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纺织品印花工艺的现状和不足(二)
集萃印花网  2010-10-08 00:00:00
    【集萃网观察】三、拔染印花

  拔染印花是在已染色的织物上利用化学方法破坏织物上的染料发色团而得到图案效果的印花方法,有拔白印花和着色拔染印花。用以破坏地色染料而使之消色的化学药品称为拔染剂。常用的拔染剂是还原剂。

  拔染印花有多种工艺方案,常用的有二种:

  1)全拔染法:先染地色,固色后印制拔染色浆;汽蒸时,对地色染料进行拔染。

  2)半拔染法:先浸轧染料,但不固色,印制拔染色浆;汽蒸时,固色、拔染同时处理。

  拔染印花工艺虽然繁琐冗长,印疵相对不易检出,成本较高,但它地色丰满花纹细致精密,轮廓清晰,印制效果非直接印花和防印印花所能企及,因此常作为高档织物的印花工艺。

  拔染工艺适应的花型有:

  1)大面积深地色的印花,尤其是紧密织物的深满地,如用直接印花工艺既使花型没问题,地色的深度、均匀性和渗透性也难以达到拔染的效果。

  2)在各种深浅地色上可以重复印制复杂的多色精细花纹的图案,而且花纹轮廓清晰。

  3)精致的白花,如用直接满地留白的印花方法,轮廓不光洁,花样失真,如用防印印花,精致度有差异,如用罩印白涂料,花样也会失真。

  常用的拔染工艺:

  1、纤维素纤维常用的拔染印花工艺

  纤维素纤维过去常用的地色染料有不溶性偶氮染料、直接染料,由于环保原因已经很少采用,而活性染料地色拔染工艺则日益被重视,得到较多的应用。

  1)还原染料拔染活性染料地色印花

  作为活性染料地色的着色拔染用染料,传统以还原染料为主,因为还原染料直接印花所用的碱剂和还原剂,适合用作地色染料的拔染体系,使在地色拔染的同时,完成还原染料花色的局部染色,达到着色拔染的目的。

  还原染料拔染活性染料地色印花工艺关键在于慎重选择可拔染的活性染料,即要求地色活性染料在碱剂和还原剂的作用下,染料能被破坏,产物应为无色,才能达到拔白和拔染的效果。适用于可拔地色的染料常具有能被还原断裂的偶氮基团,即使这样,各个染料之间可拔性常存在较大的差异。一般而论,均三嗪环活性染料接在染料的重氮部分的是能够拔白;若均三嗪环活性基团接在染料的偶合组分上,这种染料在还原剂的作用下,仍留有颜色,就不能被拔白。因此即使母体为偶氮结构的活性染料,可作为拔染印花地色用的染料也很少,仅嫩黄色系列染料可拔白,例如活性嫩黄X-6G、K-6G、M-7G。相对而言,乙烯砜型活性染料的碱性拔白性能比均三嗪环活性染料好。这是因为乙烯砜活性染料与纤维结合后的化学键是醚键,对碱敏感,在强碱、还原剂的作用下,醚键断裂。从实际生产情况来看,乙烯砜型活性染料拔染效果是比一氯均三嗪为好。

  如果采用半拔染工艺(也称为防拔染印花工艺),拔白效果会比全拔染效果好,适用的染料品种较广,无论乙烯砜型活性染料,还是一氯均三嗪型活性染料均可以改善拔染效果。但该工艺在实施过程中应严格控制:

  ①活性染料浸轧后的烘干温度不能超过80℃,尽可能采用热风烘燥;

  ②轧染后应立即印花,以防止未固着的活性染料受酸气影响而“失风”。

  还原染料拔染浆配制

  拔白浆处方:

  强碱性 弱减性

  雕白粉 150-200g 150-200g

  助拔剂 0-100g 0-100g

  溶解盐B 30g 30g

  氢氧化钠 l50-200g 50g

  增白剂 5g 5g

  醚化植物胶 400-500g 400-500g

  1kg 1kg

  操作:先用80℃热水溶解雕白粉,配成l:1的溶液,然后边搅拌边慢慢将雕白粉溶液加到已调好的原糊中去。助拔剂、溶解盐B用温水溶解后调入糊中,最后加入氢氧化钠和溶解好的增白剂,充分搅拌后,经过滤待用。

  还原染料着色拔染处方:

