直噴式超細(xì)滌綸纖維織物的數(shù)碼印花工藝

關(guān)芳蘭， 王建明, 李穎慧

(1. 北京服裝學(xué)院 材料科學(xué)與工程學(xué)院, 北京 100029； 2. 西安工程大學(xué)， 陜西 西安 710048)

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直噴式超細(xì)滌綸纖維織物的數(shù)碼印花工藝

關(guān)芳蘭1， 王建明1, 李穎慧2

(1. 北京服裝學(xué)院 材料科學(xué)與工程學(xué)院, 北京 100029； 2. 西安工程大學(xué)， 陜西 西安 710048)

針對(duì)直噴式超細(xì)滌綸纖維仿麂皮織物的數(shù)碼印花工藝進(jìn)行了研究，探討了上漿處理配方對(duì)直噴式織物數(shù)碼印花得色量的影響以及后續(xù)的蒸化水洗工藝參數(shù)對(duì)青、品紅、黃、黑4種顏色印花的得色量，測(cè)試了該預(yù)處理?xiàng)l件下產(chǎn)品的色牢度，以評(píng)價(jià)其印花效果。結(jié)果表明：印花工藝中汽蒸溫度為130 ℃條件下，時(shí)間為30 min時(shí)得色量較好；預(yù)處理上漿處方中，瓜爾膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%，尿素質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%，磷酸二氫鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%和滲透劑為1%時(shí)織物的噴墨印花色彩得色量達(dá)到最好，印花織物K/S值可達(dá)49.2, 各項(xiàng)色牢度均可達(dá)到4級(jí)以上。

超細(xì)纖維； 防麂皮織物； 數(shù)碼印花； 預(yù)處理

數(shù)碼印花技術(shù)的出現(xiàn)為紡織面料的印花提供了一種全新的清潔的生產(chǎn)思路，數(shù)碼印花的效率高、印花精度高，可以快速反映目標(biāo)市場(chǎng)的要求，這些優(yōu)勢(shì)直接推動(dòng)數(shù)碼噴墨印花在紡織品面料印花方向的快速發(fā)展[1-3]。

超細(xì)纖維仿麂皮織物克服了天然麂皮絨的一系列缺點(diǎn)，越來越受到消費(fèi)者的青睞，而數(shù)碼噴墨印花更適合訂制個(gè)性化的生產(chǎn)方式使超細(xì)纖維仿麂皮織物更能滿足消費(fèi)者的需求。文獻(xiàn)[4-5]探討了純滌超細(xì)纖維麂皮絨的數(shù)碼噴印工藝，主要采用熱轉(zhuǎn)移印花的方式，將染料噴印到轉(zhuǎn)印紙上，然后再轉(zhuǎn)移到織物上。超細(xì)纖維由于比較面積大，纖維細(xì)，很難染得深色。文獻(xiàn)[3,6-7]探討了利用等離子體，聚硅氧烷等處理增深紡織品印花和染色的得色量；文獻(xiàn)[8-10]使用殼聚糖等材料來提高熱轉(zhuǎn)移數(shù)碼印花的得色量。本文研究擬改變超細(xì)纖維織物的熱轉(zhuǎn)印的印花方式，擬通過預(yù)處理-噴墨印花的方式對(duì)超細(xì)纖維織物進(jìn)行數(shù)碼印花，提升顏色深度，降低印制成本。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)材料與設(shè)備

試樣：超細(xì)滌綸仿麂皮織物(286 g/m2)。

藥品：瓜爾膠(寧柏迪化學(xué)品有限公司)、尿素、硝酸鈣、磷酸二氫鈉均為化學(xué)純。分散染料墨水為工業(yè)用品(Hunstman)。

設(shè)備：Mimaki1600噴墨打印機(jī)(杭州宏華電腦科技有限公司)，YX-280B高溫高壓蒸鍋(諸城市安泰機(jī)械有限公司)。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 糊料用量對(duì)直接噴印的影響

糊料對(duì)傳統(tǒng)紡織品印花中的顏色深度和精細(xì)度起關(guān)鍵的作用，采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為1%、2%、3%、4%、5%的糊料對(duì)超細(xì)仿麂皮織物在噴墨印花前進(jìn)行前處理，研究糊料對(duì)噴墨印花的影響，其中元明粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%， 磷酸二氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%，尿素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%。

實(shí)驗(yàn)步驟：織物預(yù)處理上漿→數(shù)碼印花機(jī)噴印→高溫高壓汽蒸→水洗后處理。

噴印：用Photoshop 軟件生成C、M、Y、K 4種單色，打印到織物上。

汽蒸：130 ℃×30 min。

后處理：冷水洗，熱水洗。

1.2.2 尿素用量對(duì)印花得色量的影響

采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%的尿素，瓜爾膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%，NaH2PO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%，對(duì)織物進(jìn)行預(yù)處理，探究尿素用量對(duì)印花得色量的影響。

