柔软型环保透明印花遮盖浆的研究

柔软型环保透明印花遮盖浆的研究
韩丽娟１，２，黄玉华１，２，谭 弘１，樊武厚１，２，梁 娟１，２，罗艳辉１，２
（１．四川省纺织科学研究院，四川 成都 ６１００７２；２．高技术有机纤维四川省重点实验室，四川 成都 ６１００７２）

　涂料印花遮盖白 浆 主 要 用 于 织 物 的 拔 白 或 防 白，即在底色织物上直接印上遮盖白浆即可达到拔白或防白的效果。在遮盖白浆中加入一定量的有色涂料可以代替防拔染印花，从而大大简化织物防拔染印花的流程，使多种纤维混纺织物的防拔染印花可以通过简单的涂料印花方式实现。但涂料印花遮盖白浆用于深色底色布上的彩色 罩 印 时，由 于 白 色 和 彩 色 的 互 拼会造成色涂料着色力下降，如深黄色变成淡黄色，深红色变成妃色。本文研究的柔软型环保透明印花遮盖浆就是针对这一问题 开 发 的，主 要 用 于 织 物 的 仿 防 色和色拔印花，专用于着色的罩印遮盖浆，可以有效改善涂料在深底色罩印时的着色力，增加花色鲜艳度。

１ 试验部分
１．１ 材料与仪器
织物：３０４×２５２根／１０ｃｍ 纯棉织物（绵阳佳 联 印染有限责任公司）。
原料：各种涂料（工业级，双流天府精细化工有限公司）；柔软型无甲醛涂料印染 黏 合 剂（参 照 参 考 文 献［５］方法制备）；无磷耐碱高效螯合分散稳定剂（参照参考文献［６］方法制备）。
仪器：ＳｃｏｕｔＳＥ电子天平（奥豪斯仪器（常州）有限公司）；ＤＦ－１０１Ｓ集 热 式 恒 温 加 热 磁 力 搅 拌 器（巩 义 市予华仪器有限责任公司）；ＺＨＥ４型实验室高剪切分散乳化机（常 州 市 腾 蛟 机 械 厂）；ＺＴＲ 实 验 室 三 辊 研 磨机；ＤＮＪ－８Ｓ旋转黏度计（上海平轩仪器有限公司）；ＲＣ－ＭＰ２０００磁棒印 花 机（正 崎 机 械）；ＨＺ－８５型 小 样 定 型机（日本制）；Ｙ５７１Ｌ染色摩擦色牢度仪（莱州市电子仪器有限公司）；ＡＤ－１２常温小 样 机（鹤山精湛染整设备厂有限公司）；７２３可 见 光 分 光 光 度 计（上 海 光 谱 仪 器有限公司）。
１．２ 柔软型环保透明印花遮盖浆的制备
将体质颜料、柔软型无甲醛涂料印染黏合剂、无磷耐碱高效螯合分散稳 定 剂、其他辅助助剂及去离子水按一定比例混 合 后，经高速乳化机乳化，三 辊 机 研 磨，均质机均质，然后过滤 得 到 柔 软 型 环 保 透 明 印 花 遮 盖浆。
１．３ 工艺流程
配制色浆→印花→１００ ℃烘干→１４０～１５０ ℃焙烘２～３ｍｉｎ［１－３］。
１．４ 柔软型环保透明印花遮盖浆的性能测试
１．４．１ 色牢度
分别按照 ＧＢ／Ｔ３９２０－２００８《纺织品 色牢度试验耐摩擦色牢度》和 ＧＢ／Ｔ５７１３－２０１３《纺 织 品 色 牢 度试验 耐水色牢度》测试印花织物的摩擦牢度和耐水洗色牢度［７－８］。
１．４．２ 布面甲醛含量
按照 ＧＢ／Ｔ２９１２．１－２００９《纺 织 品 甲 醛 的 测 定 第１部分：游离水解的甲醛（水萃取法）》测试印花织物的甲醛含量［９］。
１．４．３ 黏度
用 ＤＮＪ－８Ｓ旋转黏度计测试柔软型环保透明印花遮盖浆及其加入涂料后的黏度。
１．４．４ 流变性能
分别在０．３、０．６、１．５、３、６、１２、３０、６０ｒ／ｍｉｎ转 速下测定柔软型环保透明印花遮盖浆及其加入不同涂料后的黏度，然后绘制成黏度曲线。印 花 黏 度 指 数 简 称ＰＶＩ值，是同一浆料在两种不同剪切速率条件下的比值，本文以η６０／η６ 表示，用以衡量该浆料的流变性，η６０为浆料在６０ｒ／ｍｉｎ转速下测定的黏度，η６ 为浆料在６ｒ／ｍｉｎ转速下测定的黏度。ＰＶＩ值与结构黏度指数有关，ＰＶＩ值越小，则浆料的结构黏度指数越大。
１．４．５ 增稠性能测试
取１０ｇ柔软型环保透明印花遮盖浆，加入９０ｇ去离子水，搅拌溶解成稀释液。然后向稀释液中加入１ｇ合成增稠剂，搅拌，观察二者的相溶性及增稠性。

