工藝技術

工藝技術

按染料轉移方式可分氣相轉移、熔融轉移、剝離轉移以及泳移轉移等多種方法。目前疏水性的合成纖維織物主要采用氣相轉移方法，染料轉移和固著需在高溫（大于180℃）下完成。

許多有機溶劑不僅對染料有良好的溶解能力，而且對合成纖維有增塑作用，可加快染料在纖維中的擴散速度，提高勻染和透染程度，故可作染色介質代替水，進行溶劑染色，不過，大量溶劑的應用，不僅增加了加工成本，還需要對溶劑回收，因而限制了它的應用。

如果采用微膠囊技術將染料和溶劑制成微膠囊，再加工成轉移印花紙，在轉移印花時通過壓力、高溫或濕熱作用使微膠囊破裂，在溶劑的作用下使染料轉移到織物并固著在纖維上，這樣不僅發揮了溶利染色溫度低、勻染性好、上染速度快等特點，而且溶劑用量少，成本低，加工方便。對活性染料來說，固色時要在堿性介質條件下進行。而染料和堿劑長時間接觸會遭到水解，如果將染料或堿劑制成微膠囊放在一起應用，例如印在轉移印花紙上，可防止染料遭到水解，而在轉移印花時使膠囊破裂，染料和堿劑混合在一起實現印花工藝。堿劑起到固色作用，所以微膠囊技術也可應用于活性染料轉移印花。

熱升華轉移印花出現于20世紀30年代，并于70年代風靡歐洲及美、日等國家和地區，熱升華轉印技術在我國的發展相對迅速，應用領域十分廣泛。由于其投資少、無污染、節約資源、印制效果突出等特點，引起了相關政府部門的重視。熱升華轉移印花是根據分散染料的升華特性，選擇升華溫度范圍為180～240℃的分散染料，將其與漿料混合制成色墨，根據不同的花紋/圖案要求，用印刷的方式將色墨印刷到轉印紙上，然后將印有花紋、圖案的轉印紙與織物緊密接觸，在200～230℃的轉移印花機上處理10～30s，經過擴散作用進入織物內部，達到著色的目的。在加熱升華過程中，為了使染料能定向擴散，往往在被染物的底板下一側抽真空，使染料達到定向擴散轉移，提高轉印質量。

熱升華染色印花時還需注意：選擇在高溫下升華性能好的染料；拼色時各色染料應具備近似的升華性能；染料對絨毛的親和力應大于對基布、粘合劑等的親和力；選用無色絨毛，經焙烘，染料正常發色后纖維色澤鮮艷；若采用有色絨毛，可根據拼色原理進行拼色植絨，如基布底漿為藍色染料，絨毛為黃色，則焙烘后最終可得到綠色絨毛；對基布選擇也很重要，若為棉布，升華染料對棉布不染色只是沾色，染料大部分上染到絨毛上，絨毛得色較深且濃艷；若基布為滌綸織物，染料對絨毛和基布都上染，因此，絨毛得色量減少，得色相對較淺。

熱升華轉印墨水主要從韓國和意大利進口，價格昂貴，以及印刷技術的數字化，熱升華轉印技術的應用領域變得更加廣泛。歸納起來，熱升華轉印技術具有以下特點：采用熱升華轉印技術印制的織物花紋精細、色彩鮮艷、層次豐富而清晰、藝術性高、立體感強，是其他方法印花很難做到的，并能印制攝影和繪畫風格的圖案；熱升華轉印的最大特點是染料可擴散到聚酯或纖維中，印品手感十分柔軟舒適，基本感覺不到墨層的存在。此外由于油墨在轉印過程中就已干燥，圖像的壽命與服裝本身的壽命一樣長，不會出現印刷圖文磨損而影響織物美觀的情況，印品手感柔軟，使用壽命長；熱升華轉印時可以一次印制多套色花紋而無需對花，并可以根據客戶的個性化需求在較短的時間內印制活件，工藝簡單。設備投入少，靈活性強，正品率高；與傳統織物印花不同，熱升華轉移印花無需蒸化、水洗等后處理過程，節省大量水資源，更無污水排放，節約資源、保護環境，對環境友好。目前，熱升華轉移印花工藝已被列入我國國家經貿委重點行業清潔生產技術導向目錄之中，應用前景十分樂觀。

新興的冷轉移印花技術由于其工藝的獨特性，在節能、降耗、排污及提高紡織印花附加價值方面具有顯著的優勢，能夠生產出高檔紡織印花產品及暢通歐洲大陸的生態紡織品。冷轉移印花最早是一項專門為全棉織物轉移印花而開發的技術，因為可以于室溫轉印，故稱為冷轉移印花。近幾年來，國內有好幾家大廠都在引進冷轉移印花這項新技術，他們與多家公司合作，投巨資打造冷轉移印花示范基地，再在全國復制該模式。由此可見，經過多年來的發展，冷轉移印花這項技術的含金量越來越高，在未來的5-10年內，將會有越來越多的企業人士涌向這個新領域。英國Dickinson Robinson集團發現此工藝適用于多種天然或合成纖維紡織品，包括棉、絲、亞麻、毛、粘膠、尼龍、滌綸和醋酸纖維等。3M公司開發了一種微膠囊系統，通過膠囊與非織造布表面纖維的摩擦，而將色素傳遞到非織造布上。瑞士Sandoz（山德士）染料有限公司發現，將染料分散到具有高介電常數的溶液中，染料顆粒會移向電極。用乙烯類樹脂、聚酯和聚酰胺樹脂等高電阻材料，將染料包裹微膠囊化，也可用于非織造布轉移印花。在局部電場作用下，通過篩網將染料微膠囊沉淀，并固定在非織造布上，經加壓、加熱或適當溶劑作用，而使微膠囊破裂。

