根據靛藍染料的結構與特性,借助還原劑或氧化劑的化學作用可破壞其結構,達到拔染印花的目的。其氧化、還原反應如下:
還原拔染印花用還原性雕白粉和咬白劑W作為拔染劑。在堿性條件下,經汽蒸處理,雕白粉強烈的還原作用可將靛藍還原為無色的隱色體,進而與咬白劑W形成堿溶性橙黃色產物,經水洗去除,達到還原拔染印花目的。還原拔染工藝對織物強力無損傷,但存在拔白度不高,微泛黃,且拔染漿制備復雜、拔染劑用量多、穩定性差、印花成本高和經濟效益低等缺點。
氧化拔染印花選用氯酸鈉和黃血鹽鈉作為拔染劑。在酸性條件下,經汽蒸處理,氯酸鈉會產生很強的氧化作用,使靛藍染料結構中的共軛雙鍵斷裂,被氧化為可溶于堿的靛紅,可經堿洗和皂洗去除,達到氧化拔染印花的目的。該工藝存在的主要問題是,棉纖維在氧化劑和酸劑存在下,易發生脆損。因此,要優化氧化拔染劑的組成,按合理配比制備拔染漿,制訂適宜的工藝條件,嚴格控制操作,并兼顧印花牛仔布的拔染效果,以使牛仔布的強力保留率達到90%左右。氧化拔染印花工藝具有拔白度好、拔染漿制備簡便快捷、工藝條件可控、拔染劑用量少、印花成本低等優點。
1 氧化拔染劑的組成
選用具有強氧化性的氯酸鈉作為拔染劑的主體, 以黃血鹽鈉作為導氧劑,組成氧化拔染劑;以檸檬酸作為氧化反應的催化劑,按合理配比制備拔染漿。印花后汽蒸處理時,在黃血鹽鈉和檸檬酸存在下,氯酸鈉能較迅速地發生氧化反應,破壞靛藍地色,達到氧化拔染印花的目的。
2 靛藍牛仔布氧化拔染印花工藝
2. 1 工藝流程
靛藍牛仔布→印花前處理→印花→烘干(105 ℃)→汽蒸( 100 ~101 ℃ ×8 min 左右) →焙烘( 130 ~135 ℃ ×2~4min) →水洗→烘干
2. 2 印花前處理
靛藍牛仔布含有纖維素共生物、漿料、浮色和燒堿等雜質,不利于印花。且靛藍牛仔布不耐氯和燒堿,也不耐高溫及濕熱堆置處理,僅采用酶退漿處理。
酶退漿時選用滲透劑JFC作為退漿助劑,可提高滲透劑JFC用量,以加快退漿速度,提高退漿率和牛仔布的毛效,保證印花質量。
酶退漿工藝流程:
先經70~80 ℃4格熱水洗(預洗去除燒堿) →酶退漿(淀粉酶3 g/L,食鹽5 g/L,滲透劑JFC 3 g/L,醋酸調節pH值至6,溫度55~60 ℃) →堆置(溫度55~ 60 ℃,時間50 min左右) →4格熱水洗(95 ℃以上) → 冷水洗→烘干
質量要求:
退漿凈,pH值中性,毛效8 cm /30 min。
2. 3 拔染漿的組成和制備
2. 3. 1 拔染漿的組成
(1)拔白漿/%
氯酸鈉 8
黃血鹽鈉3. 2
檸檬酸4. 8
尿素5
耐酸原糊x
(2)涂料著色拔染漿/%
氯酸鈉8
黃血鹽鈉3. 2
檸檬酸4. 8
尿素5
涂料y
粘合劑15
增稠劑z
2. 3. 2 制備
采用冷法制備拔染漿,采用直接投入法加料,操作簡便快捷,有利于拔染漿現做現用,并能降低拔染劑的損耗,減少刺激性氣體逸出。
先取適量耐酸原糊,在攪拌下,按如下順序加料:
①尿素, ②黃血鹽鈉, ③氯酸鈉, ④檸檬酸。加料時應緩緩撒入,待溶解后,再加下一用料。檸檬酸應在拔染漿臨用前加入。色拔漿制備方法同涂料直接印花漿。拔染漿粘度控制在50~60 dPa·s為宜。
由于拔染漿的穩定性隨溫度升高而降低,印花后的剩漿宜存放在通風陰涼處,若再次使用,應先檢驗拔染效果。
2. 4 拔染漿組分簡析
2. 4. 1 氯酸鈉
氯酸鈉是氧化拔染劑的主組分,其用量根據靛藍色澤深度、印花織物種類、印花面積、給漿量和套色疊印等條件而定。氯酸鈉用量是拔染印花質量的重要保證,若用量不足會降低拔染效果,過多,則會降低牛仔布的強力保留率。
2. 4. 2 黃血鹽鈉
黃血鹽鈉是氯酸鈉的導氧劑,能加速氧化反應,增強氧化作用。
黃血鹽鈉是堿性化合物,具有較好的緩沖效果,可有效防止過低的pH值對牛仔布造成的脆損。黃血鹽鈉用量視氯酸鈉用量而定,一般氯酸鈉與黃血鹽鈉用量比為1 ∶0. 4。
2. 4. 3 檸檬酸