２ 结果与讨论
２．１ 体质颜料的选择
体质颜料是一种惰性颜料，不溶于水和有机溶剂，对酸碱有很好 的 稳 定 性，绝大部分是白色和无色。按化学成分分类，体质颜料可分为５类，即 钡 化 合 物、钙化合物、铝化合物、镁化合物和含硅化合物。本文选用钡化合物 Ａ、钙化合物 Ｂ、含硅化合物 Ｃ、Ｄ、Ｅ，分别配制了５种透明印花遮盖浆 Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ。表１为５种透明印花遮盖浆在黑色织物上印制后的花纹效果和透明度。由表１可知，透明印花遮盖浆 Ｂ、Ｄ 和 Ｅ 印制的花纹呈白色或部分白 色 且 成 膜 不 透 明，这 个 现 象 说 明选用的体质颜料 Ｂ、Ｄ和 Ｅ与颜料混合后，色光为白色和颜料颜色的 拼 色，将影响颜料的色光。而 透 明 印 花遮盖浆 Ａ、Ｃ印制的花纹呈无色或基本无色，这个现象说明体质颜料 Ａ 和 Ｃ 与颜料混合后，色 光 变 化 不 大。在透明印花遮盖浆 Ａ 和 Ｃ 中加入２％蓝涂料（对浆料比重），然后将其印制在黑色织物上，发现 Ａ 花纹颜色为黑色，不具有遮盖性；而 Ｃ 花纹颜色为蓝色，与蓝涂料颜色相近。因此，选用体质颜料 Ｃ 作为配制透明印花遮盖浆的体质颜料。

２．２ 体质颜料用量对透明印花遮盖浆性能的影响
表２列出了体质颜料用量变化对透明印花遮盖浆性能的影响，可 以 看 出，随着体质颜料用量的增加，透明印花遮盖浆的干摩 擦 色 牢 度、耐 水 洗 色 牢 度 均 呈 现出下降趋势，而遮盖性则呈现上升趋势。在 体 质 颜 料用量大于１７．５％（对有效含量比重）时，其色牢度符合国家标准且遮盖性良好；在体质颜料用量大于２０％（对有效含量比重）时，其遮盖性良好但色牢度低于国家标准。因此，体质颜料的较优用量为１７．５％～２０％（对有效含量比重）。

