微粒子印花

文 | 劉永慶

微粒子印花

文 | 劉永慶

微粒子印花，又稱多色微點(diǎn)印花或多色多點(diǎn)印花，屬于微膠囊印花技術(shù)。

微粒子印花由來

用常規(guī)方法對織物進(jìn)行染色或印花，由于印花不當(dāng)，色漿中的染料顆粒就會發(fā)生凝聚，由微小粒狀聚集變成較大的顆粒，會在染色印花的織物上形成色斑，造成該種疵病，在很大程度上影響了印花產(chǎn)品質(zhì)量和價(jià)值。本來這些凝聚點(diǎn)是印花工藝中所不希望出現(xiàn)的，是造成次品的一種原因，然而這種現(xiàn)象被人利用。日本的紡織生產(chǎn)商就此提出將這些斑點(diǎn)排列成新穎的式樣和圖案，便可產(chǎn)生一種新穎印花產(chǎn)品。但采用兩種以上染料混用很難產(chǎn)生這種效果，因?yàn)閮煞N染料相混必然產(chǎn)生第三色，無法實(shí)現(xiàn)斑點(diǎn)的有序排列。如何將各色染料隔絕開來進(jìn)行有序排列形成理想中的花紋？于是，一種包裹染料的微小粒子的技術(shù)便誕生了，人們稱這種微小粒子叫做微膠囊，也有人稱其為“合成微球”。

微膠囊技術(shù)的優(yōu)勢在于形成微膠囊時(shí)，囊心中染料被包覆而與外界的印花漿隔離開來，它的性質(zhì)能毫無影響地被保留下來，而在適當(dāng)條件（如印花汽蒸處理）下，囊壁被破壞時(shí)又能將囊心中印花染料釋放出來。這樣便給微粒子印花的可行性造成有利的利用條件。

根據(jù)微膠囊材料不同、印花目的和效果不同，微膠囊印花技術(shù)不僅可應(yīng)用于多色微點(diǎn)印花，還可進(jìn)行香味印花、發(fā)泡起絨印花和變色印花等等。微膠囊是由囊壁和囊心兩部分組成。許多高聚物凡能形成簿膜的都可用來制作囊壁。一般情況下，微膠囊有單芯型、多芯型和復(fù)合型3種。從形狀上看由球形的到不規(guī)則的多面體型，膠囊還有多層外膜結(jié)構(gòu)的。根據(jù)用途需要，微膠囊有封閉型、半封閉型和釋放型三種。發(fā)泡起絨印花多采用封閉型的，香味印花多采用半透析的外膜制成半封閉型的，多色微點(diǎn)印花采用封閉型，在特定條件下破壁釋放染料來完成印花。

染料微膠囊的制作

在染料中最適宜制作染料微膠囊的是分散染料，因?yàn)樗鼛缀醪蝗苡谒谒腥菀仔纬煞稚顟B(tài)，可用甲基纖維素等水溶性壁材進(jìn)行包覆，為此用非水溶性染料可用相分離的單凝聚法、復(fù)合凝聚法以及物理法形成微膠囊。而水溶性染料則要進(jìn)行事先處理（如把染料水溶液加入到油性溶液中攪拌形成油包水型乳液，再把所得的乳化體系倒入含有親水性保護(hù)膠體溶液中去制備染料微膠囊），然后再進(jìn)行微膠囊制作。織物印花用的染料微膠囊的顆粒直徑一般都在10～30μm左右。印花使用微膠囊的目的，是在適當(dāng)時(shí)期能及時(shí)釋放出囊心中的染料，以達(dá)到染料對織物纖維上染的目的。

