异军突起的彩色牛仔——试论涂料成衣染色工艺和助剂

吴庆源　孙慈忠　杨永许 上海长盛印染化工有限公司

原载: 上海印染新技术交流研讨会论文集（2009年度）；139-143

稿件来源：sh9-139

【摘要】本文采用改性技术，使纤维阳离子化后，在无粘合剂条件下进行涂料的成衣染色，为彩色牛仔开辟了一条新的生产途径，同时改善了织物手感，提高了深度，缩短了工艺，降低了能耗、减少了污水排放。

【关键词】成衣染色 涂料 阳离子改性 整理剂

一、前言

成衣染色具有小批量、多品种、尺寸稳定性优良、穿着舒适、产品流通快等特点，已成为休闲服装的主要加工工艺。九十年代由于砂洗服装的问世[1]，休闲/便装和运动衣的逐渐流行，特别是牛仔服装在世界性流行和确立，消费者逐渐倾向于外观仿旧，粗犷，色泽朦胧，穿着舒适的休闲朴实、轻松随和的时尚化服装，促进和推动了成衣的染色和整理。[2-3]

成衣染色从茄克、T恤，发展到风衣、裙子、背包、围巾、头巾、沙滩装、运动衣、棒针衫等领域，过去都采用活性、直接、硫化等染料染色，染色要求温度高、时间长、流程多，加上水洗氧化固色等工艺，能耗高、用水多、污水排放量大（见表一）。

表一：涂料与染料的工艺、助剂对比表

染(涂)料名称	工艺流程	染色工艺流程中 可用的助剂
涂料	变性（ 2 0 m i n ） → 水洗→（10min）→染色（30min）→固色（20min）→水洗（10min）（共90 min）	改性剂、固色剂
活性 染料	染色（45min）→固色（45min）→ 冷洗（ 2 0 m i n ） → 热洗（20min）→皂洗（30min）热洗（20min）→冷洗（10min）共190 min	纯碱（磷酸三钠）、盐、渗透剂、皂洗剂
还原 染料	染色（60min）→水洗（20min）→ 氧化（ 3 0 m i n ） → 水洗（10min）→皂洗（20min）→热洗（20min）→水洗（10min）共170 min	烧碱、保险粉、过硼酸钠、渗透剂、皂洗剂
硫化 染料	染色（45min）→热洗（20min）→ 冷洗（ 1 0 m i n ） → 氧化（30min）→水洗（20min）→皂洗（20min）→热洗（20min）→冷洗（10min）共175 min	硫化碱、盐、红矾、醋酸、尿素、醋酸钠、渗透剂、皂洗剂
可溶性 还原染料	染色（45min）→氧化（30min）→ 水洗（ 1 0 m i n ） → 中和（20min）→皂煮（30min）→热洗（20min）→冷洗（10min）共165 min	亚硝酸钠、盐、硫酸、渗透剂、皂洗剂、纯碱

随着牛仔服装的盛行，成衣涂料染色逐渐得到发展和扩大，并改变了百年牛仔以靛兰染色的兰色调一统天下的局面，其成本明显低于活性染料，成衣的涂料染色为彩色牛仔的发展奠定了基础。其品种从中厚型发展到薄型、超薄型、竹节弹力异形纱以及各种化纤牛仔，目前广东、福建已成为彩色牛仔服装生产、加工、销售的集散地。

用环保型涂料改性剂PNT改性后生产的涂料成衣染色产品

长盛印染化工有限公司九十年代在开发砂洗助剂和工艺的基础上，先后研究开发了三代吸尽法涂料染色助剂，为涂料成衣染色奠定了基础，以后又开发了涂料湿摩擦牢度提高剂PG，取代用粘合剂固色，解决了湿摩擦牢度和手感。(见表二)

表二 改性剂性能

变性剂名称	外观	使用时pH值	性能
增深固色剂T （第一代）	棕色	9～10	低甲醛、需调pH、略有色变
涂料增深剂PT （第二代）	红棕色	9～10	少甲醛、需调pH、较少色变
环保型涂料增 深剂PNT（第三代）	无色透明	不用调pH	无甲醛、不需调pH、无色变、 增深幅度大

I注：使用T、PT一定要用碱调节pH=9-10,而PNT不用调pH

用环保型涂料改性剂PNT改性后生产的涂料彩色牛仔产品

二、成衣涂料染色工艺及助剂的选用

过去涂料染色采用粘合剂和涂料涂覆于织物表面，水洗过程中极易造成折皱痕（条花）因此手感硬糙、色泽暗淡、不能染深色。

成衣的涂料染色工艺最大的特点在于：采用改性技术使纤维带有阳电荷，而涂料分散体中带有一定量的阴电荷，使纤维对涂料的吸附性提高从而提高了涂料染色的深度。能染中色、深色，用湿摩擦牢度提高剂PG代替传统粘合剂，做到涂料固着和柔软一步法。使染色产品的外观可和活性染料产品相似，染色时间只有活性的1/3，大大地缩短了工艺。用水量少，减少了有色污水排放。而涂料的利用率比传统的粘合剂法提高了30%。粘合剂法不能生产的深色品种，新型的改性涂料染色产品基本能解决，为节能、节水、少污等清洁生产开创了一条新的染色途径。

