段繼輝 朱敏 俞音豪 陳文

純棉織物活性染料數(shù)碼印花上漿工藝研究

段繼輝 朱敏 俞音豪 陳文

為提高棉織物織物噴墨印花產(chǎn)品質(zhì)量為目的，對(duì)棉織物活性染料數(shù)碼印花上漿工藝進(jìn)行了研究，分析上漿配方工藝參數(shù)對(duì)棉織物數(shù)碼印花效果的影響。測(cè)試了不同參數(shù)條件下產(chǎn)品噴墨印花效果。結(jié)果表明：海藻酸鈉用量3%、碳酸氫鈉用量4%、硫酸鈉用量2%、尿素用量4%，此上漿工藝在噴墨印花色彩得色量，精細(xì)度，穩(wěn)定性上都有較好體現(xiàn)。

棉織物；數(shù)碼印花；上漿；K/S值

近年來，數(shù)碼印花技術(shù)得到了迅速的發(fā)展。與傳統(tǒng)印花相比，數(shù)碼印花工藝清潔，生產(chǎn)過程靈活，可以進(jìn)行遠(yuǎn)程定貨，納入供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)，是未來紡織品印花技術(shù)發(fā)展的方向[1]，但是紡織品噴墨印花在實(shí)際應(yīng)用中卻達(dá)不到預(yù)期的效果，存在很多問題，例如噴墨印花在紡織品上的顏色深度不夠，與電子圖案的色差較大等，因而限制了紡織品噴墨印花的發(fā)展。目前關(guān)于噴墨印花的研究大都集中在噴墨印花設(shè)備速度的提升和噴墨印花墨水的制造，以及噴墨印花技術(shù)的進(jìn)展方面[2]?；钚匀玖蠂娔』ㄉa(chǎn)工藝中，織物的上漿工藝配方將直接影響噴墨織物得色濃艷度,花型精細(xì)度，滲透效果，色澤均勻度等質(zhì)量指標(biāo)，是數(shù)碼印花生產(chǎn)中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)[3]。數(shù)碼印花目前在真絲羊毛等織物上應(yīng)用較多，在棉織物的應(yīng)用較少，主要原因是目前數(shù)碼印花成本較高，棉產(chǎn)品的附加值較低所致。隨著技術(shù)進(jìn)步，數(shù)碼印花將成為紡織品印花生產(chǎn)的主流。本文就活性染料墨水在棉織物上漿進(jìn)行了研究，探討棉織物上漿工藝對(duì)活性染料噴墨印花影響因素，并進(jìn)行分析。

1 試驗(yàn)部分

1.1 試驗(yàn)材料與設(shè)備

材料：純棉平紋織物(40S*40S;102g/m2)。

藥品：海藻酸鈉（工業(yè)級(jí)）、尿素（工業(yè)級(jí)）、無水碳酸氫鈉（分析純），碳酸鈉（分析純），中性皂片（標(biāo)準(zhǔn)級(jí)）.活性染料墨水（工業(yè)用品，宏華數(shù)碼科技有限公司生產(chǎn)）。

儀器：均勻小軋車（瑞比公司制造），DBP-1618數(shù)碼印花機(jī)（宏華數(shù)碼科技有限公司生產(chǎn)），Datacolor SF600測(cè)色儀（美國(guó)Datacolor公司）。

1.2 試驗(yàn)方法

工藝流程：織物上漿一烘干一噴印一汽蒸一冷水洗一熱水洗一皂洗一熱水洗一冷水洗一烘干。

量分?jǐn)?shù)為8%海藻酸鈉原糊制備：量取92ml蒸餾于250ml燒杯中，加熱至80℃.將預(yù)先稱好的海藻酸鈉分次撒入熱水中，邊撒邊攪拌，撒完后繼續(xù)攪拌30min，呈半透明糊狀備用。