實(shí)驗(yàn)步驟參照1.2.1小節(jié)。

1.2.3 糊料pH值對(duì)印花得色量的影響

分散染料固色一般在弱酸性條件下進(jìn)行，因此，超細(xì)仿麂皮織物的印花使用磷酸二氫鈉作為固色劑，探討其用量對(duì)織物數(shù)碼印花得色量的影響，其中瓜爾膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%，尿素質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%，磷酸二氫鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0.5%、1.0%、1.5%、2%、2.5%。

實(shí)驗(yàn)步驟參照1.2.1小節(jié)。

1.2.4 滲透劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)印花得色量的影響

為提高超細(xì)仿麂皮織物噴墨印花得色量，在前處理漿料處方中添加滲透劑，以提高超細(xì)仿麂皮織物噴墨印花效果。實(shí)驗(yàn)探討了滲透劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)噴墨印花的影響，其中滲透劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 1%、2%、3%、4%，瓜爾膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%、尿素質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%，磷酸二氫鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%。

實(shí)驗(yàn)步驟參照1.2.1小節(jié)。

1.2.5 汽蒸時(shí)間對(duì)印花得色量的影響

在汽蒸過程中，分散染料在助劑及水蒸氣的作用下，滲透進(jìn)入纖維內(nèi)部，從而上染纖維，探討汽蒸時(shí)間對(duì)印花效果的影響，其中瓜爾膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%，磷酸二氫鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%、滲透劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%，汽蒸時(shí)間分別為15，20,30，40，50 min。

實(shí)驗(yàn)步驟參照1.2.1小節(jié)。

1.3 測(cè)試方法

1.3.1K/S值測(cè)定

表觀深度K/S值的測(cè)定使用Oritex測(cè)色配色系統(tǒng)，以K/S值的大小來評(píng)價(jià)印花織物得色量。

1.3.2 牢度測(cè)試

耐洗色牢度測(cè)試參考GB/T 3921—2008《紡織品色牢度試驗(yàn) 耐皂洗色牢度》。

耐摩擦牢度測(cè)試參考GB/T 3921—1997《色牢度試驗(yàn) 耐摩擦色牢度》。

耐日曬牢度測(cè)試參考GB/T 8426—1998《紡織品色牢度試驗(yàn) 耐光色牢度 日光》。

2 結(jié)果與討論

2.1 瓜爾膠對(duì)噴印效果的影響

瓜爾膠對(duì)超細(xì)仿麂皮織物印花的影響見圖1?？梢钥吹剑蠣柲z對(duì)印花織物的得色量有明顯的影響，瓜爾膠是將分散染料上染時(shí)的助劑帶到織物上其對(duì)印花時(shí)花型的精細(xì)度影響較大，但在汽蒸過程中，過多的糊料對(duì)染料上染纖維有一定的阻礙作用，同時(shí)也會(huì)增加水洗的難度，因此瓜爾膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)選擇3%即可。

圖1 瓜爾膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)與印花織物K/S值的關(guān)系Fig.1 Effect of guar gum amount on color yield of printed fabric

2.2 尿素對(duì)噴印效果的影響

預(yù)處理中尿素質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)印花得色量的影響見圖2?？梢钥闯觯蛩赜昧繉?duì)超細(xì)滌綸仿麂皮織物數(shù)碼印花的得色量影響不大，織物表面的得色量雖然有增加的趨勢(shì)，但增加幅度不大，尿素質(zhì)量分?jǐn)?shù)在8%時(shí)得色量較好。尿素在印花中的作用與常規(guī)圓網(wǎng)印花相同，吸濕、溶脹，使染料向纖維內(nèi)滲透，尿素用量的增加會(huì)使其容易排放到環(huán)境中引起富氧化，因此，目前印花工藝中應(yīng)盡量減少或避免尿素的使用。

圖2 尿素質(zhì)量分?jǐn)?shù)與印花織物K/S值的關(guān)系Fig.2 Effect of urea amount in pretreatment on color yield of printed fabric

2.3 磷酸二氫鈉對(duì)噴印效果的影響

由于分散染料適宜在弱酸性條件下固色，因此選用磷酸二氫鈉作為超細(xì)仿麂皮織物噴印時(shí)的固色劑，磷酸二氫鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)織物得色量的影響見圖3?？梢钥闯觯S著磷酸二氫鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，K/S值一直呈增加的趨勢(shì)，之后基本保持不變。在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%時(shí)織物的K/S值最大，再增加質(zhì)量分?jǐn)?shù)，得色量變化不大，故可選擇磷酸二氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%。

