涂料印染與節(jié)能減排

1、涂料印染與節(jié)能減排涂料印染與節(jié)能減排宋心遠宋心遠東華大學東華大學0.前言前言 紡織品印染加工是一個資源依賴型和環(huán)境敏感型的產(chǎn)業(yè)，隨著環(huán)境和資源危機日益嚴重，其發(fā)襲受到的壓力和約束越來越大，因此清潔生產(chǎn)技術(shù)的重要性顯而易見。相對于傳統(tǒng)的染料印染技術(shù)，涂料印染是一條可持續(xù)發(fā)展的清潔加工技術(shù)，它具有顯著的節(jié)能和環(huán)保優(yōu)勢，應(yīng)用前景廣闊。1.涂料印染技術(shù)的特點涂料印染技術(shù)的特點 涂料印染和染料印染相比，具有如下優(yōu)點1： (1)涂料（嚴格地說是顏料）對任何纖維都沒有親和力，不存在上染過程，只存在粘著或著色過程，因此對各種纖維不存在選擇性，適用于各種纖維，包括染料無法染色的玻璃、金屬等纖維，而且特別適用于多

2、組分纖維紡織品印染。 (2)由于不存在親和力，也就使它拼色時不存在競?cè)竞团湮閱栴}，易于拼色，重現(xiàn)性好，便于小樣放大樣和顏色控制。 (3)印染時可以選用不同發(fā)色體系的有色物質(zhì)，包括同時選用有機和無機有色物質(zhì)共用或拼用，所以它不但色譜齊全，而且可以獲得染料印染時無法得到的顏色或效果，例金銀色、珠光和閃光色等特殊印染效果，也容易得到高耐光、耐氣侯和耐化學品作用的品種。 (4)印染加工工藝簡單，因為只發(fā)生對紡織品的著色或粘著過程，主要過程為： 印染一烘干一（焙烘）（水洗） 一些工藝只需印染和烘干，另一些工藝需經(jīng)過焙烘，大部分工藝不需水洗。最簡單的工藝只包括印染和烘干兩步，所以加工流程短，加工設(shè)備簡單，

3、不僅生產(chǎn)效率高，更重要的是節(jié)能節(jié)水，很少污水排放，還大大降低了成本，可以進行清潔生產(chǎn)。 (5)容易獲得特殊的和多功能的加工效果。已經(jīng)指出，例如可以獲得珠光、閃光、金色、銀色、寶石和鉆石色、蓋白和罩印等特種印染效果，還可以和許多功能整理劑一浴一步法加工，獲得多功能效果。 基于同樣原因，涂料對纖維沒有親和力，只能對纖誰表面顏色，因此色牢度較差，不耐水洗和摩擦，水洗和摩擦色牢度只能靠共用的粘合劑將它粘著在纖維上來提高。所以也存在一些不足之處，主要有以下幾點： (1)涂料是以細小顆粒固著在紡織品上，所以它的顏色鮮艷度和發(fā)色強度洗染料差，特別是應(yīng)用無機類的涂料，它們比有機類的還要差。 (2)由于粘著劑在

4、纖維上形成薄膜，使紡織品手感變硬，也使顏色鮮度變差。 (3)涂料小顆粒只是粘著在纖維表面，紡織品透染性差，色摩擦牢度也較差。 (4)涂料是一類不溶水的細小顆粒，印染加工時，它們靠分散劑等助劑幫助分散在染液或色漿中，共用的粘著劑也多半是高分子的乳液，所以印染加工時的染液或色漿的分散穩(wěn)定性差，容易出現(xiàn)凝聚、破乳和色點，印染時還容易出現(xiàn)塞網(wǎng)眼和粘輥筒等問題，容易出現(xiàn)疵病。細小的顏料顆粒在烘干時還容易發(fā)生泳移，引起著色不均勻。 (5)涂料發(fā)色強度低，而以對光有一定的遮蓋性，所以印染特別深的品種有一定困難，由于它的染液或印漿或墨水分散穩(wěn)定性較差 , 自前用于噴墨印染還有一定困難。由上可知，涂料印染雖然有

5、許多優(yōu)點，特別是進行清潔生產(chǎn)前景看好，但它也存在一些固有的不足，阻礙了它的發(fā)展，本文著重從顏料（涂料）的物理結(jié)構(gòu)和應(yīng)用性能、印染技術(shù)和相關(guān)理論幾方面的現(xiàn)狀和發(fā)展作一些分析和介紹。2 紡織品用涂料的類別、結(jié)構(gòu)和性能紡織品用涂料的類別、結(jié)構(gòu)和性能 所謂涂料是顏料和適當?shù)臐櫇駝?、乳化劑、保護膠體等物質(zhì)混合后研磨等細化制成的漿狀物質(zhì)，也稱顏料漿。 2.1 顏料的類別和影響性能的因素顏料的類別和影響性能的因素 顏料漿按顏料分可分成有機和無機兩類涂料。涂料印染用顏科絕大多數(shù)是有機顏料，無機顏料僅限于鈦白粉（二氧化鈦）和炭黑等少數(shù)幾種。一些特種印花則將一些特種色材作為涂料印花顏料，例如天然珍珠粉或人工仿珠光

6、顏料、仿金粉顏料仿銀粉顏料和仿寶石或仿鉆石顏料等。 有機顏料按化學結(jié)構(gòu)分有多種類別，以偶氮類的品種最多，此外還包括酞菁、蒽醌、硫靛、三苯甲烷和雜環(huán)結(jié)構(gòu)的多種類別。近年來還在開發(fā)一些功能性有機顏料，或者將有機染料或其隱色體等物質(zhì)制成微膠囊“顏料”，進行變色等印染加工，獲得一些特種功能性。這類功能材料也像涂料一樣用來加工處理紡織品，故它們被看成是一類特殊的“顏料”。它們實質(zhì)上是用染料或無機化合物，制成的具有某種特殊功能的微細顆粒，可以和顏料一樣應(yīng)用。 顏料是不溶于水和常見有機溶劑，也不溶于著色介質(zhì)的微細顆粒狀的色材。不同著色對象有不同的要求，但都應(yīng)有較高的著色強度、耐光耐曬和耐酸堿等化學品牢度、耐

7、熱穩(wěn)定性，以及較好的分散穩(wěn)定性等應(yīng)用性能2。 顏料是不溶于水和常見有機溶劑，也不溶于著色介質(zhì)的微細顆粒狀的色材。不同著色對象有不同的要求，但都應(yīng)有較高的著色強度、耐光耐曬和耐酸堿等化學品牢度、耐熱穩(wěn)定性，以及較好的分散穩(wěn)定性等應(yīng)用性能2。 顏料和染料相比，其應(yīng)用性質(zhì)不僅決定于分子結(jié)構(gòu)，還與其顆粒狀態(tài)、晶體特性等物理狀態(tài)有關(guān)，因為它最終是以顆粒狀態(tài)分散于固體表面或其中，而染料則主要是以分子狀態(tài)固著在纖維內(nèi)。因此對有機顏料來講，合成一定分子結(jié)構(gòu)或發(fā)色體系固然重要，而要獲得良好應(yīng)用性能的產(chǎn)品，還必須根據(jù)其著色對象和方式，對顏料的物理化學性能進行控制和改善，才能有最佳效果，所以有機顏料生產(chǎn)商品后加工變