２．３ 无磷耐碱高效螯 合 分 散 稳 定 剂 用 量 对 透 明 印 花遮盖浆的影响
体质颜料 分 布 越 均 匀，则 印 花 浆 的 遮 盖 性 越 好。高性能的分散剂是实现体质颜料在透明印花遮盖浆中良好分散的重要手段，常 用 的 分 散 剂 是 聚 磷 酸 盐 分 散剂和聚合电解质型分 散 剂，本文采用自制的无磷耐碱高效螯合分散稳定剂（简称分散剂）是一类聚合电解质型分散剂。表３列出了分散剂用量变化对透明印花遮盖浆性能的影 响，可 以 看 出，随 着 分 散 剂 用 量 的 增 加，透明印花遮盖浆的色 牢 度 呈 下 降 趋 势，而 其 遮 盖 性 呈上升趋势。当分散剂用量小于２％（对有效含量）时，透明印花遮盖浆的色牢 度 良 好 但 遮 盖 性 较 差；当 分 散 剂用量大于３％（对有效含量）时，透明印花遮盖浆的遮盖性良好但色牢 度 低 于 国 家 标 准。因 此，分 散 剂 的 较 优用量是２％～３％（对有效含量）。

２．４ 柔软型无甲醛涂料印染黏合剂用量对透明印花遮盖浆性能的影响
透 明 印 花 遮 盖 浆 的 另 一 个 重 要 组 成 是 黏 合 剂，它是将印花色浆黏附在纤维表面形成聚合物薄膜时着 色 形 成 图 案 的 关 键 因 素。 因 此，选 用 合 适 的 黏 合剂是提高透明印花遮盖浆印花织物色牢度和手感的必 要 手 段。采用自制柔软型无甲醛涂料印染黏合剂（简 称 黏 合 剂），具 有 较 好 的 抗 电 解 质 性、较 好 的 色浆流动性和柔软的手感。表４列出了黏合剂用量变化 对 透 明 印 花 遮 盖 浆 性 能 的 影 响，从 表 ４ 可 以 看出，在 黏 合 剂 用 量 为 ３７．５％（对 有 效 含 量）时，印 花织物的各项色牢度就已达到国家标准；随 着 黏 合 剂用 量 的 增 加，印 花 织 物 的 各 项 色 牢 度 逐 渐 提 高，当黏 合 剂 用 量 高 于７５％（对 有 效 含 量）时，织 物 的 各 项色牢度变化不大，但 黏 合 .剂 过 多 会 使 透 明 印 花 遮 盖浆在印花时发黏和堵网，开 车 不 顺 利，因 此，黏 合 剂用 量 在５０％～７５％为 最 佳。同 时，从 表 ２～ 表 ４ 的数 据 可 以 看 出，本 文 研 究 的 透 明 印 花 遮 盖 浆 不 含 甲醛且印花织物手感柔软，因 此 该 透 明 印 花 遮 盖 浆 是柔软型环保透明印花遮盖浆。

２．５ 焙烘条件对柔软型环保透明印花浆印花效果的影响
表５为不同焙烘温度和时间时，柔软型环保透明印花遮盖浆印花布的各项性能比较。从表中数据可以看出，在１００ ℃时，印花织物的各项色牢度就已达到国家标准，但焙烘时 间 过 长（５ ｍｉｎ），很 难 实 现 连 续 化 的大生产；随着焙烘温度的升高，印花织物的各项色牢度逐渐提高，当焙烘温度高于１４０ ℃后，织物的各项色牢度变化不大，但是温度太高会造成能耗的增加。因此，焙烘温度在１４０～１５０ ℃为最佳。
表６为焙烘温 度 为１５０ ℃，不 同 焙 烘 时 间 时 柔 软型环保透明印花遮盖浆印花布的各项性能比较。从表中数据可以看出，随着焙烘时间的增长，印花织物的各项色牢度提高，当焙烘时间达到２ｍｉｎ时，织物的各项色牢度已达到国家标准；当焙烘时间达到４ｍｉｎ时，织物的各项色牢度不再变化。但是，焙烘时间过长，会造成能耗的增加。因此，焙烘时间选择在２～３ｍｉｎ为最佳。