微膠囊織物靜電電子印花

靜電印花是在紙張靜電印刷的工藝基礎上發展起來的。一般靜電印花只采用分散染料。它利用一種較簡單的靜電裝置，即印刷涂料與織物之間保持一定間隔，在不直接接觸情況下，由于靜電場作用使印墨轉移到織物上。為了使印刷圖案在織物上有一定色牢度，在完成復印之后還必須進行固著后處理。由于靜電印刷速度快，可將花紋圖案一次性直接印制在織物上，比目前使用的其他印刷方法簡捷方便，是一種具有發展潛力的新穎印刷方法；且靜電電子印花具有效率高、流程短、成本低、環境污染小等優點，是生態紡織品印花首選的印花方法。

印刷中靜電是引起故障的一個主要因素，因此印刷商都力爭避免和防止靜電帶來的危害，織物印花中也是如此。但靜電在印刷領域卻有其特殊的應用，如靜電復印、利用靜電進行印刷品表面凈化處理等。在織物印花中，靜電也有其特殊的應用，如靜電植絨印花和新興的靜電印花等。

靜電印刷是近年來發展起來的一種新穎印刷工藝，由日本京都、理光等4家公司于2002年11月在日本試制成功。它利用一種較簡單的靜電裝置，即印刷涂料與織物之間保持一定間隔，在不直接接觸情況下，由于靜電場作用使印墨轉移到織物上。

高介電常數染料溶液微膠囊靜電染色、染料微膠囊著色劑染色和印花以及變色染料微膠囊染色和印花等，用這些特殊的染色方法，可以得到常規染色方法不能得到的色彩效果。

使用具有介電性能的壁材（高比電阻的高分子物，如乙烯樹脂）將染料顆粒（由高介電常數液體、染料及助劑制成溶液或懸浮體）封閉起來，在靜電場的作用下，將染料轉移到織物上，以達到染色或印花的目的。但必須使用特殊的方法才能使織物上的染料固著在纖維上，即在封閉成微膠囊之前，先將染料分散在一種具有高介電常數的溶液中，這樣可大大提高染料顆粒向電極移動的準確性，從而可獲得較清晰的花紋。采用這種染色和印花工藝，不僅工藝簡單，精細度高，而且不需要進行后處理，可獲得常規方法不能得到的效果。

目前靜電印花存在著兩大缺點：一方面是所用的樹脂載體影響織物手感；另一方面是圖案清晰度不太好。為了解決這些問題，瑞士Sandoz公司研制出了一種使用染料微膠囊靜電印花的專利技術。將染料分散或溶解在具有高介電常數的溶劑中或設法使染料微膠囊表面帶有電荷，再用合成高分子膜把染料溶液包覆成微膠囊，靠靜電場的作用使染料微膠囊固著在纖維上或纖維間，經過加壓或加熱，染料即可升華沖出微膠囊而固著在織物上。Sandoz公司發現將染料分散到具有高介電常數的溶液中，染料顆粒能移向電極，故用高電阻殼材料，如乙烯類樹脂、聚脂和聚酰胺樹脂等將染料微膠囊化，可用于轉移印花。微膠囊化染料直徑一般小于50μm，在局部電場和光半導法作用下，應用電場或靜電復印的方法，通過篩網將微膠囊沉淀并固定在紡織品上，再通過加壓、加熱或適當溶劑作用使微膠囊破裂。

靜電電子印花裝置與噴射印花機完全不同，不使用噴嘴，運轉率比噴射印花高20%以上，清晰度為720dpi，生產速度是噴射印花機的50倍，而每平方米所需染料、油墨的價格則為噴射印花的1/200，它將帶來21世紀全球印花工藝的極大變革。

微膠囊織物變色染料染色印花

光致變色染料是一種能夠通過吸收光（比如紫外光）呈現出顏色的特殊染料材質。光變色染料的特點就是能在紫外條件下顯現出不同顏色。由于這種染料對外界環境非常敏感，所以用微膠囊作為一種保護膜來為染料提供保護。這種包有光變色染料的微膠囊就被稱為光致變色微膠囊。當光致變色微膠囊受到紫外輻射時，其內部的染料結構會因產生變化而呈現出顏色。反之，若隔離紫外輻射，其內部結構又會恢復，顏色也會隨之消失。

