真絲織物活性染料墨水數(shù)碼直噴印花上漿預(yù)處理工藝研究

陳 文，蒙冉菊，戴樺根，高慧英

（嘉興職業(yè)技術(shù)學院 時尚設(shè)計學院，浙江 嘉興 314036）

數(shù)碼印花是將圖案以數(shù)字形式輸入計算機，通過色彩管理軟件編輯處理，再由計算機控制精密機械，向介質(zhì)表面噴射各種顏色的染液微滴，形成所需的色澤，經(jīng)汽蒸或烘焙固色、水洗等后整理，形成所需圖案[1-3]。相較于傳統(tǒng)印花，數(shù)碼噴墨印花以色彩豐富、精度高、工藝流程短、無制版和調(diào)漿、無浪費和儲存、低能耗、快反應(yīng)、高靈活性等優(yōu)點迅速發(fā)展起來[4-5]。高品質(zhì)面料的真絲織物以光澤幽雅柔和、手感柔軟光滑、彈性好、親膚舒適等特點一直深受消費者青睞，在智能化、信息化的時代背景下，數(shù)碼印花技術(shù)在真絲產(chǎn)品小批量、多品種的個性化應(yīng)用上前景廣闊[6-8]。

當前，真絲織物數(shù)碼印花多使用色澤鮮艷、濕處理牢度好的活性染料墨水，常規(guī)的活性染料印花需要添加一些印花助劑（固色劑、增稠劑、吸濕助溶劑等），但受限于數(shù)碼印花噴印精密部件的高要求，這些助劑不宜直接加入印花墨水中。因此，數(shù)碼直噴印花前織物通常要進行預(yù)處理（浸軋含有印花助劑的漿料），以保證數(shù)碼墨水噴印后圖案不會滲化[9-11]。

海藻酸鈉（Sodium Alginate，SA）和羧甲基纖維素（Sodium Carboxymethyl Cellulose，CMC）是活性染料數(shù)碼印花常用的預(yù)處理漿料，但預(yù)處理工藝控制不好會影響得色量、滲透性和花紋的清晰度，降低產(chǎn)品的檔次和附加值。本研究以SA和CMC對真絲織物活性染料墨水數(shù)碼直噴印花進行上漿預(yù)處理，分析了不同種類、質(zhì)量分數(shù)上漿糊料對真絲織物的活性染料墨水數(shù)碼印花效果，為真絲織物數(shù)碼印花活性染料墨水直噴預(yù)處理漿料的選擇及使用提供參考。

1 試驗

1.1 材料與儀器

面料：真絲素縐緞（52 g/m2）、真絲雪紡（42 g/m2）、真絲斜紋綢（65 g/m2）。

藥品：活性墨水有CYAN、EXTRA MAGENTA、YELLOW、BLACK（杭州京京科技有限公司），海藻酸鈉（工業(yè)級，青島明月海藻集團有限公司），羧甲基纖維素（CMC，工業(yè)級，華唯纖維素有限公司），尿素（江蘇華昌化工股份有限公司），碳酸氫鈉（杭州龍山化工有限公司），無水硫酸鈉（淮安南風鹽化工有限公司）。

儀器：HM1800B-TK12-A1數(shù)碼印花機（深圳弘美數(shù)碼紡織技術(shù)有限公司），Color i5計算機測色儀（美國愛色麗公司），Y571B型摩擦色牢度測試儀（宏大紡儀有限公司），SW-12AII耐洗色牢度試驗機（溫州大榮紡織儀器有限公司），BSJ200-4S電子天平（北京賽多利斯天平有限公司）。

1.2 實驗方法

1.2.1 預(yù)處理

按尿素8%，小蘇打3%，元明粉5%，糊料質(zhì)量分數(shù)分別為0.5%、1.0%、2.0%、3.0%、4.0%配制SA糊和CMC糊，對真絲織物進行二浸二軋（軋余率為90%左右），烘干待用。

1.2.2 數(shù)碼印花

以100%噴墨量，雙向，4 pass，720 dpi×720 dpi條件下噴印10 cm×30 cm的單色色塊，烘干。

1.2.3 印花后處理

蒸化（102 ℃，8 min）→水洗→皂洗（皂片2 g/L，浴比1∶20，90 ℃，5 min）→烘干。

1.3 測試方法

表觀得色量K/S值：將噴印色塊的布折疊4層，使用愛色麗r5計算機測色儀測定噴印真絲面料織物的表面色深值K/S值（測4處，取平均值）。K/S值越大，表明面料對光的吸收能力越強，織物表面顏色越深。

