系列涂料染色色漿及其配套助劑如粘合劑、色牢度提高劑、柔軟劑、勻染劑等等，染色助劑的性能不斷提高，如高細度色漿、超柔軟粘合劑的研發。染色設備也在不斷升級，如Monforts（門富士）公司生產的Thermex連續染色機適用于涂料連續染色工藝，可獲得傳統染色機無法滿足的品質和重現性要求。 此外，針對涂料浸染染色工藝較復雜的問題，國外研發了陽離子性涂料色漿，涂料粒子表面帶正電荷，對纖維具有親和力，染色時無需對纖維進行陽離子預處理，從而簡化了染色工藝。例如日本Color-Tec公司的涂料色漿產品——EMCOLCTCOLORS，染色時間為30min，溫度為50～70℃，適用于轉鼓式水洗機、槳葉式染色機、噴射式染色機等設備，可染棉、滌綸、滌/棉混紡、絲綢、羊毛等纖維織物。 3.2國內現狀及技術進展 與發達國家和地區相比，我國涂料染色技術的推廣和應用水平尚存在較大的差距，還未能滿足市場需求及中高檔產品的標準，主要體現在以下幾方面。1）涂料染色產品的質量與常規染色相比尚存在較多的不足如手感、色牢度等，而其潛在的優勢還遠未能發揮出來；2）國產 涂料染色助劑仍存在一些問題，與國外產品有較大差距，能提高涂料染色織物牢度、手感、服用性能的色漿及助劑如高細度高穩定性的超細涂料色漿、具有高粘著力和超柔軟的粘合劑、牢度提高劑等有待于進一步研發；3）染色設備落后，不能滿足高質量要求的涂料染色工藝。 去年，由常州東高染整有限公司研發的“涂料連續染色新工藝”和常州森容紡織品有限公司研發的“色織產品涂料生產新工藝”通過了技術鑒定。“涂料連續染色新工藝”利用纖維改性技術，通過染化料助劑的優選、專門設備的研制及產品系列的開發，解決了傳統涂料染色工藝存在的提升性差、色牢度低、手感硬、粘輥等問題。“色織產品涂料生產新工藝”采用環狀涂料染色新工藝和相關專用設備，其批量生產的牛津紡、青年布等產品的質量明顯優于傳統工藝生產的產品，受到廣大客戶的好評，實現了工藝革新，生產效率提高了10％以上，能耗降低了30％以上，綜合成本下降了10％～20％。目前，中國印染工業協會在東高染整有限公司設立的《中國新型涂料印染研發生產基地》已正式揭牌，旨在加強涂料印染清潔生產工藝的研發和推廣。 江南大學納米色素與噴墨印花研究開發中心在國家和有關政府部門的資金支持下，對涂料染色技術進行了系統研究，經過幾年的努力，開發了超細涂料色漿、陽離子改性劑、粘合劑等涂料印染助劑及其工藝方法，已申請多項國家發明專利。為解決涂料軋染的顏色深度和鮮艷度不足及易發生泳移等問題，發明了陽離子改性和染色一浴一步法，即染液由涂料色漿、陽離子改性劑、表面活性劑、pH調節劑和粘合劑等物質組成，染液按照一定的加料順序混合均勻后對織物直接進行軋染，經過烘干、固色后得到涂料染色織物產品。 4涂料染色產品的多樣化 目前涂料染色技術已廣泛用于面料、成衣、毛巾、色織布等產品的生產，在一些印染企業已經推廣應用，具有廣闊 的市場前景。 涂料色織產品如涂料色織牛仔、涂料色織牛津紡、涂料色織青年布等，適應各種水洗（普通水洗、柔洗、砂洗、石洗、酶洗等）方式，既能獲得類似靛藍牛仔的“洗舊感”風格，又以其色彩多樣化而優于牛仔，更是染料染色所無法比擬的，適合商務和休閑場合。涂料成衣染色后的服裝主要是休閑服飾，追求泛舊的朦朧感和穿著的舒適性。過去通常用于牛仔，目前已擴大到各種休閑服裝，根據服裝的需求，進行不同的后整理加工，如水洗、免燙、防水防油、吸濕排汗等等。涂料染色技術還用于毛巾、床上用品等家用紡織品，優異的日曬牢度和耐氯漂牢度是其突出特點。 專家視點：解決關鍵技術難題，擴大涂料在印染業中的應用 目前，發達國家廣泛應用超細涂料印染技術；國內涂料的應用雖然已達到30％以上，但由于超細涂料依賴進口，價格昂貴，因此大量使用普通涂料，導致產品檔次比較低。 擴大涂料在國內印染行業中的應用，需要解決的關鍵技術問題有以下幾點： 1）涂料的超細化。目前國內生產的涂料粒徑大且分布不勻，顏色性能較差。 2）涂料染色新技術的開發。用纖維陽離子改性技術解決超細涂料的上染、勻染和固色問題，開發用于各種織物的超細涂料染色新技術。 3）開發涂料噴墨印花技術，促進噴墨印花技術在國內的產業化進程。 4）開發新一代涂料印花和染色用粘合劑，改善涂料印花的牢度和手感。 |
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