薛珺予， 曹紅梅,2， 朱亞偉,3

(1.蘇州大學(xué) 紡織與服裝工程學(xué)院，江蘇 蘇州 215021；2.常州紡織服裝職業(yè)技術(shù)學(xué)院 紡織化學(xué)工程系，江蘇 常州 213164；3.現(xiàn)代絲綢國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 蘇州 215123)

?

研究與技術(shù)

粘合劑及預(yù)處理對(duì)錦綸織物印花性能的影響

薛珺予1， 曹紅梅1,2， 朱亞偉1,3

(1.蘇州大學(xué) 紡織與服裝工程學(xué)院，江蘇 蘇州 215021；2.常州紡織服裝職業(yè)技術(shù)學(xué)院 紡織化學(xué)工程系，江蘇 常州 213164；3.現(xiàn)代絲綢國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 蘇州 215123)

為了提高錦綸織物酸性染料直接印花的表觀色深值和減輕后道水洗任務(wù)重的負(fù)擔(dān)，采用對(duì)錦綸織物預(yù)處理和印花色漿中加入粘合劑的直接印花方法，考察了3種粘合劑(粘合劑DT、粘合劑S-60和粘合劑SD-H)和4種預(yù)處理劑(OS-15、尿素、固色劑SD-2、固色劑SD-3)對(duì)印花錦綸織物皂洗前后K/S值、K/S比值和色牢度的影響。結(jié)果表明，在汽蒸固著條件下，當(dāng)增稠劑PTF-A為2%，粘合劑S-60為1%時(shí)，能獲得較好的色深和色牢度。固色劑SD-3的預(yù)處理能使印花織物獲得優(yōu)良的色深和色牢度，而其余3種預(yù)處理劑(OS-15、尿素、固色劑SD-2)的效果較差。這為開發(fā)減輕甚至免除皂洗的錦綸酸性染料直接印花提供了實(shí)踐參考。

錦綸織物；酸性染料；直接印花；粘合劑；預(yù)處理；色牢度

錦綸織物印花主要采用酸性染料，具有高回彈性、色澤艷麗，穿著舒適的優(yōu)點(diǎn)[1]，但因生產(chǎn)過程中出現(xiàn)織物表面浮色多、色牢度差的問題，印花后需經(jīng)大量工序來(lái)去除表面浮色，且皂洗時(shí)印花區(qū)和未印花區(qū)互相沾色易產(chǎn)生印花成品白底不白的缺陷[2]。結(jié)合涂料印花中粘合劑的作用，將其用于錦綸織物直接印花中，通過粘合劑的成膜增加染料與纖維的相互作用，從而改善色牢度問題[3-4]。此外，印染助劑在染色印花過程中有廣泛的應(yīng)用，織物-助劑-染料的相互作用與助劑的性能有密切關(guān)系。一方面，染料分子與助劑分子作用后形成不同類型簡(jiǎn)單或復(fù)雜的離子復(fù)合物[5-7]，主要是由于不同的分子間作用力導(dǎo)致的，其中靜電力和非靜電力(氫鍵、疏水作用力、色散力)發(fā)揮著重大作用[8-9]，其結(jié)合能力的大小同時(shí)受到兩者自身結(jié)構(gòu)和溶液環(huán)境的影響[10-11]；另一方面，表面活性劑也會(huì)與纖維發(fā)生反應(yīng)，起到物理化學(xué)改性的作用。根據(jù)產(chǎn)品需求，選擇特定性能的助劑來(lái)改善加工工藝，提高產(chǎn)品質(zhì)量和服用性能等，如用于優(yōu)化水洗工藝，提高活性染料濕摩擦色牢度，改善滌綸熱熔染色的勻染性等方面的助劑。

