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紡織品印花概論

紡織品印花

1.     概論
印花可以看作是將顏料應用于織物特定區(qū)域以獲得想要花型的一種方法。為達到這個目的,主要有兩種工藝:

a)      傳統(tǒng)的染料印花
b)      涂料印花

在這兩種工藝中,要把染料或涂料應用到織物上需要能夠攜帶染料或顏料的印花漿料。然而,不同工藝條件,漿料的組成也有所不同。

1.1    傳統(tǒng)染料印花
通過染色方法得到的顏色也可以通過印花的方式來完成。在傳統(tǒng)染料印花工藝中,由于特定的染料機理,使得染料對纖維有親和性,染料可以被纖維吸收并固著。
首先,必須根據(jù)織物的結構選擇合適的染料,尤其是根據(jù)固色工藝來選擇染料,而且所選擇的染料應該在后續(xù)工藝中容易洗去浮色,非印花區(qū)域被沾污是我們不想看到的。
傳統(tǒng)染料印花工藝可以歸納如下:
1.        儲備漿的準備(攜帶染料的儲備漿)
2.        印花色漿的準備(添加了染料和助劑)
3.        印花
4.        固色
5.        水洗去除浮色
6.        烘干

1.2    涂料印花
        涂料是由大量的單分子組成的,對纖維沒有直接性,不溶于溶液中,不能直接黏附到織物上,需要通過粘合劑固著,粘合劑的選擇和用量對印花牢度有著直接影響。涂料可以應用到絕大多數(shù)的纖維上。
        涂料印花工藝歸納如下:
1.        印花儲備漿的準備
2.        印花色漿的準備
3.        印花
4.        預烘
5.        焙烘固色

注意:正常情況下,印花色漿準備過程中,如果選擇合適的印花儲備漿,涂料用量和固色工序,則不需要經(jīng)水洗去除浮色,涂料經(jīng)粘合劑直接附著于纖維上,并固色,這樣織物實際上是被一層有色膠膜覆蓋。

1.3    涂料印花工藝的優(yōu)缺點
優(yōu)點
u  經(jīng)濟,因為省去水洗,快速出樣和印制速度快。
u  針對性強,耐曬牢度和其它的牢度性能良好。
u  可以應用于各種材料的織物上,這對混紡織物顯得非常重要。
u  印花中出現(xiàn)的失誤能夠迅速檢視出來。
u  從生態(tài)方面來說,除了轉移印花產品,相比其他采用全水浴操作的生產體系,涂料印花更加環(huán)保。
u  技術操作簡單,最終的顏色很快就能鑒別出。
u  在特殊工藝中廣泛使用,罩印,織絨印花,協(xié)同染料印花的防印效果等。

缺點
u  相比傳統(tǒng)的染料印花,涂料印花產品手感顯得有些僵硬和粗糙。
u  為了能夠覆蓋住黑色底布而獲得鮮艷的印花效果,需要特殊的淡色或白 色的印花底漿,這些漿料通常是高含固量的,產品經(jīng)過持續(xù)的洗穿后容易干裂和粗糙。
u  如果涂料選擇不合適,產品會出現(xiàn)差的干洗牢度,摩擦折痕和色澤降低。
u  化纖混紡織物上的印花易于穿著磨損,經(jīng)常的洗穿會導致色澤降低。
u  當印花過度時,第二層涂層沒有什么效果,反而會降低原先印的色漿色   澤。

1.4    涂料印花的應用
應用最廣的領域有:
u      棉和再生纖維織物的裝飾布印花。
u      為獲得好的耐曬和干洗牢度,對家居用布的印花。
u      婦女,兒童服裝,休閑服,睡衣(針織或機織);棉,粘膠和滌混紡,棉萊拉等。
u      T-恤,常用的用棉滌混紡的戶外服裝。
u      圍裙,床單,桌布,毛巾等的棉或棉/滌混紡織物。

1.5    涂料印花的優(yōu)異性能表現(xiàn)
u      鮮艷,清晰,均勻
u      織物手感的僵硬度最小化
u      牢度好
u      輪廓清晰
u      對花準確