染料微膠囊的壁膜材料一般都是由高分子親水性聚合物組成的，如甲基纖維素、明膠、瓊脂、聚丙烯酸或馬來酸共聚物等。若將明膠、合成龍膠、染料和擴(kuò)散劑NNO混合成一起，（如果分散染料己含擴(kuò)散劑NNO可不加擴(kuò)散劑）放入溫度不低于35℃的水中，邊攪拌邊加入鹽酸調(diào)節(jié)PH值到4左右，使兩性聚電解質(zhì)明膠轉(zhuǎn)變?yōu)閹д姾蓵r(shí)，則會與擴(kuò)散劑NNO互相吸引而產(chǎn)生凝聚形成粒子。然后加入交聯(lián)劑攪拌片刻，再冷卻到10℃，繼續(xù)攪拌10min即可制成染料微膠囊。微膠囊壁膜需要進(jìn)一步固化處理，這一步非常重要。因?yàn)楣袒^度或者固化不到位都會在印花過程中發(fā)生早破囊或不破囊，使印花無法進(jìn)行，也就達(dá)不到產(chǎn)生斑點(diǎn)的效果。

為此，固化處理時(shí)要控制溫度、反應(yīng)時(shí)間等條件，加入擴(kuò)散劑會使膠囊顆粒凝聚成塊，為了獲得分散微粒狀態(tài)的微膠囊需要加入一定量合成龍膠，其目的是防止結(jié)塊。對于微膠囊顆粒大小可以通過調(diào)節(jié)合成龍膠用量、加鹽酸速度和攪拌速度的變化來控制。若合成龍膠用量少、加鹽酸快并攪拌速度低就會制得較小顆粒。若想獲得較大顆粒的膠囊，可補(bǔ)加一些明膠與擴(kuò)散劑NNO。多色色點(diǎn)大可通過改變做膠囊粒子大小、形狀和微膠囊中染料濃度來控制，當(dāng)微膠囊染料的粒徑在30μm以下占75%以上時(shí)，才能保證有50%的微膠囊染料顆粒產(chǎn)生多色微點(diǎn)效果。在制作中加鹽酸調(diào)節(jié)PH值引起凝聚時(shí)，獲得顆粒不符合要求時(shí)，可重新調(diào)制（再重新加堿使凝膠溶化分散）使它回到原始分散狀態(tài)后再加酸調(diào)制重新造粒直到滿意為止。

微粒子印花工藝

由于生產(chǎn)或制作的染料微膠囊采用的工藝及材料性質(zhì)的不同，而影響采用的印花色漿組成及其工藝也會不同。

1．印花工藝A：

下邊以北京紡織科學(xué)研究所研制開發(fā)的用于滌綸的微膠囊D型染料及適用于滌／棉混紡和征微膠囊VD型染料的使用工藝如下：

印花漿的組成

印花工藝流程為：

印花→預(yù)烘→140℃高壓汽蒸→水洗→還原清洗→水洗→烘干→成品。

適用于滌／棉織物的微膠囊VD型染料、印花漿組成與微膠囊D型染料相同。工藝流程為：印花→預(yù)烘→140℃高壓汽蒸→100℃常壓汽蒸→水洗→氧化→皂洗→水洗→烘干→成品。所得產(chǎn)品著色效果很好。

對于滌綸或滌／棉混紡產(chǎn)品多采用輥筒印花，而腈綸及毛織物常采用平網(wǎng)印花。在微粒子印花工藝中常出現(xiàn)染料泳移現(xiàn)象，為解決染料泳移問題，常采取染料微膠囊與牢度改進(jìn)劑配合使用的方法。當(dāng)微膠囊破裂后牢度改進(jìn)劑使染料沉淀，或反應(yīng)形成不溶于水的產(chǎn)物，或幫助染料與纖維上的反應(yīng)基因形成共價(jià)鍵，而使染料牢固固著在纖維上。或?qū)⒋】椢镉镁垭娊赓|(zhì)溶液進(jìn)行一次前處理，使用的是帶正電荷的聚乙烯吡咯烷酮或帶負(fù)電荷的聚丙烯酸、羧甲基纖維素等。處理液的濃度為0.5～5%。處理后烘干，由于織物上帶有與微膠囊中染料相反的電荷，當(dāng)印花加工中汽蒸時(shí)微膠囊破裂，染料與織物上帶相反電荷的聚電解質(zhì)形成一層不溶于水、不透染料的皮膜而克服染料的泳移。

