第十三章颜料印花课件

第十三章

颜料印花

（

52％）10/3/20231第十三章颜料印花（52％）8/1/20231颜料印花

§1引言一.

定义色浆组成特点

10/3/20232颜料印花§1引言8/1/20232颜料印花

一.

定义

籍粘着剂将颜料机械地粘着在纤维或织物表面而获得花纹图案的印花工艺称之。直接印花包括金（Cu）银（Al）色印花防染印花10/3/20233颜料印花一.

定义8/1/20233颜料印花

色浆组成

颜料

不溶于水，无机、有机化合物，金属粉末

粘着剂

高分子成膜物质，具有粘着力一定的物理机械性能、化学稳定性交链剂增强粘着力

糊料

增加粘度，乳化糊或合成增稠剂其它

吸湿剂（润湿剂）加快织物润湿柔软剂改善手感

10/3/20234颜料印花色浆组成8/1/20234颜料印花

颜料印花粘着剂

1.

天然高分子蛋白、树脂

水溶性，手感好，不耐洗、磨2.

合成高分子粘着剂30年代：脲醛或三聚氰胺甲醛树脂成膜性强，手感硬（特别大块花）80－90年代：丙烯酸酯类新型粘着剂低温不成膜，汽蒸、焙烘才成膜，手感有所改善10/3/20235颜料印花颜料印花粘着剂8/1/20235颜料印花

颜料印花增稠剂（糊料）

1.天然增稠剂淀粉、龙胶、海藻酸钠缺点：给色量低，牢度差，含固量高，手感硬，糊的可溶性和质量一致性差。10/3/20236颜料印花颜料印花增稠剂（糊料）8/1/20236颜料印花

2.乳化糊（水＋乳化剂＋火油）30年代水/油型50年代油/水型特点：给色量高，手感柔软，不渗化，含固量低含火油，防火要求高，污染环境，危害人体。10/3/20237颜料印花2.乳化糊8/1/20237颜料印花

3.

合成增稠剂（70年代以后出现）特点：给色量高，含固量低，手感柔软工艺简单（无需水洗后处理）印制效果好（触变性好，花纹清晰）10/3/20238颜料印花3.合成增稠剂8/1/20238颜料印花

三.颜料印花特点

印花工艺简单（印－烘－焙）节约能源对纤维无选择性（适合两种及以上纤维组成的织物）色谱齐全，拼色方便，重现性好日晒牢度高，干洗牢度不高摩擦、刷洗牢度差

讨论：染料印花与颜料印花区别10/3/20239颜料印花三.颜料印花特点8/1/20239颜料印花

§2颜料（pigment）一.

化学结构

二.颜料的应用性质三.其他颜料10/3/202310颜料印花§2颜料（pigment）8/1/202310颜料一.

化学结构

在水中或溶剂中不溶解的有色物质无机颜料Cu,Al,TiO2（钛白粉），碳黑，Fe2O3有机颜料含极性基团（p369－370）荧光颜料p37110/3/202311颜料一.

化学结构8/1/202311颜料颜料的基本要求：1.

有优良的耐晒、耐气候牢度2.

有良好的耐热稳定性和升华牢度3.色调鲜明，颗粒均匀（粒径在0.2－0.5μm）4.要有化学惰性，耐酸、耐碱、耐有机溶剂和耐常用的氧化剂5.

比重要小，有良好润湿分散性能10/3/202312颜料颜料的基本要求：8/1/202312颜料颜料浆：颜料（14－40％），水，助剂经研磨后使表面活性剂包围颜料颗粒，均匀分散在水相中，保护颜料不沉淀，不凝絮。10/3/202313颜料颜料浆：8/1/202313荧光颜料荧光产生：分子结构和基质条件有利于分子吸收紫外线和发生辐射钝化，产生荧光。分子结构：芳环共平面性强的共轭体系，分子硬挺

P370颜色：

颜料的反射光和产生的荧光两部分引起视觉的反应

10/3/202314荧光颜料荧光产生：8/1/202314颜料二.颜料的应用性质化学结构：色泽、牢度物理状态：颗粒大小，细而均匀（0.2－0.5μm）

颗粒大：遮盖力差，耐磨性差，着色反射光波长向长波方向转移，色调变暗淡

颗粒小：入射光被吸收多、散射少，鲜艳度下降，易渗透入纤维内部，颜料浆易产生凝絮不稳定10/3/202315颜料二.颜料的应用性质8/1/202315其他颜料金光颜料铜锌合金,天然云母+TiO2+FeO2金光粉银光颜料铝粉,云母+Ti膜材料珠光颜料