1.3.1 滲透率

用Color i5測色儀測定印花織物花紋正、反面K/S值，由下式計算印花的滲透率[12]：

1.3.2 精細度

設(shè)計噴印寬度分別為0.2 mm、0.5 mm、1.0 mm，以100%墨量的活性墨水進行噴印，經(jīng)過后整理，對織物表面的噴印線條進行掃描，采用Nano Measurer對線條進行測量，計算平均值得出線條寬度[13]。

1.3.3 色牢度

耐皂洗色牢度按照GB/T 3921—2008《紡織品 色牢度試驗 耐皂洗色牢度》方法測定，耐摩擦色牢度按照GB/T 3920—2008《紡織品 色牢度試驗 耐摩擦色牢度》方法測定。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同預(yù)處理糊料對數(shù)碼印花織物表觀得色量K/S值的影響

印花織物的色彩效果一般通過表面顏色的深淺來衡量，即用等量的染料在織物上印花后的表面顏色深度，可用電腦測色儀測定K/S值。Kubelka-Munk理論在有色物體的吸收系數(shù)K和散射系數(shù)S與有色物質(zhì)濃度C之間建立了一定的函數(shù)關(guān)系，計算得到的K/S值越大，說明有色物體表面顏色越深[14]。分別用不同質(zhì)量分數(shù)（0.5%、1.0%、2.0%、3.0%、4.0%）的SA、CMC糊，對真絲素縐緞進行上漿預(yù)處理后，用活性單色（BLACK）進行數(shù)碼噴印色塊，測試噴印色塊的K/S值，結(jié)果見圖1。

圖1 不同種類、不同質(zhì)量分數(shù)糊料預(yù)處理真絲素縐緞的數(shù)碼印花表觀得色量

由圖1可知，用CMC預(yù)處理的真絲素縐緞織物表觀得色量高于用SA預(yù)處理的真絲素縐緞織物，隨著糊料質(zhì)量分數(shù)的增加，織物表觀得色量均表現(xiàn)出上升趨勢。這主要是由于一方面，浸軋預(yù)處理后漿料在織物表面形成的漿膜阻止噴印在織物表面的染料在汽蒸時向織物內(nèi)部擴散；另一方面，漿料的抱水能力減少了汽蒸固色時織物表面自由運動的游離水，使印花的墨水不易擴散，大部分染料集中在印花點上和纖維進行固著。隨著糊料質(zhì)量分數(shù)的增加，漿膜的厚度增加，效果更明顯，織物表觀得色量也隨之增加。CMC糊料質(zhì)量分數(shù)的增加，使表觀得色量的增加更明顯，但CMC質(zhì)量分數(shù)超過3%后，表觀得色量的增加趨于平緩。從圖2不同質(zhì)量分數(shù)CMC的生產(chǎn)實物圖也可以看到，當CMC糊料的質(zhì)量分數(shù)為1%～3%時，隨著用量的增加，噴印產(chǎn)品的顏色明顯加深。隨著SA質(zhì)量分數(shù)的增加，表觀得色量先增加后微降，這是因為SA糊的印花滲透率較高，隨著糊料質(zhì)量分數(shù)的增加，更多染料滲透及固著于織物內(nèi)部，影響了織物的表觀得色量。

圖2 不同質(zhì)量分數(shù)CMC對真絲素縐緞進行預(yù)處理后的噴印實物

2.2 不同糊料預(yù)處理對數(shù)碼印花織物滲透率的影響

一些真絲織物因特殊的織造方式，在印花加工中，易出現(xiàn)“翻絲”現(xiàn)象，導(dǎo)致印花產(chǎn)品局部顏色出現(xiàn)差異，形成病疵[15]，預(yù)處理糊料的滲透率尤為重要。分別用不同質(zhì)量分數(shù)（1%、2%、3%、4%）的SA、CMC糊，對真絲素縐緞進行上漿預(yù)處理后，用活性單色（BLACK）進行數(shù)碼噴印色塊，測試噴印色塊的正反面K/S值，計算滲透率，結(jié)果見圖3。

圖3 兩種不同糊料不同質(zhì)量分數(shù)預(yù)處理真絲素縐緞的數(shù)碼印花滲透率

圖3為兩種糊在真絲素縐緞織物上的滲透性，SA的滲透率在1%～2%先增加，最高在83%以上，然后再略下降，比CMC的滲透率高。CMC糊的滲透率隨著糊料質(zhì)量分數(shù)的提高明顯下降，這可能是因為隨著糊料質(zhì)量分數(shù)的提高，不同糊料的黏度及結(jié)構(gòu)黏度變化有差異，CMC的黏度增加更快，染料向纖維內(nèi)部擴散的障礙力加大，SA的黏度隨著質(zhì)量分數(shù)的提高而增加的同時，結(jié)構(gòu)黏度也增加較多，糊的流變性能提高，在浸軋過程中容易滲透到織物內(nèi)部。結(jié)合圖1和圖3可知，SA適合印制易“翻絲”的真絲面料及正、反面色差要求小的面料，CMC更適合印制表觀得色量高的花型。從圖4可以看出，SA處理的絲綢正反面顏色差距不大，而CMC處理的絲綢面料正反面的差距比較明顯。

