泡沫印花機(jī)理與特性
泡沫印花一般過程是在含有染料和固色染料的助劑濃溶液中,加入發(fā)泡劑,用機(jī)械的方法打入空氣,使其發(fā)泡形成泡沫,再使其達(dá)到一定的粘度,而制成泡沫印花色漿,泡沫色漿用印花機(jī)印到織物上以后,泡沫迅速全部破裂,染料滲透進(jìn)入纖維,因其泡沫給液率低可以不用烘干。泡沫一旦和纖維表面接觸,泡內(nèi)液體通過毛細(xì)管效應(yīng),很快被纖維吸收,泡沫內(nèi)空氣立即外逸,又由于泡沫內(nèi)的染料濃度高而水分少,不等深入纖維內(nèi)部,就被迫均勻涂布在織物表面,使表面給色量增高??上攵獜呐菽屠w維的接觸到破裂,時(shí)間是短暫的,大約是百分之一秒。印后同常規(guī)印花一樣進(jìn)行后處理,但由于印花漿中不含有膠類和糊料之物可以免去后處理中的洗滌工序。泡沫印花色漿需要什么樣的泡沫呢?應(yīng)該是在印到織物上之前,泡沫應(yīng)十分穩(wěn)定,印到織物上以后,又要求迅速破裂。泡沫不穩(wěn)定在印花前便發(fā)生破裂,色漿粘度下降,就無法實(shí)現(xiàn)泡沫印花,若泡沫穩(wěn)定性太高,印花后泡沫在織物上不能均勻地破裂,會(huì)給印花質(zhì)量造成過多的影響。
泡沫印花色漿的粘度與發(fā)泡比有密切的關(guān)系,發(fā)泡比就是一定體積待發(fā)泡液體的重量對(duì)同體積泡沫重量之比,可用下式來表示:
| 發(fā)泡比= | 發(fā)泡前一定體積液體的重量 |
| 發(fā)泡后同體積泡沫的重量 |
發(fā)泡比與泡沫的密度有關(guān),泡沫的密度是泡沫單位體積的重量,用g/ml表示。比如:發(fā)泡前液體密度為
表Ⅰ 發(fā)泡比對(duì)涂料印
| 發(fā)泡比 | 泡沫穩(wěn)定性 | 涂料濃度(%) | 印制效果 | |
| 平 網(wǎng) | 輥 筒 | |||
| 10:1 | 不穩(wěn)定 | 1-6 | 差 | 差 |
| 8:1 | 穩(wěn)定 | 1-4 | 浮 | 浮 |
| 6:1 | 穩(wěn)定 | 1-8 | 浮 | 好 |
| 5:1 | 穩(wěn)定 | 1-8 | 好 | 好 |
| 4:1 | 非常穩(wěn)定 | 1-8 | 好 | 好 |
對(duì)泡沫的要求也和一般印花色漿一樣應(yīng)具有假性流體的特性,也就是說泡沫也應(yīng)是它的粘度受剪切應(yīng)力的影響,剪切應(yīng)力越大,它的粘性就越小,粘度的減小是泡沫在剪切應(yīng)力作用下改變了發(fā)泡比的關(guān)系。泡沫這種流變特
制備泡沫印花色漿
泡沫印花色漿的組成,除了和常規(guī)印花一樣,含有染料和染料固色所需要的助劑以外,還必需加入一定量的發(fā)泡劑、泡沫穩(wěn)定劑等。使印花色漿進(jìn)行發(fā)泡有兩種方法:有空氣注入法、機(jī)械攪拌法或兩者聯(lián)合的方法。空氣注入法是一種最重要、使用最廣泛的發(fā)泡方法,該法是將壓縮空氣通入含有發(fā)泡劑和其他助劑的色漿溶液中而產(chǎn)生泡沫。機(jī)械攪拌法也是一種最簡(jiǎn)單的發(fā)泡方法,含有發(fā)泡劑的色漿溶液在機(jī)械攪拌下,造成液相移動(dòng)使其氣—液界面急劇地增加而產(chǎn)生氣泡,氣泡移向該體系的上方并使之膨脹形成泡沫。也可采用以上兩種方法的聯(lián)合,即攪拌的同時(shí)注入空氣,可達(dá)到有效而迅速地發(fā)泡,可以在較短時(shí)間內(nèi)制備各種類型的泡沫。
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泡沫印花時(shí),印花色漿的穩(wěn)定性是十分重要的,印花色漿放置時(shí)或向絲網(wǎng)印花機(jī)或滾筒印花機(jī)輸送印花色漿的粘度必須相當(dāng)穩(wěn)定,也就是說發(fā)泡比的變化不太明顯,如果發(fā)泡比發(fā)生明顯變化,對(duì)印花顏色的深淺會(huì)帶來影響,為此,在采用泡沫體系進(jìn)行印花時(shí),必須解決印花色漿的這種不穩(wěn)定性,在制備各種印花色漿時(shí),利用抑制泡沫成長(zhǎng)劑是有效手段之一。這種抑制泡沫成長(zhǎng)劑的實(shí)際應(yīng)用的商品有:Neodol—25(C8-C12脂族醇、殼牌石油制);Antifoam B(二甲基硅氧烷、道康寧制);Santiszer 141(亞磷酸鹽、孟由都制)。使用這種抑制泡沫成長(zhǎng)劑,添加量為0.01%-15%,具有能限制超過規(guī)定程度的發(fā)泡,使發(fā)泡比較穩(wěn)定。添加時(shí)間很重要
泡沫在涂料印花工藝中的使用