8、得更為重要。 顏料分散體的結(jié)構(gòu)和組成與其應(yīng)用性能關(guān)系密切，大致有以下幾個層次的關(guān)系： ()顏料分子結(jié)構(gòu)，主要影響吸紋光譜、色牢度、結(jié)晶度和溶解性。 (2)顏料的初級粒子結(jié)構(gòu)和聚集狀態(tài)，主要影響顆粒大小與形狀、粒徑分布、粒子表面極性、晶型等顆粒結(jié)構(gòu)，此外對顏色、光澤、遮蓋力和透明度、分散性和色牢度等應(yīng)用性能也有影響。 (3)顏料分散體的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，主要和其顆粒大小與形態(tài)、粒徑分布、粒子表面電荷、水化程度、表面活性劑的類型和濃度、表面活牲劑與顏料顆粒結(jié)合狀態(tài)等有關(guān)，和它們的分散性、分散穩(wěn)定性、流變性、晶體穩(wěn)定性、粘著性和顏色等也有關(guān)。 (4)顏料印花色漿或染色濟液的組成，主要影響顏料印花色漿或染色溶

9、液的流變性、穩(wěn)定性、粘著性、成膜性、顯色性、花紋精細度或染液透染性、勻染性、移染性以及色牢度等性能。 由此可知，顏料不僅化學結(jié)構(gòu)對其應(yīng)用性能有重要影響，包括初級粒子、粒子分散體（即顏料漿）結(jié)構(gòu)狀態(tài)，還包括印花用的色漿或染色用染液的分散狀態(tài)都有重要影響，相對于染料印染來說，它影響的因素要多得多。它的物理結(jié)構(gòu)和分散狀態(tài)，特別是顏料的晶型、顆粒大小及分布、顆粒的分散穩(wěn)定性，以及顆粒與助劑（分散劑等）及粘著劑的結(jié)合狀態(tài)對應(yīng)用性能影響很大，而且這些因素對印染產(chǎn)品的顏色（顏色深度、色光和牢度）也有很大影響。2.2 顏料的顏色強度、著色力和色光顏料的顏色強度、著色力和色光 作為涂料印染的顏料漿應(yīng)有鮮艷的色光

10、和高的著色力，一些品種還應(yīng)有良好的遮蓋力，而另一些品種則應(yīng)有較好的透明性，還有一些品種則應(yīng)有很強的反光、閃光等特殊功能。 有機顏料的顏色不僅決定于其化學結(jié)構(gòu)，還和其物理結(jié)構(gòu)和分散狀態(tài)有關(guān)。顏料雖然和染料一樣，分子對光會發(fā)生選擇吸收，其發(fā)色體系決定了選擇吸收光的波譜，產(chǎn)生一定的顏色，而顏料是以顆粒狀態(tài)固著于紡織品上，對光還會發(fā)生色散、散射、干涉和衍射，引起選擇反射而產(chǎn)生顏色，這種顏色稱為結(jié)構(gòu)色或組織色3，紡織品上顏料的顏色是它對可見光選擇吸收和對光色散、散射、干涉和衍射產(chǎn)生顏色的總結(jié)果，即對光產(chǎn)生的吸收色和結(jié)構(gòu)色總結(jié)果。因此，顏料的分子結(jié)構(gòu)和物理結(jié)構(gòu)，例如晶型、顆粒大小和分布，以及顆粒形狀都會改

11、變顏色，除此之外，顏料加工時加入的助劑和印染時共用的粘著劑等物質(zhì)也會影響其結(jié)構(gòu)色，所以涂料印染的顏色受影側(cè)的因系非常多。 顏料顏色強度和其顆粒大小關(guān)系密切。由圖1曲線B可知顏色強度隨顆粒大小增大而減小，但不是成直線關(guān)系，在一定顆粒大小區(qū)域減小非?？?，大于或小于某一區(qū)域后減小逐漸變慢，也就是說，某一區(qū)域的顆粒大小對顏色強度影響非常敏感，所以在研磨時應(yīng)特別注意。顏色強度直接和對光的吸收強度有關(guān)，選擇吸收強，發(fā)色也強。另外，還可以看出，顆粒過大，顏色強度很低，所以從顏色強度來看，顆粒應(yīng)愈細愈好，近年來開發(fā)的納米級的顏料，其顏色強度較高，但不同結(jié)構(gòu)的顏料，其顏色強度與顆粒大小變化的規(guī)律不完全相同，即不

12、同顏料的最佳顆粒大小不同。圖1 顏料顆粒大小和它的散射強度及顏色強度的關(guān)系 從圖1還知道，顏料的散射強度也和顆粒大小關(guān)系密切，特別是無機顏料，其散射強度隨顆粒大小增加而迅速增加（曲線A），達到一定大小后（約12波長）達到最大，然后隨顆粒增大，反而減小。有機顏料也有類似情況，但它們的散射強度比無機顏料低得多（曲線C），它們的最大散射強度出現(xiàn)在較大顆粒區(qū)域，散射強度變化也較緩慢，即顆粒大小對散射強度的影響不如無機顏料敏感。散射會對顏料的顏色強度和色光都會有影響，散射愈強，吸收的光強度愈弱，顏色強度就愈低，而遮蓋性則愈好。所以無機顏料的顏色強度比有機顏料低得多，但遮蓋性則好得多。散射還會影響色光，當

13、散射顆粒直徑比光波波長小時，產(chǎn)生所謂瑞利散射，主要產(chǎn)生波長短的藍色光，而且波長愈短散射愈強，對長波的光主要發(fā)生所謂米氏散射，主要產(chǎn)生白光。散射能力強的顏料通常是一些折射率很大的無機顏料，例如TiO2等。當顆粒大小約為可見波長一半時，散射強度最大，顏料的遮蓋力也最強，所以遮蓋力好的白色無機顏料的粒徑應(yīng)控制在此范圍，即可見光波長一半（0.20.4m）范圍。對折射率較低的有機顏料，雖然最大散射是在較大顆粒范圍（此時遮蓋力最高），但為了有較好的顏色強度，顆粒大小應(yīng)較小，最好控制在0.10.5m，以小為宜，而且粒徑分布宜窄。目前普通顏料的顆粒大小由于加工方法的原因，分布較寬，而且顆粒較大。 由圖2可知，

14、這種普通有機顏料的粒徑大小分布很寬，從0.1m以下和大到100m以上，而且各種粒徑大小的顆粒含量不等，大小兩區(qū)域出現(xiàn)兩亇峰值。不同品種的顏料顆粒大小分布曲線各不相同。近年來開發(fā)的所謂高工程化顏料，采用特殊加工方法，可大大使顏料細化，而且粒徑分布很窄，例如集中分布在100150m范圍見圖3，這種有機顏料可用于高科技領(lǐng)域，例如彩色液晶顯示屏數(shù)碼噴墨打印墨水等領(lǐng)域，可以獲得高飽和值和透明性好的顏料。紡織品涂料印染用的有機顏料也在向超細化方向發(fā)展，由于它們比表面積大，顆粒直徑分布較窄，可獲得很高的著色強度，顏色鮮艷度也高，它們的粒徑在150m左右。這種細化的有機顏料，雖然應(yīng)用性能優(yōu)異，但由于分散穩(wěn)定性