上漿：在均勻軋車上對(duì)織物進(jìn)行一浸一軋，，軋余率100%。100℃下針板拉幅烘干烘干后進(jìn)行打卷，冷卻后密封。

噴?。河缮ㄜ浖善芳t，黃，青，黑4色5cm*5cm色塊，以80%通道墨量噴印。打印條件為：雙向，4pass，純棉顏色管理曲線。

汽蒸：102℃飽和蒸汽條件下汽蒸10 min。

皂洗：浴比1:40，中性皂片2 g/L，碳酸鈉2 g/L，95℃，10 min。

1.3 測(cè)試

1.3.1 K/S值的測(cè)定

表觀深度K/S值甩測(cè)色配色系統(tǒng)測(cè)定。K/S值越大，表示織物表面顏色越深，材料對(duì)光的吸收能力越強(qiáng)。K/S值的變化反映織物顏色深度的變化。

1.3.2 精細(xì)度

噴印后，經(jīng)過后處理.觀察色塊邊緣線條是否清晰，來衡量圖案精細(xì)度。

1.3.3 牢度測(cè)試

耐洗牢度測(cè)試參考GB/T 3921—2008《紡織品色牢度試驗(yàn)?zāi)驮硐瓷味仍囼?yàn)》。耐磨擦牢度測(cè)試參考GB/T 3920—2008《紡織品色牢度試驗(yàn)?zāi)湍Σ辽味仍囼?yàn)》。

2 結(jié)果與討論

2.1 海藻酸鈉用量對(duì)噴印效果的影響

海藻酸鈉糊的作用是防止花型的滲化，但其用量太多形成的膜會(huì)對(duì)染料上染不利，且不易水洗。對(duì)海藻酸鈉用量對(duì)棉織物噴印效果（K/S值，精細(xì)度）進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果如表1。

表1 海藻酸鈉用量對(duì)噴印效果的影響

由表1可看出，隨著海藻酸鈉用量增加，K/S值逐漸減小，海藻酸鈉的主要作用是防止花型的滲化，在汽蒸固色時(shí)，對(duì)染料滲透并上染纖維存在一定的阻力，海藻酸鈉用量越大，膜越厚，對(duì)染料上染纖維的阻力越大，所以會(huì)出現(xiàn)隨著海藻酸鈉用量增加K/S值逐漸減小，棉織物表面得色深度下降的現(xiàn)象。但是隨著海藻酸鈉用量的減少，不能起到防滲化的作用,圖案邊緣的清晰度也在變差，低于2%以下，圖案的邊緣已有明顯的滲化。綜合考慮一般厚度的織物海藻酸鈉用量選擇3%為宜。

2.2 尿素用量對(duì)噴印效果的影響

在海藻酸鈉糊料的基礎(chǔ)上，考查尿素質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)純棉織物噴印效果（K/S值，精細(xì)度）的影響，結(jié)果見表2。

表2 尿素用量對(duì)噴印效果的影響

由表2可看出，隨著尿素用量增加，印制織物表面的得色量逐漸提高，大于4%后逐漸平衡之后,又略有下降。尿素的作用是在汽蒸過程中吸濕，使纖維溶脹，幫助染料向纖維內(nèi)滲透并上染纖維，提高顏色的得色量，同時(shí)也提高了顏色的鮮艷度。但尿素用量過大會(huì)使預(yù)處理織物在存放過程中大量吸濕，印花后的皂洗過程將使廢水中的尿素含量大大增加，引起環(huán)境富氧，同時(shí)用量大于5%時(shí)，圖案邊緣有滲化跡象。綜合考慮一般厚度織物尿素用量控制在4%。尿素用量太大，會(huì)使纖維的手感變差。

2.3 碳酸氫納用量對(duì)噴印效果的影響

碳酸氫鈉是活性染料染色工藝中常用的堿劑，它的堿性較弱，有利于漿料的穩(wěn)定，、也可減少汽蒸前染料的水解。碳酸氫鈉濃度的高低直接影響到鍵合染料的數(shù)量和牢度，碳酸氫鈉在印花過程中起固色的作用。在糊料和尿素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，考查碳酸氫鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)K/S值的影響，結(jié)果見圖1。

由圖1可看出，隨著碳酸氫鈉用量增加，K/S值先增加后略有下降。堿是活性染料固色劑，活性染料在一定的堿性條件下與纖維發(fā)生化學(xué)鍵結(jié)合，同時(shí)染料的水解也在發(fā)生，所以過量的碳酸氫鈉，增加活性染料水解的量，所以出現(xiàn)隨著碳酸氫鈉用量增加，K/S值先增加后下降。有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出：以80%通道墨量噴印，碳酸氫鈉用量為4%時(shí)，固色率最高。