天然珍珠粉,人造珠光粉,仿珠光粉(云母+TiO2/3)宝石光颜料人造宝石(TiO2+Al2O3膜)10/3/202316其他颜料金光颜料8/1/202316其他颜料钻石粉

人造钻石(ZrO2扁平体晶体)微胶囊颜料

热敏变色多色染料长余辉夜光颜料深底色盖白浆及透明遮盖浆

白浆透明遮盖浆10/3/202317其他颜料钻石粉8/1/202317颜料印花

§3粘着剂粘着剂的结构和性质交联剂10/3/202318颜料印花§3粘着剂8/1/202318粘着剂

一.粘着剂

理想粘着剂：无色、透明，紧密又光滑柔软而不发粘富有弹性和良好的粘着力机械性能优良耐化学试剂、耐老化10/3/202319粘着剂一.粘着剂8/1/202319粘着剂实际情况：

需拼混或添加助剂（柔软剂）才满足要求作用：花纹处成膜（1－10μm）包覆颜料颗粒粘着在织物表面，并具有各项牢度（摩擦、刷洗等）10/3/202320粘着剂实际情况：8/1/202320粘着剂合成粘着剂

1.

热固性树脂脲醛或三聚氰胺甲醛树脂特点：成膜性强，粘着力强，耐磨，手感硬，耐老化性差（泛黄）2.

热塑性树脂由两种或两种以上单体共聚而得特点：成膜性好，粘着力强，柔软，耐老化性好10/3/202321粘着剂合成粘着剂8/1/202321粘着剂共聚单体丙烯酸酯（甲、乙、丁）软组分提供柔软性、耐热性丙烯腈苯乙烯甲基丙烯酸甲酯硬组分提供耐磨性、耐洗性10/3/202322粘着剂共聚单体硬组分提供耐磨性、耐洗性8/1/202322粘着剂乳液合成

1）乳化乳化剂＋单体搅拌成乳状液2）聚合加引发剂，滴加剩余单体，反应进行，在胶束内聚合成大分子，保持反应温度，使反应充分10/3/202323粘着剂乳液合成8/1/202323粘着剂

产物：白色乳状液颗粒：0.2－2μm要求尽可能小而均匀小：带兰光乳状液大：带黄光乳状液

太大，刮印睹网眼（网印）

有可能含少量未反应单体，但只要条件控制合适则可保证反应尽可能完全，可控制聚合物分子链长度、颗粒大小等

含固量：30－50％10/3/202324粘着剂产物：8/1/202324粘着剂分类

1）非反应性粘着剂（不含反应性基团）以线性高分子膜状附着在织物表面，粘着力来源于纤维与粘着剂膜分子间作用力∴易被溶剂溶解，干洗性差，耐热、耐磨性差常用丙烯酸酯类：丙烯酸酯（甲、乙、丁）（软）丙烯腈苯乙烯（硬）

合理选择共聚单体和各单体的配比，获得性能优良的粘着剂。10/3/202325粘着剂分类（硬）合理选择共聚单体和各单粘着剂共聚时，软单体是主要成分占50－60％，硬单体加入改善耐磨性、耐洗性。∵单用软单体，成膜太软，甚至发粘，不理想；单用硬单体，成膜太硬，也不理想。10/3/202326粘着剂共聚时，软单体是主要成分占50－60％，硬单体加入改善粘着剂部分单体对共聚物性能的影响注：→表示不变，↑表示提高，↓表示降低单体弹性柔软性耐干磨性耐湿磨性耐溶剂性耐热洗\光性甲基丙烯酸甲酯

MMA→↓↑↓→→苯乙烯ST↓↓↑↑↓→丙烯腈AN↑↓↑↑↑↓10/3/202327粘着剂部分单体对共聚物性能的影响部分均聚物的Tg单体缩写Tg（℃）结构式主要作用丙烯酸甲酯MA8CH2＝CH－COOCH3软丙烯酸乙酯EA－24CH2＝CH－COOC2H5软丙烯酸丁酯BA－55CH2＝CH－COOC4H9软丁二烯BE－85CH2＝CH－CH＝CH2软甲基丙烯酸甲酯MMA105

硬丙烯腈AN103CH2＝CH－CN硬苯乙烯ST100

硬10/3/202328部分均聚物的Tg单体粘着剂

注：Tg越低，成膜越软；Tg越高，成膜越硬。共聚物Tg介于均聚物之间。e.g.

