新版浙江理工大学科技成果推介-ZhejiangSci-TechUniversity

但是，由于颜料印花本身的特点，产品 存在先天性不足：
手感偏硬
对于轻薄织Leabharlann Baidu和大花纹印花织物来说， 问题更为突出，因此：
颜料印花的品质一直难以与染料印花媲美
因此，涂料印花技术的推广应用，必须 解决手感的老大难问题；
目标是：使颜料印花产品的手感
接近和达到染料印花产品的水平
必须拓宽思路，有技术创新。
影响颜料印花产品手感的因素分析
83.62 79.45
74.18 71.44
77.91 75.57
79.52 77.33
强力保留率（%）
针织布
印花布
76.00 77.30
91.30 90.40
91.50 90.20
90.70 91.40
▪ 纯棉针织布和机织印花布冷轧堆法漂白
工艺
白度 （CIE Whiteness）
针织布
印花布
强力保留率（%）
68.2
1.3
1.4
1.2
17.5 36.8 43.2
26.4 30.2 32.4
由表中数据可见，冷轧堆法工艺 中应用 活化剂/H2O2 体系可以获 得良好的白度，而且纤维损伤和失 重率可以得到控制。
结论
▪ 活化剂/H2O2体系是一个有效的低温漂白体系， 能够在比较温和的条件（较低的温度和pH值、 较短的处理时间等）下对棉、亚麻织物漂白， 获得令人满意的白度，从而能大大降低纤维在 处理过程中的损伤。
天然纤维低温漂白 超级柔软颜料印花 棉的天然染料染色
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漂白—用氧化剂破坏纤维中的色素以获得良好的 白度，是对纤维最具损伤力的化学处理过程，必须对 全过程进行监控以获得白度和纤维损伤程度之间的平 衡。
由于天然纤维本身的复杂性以及氧化体系的不稳 定性，这种控制往往是很困难的。
LyocellA100及其混纺织物不同工艺漂白
工艺
处理前 常规（恒定pH11） 常规（滑移pH11）
TAED/H2O2 NOBS/ H2O2
CIE 白度
LyocellA100
Lyocell A100 /Lycra
43.30
38.10
69.50
65.02
70.23
64.71
74.94
71.41
76.87
次氯酸钠漂白体系也因为严重的AOX污染问题， 正面临淘汰的命运
3）H2O2/NaOH体系
没有AOX 污染问题，但通常需要高温、高pH条件 和很长的处理时间，容易损伤纤维。
因此，开发新的低温且无污染问题的氧化体系很有必要。
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30 多年前有人提出了
漂白技术的改进能改变漂白的条件，有利于降低 纤维的损伤，因此，一直是染整领域研究的热点之一 。
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迄今为止，全世界的染整行业采用得最普 遍的天然纤维漂白体系不外乎以下三种：
1）酸性介质中的亚氯酸钠体系
亚氯酸钠漂白技术应用时有很大的局限性
2）次氯酸钠体系
▪ 在全球印花产品中，颜料印花产品占了很 大的比例，达到50% 左右，在北美更高 达80%， 而我国只有 20% 左右。应用和 推广该技术的潜力巨大。
▪ 以年产活性染料印花布5000万米的企业 为例, 如果将该企业颜料印花的份额提高 至50%，则全年可节省用水80万吨，减 少排污68万吨以上，仅此一项即可节约 取水成本160万元/年、减少污水进管网 费170万元/年。经济和社会效益十分显 著。
H2O2/活化剂体系也是一个基本无污 染的体系。以TAED为例，TAED本身以及 其反应产物过醋酸和DAED（diacetyl ethylene diamine）均无毒，且可生物 降解，降解的最终产物为二氧化碳、水、 氮和氨。
H2O2/活化剂体系的应用
以下通过H2O2/活化剂体系应用于不同 织物的多种漂白工艺的实验数据，介绍 H2O2/TAED 体 系 和 H2O2/NOBS 体 系 在 不同织物漂白工艺中的特性。
91.5
76.25
89.8
76.52
90.7
3、LyocellA100及其混纺织物
