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数码喷射印花工艺举例

提示:

1.羊毛织物数码喷射印花工艺举例 (1)织物准备羊毛织物在喷印前通常需要进行氯化预处理。氯化预处理不仅能提高喷印颜色的深度、喷印均匀性以及喷印图案的鲜艳度,而且氯化预处理可以防止后续加工中印花产品图案的变形,提高印花产品图案的清晰度。 羊毛的氯化可以采用毛条连续加工或匹布连续加工。不具备此类生产线的印花


    1.羊毛织物数码喷射印花工艺举例

    (1)织物准备羊毛织物在喷印前通常需要进行氯化预处理。氯化预处理不仅能提高喷印颜色的深度、喷印均匀性以及喷印图案的鲜艳度,而且氯化预处理可以防止后续加工中印花产品图案的变形,提高印花产品图案的清晰度。

    羊毛的氯化可以采用毛条连续加工或匹布连续加工。不具备此类生产线的印花企业,也可使用释氯剂(通常使用二氯异氰尿酸钠,简称DCCA)间隙式加工方式对羊毛织物进行预处理。羊毛纤维氯化处理一般是在酸性条件下进行,化学反应复杂,如羊毛上胱氨酸会发生氧化反应、N-氯胺反应、肽键断裂反应和二硫键断裂反应等等。经过这些化学反应后,在羊毛纤维上生成了许多强阴离子基团,如:R-SO3-、R-COO-以及极性基团R-SH、R-NH2,同时这些化学反应导致羊毛表面鳞片结构被破坏,表面的亲水性增加,改善了色浆或喷射墨水在羊毛表面铺展的均匀性,提高了蒸化过程中染料向羊毛纤维内部扩散的速率和染料的上染量,明显提高印花图案表观染色深度。但氯化处理时,应注意工艺条件必须严格控制,否则会引起羊毛织物严重泛黄,纤维强力大幅度下降,织物风格遭到严重破坏。对于印制鲜艳的浅地色或有白地的印花织物,还要求织物印花前进行漂白加工,也可采用氧化或与还原法相结合的预处理方法,这样不仅提高羊毛织物的白度,而且改善毛织的喷墨印花效果。羊毛纤维经氯化和漂白联合处理后,表观色深度会进一步增加,因此羊毛织物在印花前进行氯化、漂白处理后可有效提高印花织物的表观染色深度。但需考虑氯化预处理带来的AOX环境污染问题,可考虑使用其他环保型助剂及环保型加工工艺技术来替代氯化预处理,如使用双氧水氧化处理、酶预处理、等离子体预处理等。利用这些助剂和技术预处理的毛织物表面的鳞片层被不同程度地破坏,进而提高喷印墨水在羊毛织物上的扩散、渗透效果,保证喷印效果。

    (2)羊毛织物数码喷墨印花前的上浆预处理  毛织物印花前上浆预处理工艺过程:调制浆料一浸轧上浆(轧液率85%左右)一烘干(60℃,3min)一打卷。

    ①调制预处理浆料配方(%,质量百分比)

    海藻酸钠(糊料)    2

    尿素(吸湿剂)    7

    硫酸铵(释酸剂)    3

    亚硫酸氢钠    5

    渗透剂    1

    加去离子水至    100

    加冰醋酸将浆料pH值调至4~5

    ②浆料中各成分的作用

    a.海藻酸钠等糊料的作用  在织物上浸轧或涂刮一定量含糊料,如海藻酸钠的浆料,可防止喷射到织物上墨滴的渗化,具有一定的抱水性,保持喷印图案的清晰度和获得一定的表观得色量。

    b.释酸剂作用(硫酸铵)  加入释酸剂的目的是增加羊毛纤维表面的正电荷,提高纤维与阴离子酸性等染料之间的作用力,虽然其对印花花纹清晰度没有明显变化,但表观色染色深度有所增加。可以根据喷墨墨水中着色剂结构不同,性能不同,选择适宜的释酸剂。

    c.吸湿剂作用尿素等作为吸湿剂,其作用是在印花织物汽蒸时,使织物吸湿性提高,并具有一定的保湿性,进而促进纤维膨化,有利于染料向纤维内部扩散,提高印花织物表观染色深度与鲜艳度,但用量应适宜,当尿素用量超过一定值时,印花清晰度将有所降低。需要依据墨水中染料的性能不同,选择合适种类及用量的稀释剂。