15、差，不僅要通過特殊的細化工藝，而且配套應(yīng)用的分散劑和穩(wěn)定劑也要同時開發(fā)，目前還未大量生產(chǎn)。圖2 某種普通顏料的粒徑大小及分布示例 如上所述涂料印染加工后固著在紡織品上的色強度，首先和顏料的化學結(jié)構(gòu)有關(guān)，不同化學結(jié)構(gòu)的顏料對光的吸收能力不同，即對光的摩爾消光系數(shù)大小不同，除此之外，還和顏料的晶型、晶粒大小、晶體形狀等物理結(jié)構(gòu)和狀態(tài)有關(guān)，而且，它分散的介質(zhì)對顏色強度也有影響。據(jù)研究顏料分散于介質(zhì)（例如高分子薄膜）中的著色力是顏料顆粒的粒徑、介質(zhì)的折射率和顏料分子對光消光系數(shù)的函數(shù)。已經(jīng)指出，顏料的顏色強度（它決定于消光系數(shù)）與粒徑關(guān)系密切，當粒徑很小時，粒徑變化對顏色強度影響較小，粒徑很大時，影響

16、也很小，而在某一區(qū)域，顏色強度隨粒徑增大會迅速變小，總的傾向是，粒徑增大后，對光的吸收能力減弱，因為粒徑大，光通過的光程長，進入晶體內(nèi)的光能量逐漸減小。另外由于粒徑減小，晶體表面增大，對光的反射和散射增強，進入晶體光通量也減小，所以消光系數(shù)值粒徑減小到一定程度后增加漸變慢。同理晶粒形狀和顏料晶體的折射率也會影響對光的反射或折射，影響對光的吸收，故顏料顆粒大小與消光系數(shù)不是直線關(guān)系。無機顏料的折射率大，顆粒大小對消光系數(shù)影響更加顯著圖3 某種高工程化顏料的粒徑大小及分布示例 顏料晶粒很細，具有較強的表面能量，無論在合成時或是在后加工或存放時都極易發(fā)生聚集，聚集后降低了表面能量水平，并使顆粒增大。

17、顏料顆粒的最小單元稱為初級粒子，它可以有各種形狀，這種初級粒子可以形成聚集體，它的比表面比單個的初級粒子面積總和小，所以顏料分散體中除了初級粒子外，還存在一定數(shù)量的聚集體，聚集體對顏料的顏色強度和著色力也有影響，由于它表面不如初級顆粒平整和規(guī)則，所以它對光發(fā)生散射或折射作用更強，因此不僅降低顏色強度，還會降低透明度和鮮艷度。如果顏料分散體分散穩(wěn)定性較差，顏料分散體就可能出現(xiàn)凝聚體和絮凝體，它們很不穩(wěn)定，顆粒更大，不但使顏色萎暗，而且顏料色光易變化。 顏料分散體的粒徑不僅對顏色強度和著色力有影響，如上所述，隨著粒徑、顆粒形狀（單晶形狀，聚集體等顆粒形態(tài)）變化，其色光或色相會有一定程度的變化，一般

18、來說，粒徑變小后，藍綠光增強，反之紅黃光增強。 顏料顆粒大小、形狀和分布狀態(tài)直接和顏料生產(chǎn)的工藝和設(shè)備有關(guān)，特別和顏料的細化工藝和表面改性有關(guān)，顏料細化和改性要用到各種改性劑，其中用表面活性劑來分散和改性較為普遍，紡織品印染用涂料常用非離子和陰離子類改性劑較多，包括各種潤濕和分散劑。這些助劑可以改善顏料顆粒的潤濕性、分散性，同時對色光、遮蓋性和透明性等都有影響，因為分散劑等的存在會影響顏料的粒徑大小和分布，特別會影響它們的聚集性能。圖4為陰離子助劑用量與顏料著色力的關(guān)系。 由圖4可看出，不同陰離子助劑對顏料改性，對著色力影響各不相同，研磨時添加分散劑MF適量時，著色力提高最多，但過量后，著色力

19、反而會減小，添加分散劑NNO、十二烷基磺酸鈉和紅油，著色力隨用量增加而增大，添加聚丙烯酸鈉則稍有提高，量多后提高不明顯。陰離子助劑，特別是分散劑的加入，可以大大提高研磨效率，降低顏料粒徑，提高其著色力，但助劑用量過多，粒徑非但不減小，有時反而使顏料容易絮凝，粒徑反而增大，只有一定量的分散劑，才可以大大減小粒徑，此外，陰離子助劑存在下，還會改變顏料表面電性能，也影響其著色力。 已經(jīng)指出，顏料研磨改性時選用適當分散劑非常重要，目前選用高分子分散劑倍受關(guān)注，它們不但分散能力強，而且對環(huán)境溫度、PH值，體系中的共混的離子化合物不敏感。這主要原因是高分子分散劑在顏料表面錨固較牢。圖4 陰離子表面活性劑用

20、量與顏料著色力的關(guān)系注：顏料為C.I.顏料紅48：2 表1為三只不同分散劑分散改性效果的比較6，分散劑FPE據(jù)介紹是一只高分子類的分散劑（甲醛、聚氧乙烯醚和環(huán)氧乙烷縮聚物）。由表1可看出，分散劑FPE的分散效果最高，不但粒徑小，而且分布窄。新型高分子分散劑屬多功能分散劑，這類分散劑不僅有分散作用，而且在顏料晶粒外面可形成一層膜，即超分散劑保護膜有類似粘著劑的作用，用于紡織品涂料印染時，還可以減少粘著劑用量，改善透氣性，提高紡織品的手感性。這類高分子分散改性劑種類很多，可按需要選用。 顏料印染，無論是印花或是染色，其顏色性能不僅和顏料漿本身的組成有關(guān)，而且還和印染加工時加入的其他化學品（粘著劑、

21、交鏈劑、表面活性劑）及紡織品的結(jié)構(gòu)（纖維結(jié)構(gòu)和紡織品組織結(jié)構(gòu)）有關(guān)。因為這些物質(zhì)和顏料結(jié)合后，都會通過結(jié)構(gòu)生色作用影響顏料的顏色。涂料印染后，顏料被粘著在粘著劑形成的薄膜中，它們不能進入纖維內(nèi)部，但粘著劑所形成的薄膜厚度很薄，一般不能將顆粒完全包覆，所以顏料顆粒只是部分包覆在粘著劑薄膜中，也就是說，在紡織品表面上的顏料顆粒的顏色，只是一部分受分散介質(zhì)的影響，另一部分可能不受粘著劑介質(zhì)的影響。已經(jīng)指出，介質(zhì)的折射率大小會改變顏料的色光。折射率愈低，進入薄膜到達顏料晶粒表面的光能量就愈高，反之愈低。光通量高，顏料選擇吸收光的量就多，顯色就愈深。所以顏料顆粒表面有無粘著劑產(chǎn)生的顏色強度是不同的，粘著

22、劑等物質(zhì)存在會影響顏料的著色力，不同粘著劑影響程度不同，粘著劑用量也會有影響。涂料染色時粘著劑用量較少，粘著劑的影響相對較小。對涂層整理，施加的顏料全部包覆在涂層劑薄膜中，高分子對顏料的顏色影響則很大。涂料印花和染色，以及涂層整理用的顏料，其顏色都會受到包覆它們的高分子薄膜的影響，除了上述通過改變對光的折射率來影響額色深度外，高分子薄膜還可能對光產(chǎn)生干涉和衍射，因為一定厚度的透明薄膜會對一定波長的光產(chǎn)生干涉或衍射作用，例如產(chǎn)生黑白條紋或彩色斑紋。在一些場合下，粘著劑，特別是涂層劑在纖維上形成的透明薄膜的厚度在干涉或衍射作用范圍內(nèi)（0.04 14nm )。例如目前一些商標、雨傘、包裝材料以及裝飾

