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1、牛仔面料涂料染色工艺技术研究一、项目背景、立项原因1.1现状分析1.2课题的提出1.3常规应对措施二、技术方案论证2.1 涂料染色的机理2.2涂料染色可解决的问题2.3涂料染色的优点2.4涂料与其它染色方法工艺对比2.5涂料及助剂的选择2.5.1涂料色浆：2.5.2粘合剂2.5.3交联剂2.5.4渗透剂2.5.5柔软剂2.5.6改性剂2.6涂料及助剂用量的选择2.7市场需求三、产品试验方案3.1小样试验方案论证3.23.33.4产品开发思路及方案四、工艺实施4.1浆染联合机片纱染色4.2后整理面料套色4.2.1定型机4.2.2预缩机4.2.3泡沫机4.3浆染联合机套色4.4质量控制4.4.1分
2、光光度计五、结论5.1牛仔浸轧涂料：5.2白坯浸轧涂料5.3纱线浸轧涂料打底套染靛蓝六、涂料面料开发6.1彩色牛仔6.2彩条牛仔6.3水洗方法及水洗效果：一、项目背景、立项原因1.1现状分析水资源缺乏和污水排放造成的环境污染已经成为全球性的问题，纺织行业废水80%来自印染行业，废水主要由退浆、煮炼、漂白、丝光、染色、印花废水等工序形成，只有从根本上和源头上建立良好生态环境的创新技术，才能真正解决纺织行业环境污染的问题。 牛仔产品是棉纺行业的重要组成部分，产品涉及的层面广，包含纺、织、染、整等工序，是一种采用多种设备的深加工行业。传统牛仔面料采用靛蓝或硫化染料进行染色，不仅染色工艺流程长、工艺条
3、件难控制，而且靛蓝及硫化染料对棉纤维上染率低，且靛蓝需要多道连续套染才能获得较深的颜色，因此造成了大量的染色废水，废水中含有的大量染料、还原剂和烧碱，对环境造成了严重污染。近年来我国牛仔产业发展迅猛，牛仔面料在继承传统经典、粗犷豪放风格的同时更加追求多样化的色彩和个性化的时尚，市场需求给牛仔产业带来了新的生机。目前牛仔生产使用靛蓝和硫化类染料进行染色，面料存在色光暗淡不鲜亮、不耐漂洗、色牢度差、原料限制性大等缺点，新的市场趋势要求牛仔面料生产必须进行创新和发展。 目前涂料染色技术已成为全球公认的、具有最佳生态环保型、最具发展潜力的染色技术，涂料染色具有短流程、 常温染色低能耗、无排放无污染、色
4、牢度高、色彩鲜艳、对纤维适应性强的优点，将涂料染色应用在牛仔生产中，打破了靛蓝和硫化染料在牛仔面料染色生产中的统治地位，实现了多种纤维同时上染，弥补了现有染色方法对原料限制的缺点，同时涂料染色牛仔面料用作服装无需经过复杂水洗，即可获得具有裂纹感、层次感、陈旧感很强的水洗效果，无论是在面料加工过程中，还是在作为服装水洗使用过程中，都体现了水资源的节约，在节能减排、绿色环保方面优势比较显著。1.2课题的提出牛仔面料染色在生产及应用中主要存在以下问题：1.2.1工艺流程长牛仔面料经纱用靛蓝或硫化染料染色时，需经过多道浸轧才能获得较深的颜色，在染色质量控制中，存在的不稳定因素增多，因路线长，容易断头缠
5、纱造成倒断头，影响织造效率和产品质量。 1.2.2上染率低、污水排放多靛蓝或硫化染料对纱线仅有26%的上染率，生产中产生了大量的染色废水，且染色废水中含有大量还原剂和烧碱，增加了企业的污水处理费用，存在着环境污染和资源循环利用的技术难题。1.2.3对原料限制性强靛蓝或硫化染料仅可以对棉纤维及其它纤维素纤维进行上染，对涤纶、锦纶等合成纤维不上染，尤其是随着新型纤维的不断增多，使染整加工变得更为复杂，给染色带来了新的困难和要求。1.2.4色牢度低靛蓝或硫化染料不耐漂洗，水洗牢度差。 1.2.5色光暗淡、难控制靛蓝或硫化染料染色时，需在碱性条件下使用大量的还原剂，且对染色条件敏感，容易造成色光不稳的
