熱轉(zhuǎn)移印花是一種無(wú)液相介質(zhì)的干法印花工藝,具有花型逼真、花紋精細(xì)、層次清晰等優(yōu)點(diǎn). 目前,熱轉(zhuǎn)移印花已較廣泛地應(yīng)用于合成纖維產(chǎn)品,在天然纖維上還沒有實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn). 本課題組研制出一種架橋劑,棉織物用這種架橋劑處理后,可用分散染料對(duì)其進(jìn)行熱轉(zhuǎn)移印花并且產(chǎn)品的耐洗、耐摩擦、耐汗?jié)n等指標(biāo)均能達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn). 但是,實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn):來(lái)源不同、組織(指紗支密度) 相同的棉布熱轉(zhuǎn)印后白度差異較大,即有些泛黃,有些顯灰暗,有些卻有良好的白度.
棉布本身的耐熱性能比較好,其白度差異主要是由存留于織物上的不同助劑的耐熱性能決定的. 棉布熱轉(zhuǎn)印前經(jīng)過(guò)常規(guī)的前處理和架橋處理后,存留在布上的助劑主要是熒光增白劑和架橋劑. 由此推測(cè),上述現(xiàn)象可能是架橋劑與熒光增白劑在200℃的高溫下共同作用所致. 由于本課題組研制的架橋劑只有1 種,而熒光增白劑種類比較多,不同印染廠使用的品種亦不盡相同,顯然白度不同的現(xiàn)象主要是熒光增白劑引起.
為了探索架橋劑和熒光增白劑的結(jié)構(gòu)及熒光增白劑商品中的添加劑對(duì)增白效果及耐熱性能的影響,本文選用了9 種常用熒光增白劑進(jìn)行了試驗(yàn),以期為棉熱轉(zhuǎn)印技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化研究提供一定的參考依據(jù).
1 實(shí)驗(yàn)(略)
1.1 藥品及織物
熒光增白劑VBL (粉末) 、熒光增白劑CXT(粉末) 、熒光增白劑VBU (液體) ,杭州華洋化工有限公司;熒光增白劑N-C(液體) 、熒光增白劑S-C(液體) 、熒光增白劑CP-3D(體) 、熒光增白劑CP-3L (液體),杭州綠典化工有限公司;熒光增白劑BA (粉末) 、熒光增白劑NT-3 (粉末) ,南通麗絲化工有限公司;本課題組自制架橋劑;織物為經(jīng)煮練、漂白后的純棉平紋布.
1.2 工藝流程
1) 棉布→吸盡法熒光增白(用量、溫度、時(shí)間、pH 值等按照各增白劑的最佳條件操作) →烘干;
2) 增白棉布→架橋劑處理(二浸二軋,帶液率約80 %) →烘干;
3) 增白棉布(或架橋劑處理后棉布) →用壓燙機(jī)在220℃下壓燙30s.
2 結(jié)果與討論
2.1熒光增白劑分子結(jié)構(gòu)對(duì)棉織物熱轉(zhuǎn)印產(chǎn)品白度的影響
選用5 種結(jié)構(gòu)已知的棉用三嗪氨基二苯乙烯類熒光增白劑對(duì)棉布進(jìn)行增白,這5 種增白劑的主結(jié)構(gòu)如圖1 所示,其助色基團(tuán)見表1.
將增白的棉布用熱轉(zhuǎn)印機(jī)壓燙. 分別檢測(cè)壓燙前后的白度值( GANZ 白度1 和GANZ 白度2) ,分析它們的增白效果和耐熱性能.
增白劑的增白效果各不相同,以CXT 增白效果最好. 從白度差看出,CXT、NT-3 和BA 的耐熱性能較差,經(jīng)高溫壓燙后白度分別下降21.92 、22.13 、22.32 ,而VBU 和VBL 在壓燙后白度只下降7.74 和10.17. 這可能是NT-3 和BA 的分子中含有多個(gè)—OH , —OH 在高溫有氧存在的條件下容易被氧化,從而使白度下降;CXT 分子中有2 個(gè)—OH ,所形成的羥乙基氨基在高溫有氧條件下也容易發(fā)生氧化;而VBU 分子中沒有—OH ,其耐熱抗氧化性能比較好. 因此可以說(shuō)增白劑分子中含有的易氧化基團(tuán)越少,耐熱性能越好,用其增白的棉布在熱轉(zhuǎn)印后白度越好.
