熱轉移印花是一種無液相介質的干法印花工藝,具有花型逼真、花紋精細、層次清晰等優點. 目前,熱轉移印花已較廣泛地應用于合成纖維產品,在天然纖維上還沒有實現工業化生產. 本課題組研制出一種架橋劑,棉織物用這種架橋劑處理后,可用分散染料對其進行熱轉移印花并且產品的耐洗、耐摩擦、耐汗漬等指標均能達到國家標準. 但是,實驗過程中發現:來源不同、組織(指紗支密度) 相同的棉布熱轉印后白度差異較大,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. 棉布熱轉印前經過常規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,上述現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構及熒光增白劑商品中的添加劑對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行了試驗,以期為棉熱轉印技術的產業化研究提供一定的參考依據.
1 實驗(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) →用壓燙機在220℃下壓燙30s.
2 結果與討論
2.1熒光增白劑分子結構對棉織物熱轉印產品白度的影響
選用5 種結構已知的棉用三嗪氨基二苯乙烯類熒光增白劑對棉布進行增白,這5 種增白劑的主結構如圖1 所示,其助色基團見表1.
將增白的棉布用熱轉印機壓燙. 分別檢測壓燙前后的白度值( 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—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—OH ,所形成的羥乙基氨基在高溫有氧條件下也容易發生氧化;而VBU 分子中沒有—OH ,其耐熱抗氧化性能比較好. 因此可以說增白劑分子中含有的易氧化基團越少,耐熱性能越好,用其增白的棉布在熱轉印后白度越好.
2.2 增白劑商品中的添加劑對棉熱轉印產品白度的影響
為了考察熒光增白劑商品中的添加劑對白度的影響,選用4 種含有相同增白劑結構和不同添加劑的商品,進行紫外光譜的檢測.這4 種增白劑在紫外區的吸收完全一致,可以肯定其結構是一樣的,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點,有的耐光牢度好,有的則具有更廣的pH 值應用范圍. 那么,這些添加劑對它的增白性能是否有影響呢? 為此,用上述4 種增白劑對棉布進行增白,然后將增白的棉布用熱轉印機壓燙,分別檢測壓燙前后的白度值(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,可以認為增白劑商品中的添加劑對增白劑耐熱性能的影響并不大,即對棉熱轉印產品白度的影響不大.
2.3 架橋劑對棉熱轉印產品白度的影響
為檢驗架橋劑對棉熱轉印產品白度的影響,將經過不同增白劑處理的棉布用架橋劑處理,測得棉布的GANZ 白度3 ,接著用壓燙機壓燙,測得GANZ 白度4.
不同增白劑增白的棉布,在經過架橋劑處理后,它們的白度都不同程度地增加,可推測這種架橋劑可能與增白劑分子之間有協同作用,起到使熒光增強的效果.
熒光量子產率的高低主要取決于熒光增白劑本身的分子結構及引入的取代基,另外,增白劑所處的化學環境對熒光強弱的影響也不可忽視.本實驗所選用的熒光增白劑具有相同的共軛發色系統,系統中具有的能發出較強熒光的π*-π 躍遷,為發熒光的重要躍遷類型. 當熒光增白劑溶液中添加了架橋劑,由于架橋劑富含羥基,兩者會發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,更易產生π*-π躍遷,熒光量子產率也增加.
在高溫壓燙條件下,經架橋處理后的棉布與沒有經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劑對增白劑起到了保護作用,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最大吸收波長在350 nm 處,其吸收值在經架橋劑處理后明顯增大,說明架橋劑的協同作用使得VBU 在紫外光區的吸收加強了. 圖4 為熒光增白劑VBU 在棉布上對可見光的反射率曲線. 可以看出,VBU 的最大反射波長在440 nm 的藍紫光區,添加架橋劑后,這一區域的熒光反射也顯著增強.
由此可見,架橋劑能使熒光增白劑在紫外光區的吸收增強,在藍紫色的可見光區域反射出更強的藍紫光,架橋劑中的高溫保護劑還能提高增白劑的耐熱性能,有助于熱轉印棉布白度的提高.
3 結論
改善棉熱轉印產品的白度可通過以下2 個途徑:
1) 通過對增白劑的篩選或增白劑結構的改性來提高其耐熱性能;
2) 通過施加架橋劑等增效助劑來提高初始白度和耐熱性能.
(北京服裝學院材料工程學院 張 穎/王紅鳳)(E07)