    (3)羊毛织物数码喷墨印花用墨水  生产羊毛织物数码喷墨印花墨水的厂商还不多,主要是一些国外大公司生产的酸性染料墨水或活性染料墨水。选择墨水的依据主要考虑得色深度、色光、色牢度、喷印性及其对喷头的适应性等因素,墨水不能堵塞喷嘴,保证喷印产品的质量。

    虽然酸性染料墨水中的酸性染料分子结构中含有磺酸基等强水溶性基团,其在水中有很好的溶解性能,但商品酸性染料中还存在盐等添加剂,将影响染料的溶解度和着色剂的有效成分。通常喷墨印花对墨水要求较高,制备数码喷墨印花墨水的酸性染料必须具有足够高的纯度,以防止喷嘴堵塞,并能够可获得深浓色泽,因此商品酸性染料在配制喷墨印花墨水前必须进行脱盐等纯化加工。酸性染料喷墨印花墨水主要由高纯度酸性染料、共溶剂和去离子水等组成。

    汽巴公司生产的兰纳洒脱(Lanaset) SI-HS系列墨水除了可以用于羊毛织物的喷墨印花外,还可以用于丝绸、锦纶织物的喷墨印花,印花前织物需进行预处理。不同织物预处理需要浸轧的处理液配方不同。

    羊毛织物预处理浸轧液组成:

    汽巴衣奇异(Ciba IRGAPADOL)  MP    150~200g/L

    尿素    100~250g/L

    25%酒石酸铵    10~20g/L

    汽巴衣奇异(Ciba IRGAPADOL) PN NEW  5~10g/L

    轧余率    70%~80%

    丝织物预处理浸轧液组成:

    Ciba IRGAPADOL MP    150~200g/L

    尿素    20~50g/L

    25%酒石酸铵    10~20g/L

    轧余率    70%~80%

    锦纶织物预处理浸轧液组成:

    Ciba IRGAPADOL MP    150~200g/L

    尿素    30~80g/L

    25%酒石酸铵    10~20g/L

    Ciba IRGAPADOL PN NEW    5~10g/L

    轧余率    70%~80%

    浸轧了预处理液的织物,经烘干,就可以进行喷墨印花,酸性染料喷墨印花墨水配方为(%,质量百分比):

    二甘醇    10

酸性染料    7

    丙三醇    10

    表面活性剂    0.5

    去离子水    72.4

    杀菌剂    0.1

    (4)数码喷射印花羊毛织物的染整工艺流程毛织物在数码喷射印花前要通过氯化前处理、氧化漂白处理一上浆预处理等工序,使织物性能达到喷墨印花的要求,同时将花纹图案输入电脑,并通过适当软件进行数字化处理后,再由电脑控制喷墨印花机的机头喷嘴,在织物上进行喷墨印花,最后再经汽蒸固色等后处理,完成喷墨印花过程。酸性染料喷墨印花织物的固色一般在饱和蒸汽中于102℃汽蒸20~30min。汽蒸后的织物先用冷水洗涤,然后用30~50℃温水进行皂洗,再用温水漂洗,最后用冷水漂洗。一般完整的数码喷射印花羊毛织物的染整工艺流程包括印花前处理和印花后整理,具体工艺过程随织物品种不同而异,举例如下:精纺光面喷墨印花毛织物染整工艺流程:生修→烧毛→(单槽煮呢)→洗呢→煮呢→氯化→漂白→吸水→上浆→烘干→喷印→蒸化→洗呢→吸水→烘干→中检→熟修→刷毛→剪毛→蒸呢→成品。