(1)纤维的改性

目前国内外的改性剂都需在碱性条件下才能较多的阳离子基团进入纤维，随着pH值升高，涂料的上染率也提高，pH值达到9-10时才趋向平衡（见图二），若pH值控制不当，将造成批与批之间的色差。而第三代环保型涂料改性剂PNT可以不用调节pH值就能改性，使纤维阳离子化并赋予棉和涂料达到一定的亲和性，可以免除pH值不同造成缸差（见图一）。

图一：改性剂PNT（第三代产品）的

pH对涂料上染率的影响

增深剂PNT浓度增高，阳离子性随着提高，有利于涂料和纤维产生静电吸附，尽管增深后的纤维对涂料的吸附性大大提高，但纤维上的活性基团是一定的，因此达到一定的深度后，不论是改善染色条件还是增加增深剂的用量，产品的深度不再提高。但当增深剂的浓度达到一定浓度时，

使用T、PT一定要用碱调节pH=9～10，而PNT不用调节pH。用环保型涂料改性剂PNT改性后生产的涂料彩色牛仔产品这种趋向变得缓慢甚至达到平衡。因此一般增深剂只需少量应用，用量控制在4—6%（(o.w.f.)）（见图三）。

图二：增深剂PT的pH对涂料上染率的影响	图三：改性剂PNT用量对涂料上染率的影响

(2)改性后涂料的利用率明显提高

经环保型涂料改性剂PNT改性后，带了阳电荷的纤维在涂料分散液中进行静电吸附使涂料附着于纤维表面较传统粘合剂的深度提高50%以上，其提升率可达100g/l以上（见图四）涂料的利用率明显增高，深度明显提高，手感明显改善，基本可染深色。

图四：涂料的提升率

(3)改性后的水洗

衣服经改性剂处理后一定要充分水洗呈中性，若不充分水洗，当涂料一加入就立即被残留在水溶液中的增深剂吸附而凝聚使涂料的利用率大大降低，一般要降低20%～30%。涂料没有充分利用，染深性明显下降。

(4)涂料的染色

涂料化料时，必需高速搅拌分散，溶解完全后倒入机台中，若染色用水硬度超过150p.p.m,水中的钙镁离子和涂料凝聚，因此需加入0.5—1g/L螯合分散剂HSY，有利于涂料的利用和鲜艳度。

(5)染色温度

染色温度应控制在60-70℃，温度太高对某些不耐高温的涂料反而影响上色率，并会引起色变。染色时冷水入染温度要逐渐升温，每分钟保持2-3度，升温太快上染速度很快极易染花。

图五：涂料染色温度对上染率的影响

(6)染色时间

纤维上活性基团是有限的，当增深达到一定的饱和程度，即使改变染色条件（温度和时间）涂料并不能再吸附，因此一般20分钟已足够，深色产品可延长到30分钟。染色结束后用冷水清洗未被吸附的涂料，然后进行固色。

(7)染色的浴比

浸染法中成衣染色一定要浴比大，一般掌握在1：25—30，浴比太低，成衣在染浴中翻滚不均匀，增加与机械的摩擦力，极易造成白条、褶皱及色花。

(8)涂料的选用

涂料一定要选用粒子小、粒径均匀、环保的涂料。上海泗联的D型及G型染色涂料和新推出的F型环保涂料是较为理想的染色涂料。耐温性、日晒牢度F型比D型更又提高。某些进口的涂料力份较高，价格较为适中，切勿用印花涂料代替染色涂料，对牢度及染深性都有降低。

(9)固色剂的选择和应用

该性后由于纤维呈阳离子化，对涂料产生静电吸附，虽然增深幅度很高，但摩擦牢度差，因此需进行固色。但过去大量使用黏合剂固色用量高达6%～8%（(o.w.f.).），使用成本大而且手感硬糙、制成的休闲衣服缺乏良好的蓬松柔顺的手感。湿摩擦牢度提高剂PG（浸染专用），用量仅1.5%～4%（(o.w.f.).），而且不用再上柔软剂就有较好的手感。应根据客户要求褪色的程度来决定工艺（见表三）。

表三 固色工艺选定表

褪色百分率	选定工艺	温度与时间	效果
40%以上	涂料＋PG一浴	60℃×20min	残液深、得色浅、牢度差
40%以下	涂料/PG二浴	60℃×20min	残液较浅、牢度较差、手感较软
25%以下	涂料/PG二浴	90℃×15min	残液无色、得色深、牢度较好、手感软

