網(wǎng)印工業(yè)譜新篇——一項(xiàng)技術(shù)革新

文 譚榮國(guó)

從涂料印花談起

涂料印花有很多優(yōu)點(diǎn)，如工藝范圍寬、工藝簡(jiǎn)化、成本低、色譜全、日曬牢度高、印制精密花型效果好。涂料印花不受纖維種類限制，為消光印花、夜光印花、靜電植絨印花提供了可能。由于不受纖維種類的限制，純綿、人造棉、富纖、滌棉混紡織物都可采用涂料印花。例如：滌棉混紡織物，常采用二次印染，即先染分散染料，然后高溫固色，洗凈，再染活性染料，然后加堿高溫固色，再洗凈。分散染料極易玷污白地，色譜也受限制，費(fèi)工費(fèi)料。如果采用涂料印花，即可一氣呵成。

那么，涂料印花優(yōu)點(diǎn)諸多，為什么應(yīng)用那么少呢？那得去找找它的缺點(diǎn)：用它印染的紡織品手感粗糙、僵硬，干擦牢度差，濕擦牢度更差，不吸濕，不透氣，衣服穿在身上有粘粘的感覺……不一而足。

涂料印花這一傳統(tǒng)工藝的缺點(diǎn)可否克服呢？答案是肯定的。隨著紡織印染生產(chǎn)成本日益高漲、環(huán)境污染日益加劇、人們對(duì)服飾性能要求的日益提升、化學(xué)工業(yè)的日益進(jìn)步，尤其是納米材料的應(yīng)用，這些缺點(diǎn)的消除就變得自然而然。可以說，數(shù)碼印花技術(shù)的前生就是網(wǎng)印技術(shù)，而數(shù)碼印花的昂貴造價(jià)和低的產(chǎn)出，給網(wǎng)印技術(shù)的主導(dǎo)地位保留了大部分市場(chǎng)份額。鑒于上述理由，筆者對(duì)“涂料印花”這一古老的工藝，進(jìn)行了深入的研究和探討，經(jīng)反復(fù)實(shí)驗(yàn)后，問題一一被攻克，并且進(jìn)入了成熟和推廣的階段，使老工藝煥發(fā)出新的生命力。

顏料料徑問題

小于1μm的物質(zhì)我們稱做納米級(jí)材料。一個(gè)水分子的結(jié)構(gòu)式H2O=18（分子量），粒徑為5埃，即0.5nm。我們常說，這塊網(wǎng)布150目、300目，那么目數(shù)怎樣換算成直徑呢？它的公式是37μm/400目即400目÷300目=1.33/1。37μm×1.33=39.231μm，例如目數(shù)為3000目，它的粒徑ф=3.9231μm。水分子的粒徑為0.5nm，分子量為18，那么一個(gè)分子為655.381μm的物體（指非線型結(jié)構(gòu)）（C17H9Ba3/2SO3Na）即顏料艷胭脂紅的結(jié)構(gòu)式，推導(dǎo)它的粒徑約為35nm。印染涂料，若想達(dá)到極柔軟的目的，它的涂膜一定是極薄的，但一定要讓涂膜厚度大于顏粒的粒徑，這就要求顏料的粒徑越小越好。那么，單個(gè)顏料的粒徑約為35nm，為什么我們的商品顏料粒徑卻會(huì)是60~1000目呢？這與有機(jī)顏料生產(chǎn)有關(guān)。有機(jī)顏料、染料都是水相合成的。當(dāng)合成完成后，要把它與水分離，即鹽析、沉淀、過濾、干燥、破碎、篩選。這樣，單個(gè)分子失去了獨(dú)立存在的介質(zhì)，被分子之間的范德華力吸引，變成了千萬個(gè)分子聚集的晶體。當(dāng)然，有些工廠采用了噴霧干燥法生產(chǎn)，但失水漿料中二聚現(xiàn)象仍難以消除，難以得到納米級(jí)的產(chǎn)品。

