织物涂料印花中胶粘剂的使用技术

织物印花是网版印刷的一个重要市场。在织物印花中,油墨(色浆)是决定印花效果的重要材料,印花色浆主要由颜料、胶粘剂、增稠剂和其他助剂(如交联剂、催化剂、乳化剂、手感改进剂等)组成,对于织物涂料印花色浆来说,胶粘剂有着非常重要的作用。因此,合理选择和使用胶粘剂对织物涂料印花的效果和质量关系很大。下面就谈谈涂料印花中胶粘剂的使用。

一、涂料印花的特点
涂料印花是纺织品印花首选的具有多快好省效果的工艺之一,在各种印花工艺系统中占有重要地位。涂料印花色谱齐全,色泽重现性好,工艺简单,生产周期短,生产效率高,印制线条精细,印花层次分明,色彩鲜艳,轮廓清晰,日晒牢度较好,立体感强,外观质量好,适用于各种纤维织物及其混纺织物印花。近年来,化学工业的发展及胶粘剂新品种不断出现,使涂料印花又有了新的发展,尤其是在涤纶、涤棉等高分子化学印花织物方面,涂料印花工艺呈上升趋势,并拓展了特殊印花方法,如全遮盖罩印印花、防染印花、金银粉印花、荧光印花、钻石印花、发泡印花、植绒印花等。

织物涂料印花的印制过程是否顺利,印花效果是否理想,与印花色浆的流变性能有很大的关系。涂料是由有机颜料或无机颜料和一定比例的甘油、平平加、乳化剂、水混合后研磨成一定细度的浆状物。为改善印花织物手感,目前各印染厂家还在选用乳化糊作为涂料印花色浆的增稠剂,如溶剂的乳化液(俗称A邦浆),十分有利于印制轮廓清晰的花型。乳化糊内固体成分少,印花烘干时,溶剂油及水分挥发进入大气中,残留在织物上的仅仅是少量的乳化剂,所以对织物的手感及印花牢度没有明显的影响,不会使印花膜变硬,至今仍有不少企业在应用。但是,大量使用乳化糊,不仅严重污染环境,而且浪费资源,增加生产成本,在生产中易燃、易爆,危险性大。再者,色浆一般印制性能较差,易造成拖刀、塞网、嵌花筒等印花疵病。目前,涂料印花存在的主要缺点是手感较染料印花差,摩擦、水洗(皂洗)等牢度不好,特别在深色或特深色块上,或轻薄、柔软或膨松的织物上印花,手感与牢度的矛盾则更为突出。这个问题一直是印花工作者感到头痛的事情,也是涂料印花难以在中高档纺织品上应用的原因之一。面对全球纺织品市场的激烈竞争,作为纺织品印花主流的涂料印花如何在中高档纺织品上应用,是未来涂料印花亟等解决的问题。

二、胶粘剂的主要类型及织物对胶粘剂的要求
胶粘剂的性能主要取决于胶粘剂的结构、组分、配比、聚合度和乳化状态。涂料印花胶粘剂大都是乳液聚合的热塑性高分子乳胶体,在纤维表面有优良的成膜性能,它们是各种单体的二元或三元共聚物,其中丙烯酸丁酯、丁二烯是软性单体,所占比例较大;丙烯腈、苯乙烯、丙烯酸甲酯、偏氧乙烯是硬性单体,所占比例较小。胶粘剂的含固量应在40%左右,乳化胶体粒度大小以0.1~9.2μm为宜。织物涂料印花是利用胶粘剂将涂料机械地粘着在织物纤维表面上的,印花的色牢度、手感、鲜艳度等各项指标很大程度上取决于胶粘剂的品种和质量。胶粘剂是一种高分子成膜物质,由各种单体聚合而成,在色浆中呈溶液或分散状态,当溶剂或其他液体蒸发后,在印花区域形成一层连续的覆盖薄膜,通过成膜而将颜料颗粒等物质粘着在织物纤维表面上,所以,成膜性能的好坏将直接影响印花产品质量,如牢度(摩擦、水洗、干洗牢度)性能,而且与色浆的印制性能和产品的手感、色泽有密切关系。理想的胶粘剂应该是无色透明、紧密又光滑、柔软而不发粘、富有弹性和良好的粘着力,机械性能优良,而且有良好的耐化学和耐光化性能。但实际中使用的胶粘剂很难达到上述要求,应用时应根据具体印花要求选择几种胶粘剂,以求取长补短,并借助适当的助剂来改善和调节,以获得满意的印花效果。

