真絲/羊絨高檔圍巾的活性染料數(shù)碼印花工藝實踐

趙曉華

(蘇州印絲特紡織數(shù)碼科技有限公司，江蘇 蘇州 215129；上海兆嫵品牌管理有限公司，上海 210025)

真絲/羊絨圍巾集聚了蠶絲纖維和羊絨纖維的優(yōu)點于一體，是一種優(yōu)質(zhì)而不張揚、矜持又優(yōu)雅的高檔面料，規(guī)格有70%羊絨/30%真絲制成的8.33 tex×2或8.33 tex絲/羊絨混紡紗人字紋面料，50%羊絨/50%絲制成的8.33 tex×2或8.33 tex絲/羊絨混紡紗面料。這些高檔絲/羊絨印花面料具有印花圖案設(shè)計元素組成多，繪畫風(fēng)格層次豐富，顏色分色較多等特征，可通過單雙面同位置同步噴墨打印工藝和單面噴墨轉(zhuǎn)移印花工藝來實現(xiàn)上述復(fù)雜圍巾圖案。

數(shù)碼印花因設(shè)計圖案豐富，花型繁雜，色彩多變，用途廣泛，產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)周期快，已經(jīng)成為紡織印花產(chǎn)品的重要發(fā)展方向。經(jīng)幾十年發(fā)展，基于蠶絲和羊絨等天然蛋白纖維的數(shù)碼印花墨水系統(tǒng)有酸性染料墨水、活性染料墨水和涂料墨水[1-2]，但應(yīng)用廣泛的仍是活性染料墨水，具有墨水穩(wěn)定、墨水不易堵住噴頭、染料滲透性良好和色牢度優(yōu)良的性能優(yōu)勢，能解決酸性染料墨水存在的耐水洗色牢度和耐汗?jié)n色牢度達(dá)不到國家標(biāo)準(zhǔn)的問題，能避免涂料墨水色澤鮮艷度較差和手感較硬的不足。

因紡織面料的三維復(fù)雜織構(gòu)和毛細(xì)效應(yīng)，織物表面的墨水?dāng)U散和滲透呈各向異性，直接噴墨印花存在圖案容易滲化和失真,導(dǎo)致圖案清晰度較差。因此，采用合適的前處理劑來修飾或改性織物表面成各向同性是制備高檔印花絲/羊絨圍巾的前提[3-4]?；钚匀玖吓c天然蛋白纖維之間的共價交聯(lián)固著反應(yīng)需要在濕熱蒸汽的堿性介質(zhì)中完成，采用合適蒸化工藝條件不僅能提高活性染料與蛋白纖維的共價結(jié)合，提高得色深度和增加色澤鮮艷度，而且能減輕后道水洗負(fù)擔(dān)，降低廢水色度和廢水COD值；因此，蒸化工序中除控制織物含濕率、蒸汽濕含量、蒸化溫度和蒸化時間外，絲/羊絨高檔圍巾的活性染料噴墨印花仍依賴于織物上pH值的控制。上述主要因素的影響在單面噴墨轉(zhuǎn)移印花工藝也會遇到，即絲/羊絨織物經(jīng)轉(zhuǎn)印膠片上數(shù)碼打印圖案的轉(zhuǎn)印后，織物上pH值控制仍是制備深色和鮮艷色的關(guān)鍵。

本文結(jié)合蠶絲、羊毛/羊絨織物的噴墨印花現(xiàn)狀，根據(jù)絲/羊絨高檔圍巾噴墨印花的生產(chǎn)過程控制，探討和分析活性染料噴墨墨水、預(yù)處理漿料、pH值和工藝控制等關(guān)鍵因素，希望能為我國的高檔絲綢印花產(chǎn)品生產(chǎn)提供一定的理論指導(dǎo)，提升絲綢印染產(chǎn)品加工質(zhì)量。

