絲棉交織物活性染料數(shù)碼印花預處理漿料的研究

陳文 蒙冉菊 戴樺根 沈崇嘉

摘要： 針對絲棉織物數(shù)碼印花存在的得色淺、滲化率差、同色性差等問題，文章采用兩種預處理漿料（海藻酸鈉漿和復合糊料RM-MV550漿）對絲棉交織物進行預處理，測試兩種預處理漿料對絲棉交織物上漿后數(shù)碼印花的表觀色深K/S值、滲透率、精細度、純棉織物和真絲織物的同色平衡值及色牢度等。結果表明，相較于海藻酸鈉糊料，復合糊料RM-MV550預處理絲棉交織物數(shù)碼印花后表觀得色量略低，滲透性更好，精細度和同色性更高，與此同時各項色牢度可達4級及以上，達到生產(chǎn)和使用的要求。

關鍵詞： 絲棉交織物;海藻酸鈉;復合糊料;活性染料;數(shù)碼印花;色牢度

中圖分類號： TS194.2

文獻標志碼： A

Abstract： In order to solve the problems of light tinctorial yield， poor permeability and poor homochromatism， etc. in digital printing of silk/cotton fabric， two kinds of pretreatment slurries（sodium alginate slurry and compound RM-MV550 slurry） were used to pretreat silk/cotton intertexture. The apparent color depth K/S value， permeability and fineness of silk/cotton intertexture after being coated by two kinds of pretreatment slurries and digital printing， the homochromatic equilibrium and color fastness， etc. of pure cotton fabric and silk fabric were tested. The results showed that compared with sodium alginate slurry， after being treated by the compound RM-MV550 slurry， the silk/cotton intertexture had slightly lower apparent tinctorial yield， better permeability， higher fineness and homochromism after digital printing. At the same time， all color fastnesses can reach Grade 4 and above， meeting the requirements of production and use.

Key words： silk/cotton intertexture; sodium alginate; composite slurry; reactive dyes; digital printing; color fastness

隨著人們對紡織面料時尚化要求增加，個性化、多樣化趨勢已經(jīng)形成，客觀上要求產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期越來越短，特別是迎合女性時裝面料需求的印花產(chǎn)品日益增多，其中絲棉復合（混紡或交織）面料融合了真絲纖維和棉纖維的優(yōu)良特性，手感柔軟、光澤柔和、吸濕透氣、懸垂性好[1]，而且價格適中，得到了消費者的喜愛。然而真絲纖維和棉纖維不同的理化性質和結構，使得絲棉復合面料的染色和印花加工變得較為困難。傳統(tǒng)的活性染料印花工藝通常存在周期長、精度不高、花回和套色受限制、污染較大等問題，難以滿足高端市場對印花面料高精細、快反應、綠色加工等要求，亟須開發(fā)適用于絲棉復合面料的高質量印花加工工藝技術。

數(shù)碼印花是基于精細流體分離成液滴的原理而開發(fā)出的新型非接觸式印花方式，不同顏色的微小墨滴通過計算機控制的數(shù)字噴墨印花機噴射疊加在織物表面形成印花圖案所需的顏色[2-3]。與傳統(tǒng)印花技術相比，數(shù)碼印花具有生產(chǎn)過程簡化、無需制版和調漿、色彩豐富、圖形逼真、低能耗、低污染等優(yōu)勢，而且對產(chǎn)品的品種能做到快速調整，應用潛力巨大[4-5]。但是數(shù)碼噴墨印花不能直接將印花所用的助劑加入到染料墨水中去，故織物數(shù)碼印花前需要進行上漿預處理[6-7]，但預處理漿料控制不好容易引起印花織物得色淺、滲化率差、同色性差等問題，對于絲棉復合面料的影響尤為突出，降低了產(chǎn)品檔次和附加值。對絲棉復合面料數(shù)碼印花的預處理糊料要求是能使處理的面料數(shù)碼印花后具有良好的得色量、較高滲透性、較佳的精細度、良好的同色性等。本研究分析了兩種糊料對絲棉交織物活性染料數(shù)碼直噴印花的影響，確定了絲棉交織物活性染料墨水數(shù)碼印花最佳的預處理糊料及其預處理工藝，提高了印花效果。

1 試 驗

1.1 材料與儀器

面料：真絲織物平方米質量為52 g/m2（桐鄉(xiāng)市華雷絲織有限公司），全棉織物平方米質量為61 g/m2（紹興市銳泰紡織品有限公司），30%絲/70%棉交織物平方米質量為51 g/m2（湖州南潯嫣然絲綢有限公司）。

藥品：海藻酸鈉（青島明月海藻集團有限公司），RM-MV550（意大利Lamberti公司），尿素（江蘇華昌化工股份有限公司），無水硫酸鈉（淮安南風鹽化工有限公司），碳酸氫鈉（杭州龍山化工有限公司），活性墨水有CYAN、EXTRA MAGENTA、YELLOW、BLACK、SKY、PINK、ORANGE、BLUE、GRAY（杭州京京科技有限公司）。

