絲綢數(shù)碼印花的前處理工藝研究

林 旭，蘇春濤，項志齊

(浙江華泰絲綢有限公司，杭州310011)

紡織品數(shù)碼印花是集計算機網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字處理、信息系統(tǒng)，以及精密機械加工和高品質(zhì)的精細(xì)化工材料于一體共同發(fā)展的結(jié)果［1］。作為一種全新的印花方式，數(shù)碼印花近年來得到迅速的發(fā)展，代表了未來印花領(lǐng)域的發(fā)展趨勢。但數(shù)碼印花的產(chǎn)業(yè)化仍未形成，原因有很多，例如設(shè)備問題、工藝技術(shù)問題、墨水質(zhì)量問題等［2］。其中，數(shù)碼印花的前處理工藝是否合理是其主要原因之一。與傳統(tǒng)印花色漿相比，數(shù)碼印花的墨水，如果直接噴印在織物上，會產(chǎn)生滲化，使花形輪廓不清晰。所以需要對織物預(yù)先進(jìn)行上漿，使織物表面均勻覆蓋一層糊料［3］，而這層糊料膜面的均勻性、抱水性、吸濕性、潤濕性、滲透性、洗滌性、對染料的轉(zhuǎn)移性能等，都會直接影響噴印織物的發(fā)色均勻性、花形精細(xì)度、得色濃艷度［4-5］、滲透效果、手感等一系列質(zhì)量指標(biāo)。因此，本課題就數(shù)碼印花上漿前處理工藝的各種因素進(jìn)行比較深入的研究，以提高絲綢數(shù)碼噴印產(chǎn)品的質(zhì)量。

1 試驗

1.1 試驗材料與儀器

材料:素縐緞(平方米質(zhì)量54 g/m2)，洋紡(平方米質(zhì)量26 g/m2)。

藥品:海藻酸鈉(工業(yè)級)，LC-5糊料(改性糊料)，P3糊料(復(fù)合糊料)，尿素(工業(yè)級)，碳酸氫鈉(分析純)，碳酸鈉(分析純)，209凈洗劑(工業(yè)級)，抗?jié)B化劑(自制)。

儀器:平臺上漿機(自制)、DBP-1618數(shù)碼印花機(杭州宏華數(shù)碼科技有限公司)、Datacolor SF600測色儀(美國Datacolor公司)

1.2 試驗方法

在50℃左右的加熱平臺上刮涂海藻酸鈉、LC-5、P3三種糊料，糊料的成糊質(zhì)量分?jǐn)?shù)在3.5%左右，上漿量在65%左右。烘干后進(jìn)行打卷。上漿面料可直接在數(shù)碼噴印機上噴印。以100%通道墨量，在素縐緞和洋紡面料上噴印品紅、黃、青、黑4色。

1.3 測 試

1.3.1 脫糊率

取織物20 cm×20 cm，恒重稱取質(zhì)量W。在織物上刮印一遍15 cm×15 cm方塊圖形的上漿糊料。經(jīng)汽蒸、恒重后，稱取質(zhì)量為W1。將面料在皂洗機中水洗，浴比1︰100，溫度50℃，10 min洗1次，共水洗2次。將水洗后的面料烘干，恒重后稱取質(zhì)量W2。以下式計算脫糊率:

1.3.2 精細(xì)度

采用軟件畫出 0.2、0.5、1 mm 粗細(xì)的直線，將圖形噴印在上漿面料上，經(jīng)過汽蒸水洗，測量線條的粗細(xì)，來衡量精細(xì)度指標(biāo)。

1.3.3 K/S 值

采用Datacolor SF600測色儀測定。

2 結(jié)果與討論

2.1 糊料對絲綢數(shù)碼噴印的影響

2.1.1 不同糊料對噴印得色量的影響

按照1.3.3操作標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作，對糊料的噴印得色量進(jìn)行試驗，結(jié)果見圖1。

從圖1可知，與LC-5和海藻酸鈉糊料比較，P3糊料在品紅、黃、青、黑4個顏色的得色量上有一定優(yōu)勢，所測的K/S值均比其他兩種糊料高。P3糊料中部分是以聚丙烯酸單體為原料的合成增稠劑，聚丙烯酸單體對活性染料的得色量提高有較大的作用。因此，P3糊料的得色量就比其他糊料高。

