數(shù)碼印花工藝主要有連續(xù)噴射式和按需噴射式兩種。數(shù)碼印花與傳統(tǒng)印花相比具有很突出的特性:①印花圖案精細(xì)度高,色彩豐富。數(shù)碼印花精細(xì)度的大幅度提高為設(shè)計(jì)師提供了豐富的想象空間,使高清晰度印染紡織品的生產(chǎn)成為可能。②批量靈活。適合市場(chǎng)流行的“小批量,多品種”生產(chǎn)。③生產(chǎn)周期短。用于數(shù)碼印花的圖案可通過(guò)計(jì)算機(jī)隨意修改,方便快捷,1~2h成品便可到手,滿(mǎn)足消費(fèi)者穿著或裝飾的個(gè)性化需求。④污染程度大大降低。按需滴液,減少了色料和有色廢水,不使用粉狀染料,噪音低。⑤占地面積小?？梢栽谵k公室和家庭中進(jìn)行印花[1-5]。
1試驗(yàn)
1.l材料與設(shè)備
織物:純棉漂白平紋布(58tex×58tex,300根/10cm×300根/10cm)
染料:活性墨水黑、紅、黃(杭州宏華數(shù)碼科技股份有限公司)
藥品:海藻酸鈉、白糊精,無(wú)水硫酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸鈉、尿素(化學(xué)純),新型堿劑ESS、耐堿滲透劑CP105(工業(yè)品)
儀器:DK98雙孔水浴鍋(余姚市東方電工儀器廠),DV1型數(shù)顯旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)(上海群昶科學(xué)儀器有限公司),JMV505T立式軋車(chē)(北京紡織機(jī)械器材研究所),數(shù)碼噴墨印花機(jī)(杭州宏華數(shù)碼科技股份有限公司),SW-12A型耐洗色牢度實(shí)驗(yàn)機(jī)(無(wú)錫紡織儀器廠),電腦測(cè)色配色系統(tǒng)MINOLTACM-3600D(意大利0RINTEX染色技術(shù)有限公司),Y571A型染色摩擦牢度實(shí)驗(yàn)機(jī)(浙江溫州紡織儀器廠),Q-SUN日曬色牢度試驗(yàn)儀(東莞市東銘儀器有限公司)
1.2試驗(yàn)方法
活性染料墨水進(jìn)行數(shù)碼噴墨印花時(shí),需對(duì)織物進(jìn)行預(yù)處理。預(yù)處理工作液主要由堿、尿素和海藻酸鈉等組成,預(yù)處理后的織物經(jīng)過(guò)烘干才能進(jìn)行噴墨印花,噴墨印花后的織物需經(jīng)汽蒸固色。
預(yù)處理處方/%
海藻酸鈉1.5
尿素8
Na2SO44
Na2CO33
工藝流程:預(yù)處理(帶液率70%)→烘干(100℃)→噴印→汽蒸(100℃×20min)→冷水洗(2~3次)→熱水洗(50℃,2次)→皂洗→冷水洗→晾干。
1.3測(cè)試方法
1.3.1K/S值的測(cè)定
用電腦測(cè)色配色系統(tǒng)測(cè)定汽蒸、水洗后的打印織物的Κ/S值,作為衡量噴墨印花織物表觀得色深度的指標(biāo)。
1.3.2色牢度測(cè)試
耐摩擦牢度按GB/T3920-1997《紡織品色牢度試驗(yàn)?zāi)湍Σ辽味取窚y(cè)試。
皂洗牢度按GB/T3921.1-1997《紡織品色牢度試驗(yàn)?zāi)拖瓷味?試驗(yàn)1》測(cè)試。
日曬牢度按GB/T8427-1998《紡織品色牢度試驗(yàn)?zāi)腿嗽旃馍味?氙弧》測(cè)試。#p#副標(biāo)題#e#
2結(jié)果與討論
2.1白糊精對(duì)棉織物噴墨印花質(zhì)量的影響
在1,2處方中加入白糊精(0,5%、1%、1.5%),對(duì)織物進(jìn)行預(yù)處理,研究白糊精的加入對(duì)棉織物噴墨印花質(zhì)量的影響,結(jié)果見(jiàn)表1。
表1白糊精對(duì)數(shù)碼噴墨印花質(zhì)量的影響
白糊精用量/%00.511.5
粘度/Pa·s1.1011.1301.2981.321
K/S值黑211320.4119.8219.46
紅191518.9918.0217.61
黃181817.1216.5816.15
干摩擦牢度5級(jí)5級(jí)5級(jí)級(jí)
