純棉織物活性染料數碼印花上漿工藝研究

段繼輝 朱敏 俞音豪 陳文

純棉織物活性染料數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品質量為目的，對棉織物活性染料數碼印花上漿工藝進行了研究，分析上漿配方工藝參數對棉織物數碼印花效果的影響。測試了不同參數條件下產品噴墨印花效果。結果表明：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，精細度，穩定性上都有較好體現。

棉織物；數碼印花；上漿；K/S值

近年來，數碼印花技術得到了迅速的發展。與傳統印花相比，數碼印花工藝清潔，生產過程靈活，可以進行遠程定貨，納入供應鏈網絡，是未來紡織品印花技術發展的方向[1]，但是紡織品噴墨印花在實際應用中卻達不到預期的效果，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展。目前關于噴墨印花的研究大都集中在噴墨印花設備速度的提升和噴墨印花墨水的制造，以及噴墨印花技術的進展方面[2]。活性染料噴墨印花生產工藝中，織物的上漿工藝配方將直接影響噴墨織物得色濃艷度,花型精細度，滲透效果，色澤均勻度等質量指標，是數碼印花生產中至關重要的環節[3]。數碼印花目前在真絲羊毛等織物上應用較多，在棉織物的應用較少，主要原因是目前數碼印花成本較高，棉產品的附加值較低所致。隨著技術進步，數碼印花將成為紡織品印花生產的主流。本文就活性染料墨水在棉織物上漿進行了研究，探討棉織物上漿工藝對活性染料噴墨印花影響因素，并進行分析。

1 試驗部分

1.1 試驗材料與設備

材料：純棉平紋織物(40S*40S;102g/m2)。

藥品：海藻酸鈉（工業級）、尿素（工業級）、無水碳酸氫鈉（分析純），碳酸鈉（分析純），中性皂片（標準級）.活性染料墨水（工業用品，宏華數碼科技有限公司生產）。

儀器：均勻小軋車（瑞比公司制造），DBP-1618數碼印花機（宏華數碼科技有限公司生產），Datacolor SF600測色儀（美國Datacolor公司）。

1.2 試驗方法

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。

量分數為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，撒完后繼續攪拌30min，呈半透明糊狀備用。

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

噴印：由色卡軟件生成品紅，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 測試

1.3.1 K/S值的測定

表觀深度K/S值甩測色配色系統測定。K/S值越大，表示織物表面顏色越深，材料對光的吸收能力越強。K/S值的變化反映織物顏色深度的變化。

1.3.2 精細度

噴印后，經過后處理.觀察色塊邊緣線條是否清晰，來衡量圖案精細度。

1.3.3 牢度測試

耐洗牢度測試參考GB/T 3921—2008《紡織品色牢度試驗耐皂洗色牢度試驗》。耐磨擦牢度測試參考GB/T 3920—2008《紡織品色牢度試驗耐摩擦色牢度試驗》。

2 結果與討論

2.1 海藻酸鈉用量對噴印效果的影響

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對染料上染不利，且不易水洗。對海藻酸鈉用量對棉織物噴印效果（K/S值，精細度）進行試驗，結果如表1。

表1 海藻酸鈉用量對噴印效果的影響

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，對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，對染料上染纖維的阻力越大，所以會出現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 尿素用量對噴印效果的影響

在海藻酸鈉糊料的基礎上，考查尿素質量分數對純棉織物噴印效果（K/S值，精細度）的影響，結果見表2。

表2 尿素用量對噴印效果的影響

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，幫助染料向纖維內滲透并上染纖維，提高顏色的得色量，同時也提高了顏色的鮮艷度。但尿素用量過大會使預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，引起環境富氧，同時用量大于5%時，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，會使纖維的手感變差。

2.3 碳酸氫納用量對噴印效果的影響

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。在糊料和尿素試驗基礎上，考查碳酸氫鈉質量分數對K/S值的影響，結果見圖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生化學鍵結合，同時染料的水解也在發生，所以過量的碳酸氫鈉，增加活性染料水解的量，所以出現隨著碳酸氫鈉用量增加，K/S值先增加后下降。有實驗數據得出：以80%通道墨量噴印，碳酸氫鈉用量為4%時，固色率最高。

2.4 硫酸鈉對噴印效果的影響

在以上試驗的基礎上，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，改變硫酸鈉用量，探討硫酸鈉用量對印花的影響,實驗步驟參照1.2.1，結果見圖2。

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

圖1 碳酸氫鈉用量對K/S的影響

圖2 硫酸鈉的用量對K/S的影響

2.5 其他添加劑對印花效果的影響

2.5.1 增白劑4BK對印花效果的影響

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和纖維結合，用量過大反而會影響活性染料的得色率，通過實驗，增白劑用量控制在5%以內為宜。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

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

2.6 汽蒸時間對噴印效果的影響

活性染料印花產品汽蒸時間也是至關重要的。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。染料分子與纖維素反應在一定溫度、濕度、酸堿度反應一定時間有一個最高反應率的點，在那點的顯色效果最好，上染率最高。不足汽蒸時間，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生偏差等。時間過長，超過了反應的最佳時限。一方面浪費了能源，更重要的會使染料分子，纖維素水解及其他助劑變性等情況發生，蒸化出來的圖案色澤暗淡。通過實踐檢驗，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，適宜的汽蒸時間為10～12min為宜。

2.7 印花織物的各項牢度測試結果

按照以上所得的優化上漿工藝配方(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%)對純棉織物進行上漿處理。在數碼印花機上用品紅，黃，青，黑4色，以80%通道墨量噴印)進行噴印，后處理后，對色快進行牢度測試，結果見表3。

表3 數碼印花產品色牢度測試結果

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家對紡織品及服裝標準的要求。

3 結果與展望

通過對防滲化劑及相關助劑的試驗,確定了棉織物活性染料數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%，印花后織物的各項牢度優良，耐水洗、耐摩擦牢度均達到了4級以上。

目前數碼印花還存在成本較高，突出問題是墨水價格，設備投入,噴頭價格高，企業缺乏大批的專業人才等問題。各大供應商,染料企業已著手這方面的研究，相信在數碼印花產品的市場不斷擴大的背景下，必將會有更多性能更為優越，價低的液體染料產生。專業人才的投入也將促進數碼印花的快速發展。

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

[2]王國軍，陳瑾，宋志臻等.活性墨水數碼噴印技術在真絲面料上的生產應用[J].紡織導報，2004(3)：40-43.

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

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

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

[6]楊宏林，項偉等.桑蠶絲織物數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

（責任編輯：田犇）

2014－06－03

段繼輝，男，浙江紡織服裝職業技術學院，卓越技師（浙江寧波315211）

朱敏，女，浙江紡織服裝職業技術學院，卓越技師（浙江寧波315211）

陳文，女，浙江紡織服裝職業技術學院，高級實驗師。研究方向：低碳環保染整工藝（浙江 寧波 315211）