皮革涂料印花工艺探讨

皮革材料用途广泛, 不仅可用于服装生产, 而且是居家装饰、制造箱包等的高档传统材料。我国是世界上猪皮资源最为丰富的国家, 年产量逾9000 千万张, 占我国皮革产量的70% 以上[ 1, 2] 。由于猪皮毛孔较大、粒面粗糙、外观不佳, 影响了猪皮产品的应用。若采用涂料染色、印花的加工方式进行加工, 可有效地遮盖猪皮革表面的毛孔, 改善猪皮革的外观, 提高其附加值。本文研究猪皮革的涂料印花工艺, 以及确定猪皮革涂料印花的工艺参数。

1   实验材料和方法
1. 1  实验材料
猪皮革: 猪铬革半制品( 上海红光制革厂提供) 。
粘合剂: 工业用软1 树脂、软2 树脂、BN 树脂、SB 树脂、填充树脂( 上海皮革化工厂提供) ; 粘合剂K-200、东风牌粘合剂( 上海第二印染厂提供) 。
颜料膏( 棕) : 由上海皮革化工厂提供。细度: 1um 左右, 总固体(%) : 43, pH: 7. 5~ 8. 5。

1. 2  实验方法
( 1) 网印印花工艺
调浆-印花-烘燥-后处理

( 2) 湿摩擦牢度测试: 在Y571 型往复式摩擦牢度仪上进行, 取五次平均值。

2  实验结果与讨论
2. 1  烘燥温度的确定
将不同种类的粘合剂与颜料膏( 比例为2:1) 调配成印花浆, 印花后在不同的温度下烘燥30 min,产品的湿摩擦牢度与烘燥温度的关系见表1。
表1  烘燥温度与湿摩擦牢度关系

处方1 􀀁 颜料膏1 份, SB 树脂1 份, 软2 树脂1 份;
处方2 􀀁 颜料膏1 份,K200 粘合剂2 份;
处方3 􀀁 颜料膏1 份, SB 树脂2 份;
处方4 􀀁 颜料膏1 份, BN 树脂2 份;
处方5 􀀁 颜料膏1 份, 东风牌粘合剂2 份;
处方6 􀀁 颜料膏1 份, 软2 树脂2 份;
处方7 􀀁 颜料膏1 份, 软1 树脂2 份。

由表1 数据可知, 随着烘燥温度的提高, 产品的湿摩擦牢度提高, 这说明粘合剂的成膜牢度得到了提高。

一般认为, 粘合剂的成膜过程大致分为三个阶段: 第一阶段, 水份不断蒸发, 乳液浓缩, 粘合剂分子排列紧密; 第二阶段, 水继续蒸发, 粘合剂分子进一步被压缩成多面体, 从而各个粒子有了较大的接触界面; 第三阶段, 粘合剂分子链末端相互扩散, 相互穿插成膜。大分子链段的运动与烘燥温度密切相关, 只有当烘燥温度高于粘合剂分子的玻璃化温度时, 分子链段才能发生运动, 否则链段处于冻结状态, 运动受阻, 分子末端不能相互扩散穿插, 因而不能成膜。因此每种粘合剂都有最低成膜温度(Film-Forming Tempterature􀀁FFT) 。温度越高, 大分子链段运动越剧烈, 有利于大分子链末端的相互扩散穿插, 形成的膜强度较高, 有利于提高摩擦牢度[ 2,3] 。
本文所选用的粘合剂均为乳液型聚丙烯酸酯类粘合剂, 使用性能良好。由于SB 树脂属于交链型粘合剂, 故其成膜牢度较其他线型交链剂为好[ 2,4] 。

2. 2  烘燥时间与湿摩擦牢度的关系
取颜料膏1 份, 与不同种类的粘合剂2 份调配成印花浆, 印花后在80度 烘燥10, 20, 30 min, 其烘燥时间与湿摩擦牢度的关系见表2。

处方1 􀀁 颜料膏1 份, SB 树脂1 份, 软2 树脂1 份;
处方2 􀀁 颜料膏1 份, K200 粘合剂2 份;
处方3 􀀁 颜料膏1 份, SB 树脂2 份;
处方4 􀀁 颜料膏1 份, BN 树脂2 份;
处方5 􀀁 颜料膏1 份, 东风牌粘合剂2 份;
处方6 􀀁 颜料膏1 份, 软2 树脂2 份;
处方7 􀀁 颜料膏1 份, 软1 树脂2 份。

