紡織數字噴印技術正經歷高速發展,其性能的瓶頸主要集中在顏料墨水的穩定性與色牢度兩大難題上。但在專業粉體材料科學領域,還有一種尖端方案可以應對這種挑戰——正是顏料的功能化包覆技術。

紡織噴墨
功能化包覆是將高性能聚合物材料精密地包覆在納米顏料粉體外層,構建“核殼結構”的過程。這項技術不僅維持了墨水的穩定分散,更革新了顏料在紡織品上的固著機制。
一、從分散穩定到高效固著
當前顏料墨水主要依靠高分子分散劑實現顏料的分散穩定。然而,這種表面改性路線存在一定局限性:分散劑提供的錨固能力不足,顏料固著主要依靠配方中的額外粘合劑,但粘合劑與顏料顆粒之間并不緊密復合,仍有可能發生自聚現象(過程如下圖),這通常會導致色牢度難以達到高標準,并影響織物的柔軟手感。

傳統工藝的成膜過程示意圖
因此,功能化包覆技術的目標是雙重的:
l 內部穩定性增強:包覆層提供比傳統分散劑更堅固的物理屏障和電荷控制,進一步提升墨水的分散穩定性和儲存壽命(即防沉降、防團聚)。
l 外部功能實現(固著):包覆層本身作為一種高性能的“微型粘合劑”或“固著劑”,賦予顏料顆粒直接與纖維固著的能力。
二、包覆技術的專業實現路徑
功能化包覆的核心是制備具有精確形貌和功能化的核殼結構,以克服顏料顆粒與黏合劑膠乳物理共混所導致的穩定性和手感問題。目前業內發展了數種包覆工藝路線,其中兩種技術路線如下:
技術路線一:功能性高分子分散劑的自交聯包覆機制
此路線(參見專利 CN101659808B)的核心在于設計和自制具有功能化作用的高分子分散劑,而非僅僅使用基礎分散劑。
在這種方法中,通過研磨粉碎顏料,并利用特定的高分子分散劑(如苯乙烯、丙烯酸丁酯、順丁烯二酸的三元共聚物)進行包覆。這種自制的功能性高分子分散劑,不僅能夠有效地防止顏料粒子發生二次團聚,確保墨水具備優異的分散穩定性和儲存穩定性;更重要的是,它能使包覆后的顏料粒子自身帶有自交聯效果。
在織物印花后的烘焙固化過程中,這種功能性包分子會發生交聯反應,將顏料顆粒牢固地錨固在纖維上,從而在實現較好色牢度的同時,一定程度上保證織物的手感。
技術路線二:細乳液聚合制備的微膠囊結構
此路線(參見專利 CN107629551A)采用更精密的微膠囊化技術,將顏料顆粒設計成完整的核殼結構。
該技術的核心是采用細乳液聚合工藝。這種方法能將顏料顆粒高效包裹在聚合物殼層內,制備出尺寸小、對顏料包裹程度高的微膠囊包覆型顏料膠乳。

細乳液聚合工藝成膜過程示意圖
這種包覆型顏料具備以下關鍵優勢:
穩定性強化:形成的微膠囊結構不易發生聚并,能夠有效抑制介質揮發過程中顏料顆粒的自聚現象。
固著效率提升:微膠囊化形成的自粘性聚合物外層在固化時不易脫離顆粒。通過融合滲透,聚合物殼層能將顏料顆粒高效、牢固、均勻地包埋在纖維外層的黏合劑薄膜層內,有效提高了耐磨擦牢度和織物的柔軟度。
三、總結與展望
顏料的功能化包覆技術,是紡織噴印墨水邁向高性能、多功能應用的關鍵引擎。它通過精密的核殼結構設計和界面聚合控制,有效解決了顏料在流體中的穩定性和在纖維上的牢度問題。隨著對包覆材料功能性的不斷探索,這一技術將繼續拓寬紡織材料的應用邊界。
粉體圈整理
作者:粉體圈
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