  预还原法 不预还原法

  还原染料 5~50g 5~50g

  甘油 40~80g 40~80g

  酒精 10ml 10ml

  氢氧化钠(30%) 150~200g —

  碳酸钾(或碳酸钠) — 80~120g

  保险粉 20g —

  雕白粉 80~220g 100~220g

  醚化植物胶 400~500g 400~500g

  食盐 — 20g

  1kg 1kg

  操作:还原染料采用预还原法。先用80℃热水溶解雕白粉,配成l:1的溶液;将还原染料与甘油、酒精及适量水调成浆状,然后缓缓加入原糊均匀搅拌,再慢慢加入碱剂搅拌。将色浆加热至55~60℃,缓缓撒入保险粉,边撒边搅拌,还原15分钟后,冷却至室温,最后加入雕白粉溶液搅匀,视色浆稠度加水或原糊调节至总量。

  由于预还原法制得的色浆不宜放置,在实际生产中,较多应用不预还原法且采用浆状法制浆更具安全性和可操作性。先将还原染料与甘油、水以适当的比例混合或研磨至无色点,然后将其它组分制成冲淡浆,临用前按一定比例混合并按处方要求补足所需的碱剂和雕白粉即可。

  工艺流程:活性染料染色(地色)→印花(拔白浆或色拔浆) →烘干→汽蒸(100-102℃,7-10分钟) →冷水冲洗→透风或过硼酸钠氧化→热水洗→皂洗→水洗→烘干。

  注意事项:

  ①活性染料染地色一般都采用乙烯砜型染料,轧染或浸染均可,视织物而定。对其拔染性也都要进行试验和筛选。

  ②还原染料色谱比较齐全,但适用于染色的还原染料不一定适用于拔染印花,因为印花使用的还原剂雕白粉的还原能力比保险粉弱,较难还原的染料不能被还原,而不能用于拔染印花,所以拔染印花选用的染料以还原速度较快和易还原为好。

  ③用于还原拔染的糊料应具有耐强还原性和碱性,还原剂和碱剂的加入不会导致糊料粘度的变化,具有良好的稳定性,且脱糊方便,醚化植物胶或淀粉醚等均可采用。

  ④雕白粉学名甲醛合次硫酸氢钠,在拔染印花中作用有二:一是还原染料还原成隐色酸,对纤维有亲和力有效上染纤维;二是破坏地色染料的发色基团,使印花部分的地色消失。根据地色染料的易拔性和印花浆的染料用量掌握好雕白粉的用量是非常关键的,雕白粉用量太少,雕色不净,色暗,发色深浅;雕白粉用量太多,会出现花纹渗化,雕印处纤维受损,严重的出现破铜。特别是对中浅色地色的拔染印花,如果雕白粉用量过多,在生产时会产生不需雕白部分的地色搭色,或汽蒸时拖色等疵病。一般中浅地色雕印时,雕白粉用量可控制在8~12%,而在深地色雕印时,则雕白粉用量控制在12~20%。

  ⑤为了得到良好的拔白效果,遇到难以拔染的或较深的地色,可以在拔白浆中加入适宜的助拔剂如咬白剂W等。葸醌也常用以提高还原剂的拔染效果,当汽蒸时蒽醌还原为氢蒽醌,氢蒽醌使染料还原而本身再变成葸醌,这一反应继续循环直到染料充分还原,因此葸醌被认为是起到一种催化剂的作用。

  ⑥碱剂在还原染料印花中至少有四大作用,一是使还原后的染料隐色酸成为盐而溶解;二是中和雕白粉分解时产生的酸性物质,免使纤维强力受损;三是使雕白粉在碱性印浆中较为稳定;四是有利于还原染料发色。

  ⑦加入一定量的食盐可提高染料的固色率。

  ⑧甘油和酒精对染料的溶解有一定作用,甘油的加入还起到汽蒸时吸湿的作用。还原染料汽蒸时的反应是放热反应,需补充适量的水分才能使染料在较短的时间内扩散到纤维内部与纤维结合。甘油还能使还原染料发色艳亮,即对提高印花固着率和给色量起到增进作用。甘油的加入量不能少。

  ⑨用于拔印的地色布在印花前必须进行拔白试验。

  ⑩用于拔印的印花筛网制作的感光胶必须是耐拔染剂的,防止印花时脱胶和出现沙眼。

  2)涂料拔染活性染料地色印花

  随着涂料和粘合剂的耐还原性能的改善,用涂料印花来达到色拔染的印花技术推广较快。优点:涂料色拔浆操作容易,色浆的稳定性较还原染料好,在印制过程中的对花容易看见,汽蒸时对湿度要求低,质量相对容易控制。