本文采用合成增稠劑和粘合劑為印花介質(zhì)，探討固著方式、粘合劑和預(yù)處理劑的種類及質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)錦綸織物印花性能的影響，1)粘合劑的存在，提高織物與染料的黏結(jié)作用，減少織物表面浮色；2)助劑的選擇，避免陰離子助劑對(duì)合成增稠劑造成降黏的不利影響；3)通過助劑預(yù)處理，改善織物表面性能，增加織物表面色深和提高色牢度[12]。從而達(dá)到降低表面浮色，提高染料利用率，減輕印花織物后道皂洗負(fù)擔(dān)的效果。

1 試 驗(yàn)

1.1 材料與儀器

織物：210T尼絲紡煉白織物(市售)。

染料：弱酸性橙GS(市售)。

試劑：合成增稠劑PTF-A(蘇州絲綢科學(xué)研究所)；粘合劑DT(蘇州常春藤進(jìn)出口公司)，丙烯酸酯型；粘合劑SD-H(自制)，由丙烯酸和丙烯酸酯單體，采用乳液聚合法制備，含固率為28%；粘合劑S-60(蘇州絲綢科學(xué)研究所)，丙烯酸酯型。OS-15(市售)，非離子表面活性劑；尿素(市售)，工業(yè)級(jí)；酸性固色劑SD-2(市售)；SD-3(蘇州常春藤進(jìn)出口公司)，含固率40%。

儀器：JS48S離心脫水機(jī)(溫州斯萬(wàn)納電子技術(shù)有限公司)，M-TENTER連續(xù)式定型焙烘機(jī)(臺(tái)灣瑞比公司)，Mathis汽蒸機(jī)(瑞士Mathis公司)，UltraScan XE電腦測(cè)配色儀(美國(guó)Hunter Lab公司)，摩擦牢度儀Model 670(英國(guó)James H. Heal公司)，WASHTEC-P水洗牢度儀(英國(guó)羅切斯國(guó)際公司)。

1.2 方 法

1.2.1 預(yù)處理

工藝流程A：織物→浸漬預(yù)處理劑→離心脫水→烘干。

工藝條件：預(yù)處理劑x%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))，浴比1︰20，浸漬溫度室溫，浸漬時(shí)間10 min；烘干溫度70 ℃，烘干時(shí)間5 min。

1.2.2 印 花

工藝流程B：織物→印花→烘干→染料固著(汽蒸或焙烘)→(皂洗→水洗→烘干)→成品。

印花介質(zhì)：增稠劑PTF-A 2%，粘合劑y%，弱酸性橙GS 0.6%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))。

焙烘條件：溫度160 ℃，時(shí)間1 min。

飽和汽蒸條件：溫度100 ℃，濕度100%，時(shí)間20 min。

皂洗：標(biāo)準(zhǔn)洗滌劑4 g/L，溫度50 ℃，時(shí)間45 min，浴比1︰50。

1.3 性能測(cè)試

1.3.1 色牢度

參考GB/T 29865—2013《紡織品 色牢度試驗(yàn) 耐摩擦色牢度》測(cè)試，用 GB/T 251—2008《紡織品 色牢度試驗(yàn) 評(píng)定沾色用灰色樣卡》進(jìn)行評(píng)級(jí)；耐皂洗色牢度參照GB/T 3921—2008《紡織品 色牢度試驗(yàn) 耐皂洗色牢度》方法A的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試。

1.3.2K/S值和K/S比值

在UltraScanXE 電腦測(cè)配色儀上測(cè)試K/S值。測(cè)試條件為D65光源，10°視角，試樣折疊成4層，測(cè)試5次取平均值；以皂洗織物為標(biāo)樣，按下式計(jì)算K/S比值(RF)，表征皂洗前后印花織物顏色的變化或織物表面浮色的多少。

(1)

式中：(K/S)1和(K/S)2分別為未皂洗和皂洗織物的表觀色深值。

2 結(jié)果與分析

2.1 印花工藝流程的優(yōu)化

采用工藝流程B，固定增稠劑PTF-A為2%，弱酸性橙GS為0.6%，改變固著方法(飽和汽蒸、焙烘、先汽蒸再焙烘)，考察不同固著方法對(duì)織物皂洗后K/S值的影響，結(jié)果如圖1所示。

