QC负离子添加剂与涂料共同印花探讨_前沿技术_印花技术

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QC负离子添加剂与涂料共同印花探讨

集萃印花网 2010-02-24

【集萃网观察】前言

随着人类活动，特别是工业化程度日益提高，污染也越来越严重，于是各种环保材料、功能材料应运而生。在这个背景下，负离子对改善人们生活环境的作用越来越受到重视。1902年，Aschkinass和Caspan肯定了空气负离子的生物学意义；近年来，各国开展了大量的临床和实验研究，使空气负离子的实用价值得到进一步肯定，被喻为“空气维生素”或“长生素”。据《国际医学杂志》报道，都市住宅封闭区，负离子个数40～50个/cm3，室内冷暖空调长时间开放，负离子个数小于25个/cm3。长期在现代化空调建筑物中生活和工作的人，常常会感觉烦燥、郁闷、昏睡、乏力、恶心、头疼，工作效率及身体健康状况明显下降。研究表明，造成这种现象的原因与空气中负离子的浓度密切相关。随着材料科学的迅速发展和高新技术的不断进步，人们正不断地开发、研带惧有释放负离子功能的纤维、织物和服饰。

目前，产生负离子的方法主要是使空气进行人工“电离”，从空气分子或原子中夺取一部分电子，与其它的中性分子或原子结合形成新的负离子。常用的负离子发生方法有如下几种：

(1)勒纳尔效应利用人工水流、瀑布、喷泉、波浪撞击力使水分子电离，产生负离子；

(2)电晕放电利用高压电极的电晕放电作用，使空气中的水分子电离，产生负离子；

(3)加热、挤压、摩擦利用电热或人体对保健用品的挤压摩擦，使空气中的水分子电离，产生负离子；

(4)天然矿物材料利用电气石或其它负离子矿物材料的天然能量，激发空气电离产生负离子；

(5)负离子激励剂利用光线或紫外线照射触媒材料，或者利用具有天然能量的矿物励起剂激发能量，使空气中的水分子电离，产生负离子。

其中利用天然无机矿石(如：电气石)，获得空气负离子是最经济、应用最广泛的方法，也是目前人们研究、开发最多的方法。

经研究发现，产于黑龙江省嫩江的蛋白石页岩具有一定的除臭、吸味和释放负离子的功能。我们采用粗粉碎、气流法超细粉碎和湿法研磨相结合的工艺路线，制备成微米级超细微粉。这种改性的超细微粉具有释放负离子、杀菌和除臭等功能，可广泛地应用于橡胶、塑料等高分子材料中。我们采用可释放负离子的奇才(Qc)系列超细粉体，通过掺杂共混的方法研制了Qc系列负离子添加剂，将其加入到印花浆料中，成功地生产出具有释放负离子功能的印花织物。

1试验设备及药品

1.1 设备

手工台板印花框(200目)，烘箱，JL-1155型激光粒度测量仪(成都精新粉体测试设备有限公司)，日本IC-1000型离子测定器与日本ARS INC公司Dr.ION离子测定仪。

1.2 织物规格

165 cm 14.6／14.6+4.4 472／236提花弹力府绸(山东滨州)；120 cm 14.6／14.6+4.4 524／394棉府绸(陕西西安)。

1.3 涂料及助剂

涂料金黄HGY，妃红HCR(上海南翔化工厂)；涂料蓝8303(上海美加灵)；粘合剂(济南塞力，国民淀粉)；QC负离子添加剂，平均粒径0.47μm(燕山大学奇才科技开发公司)。

2 染整工艺

释放负离子的提花弹力府绸、棉府绸织物的生产与常规棉织物的染色、印花工艺一致，只是印花浆中加入了3％的QC负离子添加剂。

2.1 工艺流程

(1)提花弹力府绸工艺流程

坯布→铺布→剪头→缩幅→烧毛→酶退浆→双氧水漂白→定形→丝光→打底→轧染→预缩→手工台板印花→烘干

(2)棉府绸工艺流程

坯布→铺布→剪头→缩幅→烧毛→退漂→拉幅→丝光→打底→轧染→扩幅柔软→预缩→手工台板印花→烘干(150℃×90 s)

