在棉織物印花染料中,最常用的是活性染料,因其具有色澤鮮艷,色譜齊全,拼色方便(能和多種染料共同或防染印花);溶解度高,不易產(chǎn)生色點(diǎn),濕牢度好;對(duì)織物滲透性好,勻染性優(yōu)良,色差小,重現(xiàn)性好;成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。其次,還有采用涂料印花的,優(yōu)勢(shì)在于加工成本低、工藝簡(jiǎn)單、涂料給色量高,缺點(diǎn)在于牢度較差、手感較差(后整理時(shí)可通過柔軟加工作一定的改善)。
棉織物在印花方式方面,目前市場(chǎng)上主要應(yīng)用的還是平網(wǎng)、圓網(wǎng)印花。但是隨著國家對(duì)于能耗及污染的管控越來越嚴(yán)格,特別是今年8月份公布了淘汰落后產(chǎn)能企業(yè)名單,表明了國家治理高污染、高能耗的決心。因此,環(huán)保、節(jié)能的數(shù)碼噴墨印花和轉(zhuǎn)移印花技術(shù)再次進(jìn)入人們的視野,并取得了長足的發(fā)展。
1、數(shù)碼噴墨印花
數(shù)碼噴墨印花,是將印花圖案通過數(shù)字形式輸入計(jì)算機(jī),利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的印花分色系統(tǒng)(如CAD系統(tǒng)或photoshop系統(tǒng))進(jìn)行編輯處理,再由計(jì)算機(jī)控制噴頭把染液直接噴射到經(jīng)上漿處理過的紡織品上,形成花型圖案的印花方式。數(shù)碼噴墨印花的工作原理是對(duì)墨水施加外力,使其通過噴嘴噴射到織物上形成色點(diǎn),繼而構(gòu)成花紋圖案。數(shù)碼噴射印花由數(shù)字技術(shù)控制噴嘴的噴與不噴,噴出何種顏色的墨水,噴射時(shí)在XY方向上移動(dòng),以保證在織物表面上形成所要求的圖像和顏色。數(shù)碼印花一個(gè)重要的技術(shù)指標(biāo)為分辨率(Dotperinch,簡(jiǎn)稱dpi),即指每英寸內(nèi)的點(diǎn)數(shù)。分辨率并非越高越好,一般情況下dpi為360?720時(shí),圖像已很清晰,另外不同的基質(zhì)對(duì)分辨率的要求也會(huì)不同。
1.1數(shù)碼噴墨印花的墨水
數(shù)碼噴墨印花的關(guān)鍵參數(shù)之一即印花墨水,針對(duì)數(shù)碼噴墨印花的墨水國內(nèi)外已有很多研究報(bào)道,噴墨打印機(jī)的各大制造商也多會(huì)提供配套的印花墨水。這里僅列舉幾個(gè)主要的技術(shù)指標(biāo)供參考:
(1)表面張力。噴墨墨水的表面張力影響墨滴的形成,如液滴的斷裂長度、穩(wěn)定性、形成速度和液滴形成的優(yōu)劣,墨滴的運(yùn)動(dòng)形態(tài)等均受表面張力的影響。表面張力過大,墨滴不易形成小微滴,并可能出現(xiàn)較長的斷裂長度,影響圖案質(zhì)量。墨水的表面張力一般控制在2.5X10-2N/m?3.5X10-2N/m。
(2)粘度。粘度與表面張力一樣會(huì)影響墨滴的形成,粘度太高會(huì)使墨滴斷裂時(shí)的尾巴拖長,呈拉絲狀;粘度太小,則墨滴易破碎。粘度還會(huì)影響液滴的噴射速度,如果粘度過高,噴射速度降低,甚至墨滴不能擊在基質(zhì)相同的點(diǎn)上。噴墨墨水的粘度一般在3?10mPa.s。
(3)分子粒徑。大而不規(guī)則的粒子會(huì)導(dǎo)致微滴形成困難和不穩(wěn)定,最終導(dǎo)致噴嘴堵塞。用于噴墨的平均粒徑應(yīng)小于0.5ym,最大不超過1ym。
