新型涂料染色工艺

新型涂料染色工艺一、前言当今印染行业的能耗，用水及污水排放已占用染整加工很大的成本，若采用活性、还原染料等染色加上水洗、还原氧化、皂洗等工艺，用水，排水更多。因此，采用新型的涂料染色代替部分活性、还原染料。可以大大简化工艺，可节能39.5%， 减少用水 90.8%，节约蒸汽 64.3%、助剂 50.5%、烧碱 10%、盐 100%、染色涂料 28.2%， 污染物基本达到零排放要求。这已成为当前节能、节水、少污 及清洁生产 的一种途径。传统涂料染色至今存在着三大问题：1 手感硬糙，不适合做水洗酶洗休闲面料，因此影响了扩大生产的能力。2 黏结滚筒，经常清洁生产设备，劳动强度大。3 只能局限于浅中色，不能染中深色。新型的涂料染色工艺最大的特点在于：采用增深技术使纤维带有阳电荷，而涂料分散剂中带有一定量的阴离子助剂，使纤维对涂料的吸附性提高从而提高了涂料 染色的深度，能染中、深色，用湿摩擦牢度提高剂代替传统粘合剂，做到涂料固着 和柔软一步法。使染色产品的外观可和活性染料产品相似，而涂料的利用率比传统 的粘合剂法提高了40-50%。粘合剂法不能生产的深色品种，新型涂料染色产品基本能解决，为节能、节水、少污等清洁生产开创了一条新的染色途径。九十年代，水洗、砂洗等休闲服饰面料及服装开始流行，为了追求服装泛旧及朦胧感，吸尽法涂料染色开始问世。若继续采用粘合剂方法涂料染色，手感及朦胧感极差，而且得色量极浅，造成大量涂料排放及浪费。因此，日本大油墨公司、德国赫司脱公司在九十年代初先后开发了吸尽法涂料染色助剂，推动了涂料成衣染色-可编辑修改 -及涂料浸染法的生产。我在开发砂洗助剂司与工艺、设备的基础上先后研究合成了3 代吸尽法涂料染色助剂，这种助剂能使纤维或织物上产生强电荷，然后在低温短时间内将相反电荷的涂料吸附到纤维或织物表面这种染色法和粘合剂法不同点在于：1 吸尽法涂料染色助剂对工艺的适应性广，而粘合剂法只适用于浸轧，焙烘法，不能用于浸染、卷染、成衣染色。2 吸尽法涂料染色助剂对处理织物的适应性广，而粘合剂法只能用于表面平整的组织，不能用于凹凸不平的。如蜂巢、编织、针织等产品。如棒针绒线衫、羊 毛衫以及各种成衣染色产品。根据吸尽法这一机理，开发的第1 代增深固色剂t 为浸染法涂料染色及成衣染色产品开创了一条新途径，十余年来长盛不变。第二代染色增深剂既能用于轧染又能用于浸染，通过大量的应用工艺的研究， 第二代产品的效果已达到日本、德国、美国的同类产品，且布面游离甲醛低于 20ppm。第 3 代环保型涂料染色增深剂pnt 完全达到了 无醛、无 apeo、无二十二种禁用物质的清洁生产要求。它使用过程中不用调整ph值，变性后不会产生色变，是国内唯一的不变色的增深剂，且增深幅度更大、色泽更艳丽，改变了用粘合剂只能染中浅色状况，它既能用于轧染，又能用于浸染，既能做涂料包括染料的增深剂，又能作染料、涂料的固色剂，因为是环保型产品，为印染厂清洁生产缩短工艺、节水、节能、少污，开创了一条新的途径。涂料染色湿摩擦牢度提高剂pg、pw 的开发为涂料染色使用面进一步扩大， 不但提高了牢度而解决了涂料染色手感粗糙，粘缸和粘辊筒等问题，实现了涂料 染色和柔软一步法。二、新型涂料轧染工艺1. 涂料轧染工艺和活性染料轧染工艺对比：涂料染色和染料染色最大不同点在于：占用设备少、占地面积小、节水、节能、减少污水及化学品的排放（见图一）。