【集萃網(wǎng)觀(guān)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(lái)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(lài)于人們對(duì)聚乳酸織物印花研究領(lǐng)域的開(kāi)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(jiàn).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(wú)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(wú)需水洗等優(yōu)點(diǎn),并且不存在涂料對(duì)纖維的直接性問(wèn)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(guò)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(mǎn)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(chǎng));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(kāi)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(kāi)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(chǎng);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(guān)評(píng)定》的方法:通過(guò)人手接觸、擠壓,摩擦或其他方式觸摸織物產(chǎn)生的觸覺(jué)和印象對(duì)織物的柔軟度進(jìn)行評(píng)價(jià).為了更直觀(guān)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(guò)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(méi)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(méi)有提高,并且過(guò)多的粘合劑造成交聯(lián)程度過(guò)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(méi)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(guò)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(wú)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(guò)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(méi)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(méi)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(guò)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(mǎn)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(méi)有變化,摩擦牢度和刷洗牢度沒(méi)有下降.
2.4 HF系列涂料三原色印花效果對(duì)比
經(jīng)過(guò)以上工藝優(yōu)化,利用最佳工藝條件改變涂料種類(lèi)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(xiàn)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(xiàn)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(guān)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(méi)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(wú)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(guò)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(guò)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(lái)源: 董亞楠,李宏偉
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