⑷導(dǎo)電率。在噴墨打印中,墨滴是依靠電荷產(chǎn)生偏移的,因此墨水必須具有一定的導(dǎo)電能力。但是導(dǎo)電率太高時(shí),墨水中的含鹽量就會(huì)成為一個(gè)問題,含鹽量太高易造成噴頭堵塞,因此,墨水的導(dǎo)電率以不超過1000us/cm為宜。另外墨水的色譜完整性、鮮艷度、溶解度、色域等參數(shù)也需作必要的考察。
1.2數(shù)碼噴墨印花的優(yōu)缺點(diǎn)
數(shù)碼噴墨印花的最大特點(diǎn)就是不用制版,直接在織物或成衣上噴墨成像,省去了制版時(shí)間和費(fèi)用,縮短了生產(chǎn)時(shí)間。因此其具有以下的優(yōu)點(diǎn):
a、適用于小批量、快交貨的訂單。傳統(tǒng)的滾筒、平網(wǎng)、圓網(wǎng)印花由于均需刻版或制網(wǎng),而噴墨印花無需制版,相較之下就節(jié)約了生產(chǎn)時(shí)間,且在花型的分色文件發(fā)生錯(cuò)誤,需要修改時(shí),傳統(tǒng)印花需要修版或重新制版,而噴墨印花僅需修改分色文件即可,快速、方便、不增加成本。
b、設(shè)計(jì)自由度較大,無傳統(tǒng)生產(chǎn)的套色和花回限制。傳統(tǒng)印花有6套色、8套色、12套色,圓網(wǎng)印花甚至做到20套色,但總會(huì)受到圓網(wǎng)數(shù)量的限制而不能無限增多。一般噴墨打印機(jī)采用四色處理,即三原色(青、品紅、黃)加黑色,但是通過顏色的疊加或拼混后,噴墨印花的顏色理論上可以達(dá)到1670萬種。目前Stork公司噴墨印花機(jī)采用8色,而日本Ichinose公司則采用12色印花頭,即通過采用三原色處理加上4?8色紡織品專用色實(shí)現(xiàn)12種無深淺單色印花,它們較接近紡織品印花的實(shí)際需要。在花回方面,圓/平網(wǎng)的尺寸是不能無限放大的,因此單元花回的尺寸有極限值,圓網(wǎng)一般會(huì)做成64cm或72cm的花回。但是噴墨印花是不受限制的,小到幾厘米,大到幾十米的花回均可生產(chǎn)。
c、在圖案清晰度方面,噴墨印花可以制作出照片般清晰的畫面,并可表現(xiàn)出由淺到深的漸變的層次感以及云紋等高精度圖案,而圓/平網(wǎng)印花無法達(dá)到同等的效果。
d、在印花后整理方面,圓/平網(wǎng)印花在印花后一般要先烘干,再蒸化、水洗、定形,耗費(fèi)了大量的水、蒸汽等能源,而據(jù)報(bào)道紹興東升數(shù)碼公司研制的DSDPM(II)-160印花機(jī)在數(shù)碼噴墨印花印制完花紋圖案后,經(jīng)過后半部分的固色裝置后,即完成了整個(gè)印花工藝,免除了蒸化、水洗等工序。
目前數(shù)碼印花設(shè)備最大局限還是生產(chǎn)率低,平均只有幾十平米每小時(shí),相對(duì)于平網(wǎng)印花20m/min,圓網(wǎng)印花40?50m/min的速度,根本沒有競(jìng)爭(zhēng)力。但是各國的數(shù)碼設(shè)備生產(chǎn)商還在不斷地投入研發(fā),努力提升噴墨印花速度。2003年意大利Reggiani公司制造的數(shù)碼噴墨印花機(jī)速度已達(dá)到150m2/h,據(jù)報(bào)道現(xiàn)在已可達(dá)到256m2/h;2005年上海印染助劑展上,美國杜邦公司制造的噴墨印花機(jī)的打印速度為50?60m2/h;而意大利MS公司的JetPrintK系列高速印花機(jī)最高速度更是達(dá)到了370m2/h(幅寬1.6m),分辨率也有720X540dpi;在國內(nèi),杭州開源的彩虹噴墨印花機(jī)速度為80m2/h,宏華數(shù)碼科技有限公司的VEGA-1600高速噴射印花機(jī)也已達(dá)到140m2/h。