2.  涂料印花漿
涂料印花漿可以歸納為三個主要種類

2.1 透色印花底漿(標準印花底漿,印花乳液)
這種印花底漿或印花乳液適合用于對白色或淺色底織物的印花。
2.2 罩印底漿
    這種特別的底漿包含遮光劑,適用于深色或黑色底織物的印花,如果透色印花底漿被用于深色底織物的印花,會出現(xiàn)很差的顏色覆蓋效果,且織物上本身的顏色會透過覆蓋色而顯現(xiàn)出來,罩印底漿可以用于淺底織物,然而,由于這種漿料的含固量高,會出現(xiàn)手感僵硬和粗糙。
2.3 特種印花漿
    含金屬:為獲得金屬般的光澤而將金屬粉加入其中制成的特殊漿料,如金,銀,銅。
    珠光類:為獲得珍珠般的效果,而將珍珠涂料加入其中制成的特殊漿料,可以用作涂料分散劑對淺色底織物進行印花。
    膨脹體:在漿料中加入微膠囊,在焙烘條件下,產生蓬松的效果,也可以用作涂料分散劑來上色。
    熱敏性:在漿料中加入一些熱敏性化合物與涂料混合,以產生隨溫度變化而變色的效果。
    芬香性:在漿料中混入有芬香味的微膠囊,這種涂料可以產生一種芬香味。

3.     常用的印花漿料和印花色漿
完整的涂料印花體系由三個同樣重要的部分組成
i)                    涂料分散劑
ii)                   粘合劑和交聯(lián)劑
iii)                 增稠劑和能改善粘度,流變性和其它印花性能的助劑

3.1 涂料分散劑
       涂料是分子聚集體,不溶于應用條件下的介質中,屬于能夠著色的化學物質,但是,它們沒有能夠和纖維發(fā)生作用的分子,也就是說,對纖維沒有直接性。
       涂料可以是粉狀的,最好是液狀分散體,分散體包含不同大?。?/font>0.05-1um)的粒子,通過表面活性劑和膠體保存于分散體系中。
       在印花色牢度方面,涂料起著非常重要的作用,為了選擇一個最終符合色牢度應用的涂料,可以作一個選擇涂料的統(tǒng)計表。涂料顆粒的大小和形狀對色牢度性能如摩擦,耐曬牢度都有很大的影響,在摩擦過程中,邊緣粗糙的顆粒比邊緣光滑的顆粒更易破壞粘合劑膜,特別大的顆粒,得色量差,色澤暗淡,此外難以與粘合劑融合形成膜覆蓋,進而對摩擦牢度有破壞影響,涂料顆粒也不能太小,因為太容易擴散到粘合劑體系中,導致水洗和干洗牢度差。大部分的涂料很容易制得,有些不能通過混合物的方法制備,然而,純度和鮮艷度的要求限制了涂料的選擇,耐曬牢度和干洗牢度是涂料選擇中的重要指標。
       涂料有飽和度,一旦印花色漿中的涂料濃度達到了其飽和度,再增加涂料濃度,對提升顏色的深度沒有什么效果。
3.2 粘合劑
       粘合劑是高分子量的成膜材料,以乳液的形式應用,粘合劑乳液由聚合物單體、水和表面活性劑(乳化劑)組成。作為印花體系的一部分,結合涂料應用到織物上時,形成一個三維的結合體。固色期間,在干熱和酸性PH值變化的情況下,結合體成膜,粘合劑大分子可以自交聯(lián)或與加入體系中的交聯(lián)劑發(fā)生交聯(lián)反應。
       交聯(lián)形成的膜約有幾微米的厚度,包含涂料顆粒,黏附于纖維上,是著色劑與纖維之間唯一的連接體,所以,對印花的色牢度有著很重要的影響。