23、紡織品就是印上涂料再包覆一定的高分子薄膜而獲得各種花紋圖案或閃光色彩的，這都是所渭結(jié)構(gòu)生色對顏料影響的例子。 涂料印染加工的不足之一是難加工特深產(chǎn)品，這主要是顏料的顯色性不如染料，后者是以分子狀固著在纖維上，對光吸收充分，顯色牲強，顏料則是以晶粒狀被粘著在纖維表面，顏料晶粒表面分子對光反射、吸收后，對其內(nèi)層的分子有個遮蓋效應(yīng)，即進入內(nèi)部的光強度大為減弱，使內(nèi)層分子對光選擇吸收作用減弱，故顯色性較染料弱。為此，涂料印染加工時，常選一些低折射率高分子物作增深劑，這些高分子物的折射率都在1.5以下。它們包覆在顏料顆粒表面后，而且其厚度又適當，可以大大增加進入顏料顆粒內(nèi)的光通量，減少反射和散射強度，即

24、起增深作用。一些油劑和表面活性劑也有類似作用，不過只有包覆在顏料顆粒外面膜的厚度適當時才會對某種顏色起最佳的增深效果。總之，顏料的顏色和印染加工用的其他化合物是有密切關(guān)系的。本文此處不多討論，讀者可參閱有關(guān)文獻3。2.3 顏料的遮蓋力和透明度顏料的遮蓋力和透明度 顏料和染料印染最重要不同點是它是以顆粒狀固著在紡織品上（主要靠粘著劑在紡織品上成膜粘著），而染料則主要是以分子狀態(tài)吸附在纖維上。因此，固著在紡織品的顏料不僅它本身相互間存在遮蓋作用，它還對被固著的纖維表面也發(fā)生遮蓋作用。這種遮蓋作用一方面會降低顏料的顯色或著色力，因為如前所述上層的顏料對下層的顏料起遮蓋作用，阻礙它對光發(fā)生選擇吸收。另

25、一方面這種遮蓋作用可用來作特殊的印染，例如蓋白印花、罩印印花、金銀或鉆石印花等，利用顏料的遮蓋性，遮蓋底色或紗線結(jié)構(gòu)，而印上各種特殊效果的花色。因此，對顏料的遮蓋性應(yīng)有不同的要求，對一些產(chǎn)品要求它遮蓋性低或透明性高，而另一些產(chǎn)品則要求它遮蓋性要強。 顏料的遮蓋性或透明性也是重要的印花性能之一，對蓋白、罩印等印花要求顏料應(yīng)有很強的遮蓋性,例如在深地色紡織品上印上白色、彩色或金銀等色顏料，可以不破壞地色染料而獲得精細的白色、淺彩色或金銀等色花紋，不僅印花工藝簡單，而且印花效果好，有些花紋是采用傳統(tǒng)的防撥染印花方法無法得到的。這類涂料色漿中的顏料要求有很強的遮蓋性，這多半是一些折射率很高的無機顏料。

26、 顏料的遮蓋性或透明性雖然和其化學結(jié)構(gòu)有一定的關(guān)系，例如些無機顏料，它們多半為重金屬的氧化物或鹽，透明性較差，顏料的遮蓋性或透明性還和顏料的粒徑和晶粒形狀有關(guān)，由前示圖1曲線A可知，顏料對光的散射強度與粒徑關(guān)系密切，粒徑為光波波長一半時散射強度最高，也就是說，粒徑為0.20.4m時對可見光散強。不同顏色的顏料，理論上說，最佳散射能力或遮蓋性的粒徑是不同的。圖5為藍色和紅色兩只顏料的遮蓋力與粒徑的關(guān)系7。圖5 有機顏料的粒子大小與遮蓋力的關(guān)系 由圖5可看出，它們都是遮蓋力在0.4m附近遮蓋力最大，但兩只顏料遮蓋力是不等的，因為遮蓋力不僅和粒徑有關(guān)，還和晶型和晶體形狀，以及對光的吸收強度有關(guān)，嚴格

27、來說，不同顏料最佳遮蓋力的粒徑不完全相同，一般來說，紅色顏料最大遮蓋力約在0.30.6m粒徑，藍色顏料為0.250.45m，黃色顏料為0.20.4m。 涂料印染用顏料的遮蓋力或透明性不僅決定于顏料本身，還和共同應(yīng)用的粘著劑、交聯(lián)劑等有關(guān)，特別是涂料印花用的粘著劑，印花后，顏料顆粒是靠粘著劑成膜并粘著在紡織品上，顏料顆粒外面包覆粘著劑薄膜后，遮蓋性或透明性會有一定的變化。目前大部分粘著劑為丙烯酸酯的共聚物。折射率比顏料顆粒的低，因此它包覆在顏料顆粒外面后，使后者對光散射能力降低，有增深作用，而遮蓋力則有一些下降，這對無機顏料更為明顯。例如涂料蓋白印花時粘著劑用量過高后，白度反而會降低，而對彩色有

28、機顏料于說，對光散射能力降低后，則會有增深和提高透明度的效果。為此，涂料印染加工時，對一些深色產(chǎn)品應(yīng)選用折射率較低的粘著劑，而對要求有較強遮蓋的，則宜選用折射率較高的粘著劑。 已經(jīng)指出，顏料的遮蓋性和透明性還和晶粒形狀和粒徑分布有關(guān)，粒徑分布愈窄，不僅顏色透明性好，其飽和度也高。應(yīng)該指出的是，目前用于紡織品印染的顏料，粒徑都較粗，而且粒徑分布很寬，粗的大到2.0m以上，所以不僅顏色飽和度低，強度也不高，而且還影響到分散穩(wěn)定性和印制性能，例如容易塞印花網(wǎng)眼，粘染色浸軋滾筒和出現(xiàn)色點或色斑疵病，有的還影響色牢度。為此，目前一些新型印染技術(shù)加工，例如噴墨印花等缺少配套顏料?？傊伭系募兓图毣?，以及

29、提高分散穩(wěn)定性等是十分必要的，與此同時加強涂料印染性能的基礎(chǔ)研究工作也十分必要。2.4 顏料的分散穩(wěn)定性和表面電荷性顏料的分散穩(wěn)定性和表面電荷性 已經(jīng)指出，紡織品涂料印染加時,顏料是以不溶性的微細顆粒狀分散在印花色漿或染液中加工的，在色漿中或染液中還要加入許多其他化學品，例如粘著劑、糊料或分散劑等助劑，有時還要加入酸或堿性化合物，在印制或染色時，色漿或染液要遭受各種機械力作用，故對顏料的分散穩(wěn)定性要求很高。 在印花色漿中除了顏料漿外，添加的粘著劑是高分子化合物的乳液，其中除了粘著劑微粒外，還含有一定數(shù)量的乳化劑等表面活性劑。而目前常用的糊料（即增稠劑）則是一類陰離子高分子共聚物，色漿為水性粘稠

30、流體。一般來說，顏料的分散穩(wěn)定性是比較高的，只是在長時間受到印花刮刀或刮輥的反覆刮壓作用后,才可能出現(xiàn)凝聚，形成色點，特別是當粘著劑破乳結(jié)膜時，會與粘著劑一起成膜，引起塞網(wǎng)眼或嵌花筒等疵病，所以要求顏料有較好的分散穩(wěn)定性。 涂料染色時，顏料漿是和粘著劑、防泳移劑等制成染液后染色，有浸染和軋染兩種染色方式，浸染時，由于涂料顆粒對纖維沒有親和力，紡織品染色前都要經(jīng)過陽離子化改性處理，使纖維帶上正電荷后再染色，一些軋染工藝，為了提高涂料的固色率，纖維也先進行陽離子化改性。不論是浸染，或是軋染，染液粘度不高，使用的涂料顆粒粒徑一般要求比印花的更細，所以要求涂料分散穩(wěn)定性很高。 由于目前供紡織品用的涂料