6、问题，经靛蓝染色的纱线表面色光比较暗淡，不鲜艳。现有牛仔面料染色加工中出现的各种问题，制约了牛仔行业的健康发展，寻求新的染色方法和工艺路线是牛仔行业保持可持续发展生命力的重要途径。1.3常规应对措施牛仔面料市场需求快速增长的趋势和追求时尚化的现状，促使国内外牛仔面料生产厂家和各大院校研发部门加强对牛仔面料新染色方法的探索和研究，主要有以下方式：1.3.1通过调整染料的浓度为了获取较深的颜色，减少排污，通常采取提高靛蓝或硫化染料的浓度，减少浸轧次数来实现，但存在面料红光重、成本高的问题。1.3.2通过进行固色处理在染色后增加一道固色处理，来提供面料的色牢度，这种方法能有效提高水洗牢度，但生产成本
7、高。1.3.3通过使用原液着色纤维为了满足使用新型纤维的需求，采用使用新型纤维原液着色的方法，与棉纤维混纺，再利用靛蓝或硫化染料进行上染棉纤维，实现对面料纱线的染色，这种方法虽然可以满足需要，但增加了原料加工费用。针对以上解决牛仔面料染色方案的分析，存在运行成本高、不足以全面解决制约牛仔面料染色的问题，我们提出了解决以上问题的课题牛仔面料涂料染色工艺技术的研究。研究一种质量稳定、成本低、高效率、可连续化生产的牛仔面料染色技术方案。二、技术方案论证2.1 涂料染色的机理涂料对纤维没有亲和力不发生反应，通过对纤维或面料进行改性处理，使纤维阳离子化，赋予纤维与涂料之间一定的亲和力，通过静电引力将涂料
8、吸附到纤维上去，而使涂料与纤维相结合，涂料及助剂的分散体系通过浸轧使织物均匀带液经预烘使水分挥发涂料与粘合剂附着在纤维表面，经过高温处理，借助于粘合剂的作用，粘合剂大分子交联成网状结构在织物或纱线上，形成一层透明而坚韧的树脂薄膜，从而将涂料机械地固着于纤维上。2.2涂料染色可解决的问题2.2.1色光问题：靛蓝染色对保险粉含量、烧碱含量、pH值等染色条件的变化很敏感，稍有变化就会出现色光波动，而且最常见的是由于保险粉的变化而出现的红光问题，影响了牛仔面料的品质。2.2.2鲜艳度问题：靛蓝染色制品因自身染色性质的问题，鲜艳度都比较差，牛仔面料表面色比较暗淡，不鲜艳，涂料色光纯正，颜色饱和度高，鲜艳
9、而自然，具有良好的反光效应。2.2.3色牢度问题：靛蓝或硫化染料色牢度不高，尤其是耐漂洗牢度最差。2.2.4环保问题：靛蓝需要经过多道连续染色才能获得较深的颜色，因此产生了大量含有还原剂和烧碱的废水，给环境造成了污染。2.3涂料染色的优点2.3.1适应性强：涂料染色适用于任何纤维染色，涂料染色对纤维类别不受限制，不受原料的限制。2.3.2环保性：涂料染色过程中，无排放物产生，减少了对环境的污染。2.3.3节能性：在涂料染色过程中，无需加热、不依靠汽蒸即可完成，减少了热能的损耗。2.3.4流程短：用量少、产生质量隐患的环节少。2.3.5节水：而且整个过程不再需要水洗，可以达到节能、节水、环保的目
10、的。2.3.6涂料色浆色谱齐全、色泽鲜艳、绚丽、拼色容易，具有其它染料不能比拟的绚丽的荧光色谱。2.3.7排污少：涂料染色生产过程中不再用到盐、碱等辅料，而且革除了二道平洗及皂煮、还原蒸箱，具有明显的工艺路线短、节能降污、减少污染物排放及减少生产用厂房面积等特点。2.3.8仿色容易：在染色过程中不存在发色过程，配色直观仿色容易，色光控制准色差少。2.3.9与其它染料套染或混染时，不存在竟染问题。2.4涂料与其它染色方法工艺对比染（涂）料名称工 艺染色工艺中用的助剂涂料精炼水洗阳离子改性烘干1道涂料烘干上浆改性剂、柔软剂、渗透剂、交联剂、粘合剂活性染料染色固色冷水热洗皂煮热洗冷洗纯碱（ 磷酸三钠