粘合劑性能
印花質量取決于粘合劑的質量,粘合劑在織物上成膜需滿足:
u      無色
u      厚度均一
u      平滑
u      不硬,不粗糙
u      柔軟,韌性好
u      有彈性
u      對織物有良好的黏附性
u      良好的機械抗壓性
u      耐干洗
u      加工期間,易于從印花設備上除去
這個理想性能清單內容很多,往往改變其中一個性能會影響另外一個。
丙烯酸類粘合劑具有良好的色牢度性能,但手感稍微有點粗糙,通過添加適當?shù)暮桀惾彳泟梢愿纳剖指?,丙烯酸類粘合劑應用非常廣泛。
腈類粘合劑賦予織物良好的手感,但在某些情況下,織物會發(fā)粘,良好的色牢度性能,但是耐老化性能有限,對淺色,經(jīng)過一段時間后會泛黃。

粘合劑也具有飽和度,通常在準備儲備漿時,濃度大約是20%,添加額外的粘合劑,對濕摩擦牢度沒有明顯改善。

3.3   助劑
3.3.1  增稠劑
          為了獲得色澤均一,輪廓清晰的印制效果,印花漿必須增稠,自然或半合成的水性增稠劑有相當高的含固量,如海藻酸鹽,纖維素衍生物和刺槐豆膠,已被證明在印花儲備漿中對各種涂料增稠效果非常好,不過,它們不能單獨應用在印花工藝中,由于它們不合適的流動性和形成的膜較脆,印花效果暗淡無光,濕摩差,手感僵硬。
          全合成的水溶性增稠劑可制得水性印花漿料,更符合環(huán)保標準和易于應用。這種增稠劑是高分子量的聚丙烯酸,經(jīng)特別加工合成,含多種配方,它們的共同特點是經(jīng)中和后有特別好的增稠性,在鮮艷度,手感和濕摩方面較傳統(tǒng)的天然或半合成增稠劑效果更好,但是由于本身的化學結構及低含固量,使其對電解質特別敏感。
          當制備印花漿時,要獲得想要的粘度,氨水或其他揮發(fā)性堿可用作中和劑,氫氧化鈉或鉀是不合適的,因為粘合劑只能在酸性條件下交聯(lián),這就需要這種堿在焙烘時能夠揮發(fā),以使粘合劑恢復到酸性。
          市場現(xiàn)在也有一些預中和的增稠劑,這些產品用于印花中不需要添加氨水,雖然這種方法有缺陷,但是有時為了避免印花漿前加入氨水這一步驟,還是會被經(jīng)常采用。
          增稠劑通常是粉末狀或糊狀,經(jīng)常使用的水溶性增稠劑就是將其溶于有機溶劑中制得的。
          增稠劑對酸性條件和電解質敏感,制備印花色漿時必須控制PH值大約為9.0-9.5,PH值為5時會導致粘度的崩潰,這種現(xiàn)象對酸性粘合劑更明顯,添加適量的氨水有助于克服這個問題。
          當用合成增稠劑來制備印花色漿時,電解質也會導致粘度的劇降,如在涂料加工中,加入大量的陽離子分散劑,會產生粘度的顯著下降,通常情況下,涂料分散體系中,電解質含量很小。在織物上,過量電解質的存在,導致粘度的急劇下降,引起的一個現(xiàn)象,稱為“滲化”(印花輪廓不清晰)。
          有一些涂料(尤其是黑色)當在漿料中加入涂料時,印花色漿粘度會顯著上升,形成無法印花的凝膠,這時可以加入一些簡單的電解質如硫酸銨來保持其粘度,還有一些會引起流變性變化的涂料,這種情況中,形成粘稠膏狀物,不能應用于印花,即使保持好粘度也無濟于事。
          如今,對電解質穩(wěn)定的增稠劑已經(jīng)開發(fā)出來了,雖然比常用的增稠劑稍差點,但是可以成功的防止印花的滲化,有時也稱之為防滲化增稠劑。
3.3.2柔軟劑
          涂料印花的缺點之一是粘合劑會對印花織物的手感產生負面影響,形成的膜限制了纖維之間的相互移動,在印花區(qū)域,這種影響更加明顯,這種影響程度在很多情況下可以通過合適的粘合劑/增稠劑比和適當?shù)恼澈蟿﹣斫档汀?/font>
          含硅類柔軟劑也有助于克服這一問題,其與粘合劑是不能兼容的,必須小心進行調配,相比粘合劑,柔軟劑是低分子量的化合物,在烘干過程中,在粘合劑表面形成一薄層,通常5-10g/kg的量就能提供足夠的光滑表面,柔軟的手感,另外對干摩也有顯著改善。
          脂肪類柔軟劑也可以用于改善織物的手感,它們與粘合劑可以兼容并軟化粘合劑薄膜,增加分子間的流動性,但過度使用會使粘合劑軟化過度,使粘合劑膜發(fā)生破裂,產生差的摩擦牢度。
          當準備印花乳化漿時,加入一定量的乳化劑以穩(wěn)定乳化體系,加入足夠的全水性乳化劑,有利于改善織物上的得色量和印花均勻性。
3.3.3表面活性劑(乳化劑,分散劑)
          分散劑通常用于一些特殊的印花漿中,如暗淡或白色,為了在印花漿料的準備中,降低遮光劑存在的影響。
          表面活性劑可以隨增稠劑,粘合劑和涂料等一起加入到印花漿中,這些組成在加工過程中,共同發(fā)生作用。
          印花漿中的所有表面活性劑必須彼此間相互兼容,不論作為個體還是混合使用,都應表現(xiàn)出一致性,在印花漿中,個體的化合物混合后發(fā)生相互作用,直至達到一個動態(tài)平衡。實際應用中,印花漿的不穩(wěn)定和使用性能差可能是由于混合在一起的產品不相兼容,有些產品雖然便宜,但是由于自身的結構影響了其應用要求。
          除了提高印花色漿的穩(wěn)定性,表面活性劑也能阻礙印花色漿在儲存和使用期間的結皮現(xiàn)象。


