高含量芳纶1414阻燃面料印花生产工艺的创新

邱双林，晏顺芝，张泽扬，唐建东，王 平，陈 军，王海花

（际华三五四二纺织有限公司；新型环保复合面料湖北省重点实验室：湖北 襄阳 441002）

1 技术背景

芳纶的全称为“聚苯二甲酰苯二胺”，英文为Aramid fiber，是一种新型高科技合成纤维。芳纶具有超高强度、高模量和耐高温、耐酸、耐碱、质量轻、绝缘、抗老化、生命周期长等优良性能，强度是钢丝的5～6倍，模量为钢丝或玻璃纤维的2～3倍，韧性是钢丝的2倍，质量约为钢丝的1／5，在560 ℃下不分解、不熔化［1］。芳纶的发现，被认为是材料界一个非常重要的历史进程。

芳纶纤维是重要的国防军工材料，美、英等发达国家的防弹衣均为芳纶材质，芳纶防弹衣、头盔的轻量化，有效提高了军队的快速反应能力和杀伤力。据报道，芳纶产品用于防弹衣、头盔等约占芳纶纤维市场用量的7%～8%。除军事上应用外，还被广泛应用于航天、航空、机电、建筑、汽车、体育用品等各方面。芳纶已被列入我国“国家鼓励发展的高新技术产品目录”和“十二五战略新兴产业发展规划”，未来几年发展步伐将逐步加快。

但是，由于芳纶纤维本身不易上色的特性，目前最好的办法是通过原液着色制成带有颜色的芳纶丝，但制成的面料或成衣颜色单一、局限性大，不利于芳纶产业链的发展；而现有印染芳纶纤维纺织面料的载体染色法技术，不仅生产成本高、重现性差，染色质量也不稳定。

笔者利用市场现有且容易获得的染料，经过对涂料的优选，采取还原染料与涂料的不同比例混合，并对相应工艺参数进行优化，成功改善目前印染行业中对高含量芳纶织物面料不易染色及无法印制花型颜色的不足，解决了印染行业对芳纶印染［2］的技术难题，其成本低，工艺简单，原材料获得容易，能够在行业内广泛推广，从而占领国内及国际芳纶印染布的市场，提升企业产品竞争力，带动整个芳纶产业及印染行业的发展与进步。

2 技术方案

高含量芳纶1414阻燃面料印花工艺，主要包括染料优选（配伍）、色浆配制、花型（颜色）印制、织物焙烘、蒸化机还原、第1次水洗、皂煮、第2次水洗、烘干、拉幅、预缩和成品检验等工艺步骤。其特征是：在高含量芳纶阻燃纺织面料印花时，优选市场易购的还原染料及涂料等，进行配伍性和配比性试验。其具体步骤如下。

a） 在配制印花色浆时，按照不同颜色色浆的小样处方，进行实验室仿样，选取还原染料和涂料的种类配制色斑的色浆。以黑色色斑配制色浆为例，其中还原染料为：还原黑GM、还原兰VB、还原红F3B，涂料为涂料黑、涂料丈青，助剂为印花超柔软粘合剂WH、化学糊KG－1、自来水等。

b） 配制还原染料／涂料印花色浆，以黑色色斑配制1000L色浆为例，其中各种染料及助剂的用量分别为：还原黑GM 为18g／L、还原兰VB为5g／L、还原红F3B为5g／L、涂料黑为18g／L、涂料丈青为2．5g／L、印花超柔软粘合剂WH 为200g／L、化学糊KG－1为30g／L、自来水为1000L。搅拌均匀后输入印花机对高含量芳纶阻燃面料进行印花；印花时可采用圆网式或平网式印花，可同时或分别对高含量芳纶阻燃面料进行多种颜色及花型的组合图案和颜色的印制。其中，还原染料对芳纶外的其他阻燃纤维染色，涂料对芳纶纤维进行染色，该涂料不同于常规普通涂料，能够在碱性条件下保证对芳纶纤维的染色。

c） 焙烘工序：织物印花完成后，进行焙烘，焙烘温度由原190℃～195℃优化为170℃～175℃，时间为80s～90s。

d） 蒸化机还原工序：将烧碱NaOH（28°Bé）350L与保险粉Na2S2O450kg混合制成500L 还原液；浸轧还原液后的织物在蒸化机汽蒸箱内汽蒸，汽箱内为过热蒸汽，其温度为130 ℃～135 ℃，压力为0．15 MPa，时间为13s～16s（由车速决定）。

e） 第1次水洗工序：织物在平洗槽3格以上，经过40 ℃～45 ℃水洗，在氧化液中进行氧化。

f） 皂煮工序：在90 ℃～95 ℃、洗涤剂用量为25kg／（300L）的皂煮箱内皂煮，保持续料。

g） 第2次水洗工序：织物在平洗槽3格以上热水中水洗，其中第1格温度为90 ℃～95 ℃，第2格及第3格温度为80 ℃～85 ℃，平洗槽内的水要倒流。

h） 烘干工序：对水洗完成后的织物进行烘干，一般采用蒸汽烘筒方式进行烘干。

i） 拉幅工序：拉幅幅宽按照用户要求确定。

j） 预缩工序：按照用户要求对织物进行缩水率的预处理，确保织物经纬向缩水率达到用户标准要求后，进行成品检验。

在上述工序过程中，进行印花的高含量芳纶织物为已做过前处理整理的半成品。

3 工艺路线

以阻燃粘胶／芳纶1414（3．3tex）加厚林地迷彩格子布为例，具体方法步骤如下：

a） 染料配伍选择：通过实验室小样仿色，分别选取还原染料、涂料及助剂等进行印花各色斑的色浆配制，选取的9种还原染料为还原黑GM、还原兰VB、还原红F3B、还原咔叽2G、还原兰CLF、还原棕BR、还原黄3RT、还原橄榄T 和还原橄榄绿B；选取的5种涂料为涂料黑、涂料丈青、涂料中黄、涂料红T－E 和涂料绿；选取的助剂为印花超柔软粘合剂WH、粘合剂WH－3、化学糊KG－1、增稠剂KG－301，以及自来水。

b） 配制的各色色斑拼色配方见表1。

表1 阻燃粘胶／芳纶1414（3．3tex）加厚林地迷彩格子布用色斑的拼色配方 配方单位：g／L

搅拌均匀后输入圆网印花机对高含量芳纶阻燃面料进行印花，可同时对其进行6种颜色及花型的组合与颜色的印制。

c） 焙烘工序：同技术方案。

d） 蒸化机还原工序：同技术方案。

e） 第1次水洗工序：织物在平洗槽3格以上，经过60 ℃～70 ℃水洗，在氧化液中进行氧化。

f） 皂煮工序：同技术方案。

g） 第2次水洗工序：同技术方案。

h） 烘干工序：同技术方案。

i） 拉幅工序：同技术方案。

j） 预缩工序：同技术方案。

4 结语

芳纶品种设计、印染难度大，本工艺实现了芳纶纤维纱线染色的目的，利用市场现有且容易获得的染料，经过对涂料的优选，采取还原染料与涂料的不同比例混合，并对相应工艺参数进行优化，成功改善目前印染行业中对高含量芳纶织物面料不易染色及无法印制花型颜色的不足，解决了印染行业对芳纶织物产品进行印染的技术难题，其成本低，工艺简单，原材料获得容易，能够在行业内广泛推广，提升企业产品竞争力，带动芳纶产业及印染行业的发展与进步。