图一：染料和涂料工艺对比染料轧染工艺涂料轧染工艺活性染料染色渗透剂、小苏打、电、蒸气固色磷酸三钠、食盐汽蒸水、汽洗涤剂、水、汽水、汽前处理后白布 均匀轧车烘 干j形箱 轧车还原蒸箱水 洗 皂煮蒸箱染料助剂 有色污水冷凝水部分染料、助剂有色污水部分染料、盐碱有色污水部分染料、助剂有色污水部分染料、洗涤剂有色污水部分染料、洗涤剂助剂蒸气涂 料 摩 擦牢 度 提高剂电、蒸气前处理后白布轧 车烘 干 涂料染色烘干成品无色液体污水冷凝水涂料、助剂有色污水（少量） 冷凝水水 洗有色污水（少量）烘干冷凝水烘 筒柔软剂柔软剂蒸气轧 车污水冷凝水烘 干成品2. 新颖的涂料染色和传统涂料染色工艺对比新颖涂料染色工艺采用经增深织物表面已带阳电荷的纤维在涂料分散液中进行静电吸附， 使涂料附着于纤维表面较传统粘合剂法更节省能源， 同时大大提高涂料的利用率， 使涂料只能做中浅色而达到能做中深色， 因为不需要使用粘合剂，所以产品手感明显改善，基本和活性染料的手感相似。 （见图二）：图二：涂料的提升率g/l未用增深剂应用增深剂3. 新颖涂料染色增深剂用量的选择增深剂浓度增高，阳离子性也随着提高，有利于涂料和纤维产生静电吸附， 尽管增深后的纤维对涂料的吸附性大大提高，但纤维上的活性基团是一定的，因此达到一定的深度后，不论是改善染色条件（温度、时间）还是增加增深剂的用量，产品的深度不再提高。 但当增深剂浓度达到一定浓度时，这种趋向变得缓慢甚至达到了平衡（见图三） 。因此一般增深剂只需少量应用，用量控制在48g/l 即可。涂料红涂料兰 涂料黄 图三：增深剂用量对涂料的上染率相对上染率%4. ph 的影响一般阳离子增深剂在碱性条件下， 将会引入较多的阳离子基团进入增深的纤维上，随着 ph 值升高，涂料的结色量也提高（见图四），但达到一定的 ph 值（910 时）也随之而趋向平衡，因此ph 控制不当会影响色泽的深浅，造成色差，国内外大部分的变性剂都要控制好ph 值，而增深剂 pnt( 第三代产品 )不受 ph 影响， 从而减少了涂料染色因受ph 的影响造成的色差。图 四 ： 增 深 剂pt的ph对 涂 料 上 染 率 的 影 响相对上染率%涂料红涂料兰涂料黄值图五：增深剂pnt 与 pt 的 ph 对涂料上染率对比相对上染率%涂料红涂料兰 涂料黄值增深剂 pnt-增深剂 pt从图四可看出环保涂料增深剂pnt 不受 ph 值影响，可以在轧染或浸染过程中不用控制 ph 值，染色时也不受ph 值影响而造成色差及缸差。5. 摩擦牢度提高剂pw 的应用涂料染色时，无论是用粘合剂法或增深后产生的离子吸附都是使涂料沉积于 织物的表面，虽有较好的水洗牢度，但摩擦牢度较差， 用粘合剂来提高摩擦牢度虽有一定的功效，但手感极差，又易粘辊，不适合于休闲服饰的泛旧加工，因此 我们合成了改善摩擦牢度的助剂pw（轧染专用）、pg（浸染专用）。达到了较为理想的效果（见表一） ，涂料染色产品进一步得到了扩展。表一：湿摩擦牢度提高剂pw 使用前后的比较表涂料名称未用湿摩擦牢度提高剂干湿使用了摩擦牢度提高剂干湿上海泗联黑 g-5511232imperon红 k-gc1213423imperon绿 k-gc1213423imperon蓝 k-bc1213423注：涂料 50g/l 、湿摩擦牢度提高剂pw 40g/l 二浸二轧烘干湿摩擦牢度提剂pw 和涂料同浴存放一周基本稳定，不变色，不飘油。