【集萃網(wǎng)觀察】隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)以及國(guó)家節(jié)能減排政策的推出,聚乳酸纖維因具有很好的生物降解性和生物相容性而越來越受到人們的青睞.聚乳酸織物在民用紡織品中的廣泛應(yīng)用依賴于人們對(duì)聚乳酸織物印花研究領(lǐng)域的開發(fā)研究工作.目前,國(guó)內(nèi)外聚乳酸織物印花的相關(guān)研究較為少見.聚乳酸織物一般用分散染料在較低溫度下染色,這是由于其結(jié)構(gòu)原因?qū)е铝四蜔嵝暂^差,常規(guī)的分散染料印花方法不適用于聚乳酸印花;同時(shí),聚乳酸大分子上無活性基團(tuán),一般的染料印花工藝中染料很難與聚乳酸織物緊密結(jié)合.涂料印花是用高分子粘合劑把涂料(著色劑)固著于纖維上的印花方法.織物上的印花經(jīng)高溫處理,形成具有一定彈性和耐磨性的薄膜.涂料印花具有工藝簡(jiǎn)單,無需水洗等優(yōu)點(diǎn),并且不存在涂料對(duì)纖維的直接性問題.同時(shí)鑒于聚乳酸織物的表面特性,用等離子體對(duì)其表面進(jìn)行刻蝕、活化及氧化作用,改善聚乳酸織物表面的粘著能力.本文通過對(duì)粘合劑的篩選以及對(duì)涂料印花中各個(gè)影響因素的優(yōu)化,對(duì)聚乳酸織物的涂料印花工藝進(jìn)行了研究;為了進(jìn)一步提高其印花牢度,運(yùn)用了等離子體處理,嘗試獲得滿意的印花效果.
1 實(shí) 驗(yàn)
1.1 材料與藥品
1)織物:聚乳酸機(jī)織物,188dtex×94dtex,820根/10cm×380根/10cm,經(jīng)退漿處理;滌綸織物,50D/96f,100g/cm2,經(jīng)退漿處理.
2)藥品:印漂牢HF系列涂料、粘合劑SeraBinderM2HF(德司達(dá)(上海)貿(mào)易有限公司);粘合劑KG2101、增稠劑KG2102(常熟市輻照技術(shù)應(yīng)用廠);粘合劑AcraminBS(拓納貿(mào)易(上海)有限公司);粘合劑235、粘合劑DF(寧波化工設(shè)計(jì)研究院);尼龍透明漿801、萊卡410印花漿、架橋劑(北京彩美印染助劑技術(shù)開發(fā)中心);柔軟劑1600(自制);尿素(分析純,國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司).
1.2 儀器及設(shè)備
冷等離子體處理設(shè)備HD22型,常州新區(qū)世泰等離子體技術(shù)開發(fā)有限公司;織物強(qiáng)力儀HD026N,南通宏大儀器有限公司;電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱DHG29123A,上海華連醫(yī)療器械有限公司;摩擦/刷洗牢度儀Y571型,浙江溫州紡織儀器廠;電腦測(cè)色配色系統(tǒng)MINOLTACM23600D,意大利ORINTEX染色技術(shù)有限公司;篩網(wǎng)100目,刮板.
1.3 印花工藝
1)工藝流程
調(diào)色漿→(織物等離子體前處理)→手工平網(wǎng)印花→烘干(80℃,5min)→焙烘→(柔軟后整理)→織物性能測(cè)試
2)工藝處方
涂料質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%,粘合劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)n1,增稠劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%,架橋劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)n2,尿素質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%,水質(zhì)量分?jǐn)?shù)n3,總量質(zhì)量分?jǐn)?shù)100%.
1.4 測(cè)試方法
1)斷裂強(qiáng)力測(cè)試:根據(jù)GB/T392311—1997《紡織品織物拉伸性能第1部分:斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長(zhǎng)率的測(cè)定條樣法》測(cè)定印花色條的強(qiáng)力.
2)K/S值測(cè)試:取印花織物用MINOLTACM23600D型測(cè)色配色儀測(cè)定其K/S值,用以表征涂料印花色塊的得色量.
3)干/濕摩擦牢度測(cè)試:參照GB/T3920—1997《紡織品耐摩擦色牢度試驗(yàn)方法》分別測(cè)定印花色條的干、濕摩擦,并用沾色用灰色樣卡評(píng)定摩擦布的干、濕摩擦的沾色級(jí)數(shù).
