發(fā)泡立體印花是在印花色漿中添加發(fā)泡劑，經(jīng)高溫焙烘，發(fā)泡劑膨脹或分解釋放出氣體，使印花漿膨脹而顯現(xiàn)立體花型的效果，它是一種突破傳統(tǒng)平面印花花紋而具有立體效果的印花方法。其工藝簡單，操作方便，成本低廉。立體花紋能耐一般的洗滌和摩擦，其印花效果可與貼花、繡花和植絨印花相媲美。發(fā)泡立體印花的印花方法及所用的工藝和設(shè)備與一般涂料印花相仿。
1、發(fā)泡立體印花機(jī)理
發(fā)泡立體印花有物理發(fā)泡立體印花和化學(xué)發(fā)泡立體印花之分，其主要不同處在于發(fā)泡立體印花漿中的發(fā)泡劑不同。
物理發(fā)泡立體印花的機(jī)理是發(fā)泡漿的發(fā)泡劑———物理發(fā)泡微膠囊的作用。物理發(fā)泡立體印花用的印花漿由物理發(fā)泡微膠囊制劑、粘合劑、交聯(lián)劑、涂料、尿素、增稠劑和水組成。物理發(fā)泡微膠囊又稱微球，其直徑約為5-30μm，它是含低沸點溶劑的中空微小熱可塑性球體，典型的囊壁由偏氯乙烯、丙烯腈（約2：1）共聚體組成，而在囊芯中含有的低沸點有機(jī)溶劑如異丁烷、新戊烷、正戊烷和石油醚等。物理發(fā)泡微膠囊分散在聚甲基丙烯酸乳液、增塑劑以及其它助劑中，制成發(fā)泡立體印花漿，印制后低溫干燥，再經(jīng)高溫焙烘，在花紋中的物理發(fā)泡微膠囊芯材迅速氣化，使微膠囊內(nèi)壓增加，此時微膠囊囊壁及漿膜的高聚物已軟化，因而就象吹肥皂泡那樣使微膠囊的體積膨脹，花紋由于增大了的微膠囊相互擠壓在一起使?jié){膜隆起而成立體，形成宛如起絨般的重疊分布，達(dá)到發(fā)泡立體印花的效果。此類立體發(fā)泡印花又名起絨印花。
化學(xué)發(fā)泡立體印花機(jī)理是發(fā)泡漿的發(fā)泡劑———化學(xué)發(fā)泡劑的作用�；瘜W(xué)發(fā)泡立體印花漿是一種化學(xué)發(fā)泡劑（如偶氮二甲酰胺、偶氮二異丁腈、碳酸銨、碳酸氫鈉等）同適當(dāng)?shù)某赡⒔宦?lián)劑、乳化劑與著色劑的混合物，在印制織物后，先經(jīng)低溫烘干，再焙烘。在高溫焙烘處理時，化學(xué)發(fā)泡劑受熱分解，產(chǎn)生大量氣體，使成膜劑形成的漿膜發(fā)生膨脹，而化學(xué)發(fā)泡劑釋放出的氣體仍包含在皮膜中，于是形成新意的立體圖案，達(dá)到發(fā)泡立體印花的目的。這種場合的花紋外表光滑，泡腔不規(guī)則并相互貫通，絨繡感不強(qiáng)。
2、發(fā)泡劑的選擇
2、1物理發(fā)泡立體印花發(fā)泡劑的選擇
物理發(fā)泡微膠囊是影響物理發(fā)泡立體印花效果的重要因素，它的發(fā)泡條件需與所用的粘合劑固化溫度和時間相一致，發(fā)泡倍率要符合預(yù)定要求，微球本身能與漿料和印花體系有較好的相匹配性能，并且它的粒徑要滿足印制精細(xì)度要求。
2、2化學(xué)發(fā)泡立體印花發(fā)泡劑的選擇
化學(xué)發(fā)泡劑是化學(xué)發(fā)泡立體印花漿的核心組分。理想的化學(xué)發(fā)泡劑的分解溫度應(yīng)介于成膜劑高聚物的軟化溫度與交聯(lián)溫度之間，因為在成膜劑高聚物處于能吹脹的狀態(tài)下，發(fā)泡劑才能發(fā)揮其功用，分解生成的氣體以及殘余物無毒。另外，理想的化學(xué)發(fā)泡劑還應(yīng)當(dāng)在一定的溫度范圍和時間內(nèi)分解完畢，便于形成較小的泡孔結(jié)構(gòu)和得到較高的發(fā)泡倍率。