圖3 磷酸二氫鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)與印花織物K/S值的關(guān)系Fig.3 Effect of sodium dihydrogen phosphate amount on color yield of printed fabric

分散染料上染滌綸織物時(shí)在弱酸性條件下比較穩(wěn)定，而且纖維也不易發(fā)生水解。

分散染料染色時(shí)，染浴pH值控制在5～6之間，染色織物的上染百分率高，色澤鮮艷度好，因此磷酸二氫鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)維持在2%，得色量較好。

2.4 滲透劑對(duì)噴印效果的影響

為提高印制效果，加入滲透劑并改變其用量。圖4示出滲透劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)與K/S值的關(guān)系?？梢钥闯?，當(dāng)滲透劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過1%時(shí)，K/S值的增加基本趨于穩(wěn)定，達(dá)到了較高值，所以選擇滲透劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%。

由于仿麂皮織物結(jié)構(gòu)致密，添加滲透劑有助于染料在高溫下快速地向纖維內(nèi)部擴(kuò)散，能顯著提高印花得色量。

圖4 滲透劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)與印花織物K/S值的關(guān)系Fig.4 Effect of penetrating agent amount on color yield of printed fabric

2.5 汽蒸時(shí)間對(duì)噴印效果的影響

汽蒸時(shí)間對(duì)噴印效果的影響見圖5。滌綸纖維上染需要在高溫高壓下進(jìn)行，因此選擇汽蒸溫度為130 ℃。由圖5可看出，在此溫度下，汽蒸時(shí)間到30 min后，隨著汽蒸時(shí)間的延長(zhǎng)，K/S值不再持續(xù)增加，說明基本達(dá)到了上染平衡，選擇汽蒸時(shí)間為30 min。

圖5 汽蒸時(shí)間與印花織物K/S值的關(guān)系Fig.5 Effect of steaming time on color yield of printed fabric

2.6 印花織物的牢度

按照以上實(shí)驗(yàn)所得的優(yōu)化印花配方(瓜爾膠3%，滲透劑1%，磷酸二氫鈉2%，尿素8%，汽蒸條件為130 ℃×30 min)進(jìn)行噴印，分別對(duì)C(青)、M(品紅)、Y(黃)、K(黑)4種顏色的織物進(jìn)行測(cè)試，各項(xiàng)牢度結(jié)果見表1?？煽闯觯瑢?duì)超細(xì)滌綸仿麂皮織物直接噴墨印花后織物的各項(xiàng)牢度均優(yōu)良，超過熱轉(zhuǎn)印數(shù)碼印花的牢度，均能滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求，而且成本較低，是超細(xì)纖維類適用的印花方法。

表1 印花織物的各項(xiàng)牢度

3 結(jié) 論

超細(xì)滌綸仿麂皮織物分散染料數(shù)碼印花前處理配方為：瓜爾膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)3%、磷酸二氫鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%、滲透劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%、尿素質(zhì)量分?jǐn)?shù)仍需維持在8%，印花后汽蒸條件為130 ℃×30 min。印花后織物的各項(xiàng)牢度均能達(dá)到優(yōu)良，耐水洗、耐摩擦、耐日曬牢度均達(dá)到了4級(jí)以上，超細(xì)滌綸仿麂皮織物通過直接噴印印花獲得了優(yōu)良的性能。

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Study on ink-jet printing process of micropolyester fabric

GUAN Fanglan1, WANG Jianming1, LI Yinghui2

(1.DepartmentofMaterialEngineering,BeijingInstituteofClothingTechnology,Beijing100029,China;2.Xi′anPolytechnicUniversity,Xi′an,Shaanxi710048,China)

The factors influencing the final color yield and fastness of an ink-jet printed microfiber suede fabric were investigated. In order to improve the color yield and processing of printed fabric, the factors included the content of the pretreatment paste (the amounts of guar gum, sodium dihydrogen phosphate，penetrating agent and urea) and the steaming time. Four different inks-cyan, magenta, yellow and black-were used in this study.The results showed that apart from the influence of individual factors, the final colour yield also depended on the interaction effect of the factors. The optimized contents of pretreatment were as follows: the amounts of guar 3%, urea 8%， sodium dihydrogen phosphate 2% and penetrating agent 1%； and the summationalK/Svalue of four color achieved 49.2, nearly equal to transfer printed microfiber fabric.The level of all fastness is all above four.

microfiber; suede fabric; ink-jet printing; pretreatment

10.13475/j.fzxb.20140201804

2014-02-18

2014-08-26

北京服裝學(xué)院校內(nèi)項(xiàng)目(2013A-0)

關(guān)芳蘭(1974—)，女，講師，碩士。研究方向?yàn)榧徔椘穱娔』夹g(shù)。E-mail： gfl906@163.com。

TS 194.4

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