  涂料拔染活性染料关键在于选择耐还原剂的涂料和粘合剂,德国德司达(DyStar)公司选择一套适宜用Decrolin、Rongalit ST为拔染剂的Imperon K型涂料和Imperon706粘合剂。巴斯夫(BASF)公司也推出适用于Decrolin、Rongalit ST的Helizarin涂料和HelizadnuD,IMT粘合剂。国产的涂料和粘合剂经慎重选择,同样可以筛选出适合于拔染印花的涂料和粘合剂。

  拔染浆的配制:

  处方:

  拔白 色拔

  耐拔色涂料 — 20~60g

  白涂料 20~50g —

  德固林(Decrolin) 50~80g 50~80g

  醚化植物胶 50~100g 50~lOOg

  耐还原粘合剂 50~200g 100~200g

  磷酸氢二铵(1:2) 20m1 20ml

  甘油 20m1 20ml

  乳化糊 x x

  1kg 1kg

  操作:醚化植物胶用热水调成浆状。Decrolin用温水溶解,慢慢加入到醚化植物胶糊中,搅拌均匀。加入粘合剂、乳化糊和其他助剂,搅拌均匀后,最后按需加入涂料色浆,继续搅拌均匀待用。

  工艺流程:活性染料染色→印花→烘干(不可超过110℃) →汽蒸(102℃,8-l0分钟) →焙烘(150℃ 3~5分钟) →水洗→双氧水氧化(2ml/L 、40~60℃)→皂洗→水洗→烘干。

  注意事项:

  ①地色活性染料主要选择可拔的乙烯砜型活性染料,染色工艺可以采用轧染、浸染、冷轧堆等。

  ②德固林(Decrolin)化学成分主要是甲基次硫酸锌,遇酸易分解;由于含有锌,在选择增稠糊时应注意可耐重金属,同时应容易去除,最好用油性系统,得色量好,色泽鲜艳,手感柔软;印浆保留时间应控制在12小时内,最好不超过8小时,而且烘干后印花织物及早汽蒸。在汽蒸后的水洗浴中可加一些甲酸(2ml/L)中和难闻的气味。

  Rongafit ST主要成分为亚磺酸衍生物,是不含锌的液体类环保型还原剂。化学性能稳定,操作方便;印浆的寿命延长至72小时以上;印花烘干温度应控制在120℃以下,否则还原剂会发生分解。对网的损伤小。可以选用水性合成增稠剂,印制的手感较柔软。

  还原剂的用量应根据还原剂的种类、活性染地的可拔程度以及色拔浆中涂料的耐拔性能作相应调整,过量的还原剂对涂料色浆的影响增大。

  ③醚化植物胶作为保护胶体,预防乳化系统破乳,主要用于油性系统。

  ④国产涂料和粘合剂经过试验筛选,也可以用作拔染工艺,已有很多的应用。

  3)活性染料拔染活性染料地色印花

  目前在生产中应用的主要是由日本共荣株式会社开发的乙烯砜型活性染料专用拔染剂Emvatex DK-TN和助拔剂Cleantex D-TN,与中国台湾东美化工有限公司协作,将该公司生产的Marco系列的活性染料品种,筛选出耐拔染性能优良的着色拔染用Marcocion P型(一氯均三嗪)活性染料和拔染性能良好的Marcozol CDR型(乙烯砜)活性染料,进行活性染料拔染活性染料地色印花工艺。

  Emvatex DK-TN是一种复配混合物,它不仅含有能对乙烯砜-纤维素纤维结合的醚键水解的碱性物质,还含有在强碱性条件下仍具有良好流变性和抱水性的增稠糊,以确保在印花时获得良好的印制效果。

  助拔剂Cleantex D-TN是配合拔染剂Emvatex DK-TN,在深地色拔染时可增加拔白效果。

  拔染印花浆配制:

  处方:

  拔白 色拔

  MarcocionP型 — X

  水 — Y

  拔染糊 500~600g 500~600g

  助拔剂D-TN 0~50g 0~50g

  水 x z

  1kg 1kg

  拔染糊处方:

  尿素 200~300g

  水 x

  Emvatex DK-TN 200g

  1kg

  操作:在制备拔染糊时,尿素要先加入到热水中,水温为80℃左右,边搅拌边将拔染剂DK-TN加入尿素溶液中,使DK-TN充分溶解,呈半透明状的糊料,放置l~2时后待用。其他操作同直接印花。

  工艺流程: Marcozol CDR型活性染料染地色→印花→烘干(125~130℃) →焙烘(160℃,3分钟) →汽蒸(102℃,8分钟) →水洗→皂洗(90℃以上,2~3分钟) →水洗→烘干

