著色材料是皮革塗飾劑的重要組成部分,其作用為:遮蓋皮革表麵傷殘,修飾皮革表麵缺陷,賦予塗層各種各樣色澤。皮革塗飾的著色材料主要是各色顏料及部分染料。
7.3.1染料
皮革用染料已在前麵專題討論,這裏僅就皮革塗飾用染料品種及其特性作簡要介紹。
用於皮革塗飾的染料主要有水溶性和醇溶性兩類。
(1)水溶性染料
能溶於水的染料稱為水溶性染料,如直接染料、酸性染料、堿性染料、活性染料等。在配製黑色顏料膏或黑色揩光漿時,由於使用軟質炭黑時帶灰頭,因此常加入的少量粒子元青就是一種酸性染料,可使黑度增加。
大部分的水溶性染料(活性染料和金屬絡合染料除外)不單獨作為塗飾劑的著色劑,因為用它們作著色劑的塗層光澤差,不耐濕擦,耐光性也差。
水溶性金屬絡合染料可作為苯胺革及其他高檔革塗飾的著色劑,例如1∶1型的金屬絡合染料派拉丁黑WAN、派拉丁藍GGN等以及1∶2型金屬絡合染料歐開蘇拉染液(EukesolarDyesliquid)等。
①1∶1型金屬絡合染料派拉丁堅牢染料是1∶1型的鉻絡合單偶氮染料,常用於皮革塗飾的是派拉丁黑WAN和派拉丁藍GGN。派拉丁黑WAN,又稱酸性絡合黑WAN,外觀為黑色粉末,溶於水呈藍色,但溶解度較小,溶解時必須用熱水,而且要煮沸,再用紗布或銅篩過濾方可使用。派拉丁黑WAN帶紅光,使用時常加入15%~20%派拉丁藍GGN(又稱酸性絡合藍GGN)以消除紅光。用派拉丁黑WAN和派拉丁藍GGN作著色劑所形成的塗層黑而光亮,耐濕擦。
②1∶2型金屬絡合染料歐開蘇拉染液(EukesolarDyesliquid)是1∶2型金屬絡合染料,是德國BASF公司生產的。這類染料可和水及有機溶劑混溶,著色力強,適用於噴染、簾幕塗飾和輥印塗飾,對改善革的外觀及其他性能均有明顯效果。其主要品種有:EukesolarBlackRLliquid(黑)、EukesolarYellowG150liquid(黃)、EukesolarOrangeR150liquid(橙)、EukesolarBrown5R150liquid(棕)、EukesolarRedG150liquid(紅),還有海軍藍、寶石紅等各種顏色。
(2)醇溶性染料
溶於乙醇或其他類似有機溶劑而不溶於水的染料稱為醇溶性染料,包括偶氮染料、芳甲烷染料和醌亞胺染料,可用於油漆、油墨、塑料、皮革、木材等的著色。例如耐曬醇溶黃GR、耐曬醇溶藍HL等醇溶性染料常作為苯胺革塗飾的著色劑。這類染料在水中的溶解度較小,耐光堅牢度好,著色的塗層透明,色澤鮮豔,耐幹濕擦。
醇溶性染料在水中的溶解度較小,而且各色染料的溶解度也不相同,所以在配色時要注意染料是否完全溶解。另外,醇溶性染料與丙烯酸樹脂混合時,事先一定要用氨水調節染液的pH到8左右,否則會發生結塊現象,影響使用。調節染液的pH時,可以先調節醇溶劑的pH,然後再溶解染料;也可以先用醇溶劑溶解染料,再調節染料溶液的pH。
皮革塗飾所用的染料,能將塗層“染成”透明而顏色鮮豔、飽滿的薄膜,對於製造苯胺革、半苯胺革及其他全粒麵高檔革的塗飾具有重要的作用。但染料不能提高塗飾劑的遮蓋能力,不適用於表麵傷殘較重的革的塗飾。
7.3.2顏料
顏料是一種具有裝飾和保護作用的有色物質,不溶於水、油、樹脂等介質中,通常是以分散狀態應用於塗料、油墨、塑料、橡膠、搪瓷等製品中,使這些製品呈現出顏色。顏料的分類見表7-27。
表7-27顏料的分類
按生產方法按顏料功能按顏料化學結構天然顏料合成顏料著色顏料防鏽顏料體質顏料特種顏料有機顏料無機顏料朱砂、紅土、
雄黃、銅綠、
藤黃、靛青等鈦白、鐵藍、
鐵紅、紅丹等賦予製品顏色和遮蓋力防止金屬鏽蝕,起到保護作用較低遮蓋力和著色力用於標誌、溫度變化等,包括溫敏、發光、熒光顏料偶氮顏料酞菁顏料多環顏料芳甲烷係顏料鐵係顏料鉻係顏料磷酸係顏料鉬酸鹽係顏料
(1)顏料的通性
顏料是微細的粒狀物,其原級粒子的顆粒直徑大多在零點幾微米到幾微米之間,最大不超過100μm,在這些細小粒子內部,其分子有一定的排布方式,絕大多數是以晶體形態存在。