2．2 印花配方

表1 印花处方

3 结果与讨论

3.1 蛋白石页岩的微结构及释放负离子的机理

扫描电子显微镜观察蛋白石页岩微观结构如图1。

(a)蛋白石页岩具有蛋白球(x5 000倍)

(b)蛋白石页岩具有纳米级孔(×20 000倍)

图1 不同放大倍数下蛋白石的扫描电镜照片

从图1看出，在蛋白石页岩中的鳞石英均呈细小鳞片状集合体，并组成一个绒球体，这些球体的外边往往套着一圈方英石，一些单独的蛋白石球周边也包着一个方英石壳，其在电子显微镜下测得的大小为0.1～0.3μm。

从电镜观察研究结果可以得出以下结论：蛋白石的吸水性是由于存在大量的毛孔状微孔隙所致；硬度低是由于组成岩石的单个矿物晶体很小，且结合很不牢固，并存有大量微孔隙。

通过透视电镜观察到，在蛋白石页岩内部存在着网状的纳米级孔道。在蛋白石页岩中存在着变价原子，这些变价的原子会产生微电场。当空气中的水分子进入蛋白石页岩的微孔时，水分子被电离成带正电的氢离子和带负电的氢氧根离子。带正电的氢离子相互结合成氢气，释放到空气中；带负电的氢氧根离子与水结合生成负离子水，以气态的形式释放到空气中(见图2,3)。

图2 蛋白石页岩释放负离子示意

图3 小分子负离子水示意

3.2 负离子浆液的粒度分布及分散性能

图4显示了不同粒径大小蛋白石页岩负离子的分布曲线。由于采用了气流粉碎技术，负离子的粒径非常小，最大粒径2.0μm，平均粒径为0.47μm，86％蛋白石页岩负离子微粉平均粒径在1μm以下。

图4 不同粒径大小的蛋白石页岩负离子的分布曲线

在印花过程中，负离子添加剂粒径较小，粒径分布较窄。在剧烈的机械搅拌作用下，负离子添加剂能较好地分散到印花浆料中，没有出现负离子超细粉的团聚现象，加工比较流畅。

3.3 负离子添加剂对染色牢度的影响

对于染色或印花织物来说，牢度的好坏决定着其服用性能。通过负离子添加剂处理后织物的干摩擦牢度为：红色为3—4级，蓝色为2—3级；湿摩擦牢度：红色为2～3级，蓝色为1—2。通常情况下，染色或印花过程中加入无机组分，会降低织物的干湿摩擦牢度，但织物经负离子添加剂处理后，其干湿摩擦牢度基本不变。造成这种现象的原因可能归功于负离子添加剂具有较小的粒度，超细微粉在烘干过程中可以进入织物的缝隙或纤维中，所以织物无论在色牢度及强力上均未改变。

3.4 织物中负离子发生量的测试

检测参照中华人民共和国国家标准GB／T 6566—1986进行，织物在互相摩擦状态，温度2l℃ ，相对湿度60％，大气压130 kPa条件下。采用IC-1000型离子测定器，测定负离子加人量为3％时，织物释放的负离子数值(见表2)。结果表明，负离子释放量均超过4000个／cm3，与文献报道的海边负离子数目相当。

表2 负离子加入量3％时织物释放负离子的数值

4 结论

4.1 对具有释放负离子功能的Qc系列超细微粉(平均粒径为0.47μm)进行扫描电镜和透视电镜研究表明，在蛋白石页岩的超细微粉中存在着纳米级的微孔。

4.2 将Qc系列超细微粉加入印花浆中，采用普通的印花工艺，即可生产出各种具有释放负离子功能的提花弹力府绸和棉府绸。

4.3 生产的织物负离子释放量超过4000个／cm3，各种性能指标均达到国家颁布的标准，且与原织物性能基本不变，具有广泛的应用前景。

来源:印染在线作者：李青山，张海全，王秀宝

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