涂料防活性印花色浆的调配与使用

1  前言
活性印花布手感好、物理性能指标高、色谱齐全,但在生产的具体操作中,活性印花特别是活性圆网印花很难生产出精细花型。一根2. 5 mm(25 丝) 的线条已是活性印花实际生产中的细度极限,而涂料印花的线条细度却能够达到1. 5 mm(15 丝) 左右。从活性印花色浆体系分析,活性印花糊料存在透网性和抱水性较差的缺陷。透网性差限制了高目数镍网的使用,而抱水性差,则使印制精细线条时,活性色浆“铺浆”较涂料色浆更严重,这是活性印花很难生产出精细花型的主要原因。
为克服活性印花的这一缺陷,对精细花型,大多采用涂料防活性工艺。涂料印花有很多优点,如工艺简单、图案轮廓清晰、色谱全、色浆调配方便、色泽重现性好等。除深色大块面花型因粘合剂用量过多会造成手感发硬外,一般中浅色小花型的色牢度和手感都比较好。所以,小的精细花纹用涂料色浆印花,地色和一些大块面花型用活性色浆印制,并不影响花布的整体风格。涂料防活性工艺兼具涂料印花和活性印花的优点,与活性防活性工艺相比,操作更简单,而消费者也青睐防印花布的独特风格,使涂料防活性印花工艺在印染企业非常流行。

2  防印原理
可以从三方面进行涂料防印活性。一是机械防印;二是破坏活性染料的上染条件;三是破坏活性染料。机械防印是指在织物上先印涂料色浆,在织物上形成一层大约几微米厚的薄膜,以对后印的活性染料起到机械防染作用。破坏活性染料的上染条件是,使用释酸型防印剂中和活性色浆中的碱剂,控制活性色浆的pH 值在7 以下,以破坏活性染料的上染固色条件。破坏活性染料是,使用还原型防印剂直接破坏后印的活性染料而达到防印。
因为释酸剂比还原剂的稳定性更好,所以在实际生产中一般用释酸剂作防印剂。释酸剂的种类很多,经过对比试验发现,用硫酸铵作防印剂的色浆印制的花型轮廓相对清晰、沾色轻,工艺容易控制。因此,在涂料防印色浆中加入适量的硫酸铵可做防印剂。涂料色浆中的硫酸铵与活性色浆中的碱剂中和,从而破坏活性染料固色条件而起到防印作用,其反应式如下:
(NH4) 2SO4 + 2NaHCO3 Na2SO4 + 2NH4HCO3
NH4HCO3 NH3 ↑+ H2O + CO2 ↑
根据酸碱中和反应,从理论上可得出硫酸铵用量与碱剂用量的质量比例为66∶84 ,也就是说硫酸铵用量较小苏打用量稍低即可。在实际生产中,由于织物对后印的活性染料色浆的吸收量很小,所以硫酸铵的用量也相应减少,应控制在1. 5 %以内。对一些不能防印的活性染料,可适当增加硫酸铵的用量,但硫酸铵用量过大的弊端是使棉纤维脆损,影响织物的强力和手感,所以硫酸铵用量又不能太多,可控制在3 %以内。

3  防印工艺
3. 1  制版工艺设计
制作涂料防印花版时,涂料色浆应排在所有活性色浆的前面,如果需要用涂料浆防印的颜色较多,实际生产上可单独设计涂料和活性两套花版。根据花型结构特征和花版的设计要求,除一些精细线条外,对一些对花难度大的花版,相邻两色为对立色及容易传色的花版,还有一些阴阳版,用常规的反借、罩印及并线等手段无法得到花版要求的效果时,我们也可以采用防印法。制版时,如果是较小的点、细线,可直接采用活性罩印涂料;如果是较大的花型,我们可以用涂料定住轮廓,用一只或两只同色圆网以反借法制版。