書報(bào)印刷油墨的顏料粒徑要求小于7μm，紡織品要求顏料的粒徑小于0.5~0.1μm，即100~500納米，采用球磨、砂磨、氣流磨將顏料破碎，是我們常用的方法即物理方法。由于有機(jī)物的膠體性質(zhì)，很難破碎到3000目，即3.9μm，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于0.1~0.5μm，這就成了我們“涂料印花”手感柔軟難以攻克的瓶頸。

用化學(xué)工藝得到納米級(jí)著色材料

我們?nèi)砸杂袡C(jī)顏料“艷胭脂紅”為例，從化學(xué)結(jié)構(gòu)、制造工藝來闡述：

一、由鄰氨基苯甲酸重氮化后，與2萘酚-3,6一二磺酸鈉鹽偶合制得媒價(jià)紅9染料。

通過以上工藝流程可以看出鄰氨基苯甲酸重氮化后，與2萘酚-3.6—二磺酸鈉進(jìn)行偶合，制得C.1媒介紅。此時(shí)，所得偶合物為染料，分子中含有2個(gè)Na2SO4分子，因此溶解于水。到了第二階段，將Al2(SO4)3與Na2CO3反應(yīng)制得不含SO42-的Al(OH)3分散液中，再用AlCl3調(diào)節(jié)PH值，然后加入BaCl2溶液及ZnO，生成C.1媒介紅的鋇鹽化合物。此時(shí)，媒介紅鋇鹽化合物，即變成了顏料——不再溶于水和有機(jī)溶劑?？梢?，顏料和染料，不同之處在于化合物分子是否含有可溶于水的基團(tuán)。盡管單個(gè)分子是納米級(jí)材料，但在被水分離變成晶體后，一個(gè)是可逆的，另一個(gè)是不可逆的。不可逆的材料難以成為納米級(jí)材料。

那么，溶解于水的染料可否作涂料的色漿呢？染料在水中可保持它的獨(dú)立存在，即納米特點(diǎn)，這是它的優(yōu)勢(shì)。但染料分子中，含有磺酸基團(tuán)、羧基、羥基等基團(tuán)，這些基團(tuán)都溶解于水。但實(shí)踐證明，大部分基團(tuán)都可以和纖維中、樹脂中的活性基團(tuán)在加熱的條件下聚合或自聚。涂膜在失水后，染料在樹脂的包膜中，可溶基團(tuán)與水隔絕，不再存在被溶解的風(fēng)險(xiǎn)。筆者用自制的樹脂試驗(yàn)，讓這一假設(shè)變成了現(xiàn)實(shí)。獲得沸水固色率（100℃）90%，50℃固色率95%，常溫水浸泡2天后，固色率為100%，干擦牢度4級(jí)濕擦牢度3級(jí)的樣品。由于染料上面罩了一層薄膜，即無色的玻璃體，使染料對(duì)光的反射加強(qiáng)，所以色彩的鮮艷度加強(qiáng)而不是減弱。為什么不能在100℃時(shí)固色率達(dá)到100%？我認(rèn)為，可能是染面的表面尚有一些未被包覆或未反應(yīng)完全的染料。

會(huì)呼吸的樹脂

以水代替有機(jī)溶劑的涂料稱為水性涂料。乳膠涂料是水性涂料的一類，幾乎不含VOC。綠色環(huán)保乳膠又稱乳液，它是以水為介質(zhì)合成的，具有分子量高而粘度低的特點(diǎn)，工藝簡(jiǎn)單。乳液成膜靠分散相（即水）的揮發(fā)，樹脂顆粒緊密堆積過程中，毛細(xì)管作用和壓縮聚合物變形融合形成了連續(xù)膜。它可以氣干，也可加溫?zé)?。在高溫?40~150℃）條件下繼續(xù)與其它的活性基團(tuán)聚合和自聚，變成更大的體型結(jié)構(gòu)。乳液的適用粒徑范圍是200~500mm。由于它形成的涂膜始終存在毛細(xì)管，所以乳液是合成樹脂中會(huì)呼吸的樹脂。

