文 | 劉永慶

微粒子印花

文 | 劉永慶

微粒子印花，又稱多色微點印花或多色多點印花，屬于微膠囊印花技術(shù)。

微粒子印花由來

用常規(guī)方法對織物進行染色或印花，由于印花不當，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)量和價值。本來這些凝聚點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，因為兩種染料相混必然產(chǎn)生第三色，無法實現(xiàn)斑點的有序排列。如何將各色染料隔絕開來進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，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，而在適當條件（如印花汽蒸處理）下，囊壁被破壞時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)不僅可應用于多色微點印花，還可進行香味印花、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，因為它幾乎不溶于水，它在水中容易形成分散狀態(tài)，可用甲基纖維素等水溶性壁材進行包覆，為此用非水溶性染料可用相分離的單凝聚法、復合凝聚法以及物理法形成微膠囊。而水溶性染料則要進行事先處理（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膠體溶液中去制備染料微膠囊），然后再進行微膠囊制作?？椢镉』ㄓ玫娜玖衔⒛z囊的顆粒直徑一般都在10～30μm左右。印花使用微膠囊的目的，是在適當時期能及時釋放出囊心中的染料，以達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、染料和擴散劑NNO混合成一起，（如果分散染料己含擴散劑NNO可不加擴散劑）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，則會與擴散劑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。微膠囊壁膜需要進一步固化處理，這一步非常重要。因為固化過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，使印花無法進行，也就達不到產(chǎn)生斑點的效果。

為此，固化處理時要控制溫度、反應時間等條件，加入擴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，可補加一些明膠與擴散劑NNO。多色色點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，當微膠囊染料的粒徑在30μm以下占75%以上時，才能保證有50%的微膠囊染料顆粒產(chǎn)生多色微點效果。在制作中加鹽酸調(diào)節(jié)PH值引起凝聚時，獲得顆粒不符合要求時，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劑配合使用的方法。當微膠囊破裂后牢度改進劑使染料沉淀，或反應形成不溶于水的產(chǎn)物，或幫助染料與纖維上的反應基因形成共價鍵，而使染料牢固固著在纖維上?；?qū)⒋】椢镉镁垭娊赓|(zhì)溶液進行一次前處理，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，當印花加工中汽蒸時微膠囊破裂，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。

多色微點印花產(chǎn)生的彩色效果是普通印花所無法達到的，如在織物的一面印完多色印花烘干后，還可在反面進行一次多色微點印花，即可獲得雙面多色微點的產(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行印花，當紡織品干燥后，將織物翻轉(zhuǎn)過來，在其反面用不同的染料微膠囊再進行一次絲網(wǎng)印花，印后進行干燥。在印花工藝進行到熱處理時，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，這些斑點能滲透到織物的另一面。通過斑點的混合能在雙面同時得到多種花色。為了能使雙面獲得相同給色量的多色微點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效果的印花布。

微粒子印花的注意事項

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，對于嚴重危害生態(tài)環(huán)境的印染企業(yè)具有極強的吸引力。

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，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，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，準確測量一定數(shù)量粒子粒徑，計算其平均粒徑值。如果自己無力測其粒徑，可送樣品委托其檢驗機構(gòu)進行。

參考資料：

①《新編絲織物染整》 陳國強 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)及其應用》 梁治齊 編著中國輕工業(yè)出 1999年4月