丙烯酸丁酯（89％）＋丙烯腈（11％）Tg＝－25℃丁二烯（75％）＋苯乙烯（25％）Tg＝－60℃

丁二烯（70％）＋丙烯腈（30％）Tg＝－41℃10/3/202329粘着剂注：Tg越低，成膜越软；Tg越高，成膜越硬。粘着剂

最低成膜温度接近Tg

e.g．东风牌粘合剂（丙烯酸丁酯和丙烯腈的共聚物）

nCH2＝CH－COOC4H9＋mCH2＝CH－CN

软单体硬单体粘着力好抗张强度高耐老化性好耐磨性好机械强度低耐洗性好10/3/202330粘着剂

最低成膜温度接近Tge.g．东风牌粘合剂（丙烯酸丁粘着剂

2）反应性粘着剂

含反应性基团，可与纤维或交联剂反应形成共价键交联形成网状结构，从而粘着力提高。∴耐溶剂性、耐热、耐磨性均提高共聚时，引入反应性基团（如：－NH2,－COOH,－OH,－CH2－OH,）10/3/202331粘着剂2）反应性粘着剂8/1/202331粘着剂单体缩写结构式主要作用甲基丙烯酸环氧丙酯GMA反应性N－羟甲基丙烯酰胺N－MAMCH2＝CH－CONHCH2OH反应性10/3/202332粘着剂单体粘着剂分类（反应基团）a)

交联型含－NH2、－OH、－COOH与交联剂反应形成网状结构，不能与纤维反应。

b)

自交联型含－CH2－OH（N－羟甲基丙烯酰胺）

（甲基丙烯酸环氧丙酯）与纤维、交链剂均反应形成网状结构，粘着力提高，同时粘着剂大分子链之间发生反应，故称其自交联型。10/3/202333粘着剂分类（反应基团）（甲基丙烯酸环氧丙酯）与纤维、交链交联反应

纤维或H＋交联剂焙烘＋H2O

粘着剂H＋焙烘＋H2O＋CH2O

粘着剂

10/3/202334交联反应纤维或粘着剂希望：纤维－粘着剂交联多，交联剂－粘着剂交联多；粘着剂－粘着剂自交联少。（∵自交联多，成膜手感硬）

∴聚合时，N－羟甲基丙烯酰胺量不宜过多

（3％以下）3）非反应性和反应性粘着剂的区别10/3/202335粘着剂希望：纤维－粘着剂交联多，8/1/202335粘着剂聚氨酯粘着剂(水性PU)聚氨基甲酸酯(-NHCOO-)高弹性,回弹率高,耐曲磨性(适合针织物)耐热,耐寒,耐化学性,耐溶剂性不发粘,不吸附灰尘水性PU的离子性阴离子(含-COOH)阳离子(-NH3封端)非离子10/3/202336粘着剂聚氨酯粘着剂(水性PU)8/1/202336粘着剂

二.交联剂

一类至少有两个反应基团的化合物，通过与纤维、粘着剂交联成网状结构而提高粘着牢度。

反应性基团类型

环氧乙烷基环氮乙烷基丙烯酰胺基羟甲基酰胺基10/3/202337粘着剂二.交联剂8/1/202337粘着剂作用：1.

对非反应性粘着剂交－纤之间反应形成网状结构交－粘之间形成机械钩联

膜牢度提高膜牢度提高

2.

对反应性粘着剂交－纤交联成网状结构粘交联成网状结构同时存在机械钩联10/3/202338粘着剂作用：膜牢度提高膜牢度提高2.

对反应性粘着剂粘着剂常用交联剂1.

交联剂EH（含两个环氧乙烷基）（棉用）

焙烘10/3/202339粘着剂常用交联剂焙烘8/1/202339粘着剂

2.