2.1.2 不同糊料對噴印精細(xì)度的影響

按照1.3.2操作標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作，對噴印后的精細(xì)度進(jìn)行試驗，結(jié)果見表1。

圖1 不同糊料對得色量的影響Fig.1 Effects of different thickeners on color yield

表1 不同糊料對精細(xì)度的影響Tab.1 Effects of different thickeners on fineness mm

由表1可知，P3糊料在精細(xì)度方面比LC-5和海藻酸鈉具有明顯的優(yōu)勢，特別體現(xiàn)在薄型織物上，例如洋紡。真絲數(shù)碼噴印中，墨水是直接噴印在面料上的，而真絲織物的吸濕量較小，因此薄型面料上很容易滲化。海藻酸鈉和LC-5糊料應(yīng)用在傳統(tǒng)印花上，能體現(xiàn)較好的抱水性，但在數(shù)碼噴印上特別是噴印洋紡時，深色花型處由于有較多的墨水聚積，滲化嚴(yán)重，完全不能滿足生產(chǎn)要求。由于P3糊料中含有部分合成增稠劑，使得糊料的抱水性能大大提高，改善了滲化現(xiàn)象。

2.1.3 糊料對噴印發(fā)色穩(wěn)定性的影響

從發(fā)色穩(wěn)定的對比情況來看，P3糊料最佳，P3糊料的發(fā)色不隨成糊比例的改變(2.5% ～5%)或者黏度的改變而大幅改變。生產(chǎn)中在調(diào)制漿料時，會由于稱料的不精確，造成成糊比例的偏差、黏度的變化。同時黏度本身又受調(diào)漿時助劑的加入及加入順序、溫度、水質(zhì)等影響，存在一定范圍的波動。LC-5糊料及海藻酸鈉糊料的噴印效果會隨這些因素產(chǎn)生變化，重現(xiàn)性不佳。P3糊料優(yōu)異的發(fā)色穩(wěn)定性，對穩(wěn)定生產(chǎn)質(zhì)量有很大的幫助。在成糊率的選擇上，主要考慮上漿操作的難易程度和滲透性。成糊率過小，漿糊較薄，上漿時容易使面料起皺，造成表面不勻;成糊率過大，漿糊較厚，上漿時漿糊只停留在面料表面，染料的固著也停留在表面，造成滲透差，色牢度差。一般類似素縐緞等中厚型面料成糊率在3%，薄型面料的成糊率控制在3.5%左右較為適宜。

2.1.4 糊料的脫糊性能

按照1.3.1操作標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作，對糊料的脫糊性能進(jìn)行試驗。結(jié)果顯示:P3糊料的脫糊率82.94%相較LC-5的脫糊率86.05%和海藻酸鈉的脫糊率83.45%稍低一些。這是因為P3糊料中的合成增稠劑雖然不與染料起反應(yīng)，但是高分子鏈對纖維的較強吸附，以及難溶性丙烯酸多價鹽的形成，使增稠劑較難從織物上去除，導(dǎo)致脫糊率下降，手感有變硬趨勢。但是由于噴印上漿糊料的成糊比率比較低，脫糊率還是可以達(dá)到80%以上，完全能滿足生產(chǎn)要求。

2.1.5 糊料的滲透性能

從滲透性上看，P3糊料并不是最佳的。對素縐緞等中厚型織物其滲透性相比海藻酸鈉等略微差一些;在洋紡等薄型真絲織物上，滲透效果均較好。若厚型面料上有更高的滲透要求，可以通過上漿糊料中加入滲透劑、降低成糊率或浸軋的方式，提高P3糊料的滲透性。

2.2 尿素對真絲數(shù)碼噴印效果的影響

在P3糊料的基礎(chǔ)上，考查尿素質(zhì)量分?jǐn)?shù)對洋紡、素縐緞噴印效果(得色量、精細(xì)度)的影響，結(jié)果見表2。

表2 尿素對噴印效果的影響Tab.2 Effects of urea on result of jet printing

從表2的數(shù)據(jù)可以看出，品紅、黃、青、黑4色在洋紡上隨著尿素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，得色量(K/S值)有明顯增加，到尿素質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%以上時，得色量的增加幅度逐漸減小。在素縐緞上當(dāng)尿素質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到8%時，得色量仍有大幅增加，但尿素作為吸濕劑，在蒸化吸收水分，提高得色量的同時，精細(xì)度方面隨著尿素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加會逐漸變差，當(dāng)尿素質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到5%以上時，洋紡等薄型面料上的黑色滲化非常明顯。綜合得色量和精細(xì)度這兩方面的因素，薄型面料的尿素質(zhì)量分?jǐn)?shù)確定在3% ～5%，厚型織物的尿素質(zhì)量分?jǐn)?shù)確定在5%～8%。