為使氧化拔染順利進行,必須加入檸檬酸作為氧化反應的催化劑,并確保汽蒸時pH值保持在一定的酸性范圍,以加速氧化反應。
一定濃度范圍內的檸檬酸,在適度的烘干和汽蒸條件下,不會使牛仔布發生脆損;但檸檬酸用量過多以及過度烘干和汽蒸,則會造成牛仔布脆損。檸檬酸用量也視氯酸鈉用量而定,一般氯酸鈉與檸檬酸用量比為1 ∶0. 6。
2. 4. 4 尿素
尿素具有良好的吸濕性,汽蒸時可提高拔染漿的吸濕性,增進拔染效果。色拔時加入尿素,能減緩粘合劑脫水結膜而造成堵網,但其用量不宜過多,否則會影響印花牢度。
尿素還具有緩慢的弱還原性,汽蒸時能保護不耐拔的涂料免受氧化拔染作用,并能防止其發生變色現象。此外,尿素還能減輕牛仔布的脆損程度,減少腐蝕性物質的釋放,在排風良好條件下,能有效防止對設備的侵蝕。
2. 4. 5 糊料
選用的糊料應耐氧化和耐酸,且具有良好抱水性、脫糊性、相容性和穩定性,印制輪廓清晰等優點的糊料。此外,要能用冷水調制成原糊,且能適用于冷法制備拔染漿。
2. 4. 6 涂料
涂料著色拔染印花漿中含有的氧化劑,會使一些涂料的結構受到破壞,而失去原有色澤。由于不同品牌的涂料在結構上有差異,使用前需對涂料作耐拔性試驗,以保證色拔印花質量。
2. 4. 7 粘合劑
要求粘合劑對氧化劑和檸檬酸有良好的相容性和穩定性,并具有柔軟、堅牢度高和結膜慢等性能。本試驗選用低溫型粘合劑。
2. 4. 8 增稠劑
選用濃度高、含固量低、增稠性強及滲透性好的合成增稠劑,能與粘合劑具有良好的配伍性,與氧化拔染劑、檸檬酸有良好的相容性和穩定性。
2. 5 工藝條件分析
2. 5. 1 烘干
烘干時,拔染漿中的氯酸鈉遇高溫易分解,因此必須采用溫和的烘干條件,溫度以≤105 ℃為宜。烘干僅是為了去除拔染漿中的水分,決不可過烘或久烘,否則會過多損耗氧化拔染劑,影響拔染效果,引起牛仔布脆損,甚至發生燃燒。
印制大面積花型時,印在布邊的拔染漿極易沾附在烘房導帶上,若積聚過多,烘干時極易引起導帶損傷,因此應及時用水沖洗導帶,以延長導帶使用時間。印花停車時,應立即關閉烘房熱源,并用導帶將烘房內布放盡。
烘干落布時應采用強力吹風,使牛仔布充分透風冷卻,并及時作汽蒸處理。
2. 5. 2 汽蒸
與還原拔染印花不同,氧化拔染印花無需控制蒸化機內空氣量,空氣量的多少并不影響拔染質量。在飽和蒸汽條件下(溫度100~101 ℃,時間8 min 左右)進行汽蒸,可使拔染效果和牛仔布強力之間協調均衡。若出現拔染效果欠佳,而牛仔布強力保留率較高時,可進行復蒸,以增進拔染效果。
汽蒸時拔染劑所發生的化學反應甚為復雜,除拔染作用外,同時還會釋放腐蝕性物質,對蒸化機有一定腐蝕性。因此,汽蒸時需要根據拔染印花面積,相應地調整排風量,防止腐蝕性物質在蒸化機內過度積聚。這樣雖然增加了蒸汽耗用量,但能有效防止蒸化機的腐蝕。即使汽蒸完成后,仍需及時排盡腐蝕性物質,保護蒸化機不受侵蝕。
2. 5. 3 焙烘
經汽蒸處理后,低溫型粘合劑應具有良好的色牢度。若達不到色牢度要求,可根據牛仔布的強力保留率,調整焙烘溫度和時間。
2. 5. 4 水洗
經氧化拔染作用,靛藍染料分解為黃色物質,溶于熱堿液,再經皂煮,可使黃色物質和糊料等充分去除, 以提高拔白度和拔染效果。
水洗流程 冷水洗→熱堿洗( 80 ℃以上, 純堿 3 g/L) →皂煮(90~95 ℃,純堿3 g/L,凈洗劑4 g/L) →熱水洗→溫水洗→冷水洗→烘干
3 氧化拔染與還原拔染比較
由表2知,氧化拔染工藝較之傳統的還原拔染,具有成本低、工藝簡捷等優點,但需注意保護設備不受腐蝕。
4 結論
(1)靛藍牛仔布氧化拔染印花選用氯酸鈉和黃血鹽鈉組成的氧化拔染劑,采用冷法制備拔染漿,操作簡便快捷,質量穩定,拔染劑用量少,印花成本低廉,經濟效益顯著。
(2)正確制定工藝條件,嚴格控制工藝操作,能獲得拔染效果優良的印花牛仔布,其強力保留率可達 90%左右。
來源:印染在線
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