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泡沫印花機理與特性

泡沫印花一般過程是在含有染料和固色染料的助劑濃溶液中，加入發(fā)泡劑，用機械的方法打入空氣，使其發(fā)泡形成泡沫，再使其達到一定的粘度，而制成泡沫印花色漿，泡沫色漿用印花機印到織物上以后，泡沫迅速全部破裂，染料滲透進入纖維，因其泡沫給液率低可以不用烘干。泡沫一旦和纖維表面接觸，泡內(nèi)液體通過毛細管效應(yīng)，很快被纖維吸收，泡沫內(nèi)空氣立即外逸，又由于泡沫內(nèi)的染料濃度高而水分少，不等深入纖維內(nèi)部，就被迫均勻涂布在織物表面，使表面給色量增高?？上攵獜呐菽屠w維的接觸到破裂，時間是短暫的，大約是百分之一秒。印后同常規(guī)印花一樣進行后處理，但由于印花漿中不含有膠類和糊料之物可以免去后處理中的洗滌工序。泡沫印花色漿需要什么樣的泡沫呢？應(yīng)該是在印到織物上之前，泡沫應(yīng)十分穩(wěn)定，印到織物上以后，又要求迅速破裂。泡沫不穩(wěn)定在印花前便發(fā)生破裂，色漿粘度下降，就無法實現(xiàn)泡沫印花，若泡沫穩(wěn)定性太高，印花后泡沫在織物上不能均勻地破裂，會給印花質(zhì)量造成過多的影響。

泡沫印花色漿的粘度與發(fā)泡比有密切的關(guān)系，發(fā)泡比就是一定體積待發(fā)泡液體的重量對同體積泡沫重量之比，可用下式來表示：

發(fā)泡比與泡沫的密度有關(guān)，泡沫的密度是泡沫單位體積的重量，用g/ml表示。比如：發(fā)泡前液體密度為1g/ml，則空氣含量為零，假設(shè)發(fā)泡比為10：1時，說明泡沫中含有9份的空氣和1份液體，其密度為0.1g/ml，發(fā)泡比越高，泡沫的密度越降低，粘度越增高。在印花時，發(fā)泡沫比對獲得滿意的印制效果具有很重要的作用，不同印花方式所需的發(fā)泡比也是不相同的，它還受到染料的種類和濃度的影響，發(fā)泡比對涂料印制效果的影響，列如下表Ⅰ：

表Ⅰ發(fā)泡比對涂料印制效果的影響

對泡沫的要求也和一般印花色漿一樣應(yīng)具有假性流體的特性，也就是說泡沫也應(yīng)是它的粘度受剪切應(yīng)力的影響，剪切應(yīng)力越大，它的粘性就越小，粘度的減小是泡沫在剪切應(yīng)力作用下改變了發(fā)泡比的關(guān)系。泡沫這種流變特性對泡沫印花色漿的應(yīng)用起著重要作用。一般來說氣泡越小，泡沫越穩(wěn)定。在50-100㎝或更小的氣泡，會產(chǎn)生乳油狀泡沫，印花性能良好，且有良好的機械穩(wěn)定性和貯藏穩(wěn)定性。泡沫穩(wěn)定性除上述因素外，還會受到液體的蒸發(fā)、熱與對它施加的壓力作用等外界影響，在制備泡沫印花色漿時，就要注意各種化學(xué)藥劑、助劑和染料對泡沫體系的干涉影響。

制備泡沫印花色漿

泡沫印花色漿的組成，除了和常規(guī)印花一樣，含有染料和染料固色所需要的助劑以外，還必需加入一定量的發(fā)泡劑、泡沫穩(wěn)定劑等。使印花色漿進行發(fā)泡有兩種方法：有空氣注入法、機械攪拌法或兩者聯(lián)合的方法?？諝庾⑷敕ㄊ且环N最重要、使用最廣泛的發(fā)泡方法，該法是將壓縮空氣通入含有發(fā)泡劑和其他助劑的色漿溶液中而產(chǎn)生泡沫。機械攪拌法也是一種最簡單的發(fā)泡方法，含有發(fā)泡劑的色漿溶液在機械攪拌下，造成液相移動使其氣—液界面急劇地增加而產(chǎn)生氣泡，氣泡移向該體系的上方并使之膨脹形成泡沫。也可采用以上兩種方法的聯(lián)合，即攪拌的同時注入空氣，可達到有效而迅速地發(fā)泡，可以在較短時間內(nèi)制備各種類型的泡沫。