濕摩擦牢度3~4級(jí)3~4級(jí)3~4級(jí)3~4級(jí)
皂洗牢度5級(jí)5級(jí)5級(jí)5級(jí)
日曬牢度3級(jí)3級(jí)3級(jí)3級(jí)
由表1可知,隨著白糊精用量的增加,漿料粘度只是略有增加。這說(shuō)明自糊精的成糊率很低,只能在一定程度上提高漿料粘度。不加白糊精的得色量最高,隨著白糊精用量的增加,各顏色的K/S值呈逐漸下降趨勢(shì)。
白糊精是由淀粉高溫裂解而得的,含有一定數(shù)量的羥基。在堿性條件下,這種含有羥基結(jié)構(gòu)可生成類(lèi)似于纖維素Ce11-陰離子基團(tuán),從而與活性染料的活性基團(tuán)反應(yīng),在一定程度上阻礙了纖維與染料間的固色反應(yīng)。經(jīng)過(guò)水洗后處理后,漿料被完全除去,同時(shí)帶走了一部分與糊精反應(yīng)的染料,進(jìn)而造成了得色量偏低,K/S值偏小[6],白糊精的加入不利于提高棉織物的噴墨印花質(zhì)量。
2.2碳酸鈉用量對(duì)棉織物噴墨印花質(zhì)量的影響
改變碳酸鈉用量(1%、2%、3%、4%),按1.2處方對(duì)織物進(jìn)行處理,研究碳酸鈉用量對(duì)棉織物噴墨印花質(zhì)量的影響,結(jié)果見(jiàn)表2。
表2碳酸鈉用量對(duì)數(shù)碼噴墨印花質(zhì)量的影響
Na2CO3用量/%12345
粘度/Pa·s0.9130.9741.0871.0251.015
K/S值黑19.8622.9622.6721.6321.51
紅18.2419.0920.2621.0120.98
黃12.2018.0619.2219.5919.46
干摩擦牢度5級(jí)5級(jí)5級(jí)5級(jí)5級(jí)
濕摩擦牢度3~4級(jí)3~4級(jí)3~4級(jí)3~4級(jí)3~4級(jí)
皂洗牢度5級(jí)5級(jí)5級(jí)5級(jí)5級(jí)
日曬牢度3級(jí)3級(jí)3級(jí)3級(jí)3級(jí)
由表2可知,隨著Na2CO3用量增加,漿料粘度變化不大,呈先略上升后下降的趨勢(shì)。當(dāng)Na2CO3用量為3%時(shí),漿料粘度達(dá)到最大值。各色的K/S值呈先增大后下降的趨勢(shì)。在一定范圍內(nèi),改變Na2CO3用量,不會(huì)對(duì)色牢度產(chǎn)生明顯影響,各配方的色牢度相當(dāng),均良好。
碳酸鈉是實(shí)際印花生產(chǎn)中常用的堿劑之一,當(dāng)Na2CO3用量為4%時(shí),漿料粘度略有下降,主要是因?yàn)閴A劑用量的增加使?jié){料發(fā)生了部分水解。在一定的堿性條件下,纖維素能生成纖維素陰離子與活性染料的活性基團(tuán)發(fā)生共價(jià)鍵反應(yīng)而固色。黑色K/S值的變化趨勢(shì)與紅和黃色不同,主要是因?yàn)楹谏钚匀玖夏且蚁╉啃偷?而紅色和黃色是一氯均三嗪型的。乙烯砜的反應(yīng)性好于一氯均三嗪型,所以黑色比紅色和黃色更活潑,對(duì)堿劑更敏感。因此,當(dāng)Na2CO3用量為2%時(shí),黑色活性染料的活性基團(tuán)就與纖維素陰離子充分反應(yīng);而對(duì)于紅和黃色的活性染料,隨著Na2CO3用量的增加,其活性基團(tuán)與纖維素陰離子的反應(yīng)逐漸充分。所以,綜合考慮各顏色K/S值的變化和色牢度,Na2CO3的用量為3%最佳。#p#副標(biāo)題#e#
2.3碳酸氫鈉用量對(duì)棉織物噴墨印花質(zhì)量的影響
將1.2處方中的碳酸鈉換成碳酸氫鈉,研究NaHCO3用量(1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%)對(duì)棉織物噴墨印花質(zhì)量的影響,結(jié)果見(jiàn)表3。
表3碳酸氫鈉對(duì)數(shù)碼噴墨印花質(zhì)量的影響
NaHCO3用量/%1234567
粘度/Pa·s1.0131.0371.1131.1211.1271.1231.001