  注意事项:

  ①处方中用了较多的尿素,目的在焙烘时尿素作为水分保留剂和纤维素纤维的膨化剂,有利于Marcocion P型活性染料向纤维内部扩散和渗透;另一方面,尿素在高温时(>139℃)会与乙烯砜发生加成反应,使原来已水解的乙烯砜型活性染料再与纤维素纤维键合和可能性减小。

  ②在汽蒸前加一次焙烘,可使拔染剂和助拔剂通过高温快速充分地破坏地色染料,提高拔白和色拔效果。

  2、涤纶织物的拔染印花工艺

  随着细旦丝、超细丝、仿真丝以及改性丝等新涤纶纤维的研究开发,涤纶织物的服用性能得到了极大的改善,从而分散染料的高温染地拔染印花工艺得到重视,因其产品地色均匀,无正反面色差,色彩对比鲜明,花纹精细,轮廓清晰,花样设计不受限制,深受消费者的喜爱,也提高了产品的附加值。目前在推广应用的拔染印花工艺主要有:

  1)还原剂拔染法

  根据分散染料还原电位的不同(即耐还原剂的性能不同),分别用氯化亚锡、变性锡盐(加工锡)、德固林(Decrolin)等还原剂将已染好地色的分散染料破坏而进行拔白或着色拔染印花拔染印花浆的配制

  处方:

  拔白 色拔

  耐拔分散染料 — x

  温水(40—50℃) — 适量

  印花原糊 500~600g 500~600g

  吸湿剂 30g 30g

  吸酸剂 20g 20g

  涤纶荧光增自剂 5~10g —

  变性锡盐 200~300g 200~300g

  1kg 1kg

  操作:耐拔分散染料用温水调和,使其充分扩散;将吸湿剂丙三醇或硫代乙醇加入印花原糊中搅匀;吸酸剂经溶解后,加入到印花原糊中搅拌均匀;将溶解后的增白剂或已充分扩散的着色拔染分散染料在搅拌的情况下加入到原糊中;最后临用前加入已用水稀释的变性锡盐。

  工艺流程:易拔分散染料染地色→印花(拔白浆或着色拔染浆) →烘干→汽蒸固着(130℃,30分钟或170~180℃,7~10分钟)→冷水淋洗→热水洗(或还原清洗) →冷水洗→烘干

  注意事项:

  ①易拔分散染料应选择可拔性和色牢度良好的偶氮分散染料,并选择合适的染色工艺。

  耐拔的分散染料必须具备不被拔染剂分解,而且在拔染色浆中稳定性良好,汽蒸时容易发色,色牢度好等性能。

  ②由于氯化亚锡在汽蒸时会产生大量氯化氢气体,对设备腐蚀性大因此目前均采用相对稳定的氯化亚锡和金属氧化物复配的变性锡盐作为拔染剂。

  ③在高温常压汽蒸时,由于蒸汽中的水分非常少,加入吸湿剂有助于色浆中的染料发色和地色拔染,常用的有丙三醇、硫代乙醇等。但用量应加以控制,否则易产生渗化现象。

  ④使用氯化亚锡的变性锡盐,在高温常压汽蒸过程中,难免还有氯化氢气体产生,致使被拔部分涤纶泛黄和锡烧的现象产生,可加入尿素、醋酸钠等来吸收分解过程释出的游离酸。

  ⑤拔染色浆用的糊料必须与拔染剂有良好的相容性,并具有良好的渗透性和抱水性,以确保花纹轮廓清晰和优良的拔染效果。适用作还原剂拔染印花色浆的糊料有醚化植物胶、醚化淀粉等。

  2)碱剂半拔染(防拔染)印花

  分散染料扩散到涤纶纤维内部就不可能用碱剂来拔染,但有可能应用半拔染(防拔染)方法。涤纶织物用轧辊浸轧可拔分散染料,或全辊印可拔分散染料,低温烘干使染料保持在织物的表面。

  织物印上拔白浆,在烘干及后处理工序中染料发生破坏。最安全的方法是低温(102℃)汽蒸处理使印花部分的地色破坏,而其他部分的地色染料不发生固着,再经高温处理使地色和着色染料固着。

  可拔分散染料包括那些含酯基的能被碱水解成可溶性的分散染料。这类染料不需要还原剂,无氯化亚锡对设备腐蚀和废水中重金属离子处理等问题,拔染的重现性很好。但目前碱可拔的分散染料的品种还不能满足所有色谱的拔染印花要求,因此还需用还原剂拔染工艺。