由于節(jié)能的需要,國外對(duì)泡沫技術(shù)在印染印花工業(yè)中的應(yīng)用很重視,泡沫印花已獲成功,泡沫印花除上述那種泡沫印花色漿中不用膠類和糊料的染料泡沫印花外,還有一種涂料泡沫印花法,Tennants Textile colours公司在它的英國專利中介紹了一種涂料泡沫印花方法,該專利規(guī)定,印花漿泡沫密度不得大于
涂料泡沫印花漿的制備方法是將含有增粘劑、粘合劑與表面活性劑等的水溶液組成物,在不溶性惰性氣體存在下攪拌變稠,使其產(chǎn)生泡沫,泡沫體積為原水溶液體積的1.5-3倍。任何水溶性增稠劑均可使用,但最合適的是聚丙烯酸類增稠劑;最適宜的粘合劑為丙烯酸脂與丙烯腈的半交聯(lián)乳化液聚合物。表面活性劑(發(fā)泡劑)最好用十二烷基硫酸納,為了幫助印花漿水溶液產(chǎn)生泡沫,最好要按溶液重量加入0.05%-0.5%的海藻酸納,它能夠改進(jìn)泡沫的結(jié)構(gòu),另外按水溶液重量的0.5%-50%加入十二烷醇或刀害,目前尚在研究采用易蒸發(fā)掉的發(fā)泡劑和穩(wěn)定劑深受印花業(yè)的關(guān)注。
現(xiàn)對(duì)泡沫涂料印花漿處方舉例如下:
增稠劑(聚丙烯酸類)
粘合劑(丙烯酸脂—丙烯腈—羥甲基丙烯酰胺共聚物乳液)
海藻酸納
十二烷基硫酸納
十二烷醇
氨水
上述配方制成泡沫溶液以后再與涂料色漿混合,制備好的印花色漿,可用園網(wǎng)印花機(jī)印于織物上(如綿織物),印花織物經(jīng)烘干后在
英國Alliea colloias 公司推薦使用增稠劑Alcoprint PTF 用于涂料泡沫印花,可以產(chǎn)生極穩(wěn)定的泡沫,可以在園網(wǎng)印花機(jī)上使用。
例舉典型印花色漿配方:
氨水
Alcopri
硬脂酸銨
十二烷基硫酸納
Alcoprint PBA(粘合劑)
涂料 X
此色漿混合后其粘度約為5Pa .s,從印漿與倍于體積的空氣混合產(chǎn)生發(fā)泡比為5:1的泡沫,印制效果特別柔軟而清晰(發(fā)泡比對(duì)涂料印制效果的影響可參見前述表1中的結(jié)果)。
泡沫印花工藝操作中注意要點(diǎn)
⑴印花前應(yīng)對(duì)印花設(shè)備如花筒、園網(wǎng)、平網(wǎng)徹底加以清洗,除去有消泡作用的火油,以防印制中引起不必要的麻煩。
⑵在平網(wǎng)印花中,色漿應(yīng)以少量而連續(xù)地加入為好,以免在長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)中產(chǎn)生表面干燥,阻塞篩網(wǎng)孔,刮刀壓力與常規(guī)印花相同或略大。
⑶在園網(wǎng)印花中,色漿輸送管道應(yīng)光滑,管道不宜過長(zhǎng)。
⑷在滾筒印花中,花紋雕刻不宜過深,刮刀應(yīng)十分鋒利,給漿輥應(yīng)是短硬毛的。
⑸可使用發(fā)泡比相同的貯備漿進(jìn)行稀釋,但印花前要進(jìn)行均勻混合。
⑹對(duì)未使用的泡沫色漿可貯存2-3天,在貯存前應(yīng)對(duì)保管的泡沫體積作出標(biāo)記,以便在用前經(jīng)過簡(jiǎn)單攪拌即可重新恢復(fù)原來體積。貯存容器應(yīng)加蓋密封放于陰涼處,防止因環(huán)境溫度升高破壞泡沫體系。
⑺涂料泡沫印花色漿如果控制相同發(fā)泡比,增加粘合劑用量,印漿粘度會(huì)增大,泡沫穩(wěn)定性會(huì)提高,若增加增稠劑用量,也會(huì)提高泡沫穩(wěn)定性,它比使用穩(wěn)定劑效果還顯著,但用量不宜過多,否則會(huì)影響泡沫的排液速率。
⑻若長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)印花時(shí),若只用一只漿桶供給泡沫色漿時(shí),必須對(duì)泡沫色漿進(jìn)行不斷緩慢攪拌。
⑼防止涂料泡沫色漿接觸酸、堿、酒精等化學(xué)物質(zhì),以免破壞泡沫體系。
⑽泡沫印花具有比常規(guī)印花手感柔軟和表面給色量高等優(yōu)點(diǎn),但工業(yè)中最大的研究課題是如何保證在整個(gè)印制操作,泡沫密度不發(fā)生變化,不然由于密度的不一致性導(dǎo)致印花色澤深淺不一。
⑾泡沫大小應(yīng)控制一致,不然會(huì)帶來不良的印制效果,印制過程中不讓發(fā)泡比上升,否則會(huì)引起色淺或拖刀等不良后果。
泡沫印花的發(fā)展前景
采用泡沫印花染整技術(shù)較早又獲得成功的是瑞士的山可瓦德(Sancowad)印花染
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