由于各種氣體對聚合物的滲透速率大小不一，如N2<O2<CO2。
氣體的滲透速率通常用滲透系數(shù)
表示。
對于空氣及空氣中的主要組分，由于其溶解度低，且比大多數(shù)其它氣體滲透慢，故N2、O2等的滲透速率較低。氣體的滲透速率越高，越容易沖破高聚物皮膜而逸散，甚至使泡孔崩塌�？勺鳛榛瘜W(xué)發(fā)泡劑分解氣體的化學(xué)物質(zhì)品種繁多，分無機(jī)和有機(jī)兩類。
常用的無機(jī)發(fā)泡劑有碳酸銨、碳酸氫銨、碳酸鈉等等。這類發(fā)泡劑分解溫度大多較低，發(fā)氣量較大，但它們分解所產(chǎn)生的氣體主要是CO2及NH2氣體，這些氣體對聚合物的滲透速率較高，因而產(chǎn)生的發(fā)泡立體印花效果不是太理想。
有機(jī)類發(fā)泡劑分解生成的氣體，除少量CO2外，主要是N2。因此，化學(xué)發(fā)泡立體印花用有機(jī)類發(fā)泡劑較多。有機(jī)類發(fā)泡劑有偶氮二甲酰胺（（AC）、N，N‘—二亞硝基五次甲基四胺（H）、偶氮二異丁腈（ABIN）等，其中（ABIN）的分解溫度雖低，但分解產(chǎn)物有毒，不宜采用，而AC、H發(fā)泡劑的分解溫度均高達(dá)200℃左右，但有機(jī)類發(fā)泡劑AC加入發(fā)泡助劑，可明顯降低其分解溫度和分解速率。目前大多采用發(fā)泡劑AC。
3、發(fā)泡立體印花漿中主要成分
3、1物理發(fā)泡立體印花漿中的粘合劑選擇
對于物理發(fā)泡立體印花漿，粘合劑是一種重要組成成分。它要能對物理發(fā)泡微膠囊和各種織物基材有良好的粘合性能，保證發(fā)泡后立體花紋具有較好的牢度；當(dāng)物理發(fā)泡微膠囊受熱膨脹時能同步產(chǎn)生塑性變形，物理發(fā)泡微膠囊的膨脹可獲得高的發(fā)泡倍率和較好的強(qiáng)度；另外要具有適中的粘度，使得制成的凸印漿能適應(yīng)印花工藝的粘度要求，并且有較好的染色性和遮蓋力；在連續(xù)印花時，有良好的機(jī)械穩(wěn)定性能，不容易塞網(wǎng)，容易用水進(jìn)行清洗；對物理發(fā)泡微膠囊和各種助劑、涂料色漿有著良好的共混性；成膜后具有較好的柔軟性和手感，并且不易老化，還要求具有耐水洗、耐油和日用的化學(xué)品及較高的耐熱性。
一般以聚丙烯酸丁酯為主體的乳液、或丙烯酸酯與丙烯酸丁酯共聚體、或甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯和丙烯酸酰胺共聚體乳液為物理發(fā)泡印花中的粘合劑。如要提高發(fā)泡立體印花圖案的剛性，可采用丙烯酸乙酯與苯乙烯共聚體乳液。必要時可加交聯(lián)劑。
3、2化學(xué)發(fā)泡立體印花漿中的成膜劑的選擇
對于化學(xué)發(fā)泡立體印花，成膜劑對化學(xué)發(fā)泡立體印花的立體效果具有重要的作用。除化學(xué)發(fā)泡劑外，成膜劑的選擇得當(dāng)與否直接影響化學(xué)發(fā)泡立體印花的效果與產(chǎn)品的質(zhì)量。在化學(xué)發(fā)泡立體印花中，成膜劑應(yīng)滿足下列要求：
a成膜劑的軟化溫度范圍與化學(xué)發(fā)泡劑的分解溫度范圍應(yīng)匹配，而且成膜劑的起始軟化溫度略低于發(fā)泡劑的分解溫度；
b、成膜劑的成膜速率要與發(fā)泡劑的分解速率相適應(yīng)；
C、成膜劑成膜后的膜手感良好，且不泛黃。化學(xué)發(fā)泡立體印花的成膜劑，一般采用聚氯乙烯或聚苯乙烯樹脂、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和丙烯酰胺共聚體乳液。