31、色漿分散穩(wěn)定性不夠理想，顏料相當一部分是以聚集體、凝聚體，甚至有絮凝體存在，是一種粒徑分布很寬的混合體，分散隱定性差。一股認為顏料初級粒子以面對面結(jié)合形成聚集體，而凝聚體則是單晶初級粒子或聚集體通過粒子邊緣或角相互結(jié)合在一起，結(jié)構(gòu)較松散，但粒子較粗大，但較容易分散開來。絮凝體通常是在分散介質(zhì)中形成的集合體，更粗大，也更不穩(wěn)定，在印制或染色過程中它們?nèi)菀仔纬?，雖然在攪拌下，它們有可能重新散開，但仍然不夠穩(wěn)定，應(yīng)盡量減少。 為了使顏料在印染加工過程中保持均勻分散，除了不斷使印花色漿或染液攪動外，如何提高顏料本身的分散穩(wěn)定性至關(guān)重要。近年來，一方面涂料生產(chǎn)商不斷改進產(chǎn)品的分散穩(wěn)定性，印染加工者也在提

32、高其穩(wěn)定性。眾所周知，顏料在細化過程中，隨著粒徑變小，比表面增大，表面能不斷升高。同時，新形成的顏料晶面進入水相中時，會使“類水”狀水增多，水的墑變小，兩方面的因素都使顏料分散穩(wěn)定性降低，因此非常容易聚集。聚集的作用力主要是范德華力。聚集后再潤濕分散較困難。為了防止顏料聚集，顏料在分散細化時，應(yīng)該將細化新生的晶面很快穩(wěn)定，穩(wěn)定措施主要是靠助劑對表面改性。表面活性劑是最常用的改性劑，表面活性劑的疏水部分與顏料新生面結(jié)合。親水性的部分面向外相（即水相），并與水發(fā)生水化作用，如果是離子性助劑，還使晶粒表面帶有電荷，因此，水化作用，電荷斥力以及助劑在晶面產(chǎn)生的空間位阻三種作用，可以使晶粒難聚集，起穩(wěn)定

33、作用。其中水化作用和空間位阻作用對各種表面活性劑都存在，而電荷斥力只有離子性表面活性劑才存在，由于顏料晶面相互作用主要是范德化力，它隨距離6次方成反比，面靜電力是與距離的2次方成反比，故靜電力阻止聚集作用很強。親水組成（包括非離子和離子親水組成）水化作用可以大大減少“類水”狀水，使水的嫡增加，也使改性后的顏料分散體系變得穩(wěn)定。所以表面活性劑對顏料表面改性可以大大提其分散穩(wěn)定性，特別是分子量高的離子性表面活性劑穩(wěn)定作用更強。 通常，涂料細化是和表面活性劑改性同時進行的，顏料研磨分散粒徑愈小，分散穩(wěn)定牲就愈高，圖6為粒徑與分散穩(wěn)定牲的關(guān)系8。 由圖6可知，顏料比吸光度（）在180220nm區(qū)內(nèi)較大

34、，而且穩(wěn)定，表明離心穩(wěn)定性較好。在粒徑大于和小于此區(qū)域，比吸光度均變小，特別是粒徑大后，比吸光度急速變小，表明離心穩(wěn)定性變差。一般來說離心穩(wěn)定性差，涂料在染液中易沉降，染液不穩(wěn)定。在前面己經(jīng)指出，顆粒細，顏料的比表面積大，易凝聚，凝聚顆粒增大后，沉降穩(wěn)定性也就會變差。因此要保持細小顆粒，不僅研磨要充分，還要選用性能良好的分散劑。正如前面介紹的那樣，分散劑種類很多，它們是在顏料細化時加入，不同用途的顏料要選用不同的分散劑，分散劑不僅起分散作用，它對顏料的顏色特性、遮蓋性和透明性都會有影響，故它們是顏料的一種改性劑。紡織品涂料印染，隨用途不同，分散劑也應(yīng)不同，例如普通印花用涂料，顆粒相對較大，而浸

35、染用涂料，染液粘度低，顏料顆粒細，要求它的分散穩(wěn)定性就比印花的高，而噴墨印花用涂料顆粒更細，穩(wěn)定性應(yīng)更高。圖6顏料粒徑與體系穩(wěn)定性的關(guān)系注：（1）C.I.顏料紅22,3% (w/w）分散劑DDP; (2）離心后測定比吸光度比較分散穩(wěn)定性已經(jīng)指出，印花顏料漿僅是將有機顏料與一定比例的潤濕劑，如甘油、非離子表面活性劑等在水介質(zhì)中研磨分散成粒徑為0.20.5m的顏料漿，非離子表面活性劑主要起表面改性作用，其非極性一側(cè)吸附在顏料非極性表面上，極性鏈段伸向外面，因此顏料顆粒易于分散在水介質(zhì)中，并通過表面活性劑的極性鏈段與水發(fā)生氫鍵和偶極力作用，形成水化層，使顏料具有一定的分散穩(wěn)定性。潤濕劑的存在可以幫助

36、水對顏料晶粒潤濕，也可提高分散穩(wěn)定性，有時還加入一些保護膠體等高分子物，分散穩(wěn)定性進一步得到提高。上述化合物雖然多半都是非離子化合物，但實際上顏料晶粒表面都不同程度帶負電荷，因為任何一種物體，包括常見纖維和顏料晶粒進入水中后，在被水潤濕形成的界面上，兩種物體上的電荷會發(fā)生不均勻分布，產(chǎn)生電位差，固體物質(zhì)表面會常負電荷，產(chǎn)生電位差的原因有多種，對非離子化合物來說，主要是溶液中的離子或偶極分子對固體表面發(fā)生定向吸附，并使固體表面帶負電荷。如果表面活性劑是陰離子性的，則顏料晶粒表面的負電荷就更強。如果表面活性劑是陽離子性的，則陽離子面向水層，顏料顆粒所帶的則是正電荷。顏料表面電荷可防止顏料顆粒相互聚

37、集，因此它是提高分散穩(wěn)定性的重要因素。此外，表面活性劑等物質(zhì)在晶粒表面的存在，還增加了顏料晶?？拷目臻g障礙，起空位效應(yīng)，故一些支鏈結(jié)構(gòu)或分子較大的助劑，通過這種作用，穩(wěn)定作用更為明顯。 常用的涂料印花顏料漿中加入的表面活性劑以非離子性的為主，其原因是它和印花色漿中的其他組成配伍性較好，例如共用的粘著劑乳液所用的乳化劑目前多半為非離子或陰離子性表面活性劑，所用的糊料，目前也多半是陰離子性的高分子增稠劑，而用的交聯(lián)劑A，有的是屬弱陽離子性的。非離子表面活性劑與它們的配伍性均較好。不過，近年來，在一些要求分散穩(wěn)定性特別高的顏料漿中，也應(yīng)用了陰離子性的表面活性劑，例如陰離子性的分散劑，它們的分散能力