由圖1可知，采用汽蒸固著方法的K/S值最高，僅焙烘固著方法的K/S值最低。這是因?yàn)轱柡推裟苋苊浝w維，印花色漿能吸附蒸汽中的水分，有利于酸性染料的溶解，提高了染料從印花色漿向纖維內(nèi)部的擴(kuò)散和吸附的能力，染料固著率增加，表觀色深度增加；焙烘固著時(shí)，熱空氣雖有利于纖維的熱運(yùn)動(dòng)，但印花色漿因缺乏水分，酸性染料不能很好溶解，不利于染料的擴(kuò)散，染料固著率很低，表觀色深度很??；采用先汽蒸再焙烘的方式，織物表觀色深度低于單獨(dú)汽蒸方式，K/S值約下降11%，這可能是干熱空氣的焙烘，引起纖維泛黃及提高了增稠劑PTF-A、粘合劑與纖維的結(jié)合牢度，皂洗后織物上有部分增稠劑殘留，因丙烯酸酯型增稠劑和粘合劑具有比纖維高的折射率，產(chǎn)生消光作用，導(dǎo)致K/S值下降。因此，選擇飽和汽蒸的固著方式，有利于獲得高的染色深度。

圖1 不同固著方式下織物的K/S值曲線Fig.1 K/S value of fabrics under different fixation mode

2.2 粘合劑的優(yōu)化

采用工藝流程B，固定弱酸性橙GS為0.6%，分別采用三種粘合劑(粘合劑DT、粘合劑S-60、粘合劑SD-H)為印花介質(zhì)，在飽和汽蒸條件下進(jìn)行固著處理，考察不同粘合劑及質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)印花織物皂洗前后K/S值及色牢度的影響，結(jié)果如圖2、圖3和表1所示。

圖2 三種粘合劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)K/S值的影響Fig.2 Effect of mass concentration of three adhesives on K/S value

圖3 三種粘合劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)RF的影響Fig.3 Effect of mass concentration of three adhesives on RF

種類質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%耐摩擦色牢度/級(jí)皂洗前干摩濕摩皂洗后干摩濕摩耐洗色牢度/級(jí)粘合劑DT0.543～443～441.043～44442.0444443.044444～54.04～544～5445.0444～54～54～5粘合劑S-600.54～544～54～54～51.04～544～54～54～52.044444～53.0444～5444.0444445.044444粘合劑SD-H0.54～544～5441.044443～42.0444～5443.0444～5444.04～544445.04444～54

由圖2、圖3可知，粘合劑對(duì)酸性染料固著錦綸織物的K/S值和K/S比值的影響較大；采用粘合劑DT時(shí)，織物的K/S值最低，但K/S比值最高；與之相反，雖然采用粘合劑SD-H時(shí)織物的K/S值最高，但K/S比值最低。此外，研究還表明：粘合劑DT質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加時(shí)，K/S值和K/S比值變化不大，而粘合劑SD-H質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增高則引起K/S值的降低和K/S比值的提高。粘合劑S-60質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)K/S值和K/S比值的影響介于上述兩種粘合劑之間。由表1可知，三種粘合劑對(duì)摩擦色牢度和皂洗色牢度的影響較小，未皂洗時(shí)摩擦色牢度為4級(jí)(除極少3～4級(jí))，皂洗后摩擦色牢度最高能提高半級(jí)，印花織物的皂洗色牢度較好，多能達(dá)4級(jí)。