1 活性染料噴墨墨水體系

活性染料墨水大多由10%～30%活性染料、1%～10%高分子分散劑、1%～5%助分散劑、1%～3%絡(luò)合劑、1%～3%金屬絡(luò)合劑、2%～10%助溶劑、0.1%～1%防腐劑、0.2%～2% pH值調(diào)節(jié)劑和去離子水組成。有作者比較了8個典型活性染料墨水的pH值、電導(dǎo)率、吸收光譜特性、色域范圍以及得色深度、干/濕摩擦色牢度等方面的差異，認(rèn)為各品牌墨水pH值多為中性或弱酸性[5]?；钚匀玖夏膒H值趨向酸性時，墨水黏度增加，不利于流動，容易堵塞噴嘴；pH值趨向堿性時，墨水儲存時會發(fā)生水解，影響到織物色深度和加重后道水洗負(fù)擔(dān)。活性染料墨水的pH值為6.5～7.5，墨水儲存穩(wěn)定性較好；可用三乙醇胺和EDTA二鈉鹽或者磷酸氫二鈉和磷酸二氫鉀體系的緩沖溶液來調(diào)節(jié)。

2 真絲/羊絨面料各向同性預(yù)處理

噴墨印花中染料擴(kuò)散和滲透以及花型輪廓清晰度依賴于紡織面料表面的各向異性向各向同性轉(zhuǎn)變程度，采用預(yù)處理劑來處理絲綢、羊絨面料是改善面料表面各向同性的有效方法。羊毛或羊絨數(shù)碼印花的預(yù)處理劑常用海藻酸鈉、改性淀粉、PS10糊料、合成復(fù)配漿料、殼聚糖等，海藻酸鈉和改性淀粉預(yù)處理羊絨的表面得色量低和鮮艷度不夠[6]，流變性優(yōu)良的德國PS10糊料能提高顏色均勻度和獲得純正的顏色均勻度[7]，上漿液中含有0.8%～1.0%殼聚糖有利于提高羊絨織物數(shù)碼印花得色量，且水溶性殼聚糖對脫糊率影響不大[8]。絲綢數(shù)碼印花的預(yù)處理劑也是一類流變性良好的海藻酸鈉和合成糊料，如P3、LC-5、PR-3、ACD、DGT-6、Pink、SV-8ARJ和“優(yōu)彩素”286等糊料。研究結(jié)果表明，真絲織物經(jīng)P3糊料預(yù)處理的得色量和精細(xì)度要優(yōu)于LC-5糊料和海藻酸鈉，但脫糊率和滲透性較差[9]。經(jīng)糊料PR-3預(yù)處理的得色量和精細(xì)度要優(yōu)于糊料ACD和海藻酸鈉，但也存在脫糊率較差的不足，需要加入合成增稠劑TY來改善其性能[10]。有作者比較了不同糊料對真絲織物預(yù)處理的數(shù)碼印花效果，認(rèn)為DGT-6和Pink糊料能獲得高表觀得色量，Pink糊料適合噴印精細(xì)花型，海藻酸鈉和SV-8糊料適合對織物反面滲透性要求高的產(chǎn)品，而含固量低的Pink和ARJ和“優(yōu)彩素”286更適合對緯斜有特別要求的花型[11]。另外，在預(yù)處理漿料中，添加尿素、尿素替代劑XD-N和防滲化劑等，能提高活性染料得色深度[9,12]。