4、發(fā)泡條件
發(fā)泡立體印花，不管是物理發(fā)泡立體印花還是化學(xué)發(fā)泡立體印花，發(fā)泡條件主要取決于印花漿中發(fā)泡劑。物理發(fā)泡微膠囊因壁材和芯材的不同，其發(fā)泡溫度就不一樣，可分為高溫型、中溫型和低溫型。聚合單體中丙烯腈含量相對高的壁材聚合體和沸點相對高（如戊烷或己烷）的芯材組成的發(fā)泡微膠囊，其發(fā)泡溫度相對高些（150-160℃左右）；聚合單體中偏氯乙烯含量相對高的壁材聚合體和沸點相對低（如丁烷）的芯材組成的發(fā)泡微膠囊，其發(fā)泡溫度相對低些（110-130℃左右）。實施物理發(fā)泡微膠囊發(fā)泡立體印花時發(fā)泡溫度可參照物理發(fā)泡微膠囊的發(fā)泡溫度進(jìn)行發(fā)泡。另外不同發(fā)泡溫度的微膠囊，要有相應(yīng)成膜溫度的粘合劑與之相匹配，才能達(dá)到良好的立體發(fā)泡效果。
化學(xué)發(fā)泡立體印花的發(fā)泡溫度取決于化學(xué)發(fā)泡劑的分解溫度，不同化學(xué)發(fā)泡劑的分解溫度不一。無機(jī)化學(xué)發(fā)泡劑（如碳酸銨、碳酸氫銨和碳酸鈉等等）分解溫度低，且發(fā)氣量大。有機(jī)化學(xué)發(fā)泡劑偶氮二甲酰胺是一種淡黃色結(jié)晶粉末，不溶于水，其分解產(chǎn)物的64%為固體，36%為氣體，而氣體由氮氣、一氧化碳和二氧化碳組成。加入適量尿素，可以使其的分解溫度由200℃，左右降至180℃，乃至150℃，左右。它是一種理想的化學(xué)發(fā)泡劑。另外，大家熟悉的偶氮二異丁腈為白色晶體，不溶于水，也可以作為化學(xué)發(fā)泡劑，其分解溫度僅為90-115℃，但其分解產(chǎn)物中含有毒性的四甲基丁二腈，使其應(yīng)用受到限制。不同分解溫度的化學(xué)發(fā)泡劑要用相應(yīng)成膜溫度的成膜劑來與之匹配，才能達(dá)到預(yù)期的立體發(fā)泡效果。
發(fā)泡立體印花一般采用先干燥后焙烘的發(fā)泡工藝。干燥是去掉水分，使坯布與印花漿充分接觸，利于印花漿的滲透，干燥過程又使粘合劑適度交聯(lián)成膜。干燥過程的溫度不能太高，以免發(fā)泡過早，使氣體穿透樹脂膜逸到空氣中去，達(dá)不到發(fā)泡效果。干燥過程的時間不能太長，以防樹脂過早、過度交聯(lián)成網(wǎng)，不利于焙烘階段的發(fā)泡而導(dǎo)致發(fā)泡效果的下降。一般干燥溫度低于70℃，以烘干為度。焙烘工藝（溫度和時間）因不同的發(fā)泡劑而異，低溫物理發(fā)泡立體印花的焙烘工藝為：100℃-130℃，1min-3min。高溫物理發(fā)泡立體印花的焙烘工藝為145℃-160℃，1min-3min.化學(xué)發(fā)泡劑AC的焙烘工藝為190℃-200℃，imin-3min，，添加尿素的焙烘溫度可降低至150℃左右。發(fā)泡加熱方式通常有紅外線、熱風(fēng)、熱蒸汽等等，其中以非接觸式為好。
5、發(fā)泡立體印花設(shè)備的選擇
發(fā)泡立體印花對設(shè)備無特殊要求，無論手工臺板、平網(wǎng)、圓網(wǎng)、輥筒印花機(jī)均可印制。只是不同印花機(jī)的適用性不同。
手工臺板：印制速度慢，產(chǎn)量低。但給漿量大，立體效果突出，同時花型易于變化，靈活性好，適合于小批量生產(chǎn)。
平網(wǎng)印花機(jī)：適合于絲綢、滌綸織物。但印出的花型手感相對較硬，不適于服裝，較適合于裝飾產(chǎn)品。