2.3 預(yù)處理劑的優(yōu)化

先采用工藝流程A，將錦綸織物分別以不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的預(yù)處理劑(OS-15、尿素、固色劑SD-2、固色劑SD-3)預(yù)處理，再采用工藝流程B，對(duì)錦綸織物直接印花，印花時(shí)，粘合劑S-60質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%，之后在飽和汽蒸條件下固色，著重考察不同預(yù)處理劑及質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)印花織物皂洗前后K/S值及色牢度的影響，結(jié)果見表2和表3。

表2 預(yù)處理對(duì)K/S值和RF的影響Tab.2 Effect of pretreatment on K/S value and RF

表3 預(yù)處理對(duì)色牢度的影響Tab.3 Effect of pretreatment on color fastness

由表2可知，與未預(yù)處理織物相比，經(jīng)四種助劑預(yù)處理后，未皂洗織物的K/S值均有所增高，且隨預(yù)處理劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，K/S值的增高愈加顯著。OS-15、尿素和固色劑SD-2三種助劑低質(zhì)量分?jǐn)?shù)時(shí)，織物的K/S比值有所降低；三種助劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加時(shí)，K/S比值雖有增高，但增加幅度較小。以固色劑SD-3預(yù)處理后，K/S比值有明顯提高，且受助劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響很小，在試驗(yàn)考查的助劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)范圍內(nèi)，K/S比值始終高達(dá)0.98。

由表3可知，三種助劑(OS-15、尿素和固色劑SD-2)對(duì)摩擦色牢度的影響較小，未皂洗時(shí)摩擦色牢度約4級(jí)，皂洗后摩擦色牢度最高也僅提升半級(jí)；預(yù)處理后，印花織物的皂洗色牢度較好，達(dá)4級(jí)或4～5級(jí)。但經(jīng)固色劑SD-3預(yù)處理后，織物未皂洗時(shí)干摩擦色牢度已達(dá)4～5級(jí)，濕摩擦色牢度達(dá)4級(jí)，皂洗色牢度達(dá)4～5級(jí)。因此，選擇固色劑SD-3對(duì)錦綸織物進(jìn)行預(yù)處理，不僅能獲得較高的K/S值，且皂洗對(duì)K/S值的影響較小，此外織物的K/S比值能達(dá)到0.98，對(duì)色牢度也有較好的改善，是一種較好的預(yù)處理方法。

2.4 粘合劑及預(yù)處理劑在酸性染料印花中的作用

常規(guī)的酸性染料錦綸印花多采用糊料和尿素為介質(zhì)，酸性染料多以離子鍵、氫鍵和范氏力與纖維發(fā)生結(jié)合，因錦綸纖維端氨基較少，酸性染料的利用率不高，需要通過皂洗來(lái)去除纖維表面的浮色，以獲得良好的手感和色牢度。

與海藻酸鈉糊料相比，陰離子型合成增稠劑PTF-A具有高成糊率、低質(zhì)量分?jǐn)?shù)和膨脹型流體的特點(diǎn)，能大幅度降低增稠劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，如2%合成增稠劑PTF-A已能滿足印花對(duì)黏度的要求，因增稠劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小，印花漿層變薄，汽蒸時(shí)縮短了染料從印花漿層向纖維內(nèi)部的擴(kuò)散路程，有利于染料的滲透和擴(kuò)散。

當(dāng)印花介質(zhì)中存在粘合劑時(shí)，粘合劑與纖維、染料形成黏結(jié)作用，能提高酸性染料在纖維上的吸附和固著率，有效阻止皂洗時(shí)酸性染料的脫落。上述功能與粘合劑的性質(zhì)有關(guān)，如粘合劑DT具有較好的K/S比值，而粘合劑SD-H的K/S比值較低。因此，選擇合適的柔軟型粘合劑，增強(qiáng)纖維和染料的粘合力，這對(duì)染料浮色的減少是有利的。