  防拔染印花浆配制:

  印花浆处方:

  防拔染浆印花处方:

  , ; 拔白 着色防拔染

  着色染料(耐碱分散染料) — x

  温水 适量 适量

  润湿剂(或助拔剂) 150~240g 150~240g

  碳酸钠 50~80g 50~80g

  增白剂 10~15g —

  印花糊料 500~600g 500~600g

  1kg 1kg

  罩印色浆处方(地色)

  不耐碱分散染料 x

  温水 适量

  间硝基苯磺酸钠 15g

  柠檬酸(或酒石酸) 2~3g

  海藻酸钠(或醚化植物胶) 500~600g

  1kg

  地色浸轧液处方

  不耐碱分散染料 x

  温水 适量

  柠檬酸 1~2g

  促染剂 20~30g

  海藻酸钠 1~2g

  水 y

  1L

  操作基本与直接印花相同。

  工艺流程:

  印(全辊)地色色浆(或地色浸轧)→烘干→印花(拔白、色拔浆) →常压高温汽蒸(170~180℃,7~8分钟) →冷水洗→热水洗(或还原清洗) →热水洗→烘干

  或:印花(拔白、色拔浆) →烘干→罩印地色色浆→常压高温汽蒸(170~180℃,7~8分钟) →冷水洗→热水洗(或还原清洗) →热水洗→烘干

  注意事项:

  ①适用于碱剂防拔染法的地色分散染料分子结构上应含有1~3个酯基,在高温下酯基被水解成为可溶性物质,由于这些染料对碱的敏感程度不一,因此必须试验清楚碱剂和碱剂用量与染色深度的匹配性,以期达到最佳的防拔染效果。作为着色防拔染的分散染料,应对碱剂稳定性优良,不会因碱剂的存在而发生色泽变浅和色相变化。

  ②碱剂防拔染印花法可用的碱剂有碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾和氢氧化钠等。碳酸氢钠的碱性较弱,防拔白的白度较差。碳酸钾、氢氧化钠的防拔白的白度好,但吸湿性较大,易吸收空气中的水分而渗化,造成花纹轮廓不清。因此目前常采用碳酸钠作为防拔染印花的碱剂,其防拔白的效果和花纹轮廓清晰度均较好。

  ③润湿剂的作用在于汽蒸时吸湿,促使分散染料的酯基充分水解,以提高防拔染的效果。常用的润湿剂有丙三醇和聚乙二醇等。为了更有效提高碱防拔染的效果,生产商开发了新型助拔剂可供选择,如Zetex PN-AD(德国巴斯夫)是乙氧基和多元醇的混合物,用于涤纶碱性防拔染印花,能改善白度和色防拔效果以及花纹轮廓的清晰度。

  ④用于碱防拔染的糊料应为耐碱性能较好的品种,一般为醚化淀粉、醚化植物胶、羧甲基纤维素等。这些糊料根据印花方法的不同,可选择不同比例的拼混以得到较为理想的印制效果。

  染料制造商常将其产品按可拔性范围分为l~5级,为染料选择提供了方便。5级或4~5级范围内的染料适用于拔白,4级染料适合于着色拔染。如着色染料颜色很深时,甚至可用3~4级染料。那些可拔性仅为1级的染料,实际上是不可拔的,因此在色拔工艺中可用作着色染料。但都要在实际生产条件下进行一次试验,建立可行的拔染印花工艺适用染料的资料。

  四、防染印花

  在织物染色前进行印花,印上能防止染料上染的化学品(防染剂)的印花色浆,然后进行染色,印花之处染料不能上染,仍为白色为防白,如在防白的同时,印花浆中含有与防染剂不发生作用的染料得到另一种颜色即为色防。过去应用比较多的凡拉明地色防染印花、精元(苯胺黑)地色防染印花,由于环保的要求,已很少使用,特别是防印印花的应用,替代了防染印花。

  防染印花也能得到地色丰满的印制效果,但花纹一般不及拔染印花细致,如控制不当,花纹轮廓也会不光洁。

  近年来,在纺织品印花工艺的方法上没有大的变化,而针对印花工艺所存在的不足进行的探索和研发始终不断,尤其是染料的选择,糊料的应用是印花工艺的灵魂。围绕印花工艺所展开的染化料性能的提高、新型印花糊料的开发和日益重要的环保要求,是印花工作者高度重视的内容。印花工艺总体向着操作简便,性能稳定,过程控制容易的方向发展,最终来满足不断变化的市场需求。

来源:印染在线

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