▪ Lyocell A100 是木浆纤维，加工过程条件不当 容易出现原纤化而造成疵病。实践表明：采用 70℃和pH11的漂白条件，是安全的。
▪ 为了检验活化剂工艺能否在保证Lyocell纤维不 发生原纤化的前提下，即在70℃漂白温度下， 达到所需的72-74 CIE 白度，本研究对 100%LyocellA100 织物和LyocellA100/Lycra (90/10)混纺织物进行了TAED/NOBS工艺与 70℃常规漂白工艺的对比试验，结果见表:
白度 (CIE Whiteness)
79.4 68.6 74.3
77.2
强力保留率 ( %)
75.0 92.3 91.5
90.6
数据显示：
▪ 采用H2O2/活化剂工艺处理的试样，白度高 于同样温度下常规工艺处理的试样，其中 NOBS工艺更好些，比较接近97℃常规工艺 的水平。数据还显示，两种H2O2/活化剂工 艺漂白试样的强力损失均大大低于高温工艺 处理的试样。显微观察发现，H2O2/活化剂 工艺处理试样的纤维表面基本无损伤，而 97℃常规工艺处理试样可以观察到明显的表 面损伤。
▪ 更严重的是，过醋酸还有发生爆炸的潜在危 险，运输和储存都需要特制的容器。
最近的研究采用了新的思路，可 以较好地解决过氧酸漂白的安全问 题。这就是本文要着重介绍的：
H2O2/活化剂低温漂白体系
H2O2/活化剂体系的组成
双氧水（H2O2）+ 活化剂
活化剂通常为酯类或酰胺类化合物，在 碱性溶液中，它们能与双氧水阴离子 （HOO—）反应，生成过氧酸。
助剂
粘合剂
颜料印花
颜料
增稠体系
印花工艺
粘合剂的影响
粘合剂的应用在涂料印花中必不可少，对手感的影响也 至关重要。多年来，研究者和应用者都对粘合剂进行了大 量的研究，目前已经开发了多种性能优良的粘合剂，但印 化的手感仍然与染料印花有较大差距。
能不能进一步开发出更柔软且牢度又很高的粘合剂呢？ 我们觉得难度很大，因为：
H2O2/活化剂体系的安全性
该体系中具有漂白作用的是过氧酸阴离 子，因此，该体系实质上仍然是过氧酸漂 白体系。
但是生产过程中使用的仅仅是双氧水和 活化剂，并不直接使用过氧酸。而且浴中 生成的过氧酸的浓度很低，不存在高浓度 过氧酸可能发生的危险，因此该体系的应 用是安全的。
H2O2/活化剂体系的环保性
常规H2O2漂白 70℃x40min, pH=12
TAED工艺漂白 70℃x40min, pH=11
TAED工艺漂白 70℃x40min, pH=12
NOBS工艺漂白 70℃x40min,
（CIE
白度 Whiteness）
强力保留率（%）
79.64
83.0
59.31
91.3
70.82
86.3
74.91
▪ 与高温条件漂白工艺相比，新工艺的白度 尚有一定差异，但织物的强力损失大幅度 下降。这对于一些白度要求不高的织物来 说，是一种很具优势的漂白方法。
2、粘胶混纺织物
▪ 粘胶/Lycra (96.5/3.5) 混纺织物
活化剂工艺以及常规工艺漂白样品的白度和强 力保留率见下表
工艺
H2O297℃常规工艺 H2O270℃常规工艺 H2O270℃TAED工 艺 H2O270℃NOBS工 艺
一个有潜力的低温漂白体系：
过氧酸漂白体系
最常见的是过醋酸（peracetic acid）漂 白体系，曾被认为是一个符合上述要求的体 系。
但是，
过氧酸漂白体系存在致命的缺点：
▪ 工业用过醋酸通常由醋酸酐（acetic anhydride）和双氧水在硫酸存在条件下反 应而得，稳定性很低，有刺激性气味且能灼 伤皮肤；
研究表明，在新型粘合剂不断问世、粘合剂 牢度和皮膜柔性不断改善的情况下，增稠体系对 印花手感的负面影响已经成为解决该问题的最大 瓶颈。
颜料印花增稠体系的性质及作用
色浆的理化性质
粘度、流变性 稳定性、药剂的相容性
增
表面给色量
稠
花纹清晰度
1、纯棉织物
▪ 纯棉针织布和机织印花布浴中法漂白
工艺
97℃常x规4H0m2Oin2漂, p白H=11 70℃常x规4H0m2Oin2漂, p白H=11
TAED 工艺漂白 70℃x40min, pH=11
NOBS工艺漂白 70℃x40min, pH=11
白 度（CIE Whiteness）
针织布
印花布
针织布
印花布