4)刷洗牢度測(cè)試:參照GB/T420—90《紡織品耐刷洗色牢度試驗(yàn)方法》,采用標(biāo)準(zhǔn)洗滌劑作為實(shí)驗(yàn)試劑,對(duì)印花色條往復(fù)刷洗50次,水洗晾干,用灰色樣卡評(píng)定試樣的褪色級(jí)數(shù).
5)柔軟性測(cè)試:織物印花(印花面積與織物總面積比為1∶5的點(diǎn)綴印花)手感評(píng)價(jià)參照AATCCEP5—2006標(biāo)準(zhǔn)《織物手感:主觀評(píng)定》的方法:通過人手接觸、擠壓,摩擦或其他方式觸摸織物產(chǎn)生的觸覺和印象對(duì)織物的柔軟度進(jìn)行評(píng)價(jià).為了更直觀的表達(dá)織物柔軟度,用評(píng)級(jí)的方式表述,5級(jí)最好(將未印花織物經(jīng)過柔軟處理后手感作為5級(jí)),1級(jí)最差.
2 結(jié)果與討論
2.1 印花粘合劑的篩選
表1為7種不同粘合劑的印花效果.采用SeraBinderM2HF,AcraminBS2N,粘合劑235,DF4種粘合劑印花,干/濕摩擦牢度僅達(dá)到1～2級(jí),并且手感稍硬.使用尼龍透明漿801,萊卡410印花漿,濕摩擦牢度較好,達(dá)到3～4級(jí),但是干摩擦牢度較低,僅為1～2級(jí),并且手感明顯發(fā)硬,同時(shí)印花部分有一定的拒水性,破壞了聚乳酸織物特有的吸濕快干的良好性能.綜合考慮牢度和手感的效果,粘合劑KG2101效果較好,干/濕摩擦牢度可以達(dá)3級(jí),并且手感較其他粘合劑柔軟,同時(shí)可以獲得最深的K/S值.故實(shí)驗(yàn)選擇KG2101作為聚乳酸織物的印花粘合劑.以下對(duì)印花工藝的優(yōu)化均采用粘合劑KG2101.
2.2 影響印花效果的因素
2.2.1 粘合劑用量對(duì)印花效果的影響
表2為粘合劑用量對(duì)印花效果的影響.粘合劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于30%時(shí)得色較淺,并且牢度較差,這是因?yàn)檎澈蟿┯昧可?沒有很好的包覆涂料,造成得色較淺,牢度較差.粘合劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%時(shí),得色較好,并且牢度達(dá)到3級(jí).繼續(xù)增加粘合劑用量,色深值和牢度均沒有提高,并且過多的粘合劑造成交聯(lián)程度過大,手感變硬.所以綜合印花后測(cè)試效果,選擇粘合劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%.
2.2.2 焙烘溫度對(duì)印花效果的影響
織物印花后進(jìn)行焙烘處理可以使粘合劑發(fā)生交聯(lián)反應(yīng),包覆顏料并且固著于織物上.焙烘溫度太低不能使粘合劑發(fā)生充分交聯(lián),溫度太高則造成織物強(qiáng)力下降,手感發(fā)硬,并且造成能源浪費(fèi).因此焙烘溫度是影響織物涂料印花牢度的一個(gè)主要因素.
表3為焙烘溫度對(duì)印花效果的影響.可以看出,隨著溫度的提高,印花K/S值沒有很大的變化,但是干/濕摩擦牢度均有一定提高.由斷裂強(qiáng)度的變化可以看出,織物焙烘溫度超過130℃會(huì)造成織物斷裂強(qiáng)力的下降,這是由聚乳酸纖維低熔點(diǎn)(170℃左右)的性質(zhì)所決定的.綜合以上分析,選定焙烘溫度為130℃.
2.2.3 焙烘時(shí)間對(duì)印花效果的影響
如表4所示,焙烘時(shí)間為1min時(shí),K/S值較小,并且摩擦牢度相對(duì)較低.焙烘時(shí)間太短,粘合劑無法發(fā)生充分的交聯(lián);隨著時(shí)間的延長(zhǎng),印花K/S值有所提高,焙烘時(shí)間延長(zhǎng)至5min時(shí)摩擦牢度有所提高,但焙烘時(shí)間超過5min,摩擦牢度不會(huì)相應(yīng)的提高.由斷裂強(qiáng)力的變化可以看出,在130℃的條件下焙烘10min,織物的強(qiáng)力亦基本沒有變化.綜合以上分析,選定焙烘時(shí)間為5min即可.