11、）、盐、渗透剂、皂洗剂还原染料精炼水洗511道染色水洗烘干上浆烧碱、保险粉、过硼酸钠、渗透剂、皂洗剂硫化染料精炼水洗染色热洗冷洗烘干上浆硫化碱、盐、尿素、醋酸、醋酸纳、渗透剂、皂洗剂2.5涂料及助剂的选择涂料实为颜料，它为非水溶性色素，印染用商品涂料一般以浆状形式供应。其组分包括涂料、扩散剂、润湿剂、匀染剂、渗透剂、乳化剂、保护胶体及少量水，经合理复配并高速分散研磨后，制得颜料细小、颗粒状悬浮浆状体，称之为涂料色浆，即集颜料、润湿剂、乳化剂与水等融为一体，经过精心研磨的低粘稠有色流体。 在涂料分散体系中，仅依靠外力很难维持体系的稳定性，需应用涂料衍生物或具有特殊结构的表面活性剂如线状高分子聚合
12、物、树枝状聚合物等来提高涂料的分散稳定性。当采用涂料衍生物对涂料进行表面处理时，涂料衍生物通过分子间作用力、范德华力和极性作用力与涂料结合实现改性。表面活性剂能通过胶束作用将涂料颗粒包裹在疏松的胶束内，经表面处理后的涂料，其分散稳定性和染色均匀性有较大程度的提高，聚合物可将涂料颗粒束缚在疏水性内腔中，可通过离子键、氢键、范德华力等将涂料锁定，通过空间位阻作用，保持涂料颗粒稳定，并减少涂料受热时的泳移现象。2.5.1涂料色浆：2.5.1.1涂料超细化：涂料超细化技术是一个复杂的胶体化学过程，气相沉积、溶解析出等超细化方法对设备要求高但产率低，而涂料超细粉碎技术则具有普适性的特点。涂料超细粉碎技术
13、通过外力，如超声波、砂磨、微射流等作用，将涂料颗粒研磨、剪切，并使涂料颗粒在分散剂作用下以较小粒径均匀分散于体系中，且不发生聚集或沉淀。2.5.1.1.1涂料颗粒细度：涂料颗粒的粒径最佳范围应在0.25-0.5m之间。颗粒细小，光在粒子与空气接口的反射作用加强，其遮盖力及明亮度也会明显提高。但如粒子过细，虽然耐摩耐水洗，但容易在溶剂内扩散，使粘合剂膜抗溶性能差，又由于折射关系，对色光的鲜艳度、给色量均有影响；如粒子过大，会使涂料表面光散射减弱，涂料着色力降低，同时还会降低印染织物的摩擦牢度，不耐水洗、易发生凝聚现象，使涂料的储存稳定性差。所以涂料粒子大小，对染色均匀性、色牢度有着密切联系。2.
14、5.1.1.2涂料颗粒粒径：涂料粒径分布范围宽，其反射光中白光比例增大，导致织物颜色饱和度下降，色泽萎暗， 因此减小涂料粒径及其分布宽度为目的的涂料超细化技术在涂料加工中尤为重要。2.5.1.2耐高温性：涂料可分为可分低温型（固着温度100-110度）和高温型（150-190度）二种。低温型粘合剂采用外交联方式，适用于棉织物的染色；而高温型可采用自交联，也可采用外交联方式，适用于合成纤维或合成纤维与纤维素的混纺织物的染色。2.5.1.3具有耐碱性、耐溶剂性、耐氧化剂、耐还原剂。2.5.1.4适宜的相对密度：相对密度是保证涂料色浆分散体系稳定性的重要因素之一，相对密度太大，颜料色素易沉淀，相对密
15、度过小，颜料色素易悬浮不匀影响染液的润湿分散性从而产生染色疵病。2.5.1.5与各种常用化学助剂配伍性好。2.5.1.6着色力高、色泽鲜艳亮丽。2.5.2粘合剂涂料染色用的粘合剂是一种高分子成膜物质，即丙烯酸类或聚氨酯类或丁二烯类等高分子，通过交联成膜，使涂料微粒粘附于织物表面，其成膜性能的优劣，直接影响染色牢度与手感，以及染色匀染性，它是解决涂料染色制品的手感、色牢度以及环保问题等的核心，因此涂料轧染用的粘合剂要求如下：2.5.2.1有良好的成膜性和稳定性：粘合剂的成膜速度、含固量对涂料产品的耐磨牢度影响较大，一般要求在室温条件下稳定，不易成膜，在高温条件下迅速成膜，降低固色温度和时间，若粘合剂成膜速度太快，成膜温度太低，染液稳定性差，极易沾污辊筒而产生染色疵病。2.5.2.2适宜的粘着力：粘着力是影响染色牢度的主要因素之一，太低牢度不好，太高易出现粘辊筒现象。2.5.2.3较高的耐化学药剂稳定性：在染色后续加工机服装洗涤过程中加入化学药剂，会造成皮膜软化或溶解，从而影响染色牢度，因此必须耐化学药剂。2.5.2.4皮膜无色透明、不泛黄：