2.4 硫酸鈉對(duì)噴印效果的影響

在以上試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選用海藻酸鈉用量為3%、尿素用量為4%，碳酸氫鈉用量為4%時(shí)，改變硫酸鈉用量，探討硫酸鈉用量對(duì)印花的影響,實(shí)驗(yàn)步驟參照1.2.1，結(jié)果見圖2。

由圖2可看出，電解質(zhì)的用量對(duì)得色率的影響不是十分明顯，當(dāng)硫酸鈉用量在0%～4%范圍時(shí)，K/S值有一定的提高，從數(shù)據(jù)看提高的幅度不是很大。用量在大于4%以后，K/S值基本趨于穩(wěn)定；考慮到電解質(zhì)濃度過高，將增加染料集聚程度，會(huì)影響到產(chǎn)品色牢度，因此選擇硫酸鈉用量為2%。在絲綢產(chǎn)品上漿工藝中，電解質(zhì)會(huì)造成絲綢灰傷，而影響品質(zhì)，建議漿液中不加硫酸鈉。

圖1 碳酸氫鈉用量對(duì)K/S的影響

圖2 硫酸鈉的用量對(duì)K/S的影響

2.5 其他添加劑對(duì)印花效果的影響

2.5.1 增白劑4BK對(duì)印花效果的影響

在上漿液中添加增白劑的目的是增加白底白度，提高花型顏色的鮮艷度。但是增白劑本身也是以染料的狀態(tài)和纖維結(jié)合，用量過大反而會(huì)影響活性染料的得色率，通過實(shí)驗(yàn)，增白劑用量控制在5%以內(nèi)為宜。增白劑選擇上主要以水洗牢度好，耐堿性條件為宜。

2.5.2 添加其它防滲化劑的影響

據(jù)資料[5]顯示，變性淀粉不但抱水性遠(yuǎn)強(qiáng)于海藻，而且得色率也優(yōu)于海藻酸鈉。但糊料的用量偏低，對(duì)顏色鮮艷度有影響。目前采用有兩種或兩種以上增稠劑復(fù)合使用，以提高使用效果。楊宏林、項(xiàng)偉等研究[6]顯示，采用海藻酸鈉和變性淀粉1:3復(fù)配，對(duì)桑蠶絲織物數(shù)碼印花上漿前處理，其效果良好。林旭、蘇春濤等研究[4]顯示，采用P3復(fù)合糊料質(zhì)量3%對(duì)絲綢素縐緞面料上漿處理噴印效果有較好的體現(xiàn)。由此可見，復(fù)合糊料是降低成本，提高噴印效果的有效途徑。

2.6 汽蒸時(shí)間對(duì)噴印效果的影響

活性染料印花產(chǎn)品汽蒸時(shí)間也是至關(guān)重要的。在汽蒸過程中，碳酸氫鈉分解，織物上的色漿的堿性增加，促使染料與纖維反應(yīng)。染料分子與纖維素反應(yīng)在一定溫度、濕度、酸堿度反應(yīng)一定時(shí)間有一個(gè)最高反應(yīng)率的點(diǎn)，在那點(diǎn)的顯色效果最好，上染率最高。不足汽蒸時(shí)間，活性染料上染率不夠，顏色偏淺，又由于不同顏色的染料上染率不一致產(chǎn)生偏差等。時(shí)間過長(zhǎng)，超過了反應(yīng)的最佳時(shí)限。一方面浪費(fèi)了能源，更重要的會(huì)使染料分子，纖維素水解及其他助劑變性等情況發(fā)生，蒸化出來的圖案色澤暗淡。通過實(shí)踐檢驗(yàn)，本文使用的四種染料，以80%通道墨量噴印深度，102℃飽和蒸汽條件下，適宜的汽蒸時(shí)間為10～12min為宜。

