|
|
|
分散染料免蒸洗印花工艺研究分散染料免蒸洗印花工艺研究 上海环峪科技有限公司 张超民 摘 要 为有效解决印染行业发展过程中面临的环境污染和能耗较高的问题，消除传统印花工艺实际操作中存在的弊端，相关人员应主动顺应时代发展趋势，推动环保、清洁、绿色印染工艺和技术的发展，加大对分散染料免蒸洗印花工艺的研究和应用力度。文章围绕分散染料免蒸洗印花工艺的背景与特点，对该工艺实际操作过程中的要点展开深入分析， 并从不同角度对其应用效果作出评价，以供参考。 关键词 分散染料；免蒸洗；印花工艺中随着国家环保标准的提升和人们环保意识的增强，在现代化纺织印染行业的发展中，面对传统落后的分散染料印染过程中高温蒸汽造成的能源消耗以及水洗环节产生的混合污水，相关人员应对其印花工艺进行不断优化，加大对分散染料免蒸洗印花工艺的应用力度，实现无蒸汽消耗、零污水排放的目标，推动行业可持续发展。 1 分散染料免蒸洗印花工艺概述 织物印花是在织物上利用涂料或染料形成图案的过程，根据印花坯布与所用染料的不同，其工艺应用往往存在较大差距，但在大多数情况下是局部染色，且对染色牢固程度提出了较高要求。传统分散染料印花工艺由于具有成本低、操作简单、工艺成熟等特点，再加上该工艺过程可根据设计师的要求任意搭配各类颜色，图案色谱齐全、手感爽滑，产品高雅华贵、颜色透亮鲜艳，在行业内的应用范围较广，且产品种类不断增多。然而，这种工艺的蒸化固色和水洗环节存在能源消耗大、环境污染严重的问题[1]。为了减少印花工艺对生态环境造成的污染，许多国家加强了对涂料印花工艺的开发和利用。这种工艺措施虽然具有无须水洗的优势，但成品的色彩始终无法与染料印花工艺效果媲美。运用分散染料对印花工艺进行创新，采用特殊免蒸洗印花浆料和印花设备，在高温条件下完成印花处理、高温定型和颜色烘焙，可以去除传统印花工艺中的蒸洗环节，使染料充分渗透到织物纤维中，实现良好的固色效果，达到节能减排和保护环境的目的。 2分散染料免蒸洗印花工艺的要点分析 2.1标准流程 分散染料免蒸洗印花工艺主要面向纺织品印花加工技术领域，技术实施主要包括预处理、印花、烘干、烘焙4个关键步骤，其标准化工艺流程如图1所示。在预处理环节，将水溶性壳聚糖、聚乙醇酸、渗透剂、乳化剂和N-烷基吡咯烷酮分别按照5.0%～10.0%、1.0%～5.0%、0.5%～1.0%、0.5%～1.0%、1.0%～3.0%的质量分数标准、其余均为去离子水的方式完成预处理液的配制，然后在印花坯布表面以30～50 g/m2的标准用量均匀喷涂预处理液，先用轧辊轧压印花坯布，再用红外预烘设备将其烘干。在印花环节，可应用手工印花工艺、平网印花机、圆网印花机或免蒸洗印花色浆对经过预处理的印花坯布表面完成印花处理。该环节在应用免蒸洗印花色浆的过程中应按照质量份计，每160份免蒸洗印花色浆中应包括5～8份分散染料、1～2份染色促进剂、0.1～0.5份pH调节剂、60～70份增稠剂，其余均为去离子水。在烘干环节，需在网印落机前将其置于100～120℃温度条件下开展持续2～4 min的烘干操作。在烘焙环节，设置180～200℃的温度条件，持续烘焙1～3 min使其发色，之后按照柔软浸轧处理、烘干、拉幅定型的顺序，获得分散染料免蒸洗印花工艺成品[2]。
图1分散染料免蒸洗印花工艺流程 在整个分散染料免蒸洗印花工艺流程中，各个环节都有独特的重要作用。其中，预处理选择和应用的合理性对印花坯布的预处理效果具有决定性影响，可以使印花坯布对印花色浆的吸附度得到有效提升，同时对其扩散产生一定的减缓效果，确保最终印制的花纹图案完整且清晰。在印花工艺中，相关人员可任意选择常用的手工筛网、平网或圆网完成印花刮涂，按照标准比例完成印花色浆的配制，确保其本身具有适宜的黏度，印制出清晰的图案花纹，并将印花环节对布匹柔软度造成的损伤控制在可接受范围内。在后续的工艺流程和环节中，无须经过蒸化与水洗处理，就能确保最终印花成品的柔软度和色彩牢固度。