1.胶粘剂的主要类型
胶粘剂按分子结构形态和有无交联作用,可分为3种类型。
①非交联型胶粘剂:在分子中不存在能发生交联反应的基团,成膜时不相互交联。
②交联型胶粘剂:在分子中含有羧基、酰胺基、氨基等基团,能与外加交联剂的官能团发生交联反应,成膜时可与外交联剂反应形成网状皮膜,提高印花的色牢度,如网印胶粘剂等。
③自交联型胶粘剂:在分子中含有使高分子链自相交联的基团,如羟甲基、环氧基等。含有这类基团的单体还必须同时具有一个可参与共聚的双键,它们打开双键参与反应,而保留羟甲基或环氧基供分子间交联或与织物上羟基交联。这类胶粘剂目前已普遍应用,如KG-101、KG-101B、KG-102、106胶粘剂、107网印胶粘剂、FZ-胶粘剂、FZ-E胶粘剂等。
在使用自交联型胶粘剂时,若加入少量交联剂,有利于促进交联,增加交联深度,提高焙烘固色,使印花色牢度显著提高。交联剂是涂料印花色浆的一个组分,也可叫架桥剂或固色剂。它的作用是印花织物高温焙烘时,能与胶粘剂的活性基团发生化学反应,把线型高分子链互相连接起来,使胶粘剂皮膜形成网状结构,从而提高印花色牢度,并有助于改善印花色浆的均匀性和得色量。但在涂料印花色浆中,交联剂也不可过量加入,否则会使胶粘剂皮膜发硬变脆,严重影响花纹的手感。
胶粘剂按在水中的分散状态,主要有3种类型。
①水分散型胶粘剂:胶粘剂能很好地在水中溶解或扩散成高分子溶液,这类胶粘剂可不必高温焙烘,但由于皮膜发黄严重,近年来使用比例已显著下降。阿克拉明F型胶粘剂就属此类型。
②油/水型胶粘剂:这类胶粘剂为油溶性合成树脂,能溶解在火油等碳化氢类的有机溶剂中,借助水溶性乳化剂而被分散在水中,水为外相,火油为内相,如网印胶粘剂、东风牌胶粘剂等。其特点是制备简单、拼色和清洗容易,目前国产或进口胶粘剂中大部分属此类型。
③水/油型胶粘剂:这类胶粘剂能溶解在有机溶剂中组成分散剂(外相),水借助油溶性乳化剂,被分散在分散剂中成为内相。其优点是印花轮廓清晰、手感柔软、渗透性好。但花纹耐磨性差,印浆冲淡和器具清洗均要用有机溶剂,且易燃。近年来,油/水型胶粘剂使用普遍。

2.织物涂料印花对胶粘剂的要求
①胶粘剂印在织物上经干燥、焙烘后形成的皮膜应无色透明、粘着力强,有良好的弹性和曲挠性,加热或日光照射不泛黄,耐老化、耐磨、耐折皱、耐有机溶剂等化学品,不发粘、不吸附有色物质等;②胶粘剂应无毒性,有良好的储存稳定性,耐热耐冻;③要有适当的结膜速度和流动性,能从网版、刮刀、印台上迅速洗净。

三、胶粘剂选用中要注意的问题
涂料印花的多数颜料不能直接被纤维吸收,有少数颜料可以为纤维所吸附,可是都不能牢固地附着在织物上,必须依赖胶粘剂把颜料机械地固着在纤维表面。因此,涂料印花的水洗、摩擦以及耐化学牢度的性能主要取决于胶粘剂的性能。目前,国内外常用的胶粘剂多数属高温型,所选用的单体主要有如下几种。
①硬性单体:甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈、苯乙烯、氯乙烯、醋酸乙烯。
②软性单体:乙烯、丁二烯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯。
③活性单体:羟甲基丙烯酸、丙烯酸、丙烯酰胺等。
④活性交联性单体:羟甲基甲基丙烯酰胺、甲醚化羟甲基丙烯酰胺、乙醚化羟甲基丙烯酰胺、丁醚化羟甲基丙烯酰胺等。
目前常用的胶粘剂及其性能如表1所示。

企业可根据涂料印花的基布、客户要求、浆料配方及设备材料等因素,选用不同的胶粘剂。不同的生产厂家都会根据自己的条件设计生产不同组分的胶粘剂。即使是同一个厂家,也会按组分、配比、乳化系统的不同,而制造各种不同牌号的胶粘剂,各种牌号不同的胶粘剂具有不同的特性。所以我们在选用时,就应根据织物品种、印花方法、工艺条件、涂料色泽、花型大小及成本、手感、牢度要求、使用对象等,加以综合考虑,合理选用不同牌号的胶粘剂。
选用胶粘剂一般要从以下几下方面考虑:
①白度。一般选用白涂料胶粘剂,其堆积效果好,在适当焙烘温度条件下白度较好且持久,不易泛黄,牢度也较好。
②粘合性。涤棉直接印花,尤其大块面积花型应选用牢度较好、色浆流动性好、不易堵网的胶粘剂。
③防拔染剂。在生产深色防拔染印品时,要选用耐电介质、耐药剂性能较强的胶粘剂,并根据防拔染的特点选用不同的外交联剂,以增强其牢度。
④棉织物选用。一般纯棉直接印花,其色泽为中深色时,可选用胶粘剂BH、707型,其牢度及手感均适宜,成本也低。多种胶粘剂亦可采用拼配混合使用,以改善手感硬和不稳定的状态,还可降低成本。
国内不少织物印花工作者,在遇到涂料大块面积印花时,为了改善手感,往往需要在印花浆中加入一定量的硅系乳液或微孔液型柔软剂,或者在印花后采用柔软剂浸轧处理。但是,经常采用柔软剂进行整理往往是未印花部分效果明显,而印花部分则无多大改观,其主要原因是涂料印花时胶粘剂在织物上形成连续薄膜,阻止了柔软剂与织物的吸附结合作用,从而难以达到理想效果。既便是手感得以改善,也会使印花的湿摩擦牢度下降(一般下降幅度为0.25~0.5级左右)。所以,如何解决涂料印花手感与牢度的矛盾,是目前涂料印花中普遍存在的问题。可通过生产实践和学习参考别人先进的经验,来制定本单位最佳的解决方案。

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