錦綸織物經(jīng)非離子表面活性劑OS-15預(yù)處理，因非離子表面活性劑具有良好的潤(rùn)濕和滲透性，有利于汽蒸時(shí)纖維的膨化和染料的滲透和擴(kuò)散，且有一定的增深效果，但從低質(zhì)量分?jǐn)?shù)時(shí)K/S比值來(lái)看，非離子表面活性劑不能明顯減少染料的浮色。尿素本身是一種優(yōu)良的吸濕助溶劑，也能增加纖維的溶脹，加速染料向纖維轉(zhuǎn)移和向纖維內(nèi)部擴(kuò)散，對(duì)K/S比值的提高是有利的。

錦綸織物經(jīng)固色劑(SD-2、SD-3)預(yù)處理，能提高K/S比值且獲得較高的K/S值，SD-3是一種聚酰胺陽(yáng)離子固色劑，能明顯提高纖維與酸性染料的離子鍵和H鍵結(jié)合的能力。從試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，即便固色劑SD-3質(zhì)量分?jǐn)?shù)僅為0.5%時(shí)，K/S比值已高達(dá)0.98，未皂洗織物具有優(yōu)良的色牢度。因印花介質(zhì)中，除染料發(fā)色體外，其余物質(zhì)的量極少，對(duì)織物的手感影響較小，同時(shí)因K/S比值高，染料浮色和助劑的去除任務(wù)較輕，且未經(jīng)皂洗仍能獲得優(yōu)良的色牢度；正由于染料浮色的減少，水洗時(shí)能極明顯地降低對(duì)未印花區(qū)白地的沾色，提高印花區(qū)色澤的鮮艷度；如此，為開發(fā)免皂洗的錦綸印花工藝，提供了一種有效的方法。

3 結(jié) 論

合成增稠劑和粘合劑組成的印花色漿，具有有效物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)小和黏度高的優(yōu)勢(shì)，且能提高染料的固著率。預(yù)處理劑對(duì)錦綸織物酸性染料印花性能的影響較大，其與預(yù)處理助劑的性質(zhì)相關(guān)，當(dāng)選擇優(yōu)化的工藝，能明顯減輕甚至免除皂洗工序。

優(yōu)化的預(yù)處理?xiàng)l件為：固色劑SD-3為0.5%；優(yōu)化的印花條件為：增稠劑PTF-A為2%，粘合劑S-60為1%，染料為z%，汽蒸溫度100 ℃，汽蒸濕度100%，汽蒸時(shí)間20 min。

[1]彭志忠.錦綸彈力泳裝Nylanthrene酸性染料印花[J].印染,2011,37(16):35-37. PENG Zhizhong. Printing nylon swim suit with Nylanthrene acid dyes[J]. Dyeing and Finishing,2011,37(16):35-37.

[2]姜少華,張燕芹,張梅青,等.錦綸酸性染料印花的后處理工藝探討[J].中國(guó)纖檢,2004(7):41-42. JIANG Shaohua, ZHANG Yanqin, ZHANG Meiqing, et al. Study on finishing process of nylon printing with acid dyes[J]. China Fiber Inspection,2004(7):41-42.

[3]盧杰宏,王鋒,胡劍青,等.涂料印花用粘合劑研究進(jìn)展[J].熱固性樹脂,2012,27(1):53-57. LU Jiehong, WANG Feng, HU Jianqing, et al. Research progress of pigment printing adhesive[J]. Thermosetting Resin,2012,27(1):53-57.

[4]高建波,錢琴芳,陸葉洪,等.合成增稠劑的流變性及在滌綸印花中的應(yīng)用[J].絲綢,2016,53(5):6-11. GAO Jianbo, QIAN Qinfang, LU Yehong, et al. Rheological property of synthetic thickener and its application in polyester printing[J]. Journal of Silk,2016,53(5):6-11.

[5]JANA A K, MANIBALAN K. Studies on the molecular interaction of Erythrosine ‘B’ with surfactants[J]. Colloid Polymer Science,2010,288(2):233-238.