    2.棉织物数码喷墨印花工艺举例

    不同品种、不同染料种类的墨水色光和色调不尽相同,印花性能差别很大,实际应用时,需要通过试验,确定最终墨水品种及印花工艺。活性染料是一种水溶性染料,在水中具有良好的溶解度,其色谱齐全,颜色鲜艳,并且活性染料能与纤维发生化学反应形成共价键,所以活性染料染色或印花的织物具有优良的耐水洗、耐湿摩擦等湿处理牢度,活性染料是目前纤维素纤维染色用量最多的一类染料,也是配制喷墨印花墨水重要的色素材料。活性染料除了可以用于棉、麻、黏胶等纤维素纤维的染色和印花外,还可以用于羊毛、蚕丝等蛋白质纤维的染色和印花。通常依据选用的染料墨水不同,需要选择适宜的织物预处理助剂配方和工艺,以获得最佳的喷墨印花质量效果。当选择活性染料墨水用于纺织品的数码喷墨印花时,其喷墨印花工艺流程为:经过练漂前处理的棉织物喷墨印花前需进行上浆预处理(海藻酸钠或其他原糊、小苏打或纯碱、尿素吸湿剂等)→烘干→喷墨印花→汽蒸固色→水洗→皂洗→水洗→烘干。

    (1)织物预处理处方及流程

    ①活性染料墨水喷墨印花织物预处理处方(%,质量百分比)

    海藻酸钠    1.5

    尿素    8

    Na2 SO4    4

    Na2 CO3    3

    ②预处理工艺流程预处理(浸轧预处理液,带液率70%)一烘干(100℃)。

    (2)活性染料喷墨印花墨水种类及其墨水组成

    ①常见的商品活性染料印花墨水种类染料型喷墨印花墨水的制备比较简单,一般先将染料精制除盐后,将其完全溶于水中,并在搅拌下加入各种添加剂,使各组分充分混合均匀,再将pH值、黏度调节至所要求的范围内,最后过滤除去不溶物和杂质,即得喷墨印花染料型墨水。也可将各组分溶于水中,充分搅拌过滤即可。

    在商品化的活性染料墨水中有代表性的品种主要有Ciba公司的Cibacron MI系列。适用于压电式和热气泡式数字喷墨印花机印花,具有优异的色牢度和颜色鲜艳度,有黄MI-6MS9 (100)、金黄MI-2RN (200)、橙MI-2R (300)、红MI-B(400)、红MI-4B (500)、蓝MI-3R (600)、湖蓝MI-GR (700)、灰MI-AS (800)和黑MI-GR (900)等10个品种组成。

    ②活性染料墨水的组成(%,质量百分比)

    活性染料    2~15

    pH值缓冲剂    0.1~0.5

    表面活性剂    15~45

    杀菌剂    0. 1~0.5

    去离子水    82. 8~39

    ③活性染料数码喷墨印花工艺流程织物→预处理→烘干→喷墨印花→烘干→汽蒸→水洗后处理→烘干。

    3.涤纶织物分散染料墨水数码喷墨印花工艺举例

    (1)涤纶织物预处理

    处方:

    阿可印(ALCOPRINT) PDN抗凝聚分散剂    10~50g/kg

    LYOPRINT AIR脱气剂    10g/kg

    ALCOPRINT DT-CS合成糊    10~50g/kg

    汽巴牢(CIBAFAST)P    50g/kg

    工艺流程:浸轧预处理液(两浸两轧,带液率50%~60%)一烘干。

    (2)分散染料墨水的配置及墨水配方

    ①墨水的配置  由于分散染料是一种在水中溶解度很小的非离子染料,属于分散乳液型墨水,该类型墨水配置时,首先需要将分散染料研磨成细小的颗粒才能使用。若染料颗粒太大,喷嘴容易堵塞。分散染料的超细化加工及分散染料墨水制备时,首先需要将分散染料、分散剂、有机溶剂等助剂和水等混合均匀,然后在研磨机中将染料研磨至颗粒粒径小于0.5μm,制成分散染料分散液,最后再加入其他适宜助剂制成分散染料喷墨印花用墨水。