２．６ 柔软型环保透明印花遮盖浆的性能表征
图１为柔软型环保透明印花遮盖浆的流变曲线，3

表７是柔软型透明印花遮盖浆的性能表征。

从图１中可以看出，柔软型环保透明印花遮盖浆在转速较小时黏度较大，随着转速的增加其黏度迅速减小。这 个 现象说明柔软型环保透 明 印 花 遮 盖 浆 流 变 性 较 好，在 印花时，其色浆的黏度会因为剪切应力的作用迅速降低，这种假塑性流体的特 性 有 利 于 涂 料 印 花 过 程 的 进 行。同时，加入不同涂料后，柔软型环保透明印花遮盖浆的流变曲线几乎是重合 的，说 明 涂 料 对 柔 软 型 环 保 透 明印花遮盖浆的流变性 几 乎 没 有 影 响，因 此 柔 软 型 环 保透明印花遮盖浆可以加入涂料来印花。而由表７的数据可以看出，柔软型环保透明印花遮盖浆及加入涂料的透明印花遮盖浆的印花黏度指数 ＰＶＩ值均在０．１～０．３之 间，说 明 其 结 构 黏 度 指 数 较 大，不 会“淌 浆”，适用于平网印花。同 时，由于柔软型环保透明印花遮盖浆可以加入合成增稠剂调节色浆黏度和 ＰＶＩ值，因而也可用于 ＰＶＩ值要求较大的辊筒印花和 ＰＶＩ值 要 求在平网印花和辊筒印花之间的圆网印花，适用范围广。另外，从表７还可以看出，柔软型环保透明印花遮盖浆印花织物的色牢度和 甲 醛 含 量 符 合 国 家 标 准，手 感 柔软，因而不需要 再 进 行 后 续 处 理，可 以 减 少 印 花 工 序，节约能耗。

３ 结论
（１）通过研究各个 组 分 用 量 对 柔 软 型 环 保 透 明 印花遮盖浆性能的影响，确定其最优配比，即体质颜料用量为１７．５％～２０％（对有效含量），黏合剂用量为５０％～７５％（对有效含量），分散剂用量为２％～３％（对有效含量）。
（２）考察焙烘条件，确定柔软型环保透明印花遮盖浆的优化应用工艺：印花→烘干（１００～１３０ ℃）→焙烘（温度１４０～１５０ ℃，时间２～３ｍｉｎ）。
（３）柔软型环保透明印花遮盖浆流变性好，具有良好的实用性能，其印花织物具有良好的色牢度、水洗牢度，织物手感柔软，布面无甲醛检出。
参考文献：
［１］ 韩丽娟，罗艳辉，吴 晋 川，等．环保型无甲醛涂料印花遮盖白浆的研究［Ｊ］．纺织科技进展，２０１３，（６）：１－４．
［２］ 刘治禄，杨德生，吴培莲，等．深色地涂料罩印印花技术［Ｊ］．染料与染色，２００８，４５（５）：４０－４３．
［３］ 刘永庆．提高涂料印花浆遮盖力的新技术［Ｊ］．染 整 技 术，２００８，３０（４）：１８－２０．
［４］ 刘治禄，杨 德 生．涂 料 遮 盖 白 和 ＭＬ－９２９透明遮盖浆罩印印花工艺探讨［Ｊ］．杭州化工，２０００，（４）：２４－２７．
［５］ 四川益欣科技有限责任公司．特柔型仿活性涂料印花无甲醛粘 合 剂 及 其 制 备 方 法、应 用：ＺＬ２０１５１０５１６４６５．７［Ｐ］．２０１７－１１－０３．
［６］ 四川省纺织工业研究所，四川益欣精细化工有限责任公司．一种无磷耐碱高效螯合分散稳定剂及其制备方法和应用：ＺＬ２００６１０１２７９８９．８［Ｐ］．２００８－０８－０６．
［７］ 纺织品 色牢度试验 耐摩擦色牢度：ＧＢ／Ｔ３９２０—２００８［Ｓ］．
［８］ 纺织品 色牢度试验 耐皂洗色牢度：ＧＢ／Ｔ３９２１－２００８［Ｓ］．
［９］ 纺织品甲醛的测定第 １部 分：游 离 水 解 的 甲 醛 （水 萃 取法）：ＧＢ／Ｔ２９１２．１－２００９［Ｓ］．
［１０］国家纺织产品基本安全技术规范：ＧＢ１８４０１－２０１０［Ｓ］