(10)涂料的成衣染色工艺

成衣染色从T恤、茄克发展到风衣、裙子、运动衣、背包、围巾、头巾、沙滩装、羊毛（棉纱）衫。因此由于休闲服的流行，涂料成衣染色前应根据成衣织物的规格、纤维类别、厚重、收缩性能、缝线、衬头、商标、附件（花边、纽扣、拉链）而定。不同纤维因吸湿性不同也会染出不同深浅的色泽。染色浴比控制在1：25—1:30,浴比越大，越不会造成色花和色差。染色时应把服装在砂洗袋中染色，这样可减少衣服之间的摩擦，减少褶皱痕。其工艺流程如下：

成衣白坯→PNT 3-5% 改性处理→60℃水洗→冷水洗→超细涂料×%染色→冷水洗→PG 1.5-3%固色→成衣半成品→酵素洗→脱水→烘干→服装熨烫→成品

使用PNT可以染深色产品，(也可用于轧染)。

使用PG可以不用柔软剂，在水洗、酵洗过程中涂料不会掉色，染深性强，残液不留色。按照上述工艺，当染色结束时，涂料基本被吸尽，残液中的涂料极少，再用湿摩擦牢度提高剂PG固色在90℃时处理15分钟残液变清，有利于减少污水的排放。

(11)异色效应的成衣染色由于改性剂对各种纤维的阳离子化不同，加上涂料染色时各种纤维吸湿性的不同，因此一件衣服采用不同的纤维可产生不同的异色效应，如领子采用纯涤纶，袖子采用涤/棉混纺织物，大身采用纯棉织物，可出现三种不同深浅（浅、中、深）的异色效应服装。

(12)涂料成衣染色的展望

涂料也可以用环状连续轧染的方法像靛蓝染色一样染成经纱，也可以用浸染法染成绞纱再分别做成筒子。这种涂料染色产品可以做成劳动布、青年布、牛津纺及各种色织产品，然后做成成衣再经水洗。这种产品色白分明，粒纹清晰，而不会造成异色或白底沾污。

各种涂料染纱样品 涂料色纱生产的色织牛津纺

涂料染纱后的针织牛仔产品

用涂料筒子纱通过针织厂做成彩色针织牛仔、T恤、运动衣裤，再经水洗，可获得穿着更为舒适悬垂优良，抗皱免烫的彩色针织牛仔系列。

(13)成衣染色机的改进

休闲服装的成衣染色机脱胎于转鼓式工业洗衣机,作为洗衣服对温度、浴比影响不大，但对于作为染色需要有液控、温控、时控、加热的直接蒸汽改为简接蒸汽，这样才能减少缸差，对这种工业洗衣机应作如下改进。

a)机外增添染液循环系统，使缸中的染液通过循环泵送到机外储液桶循环、搅拌再回到缸内，这样有利于涂料的分散及匀染、中间取样、对样。

b)将直接加热的蒸汽管改为简接加热，并加装液位表以控制液位。

c)增加变频调速器，染色时转速要快，有利于织物翻滚，达到染色均匀，染色结束后的小洗、固色、柔软等工序转速要下降二倍，这样可减少已上染到衣服上的涂料又被“剥”除下来。

d)加装温控、时控、液控装置，使给水、排水、升温、降温、转速均能达到自控，这样可减少缸差，有利于涂料的吸附匀染。

三、成衣的后整理

涂料成衣染色后的服装，主要用于休闲服饰，追求色彩有朦胧感，穿着舒适性，这种表面加工过去都用于牛仔，现在已扩大到各种休闲服装，根据成衣的款色、规格、纤维的类别，可选择不同的后整理方式。并更追求人性化、个性化方向发展，或漂白、磨白、砂洗、柔软、酶洗泛旧、拖色制旧、折痕、撕破、挖孔、贴花、缝扎磨色、褶皱免烫等层出不穷不胜枚举。

四、结语

由于成衣染色的逐渐普及，它已成为染整行业中湿加工的一部分，服装和纺织品市场已成为纺织工业二大分支，服装不再局限于裁剪和缝纫的概念，不再是御寒遮体而是要穿得舒适、穿出个性、穿出品位。但是成衣染整究竟归属哪个行业？没有明确的归属，而我国的成衣染色多为水洗行业为服装工厂加工，因此缺乏应有的技术操作工人，技术力量薄落，技术素质不高，缺乏较深的知识，生产全凭经验，缺乏理论依据，所以生产技术不稳定、产品水平及质量不高，影响产品在国际市场的竞争力。

服装及成衣染整行业的管理人员及技术人员对纺织纤维、纺织品的组织规格，以及染化料、助剂缺乏全面了解，又缺少互相交流，因此成衣染整时由于选用染化料、助剂不确当，造成返工、回修较多，就需要服装制造商和染整工作者互相紧密协作，分担责任，使我国的成衣染整跟上时代的步伐，创造出更多、更新的产品，在国际市场上提高竞争能力！

参考文献：

[1] 吴庆源 织物砂洗技术 《纺织出版社》1993：66—68

[2] 改进成衣染色和整理加工工艺 美国《A．D．R》1994（5）：24—28

[3] 成衣染色 印染译丛 1995：（1）3—5

[4] 吴庆源： 人造棉砂洗工艺 染整科技 1994：（6）6—10