2.2.4 架橋劑后對(duì)印花效果的影響
優(yōu)化以上工藝后,為了進(jìn)一步提高印花牢度,在色漿中加入適當(dāng)?shù)募軜騽?架橋劑對(duì)印花效果的影響如表5所示.將1%的架橋劑加入印花色漿中,可以使干/濕摩擦牢度以及刷洗牢度各提高半級(jí),織物印花手感幾乎沒有變化,這是因?yàn)榧尤脒m當(dāng)?shù)募軜騽?可以強(qiáng)化粘合劑皮膜表面的交聯(lián)作用,使交聯(lián)距離縮短,因而提高了印花牢度.
2.3 柔軟后整理對(duì)印花效果的影響
為了進(jìn)一步改善織物的印花手感,對(duì)印花織物進(jìn)行柔軟后整理.表6為柔軟整理對(duì)印花效果的影響.通過柔軟后整理,印花織物手感有一定的改善,織物變得滑爽、豐滿并附有輕盈感,達(dá)到4.5級(jí),基本達(dá)到織物未印花時(shí)的手感效果,同時(shí)織物的K/S值基本沒有變化,摩擦牢度和刷洗牢度沒有下降.
2.4 HF系列涂料三原色印花效果對(duì)比
經(jīng)過以上工藝優(yōu)化,利用最佳工藝條件改變涂料種類進(jìn)行印花,印花結(jié)果如表7所示.HF紅、金黃、藍(lán)3種涂料印花后濕摩擦牢度均達(dá)到4～5級(jí),干摩擦牢度涂料金黃最好,達(dá)到4級(jí),涂料紅和涂料藍(lán)均為3～4級(jí).刷洗牢度均達(dá)到3～4級(jí)以上,手感達(dá)到4.5級(jí),基本達(dá)到未印花織物的手感標(biāo)準(zhǔn).
2.5 聚乳酸織物涂料印花與滌綸涂料印花效果比較
用上述最佳工藝條件對(duì)滌綸織物進(jìn)行印花,并與聚乳酸織物印花效果進(jìn)行比較,結(jié)果如表8所示.滌綸織物的K/S值遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于聚乳酸織物的K/S值,刷洗牢度及干、濕摩擦牢度比聚乳酸織物低,這是因?yàn)闇炀]分子主鏈中含有空間位阻較大的苯環(huán),一定程度上阻礙了所選粘合劑在包覆涂料時(shí)與織物結(jié)合的緊密性.滌綸織物的印花手感較好,主要是因?yàn)榫廴樗峥椢锞哂形鼭裥?少部分印漿會(huì)進(jìn)入織物內(nèi),紗線被粘合劑粘合造成手感稍差;滌綸的吸濕性差,印漿基本不會(huì)進(jìn)入織物紗線內(nèi)部,這樣對(duì)手感是有利的.
2.6 冷等離子處理對(duì)印花效果的影響
在采用最佳工藝條件印花前,對(duì)聚乳酸織物進(jìn)行冷等離子體處理,觀察冷等離子體處理對(duì)織物印花的影響,如表9所示.可以看出,經(jīng)冷等離子體處理后印花,K/S值基本沒有變化,但刷洗牢度及干濕摩擦牢度均提高了015～1級(jí).聚乳酸大分子無活性基團(tuán),與粘合劑和顏料間不存在鏈的結(jié)合,因此涂料印花牢度相對(duì)稍差.通過氧等離子體對(duì)聚乳酸織物表面的刻蝕、活化及氧化作用,改善了聚乳酸織物表面的粘著能力,增強(qiáng)其與粘合劑之間的粘結(jié)強(qiáng)力,從而提高印花的牢度.
3 結(jié) 論
1)采用HF系列涂料,粘合劑KG2101對(duì)聚乳酸織物印花,獲得了最佳工藝條件:涂料質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%,粘合劑KG2101質(zhì)量分?jǐn)?shù)40%,增稠劑KG2102質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%,架橋劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%;織物印花后再經(jīng)過80℃,5min烘干,130℃焙烘5min,最后經(jīng)柔軟后整理,可以獲得較好的印花效果.
2)冷等離子體處理織物后印花,可以使織物刷洗牢度及干濕摩擦牢度提高015級(jí)到1級(jí)左右.
來源: 董亞楠,李宏偉
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