2.7 印花織物的各項(xiàng)牢度測(cè)試結(jié)果

按照以上所得的優(yōu)化上漿工藝配方(海藻酸鈉為3%，硫酸鈉用量為2%，碳酸氫鈉用量為4%，尿素用量為4%,軋余率100%)對(duì)純棉織物進(jìn)行上漿處理。在數(shù)碼印花機(jī)上用品紅，黃，青，黑4色，以80%通道墨量噴印)進(jìn)行噴印，后處理后，對(duì)色快進(jìn)行牢度測(cè)試，結(jié)果見表3。

表3 數(shù)碼印花產(chǎn)品色牢度測(cè)試結(jié)果

從表3可看出，印花后織物的水洗牢度及摩擦牢度均能滿足國(guó)家對(duì)紡織品及服裝標(biāo)準(zhǔn)的要求。

3 結(jié)果與展望

通過對(duì)防滲化劑及相關(guān)助劑的試驗(yàn),確定了棉織物活性染料數(shù)碼印花織物前處理上漿工藝為：海藻酸鈉用量0.5%～1%、碳酸氫鈉用量4%、硫酸鈉用量5%、尿素用量5%，印花后織物的各項(xiàng)牢度優(yōu)良，耐水洗、耐摩擦牢度均達(dá)到了4級(jí)以上。

目前數(shù)碼印花還存在成本較高，突出問題是墨水價(jià)格，設(shè)備投入,噴頭價(jià)格高，企業(yè)缺乏大批的專業(yè)人才等問題。各大供應(yīng)商,染料企業(yè)已著手這方面的研究，相信在數(shù)碼印花產(chǎn)品的市場(chǎng)不斷擴(kuò)大的背景下，必將會(huì)有更多性能更為優(yōu)越，價(jià)低的液體染料產(chǎn)生。專業(yè)人才的投入也將促進(jìn)數(shù)碼印花的快速發(fā)展。

[1]方泓釗，侯有軍，梁天祥，等.數(shù)碼噴墨印花技術(shù)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].印染助劑，2011，28(9)：5-9.

[2]王國(guó)軍，陳瑾，宋志臻等.活性墨水?dāng)?shù)碼噴印技術(shù)在真絲面料上的生產(chǎn)應(yīng)用[J].紡織導(dǎo)報(bào)，2004(3)：40-43.

[3]朱立.真絲織物噴墨印花技術(shù)研究[D].上海:東華大學(xué)，2004：64-65.

[4]林旭，蘇春濤，項(xiàng)志齊，等.絲綢數(shù)碼印花前處理工藝研究[J].絲綢，2013，50（1）：29-32.

[5]付中誠(chéng)，陳深，艾棟梁等.數(shù)碼印花活性墨水的性能及其應(yīng)用[J].印染，2005(10)：11-12.

[6]楊宏林，項(xiàng)偉等.桑蠶絲織物數(shù)碼噴墨印花上漿工藝研究[J].絲綢，2011，48(12)：6-7.

Study on the Sizing Technology of Digital Printing with Reactive Dyed Cotton Fabrics

DUAN Ji-hui ZHU MinYU Yin-haoCHEN Wen

To improve the quality of ink jet printing of cotton fabrics,this paper studies sizing technology of digital printing with reactive dyed cotton fabrics,analyzes the effect of sizing formulation parameters on the digital printing result of cotton fabrics.The ink jet printing effects in different parameters have been tested. Theresults show thatwith the amountof3%sodiumalginate,4%sodiumbicarbonate,2%sodiumsulfate and 4%urea,the sizing technology will achieve the best effect in dye uptake,intricacy and stability.

cotton fabrics;digital printing;sizing;K/S value

TS190.5

C

1674-2346(2014)04-0019-05

10.3969/j.issn.1674-2346.2014.04.005

（責(zé)任編輯：田犇）

2014－06－03

段繼輝，男，浙江紡織服裝職業(yè)技術(shù)學(xué)院，卓越技師（浙江寧波315211）

朱敏，女，浙江紡織服裝職業(yè)技術(shù)學(xué)院，卓越技師（浙江寧波315211）

陳文，女，浙江紡織服裝職業(yè)技術(shù)學(xué)院，高級(jí)實(shí)驗(yàn)師。研究方向：低碳環(huán)保染整工藝（浙江 寧波 315211）