儀器：上漿機（儀征市飛達紡織機械），HM1800B-TK12-A1數(shù)碼印花機（深圳弘美數(shù)碼紡織技術有限公司），蒸化機（江陰市倍發(fā)印染機械有限公司），Color i5計算機測色儀（美國愛色麗公司），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），NDJ-8S數(shù)顯旋轉黏度計（上海精天電子儀器有限公司）。

1.2 方 法

1.2.1 預處理漿處方

預處理漿處方如表1所示。

1.2.2 數(shù)碼噴墨印花工藝流程

上漿預處理（軋余率90%左右）→烘干→數(shù)碼直噴印花→烘干→蒸化（102 ℃，8 min）→水洗→皂洗（90 ℃，5 min）→烘干。

1.2.3 測試方法

表觀色深K/S值：用活性色墨單色噴印10 cm×30 cm色塊，經(jīng)蒸化、水洗、熨干后將織物折疊至不透光，采用測色配色儀，在D65光源、10°標準視場、6 mm測量孔徑下測定織物上不同位置的表觀色深K/S值3次，取平均值。

印花黏度指數(shù)（PVI值）：采用數(shù)顯旋轉黏度計，根據(jù)原糊的黏度選取合適的轉子，分別測試在轉速6 r/min和60 r/min下原糊的黏度，按下式計算PVI值[8]。

PVI=η60η6（1）

式中：η60表示在60 r/min轉速下測定的黏度，mPa·s;η6表示在6 r/min轉速下測定的黏度，mPa·s。

滲透率：用活性色墨單色噴印10 cm×30 cm色塊，經(jīng)蒸化、水洗、熨干后將織物折疊至不透光，采用測色配色儀，在D65光源、10°標準視場、6 mm測量孔徑下測定織物上不同位置的表觀色深K/S值3次，取平均值，根據(jù)下式計算出預處理糊料印花的滲透率[9]。

滲透率/%=反面表觀色深K/S值正面表觀色深K/S值×100（2）

精細度：設計噴印寬度分別為0.2、0.5 mm和1 mm，以100%墨量的黑色活性墨水對用不同糊料預處理的絲棉交織物進行數(shù)碼噴印，經(jīng)過蒸化水洗處理后，用掃描儀對織物上的線條圖案掃描，采用NanoMeasurer對線條粗細進行計算，根據(jù)下式計算印花滲化率[10]。

R/%=L1-L0L0×100（3）

式中：R為花形滲化率;L0為原設計的印花線條寬度;L1為蒸化處理后印花線條寬度。

同色平衡值：分別測定棉和真絲織物用不同糊料預處理后，使用9種活性染料色墨噴印、蒸化、水洗后的表觀色深值K/S值，根據(jù)下式計算出同色性平衡值，Q值越接近于1，織物的同色性越好[11]。

Q=K/S棉K/S真絲（4）

色牢度：按照GB/T 3921—2008《紡織品色牢度試驗耐皂洗色牢度》方法測定耐皂洗色牢度，參照GB/T 3920—2008《紡織品色牢度試驗耐摩擦色牢度》測試印花織物干濕摩擦色牢度。

2 結果與分析

2.1 預處理糊料對絲綿交織物數(shù)碼印花效果的影響

2.1.1 表觀得色值

分別使用海藻酸鈉糊、RM-MV550糊對絲棉交織物進行上漿預處理后，在其表面使用9種活性墨水單色進行數(shù)碼印花，經(jīng)蒸化、水洗后測試各色塊的K/S值，測試結果如圖1所示。

由圖1可知，絲棉交織物用RM-MV550糊預處理后各活性色塊表面得色量略低于海藻酸鈉糊。分析認為，RM-MV550糊是低黏度的瓜爾豆膠和丙烯酸酯類糊料復配而成，聚丙烯酸對活性染料有較強的親和力，影響了纖維對染料的吸附擴散，降低了織物的得色量，因而RM-MV550糊預處理的絲棉交織物的表面顏色略淺。2種糊料預處理下CYAN、EXTRA MAGENTA、YELLOW、BLACK、ORANGE表面得色量較高，K/S值均高于10，且得色量相對一致，有利于蒸化時的色光穩(wěn)定性;SKY、BLUE、PINK和GRAY的表面得色量較低，9種色墨能較好滿足不同深淺花型的噴印效果。

2.1.2 印花滲透性

某些特殊的織物，由于其經(jīng)緯線強加捻，織物的組織疏松，因此在印花或使用時，經(jīng)緯線容易反轉（即反面的絲會翻轉為正面，正面的絲會翻轉為反面），俗稱“翻絲”?！胺z”會使印花圖案局部顏色不一致而形成疵品，而且印花圍巾的正反面顏色若能夠一致會更加美觀[12]。為了衡量織物正、反面顏色的一致性，考察糊料對染料的滲透效果，測試不同糊料預處理后活性染料數(shù)碼印花產(chǎn)品滲透率，結果如圖2所示。