2、轉(zhuǎn)移印花
自從聚酯纖維的熱轉(zhuǎn)移印花成功地應(yīng)用于工業(yè)化大生產(chǎn)以來,以其精細(xì)的線條、清晰的圖案和突出的節(jié)水節(jié)能效果,而備受業(yè)界青睞,因此印染工作者一直寄希望于開發(fā)棉等天然纖維素纖維的轉(zhuǎn)移印花。針對(duì)棉織物的轉(zhuǎn)移印花,基本上分為兩個(gè)思路:
(1)參照熱轉(zhuǎn)移印花的原理,對(duì)棉織物進(jìn)行酰基化或酯化改性,然后采用分散染料做熱轉(zhuǎn)印;
(2)參考活性染料傳統(tǒng)印花的原理,并與印刷技術(shù)相結(jié)合,進(jìn)行冷轉(zhuǎn)移印花。
活性染料冷轉(zhuǎn)移印花的原理和過程是:
用溶解性好、固色速率快和水解穩(wěn)定性好的活性染料把圖像印在已涂好離型劑的紙上,烘干打卷。再將棉織物(精練后不能加柔軟劑、平滑劑等拒水助劑)浸乳堿液,然后與轉(zhuǎn)移印花紙對(duì)齊,通過一對(duì)均勻乳輥,織物上所帶的堿液使轉(zhuǎn)移印花紙上色漿溶解。在一定的壓力下,由于染料對(duì)織物的親和力比對(duì)轉(zhuǎn)移紙的親和力大,染料轉(zhuǎn)移到織物上,并進(jìn)入到織物間隙中。最后把紙、布分離,分別打卷。濕棉布在打卷時(shí),要用塑料薄膜作為隔離物覆蓋在圖像上面一同打卷,以防止風(fēng)干與沾色。最后,在堆置過程中,染料逐步完成吸附、擴(kuò)散、固色的過程。堆置結(jié)束對(duì)織物進(jìn)行水洗,洗去微量的漿料和水解染料等,并將織物洗至中性。
浙江華泰絲綢有限公司針對(duì)天然纖維冷堆印花中的隔離物進(jìn)行了研究,采用塑料薄膜、滌棉細(xì)布、滌綸布三種隔離物進(jìn)行印花后的冷堆試驗(yàn)。結(jié)果認(rèn)為塑料薄膜的隔離效果很好,但僅限于一次使用,浪費(fèi)比較大;滌棉細(xì)布隔離效果也很好,但是棉部分會(huì)爭(zhēng)奪印花織物上的水分,降低印花得色量,滌棉細(xì)布本身也被污染,增加回用成本;滌綸布的隔離效果也很優(yōu)良,因?yàn)樗鞘杷岳w維,所以沾附的色漿很容易洗除,回用簡(jiǎn)便。
常州涵源新也獨(dú)立開發(fā)了濕法轉(zhuǎn)移印花技術(shù),只不過采用的承印物不是紙,而是BOPP膜,將待轉(zhuǎn)印織物潤濕,在一定條件下將轉(zhuǎn)印膜與全棉織物貼合,經(jīng)過軋壓BOPP膜上的染料就轉(zhuǎn)移到棉織物上了。該技術(shù)適用于全棉針織布、梭織布,亦可用于再生纖維素纖維的轉(zhuǎn)移印花。
總結(jié)
無論是噴墨印花還是冷轉(zhuǎn)移印花,目前的生產(chǎn)速度都還無法與傳統(tǒng)的平/圓網(wǎng)相抗衡,但是其精美的圖案、相片般的印花效果也是傳統(tǒng)印花無法比擬的,正所謂個(gè)有利弊。在這個(gè)低碳經(jīng)濟(jì)的時(shí)代,我們期待著節(jié)能環(huán)保的噴墨印花和冷轉(zhuǎn)移印花能夠打破速度的限制,突飛猛進(jìn),也期待印染業(yè)的同仁開發(fā)出更多先進(jìn)的技術(shù)。
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