2.2 增白劑商品中的添加劑對(duì)棉熱轉(zhuǎn)印產(chǎn)品白度的影響
為了考察熒光增白劑商品中的添加劑對(duì)白度的影響,選用4 種含有相同增白劑結(jié)構(gòu)和不同添加劑的商品,進(jìn)行紫外光譜的檢測(cè).這4 種增白劑在紫外區(qū)的吸收完全一致,可以肯定其結(jié)構(gòu)是一樣的,添加不同的添加劑是為了使它們除了用于棉的增白以外,還可以分別用于絲綢、晴綸、滌綸等織物;不同的添加劑還賦予它們各自的優(yōu)點(diǎn),有的耐光牢度好,有的則具有更廣的pH 值應(yīng)用范圍. 那么,這些添加劑對(duì)它的增白性能是否有影響呢? 為此,用上述4 種增白劑對(duì)棉布進(jìn)行增白,然后將增白的棉布用熱轉(zhuǎn)印機(jī)壓燙,分別檢測(cè)壓燙前后的白度值(GANZ 白度1 和GANZ 白度2) ,分析它們的增白效果和耐熱性能.
CP-3D、CP-3L 、N-C、S-C這4 種棉用增白劑的增白效果都很好,而且壓燙后棉織物的白度值亦比較接近,可以認(rèn)為增白劑商品中的添加劑對(duì)增白劑耐熱性能的影響并不大,即對(duì)棉熱轉(zhuǎn)印產(chǎn)品白度的影響不大.
2.3 架橋劑對(duì)棉熱轉(zhuǎn)印產(chǎn)品白度的影響
為檢驗(yàn)架橋劑對(duì)棉熱轉(zhuǎn)印產(chǎn)品白度的影響,將經(jīng)過(guò)不同增白劑處理的棉布用架橋劑處理,測(cè)得棉布的GANZ 白度3 ,接著用壓燙機(jī)壓燙,測(cè)得GANZ 白度4.
不同增白劑增白的棉布,在經(jīng)過(guò)架橋劑處理后,它們的白度都不同程度地增加,可推測(cè)這種架橋劑可能與增白劑分子之間有協(xié)同作用,起到使熒光增強(qiáng)的效果.
熒光量子產(chǎn)率的高低主要取決于熒光增白劑本身的分子結(jié)構(gòu)及引入的取代基,另外,增白劑所處的化學(xué)環(huán)境對(duì)熒光強(qiáng)弱的影響也不可忽視.本實(shí)驗(yàn)所選用的熒光增白劑具有相同的共軛發(fā)色系統(tǒng),系統(tǒng)中具有的能發(fā)出較強(qiáng)熒光的π*-π 躍遷,為發(fā)熒光的重要躍遷類型. 當(dāng)熒光增白劑溶液中添加了架橋劑,由于架橋劑富含羥基,兩者會(huì)發(fā)生分子間作用形成氫鍵,這些氫鍵能引起熒光增白劑分子的電子云分布發(fā)生偏移,使π電子共軛程度提高. 共軛程度越大,電子的非定域就越大,就越容易被激發(fā),更易產(chǎn)生π*-π躍遷,熒光量子產(chǎn)率也增加.
在高溫壓燙條件下,經(jīng)架橋處理后的棉布與沒有經(jīng)架橋劑處理的棉布相比白度也有所提升. 這可能是架橋劑中含有的高溫保護(hù)劑對(duì)增白劑起到了保護(hù)作用,使其不易被氧化,從而提高了棉布的白度.為熒光增白劑VBU 的紫外吸收曲線. 可以到,VBU最大吸收波長(zhǎng)在350 nm 處,其吸收值在經(jīng)架橋劑處理后明顯增大,說(shuō)明架橋劑的協(xié)同作用使得VBU 在紫外光區(qū)的吸收加強(qiáng)了. 圖4 為熒光增白劑VBU 在棉布上對(duì)可見光的反射率曲線. 可以看出,VBU 的最大反射波長(zhǎng)在440 nm 的藍(lán)紫光區(qū),添加架橋劑后,這一區(qū)域的熒光反射也顯著增強(qiáng).
由此可見,架橋劑能使熒光增白劑在紫外光區(qū)的吸收增強(qiáng),在藍(lán)紫色的可見光區(qū)域反射出更強(qiáng)的藍(lán)紫光,架橋劑中的高溫保護(hù)劑還能提高增白劑的耐熱性能,有助于熱轉(zhuǎn)印棉布白度的提高.
3 結(jié)論
改善棉熱轉(zhuǎn)印產(chǎn)品的白度可通過(guò)以下2 個(gè)途徑:
1) 通過(guò)對(duì)增白劑的篩選或增白劑結(jié)構(gòu)的改性來(lái)提高其耐熱性能;
2) 通過(guò)施加架橋劑等增效助劑來(lái)提高初始白度和耐熱性能.
(北京服裝學(xué)院材料工程學(xué)院 張 穎/王紅鳳)(E07)