2．印花工藝B：

印花色漿處方（%）

工藝流程：

印花→烘干→焙烘（或高溫高壓汽蒸）→水洗、退漿→皂洗→烘干。

多色微點(diǎn)印花產(chǎn)生的彩色效果是普通印花所無法達(dá)到的，如在織物的一面印完多色印花烘干后，還可在反面進(jìn)行一次多色微點(diǎn)印花，即可獲得雙面多色微點(diǎn)的產(chǎn)品。

雙面彩色微粒子印花

人們對雙面彩色印花織物越來越感興趣，其原因在于不同顏色的雙重表面花紋既可以用于外衣，可以用于內(nèi)衣和其他方面使用，為此該類紡織品的市場會大大增加。

開發(fā)雙面彩色紡織品微膠囊印花技術(shù)，先將微膠囊化的分散染料在織物的一面進(jìn)行印花，當(dāng)紡織品干燥后，將織物翻轉(zhuǎn)過來，在其反面用不同的染料微膠囊再進(jìn)行一次絲網(wǎng)印花，印后進(jìn)行干燥。在印花工藝進(jìn)行到熱處理時(shí)，染料微膠囊受熱體積增大突破膠囊外膜，被釋放出來的染料形成斑點(diǎn)，這些斑點(diǎn)能滲透到織物的另一面。通過斑點(diǎn)的混合能在雙面同時(shí)得到多種花色。為了能使雙面獲得相同給色量的多色微點(diǎn)效果而采用軋染工藝。軋染液組成為：微膠囊VD型染料40～50g/dm3，羧甲基纖維素2g/dm3，織物經(jīng)過二浸二軋及經(jīng)烘干后直接在100℃汽蒸5min，烘干后再經(jīng)130℃高壓汽蒸10min，經(jīng)過水洗后再用含氫氧化鈉、保險(xiǎn)粉、陰離子表面活性劑各1g/dm3的還原清洗液清洗，以去除浮色及囊衣、漿料，再經(jīng)熱水、冷水洗滌，最后烘干即得雙面均有多色微點(diǎn)效果的印花布。

微粒子印花的注意事項(xiàng)

染料微膠囊化不僅可以降低印花成本，提高染料的利用率，而且殘留的染料微膠囊比染料更易分離，有利于廢水凈化，對于嚴(yán)重危害生態(tài)環(huán)境的印染企業(yè)具有極強(qiáng)的吸引力。

染料微膠囊無論是外部采購還是自制，都要明確了解微膠囊的粒徑大小。尤其是采用絲網(wǎng)印刷，明確粒徑數(shù)值，對于絲網(wǎng)印版制作時(shí)，如何選用絲網(wǎng)布的網(wǎng)孔關(guān)系重大，如果網(wǎng)孔小、膠囊粒徑過大，就會出現(xiàn)堵塞網(wǎng)孔，造成印花失敗。

如果自制染料微膠囊因采用不同制作工藝，影響造粒的條件也會不同，形成的染料微膠囊粒徑大小與其分布都有影響。采用微膠囊調(diào)制印花色漿時(shí)，一定要心中有數(shù)，防止印花過程中出現(xiàn)毛病。

自制微膠囊粒徑大小的測量：將微膠囊乳液過濾，濾餅晾干，取少量濾餅與1%的PVA水溶液混合均勻，然后均勻地涂在載玻片上晾干，將此試樣玻片置于生物顯微鏡下，在放大500倍的條件下用數(shù)字圖像分析系統(tǒng)拍攝照片，準(zhǔn)確測量一定數(shù)量粒子粒徑，計(jì)算其平均粒徑值。如果自己無力測其粒徑，可送樣品委托其檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行。

參考資料：

①《新編絲織物染整》 陳國強(qiáng) 主編 楊如馨 副主編中國紡織出版社 2006年6月

②《微膠囊技術(shù)及其應(yīng)用》 梁治齊 編著中國輕工業(yè)出 1999年4月