圖4 兩種不同糊料數(shù)碼印花正反面實物

2.3 不同糊料預(yù)處理對數(shù)碼印花織物精細度的影響

分別配制SA、CMC兩種糊料3%、碳酸氫鈉3%、尿素8%、硫酸鈉5%的預(yù)處理漿料對不同真絲面料進行預(yù)處理后，噴印寬度為0.2、0.5、1.0 mm的單色線條，經(jīng)過汽蒸、水洗，測量線條的粗細來衡量精細度，測量數(shù)據(jù)見表1。

表1 不同糊料預(yù)處理噴印真絲織物的精細度/mm

由表1可知，預(yù)處理糊料CMC在精細度方面比SA具有明顯的優(yōu)勢，特別在薄型織物上（如雪紡）。這可能是因為在數(shù)碼噴印中，墨水是直接噴印在面料上的，真絲織物的吸濕量較少，尤其是薄型織物，容易因滲化而導(dǎo)致花型精細度下降，而SA糊的抱水性不如CMC，抱水性較好的糊料，可增加織物的吸墨量及汽蒸時對蒸氣的吸收，減少了游離水，減弱了染料隨游離水的擴散形成的滲化，提高了噴印的精細度。從圖5的生產(chǎn)實物圖可以明顯看出CMC預(yù)處理的真絲雪紡比SA預(yù)處理的面料花紋清晰度要高。

圖5 兩種糊料預(yù)處理真絲雪紡織物生產(chǎn)實物

2.4 上漿預(yù)處理設(shè)備的調(diào)整

織物上漿過程中容易因設(shè)備的問題出現(xiàn)上漿不均勻、緯斜及設(shè)備停頓現(xiàn)象，對噴印圖案的質(zhì)量及噴印效能也有很大影響。通過添置整緯裝置和打卷裝置，可以較好地解決連續(xù)上漿方式中出現(xiàn)的緯斜和皺印問題；根據(jù)面料的厚薄及時調(diào)整壓棍與漿槽距離，一方面，可以提高上漿的均勻性，另一方面，還可以減少設(shè)備的磨損；及時更換鏈條，讓收卷電機使設(shè)備實現(xiàn)在較高速度下收卷不停頓，提高設(shè)備的產(chǎn)能和效率。

2.5 預(yù)處理工藝優(yōu)化后印花色牢度測試

對上述真絲織物上漿預(yù)處理進行綜合分析，預(yù)處理漿料配比為CMC 3%、小蘇打3%、元明粉5%、尿素8%，測試不同組織結(jié)構(gòu)的真絲面料上漿后，數(shù)碼直噴印花的得色量及色牢度，結(jié)果見表2。

表2 預(yù)處理工藝優(yōu)化后的真絲產(chǎn)品色牢度測試

從表2可以得出，用此上漿配方對各品種真絲織物進行上漿處理后，數(shù)碼印花K/S值較好，不同真絲面料上的表觀得色量都比較穩(wěn)定；3種真絲織物的耐水洗（變色和沾色）色牢度在4級以上，耐摩擦色牢度（干摩擦、濕摩擦）也在4級以上，可以較好地滿足生產(chǎn)和使用需求。

3 結(jié)語

（1）CMC適合印制表觀得色量高及對精細度要求高的花型；SA適合印制易“翻絲”的真絲面料及對正反面色差要求小的面料。

（2）采用CMC 3%、碳酸氫鈉3%、尿素8%、硫酸鈉5%的上漿預(yù)處理配方，對真絲織物進行上漿預(yù)處理后，可以得到較好的活性染料墨水數(shù)碼印花表觀得色量和清晰的花紋圖案，各項牢度在4級以上，可以滿足使用要求。

（3）除了要關(guān)注上漿工藝，上漿預(yù)處理設(shè)備的正確調(diào)整對噴印圖案的質(zhì)量及噴印效能也有很大影響，生產(chǎn)中要通過調(diào)整上漿設(shè)備，解決上漿不均勻、緯斜及設(shè)備停頓等問題，提高印花質(zhì)量及效能。