因此二者可以同浴轧染，又节约了一道工序（见表二）。该助剂还有优良的手感，如果客户不是需特殊的手感，因而再节约一道柔软工序，达到了染色、固色、柔软 一浴解决。表二：湿摩擦牢度提高剂pw 和涂料的同浴稳定性项目2 小时4 小时8 小时一天二天三天一周上海泗联黑oooooooooog-55上海泗联红oooooooooog-11上海泗联黄oooooooooog-24上海泗联蓝oooooooooog-31注：“oo ”稳定、“ o”较稳定。三、涂料浸染工艺九十年代初，由于砂洗服装的流行5，特别是牛仔裤在世界性流行和确立， 促进了成衣染色的推动和发展。涂料浸染工艺包括卷染、扎染、绞纱染色以及发展较快的成衣染色，这种工艺靠黏合剂无论从涂料的利用率、手感、染深性方面都是无法解决的。1. 染化料工艺的选择1纤维增深剂无论是何种浸染的方式，但坯布和纱线一定要前处理均匀，毛效达到 10 公分以上， 白度要均匀一致。 有利于阳离子增深剂和涂料均匀地吸附， 减少色花和色差。通过纤维的增深，使纤维阳离子化，三代增深剂性能如下（见表三）：表三：增深剂性能变性剂名称外观使用时 ph 值性能低甲醛、需调 ph、增深固色剂 t棕色910略有色变少甲醛、需调 ph、涂料增深剂 pt红棕色910较少色变环保型涂料增深无甲醛、不需调透明不用调 ph剂 pntph 、无色变使用 t、pt 一定要用碱调节 ph=910 ，而 pnt 不用调节 ph 。因此用 pnt 不因为 ph 不同而造成的色差，所以浸染法应用 pnt 较为有利。 pnt 用量，按颜色深浅而定，一般用量在 36%（o.w.f.）即可。见图六2染色温度： 染色温度在 60上染率最高，温度提高对某些不耐温的涂料反而影响上色率，染色时温度要逐渐升温，每分钟保持2-3 度，升温太快上染速度很快极易染花。3染色时间： 纤维上活性基团是有限的，当增深达到一定的饱和程度，即使改变染色条件（温度和时间）涂料并不能再吸附，因此一般20 分钟已足够，深色产品可延长到30 分钟。4染色的浴比： 浸染法中成衣染色一定要浴比大，一般掌握在1： 2530，浴比太低，成衣在染浴中翻滚不均匀，增加与机械的摩擦力，极易造成白条、褶皱及色花。5增深后的水洗织物或纱线增深后一定要水洗呈中性，若不充分水洗， 当涂料一加入就立即被残留在水溶液中的增深剂吸附，使涂料的利用率大大降低，一般要降低 20%30%。涂料没有充分利用，染深性明显下降。6涂料的选用涂料一定要选用粒子小、粒径均匀、环保的涂料。上海泗联的 g 型和新推出的 f 型环保涂料是较为理想的染色涂料。耐温性、日晒牢度 f 型比 g 型更又提高。某些进口的涂料力份较高， 价格较为适中， 切勿用印花涂料代替染色涂料， 对牢度及染深性都有降低。涂料使用时应冷浴入染，逐渐升温到 60（升温速率： 23/min ），保温 20min，经冷水清洗掉未被吸附的涂料，然后进行固色。7固色剂的选择和应用浸染法一般都采用增深后离子吸附涂料，虽然增深幅度很高， 但摩擦牢度差， 因此需进行固色。但过去大量使用黏合剂固色用量高达6%8%（o.w.f.），使用成本大而且手感硬糙、 制成的休闲衣服缺乏良好的蓬松柔顺的手感。我们合成了湿摩擦牢度提高剂pg（浸染专用），用量仅 1.5%4%（ o.w.f.），而且不用再上柔软剂就有较好的手感。 