黏度系數(shù)PVI值反映了原糊的流變性或觸變性，數(shù)值越小，觸變性就越好，則流體黏度隨剪切應力變大而減小的程度越顯著，假塑性越強[13]。從圖2可以看出，RM-MV550糊處理絲棉交織物上的9種活性色墨單色印花滲透性均優(yōu)于海藻酸鈉糊料。另外從表2中兩種糊料的PVI值可知，海藻酸鈉的印花黏度指數(shù)為0.74，RM-MV550糊的印花黏度指數(shù)為0.21。兩種糊料均屬于假塑性流體，表現(xiàn)出明顯的“剪切稀化”現(xiàn)象。由其組成和分子結構可知，海藻酸鈉分子結構中同時含有大量—OH和—COO-，分子間存在氫鍵和范德華力的等作用力，成鍵基團較少，使得海藻酸鈉糊牛頓黏度較高，結構黏度較低，PVI值更高，接近于牛頓流體。相較于海藻酸鈉糊，RM-MV550復合糊在剪切作用下黏度變化更大，即由糊的大分子間的氫鍵和范德華力形成的網(wǎng)狀結構結合體系中自由液分子構成的結構性黏度較大，在浸軋預處理時糊的黏度變化更大，更容易滲透到織物內(nèi)部，提高了數(shù)碼印花的滲透性，正反面的色差較小。

2.1.3 印花花紋精細度

印花花紋精細度是衡量絲棉交織物數(shù)碼印花質量重要指標，可用印花滲化率來衡量，滲化率越低，印花花紋的精細度越高。兩種糊料預處理的絲棉交織物噴印不同寬度線條的滲化率如表3所示。

數(shù)碼印花直噴時，由于溫度低、時間短，墨水中的染料大部分只停留于預處理的漿膜表面，未能轉移擴散到纖維表面及內(nèi)部，汽蒸時漿膜和織物吸水溶脹，墨水中的染料向纖維內(nèi)部發(fā)生吸附和擴散。由表3可以看出，RM-MV550糊的線條滲化程度低于海藻酸鈉糊，具有更高的打印線條清晰度。雖然海藻酸鈉的結構黏度較RM-MV550更低，其抱水性能較RM-MV550漿更高。然而RM-MV550糊中存在改性瓜爾豆膠和丙烯酸酯類，聚丙烯酸與活性染料間的親和力較強，降低了汽蒸時漿膜中游離水帶動染料從漿膜向織物的經(jīng)緯向擴散的程度。雖然織物的得色量發(fā)生一定下降但精細度提高了，說明RM-MV550糊在絲棉交織物上做精細花樣時具有一定的優(yōu)勢。

2.1.4 印花同色性

測試全棉及全真絲織物經(jīng)兩種糊料預處理后用活性墨水數(shù)碼噴印并經(jīng)蒸化和水洗處理的織物K/S值，計算活性染料在兩種纖維上的同色平衡值，結果如表4所示。同色平衡值越接近1，則說明染料在兩種纖維上的分配越接近，同色性越好;分配率與1越偏離，其數(shù)值越大或者越小，則表明染料在其中一種纖維上的分配越多或越少，同色性越差[14]。

由表4可見，在本試驗的預處理條件下，RM-MV550糊預處理的同色性較海藻酸鈉糊更好，活性色墨EXTRA MAGENTA、YELLOW、BLACK、SKY、ORANGE、BLUE、GRAY在棉纖維和真絲纖維上的分配率接近1，同色性較好;活性色墨CYAN、PINK在棉纖維和真絲纖維上的分配率偏離1較多，同色性稍差。這是不同活性染料的活性基團與棉纖維和真絲纖維反應的活性有差異，生產(chǎn)中要注意色墨對混紡或交織面料花色同色性的影響，對于較大塊面圖案，選用同色性好的活性染料墨水可以減小圖案色塊的色差。

2.2 預處理糊料對絲棉交織物數(shù)碼印花色牢度的影響

織物數(shù)碼印花后皂洗色牢度及干、濕摩擦色牢度是衡量織物服用性能的重要指標。從表5、表6可知，兩種糊料預處理后用活性墨水在絲棉交織物上數(shù)碼印花后，各項色牢度均達到4級及以上，達到應用可接受范圍。

3 結 論

相較于海藻酸鈉糊料，復合糊料RM-MV550預處理絲棉交織物數(shù)碼印花后表觀得色量略低，滲透性更好，精細度和同色性更高，各項色牢度優(yōu)良。

1）數(shù)碼印花絲棉交織物上漿預處理采用配方：RM-MV550 2%，無水硫酸鈉5%，尿素8%，碳酸氫鈉3%。

2）采用本試驗選用的漿料配方預處理，絲棉交織物（30%絲/70%棉）活性染料墨水數(shù)碼印花可獲得較好的K/S值，具有更好的滲透性、精細度和同色性。

3）經(jīng)RM-MV550糊上漿預處理后絲棉交織物數(shù)碼印花色牢度較好，皂洗色牢度及干、濕摩擦色牢度達到4級及以上，能滿足相關產(chǎn)品服用標準的要求。

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