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涂料印花是紡織品主要印花技術之一,但其印花產品摩擦牢度和水洗牢度較差,手感較硬,使其難以應用于高檔紡織品。影響涂料印花織物色牢度的因素主要有以下三方面:一是涂料印花色漿的性能,如著色強度、遮蓋力和色牢度等[1]。色漿性能主要取決于顏料分子的化學結構,以及顏料粒徑的分布等。顏料色漿不僅要求色譜齊全、色澤鮮艷、著色力高,而且要求顏料顆粒細而均勻,不易沉淀,有穩定的化學性質和良好的堅牢度[2-3]。二是黏合劑的品質。黏合劑分子質量、乳液狀態、顆粒大小均會影響其性能,很大程度上會影響印花織物的鮮艷度、手感和牢度等指標。三是印花工藝條件的控制。印花工藝不但會改變產品的顏色效果,還會對織物色牢度產生很大影響。

試驗選取國內外不同廠商有代表性的幾只顏料和黏合劑,測試和分析其相關性能指標,進而探討制約涂料印花牢度問題的影響因素,得出涂料印花牢度與手感、鮮艷度間的平衡關系。

1試驗

1.1材料、藥品和儀器

織物純棉漂白機織布

涂料與助劑涂料紅K-G3RC,涂料黃K-5GC和K-RC,涂料藍K-BC(德國A公司);涂料紅KB,涂料黃K3GF,涂料藍K3G(美國);涂料紅A111(上海A廠);涂料紅8111,涂料黃8204,涂料藍8301(上海B廠);涂料紅NEOM3B,涂料黃NEOM3G,涂料藍NEOMB(日本);涂料藍B03(山東A廠);涂料藍B12(山東B廠);黏合劑PBA(美國),黏合劑TOW(德國B公司),黏合劑TEP(香港),黏合劑LT和WY(上海),黏合劑XF(紹興),黏合劑DM5125(廣東),黏合劑TWH-R(宜興),黏合劑KG-101A,KG-102和增稠劑401(合肥)。

儀器Nano-ZS型納米粒度與電位分析儀(英國馬爾文儀器公司),U-3310型紫外分光光度儀(日本日立公司),L80-2型離心沉淀機(上海躍進醫療器械廠),MiniMDFR286型磁棒篩網印花機(奧地利Johanne

sZimmer公司),UPEI型連續式織物熱定形機(臺灣瑞比公司),CM-5型耐摩擦牢度儀(美國ATLAS公司)等。

1.2試驗方法

印花漿處方/%淺色中色深色

顏料漿(固體含量)0.5 1 2

粘合劑10

增稠劑401 5

加水至100

工藝流程印花→烘干(80℃×2min)→焙烘(140℃,3~5min)

1.3性能測定

(1)顏料與助劑含固量

稱取一定量的顏料漿和黏合劑,分別在分析天平上稱重,烘燥48h后取出稱重,計算含固量。

(2)顏料粒徑和Zeta電位

稱取0.05g顏料漿,稀釋3000倍,用納米粒度與電位分析儀測定顏料Z均粒徑和Zeta電位。

(3)黏合劑的吸水性

將黏合劑倒入聚酯膜上,自然流延成膜(膜厚度相同),待膠膜完全干燥后稱重。將該膠膜置于去離子水中浸泡48h,取出并吸盡表面水分,稱重,計算膠膜浸水后增重百分比,以此表征黏合劑的吸水性[4]。

(4)分散體系沉降穩定性

稱取0.05g顏料漿,稀釋3000倍,用移液管移取10mL于離心管中,以3000r/min離心30min。將移液管插入離心管液面下2mm處,取1mL色漿,稀釋5倍,用紫外分光光度儀測定稀釋液的吸光度,按式(1)計算比吸光度。

γ30=A30/A0×100%(1)

式(1)中,A0和A30分別代表未離心和離心30min時最大吸收波長處的吸光度,γ30代表離心30min的比吸光度。比吸光度越接近100%,體系的離心穩定性越好。

(5)印花產品干濕摩擦牢度

按AATCC8-2005《紡織品耐摩擦色牢度》,在CM-5型ALTAS摩擦色牢度計上測試,并用Datacolor 650型電腦測色配色儀進行沾色評級[5]。

2結果與討論

2.1顏料色漿的基本性能

從紅、黃、藍三色系中分別選取5只顏料漿,測定其含固量。稀釋相同倍數,測定各顏料漿的Z均粒徑,Zeta電位和離心穩定性,結果見表1。

由表1可見,日本某公司產顏料漿(5號,10號,14號)粒徑最小

,紅、黃色漿的粒徑均在100nm以下,屬于納米級顆粒。其它公司生產的顏料漿粒徑大多在100~200nm,也有顏料漿粒徑在200~300nm,最大粒徑超過600nm,這些顏料顆粒已屬于亞納米級。

各只顏料漿的Zeta電位值不同,但Zeta電位絕對值都較大,說明電荷斥力較強,使得分散體系中的顏料顆粒不發生聚集而保持穩定。分散體系的穩定性與色漿粒徑大小也有密切關系,粒徑分布在100~200nm,分散體系的穩定性均在80%以上。15號色漿(山東A)Z均粒徑為673.6nm,其離心穩定性只有8.76%,在重力作用下顆粒沉降較嚴重,奧氏熟化作用[6]也較明顯,從而導致體系穩定性較差,嚴重影響涂料印花的重現性。

2.2顏料色漿的印花牢度性能測試

采用不同顏料漿用量分別進行淺色、中色和深色印花,將印花織物置于標準大氣平衡箱中,放置4h后取出,測試干濕摩擦牢度,結果見表2。

由表2可見:(1)5號和10號色漿的印花產品具有優異的干濕摩擦牢度,這是由于其粒徑低于100nm,屬于納米級顆粒,比表面積較大。當顏料顆粒被黏合劑包覆,不連續地分散在纖維表面時,巨大的比表面積使顆粒牢固地吸附在纖維表面。粒徑越小則黏合劑的包覆越完整,從而在織物表面能夠形成均勻而平整的印花膜,因此干濕摩擦牢度較高。