[6]SU T L, LAI C C, TSAI P C. Interactions and solubilization of disperse dye with modified gemini surfactants: investigation using the taguchi method[J]. Journal of Surfactants & Detergents,2011,14(3):363-369.

[7]CHEN K M, LIN L H, WANG C F, et al. Interactions between new multi-anionic surfactants and direct dyes and their effects on the dyeing of cotton fabrics[J]. Colloids & Surfaces A: Physicochemical & Engineering Aspects,2010,356(1/3):46-50.

[8]賈景文,王賢瑞,王玉民.錦綸織物印花工藝[J].印染,2005,31(20):21-22. JIA Jingwen, WANG Xianrui, WANG Yumin. Printing of polyamide fabric[J]. Dyeing and Finishing,2005,31(20):21-22.

[9]劉燕,房寬峻,蔡玉青,等.酸性染料與陽(yáng)離子表面活性劑相互作用機(jī)理研究[J].染料與染色,2012,49(6):51-53. LIU Yan, FANG Kuanjun, CAI Yuqing, et al. Interaction mechanism of acid dyes and cationic surfactant[J]. Dyestuffs and Coloration,2012,49(6):51-53.

[10]RASHIDI-ALAVIJEH M, JAVADIAN S, GHARIBI H, et al. Intermolecular interactions between a dye and cationic surfactants: effects of alkyl chain, head group, and counterion[J]. Colloids & Surfaces A: Physicochemical & Engineering Aspects,2011,380(1/3):119-127.

[11]OUYANG C, CHEN S, CHE B, et al. Aggregation of azo dye Orange I induced by polyethylene glycol in aqueous solution[J]. Colloids & Surfaces A: Physicochemical & Engineering Aspects,2007,301(1):346-351.

[12]沈一峰,江崍,陳國(guó)洪.真絲綢活性染料噴墨印花預(yù)處理工藝研究[J].絲綢,2012,49(1):11-13. SHEN Yifeng, JIANG Lai, CHEN Guohong. Study on pretreatment process in digital printing for silk with reactive dyes[J]. Journal of Silk,2012,49(1):11-13.

Effect of adhesive and pretreatment on printing property of polyamide fabric

XUE Junyu1, CAO Hongmei1,2, ZHU Yawei1,3

(1. College of Textile and Clothing Engineering, Soochow University, Suzhou 215021, China; 2. Department of Textile Chemistry Engneering, Changzhou Textile Garment Institute, Changzhou 213164, China; 3. National Engineering Laboratory for Modern Silk, Suzhou 215123, China)

In order to improve the apparent color depth value of polyamide fabric which is directly printed by acid dyes and reduce the burden of washing, this paper used pretheatment of polyamide fabric and direct printing process with adhesive to study the effect of the three kinds of adhesive agents (adhesive DT, adhesive S-60 and adhesive SD-H) and four pretreatment agents (OS-15, urea, the fixing agent SD-2 and SD-3) on theK/Svalues,K/Sratio and color fastness. The result shows that better color depth and color fastness could be gained under steaming fixation condition when the thickener PTF-A was 2%, and the adhesive S-60 was 1%. The pretreatment of fixing agent (SD-3) could make the printed fabric obtain excellent color depth and color fastness, while other three pretreatment agents (OS-15, urea, fixing agent SD-2) were less effective. This paper provides practical reference to reduce or even relieve soaping for direct printing of polyamide fabric with acid dyes.

polyamide fabric; acid dyes; direct printing; adhesive; pretreatment; color fastness

10.3969/j.issn.1001-7003.2016.11.002

2016-05-20;

2016-10-12

江蘇省省級(jí)前瞻性研究專項(xiàng)項(xiàng)目(BE2014058)；常州市應(yīng)用基礎(chǔ)研究項(xiàng)目(2015249)

朱亞偉，教授，yaweizhu@suda.edu.cn。

TS193.64

A

1001-7003(2016)11-0006-05 引用頁(yè)碼: 111102