浸染工艺中特别是成衣染色和染缸卷染，应根据客户要求褪色的程度来决定工艺（见表四） 。表四：固色工艺选定表褪色百分率选定工艺温度与时间效果残液深、得色浅、40%以上涂料 pg60 20min牢度差残液较浅、牢度较40%以下涂料/pg 二浴60 20min差、手感较软残液无色、得色25%以下涂料/pg 二浴90 15min深、牢度较好、手感软2. 浸轧工艺的使用1涂料的成衣染色工艺成衣染色从 t 恤、茄克发展到风衣、裙子、背包、围巾、头巾、沙滩装、羊毛（棉纱）衫。因此由于休闲服的流行， 涂料成衣染色前应根据成衣织物的规格、厚重、收缩性能、缝线、衬头、商标、附件（花边、纽扣、拉链）而定（8）。不同纤维因吸湿性不同也会染出不同深浅的色泽。染色浴比控制在1：251:30浴,比越大，越不会造成色花和色差。pnt3-6% 或涂料 x%防污剂pg1.5-4%pt3-6%（ ph=9-10 ）60/20 hy 1g/l90 /15 酵素 1%成衣白坯水洗水洗水洗酵洗增深处理60冷水涂料染色冷水固色兼柔软55 /15 脱水烘干熨烫成品2涂料成衣的扎染扎染是我国民间颇为流行古老工艺， 是靛蓝染色，蜡染衍生出来的一种工艺， 但过去是藏青色单一品种，随着涂料染色，休闲服的盛行， 目前部分牛仔流行的折皱法白条就是扎染的一种。通过涂料的扎染用棉纱或编织带将织物扎紧，使其皱缩， 部分形成机械防染作用，然后将结扎的织物在涂料染液中浸染，最后进行水洗折线、烘干。由于涂 料不会沾色，扎染后的产品色白分明。而洗涤过程中也不会造成相互沾色。在扎染过程可利用扎线的粗细和结扎的松紧程度来控制最后可获得深浅不一，条纹粗细不同的不规则花纹，还可扎成各种条、圈、块、花等各种不同的花纹，如扎染水平高又有一定的美术基础可扎去不同的花型形成一种工艺品，这种加工方法可用于茄克、 t 恤、头巾、裙子、沙滩装、牛仔裤上。扎染的工艺可参照成衣染色相似，但浴比可缩小，一般浴比1：151：20 即可，其流程如下：白坯布结扎变性 pnt4%（o.w.f.）水洗涂料染色水洗去除浮色 （异色防沾污剂 hy 0.51g/l ）固色（ pg 1.54g/l ）脱水拆线泛旧（水洗或酶洗）柔软 nby3 4%（o.w.f.）脱水熨烫涂料扎染产品3涂料的染缸卷染染缸染色前， 织物不能产生折痕，布边卷绕要整齐，毛效和白度前后应控制一致，布匹缝头要平整，这样才能保证涂料均匀地吸附上色。（1） 增深涂料增深剂 pnt 或 pt（需调节 ph=9 10），用量 3%-6%（ o.w.f.），浴比 1：2.5-3，温度 60 2，时间 4 道。第一、二道各加 1/2 涂料增深剂 pnt 和 pt。（2） 水洗：水洗呈中性，促使涂料被织物吸附。（3） 染色：环保染色涂料1%-10%（o.w.f.），第一、二道各加1/2 。浴比 1：2.5-3，温度 60 2，时间 4 道。（4） 固色湿摩擦牢度提高剂pg 1.54%（ o.w.f.）第一、二道各加1/2 。浴比1：2.53，温度 90，时间 2 道。（5） 工艺流程卷布冷水 2 道增深 4 道 60（第一、二道各加 1/2 涂料增深剂 pnt或 pt）水洗 1 道 60冷水 1 道涂料染色 4 道 60（第一、二道各加 1/2 涂料）冷水洗2 道固色 2 道 95湿摩擦牢度提高剂pg 1.54%（o.w.f.） 酵洗 2 道 50-55上轴烘干4涂料染色的绞纱染色涂料染色的绞纱可提供色织