38、比非離子性的強，而且使顏料顆粒表面帶更強的負電荷，特別有利于陽離子改性纖維紡織品涂料印染9。 已經(jīng)指出，目前采用分散劑對顏料晶粒改性是在涂料細化過程中進行的，涂料細化有多種方法，包括砂磨、球磨、三輥磨、涂料振蕩、高速攪拌、超聲波處理，以及捏合處理等，近年來也采用高壓均質(zhì)機來微細化，在細化過程中，使分散劑吸附在顏料晶粒外面，使顏料表面改性，并提高其分散穩(wěn)定性，在改性和分散過程中，選用分散劑非常重要，它不僅要對顏料晶粒有良好的分散穩(wěn)定作用，而且要適合以后印花或染色加工，特別要與所加工的纖維性能，共用的粘著劑、交聯(lián)劑、糊料有良好的配伍性，如果還要和染料同浴或同漿應(yīng)用的話，它們也應(yīng)有良好的配伍性。 已

39、經(jīng)指出，通常顏料顆粒表面是帶負電荷的，但不同顏料，由于晶粒表面結(jié)構(gòu)（包括分子組成和晶型等）不同，所帶負電荷強度不同，負電荷更和所用分散劑的類別有關(guān)，屬陰離子性的分散劑，顏料顆粒表面帶的負電荷就強，非離子性的就弱。而且分散劑與晶粒表面吸附結(jié)合愈牢，顏料顆粒表面的電荷就愈穩(wěn)定。顆粒表面負電荷強弱和穩(wěn)定性會直接影響陽離子改性纖維紡織品印染效果，包括顏色深度和色牢度。所以控制顏料分散體的負電荷對印染加工也非常重要。為了使未改性纖維素纖維對涂料有較強的結(jié)合力，近來曾試驗使涂料陽荷性化6，因為未改性纖維素纖維在水溶液中，其表面是帶負電荷的，故對陽荷性涂料有較好的吸附能力，這也是一條節(jié)能減排的印染工藝。 制

40、備陽荷性型顏料有多種途徑，例如直接用陽離子表面活性劑在顏料細化時改性，也有將非離子表面活性劑改性分散的顏料漿再加入陽離子表面活性劑細化改性，實際上是非離子和陽離子型混合表面活性劑細化改性，圖7為非離子和非離子與陽離子混合表面活性劑改性顏料的Zeta電位比較6。圖7 陽離子化改性前后體系的Zeta電位分布注：普通超細顏料為非離子分散劑FPE改性，陽荷性型超細顏料為普通超細顏料再加陽離子表面活性劑POED（十八烷基胺聚氧乙烯醚雙季銨鹽）改性。 由圖7可知，非離子表面活性劑（分散劑FPE )改性的顏料Zeta電位為負值，強度也較低，這如本之前面所述那樣，通常（非離子和陰離子表面活性劑改性）顏料都是帶

41、負電荷的，只是非離子表面活性劑改性的負電荷較弱些，陰離子的較強些，加入已夠量的陽離子表面活性劑改性后，陽離子表面活性劑也錨固在顏料晶粒表面上后，可以使顏料晶粒帶上正電荷，顏料表面帶正電荷，對纖維表面吸附能力增強，因為通常情況下，纖維表面的Zeta電位也是負的9。此外，許多粘著劑乳液也是選用陰離子乳化刊，乳液顆粒表面帶負電荷，因此，這種陽荷性型的涂料與粘著劑結(jié)合也較牢，可以提高粘著牢度。 陽荷性型顏料的優(yōu)點是對未改性纖維的紡織品上染率和色牢度可以得到提高，染色工藝較簡單，紡織品不需要陽離子化改性，因為普通涂料只對陽離子化改性纖維紡織品才有較高的上染率。這種陽荷性型顏料應(yīng)用還處在開發(fā)階段：不論是用

42、那種表面活性劑，在對顏料分散改性時，調(diào)節(jié)其晶粒電性對紡織品印染是非常重要的，不同印染工藝和不同紡織品涂料印染加工，要求顏料顆粒表面帶上不同電性和不同強度的電荷，因此應(yīng)選用不同的表面活性劑來改性顏料顆粒。有關(guān)這點，目前還未足夠重視。 應(yīng)該指出的是，用離子性表面活性劑改性顏料表面電荷，表面活性劑一定要牢固錨在晶粒表面，不牢固錨在晶粒表面的表面活性劑，即未固著的表面活性劑分子單獨與纖維結(jié)合的話，則會阻礙同電性的顏料晶粒與纖維表面結(jié)合，會發(fā)生“競?cè)尽弊饔茫?，離子性的表面活性劑用量過高的話，這種“競?cè)尽弊饔镁蜁黠@，用量過高，未與晶粒結(jié)合的表面活性劑分子會增多，對顏料“竟染”作用增強。2.5顏料印

43、染色牢度顏料印染色牢度 顏料用于紡織品印染的色牢度主要包括干、濕摩擦牢度、耐曬牢度、耐氣候牢度以及耐洗牢度等。其中最重要的是耐干、濕摩擦牢度。所有這些色牢度都與顏料本身的化學和物理結(jié)構(gòu)有關(guān)，其次和共用的粘著劑、交聯(lián)劑以及顏料漿中和印染時加入的表面活性劑等化學品有關(guān)，其中干、濕摩擦牢度與粘著劑的種類和用量關(guān)系最密切。另外，一些色牢度也和纖維材料和印染加工工藝有關(guān)。所以影響其色牢度的因素很多。 顏料的耐曬和耐氣候牢度首先和其化學結(jié)構(gòu)有關(guān)，和染料等有色物質(zhì)一樣，分子中的發(fā)色體系受光和大氣，或同時作用時會發(fā)生各種光反應(yīng)，破壞發(fā)色體系，使顏料褪色或變色。和染料不同之處，顏料的這些牢度還受它物理結(jié)構(gòu)，包括

44、晶型、晶粒大小和分布，以及晶體形狀影響，顏料光照褪色屬氣固非均相反應(yīng)，褪色或變色反應(yīng)速度與晶粒大小和形狀有關(guān)，比表面積大，反應(yīng)速度快。 和染料印染產(chǎn)品相比，顏料印染產(chǎn)品的耐曬和耐氣候牢度還是較高的，因為染料在纖維上基本上是以分子狀態(tài)存在，易被光破壞，而顏料是以晶粒狀態(tài)存在，較穩(wěn)定，不易照光破壞，所以顏料印染產(chǎn)品的耐光和耐氣候牢度總體來說，還是較好的。 顏料是水不溶或難溶性物質(zhì)，所以它在紡織品上不易溶解而褪色，水洗牢度較好。在纖維上褪色是由于它對纖維沒有親和力，僅是以晶粒狀被粘著劑粘著在纖維表面，當紡織品受到晶粒易脫落而褪色，因此，顏料印染產(chǎn)品的干、濕摩擦牢度才是重要的色牢度指標。 干、濕摩擦牢

45、度一方面和顏料的粒徑和晶粒形狀有關(guān)，更和粘著劑種類和 用量有關(guān)，還和印染工藝和紡織品上含有的助劑和整理劑，例如柔軟劑等有關(guān)。 在相同條件下，顏料晶粒愈大，其摩擦牢度愈差，原因在，粒晶愈大，愈不能進入紗線內(nèi)部和被粘著劑薄膜包覆，涂料印染的紡織品表面較粗糙，摩擦時顏料顆粒也易脫落。所以粗大的的顏料顆粒不適合涂料印染，顆粒愈細摩擦牢度愈好。 己經(jīng)指出，顏料印染的干、濕摩擦牢度在很大程度上決定于粘著劑的性能和用量，而在實際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，相同的印染工藝，包括相同的紡織品、粘著劑用量和印染工藝，當涂料品種變化后，即使涂料用量相同,產(chǎn)品的干、濕摩擦牢度會相差很大，其原因有多方面的因素，除了顆粒大小不同外，還可