三聚氰胺类树脂（涤纶）三羟甲基三聚氰胺六羟甲基三聚氰胺含反应性基团多，交联能力强，还可自交联成网状结构，可用醚化－OH方法减少反应性基团。10/3/202340粘着剂2.

三聚氰胺类树脂三羟甲基三聚氰胺六羟甲基颜料印花

§4色浆和印花工艺

一.

印花工艺二.

色浆组成10/3/202341颜料印花§4色浆和印花工艺8/1/202341颜料印花

一.

印花工艺

印花筛网

140－160℃3min焙烘（或汽蒸）烘干10/3/202342颜料印花一.

印花工艺筛网颜料印花

二.

色浆组成颜料颗粒大，用量多，粘着剂用量多，成膜厚，手感差粘着剂成膜性差，用量多交联剂反应性粘着剂可不加或少加（∵用量多，手感差）

糊料合成增稠剂其它（尿素、缓冲剂、柔软剂、润湿剂等）10/3/202343颜料印花二.

色浆组成8/1/202343颜料印花

尿素吸湿溶胀缓冲剂控制pH值，防止过早交联催化剂释酸剂（NH4）2SO4用量要少，否则粘着力下降＋H＋

有利于三聚氰胺交联反应柔软剂改善手感消泡剂提高成膜光滑性润湿剂

NH310/3/202344颜料印花尿素吸湿溶胀用量要少，否则粘着力下颜料印花

§5粘着过程一.

成膜过程二.

粘着剂性质与粘着牢度的关系

10/3/202345颜料印花§5粘着过程8/1/202345颜料印花

乳液状粘着、成膜膜状覆盖物

一.

成膜过程

印制（润湿并吸附上织物）烘干（粘着剂颗粒靠拢，接触变形，聚集）焙烘（粘结成薄膜）

10/3/202346颜料印花粘着、成膜颜料印花

H2O

聚集气液界面张力使凹面处消失烘干焙烘10/3/202347颜料印花H2O聚集气液界面张力使凹面处消失烘干焙烘8/1颜料印花

成膜位置：纤维表面，织物组织沟槽、空穴中粘结形式：分子间力，共价键，机械钩联作用10/3/202348颜料印花成膜位置：8/1/202348颜料印花

二.

粘着剂性质与粘着牢度的关系

1.

粘着剂a.

分子量（

p395表13－4）粘着力来源：粘－纤分子间作用力（粘着面）粘－粘分子间作用力（自粘面）10/3/202349颜料印花二.

粘着剂性质与粘着牢度的关系8/1/20颜料印花

自粘面剥离原因：粘－粘间作用力<粘－纤间作用力

∵

分子量小，作用力小，但粘着剂分子末端易渗入织物组织缝隙中，产生机械钩连粘着。10/3/202350颜料印花自粘面剥离原因：8/1/202350颜料印花

∵粘－粘间作用力>粘－纤间作用力

大分子排列紧密分子大，易渗透末端相对少机械钩连少

∴粘着面剥离，强度不高

分子量大，粘－粘间作用力，粘－纤间作用力10/3/202351颜料印花∵粘－粘间作用力>粘－纤间作用颜料印花

b.

极性基团

分子间作用力可用内聚能密度表示C．E．D＝δ2原理：当两高分子物的内聚能或内聚能密度相近，且极性相当时，具有良好的相溶性。e.g.分散染料染涤纶10/3/202352颜料印花b.极性基团8/1/202352颜料印花

（p395表13－5）实验表明：

含内聚能高于50kcal/mol的基团的粘着剂，对极性物质才有较高的粘着力∴含－CONH－、－OH等基团多，粘着牢度好

10/3/202353颜料印花（p395表13－5）8/1/202353颜料印花

Cell－OH粘着剂含极性基团（－OH、－COOCH3）涤纶粘着牢度好，范氏力（偶、诱、色）粘着牢度较差，范氏力（色散为主，诱导偶极少）丙纶不含极性基团，更难粘着10/3/202354颜料印花粘着牢度好，范氏力（偶、诱、色）粘着牢度较差，范氏颜料印花

c.

粘着功W

W＝γa＋γs_γas

γa——粘着剂表面自由能γs——纤维表面自由能γas——粘－纤界面自由能粘着功