印制步骤结束后，将质量分数为5.0%～10.0%的氨基改性硅油乳液均匀喷涂在织物表面，可对染料分子的热迁移产生良好的缓解效果，确保印制图案的色彩足够均匀，使织物的柔软性得到有效提升，削弱增稠剂的使用对织物手感造成的不良影响。烘干环节的设置是为了使染料在织物表面实现初步固着，结合之后的烘焙环节， 使染料分子进入纤维内部，确保颜色的整体固着效果， 使织物的彩色图案足够牢固、亮丽和清晰。 2.2材料选择 在整个分散染料免蒸洗印花工艺中，预处理液、免蒸洗印花色浆中的各类成分均具有重要作用。因此，该项工艺在实施过程中还要全面掌握各类成分的具体作用， 对其材料类型等作出合理选择。预处理液中水溶性壳聚糖的分子结构中含有大量活性氨基，在配制过程中对染料分子表现出良好的亲和性，特别是在色浆印制完成后， 还可以减缓染料分子的聚集，提升印花色牢度。在该成分的运用中，相关人员可以根据不同的印花工艺需求合理选择该成分的类型。聚乙醇酸与水溶性壳聚糖具有明显的增稠作用，其在织物纤维表面附着后，可以使印花色浆的渗透扩散速度减慢，保障印制图案的完整性与清晰度。由于预处理液成分类型较多，可以掺入一定量的乳化剂，使这些物质充分均匀混合，为后续在印花坯布表面喷涂创造便利条件。免蒸洗印花色浆的成分以增稠剂、分散染料和去离子水为主，其余成分虽含量偏低，但在整个分散染料免蒸洗印花工艺中具有同样重要的作用。其中，染色促进剂主要发挥促使染料分子在烘干、焙烘环节向纤维内部渗透的作用，可以使其颜色固着牢度得到全面提升；pH调节剂则可以确保印花色浆的酸碱度相对适中， 有效控制印花色浆中分散染料的水解作用[3]。 为确保分散染料免蒸洗印花工艺的印染效果，除了上述两种关键材料，还要按照1：(0.1～0.5)：(0.1～0.5)的质量比均匀混合淀粉一聚丙烯腈接枝共聚物、瓜尔豆胶、 罗望子胶完成增稠剂的配制。其中，罗望子胶本身具有乳化稳定的作用和显著的相容性优势，可以在不对其他增稠剂性能造成影响的情况下，提高水的黏度，并在染料粒子表面形成一层保护膜，促进染料均匀性和色牢度的有效提升，避免染料聚集。瓜尔豆胶虽然在增稠剂中的质量分数不高，但可以表现出较高的黏度，同时具有良好的水溶性，溶于水后会形成透明黏液，能防止对印花效果造成影响。淀粉一聚丙烯腈接枝共聚物在增稠剂中可以发挥超强的吸水性优势，保证印花色浆的黏度，使其在印制完成后形成足够清晰的图案。 3分散染料免蒸洗印花工艺的效果评价 3.1乳化剂 随着分散染料免蒸洗印花工艺的不断发展，对糊料也提出了更高要求。因此，在该项工艺的效果评价中，可以选择涤纶机织物与同厂家生产的不同颜色分散染料， 对传统的海藻酸钠糊料进行优化设计，以满足高质量印花需求作为糊料配制的主要目标，以特定的糊料配制方案改善乳化处理，不断提高其分散性，既能促进助剂、染料与纤维的有效结合，又能使其印花图案呈现出更好的牢度性能与显色效果。在糊料中，乳化剂具有降低界面张力、分散双电层、形成保护膜的重要作用，其用量与乳液液滴的大小和总面积是决定性因素。对此，在糊料的配制中，应将某一乳化剂分别设置1.0%、2.0%、 3.0%、4.0% 4种不同的质量分数，对比其平均粒径、离心稳定性、储存稳定性和聚合物分散性指数( Polymer Dispersity Index，PDI)，深入研究乳化剂质量分数对乳液性能产生的影响。 结合试验结果可以发现，当糊料中乳化剂的质量分数不断增加时，其平均粒径整体呈现出逐渐缩小的趋势，且其稳定性、分散性不断提高。在2.0%的乳化剂质量分数下，乳液的粒径处于相对稳定的状态。从这一变化中可以发现，当乳化剂用量适宜时，乳液的颗粒度可有效降低， 确保整体稳定性；当乳化剂用量过高时，反而没有明显提升乳液性能的效果。因此，2.0%是糊料配制中乳化剂的最佳质量分数，能避免乳化剂用量过高对乳液的实际应用效果造成不利影响。 