46、能是涂料和粘著劑的配伍性不同所致，不同涂料在粘著劑乳液成膜過程中，被粘著牢度有所不同。通常所應(yīng)用的粘著劑是乳液分散體，即粘著粘著劑是乳液狀分散在水介質(zhì)中，粘著劑顆粒外層也包覆一層分散或乳化劑，有非離子型的，也有陰離子型的，當粘著劑乳液和顏料分散體一起加到染液或印花色漿中相混合后，顏料和粘著層的表面活性劑會相互作用，相互作用后重新分配，因此會改變它們的分散穩(wěn)定性，只有這種相互作后形成的新分散體系的穩(wěn)定性高時，印染加工性能才好，而且在紡織品上形成的粘著劑薄膜才能將顏料牢固粘著在纖維上，反之，不但印染加工時不穩(wěn)定，涂料的擦牢度也差，這就是涂料和粘著劑的配伍性應(yīng)要好的原因，其中特別是顏料顆粒和粘著劑乳

47、液中的表面活性劑的分散配伍性應(yīng)該要好。 另外，顏料和粘著劑的潤濕性和粘著性也應(yīng)配伍，因為在成膜過程中，粘著劑高分子不僅要對纖維表面潤濕和粘著，也要對顏料晶粒表面潤濕和粘著，只有這樣才會有較好的粘著牢度，即有較好的干、濕摩擦牢度。 國內(nèi)市場上，由于顏料生產(chǎn)、粘著劑生產(chǎn)和印染加工三方面相互注意和配合不夠，造成配伍性不好事例不斷出現(xiàn)，使得加工貢量不高，今后要加強溝通。3 涂料印染技術(shù)涂料印染技術(shù) 涂料除了上述基本性能要滿足紡織品印染外，另外還要具備兩個重要性能，即能夠吸附上或施加上纖維表面，并在纖維上具有一定的結(jié)合牢度，才能用于紡織品印染。在通常條件下，由于涂料對纖維無直接性，不能從水介質(zhì)吸附上染纖

48、維，顏料顆粒不能與纖維分子建立較強的結(jié)合刀，所以涂料在通常條件下不能單獨用來印染紡織品。 自從合成粘著劑于上世紀中期大量生產(chǎn)以后，涂料通過粘合劑可以與纖維紡織品較牢固結(jié)合，涂料印花逐漸廣泛用于紡織品印花，也少量用于紡織品軋染。因為這兩種加工,涂料可以通過機械方法施加到紡織品上，加工各種印染產(chǎn)品，但深濃色染色產(chǎn)品還難得到。 在上世紀后期，通過控制纖維和涂料顆粒的電荷性，即對纖維素纖維進行陽離子改性后，可以明顯提高涂料顆粒對纖維的吸引力，即通過纖維和顏料顆粒表面間的靜電力吸引，涂料可以吸附上纖維表面，并通過粘著劑的粘著作用，將顏料較牢固地固著在纖維上，可以大大提高著色深度和結(jié)合牢度。這以后涂料浸染

49、得到了快速發(fā)展，這種改性工藝也用于涂料軋染，擴大了軋染的應(yīng)用范圍。在此基礎(chǔ)上，還開發(fā)了陽荷性涂料用來染未改性的纖維紡織品。 由此可知，涂料印染技術(shù)的應(yīng)用是在克服涂料對纖維無直接性和結(jié)合不牢這兩個缺點上發(fā)展起來的。目前，涂料已廣泛用于各種類紡織品的印花，在染色加工的應(yīng)用還主要是一些牢度要求不是很高，手感也不是十分柔軟的產(chǎn)品，例如牛仔布染色，差別化染色和成衣染色等。現(xiàn)對涂料印花和染色技術(shù)簡要介紹于下，詳細內(nèi)容可參看有關(guān)文獻。3.1涂料印花技術(shù)涂料印花技術(shù) 涂料印花工藝過程較簡單，一般如下： 印花一烘干一焙烘或汽蒸。 印花色漿組成除水分以外，主要有以下物質(zhì)：涂料：大部分為有機顏料，少量為無機顏料。

50、粘著劑：非交聯(lián)型和交聯(lián)型的成膜高分子化合物（乳液）。 交聯(lián)劑：具有兩個以上反應(yīng)基團的化合物。 增稠劑：乳化糊、合成增稠劑或它們的混合物。 其他添加劑：例如吸濕劑或保濕劑、消泡劑、增深劑等。 在色漿中，除了涂料外，最重要的是粘合劑和增稠劑，粘著劑不僅自身成膜，并將纖維表面潤濕粘著，還要將顏料顆粒潤濕和粘著。另一重要組成是增稠劑，過去主要應(yīng)用乳化糊，即火油與水的乳化體，為油水型乳化體。由于耗能高和污染問題，目前已基本不用了，主要用合成增稠劑，這是一類增稠能力很強的高分子物，為陰離子型。有關(guān)粘合劑和合成增稠劑的性能，特別是粘著性、成膜性或增稠性，以及它們與纖維、顏料的配伍性，將另文討論。3.2 涂料

51、染色技術(shù)涂料染色技術(shù) 已經(jīng)指出，涂料在染整加工中的應(yīng)用，長期都是用于印花，直到上世紀60年代后，才有涂料染色的報導。隨著涂料和粘著劑的不斷改進，也隨著涂料染色的發(fā)展，特別是染淺中色產(chǎn)品才受到大家關(guān)注，并且首先在連續(xù)軋染上得到推廣。隨著纖維陽離子化改性技術(shù)的發(fā)展，涂料浸染也得到推廣,特別在成衣染色發(fā)展很快。 涂料軋染的工藝過程如下： 浸軋染液一烘干一焙烘。 染液基本組成： 涂料：基本是有機顏料，要求顆粒更細和均勻。 粘著劑：有非交聯(lián)和交聯(lián)型兩種，用量較印花少。 交聯(lián)劑：和印花用類型相同，用量較低。 滲透劑：增強染液潤濕和滲透作用。 防泳移劑：防止涂料在烘干時泳移，引起色差。 柔軟劑：改善紡織品手

52、感，提高摩擦牢度。 涂料對纖維沒有直接性，所以難染深色品種。染色時染液對整個紡織品著色，所以粘著劑用量宜低，而且分散穩(wěn)定性，粘著力和成膜性都要強。為了增強涂料對紡織品粘著，有時要加交聯(lián)劑，但用量比印花低。染液是在浸軋時滲透進紡織品，時間短，故宜選用滲透劑。涂料顆粒細，對纖維無親和力，所以在烘干時容易泳移，故要加適量防泳移劑，它多半是一些親水性高分子化合物，故用量不宜多，則會降低涂料的摩擦牢度和使產(chǎn)品手感變硬，涂料染色時顏料靠粘著劑成膜后粘著在紡織品上，粘著劑交聯(lián)劑和防泳移劑的存在都會使紡織品手感變硬，為了改善手感，所以要加適量的柔軟劑，并改善摩擦牢度。 涂料軋染的主要難些在連續(xù)軋染時，粘著劑易

53、粘軋輥和導輥，而且只適合染中淺色，對涂料、粘著劑等的要求也較印花高，粘著劑用量高后，產(chǎn)品的手感比染料染色差，而且顏色鮮艷度和摩擦牢度也較差，所以目前應(yīng)用還不廣。 隨著纖維陽離子改性技術(shù)的突破，一些產(chǎn)品先對纖維進行陽離子改性后才進行涂料軋染，由于纖維陽離子改性后纖維表靣帶正電荷，因此對涂料和粘著劑的分散顆粒有一定的靜電吸引作用，可以提高涂料的吸附率，提高顏色深度和色牢度。但對陽離子改性的均勻性要求較高。否則易引起染色不勻，此外對配色準確性也要求較高?？偟膩碚f涂料軋染前進行陽離子改性的技術(shù)愈來愈受到大家的重視。新的陽離子改性劑不斷開發(fā)出來后，將會促進涂料軋染的推廣9。 涂料浸染則是在陽離子改性技術(shù)