光敏變色染料的品種多樣，但只有具有一定牢度的染料才能用于紡織品的染色。紡織品不同的應用，對染料牢度的要求也不同。如用于服裝上，對耐洗牢度、耐汗漬牢度、耐曬牢度的要求都較高；如用于窗簾，對耐曬牢度要求較高；而椅套、坐墊則要求耐摩擦牢度高些。光敏變色染料染色一般不需改變常規的染色工藝及染色設備，要害在于變色染料的選擇，從而得到滿足的染色效果和變色效果。國內已有企業及研究單位應用這種技術開發了變色腈綸、變色滌綸及混紡織物。后整理法中最重要的是變色染料的采用，變色染料染色一般不需改變常規的染色工藝及染色設備，要害在于變色染料的選擇，從而得到滿足的染色效果和變色效果。

目前商品化的可逆熱變色染料是一種多組分的復配物，這種復配物的主要組分有提供熱變色色基的給電子體化合物、引起熱變色的受電子體化合物、調節溫度變化的溶劑和其它添加劑，其中前三種組分起決定作用。這種有機熱變色色素復配物可任意選擇變色溫度和顏色，可進行有色無色、有色A有色B的可逆變化，具有色彩鮮艷、變色靈敏度較高、價格低等優點。當將分別指示一定變化溫度和顏色的兩種或更多種有機熱變色色素復配物分別微膠囊化以后，再將這些微膠囊復配，可以取得多級熱變色效果。熱變色色素中還包括液晶，一些液晶隨外界溫度的變化其顏色也會發生變化，可將液晶制成微膠囊通過粘合劑固著在織物上。這類熱變色色素微膠囊施加到織物上后，所得織物隨著溫度的變化而呈現出微妙的美麗色彩，特別適合制成演出服裝、幕布、地毯及游泳衣、滑雪衫、頭巾、領帶、雨傘和雨衣等。

熱敏變色印花亦稱感溫變色印花，早期的熱敏變色印花就已采用了熱敏變色染料加工成微膠囊后，印制到織物上去，它有可逆和不可逆兩類。不可逆的熱敏變色染料一般作為溫度檢測指示。用于紡織品上一般都為可逆的。按其結構可分為無機和有機兩類，有機熱敏變色染料廣泛用于紡織品，它是由隱色染料、顯色劑和增感劑（減敏劑）三者所組成的。

智能變色紡織品是一種具有特殊組成或結構，在受到光、熱、水分或輻射等外界刺激后能做出響應，即可逆地改變顏色的紡織品。變色材料進行微膠囊包覆，通過樹脂均勻涂在基布上，在特定的溫度下它的顏色會發生改變，根據環境溫度的變化就能使基布顯色或退色。由于其顏色隨外界環境的變化而發生可逆變化，既能滿足現代消費者希望服裝的色彩富于變化的消費心態，還可以制作成有安全警戒作用的紡織品。

顏色可隨溫度而發生可逆性變化的紡織品稱為溫敏紡織品或熱敏紡織品。隨溫度變化的物質可以分為有機和無機兩類。熱變色性又可以分為可逆和不可逆兩類，用于紡織品的熱變色染料或顏料一般應屬于可逆性的。可逆熱變色材料的變色機理主要有晶型轉變機理、結構變化機理、結晶水“得失”機理、pH變化機理、電子得失機理、熔融機理等。

近年來為改善耐洗滌性及耐光性，開始趨向于采用聚合物添加溫致變色顯色劑的方法。溫致變色顯色劑是由酸顯色染料（給電子顯色）、酸性物質（受電子化合物及有機溶劑反應介質）所組成，其變色原理是酸顯色染料與酸性物質之間的電子受反應溫度的影響。此外，主要的是溶劑對該兩種物質的溶解度也隨溫度變化，溫度高時溶解度大，使顯色染料與酸性物結合，失電子而顯色。用于溫敏變色纖維的染料變色溫度范圍為40℃～80℃。常用的顯色染料有：酞類、氧雜蒽類、噻嗪類等。常用的酸性物質有：氮茂、酚類、酸性磷酸酯等。有機溶劑則為醇類、脂肪酸、酯類、酮類和醚類等。

結束語

總的來說，微膠囊技術最大的社會效益為清潔、節能、減排，徹底改變了染色污染重、耗水量大的狀況。從染色排水COD來說，與傳統工藝相比，其相應的經濟效益也是明顯的。近年來，世界上紡織品的應用發生了巨大的變化，日本、歐美社會占據了紡織品高技術鏈端，慢慢進入智能紡織品時代，微膠囊技術作為一種紡織領域的整理新方法在智能領域得到了越來越廣泛的應用。正確地將微膠囊技術用于智能紡織品能提高紡織品附加值、高檔化和多樣性，我國是紡織服裝工業的生產大國，微膠囊技術的深入研究及其與紡織品的結合必然在智能紡織品領域顯示了廣闊的空間。微膠囊技術在織物的功能整理上存在著巨大的潛力，微膠囊技術的應用極大地拓寬了紡織品后加工領域在紡織工業具有廣闊的發展前景。