    ②分散染料墨水的典型墨水配方(%,质量百分比)

    分散染料分散液    35

    硫二甘醇    19

    二甘醇    11

    异丙醇    5

    水    40

    (3)分散染料墨水的喷墨印花工艺  分散染料墨水的喷墨印花工艺一般有两种,分别为直接喷墨印花工艺和转移喷墨印花工艺。

    4.织物颜料墨水数码喷墨印花工艺举例

    (1)颜料喷墨印花织物预处理除了染料墨水之外,还有颜料墨水,新型颜料墨水可以对各种类型的亲水性好的织物(棉、黏胶、羊毛及混纺织物等)直接进行喷印而不需要进行预处理,也可对疏水性合成纤维织物(涤纶等)进行喷墨印花,但对于合成纤维织物可采用下列浸轧工艺进行预处理,以改善纤维的吸湿性。预处理配方如下:

    增稠剂Ciba ALCOPRINT PTRV     15~25g/L

    固色剂Ciba ALCOPRINT LEF    5~15g/L

    柔软剂Ciba ALCOPRINT PSC    5~15g/L

    预处理工艺流程为:织物进行浸轧预处理剂(控制轧余率为90%~100%)一烘干。

    (2)颜料型喷墨印花墨水

    ①颜料墨水的特点  颜料不溶于水,在使用颜料配制水基型印花墨水时,通常需先将颜料研磨成细粉,再用分散剂分散,悬浮在水中制成水基型颜料墨水,这种水基型颜料墨水是颜料的微粒状悬浮分散体系。水基型印花墨水为不稳定体系,很难配制成稳定性良好的高浓度墨水。颜料着色剂的最大优点在于其具有优良的耐光牢度和耐水洗牢度。而且颜料在水中聚集倾向大,因此颜料墨水印花存在得色强度低,色彩不艳丽,图案不清晰,而且易堵塞喷头喷嘴等问题。

    ②颜料墨水的要求数码喷墨印花颜料墨水制备的关键是对颜料的超细化加工,以及确保颜料与纤维牢固黏附。用于纺织品着色的颜料细度要求为0.1~1.5μm之间。颗粒越大,颜料的色光越暗。过小则透明性太强,遮盖力下降,并且容易团聚。此外,颜料墨水中需加入合适种类和用量的胶黏剂或树脂,以提高印花产品的色牢度。

    ③颜料墨水的配方典型的颜料墨水配方举例如下(%,质量百分比):

    颜料分散液    25

    水溶性树脂    15

    二甘醇    15

    异丙醇    5

    水    40

④     颜料墨水的制备首先制作颜料的悬浮液,然后再加入水溶性树脂、保湿剂、表面活性剂等制得喷墨印花用颜料墨水。

    ⑤颜料墨水胶黏剂的选择  由于颜料对纺织纤维没有亲和力,必须借助树脂胶黏剂的作用才能对纺织品进行着色。常用的树脂胶黏剂有低温型聚丙烯酸酯、水性聚氨酯、紫外光固化胶黏剂等。为了达到可接受的色牢度,胶黏剂的用量大约为15%,但如果在喷墨印花墨水中加入这么多常见胶黏剂,导致墨水黏度超出喷墨印花机所能允许的范围,导致喷墨不够流畅,甚至堵塞喷嘴。为了解决此问题,胶黏剂选择很重要。通常颜料墨水使用的胶黏剂种类包括树脂类胶黏剂(其大致为紫外光固化型)和聚合微胶乳液型胶黏剂两种。