54、應(yīng)用后才被發(fā)展起來的，因為未改性的纖維很難用涂料浸染，涂料基本上不能吸附上纖維。涂料浸染的特點是適合小批量加工，特別適合成衣，例如牛仔布染色，因為涂料浸染較容易產(chǎn)生石洗、漂白等效果。浸染還適合紗線、針織品染色，所以近年來發(fā)展較快。 涂料浸染的工藝過程如下： 紡織品陽離子化改性一水洗一涂料浸染一水洗一烘干。 染液基本組成： 涂料：和軋染涂料基本相同。 粘著劑：有非交聯(lián)型和交聯(lián)型兩類，用量較印花少。 交聯(lián)劑：視產(chǎn)品和工藝不同而選用，有時不用。 滲透劑：增強染液潤濕和滲透作用。 柔軟劑：改善產(chǎn)品手感和提高摩擦牢度。 陽離子化改性的目的是在纖維上接枝上陽離子改性劑，它有多種類型，改性工藝條件也各不相同

55、9，改性后纖維帶正電荷。涂料浸染的工藝條件也隨著所用粘著劑不同而不同，交聯(lián)型的粘著劑要加入適當催化劑，或pH值控制劑。溫度控制條件也各不相同，交聯(lián)劑視產(chǎn)品和工藝不同而選用，交聯(lián)型粘著劑一般不需加交聯(lián)劑，一些產(chǎn)品牢度符合要求后也不需加交聯(lián)劑，交聯(lián)劑的加入會降低染液穩(wěn)定性。 涂料浸染的主要問題是顏色控制和修色較難，因為陽離子改性后的纖維難調(diào)整顏色。另外染色不勻也是經(jīng)常出現(xiàn)的問題，再一點就是染色摩擦牢度，特別是深色品種的濕摩擦牢度不高。干摩擦牢度不高的原因主要有兩點，一是和涂料印花一樣，顏料顆粒不能進入纖維內(nèi)部，而是靠粘著劑成膜粘著在纖維表面。另一點原因是纖維陽離子改性后，與涂料和粘著劑顆粒間存在較

56、強的靜電吸引力, 這種靜電吸引力可以大大提高顏料與纖維的結(jié)合力，提高上染率，但它不利于顏料顆粒對紗線滲透，它在紡織品表面吸附多，對粘著劑也是如此，所以不利于提高摩擦牢度。另外，涂料染色粘著劑用量也較低，也不利于提高摩擦牢度。 傳統(tǒng)涂料染色纖維要先進行陽離子化改性，然后再進行涂料染色，工序較長，也不利于控制顏色和修色。為此，近年來開發(fā)了陽荷性涂料染色10。如前所述，應(yīng)用陽離子性分散劑分散顏料后，使它具有正電性，而棉等纖維在水溶液中表面是荷負電性的，因此紡織品不預先進行陽離子改性，而用陽荷性涂料染色，也有較高的上染率，可以染成較深顏色。在配套應(yīng)用一些試劑（牢度提升劑）后也可以獲得較好的牢度。這種染

57、色工藝過程如下： 陽荷性涂料染色一水洗一固色一（脫水一柔軟整理）一烘干。 染色及固色處方： 陽荷性涂料：用陽離子分散劑改性的涂料。 勻染劑1227：它分子較勺具陽荷性有競?cè)咀饔谩?涂料牢度提升劑：可以和涂料通過靜電引力結(jié)合，提高涂料的牢度，和涂料分浴處理。 為了提高濕摩擦牢度，在柔軟整理浴中還可以加入濕摩擦牢度提升劑，并進行焙烘處理。目前這種工藝還處在試驗階段。其特點是纖維不必先進行陽離子化改性。由于未改性的纖維素纖維表面的負電性主要靠在水溶液中定向吸附陰離子或極性化合物產(chǎn)生的，其負電性不十分穩(wěn)定，受溶液中的pH值和離子化合物影響較大，所以陽荷性涂料染色受浴比影響較大，而且涂料用量高后，上染率

58、下降快，故染色工藝和陽離子化纖維染色有較大區(qū)別。有些助劑配套還有待開發(fā)。染色效果也比纖維陽離子改性的差。 4 涂料印染技術(shù)的發(fā)展和展望涂料印染技術(shù)的發(fā)展和展望 涂料印染優(yōu)點很多，最主要還是有利于進行清潔生產(chǎn)和節(jié)能減排。因此，近年來受到大家關(guān)注，其印染技術(shù)的發(fā)展主要有兩方面，一是涂料等化學試劑開發(fā)，二是應(yīng)用技術(shù)的開發(fā)。4.1新型涂料的開發(fā)新型涂料的開發(fā) 本文前面己指出，涂料印染還存在一些不足，嚴重地阻礙了它的應(yīng)用推廣，其中最主要的不足是顏色提深性、色牢度、分散穩(wěn)定性和產(chǎn)品手感差等問題。這些問題主要是涂料本身和粘著劑造成的。在此僅對涂料近年來的發(fā)展作簡要介紹，有關(guān)粘著劑的發(fā)展將另文介紹。4.1.1

59、新型分散劑表面改性涂料新型分散劑表面改性涂料 涂料表面改性和分散主要是開發(fā)新的分散劑和采用新的分散細化技術(shù)與設(shè)備。 涂料表面改性過去主要用低分子分散劑來表面改性和分散，隨著涂料顆粒要求愈來愈細，低分子分散劑由于易解吸，分散穩(wěn)定性不夠高，因此，應(yīng)用高分子分散劑來改性和分散受到重視。高分子分散劑的種類很多，不同涂料應(yīng)選用配伍的高分子分散劑才有較好的效果，總的來說，分散穩(wěn)定性較低分子分散劑的高，但顏色深度、飽和度和色牢度隨品種而變化，而且還要和選用的粘著劑相適應(yīng)，例如有報導，應(yīng)用超支化結(jié)構(gòu)高分子分散劑后，分散穩(wěn)定性雖然較高，但涂料染色顏色較淺，皂洗牢度雖較好，而摩擦牢度不理想11。4.1.2顏料顆粒

60、表面包覆改性涂料顏料顆粒表面包覆改性涂料 在顏料顆粒表面包覆一層聚合物，使它易于分散，和提高分散穩(wěn)定性，常見涂料表面包覆的方法有溶劑蒸發(fā)法、噴霧干燥法、液相分離法、懸浮交聯(lián)法和原位聚合法等。 原位聚合法是將反應(yīng)單體（或預聚體）與引發(fā)劑先后加入分散相中后（顏料顆粒為分散相），因聚合物是不可溶的，聚合反應(yīng)在芯材顆粒表面上進行，聚合物沉積并將芯材（顏料）表面包覆，形成聚合物包覆的顏料分散體。這個聚合包覆過程如圖8所示。圖8 顏料原位聚合包覆改性和分散過程 如果聚合物為涂料印染用的粘著劑，則得到的是粘著劑包覆的顏料，用于印染，不僅不必另加料著劑，而且粘著劑用量低，應(yīng)用工藝簡單，產(chǎn)品手感柔軟，顏色鮮艷，