3. 2  色浆组成及调配
3. 2. 1  涂料防印色浆
涂料防活性色浆一般由涂料、粘合剂、乳化糊、增稠剂、防印剂、保护胶体、吸湿剂等组成。涂料是由各种颜料粉末加水、湿润剂、分散剂等表面活性剂及保护胶体等研磨调制而成,其稳定性除颜料粉末本身特性外,主要取决于它的分散体系。目前,工厂所用的粘合剂大多为丙烯酸酯( PA)类,主要为丙烯酸丁酯、丙烯腈、丁二烯、羟甲基丙烯酰胺等单体的共聚物。在弱酸性条件下,经130~160 ℃焙烘,PA 类粘合剂可自身交联并粘附在纤维上,形成网状薄膜,将涂料固着在纤维上。一般的弱酸(如硫酸铵) 正好适合PA 类粘合剂的反应条件,所以适量的硫酸铵不影响PA 类粘合剂的反应。乳化糊是煤油、水加乳化剂乳化而成,乳化剂质量直接决定乳化糊的使用性能和稳定性。
增稠剂是一种合成高分子类糊料。如果用于防印色浆,需合理筛选增稠剂,必须选用成糊率高、耐电解质的增稠剂。不同类型增稠剂的试验如下:
乳化糊中先分别加入适量不同的增稠剂已形成可用糊料,然后加入不等量的硫酸铵放置30 min ,观察色浆变化情况(见表1) 。

 由表1 知,加入耐电解质类增稠剂的色浆基本不受影响,可以满足印花色浆的要求。释酸剂硫酸铵也是一种电解质,加入后一定程度上会引起乳化糊破乳和色浆粘度下降。涂料防活性色浆的稳定性主要取决于糊料、乳化剂和增稠剂的性能。可采用高质量的乳化剂和加入保护胶体,海藻酸钠就是一种很好的保护胶体。为了减慢水分的蒸发,利于印花生产,可在色浆中加入3 %的尿素作为吸湿剂。
值得注意的是,罩白浆和荧光颜料色浆不适合涂料防活性印花生产。原因是罩白浆中有大量的钛白粉,容易吸附活性染料,印花后水洗,活性染料不易洗除,影响防印效果;而荧光颜料因为皂洗牢度差,印花后水洗,发生严重皂洗变色而影响花布色光,使整体花布效果发生很大变化。如果确实需要罩白防印,可以使用罩防浆替代罩白浆。罩防浆用特种胶体制作的白浆,不含钛白粉,不影响防印效果。
最终确定的涂料防活性色浆组成,如表2 所示。

 涂料防活性色浆的加料顺序为: (1) 加入一定量乳化糊和粘合剂; (2) 加入适量保护胶体; (3) 高速搅拌的同时,加入适量增稠剂,搅拌10 min ; (4) 边搅拌边加入涂料; (5) 加入提前化好的硫酸铵; (6) 加入软化水至色浆总量; (7) 再用增稠剂将色浆调至所需粘度。涂料防活性色浆要求粘度较高,一般控制在5 000 dPa·s 以上,这样的色浆不会因渗化而产生防印“白边”现象。用罩防浆配制防印白浆,则没有调浆顺序要求。

3. 2. 2  活性色浆的组成/ g·kg – 1

在调制活性色浆时,可先将活性染料、尿素、防染盐S 等,用80 ℃的热水溶解,然后将染液滤入海藻酸钠糊中,最后加入预先溶解好的碱剂溶液,再加水至所需量,搅拌均匀,用糊料调至所需粘度,一般在4 000~5 000 dPa·s ,以保证良好的流动性和均匀性。

3. 3  圆网印花工艺流程
印花→烘干→蒸化(102 ℃×10 min) →焙烘(120~150 ℃×3 min) →水洗(皂煮) →烘干印花时,圆网排网顺序为:涂料防印浆在前,活性色浆在后。开车时刮刀压力不要太大,以减少渗化,保证印花纹精细。涂料防活性印花必须严格控制车速、压力及色浆粘度等工艺条件,避免印制的涂料花型出现前后变化,造成防印效果改变。

3. 4  成品指标
对本公司采用涂料防活性印花工艺生产的纯棉府绸(15 tex ×15 tex 524 根/ 10 cm ×283 根/ 10 cm) 进行检测,各项物理色牢度指标见表3 。

3. 5  防印“白边”的防止
防印“白边”是防印工艺较容易出现的现象,实际上是因为防印浆被电解质破坏,色浆渗化而产生的过防现象。本文所述涂料防活性色浆在生产时不会出现“白边”。如果客户要求必须有“白边”,可以使用不耐电解质的增稠剂,将硫酸铵控制在3 % ,将色浆提前1 h左右调配好,再上车印制即可。

4  结语
我公司采用涂料防活性印花工艺,每年生产印花布上百万米,其中包括很多对花难度大、花纹精细的花版。在实际生产中,应根据不同的花型制作涂料防活性色浆,以提高活性印花的精细度及一等品率。该工艺操作简单,调色方便,生产工艺容易控制。

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