3.3.4殺菌劑
          這些產品加入印花漿中是為防止儲存過程中因細菌污染引起的粘度下降和難聞的氣體,殺菌劑也能防止霉變。

3.3.5交聯(lián)劑
          粘合劑的種類決定是否需要使用交聯(lián)劑,當粘合劑沒有能夠自交聯(lián)的基團,則需要加一些交聯(lián)劑,然而,即使粘合劑能夠自交聯(lián),現(xiàn)實使用中仍然會加入少量的交聯(lián)劑以促進交聯(lián),能夠顯著改善牢度性能和表面光滑度,尤其在化纖上使用,更是如此。
          粘合劑的選擇必須確保在特定的溫度和PH值條件下,能夠充分反應交聯(lián),如果使用高活性的交聯(lián)劑,又會在印花前提前交聯(lián),影響隨后的薄膜形成,進而引起色漿的凝膠化。
          大多數(shù)交聯(lián)劑是低分子量的化合物,含甲醛或含氮化合物,如六羥基密胺,脲醛濃縮體。
3.3.6防堵網(wǎng)劑
          在氣候溫暖的條件或差的色漿組成中,會引起乳液的破裂,使用助劑以防止堵網(wǎng)就很重要了,能防止印漿中的水分蒸發(fā),協(xié)同穩(wěn)定劑,防止堵網(wǎng)和方便印花設備的清潔。
          堵網(wǎng)的原因可能是因為粘合劑過早交聯(lián),粘合劑必須保證PH值在8.5-9.5之間,如果需要可以加入氨水,三乙醇胺是一種較強的不易揮發(fā)的防堵網(wǎng)劑,但是如果添加過量,那么焙烘階段,維持交聯(lián)所需的酸性條件就很難辦到。
          能進一步提高生產力的助劑,包括聚合醇,如乙醇,甘油,二甘醇和尿素,需注意的是,由于這些助劑的低揮發(fā)性,必須限制其使用量,否則,對印花的牢度性能產生負面影響。

4.      涂料印花中常見問題

水洗或濕摩牢度差原因:
焙烘條件不恰當
涂料中的粘合劑用量不夠
交聯(lián)劑不足
印漿滲透性差
涂料質量差

干摩差的原因:
焙烘條件不合適
柔軟劑用量不夠
粘合劑質量差
交聯(lián)劑不足
涂料質量差

涂料選擇不合適導致:
干洗牢度差
耐曬牢度差
氧漂牢度差
耐熱性能差(淺色焙烘時顏色會變化)
水洗牢度差(白布沾色)