在探究乳化剂应用效果的过程中，还要考虑乳化时间及乳化温度对乳液性能的影响。当乳化时间过短，不足以完全散开原糊时，乳液整体的粒径偏大，对乳液分散产生不良影响。相反，乳化时间过长虽然可以使乳化过程整体处于稳定状态，但无法使其稳定性与粒径发生明显变化。因此，结合丰富的工作经验和科学的研究数据，从经济性角度出发，40 min可作为标准的乳化时间。与此同时，当乳化温度过高时，由于表面活性剂吸附已经达到饱和状态，粒径无法进一步缩小，很难对其稳定性的把控产生有效作用；如果乳化温度过低，由于其稳定性不佳、 乳液粒径与体系黏度偏大，则存在乳化困难的问题‘4]。因此，在常温条件下无法使配制的乳液达到理想效果，应适当提高乳化温度，设置为50℃，促进乳化剂分子在油水界面的吸附，减小乳液粒径，提高乳化效率。 3.2糊料质量分数 从分散染料免蒸洗印花工艺本身来看，在整个印花过程中，印花糊料具有黏附、稳定、增稠等作用，其用量不当会影响织物印花的手感、色牢度与得色量等。因此，在该工艺应用效果的评价中，需深入分析糊料质量分数对效果产生的影响，分别设置30.0%、40.0%、50.0%、 60.0%、70.0%5个糊料质量分数，并获取其K/S值以及干、湿状态下的耐摩擦色牢度和手感。从分析结果可以发现，糊料用量越多，其K/S值及耐干、湿摩擦色牢度越好， 但手感也会随之逐渐降低。出现这种现象的原因是糊料质量分数较低时，印花织物表面往往难以形成完整的胶膜，无法对染料发挥良好的载体作用。随着糊料质量分数的提高，对染料产生的包覆与载体作用也会相应增强，当印花织物上的染料增多时，其K/S值与耐摩擦色牢度会提高。以糊料60.0%的质量分数为分水岭，如果低于这一质量分数，就无法保证其达到最大的耐摩擦色牢度与得色量；如果高于这一质量分数，织物染料则过度饱和，不仅无法提高其得色量，还会因糊料过多对染料分子向纤维内部的渗透造成阻碍，使其K/S值呈现略微下降的趋势。 3.3定型时间 相关人员设置K/S值、耐摩擦色牢度与耐皂洗色牢度3项评价指标，根据60、90、120、150 s 4个定型时间下的固色效果，分析定型时间对印花固色性能产生的影响。 结合分析结果可以发现，当定型时间过短时，由于纤维织物上扩散吸附固着的染料偏少，其颜色偏浅，且各项评价项目水平较低。在不断延长定型时间的过程中，印花颜色会逐渐加深，色浆中的糊料逐渐在织物表面富集，提高其K/S值、耐摩擦色牢度与耐皂洗色牢度。但这种正向影响不会一直持续下去，在其定型时间超过120 s 后，其得色量与色牢度不会发生明显变化。因此，从经济性角度出发，为提高分散染料免蒸洗印花工艺的生产效率、减少其能源消耗，定型时间应设置为120 s。应用相同的方法设置170、175、180、185。C的定型温度，可发现定型温度的升高会促使印花固色率不断提高，且在180℃ 后，其提高趋势有所减缓，因此，可以将其作为分散染料免蒸洗印花工艺的标准定型时间。 4结语 在开展分散染料免蒸洗印花工艺的过程中，相关人员应正确认识该项工艺相较于传统印花工艺的显著优势，响应国家节能减排的号召，全面掌握规范的技术实施流程，并明确各类材料在织物印染中发挥的重要作用，严格控制各类材料的添加比例，设置适宜的定型时间与温度，确保织物印染效果。 参考文献 [1]冯冰冰，刘艳春，周天池，等.分散染料免蒸洗印花糊料的制备及其性能[J].纺织学报，2022 (1)：161-166. [2]李智，梁芳，栗岱欣，等.立式拉幅蒸化定形一体机在连续印染工艺中的应用[J].染整技术，2023 (10)：42-46. [3]章梅，周微波，章淑娟，等，涤纶分散染料转移印花织物的耐光稳定性及其提升工艺[J].现代纺织技术，2023 (4)：208-216. [4]姚文齐，荆丽丽，杜金梅，等.涤棉织物耐碱分散染料／活性染料同浆印花工艺研究[J].东华大学学报（自然科学版），2023 (1)：20-25.
|