①顏料的光學性能
a.顏色:顏料的顏色與其化學組成密切相關,不同化學組成顏料各有其特征顏色,但顏色在一定的範圍內變動。化學組成相同,晶體結構不一定相同,顆粒大小、粒徑分布、雜質含量等方麵的差異,都會造成色光的差異。
b.遮蓋力:顏料加在透明的基料中使之成為不透明,完全蓋住基片的黑白格所需的最少顏料量稱之為遮蓋力。遮蓋力的光學本質是顏料與其周圍介質折射率不同造成的。當顏料和基料的折射率相同時膜是透明的。當顏料的折射率大於基料時顏料才有遮蓋力,其差越大,遮蓋力越強。
c.著色力:著色力是一種顏料與另一種基準顏料混合後顏色強弱的能力,通常以白色顏料為基準去衡量各種彩色或黑色顏料對白色顏料的著色能力。著色力是顏料對光線吸收和散射的結果,主要取決於吸收,吸收能力越大,其著色力越強。不同的顏料,其著色力有很大的不同,著色力的強弱取決於顏料的化學組成,一般說來,相似色調的顏料,有機顏料比無機顏料的著色力要強得多。著色力還與顏料粒子的分散度有關,分散度越大,著色力越強。
②顏料的顆粒顏料是一種固體粉末,粒度達到超細狀態時,顏料粒子的幾何性質和物理性質將對顏料的應用性能產生極大的影響。一般顏料粒子分為初級粒子、二次粒子、附聚體和凝聚體。顏料的密度是指單位體積內所含顏料粒子的質量數。由於顏料是粒狀鬆散物料,其體積包括顏料粒子的體積和空隙的體積,計算顏料真實密度時應扣除空隙的體積。
③顏料的表麵性能及分散性顏料粒子內部的分子處於力場均衡狀態,合力等於零。而顏料粒子表麵的分子則處於力場非均衡狀態,外表麵分子均受到一個指向固體內部的力,使表麵收縮,趨於表麵積最小的最穩定狀態,這時表麵上的能稱表麵能。顏料在展色劑中分散經曆了潤濕、研磨和分散。顏料粒子表麵、液體和空氣存在三相界麵,當三相接觸點處的接觸角為銳角時,顏料可被液體潤濕,接觸角為零時,則能完全展開。顏料的理想分散狀態是惰性顏料粒子穩定懸浮於展色劑中。實際上,顏料粒子的比表麵積大,表麵能高,又有表麵電荷,易吸附各種物質,本身還存在聚集傾向,使粒子存在許多不穩定因素如絮凝、沉澱等。
④顏料的穩定性不同化學成分的顏料其顏色、遮蓋力、著色力、粒度、晶型結構、表麵電荷以及極性等物理性質均不相同,化學性質也不同。一般來說,要求顏料有穩定的化學成分,耐化學穩定性(耐酸、堿、鹽、水和有機溶劑等)以及耐光、耐候、耐熱等應用指標。陽光和空氣使顏料的化學組成發生變化,從而使無機顏料變暗、變深,使有機顏料褪色,相對而言,無機顏料的耐候、耐光、耐熱性比一般有機顏料強。
(2)無機顏料
根據顏料的顏色不同,無機顏料主要有白、黑、黃、紅、綠、藍等顏色。另外,金屬顏料這一特殊品種也屬於無機顏料。
①白色顏料白色顏料必須具備純潔的白度,對光線的折射率高;粒度和粒度分布適宜的微細粉末;對光和熱的作用穩定;化學上呈惰性。主要有鈦白、鋅白、立德粉、鉛白和銻白。幾種白色顏料的化學穩定性。
a.鈦白:主要化學成分是二氧化鈦。二氧化鈦是多晶型化合物,在自然界存在金紅石型、銳鈦型和板鈦型三種晶型。金紅石型和銳鈦型雖均屬四方晶係,但因晶型不同有不同的晶體習性。二氧化鈦是一種極為穩定的化合物,常溫下幾乎不與其他元素或化合物作用,對氧、硫化氫、二氧化硫、二氧化碳和氨都是穩定的,不溶於水、酸、堿,隻溶於氫氟酸,在長時間煮沸情況下溶於硫酸。從表7-28可以看出,鈦白是化學穩定性最好的白色顏料。在白色顏料中金紅石型二氧化鈦的折射率最高,性能也最優越。目前工業上生產鈦白主要有硫酸法和氯化法兩種工藝,產品均為無味無臭的白色粉末,粒徑為0.1~0.4μm的原級粒子(平均粒徑為0.2μm),有害雜質的含量控製在十萬分之幾或百萬分之幾。鈦白是最佳的白色顏料,廣泛用於塗料、塑料、造紙、化學纖維和化妝品,其中塗料、塑料、造紙這三個行業消耗鈦白占總產量的89.6%。按國際標準ISO591,塗料用鈦白劃分為金紅石型和銳鈦型兩大類,五個等級,金紅石型占70%以上。在皮革生產中,鈦白粉主要用於白色顏料膏、揩光漿和白色革。