真絲/羊絨高檔圍巾面料因羊絨的鱗片層結(jié)構(gòu)和纖維表面較為粗糙的特征，活性染料墨水在真絲/羊絨織物表面不易鋪展，染料不容易滲透和上染纖維內(nèi)部，且羊絨和真絲纖維的耐堿性存在差異，高的堿性容易對羊絨造成損傷，因此，預(yù)處理漿料的pH值需要控制在8以下。與真絲和羊毛的數(shù)碼印花相比，真絲/羊絨高檔圍巾面料的預(yù)處理需要考慮4個因素：(1)適當(dāng)控制墨水?dāng)U散潤濕程度，防止?jié)B化；(2)控制溶劑潤濕滲透的同時，還要控制溶質(zhì)(染料)的擴(kuò)散程度；(3)使纖維產(chǎn)生有效的膨化過程；(4)提高染料的固著率以及織物的色深度和艷度。這對得色量、鮮艷度、均勻性、滲透性等性能改善是非常重要。常規(guī)真絲綢或羊毛織物的活性染料預(yù)處理漿仍難滿足真絲/羊絨高檔圍巾面料的前處理要求。真絲/羊絨圍巾面料對活性染料的滲透性要求較高，最好選擇含固率低和成糊率高的丙烯酸類改性增稠劑，需要綜合考慮增稠劑的抱水性、漿膜強(qiáng)度、漿膜吸濕性、染料滲透性和脫糊率。如選擇復(fù)配糊料來改變流變性，既保持傳統(tǒng)的海藻酸鈉流動性好，滲透力高，均勻分散，易脫糊的特點，又具有施加量少，且能增加粘度、改善漿膜強(qiáng)度和提高花型輪廓清晰度的優(yōu)勢。合成增稠劑復(fù)配糊料與真絲/羊絨纖維結(jié)合力較弱，少量的糊料和未固著的活性染料更容易被水洗去除。另外，可在預(yù)處理漿料中加入1%滲透劑JFC，加強(qiáng)糊料的滲透力。加入吸濕性優(yōu)良的尿素或尿素替代劑來改善染料溶解性和上染率，但加入的量需要根據(jù)糊料性能進(jìn)行優(yōu)化，這是因為高成糊率的丙烯酸類增稠劑的耐電介質(zhì)性能不及海藻酸鈉，過多的尿素反而引起增稠劑粘度下降，降低了在纖維表面的均勻分布，造成噴墨花型輪廓清晰度下降。同樣，作為促染劑的元明粉，可以減弱染料與纖維之間的排斥力，提高染料上染率和固著率，但也會引起合成增稠劑粘度下降。因真絲/羊絨圍巾是輕薄型面料，噴墨時當(dāng)織物不能完全吸收墨滴時，會向花紋外圍滲透而發(fā)生滲化現(xiàn)象；汽蒸時因蒸汽中水分子的存在和織物毛細(xì)管效應(yīng)，也容易出現(xiàn)墨滴色漿滲化。為防止墨滴色漿滲化，可加入少量氧化鋁、碳酸鈣、甲乙酮等，但用量過多會降低織物表面得色量，如加入1%甲乙酮，能有效防止墨滴滲化。

活性染料墨水多呈弱酸性和中性，而活性染料與蠶絲和羊毛蛋白質(zhì)纖維的固色是在弱堿性條件下，才能發(fā)生共價鍵交聯(lián)固著在纖維上。真絲織物的活性染料噴墨印花的預(yù)處理漿料中常添加碳酸氫鈉[13]，而羊毛織物多采用檸檬酸與磷酸氫二鈉的緩沖溶液來調(diào)節(jié)pH值。因真絲和羊絨纖維的耐堿性遠(yuǎn)不如棉和麻等植物纖維，其pH值控制必須低于9，否則蛋白質(zhì)纖維會受到損傷。因此，呈弱酸強(qiáng)堿鹽的檸檬酸鈉也是較好的pH值調(diào)節(jié)劑，如0.2 mol/L檸檬酸鈉的pH值為8.22，在蒸化時遇濕熱分解的穩(wěn)定性較好，優(yōu)于檸檬酸與磷酸氫二鈉緩沖液。但選擇檸檬酸為pH值調(diào)節(jié)劑，也存在一些不足，當(dāng)蒸化工藝不合理時容易引起蛋白質(zhì)纖維的輕微泛黃，可適當(dāng)加入弱氧化性的抗熱黃變劑或通過增艷處理來解決。