K/S值黑182720.7321.8420.9520.4919.7119.35
紅8.3118.2921.6821.6921.7121.7521.74
黃6.2216.1218.8218.8718.9018.8518.81
干摩擦牢度-5級(jí)5級(jí)5級(jí)5級(jí)5級(jí)5級(jí)
濕摩擦牢度-3~4級(jí)3~4級(jí)3~4級(jí)3~4級(jí)3~4級(jí)3~4級(jí)
皂洗牢度-5級(jí)5級(jí)5級(jí)5級(jí)5級(jí)5級(jí)
日曬牢度-3級(jí)3級(jí)3級(jí)3級(jí)3級(jí)3級(jí)
注:ˉ表示各顏色的K/s值很低,得色淺,沒(méi)有使用價(jià)值,故不對(duì)其牢度進(jìn)行測(cè)試,以下各表同
由表3可知,隨NaHCO3用量的增加,漿料粘度呈先上升后下降趨勢(shì);當(dāng)NaHCO3用量達(dá)到5%時(shí),粘度達(dá)到最大值。隨著NaCO3的用量增加,黑色的K/S值呈先增大后減小的趨勢(shì),當(dāng)用量為3%,K/S值最大。當(dāng)NaHC03用量達(dá)3%黃色和紅色的K/S值變化幅度小。在一定范圍內(nèi),改變NaHCO3用量,不會(huì)對(duì)色牢度產(chǎn)生明顯影響,均良好。
Na2CO3用量增加到5%,由于堿劑用量過(guò)多,造成了漿料的部分水解,進(jìn)而粘度有所下降。但是NaHCO3的堿性并不大,因而水解漿料的程度較輕,故粘度下降幅度小。NaHCO3的用量直接決定了pH值大小,而pH值是影響最終得色量的關(guān)鍵因素之一。NaHCO3為1%時(shí)其用量過(guò)低,導(dǎo)致pH值過(guò)低,纖維素陰離子太少而使固色率低,得色量少;當(dāng)其用量為7%時(shí),用量過(guò)多,導(dǎo)致pH值過(guò)高,產(chǎn)生大量纖維素陰離子會(huì)使活性染料水解。所以,當(dāng)堿劑NaHCO3的用量為3%時(shí)既能達(dá)到合適的K/S值,各項(xiàng)牢度均良好,同時(shí)比較經(jīng)濟(jì)。
2.4新型堿劑和滲透劑用量對(duì)棉織物噴墨印花質(zhì)量的影響
海藻酸鈉1.5%、Na2SO44%,改變新型堿劑ESS用量(0.5%、1%、1.5%、2%)和耐堿滲透劑CP105用量(1%、2%、3%、4%),將1.2工藝流程中的碳酸鈉換成新型堿劑ESS,尿素?fù)Q成研究耐堿滲透劑CP105。研究新型堿劑和滲透劑用量對(duì)棉織物噴墨印花質(zhì)量的影響,結(jié)果見(jiàn)表4。
表4新型堿劑和耐堿滲透劑用量對(duì)數(shù)碼噴墨印花質(zhì)量的影響
新型堿劑ESS/%0.511.52
耐堿滲透劑CP105/%1
K/S值黑3.5911.8415.3514.12
紅3.705.879.567.67
黃2.775.706.085.38
耐堿滲透劑CP105/%2
K/S值黑9.2314.4015.4014.65
紅11.2515.7516.1215.64
黃7.9613.3515.2612.72
耐堿滲透劑CP105/%3
K/S值黑10.2215.3515.4915.35
紅9.8412.2112.9213.37
黃7.8810.5713.3410.72
耐堿滲透劑CP105/%4
K/S值黑12.2215.6915.9715.37
紅7.9610.5310.7210.41
黃3.747.958.325.86
干摩擦牢度/5級(jí)5級(jí)5級(jí)
濕摩擦牢度/3~4級(jí)3~4級(jí)3~4級(jí)
皂洗牢度/5級(jí)5級(jí)5級(jí)
日曬牢度/3級(jí)3級(jí)級(jí)
由表4可知,隨著新型堿劑ESS用量的增加,各顏色的K/S值先增加后減小,其用量為1.5%時(shí)K/S值最大。隨著耐堿滲透劑CP105用量的增加,黑色的K/S值逐漸增加,當(dāng)其用量到2%后,其K/S值增加緩慢;而紅色和黃色的K/S值呈先增大后減小的趨勢(shì),當(dāng)耐堿滲透劑用量為2%時(shí),各顏色的K/S值均達(dá)到最大。但是與傳統(tǒng)工藝相比各個(gè)顏色的K/S值均稍微偏小,得色偏淺。在一定范圍內(nèi),改變新型堿劑ESS和耐堿滲透劑CP105用量,對(duì)色牢度不會(huì)產(chǎn)生明顯影響,各配方的色牢度相當(dāng),均良好。 #p#副標(biāo)題#e#