    其中紫外光固化型胶黏剂是将合成胶黏剂(如聚氨酯)的单体或低聚物与色素制成一种低黏度的颜料油墨,喷射到被印织物上,然后通过紫外光固化,聚合成高分子膜。

    紫外光固化型胶黏剂是由可聚合的低聚物,称为活性单体,以及光引发剂等组成。氨基甲酸酯丙烯酸酯是紫外固化胶黏剂首选的低聚体,因其具有良好的柔软性和粘接性。在紫外固化胶黏剂中,活性单体一方面参与固化交联,另一方面用作高分子量齐聚体的稀释剂,使胶黏剂具有适合的黏度。表5-5为几种紫外固化活性单体的性能。

表5-5几种紫外固化活性单体的性能

 表5-5几种紫外固化活性单体的性能

氨基甲酸酯丙烯酸酯:

 

紫外光固化型胶黏剂借助高能量的紫外光照射,在光引发剂作用下,迅速分解成自由基,进而引发不饱和有机化合物活性单体发生聚合交联,形成不溶性的交联网络结构,进而使胶黏剂快速产生粘接性能。该类胶黏剂的分子量较小,将其活性单体或低聚物及其他化学品与色素一起喷射到织物上,烘干后聚合成膜,将色素牢牢黏附在织物上。紫外光固化型胶黏剂的优点有:固化快、节能、元污染,色素与纤维间紧密结合,耐磨牢度较高。缺点有:由于快速聚合,往往会得到具有密集的、刚性的高分子链和较高交联度的聚合物,影响织物手感。一种紫外固化灯如图5-22。

 图5-22一种紫外固化灯

图5-22一种紫外固化灯

    另一种胶黏剂为聚合微胶乳液型胶黏剂,它是将胶黏剂组分预先制成聚合物的水性微乳液,含固量在30%~50%之间,将其制成的颜料墨水喷射到在织物上,经烘焙后沉积在织物上,要求其粒径大多在1μm以下。

    一般加入此类胶黏剂后,印花墨水的黏度仍会超过喷墨印花的基本需求。在体系中还需加入大量稀释剂,如:醋酸乙烯酯,使聚合物存在较长的柔性链段,从而降低其黏度,改善印花产品的手感。

    (3)胶黏剂的施加方式通常将胶黏剂与颜料分散体系混合,配制成颜料型墨水,进行喷墨印花。这种胶黏剂施加方式需考虑胶黏剂本身与墨水体系整体的兼容性以及胶黏剂对体系各项性能指标的影响。其中最主要的影响是由于胶黏剂自身黏度比较大,会增大印花墨水的黏度,导致喷墨不够流畅,甚至容易堵塞喷嘴。随着添加在墨水中的胶黏剂量的增大,墨水的黏度增大,使墨水黏度值超标,墨水的喷射性能受到影响:而添加的胶黏剂用量减少,则会使墨水中的颜料粒子在织物上的黏附性过小,牢度降低,使产品色牢度达不到要求。

    由于上述胶黏剂施加方式存在一些问题,可采用另一种胶黏剂施加方式。该方式为:将胶黏剂与颜料墨水分散体系分开配置,分别施加在喷墨印花纺织品上。这种胶黏剂施加方式是先将颜料墨水分散体系喷印在织物上,然后再通过一定手段将胶黏剂施加于织物上。相比前者,这种施加方式不仅解决了胶黏剂本身性能指标及颜料墨水体系之间的相互影响的问题;而且此方法避开喷头对胶黏剂的高性能要求,减小胶黏剂的制造复杂性,所以这种胶黏剂施加方式相对简单易行。

    (4)颜料喷墨印花工艺过程及工艺条件

    工艺过程:织物预处理→喷印→烘干→焙烘。

    工艺条件:焙烘:170~180℃条件下干加热焙烘5~3min,或200~210℃条件下热压1min,颜料喷墨印花后通常不需要进行水洗后处理,因此颜料喷墨印花具有工艺流程短,节水、节能的优越性。而且颜料墨水喷墨印花适应产品广泛,除了各类纺织品外,也可对其他材料进行喷墨印花,生产出各种用途的喷墨印花产品。

    总之,与传统印花相比,数码喷墨印花,尤其是颜料喷墨印花有独特优势,可见,喷墨印花技术有广阔的应用前景。

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