常规冷轧堆工艺
62.68
60.87
95.3
93.3
22℃x8h
TAED冷轧堆工艺
22℃x8h
66.28
64.43
96.7
93.2
NOBS冷轧堆工艺
22℃x8h
68.78
67.32
95.3
92.4
数据显示：
▪ 无论是浴中法还是冷轧堆法，采用活化剂 /H2O2工艺均能获得比相同条件下常规工 艺高的白度。
73.53
可见，活化剂/H2O2工艺可以在 较低的温度条件下使LyocellA100 及其混纺织物获得所需的白度，同 时由于漂白温度低，能够有效防止 纤维的原纤化。
4、羊毛混纺织物
由于羊毛极易在高温和高pH的条件下受 到损伤，因此，羊毛和棉的混纺产品在漂 白时必须严格控制条件。由此产生的问题 是产品中的棉组分往往达不到所需的白度。 活化剂/H2O2 工艺有可能解决这一问题。 下表显示了有关的实验结果：
活化剂TAED 和 NOBS 的结构
O
N O
O
O N
TAED
NOBS
O O
SO3Na
酰胺类活化剂 与H2O2的反应
O O
N N
O O
TAED
+ 2HOO
2CH3COOO
+
DAED
O
N
H
H
N
O
酯类活化剂 与 H2O2 的反应
O O
NOBS
SO3Na +HOO-
O
OOH
+ -O
SO3Na
该体系在浴中产生的过氧酸具有很强的 低温漂白能力，在40℃到70℃的温度条 件下处理纤维素纤维，能在较短的时间内 获得今人满意的白度。
羊毛/棉(30/70)混纺织物的 活化剂/H2O2漂白与常规工艺的比较
漂白工艺
CIE 白 强力 断裂 棉籽
度
cN/tex 延伸 % 残余
未处理
15.57 10.25 4.89 -
H2O2常规70℃工艺 65.43 11.64 6.34 100 TAED 70℃工艺 72.58 11.16 5.90 <25 NOBS 70℃工艺 75.67 11.23 5.80 <25
▪ 该体系特别适合于对温度和pH敏感的粘胶、 Lyocell 和它们的混纺织物以及羊毛纤维和棉 的混纺织物的漂白。
▪ 在冷轧堆漂白工艺中应用活化剂/H2O2体系， 能提高漂白效果或缩短处理时间。
超级柔软颜料印花
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颜料印花的优点
对纤维无选择性，适用于所有织物； 工艺稳定、简便； 可以免除印花后水洗工序，节水减排。
▪ 而且，亚麻纤维的表层含有较多的微小纤束，在 高温和长时间处理时，容易剥离形成微纤，造成 纤维表观的恶化。
亚麻织物冷轧堆漂白结果以及与常规工艺的比较
白度 WI
吸水性 (Sec) 强力损失 率(%)
失重率
（%）
NOBS 冷轧堆
65.8
0.7
19.6
24.5
TAED 冷轧堆
63.5
高温漂白
66.1
氯/氧漂
实验结果还显示，活化剂/H2O2工艺对棉籽壳的去除很有帮助。
5、 亚麻织物
▪ 亚麻纤维与棉纤维相比较，其断裂强度高、刚性 强，而断裂伸长率低。
▪ 亚麻纤维大分子中含有较大量的半纤维素，并且 集中分布在纤维可及度较高的节点区域内，这些 半纤维素对化学药剂和外界条件十分敏感，在较 高温度下极易从纤维中分离出来，不仅导致过高 的失重率，还使原本就比较薄弱的纤维节点更加 暴露，在化学药剂的作用下发生不可逆的破坏性 损伤，严重影响纤维的强力。
▪ 粘胶/棉混纺织物
粘胶/棉（52/48）混纺织物在漂白过 程中极易遭受损伤，不同的处理条件对 产品的品质有很大影响。
活化剂/H2O2工艺处理后样品的白度 以及对比工艺处理样品的白度和强力保 留率数据见下表：
粘胶/棉（52/48）的漂白结果
工艺
常规H2O2漂白 97℃x20min, pH=11
常规H2O2漂白 70℃x20min, pH=11
粘合剂都是高分子聚合物，大分子的柔性有限； 粘合剂必须成膜才能起作用（网状结构）； 粘合剂皮膜的柔性与其粘结强度是一对矛盾； 粘合剂的包覆作用对所有固体物质无选择性。
增稠剂的影响
增稠体系的应用在涂料印花中必不可少； 增体系都有一定的含固率（增稠剂）； 绝大多数增稠剂都是高聚物，大分子有较大刚性； 印花时增稠剂大分子被粘合剂包覆且不能洗除； 增稠剂大分子的存在使粘合剂皮膜的手感更加恶化；