尿素的主要作用是吸濕并溶脹棉纖維,使染料可以很快進(jìn)入纖維內(nèi)部。尿素的吸濕性很強(qiáng),可為纖維內(nèi)部的反應(yīng)提供條件。在汽蒸時(shí),它可加速染料向棉纖維轉(zhuǎn)移。而耐堿滲透劑CP105的吸濕作用不如尿素,只能起減小織物表面張力的作用,濕纖維只能靠自身的吸濕性吸收水蒸汽,所以在一定程度上不利于染料向纖維內(nèi)部轉(zhuǎn)移,進(jìn)而影響固色效果[7]。新型堿劑多為有機(jī)堿劑,分子量很大,與傳統(tǒng)堿劑相比,在相同的汽蒸時(shí)間內(nèi),新型堿劑ESS不易進(jìn)入纖維內(nèi)部和擴(kuò)散,因而固色率偏低,得色偏淺。但是與尿素和傳統(tǒng)堿劑相比,新型堿劑和耐堿滲透劑用量較少,可以達(dá)到經(jīng)濟(jì)環(huán)保的效果。
綜上所述,綜合考慮K/S值的變化和色牢度,新型堿劑ESS和堿滲透劑CP105的用量分別為1.5%和2%,既可以滿(mǎn)足K/S值的需要又可以環(huán)保并節(jié)約能源。
2.5汽蒸時(shí)間對(duì)棉織物嘖墨印花質(zhì)量的影響
按1.2的預(yù)處理處方對(duì)棉織物進(jìn)行預(yù)處理,噴墨印花后,汽蒸不同時(shí)間固色(10、15、20、25min),研究汽蒸時(shí)間對(duì)棉織物噴墨印花質(zhì)量的影響,結(jié)果見(jiàn)表5。
表5汽蒸時(shí)間對(duì)數(shù)碼嘖墨印花質(zhì)量的影響
汽蒸時(shí)間min10152025
K/S值黑18.4121.6521.9820.09
紅1.6912.5122.2518.19
黃1.589.7819.7119.13
干摩擦牢度/級(jí)-555
濕摩擦牢度/級(jí)-343434
皂洗牢度/級(jí)-555
日曬牢度/級(jí)-333
由表5可知,當(dāng)汽蒸時(shí)間為10min時(shí),各顏色的K/S值最低,得色最淺;隨著汽蒸時(shí)間增加,各顏色的K/S值呈先上升后減小趨勢(shì)。當(dāng)汽蒸時(shí)間到達(dá)20min時(shí),K/S值分別達(dá)到最大值。
汽蒸時(shí)間是影響印花質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一。在汽蒸過(guò)程中,蒸汽能提供水分和熱量,促使活性染料充分進(jìn)入纖維內(nèi)部,在堿性條件下與纖維發(fā)生共價(jià)鍵結(jié)合,最終固著在纖維上。汽蒸時(shí)間過(guò)短,共價(jià)鍵反應(yīng)不完全,棉纖維與活性染料間的固色反應(yīng)不能完全進(jìn)行,得色量低。隨著時(shí)間的增加,固色反應(yīng)逐漸完全,織物得色深度明顯提高。汽蒸時(shí)間過(guò)長(zhǎng),部分活性染料水解,尿素會(huì)分解生成氨氣和縮二脲型產(chǎn)物,活性染料和氨氣發(fā)生反應(yīng),在損失堿劑的同時(shí)又導(dǎo)致得色量下降。
所以,當(dāng)汽蒸時(shí)間為20min時(shí)既能達(dá)到合適的K/S值,各項(xiàng)牢度均良好。
3結(jié)論
1、白糊精的加入不利于提高印花質(zhì)量。
2、NaHC03和Na2co3的用量為琨時(shí),棉織物噴墨印花效果最佳,各顏色色牢度均良好。
3、與堿劑采用碳酸氫鈉或碳酸鈉,吸濕劑采用尿素的配方相比,采用新型堿劑ESS和耐堿滲透劑CP105配方的印制效果稍差。
4、噴墨印花后,以飽和水蒸汽在100℃下蒸化20min效果最好,黑、紅和黃的K/S值最大,各顏色色牢度均良好。
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