泡沫印花時，印花色漿的穩(wěn)定性是十分重要的，印花色漿放置時或向絲網(wǎng)印花機或滾筒印花機輸送印花色漿的粘度必須相當(dāng)穩(wěn)定，也就是說發(fā)泡比的變化不太明顯，如果發(fā)泡比發(fā)生明顯變化，對印花顏色的深淺會帶來影響，為此，在采用泡沫體系進行印花時，必須解決印花色漿的這種不穩(wěn)定性，在制備各種印花色漿時，利用抑制泡沫成長劑是有效手段之一。這種抑制泡沫成長劑的實際應(yīng)用的商品有：Neodol—25(C8-C12脂族醇、殼牌石油制)；Antifoam B（二甲基硅氧烷、道康寧制）；Santiszer 141(亞磷酸鹽、孟由都制)。使用這種抑制泡沫成長劑，添加量為0.01%-15%,具有能限制超過規(guī)定程度的發(fā)泡，使發(fā)泡比較穩(wěn)定。添加時間很重要，必須在達到預(yù)定發(fā)泡比的泡沫組成物中添加，這時抑制劑將膨脹著的泡沫全部表面包覆起來，具有有效地抑制泡沫成長的作用。

泡沫在涂料印花工藝中的使用

由于節(jié)能的需要，國外對泡沫技術(shù)在印染印花工業(yè)中的應(yīng)用很重視，泡沫印花已獲成功，泡沫印花除上述那種泡沫印花色漿中不用膠類和糊料的染料泡沫印花外，還有一種涂料泡沫印花法，Tennants Textile colours公司在它的英國專利中介紹了一種涂料泡沫印花方法，該專利規(guī)定，印花漿泡沫密度不得大于0.7g/ml，其粘度范圍為2-20Pa.s，并認為這個印花方法采用園網(wǎng)印花技術(shù)特別奏效。

涂料泡沫印花漿的制備方法是將含有增粘劑、粘合劑與表面活性劑等的水溶液組成物，在不溶性惰性氣體存在下攪拌變稠，使其產(chǎn)生泡沫，泡沫體積為原水溶液體積的1.5-3倍。任何水溶性增稠劑均可使用，但最合適的是聚丙烯酸類增稠劑；最適宜的粘合劑為丙烯酸脂與丙烯腈的半交聯(lián)乳化液聚合物。表面活性劑（發(fā)泡劑）最好用十二烷基硫酸納，為了幫助印花漿水溶液產(chǎn)生泡沫，最好要按溶液重量加入0.05%-0.5%的海藻酸納，它能夠改進泡沫的結(jié)構(gòu)，另外按水溶液重量的0.5%-50%加入十二烷醇或刀害，目前尚在研究采用易蒸發(fā)掉的發(fā)泡劑和穩(wěn)定劑深受印花業(yè)的關(guān)注。

現(xiàn)對泡沫涂料印花漿處方舉例如下：

  增稠劑（聚丙烯酸類）5g

  粘合劑（丙烯酸脂—丙烯腈—羥甲基丙烯酰胺共聚物乳液）40g

  海藻酸納            2g

  十二烷基硫酸納      10g

  十二烷醇            10g

  氨水                 5g

  合成                 1kg

上述配方制成泡沫溶液以后再與涂料色漿混合，制備好的印花色漿，可用園網(wǎng)印花機印于織物上（如綿織物），印花織物經(jīng)烘干后在150℃熱處理3min。

英國Alliea colloias公司推薦使用增稠劑Alcoprint PTF用于涂料泡沫印花，可以產(chǎn)生極穩(wěn)定的泡沫，可以在園網(wǎng)印花機上使用。

例舉典型印花色漿配方：

     氨水            5g

  Alcoprint PTF       19g

   硬脂酸銨          6g

 十二烷基硫酸納      1 0g

 Alcoprint PBA（粘合劑）22g

      涂料            X

      合成            1 L

此色漿混合后其粘度約為5Pa.s，從印漿與倍于體積的空氣混合產(chǎn)生發(fā)泡比為5：1的泡沫，印制效果特別柔軟而清晰（發(fā)泡比對涂料印制效果的影響可參見前述表1中的結(jié)果）。