2.3 堿劑對真絲織物數(shù)碼噴印效果的影響

試驗堿劑種類及質(zhì)量分?jǐn)?shù)對噴印效果(得色量)的影響，結(jié)果見圖2～圖3。

圖2 堿劑對素縐緞噴印得色量的影響Fig.2 Effects of alkaline agent on color yield of crepe satin plain printing

圖3 堿劑對洋紡噴印得色量的影響Fig.3 Effects of alkaline agent on color yield of ocean spinning printing

從圖2可以看出，素縐緞的得色情況，碳酸氫鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%時最佳。碳酸氫鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%時，得色量較低，是因為堿劑質(zhì)量濃度不足，造成活性染料未與面料完全反應(yīng)。碳酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)無論是0.5%還是1%，它的得色量均不及1%碳酸氫鈉的高。這是因為碳酸鈉的堿性要比碳酸氫鈉強，在未汽蒸時，就容易使活性染料水解，造成得色量下降。碳酸氫鈉的pH值為8.5左右，不會造成染料水解，當(dāng)蒸化時，才受熱分解成碳酸鈉，pH值升至10～11，促使染料與纖維反應(yīng)成共價鍵，提高固色率。

從圖3洋紡的得色量情況來看，碳酸氫鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5%時最佳。與素縐緞堿劑用量的差別，主要是面料的厚薄程度決定的。

因此真絲數(shù)碼噴印中，類似素縐緞等中厚型面料，堿劑為碳酸氫鈉時其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%。類似洋紡等薄型面料，堿劑為碳酸氫鈉時其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%。

2.4 助溶劑對真絲數(shù)碼噴印效果的影響

試驗助溶劑對素縐緞數(shù)碼噴印的影響，結(jié)果見圖4。

圖4 助溶劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)對噴印得色量的影響Fig.4 Effects of mass fraction of cosolvent on color yield of printing

從圖4可知，隨著助溶劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，得色量有提升趨勢，當(dāng)質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到4%以上時，得色量增加不明顯。助溶劑的加入一方面幫助染料的溶解擴散，另一方面還可以提高噴印面料的滲透性。但過量的助溶劑，也容易造成花型滲化。因此在中厚型面料上可以加入4%左右的助溶劑，薄型面料上盡量避免加入助溶劑。

2.5 抗?jié)B化劑對真絲數(shù)碼噴印效果的影響

在上漿的糊料中加入一定量的抗?jié)B化劑，有助于數(shù)碼噴印產(chǎn)品質(zhì)量的提高。

從圖5可以看出，抗?jié)B化劑的加入，不僅不影響得色量及色光，還可使噴印得色量大幅度的提高，當(dāng)質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到2.5%以上時，得色量增加不明顯。因此一般質(zhì)量分?jǐn)?shù)確定為2.5%左右，薄型織物可相應(yīng)提高至3%。

另外，在洋紡上噴印1 mm粗細(xì)的線條，不加抗?jié)B化劑的面料上線條的粗細(xì)達(dá)1.6 mm，加抗?jié)B化劑的面料上線條的粗細(xì)只有1.2 mm。說明加入抗?jié)B化劑噴印洋紡面料，對精細(xì)度有明顯改善作用。

圖5 抗?jié)B化劑對洋紡得色量的影響Fig.5 Effects of anti-bleeding agent on color yield of ocean spinning

3 結(jié)論

通過對噴印糊料及相關(guān)助劑的試驗，確定了數(shù)碼噴印前處理工藝最佳條件。素縐緞等中厚型面料:P3糊料占糊料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%，尿素5% ～8%，小蘇打1%，助溶劑4%，防滲化劑2.5%;洋紡等薄型面料:P3糊料占糊料質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.5%，尿素3% ～5%，小蘇打0.5%，助溶劑0，防滲化劑3%。上述工藝無論在得色量、精細(xì)度、鮮艷度、色牢度、穩(wěn)定性上都有較好的體現(xiàn)。

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