根据靛蓝染料的结构与特性,借助还原剂或氧化剂的化学作用可破坏其结构,达到拔染印花的目的。其氧化、还原反应如下: 还原拔染印花用还原性雕白粉和咬白剂W[1]作为拔染剂。在碱性条件下,经汽蒸处理,雕白粉强烈的还原作用可将靛蓝还原为无色的隐色体,进而与咬白剂W形成碱溶性橙黄色产物,经水洗去除,达到还原拔染印花目的。还原拔染工艺对织物强力无损伤,但存在拔白度不高,微泛黄,且拔染浆制备复杂、拔染剂用量多、稳定性差、印花成本高和经济效益低等缺点。 氧化拔染印花选用氯酸钠和黄血盐钠作为拔染剂。在酸性条件下,经汽蒸处理,氯酸钠会产生很强的氧化作用,使靛蓝染料结构中的共轭双键断裂,被氧化为可溶于碱的靛红,可经碱洗和皂洗去除,达到氧化拔染印花的目的。该工艺存在的主要问题是,棉纤维在氧化剂和酸剂存在下,易发生脆损。因此,要优化氧化拔染剂的组成,按合理配比制备拔染浆,制订适宜的工艺条件,严格控制操作,并兼顾印花牛仔布的拔染效果,以使牛仔布的强力保留率达到90%左右。氧化拔染印花工艺具有拔白度好、拔染浆制备简便快捷、工艺条件可控、拔染剂用量少、印花成本低等优点。 1氧化拔染剂的组成[2] 选用具有强氧化性的氯酸钠作为拔染剂的主体,以黄血盐钠作为导氧剂,组成氧化拔染剂;以柠檬酸作为氧化反应的催化剂,按合理配比制备拔染浆。印花后汽蒸处理时,在黄血盐钠和柠檬酸存在下,氯酸钠能较迅速地发生氧化反应,破坏靛蓝地色,达到氧化拔染印花的目的。 2靛蓝牛仔布氧化拔染印花工艺[3～5] 2.1工艺流程 靛蓝牛仔布→印花前处理→印花→烘干(105℃)→汽蒸(100～101℃×8min左右)→焙烘(130～135℃×2～4min)→水洗→烘干 2.2印花前处理 靛蓝牛仔布含有纤维素共生物、浆料、浮色和烧碱等杂质,不利于印花。且靛蓝牛仔布不耐氯和烧碱,也不耐高温及湿热堆置处理,仅采用酶退浆处理。 酶退浆时选用渗透剂JFC作为退浆助剂,可提高渗透剂JFC用量,以加快退浆速度,提高退浆率和牛仔布的毛效,保证印花质量。 酶退浆工艺流程: 先经70～80℃4格热水洗(预洗去除烧碱)→酶退浆(淀粉酶3g/L,食盐5g/L,渗透剂JFC3g/L,醋酸调节pH值至6,温度55～60℃)→堆置(温度55～60℃,时间50min左右)→4格热水洗(95℃以上)→冷水洗→烘干 质量要求: 退浆净,pH值中性,毛效8cm/30min。 2.3拔染浆的组成和制备 2.3.1拔染浆的组成 (1)拔白浆/% 氯酸钠8 黄血盐钠3.2 柠檬酸4.8 尿素5 耐酸原糊x (2)涂料着色拔染浆/% 氯酸钠8 黄血盐钠3.2 柠檬酸4.8 尿素5 涂料y 粘合剂15 增稠剂z 2.3.2制备 采用冷法制备拔染浆,采用直接投入法加料,操作简便快捷,有利于拔染浆现做现用,并能降低拔染剂的损耗,减少刺激性气体逸出。 先取适量耐酸原糊,在搅拌下,按如下顺序加料: ①尿素,②黄血盐钠,③氯酸钠,④柠檬酸。加料时应缓缓撒入,待溶解后,再加下一用料。柠檬酸应在拔染浆临用前加入。色拔浆制备方法同涂料直接印花浆。拔染浆粘度控制在50～60dPa·s为宜。 由于拔染浆的稳定性随温度升高而降低,印花后的剩浆宜存放在通风阴凉处,若再次使用,应先检验拔染效果。 2.4拔染浆组分简析 2.4.1氯酸钠 氯酸钠是氧化拔染剂的主组分,其用量根据靛蓝色泽深度、印花织物种类、印花面积、给浆量和套色叠印等条件而定。氯酸钠用量是拔染印花质量的重要保证,若用量不足会降低拔染效果,过多,则会降低牛仔布的强力保留率。 2.4.2黄血盐钠 黄血盐钠是氯酸钠的导氧剂,能加速氧化反应,增强氧化作用。 黄血盐钠是碱性化合物,具有较好的缓冲效果,可有效防止过低的pH值对牛仔布造成的脆损。黄血盐钠用量视氯酸钠用量而定,一般氯酸钠与黄血盐钠用量比为1∶0.4。 