用丙烯酸類單體聚合制成的樹脂對(duì)光的主吸收峰在太陽光譜之外，具有特別優(yōu)良的耐光氧化性及耐戶外老化性能。色淺、水白、透明，強(qiáng)紫外線照射下不降解、不黃變，能保持原有的光澤及色彩。耐熱、耐烘烤，在230℃溫度下不變色；耐腐蝕，有較好的耐酸、堿、油脂、洗滌劑等化學(xué)品玷污性能。通過選擇性能各異的單體共聚合，可以制得極為柔軟，又透氣，適用于紡織品的樹脂。事實(shí)上，紡織工業(yè)在印染后的織物整理中，使用樹脂整理已有悠久的歷史，筆者在此不再贅述。

但值得補(bǔ)充的是，在印花工藝中，必須調(diào)制漿料，使染液變成稠厚而有粘性的色漿，才能印出鮮艷豐滿、五彩繽紛的花布。印花完成后，這些漿料都要徹底皂煮洗滌，費(fèi)工又費(fèi)時(shí)，20世紀(jì)70年代后期，國(guó)外先后研制成合成增稠劑，以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的糊料。這些合成增稠劑有它的獨(dú)特流變性，屬于假塑性流體，具有極高的觸變性。用它調(diào)制的色漿，在施工時(shí)，粘度隨刮刀的運(yùn)動(dòng)而急劇下降，顯出良好的流動(dòng)性，當(dāng)刮刀的作用力消除后，粘度急劇上升恢復(fù)。無流淌、不甩墨，用它印制的花紋輪廓清晰，能順利通過300目網(wǎng)印。但是，合成增稠劑（指?jìng)€(gè)別品種如PTF）的主要優(yōu)勢(shì)還在于，干后不需要皂煮洗滌，把它與固色用的丙烯酸樹脂混為一體，共同組成固色的包膜。因?yàn)橹谱骱铣稍龀韯┑脑现黧w和合成工藝與丙烯酸乳液幾乎是大同小異，所以，它具備了增稠和固色2項(xiàng)功能。

印花好、染布若何？

通過以上討論，您或許可接受筆者的講述，涂料印花缺點(diǎn)或可解決，但此說法可否推廣應(yīng)用于大面積布匹的染色呢：答案是肯定的。不同之處在于染液中不加或少加糊料。當(dāng)染液加入樹脂后，用攪拌機(jī)充分使樹脂分布均勻，讓布通過染缸沾滿染液，軋干、吹干、高溫固色即可。整個(gè)工藝像傳統(tǒng)的樹脂整理一樣。當(dāng)然，印染前的處理，如退漿、燒毛、絲光、酶漂、印染后的拉幅、定型、軋光、防護(hù)（如防霉、防火）柔軟等整理，視成品的檔次、種類、特性進(jìn)行。

結(jié)語

在廣東，大家都把印染廠稱做水洗廠，可見水對(duì)印染廠的運(yùn)行起著重要作用且用量極大。一個(gè)日產(chǎn)30萬米花色布的工廠，日用水約9000m3，除小部分通過蒸汽形式排出來，幾乎大部分含有各種染料和各種染化原料，如果全部排放到下水道進(jìn)入江河湖海就會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境。采用筆者的工藝后，用水量可降低至70%，除染前處理（如有些針織白布，不需要前處理）和染后整理用水，除了調(diào)色漿，洗網(wǎng)用水之外，基本上毋須更多用水。

另外，比起傳統(tǒng)的印染所用的染料，由于染色、固色過程中，沒有外泄（被水洗去）故提高了商品染料的利用率。如活性染料的上染率最高只能達(dá)到70%，變成涂料印染后，上染率可提高到95%。此外，助染化工原料如尿素、純堿、燒堿、元明粉，淀粉糊料等，可以一概不用。印花機(jī)、染色機(jī)一機(jī)多用，使原有曲折往返的工藝路線變得簡(jiǎn)單而直接。當(dāng)然能源消耗減少，節(jié)約人工等，不一而足。