  由表1及表2数据可见, 湿摩擦牢度不但与烘燥温度有关, 而且与烘燥时间有关。粘合剂的成膜与水分的蒸发有关, 在较合适的温度下, 适当延长烘燥时间有利于粘合剂成膜牢度的提高。

2. 3  烘燥温度与皮革热收缩率的关系
由2. 1, 2. 2 的讨论可知烘燥温度高, 适当延长烘燥时间, 湿摩擦牢度较高, 但过高的烘燥温度和较长时间的烘燥将影响猪皮革的革质。将不同部位的猪皮革于50 , 60 , 70 , 80 , 90 , 100度条件下烘燥30 min, 其面积收缩率见图1 所示。

折线1: 臀部革( 革厚1. 53 mm) ;
折线2: 臀部革( 革厚1. 50 mm) ;
折线3: 腹部革( 革厚0. 81 mm) ;
折线4: 腹部革( 革厚0. 69 mm) 。

由图1 可见, 皮革收缩率随烘燥提高而增大。不同部位的猪皮革在不同温度下烘燥30 min, 收缩率有所不同, 而以较薄的皮革和腹部柔软部位收缩率增大较多。这可能是在较高的温度下, 皮革发生脱水及蛋白质发生变性, 导致收缩率增大, 皮革变得僵硬, 并失去弹性[ 4] 。同时, 由于较薄的皮革和腹部柔软部位皮革组织的质地及结构比较松散, 因此, 收缩率相应比较大。综合考虑涂料印花的牢度和猪皮革的质量, 一般猪皮革涂料印花后的烘燥温度宜控制在60~ 70 , 烘燥时间30 min, 使皮革的热收缩率控制在6% 以下。

2. 4  颜料膏与粘合剂配比对牢度的影响
影响涂料印花湿摩擦牢度的因素除了烘燥温度与时间外, 颜料膏与粘合剂的配比对湿摩擦牢度有较大的关系[ 5] 。取1 份颜料膏与0. 5, 1, 1. 5, 2, 2. 5 份粘合剂配成印花浆, 印花后于70 度烘燥30 min, 产品的湿摩擦牢度见表3。
表3 颜料膏与粘合剂不同配比对湿摩擦牢度影响

由表3 数据可知, 印花浆中粘合剂少, 所成的膜完整性较差, 对固体颜料颗粒的包覆性差, 导致印花烘燥后产品的湿摩擦牢度较低; 同时, 由于印花浆中粘合剂少, 致使印花浆的含固量高, 色浆的稳定性差, 易分层, 不易贮存。而粘合剂含量过高,对提高产品湿摩擦牢度的效果不十分明显, 并且会影响产品的手感, 同时也增加了生产成本。因此,应将颜料膏与粘合剂的比例控制在1:1. 5~ 1: 2 比较合适。

2. 5   印浆中添加剂对印制效果的影响
印浆中除了颜料与粘合剂外, 为了调节浆的粘稠性, 改善产品的手感和外观, 还可加入适当的添加剂( 如邦A 浆) 。邦A 浆的存在, 不仅可以有效增加印浆的粘度, 而且能提高花纹的清晰度, 对手感也有改善。在1 份颜料膏与2 份SB 树脂调配成的印浆中加入邦A 浆, 印花后产品的印制效果见表4。

印浆中加入适当邦A 浆能提高印制效果, 改善手感, 但过多则使颜料的覆盖率下降, 色泽变浅,一般控制在与颜料比例1:4~ 1:5 为宜。

3   结  论
( 1) 猪皮革在涂料印花时, 粘合剂的成膜牢度对皮革的湿摩擦牢度有较大的影响, 粘合剂的成膜牢度高, 皮革湿摩擦牢度大。同时, 粘合剂的成膜牢度与皮革印花时的烘燥温度、烘燥时间有关, 当烘燥温度为60~ 70 , 时间30 min 时有较好的湿摩擦牢度, 此时皮革的收缩率也不大。
( 2) 印花浆由颜料膏、粘合剂和邦A 浆等组成, 在三者之间比例为颜料膏:粘合剂:帮A 浆= 1:1. 5~ 2:4 ~ 5 时, 有较好的湿摩擦牢度, 手感及花型清晰度。

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