【集萃網(wǎng)觀察】印花紡織品歷史悠久，在服用面料、室內(nèi)裝飾用布和工業(yè)用布等方面有著廣泛應(yīng)用，對人們的生活有著深遠的影響。科學(xué)技術(shù)的發(fā)展帶動了印染技術(shù)的發(fā)展，以紙質(zhì)印刷技術(shù)為靈感，綜合了計算機技術(shù)、白動化技術(shù)、軟件開發(fā)和傳統(tǒng)印染技術(shù)等相關(guān)技術(shù)的數(shù)碼噴墨印花技術(shù)逐漸展現(xiàn)在大眾面前，并越來越受到各方的關(guān)注。
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印花圖案精細度高，色彩豐富。數(shù)碼印花精細度的大幅度提高為設(shè)計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計算機隨意修改，方便快捷，1~2h成品便可到手，滿足消費者穿著或裝飾的個性化需求。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公室和家庭中進行印花[1-5]。
1試驗
1.1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（上海群昶科學(xué)儀器有限公司），JMV505T立式軋車（北京紡織機械器材研究所），數(shù)碼噴墨印花機（杭州宏華數(shù)碼科技股份有限公司），SW-12A型耐洗色牢度實驗機（無錫紡織儀器廠），電腦測色配色系統(tǒng)MINOLTACM-3600D（意大利0RINTEX染色技術(shù)有限公司），Y571A型染色摩擦牢度實驗機（浙江溫州紡織儀器廠），Q-SUN日曬色牢度試驗儀（東莞市東銘儀器有限公司）
1.2試驗方法
活性染料墨水進行數(shù)碼噴墨印花時，需對織物進行預(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)過烘干才能進行噴墨印花，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測試方法
1.3.1K/S值的測定
用電腦測色配色系統(tǒng)測定汽蒸、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色牢度測試
耐摩擦牢度按GB/T3920-1997《紡織品色牢度試驗?zāi)湍Σ辽味取窚y試。
皂洗牢度按GB/T3921.1-1997《紡織品色牢度試驗?zāi)拖瓷味龋涸囼?》測試。
日曬牢度按GB/T8427-1998《紡織品色牢度試驗?zāi)腿嗽旃馍味龋弘 窚y試。
2結(jié)果與討論
2.1白糊精對棉織物噴墨印花質(zhì)量的影響
在1，2處方中加入白糊精（0，5%、1%、1.5%），對織物進行預(yù)處理，研究白糊精的加入對棉織物噴墨印花質(zhì)量的影響，結(jié)果見表1。
表1白糊精對數(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5級5級級
濕摩擦牢度3~4級3~4級3~4級3~4級
皂洗牢度5級5級5級5級
日曬牢度3級3級3級3級
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。
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)可生成類似于纖維素Ce11-陰離子基團，從而與活性染料的活性基團反應(yīng)，在一定程度上阻礙了纖維與染料間的固色反應(yīng)。經(jīng)過水洗后處理后，漿料被完全除去，同時帶走了一部分與糊精反應(yīng)的染料，進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處方對織物進行處理，研究碳酸鈉用量對棉織物噴墨印花質(zhì)量的影響，結(jié)果見表2。
表2碳酸鈉用量對數(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5級5級5級5級
濕摩擦牢度3~4級3~4級3~4級3~4級3~4級
皂洗牢度5級5級5級5級5級
日曬牢度3級3級3級3級3級
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。當(dāng)Na2CO3用量為3%時，漿料粘度達到最大值。各色的K/S值呈先增大后下降的趨勢。在一定范圍內(nèi)，改變Na2CO3用量，不會對色牢度產(chǎn)生明顯影響，各配方的色牢度相當(dāng)，均良好。
碳酸鈉是實際印花生產(chǎn)中常用的堿劑之一，當(dāng)Na2CO3用量為4%時，漿料粘度略有下降，主要是因為堿劑用量的增加使?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發(fā)生共價鍵反應(yīng)而固色。黑色K/S值的變化趨勢與紅和黃色不同，主要是因為黑色活性染料墨水是乙烯砜型的，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，對堿劑更敏感。因此，當(dāng)Na2CO3用量為2%時，黑色活性染料的活性基團就與纖維素陰離子充分反應(yīng);而對于紅和黃色的活性染料，隨著Na2CO3用量的增加，其活性基團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。