3 真絲/羊絨面料的工藝因素控制

真絲/羊絨高檔面料的活性染料數(shù)碼印花的工藝因素控制主要涉及數(shù)碼打印方式選擇、蒸化條件及水洗/皂洗后處理。對于正反面花型滲透性要求高的真絲/羊絨面料可選擇雙面同步噴印和轉(zhuǎn)印工藝。因轉(zhuǎn)印工藝無中間烘燥，能迅速轉(zhuǎn)入烘干蒸化工序，減少了墨水與漿料融合后的擴(kuò)散和滲透時間，也減少了雙面同步噴印生產(chǎn)過程的停留時間，在實際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)羊絨印花數(shù)碼轉(zhuǎn)印的得色率要高于數(shù)碼直噴，這可能與數(shù)碼轉(zhuǎn)印的壓力高有關(guān)，也可能與數(shù)碼直噴后織物不及時蒸化有關(guān)。

真絲/羊絨面料的活性染料數(shù)碼印花產(chǎn)品多選擇長環(huán)無底蒸箱的懸掛式循環(huán)蒸化設(shè)備，因活性染料墨水多為高溫型活性染料，蒸化發(fā)色溫度為99～102 ℃的飽和蒸汽。另外，蒸化機(jī)中熱空氣濕度和織物含濕量對活性染料固著發(fā)色極為重要，在實際生產(chǎn)中，往往會忽略溫度均勻性、濕度均勻性、升溫速率和織物含濕率等因素控制?？椢锝?jīng)數(shù)碼直噴，織物往往會過度烘干，當(dāng)織物進(jìn)入蒸箱蒸化時，纖維快速吸附蒸汽中的水分，當(dāng)織物上含濕量低于纖維飽和含濕量時，水分主要以氫鍵等形式與纖維結(jié)合；當(dāng)織物上含濕量超過纖維的飽和含濕量，才有游離水出現(xiàn)，游離水能膨化漿料和溶解染料。如果織物過度烘干，進(jìn)入蒸化機(jī)的織物會吸收更多的水分，且纖維形成結(jié)合水、染料溶解是放熱過程，噴墨印花區(qū)域的溫度會快速超過蒸汽溫度，其蒸汽快速冷凝，同時放出水蒸氣的汽化潛熱，水的汽化潛熱(2 270 J/g)是十分巨大的，這樣會造成噴墨印花區(qū)域的纖維表面過熱，加速染料的提前水解。因此，真絲/羊絨面料在進(jìn)蒸箱之前，不能過度烘干，需要稍帶一點含濕量。

另外，需要考慮堿劑在高溫蒸汽中的分解速度，快速的堿劑分解不利于活性染料對染料擴(kuò)散和纖維吸附，反而會過早地導(dǎo)致染料與纖維的不完全交聯(lián)，阻礙染料擴(kuò)散，導(dǎo)致染料固著率下降。為此，可采用稍低的蒸汽壓力，適當(dāng)延長蒸化時間。但是，低壓力的蒸汽含水分也多，又會增加染料水解，降低固著率。

真絲/羊絨面料的活性染料數(shù)碼印花產(chǎn)品的后處理包括多道熱水清洗和皂洗，對于特深色印花產(chǎn)品，有時耐摩擦色牢度會低于3級，采用交聯(lián)固色劑可提高0.5級的摩擦色牢度。

4 結(jié)語

真絲/羊絨高檔面料印花產(chǎn)品開發(fā)，除需加強(qiáng)織物組織設(shè)計、印花圖案設(shè)計外，活性染料噴墨印花的各向同性預(yù)處理劑仍需要改進(jìn)，如開發(fā)易洗性和增加染料固著率的預(yù)處理漿料，甚至不含高分子漿料的預(yù)處理改性技術(shù)；選擇活性染料噴墨印花工藝，仍需要將蒸化工序和預(yù)處理工序進(jìn)行協(xié)同考慮，解決兩者相互矛盾的共性問題，如開發(fā)更優(yōu)的pH值調(diào)節(jié)劑，在升溫階段的印花區(qū)呈弱酸性，而在染料固著階段的印花區(qū)呈弱堿性，這樣才能提高真絲/羊絨纖維對活性染料的吸附量和固著率。另外，滿足真絲/羊絨面料的涂料墨水也是今后的發(fā)展方向，以免除酸性染料墨水和活性染料墨水的后處理，實現(xiàn)噴墨印花的廢水零排放。