圓網(wǎng)印花機(jī)：產(chǎn)量高，適用范圍廣，純棉、滌棉織物均可。服裝面料及裝飾材料布均可采用此法印制。給漿量較大，但應(yīng)注意漿料粘度及臺板溫度的控制，以防塞網(wǎng)。輥筒印花機(jī)：產(chǎn)量高，適用范圍很廣。但應(yīng)注意漿料粘度要控制適當(dāng)，花筒雕刻要適當(dāng)加深，以確保立體效果。對于網(wǎng)印印花來講，在印花過程中其它工藝參數(shù)一定的情況下，篩網(wǎng)規(guī)格的大小決定了印花給漿量的多少。在網(wǎng)目的使用上要考慮實際花型的效果。物理發(fā)泡立體印花，如果線條適中，圓網(wǎng)可選80目至100目，平網(wǎng)印花滌綸絹網(wǎng)以80目為佳；如果是泥點或云紋花型，面積大的選，60目為好，小的選用80目
6、發(fā)泡立體印花對印花圖案的要求
6、1印花花型的要求
凡大塊面花型處立體效果差，而粗線條、小實塊印花效果好。原因是發(fā)泡漿中含有粘合劑或成膜劑的聚合物，花型塊越大，所用的粘合劑或成膜劑越多，所以手感硬，延伸性差。同時花型塊面越大，越易產(chǎn)生給漿量不足的問題，發(fā)泡效果也差。為此全面發(fā)泡的圖案應(yīng)以分散小型為主，給人以刺繡般的感覺為好。局部發(fā)泡的圖案可不受花型與套色的限制，可在一般花型上勾出立體輪廓，或在圖案中突出重點部分，給人以浮雕和畫龍點睛的效果�；ㄐ蛨D案應(yīng)以中型面積、布局分散、線條粗獷為宜。面積太大會影響色牢度和增加花板雕刻難度。多套色發(fā)泡立體印花，發(fā)泡部分有可能出現(xiàn)壓印問題，發(fā)泡漿應(yīng)排在最后印，以免影響發(fā)泡效果。
6、2配色方面的要求
常規(guī)印花時，為了突出印制效果常在淺色的織物上印制深色花型。但此種方法應(yīng)用于發(fā)泡印花時效果不佳；相反在深色織物上套印淺色而艷麗的色漿，發(fā)泡后的印制效果較佳。深、中、淺色發(fā)泡印花的試驗結(jié)果表明，白漿印花效果優(yōu)于淺色漿印花，淺色漿印花效果優(yōu)于深色漿的印花。這主要是由于顏色越深，印花漿中含有的涂料著色劑越多，反之淺色漿中的涂料著色劑含量較少。對于物理發(fā)泡立體印花來說，涂料著色劑在物理發(fā)泡微膠囊膨化后，堆集于微膠囊間的涂料會影響發(fā)泡高度和發(fā)泡印花色澤的牢度。因此發(fā)泡立體部分顏色不宜過深，以白色或中淺色為宜。在試驗中觀察到發(fā)泡印花漿經(jīng)篩網(wǎng)印花后，受熱凸起所顯現(xiàn)的色澤要比發(fā)泡前的色澤減幾倍。在實際生產(chǎn)中如需要特別深的發(fā)泡印花花型時，可采用先調(diào)淺色的發(fā)泡色漿，印制風(fēng)干后，再在其上印上所需要的普通涂料色漿，然后通過加熱發(fā)泡工藝來實現(xiàn)。
7、發(fā)泡立體印花立體花紋的形態(tài)結(jié)構(gòu)
用顯微鏡觀察發(fā)泡立體印花織物，兩種產(chǎn)品的橫斷面完全不同，物理發(fā)泡立體印花呈肥皂泡式，而化學(xué)發(fā)泡立體印花則為“蜂糕”式。物理發(fā)泡立體印花花紋表面滿是微小球體形，而化學(xué)發(fā)泡立體印花花紋表面則象饅頭表面光滑。由于結(jié)構(gòu)的差異，在視覺上物理發(fā)泡立體印花產(chǎn)品具有絨繡效果，而化學(xué)發(fā)泡立體印花僅有浮雕效果。
來源: 吳明華 陳水林
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