2.3碳酸氫鈉用量對棉織物噴墨印花質(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%）對棉織物噴墨印花質(zhì)量的影響，結(jié)果見表3。
表3碳酸氫鈉對數(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5級5級5級5級5級
濕摩擦牢度-3~4級3~4級3~4級3~4級3~4級3~4級
皂洗牢度-5級5級5級5級5級5級
日曬牢度-3級3級3級3級3級3級
注：ˉ表示各顏色的K/s值很低，得色淺，沒有使用價值，故不對其牢度進行測試，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;當(dāng)NaHCO3用量達到5%時，粘度達到最大值。隨著NaCO3的用量增加，黑色的K/S值呈先增大后減小的趨勢，當(dāng)用量為3%，K/S值最大。當(dāng)NaHC03用量達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，不會對色牢度產(chǎn)生明顯影響，均良好。
Na2CO3用量增加到5%，由于堿劑用量過多，造成了漿料的部分水解，進而粘度有所下降。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%時其用量過低，導(dǎo)致pH值過低，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，用量過多，導(dǎo)致pH值過高，產(chǎn)生大量纖維素陰離子會使活性染料水解。所以，當(dāng)堿劑NaHCO3的用量為3%時既能達到合適的K/S值，各項牢度均良好，同時比較經(jīng)濟。
2.4新型堿劑和滲透劑用量對棉織物噴墨印花質(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，尿素換成研究耐堿滲透劑CP105。研究新型堿劑和滲透劑用量對棉織物噴墨印花質(zhì)量的影響，結(jié)果見表4。
表4新型堿劑和耐堿滲透劑用量對數(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5級5級
濕摩擦牢度/3~4級3~4級3~4級
皂洗牢度/5級5級5級
日曬牢度/3級3級級
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，當(dāng)耐堿滲透劑用量為2%時，各顏色的K/S值均達到最大。但是與傳統(tǒng)工藝相比各個顏色的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，對色牢度不會產(chǎn)生明顯影響，各配方的色牢度相當(dāng)，均良好。
尿素的主要作用是吸濕并溶脹棉纖維，使染料可以很快進入纖維內(nèi)部。尿素的吸濕性很強，可為纖維內(nèi)部的反應(yīng)提供條件。在汽蒸時，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，進而影響固色效果[7]。新型堿劑多為有機堿劑，分子量很大，與傳統(tǒng)堿劑相比，在相同的汽蒸時間內(nèi)，新型堿劑ESS不易進入纖維內(nèi)部和擴散，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，可以達到經(jīng)濟環(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%，既可以滿足K/S值的需要又可以環(huán)保并節(jié)約能源。
2.5汽蒸時間對棉織物嘖墨印花質(zhì)量的影響
按1.2的預(yù)處理處方對棉織物進行預(yù)處理，噴墨印花后，汽蒸不同時間固色（10、15、20、25min），研究汽蒸時間對棉織物噴墨印花質(zhì)量的影響，結(jié)果見表5。
表5汽蒸時間對數(shù)碼嘖墨印花質(zhì)量的影響
汽蒸時間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-555
濕摩擦牢度/級-343434
皂洗牢度/級-555
日曬牢度/級-333
由表5可知，當(dāng)汽蒸時間為10min時，各顏色的K/S值最低，得色最淺;隨著汽蒸時間增加，各顏色的K/S值呈先上升后減小趨勢。當(dāng)汽蒸時間到達20min時，K/S值分別達到最大值。
汽蒸時間是影響印花質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一。在汽蒸過程中，蒸汽能提供水分和熱量，促使活性染料充分進入纖維內(nèi)部，在堿性條件下與纖維發(fā)生共價鍵結(jié)合，最終固著在纖維上。汽蒸時間過短，共價鍵反應(yīng)不完全，棉纖維與活性染料間的固色反應(yīng)不能完全進行，得色量低。隨著時間的增加，固色反應(yīng)逐漸完全，織物得色深度明顯提高。汽蒸時間過長，部分活性染料水解，尿素會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)，在損失堿劑的同時又導(dǎo)致得色量下降。
所以，當(dāng)汽蒸時間為20min時既能達到合適的K/S值，各項牢度均良好。
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，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。（染整技術(shù)）
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