2.4.3柠檬酸 为使氧化拔染顺利进行,必须加入柠檬酸作为氧化反应的催化剂,并确保汽蒸时pH值保持在一定的酸性范围,以加速氧化反应。 一定浓度范围内的柠檬酸,在适度的烘干和汽蒸条件下,不会使牛仔布发生脆损;但柠檬酸用量过多以及过度烘干和汽蒸,则会造成牛仔布脆损。柠檬酸用量也视氯酸钠用量而定,一般氯酸钠与柠檬酸用量比为1∶0.6。 2.4.4尿素 尿素具有良好的吸湿性,汽蒸时可提高拔染浆的吸湿性,增进拔染效果。色拔时加入尿素,能减缓粘合剂脱水结膜而造成堵网,但其用量不宜过多,否则会影响印花牢度。 尿素还具有缓慢的弱还原性,汽蒸时能保护不耐拔的涂料免受氧化拔染作用,并能防止其发生变色现象。此外,尿素还能减轻牛仔布的脆损程度,减少腐蚀性物质的释放,在排风良好条件下,能有效防止对设备的侵蚀。 2.4.5糊料 选用的糊料应耐氧化和耐酸,且具有良好抱水性、脱糊性、相容性和稳定性,印制轮廓清晰等优点的糊料。此外,要能用冷水调制成原糊,且能适用于冷法制备拔染浆。 2.4.6涂料 涂料着色拔染印花浆中含有的氧化剂,会使一些涂料的结构受到破坏,而失去原有色泽。由于不同品牌的涂料在结构上有差异,使用前需对涂料作耐拔性试验,以保证色拔印花质量。 2.4.7粘合剂 要求粘合剂对氧化剂和柠檬酸有良好的相容性和稳定性,并具有柔软、坚牢度高和结膜慢等性能。本试验选用低温型粘合剂。 2.4.8增稠剂 选用浓度高、含固量低、增稠性强及渗透性好的合成增稠剂,能与粘合剂具有良好的配伍性,与氧化拔染剂、柠檬酸有良好的相容性和稳定性。 2.5工艺条件分析 2.5.1烘干 烘干时,拔染浆中的氯酸钠遇高温易分解,因此必须采用温和的烘干条件,温度以≤105℃为宜。烘干仅是为了去除拔染浆中的水分,决不可过烘或久烘,否则会过多损耗氧化拔染剂,影响拔染效果,引起牛仔布脆损,甚至发生燃烧。 印制大面积花型时,印在布边的拔染浆极易沾附在烘房导带上,若积聚过多,烘干时极易引起导带损伤,因此应及时用水冲洗导带,以延长导带使用时间。印花停车时,应立即关闭烘房热源,并用导带将烘房内布放尽。 烘干落布时应采用强力吹风,使牛仔布充分透风冷却,并及时作汽蒸处理。 2.5.2汽蒸 与还原拔染印花不同,氧化拔染印花无需控制蒸化机内空气量,空气量的多少并不影响拔染质量。在饱和蒸汽条件下(温度100～101℃,时间8min左右)进行汽蒸,可使拔染效果和牛仔布强力之间协调均衡。若出现拔染效果欠佳,而牛仔布强力保留率较高时,可进行复蒸,以增进拔染效果。 汽蒸时拔染剂所发生的化学反应甚为复杂,除拔染作用外,同时还会释放腐蚀性物质,对蒸化机有一定腐蚀性。因此,汽蒸时需要根据拔染印花面积,相应地调整排风量,防止腐蚀性物质在蒸化机内过度积聚。这样虽然增加了蒸汽耗用量,但能有效防止蒸化机的腐蚀。即使汽蒸完成后,仍需及时排尽腐蚀性物质,保护蒸化机不受侵蚀。 2.5.3焙烘 经汽蒸处理后,低温型粘合剂应具有良好的色牢度。若达不到色牢度要求,可根据牛仔布的强力保留率,调整焙烘温度和时间。 2.5.4水洗 经氧化拔染作用,靛蓝染料分解为黄色物质,溶于热碱液,再经皂煮,可使黄色物质和糊料等充分去除,以提高拔白度和拔染效果。 水洗流程冷水洗→热碱洗(80℃以上,纯碱3g/L)→皂煮(90～95℃,纯碱3g/L,净洗剂4g/L)→热水洗→温水洗→冷水洗→烘干 3氧化拔染与还原拔染比较 由表2知,氧化拔染工艺较之传统的还原拔染,具有成本低、工艺简捷等优点,但需注意保护设备不受腐蚀。 4结论 (1)靛蓝牛仔布氧化拔染印花选用氯酸钠和黄血盐钠组成的氧化拔染剂,采用冷法制备拔染浆,操作简便快捷,质量稳定,拔染剂用量少,印花成本低廉,经济效益显著。 (2)正确制定工艺条件,严格控制工艺操作,能获得拔染效果优良的印花牛仔布,其强力保留率可达90%左右。