印漿凝膠和堵網(wǎng)原因:
由于PH值下降,粘合劑提前交聯(lián)
含交聯(lián)劑的色漿放置時間過長
印漿成分不匹配

印花不均勻-得色量差原因:
增稠劑選擇不合適
乳化劑選擇不合適
織物前處理效果差

印漿變稀原因:
細菌污染
色漿成分不匹配
增稠劑選擇不合適

滲化或輪廓不清晰原因:
過多的電解質或表明活性劑存在導致織物前處理效果差
增稠劑選擇不合適

手感僵硬原因:
粘合劑/交聯(lián)劑過量
粘合劑性能差

5.  通常的牢度要求和印花性能
   印花體系相關的:
水洗(機洗)、摩擦(干,濕)、擦洗、手感、堿汗?jié)n牢度,輪廓清晰度,滲透性,得色量/鮮艷度,堵網(wǎng)。
    印花體系粘合劑用量少,如果使用40-45%含固量的粘合劑,對淺色,建議使用量為5-10%;對中色,建議使用量為10-15%;對深色,建議使用量為15-20%。焙烘不充分,溫度太低,時間不夠,建議3min/150預烘,如果織物不能達到這個溫度或焙烘箱溫度達不到條件,必須添加低溫催化劑,這種情況下,可以只在100℃下焙烘3min ,或濕狀態(tài)下,100℃烘5min,至少48小時后才能測試牢度,72小時后測白布沾色。
    對3%或更高涂料含量的印花體系,應該加入交聯(lián)劑,以獲得好的摩擦牢度或水洗牢度,尤其是化纖的混紡織物。

    涂料相關的
耐曬、耐熱、干洗、水洗、堿汗?jié)n牢度,氧漂、PVC涂層、摩擦牢度。

涂料選擇不合適--涂料應該按照最終的使用要求精心選擇,特別是印制淺色如淺粉紅色的耐曬牢度方面,當焙烘和干洗過程中,要防止色澤泛黃。

注意:織物的前處理和種類會影響印花的色牢度和性能。

6. 為獲得好的印花質量和牢度,常見的織物性能指標


織物上不應該殘存漿料,淀粉或蠟質,這些物質會阻礙印花色漿在織物上的固著進而引起牢度的下降,織物上的吸水性也有副作用,印花易出現(xiàn)不均勻和得色量差。
樹脂或抗皺整理劑會導致“滲化”,“溢出”,使得印花輪廓不清晰,樹脂使織物具有輕微的拒水性,引起色漿滲透困難,印花不均勻。
柔軟劑過量會引起“滲化”,大多數(shù)柔軟劑是疏水性的,即使印漿的滲透性好,也很難獲得好的得色量和牢度。
保濕劑過量會引起滲透過度和得色量差,得不得我們想要的花型圖案。
堿性PH值條件會在焙烘階段引起織物泛黃,因此影響淺色印花織物,也會阻止印漿的交聯(lián)固著,導致牢度下降。
許多光亮劑對高溫敏感,也會引起織物泛黃,影響淺色印花織物,在有些情況下,會對耐曬牢度產生很大的影響。
織物前處理過程中過多的電解質殘留,降低印花色漿的粘度,導致印花不均勻和輪廓不清晰。
尺寸穩(wěn)定性對織物的印花也是很重要的,一般印花是在沒有張力的情況下進行的,如果織物所受張力太大,導致對花的不準確。
織物種類變化在有些印花體系中會導致印制效果不同,即使使用同樣的色漿,印網(wǎng)等。
印花前織物的過烘或烘干不足會改變織物的吸水性能,進而在印花區(qū)域產生色點和瑕斑。
如果在深色底布上進行印花,必須確保該深色澤有足夠的耐升華牢度以防止染料滲到印花區(qū)域,特別是在深色織物上印制白色圖案。

7.  涂料印花中最常見的問題
   許多問題或多或少與下列問題相關:
u      印網(wǎng)選擇
u      刮刀選擇
u      印漿配方
u      涂料選擇
u      對花
u      對色
u      總體車間環(huán)境
u      織物前處理

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