桑蠶絲織物數(shù)碼噴墨印花上漿工藝研究

楊宏林，項(xiàng) 偉

(浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 紡織工程分院，浙江 紹興 312000)

桑蠶絲織物數(shù)碼噴墨印花上漿工藝研究

楊宏林，項(xiàng) 偉

(浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 紡織工程分院，浙江 紹興 312000)

研究了桑蠶絲織物數(shù)碼噴墨印花漿料配方及上漿工藝，探討了漿料中各組分濃度、帶液率、烘干溫度對數(shù)碼噴墨印花織物的表觀顏色深度的影響，并評價(jià)了其色牢度效果。結(jié)果表明，桑蠶絲織物活性染料數(shù)碼噴墨印花最佳漿料配方為海藻酸鈉1 %，變性淀粉3 %，碳酸氫鈉5 %，尿素8 %，硫酸鈉2 %，防染鹽S 1 %。在上漿工藝為一浸一軋，帶液率100 %，烘干溫度100 ℃，時間3 min條件下，桑蠶絲織物印花得色量最高，印花織物的耐洗牢度、摩擦牢度優(yōu)良，均達(dá)到4級。

桑蠶絲織物；數(shù)碼噴墨印花；上漿工藝

20世紀(jì)60－70年代，計(jì)算機(jī)技術(shù)取得巨大發(fā)展，在此基礎(chǔ)上產(chǎn)生了數(shù)碼噴墨技術(shù)。美國Millikrn數(shù)碼印花機(jī)開發(fā)了Chromoje系統(tǒng)，奧地利Zinmer公司開發(fā)了Chromoie系統(tǒng)，以它們?yōu)闃?biāo)志，數(shù)碼噴墨印花技術(shù)初具雛形。進(jìn)入20世紀(jì)90年代，日本的Canon、Seircn和荷蘭的Stork等公司成功地將用于紙張的數(shù)碼噴墨印刷技術(shù)應(yīng)用到織物上，并進(jìn)行了卓有成效的研究與開發(fā)[1-4]。

數(shù)碼噴墨印花技術(shù)與傳統(tǒng)印花工藝相比，其優(yōu)勢十分明顯，無需制網(wǎng)，低能耗、無浪費(fèi)、高精度、顏色無限制、快反應(yīng)、應(yīng)用廣，能夠適應(yīng)個性化、小批量、快反應(yīng)的市場需求。近年來，數(shù)碼噴墨印花技術(shù)得到快速發(fā)展，并已廣泛應(yīng)用于棉織物和羊毛織物[5-11]。

與傳統(tǒng)桑蠶絲織物活性染料印花原糊類似，漿料的配方和上漿工藝也是數(shù)碼噴墨印花過程中非常重要的研究對象，漿料的組成主要包括糊料、固色劑、尿素等[1]。但為了保持噴墨墨水本身的低黏度和高表面張力，這些漿料無法直接加入到墨水中，所以對桑蠶絲織物數(shù)碼噴墨印花前必須進(jìn)行上漿預(yù)處理[12]。

1 試 驗(yàn)

1.1 試驗(yàn)材料與設(shè)備

材料：桑蠶絲平紋機(jī)織坯布，70 g/m2。

試劑：海藻酸鈉、變性淀粉、尿素、碳酸氫鈉、防染鹽S、硫酸鈉，均為化學(xué)純；皂片(工業(yè)級)，活性染料墨水為工業(yè)用品(杭州宏華數(shù)碼科技股份有限公司)。

設(shè)備：VEGA5160型數(shù)碼噴墨印花機(jī)(杭州宏華數(shù)碼科技股份有限公司)，600型電腦測色配色儀(Data Color公司)，P-AO型小軋車(廣東亞力諾)，MINITENTER型熱定形機(jī)(上?；示迣?shí)業(yè)有限公司)，SW-12型水洗色牢度儀、Y571L型摩擦色牢度儀(萊州市電子儀器有限公司)。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 數(shù)碼噴墨印花工藝流程

織物上漿→烘干→噴印→汽蒸→冷水洗→熱水洗→皂洗→熱水洗→冷水洗→烘干。

數(shù)碼噴墨印花：由色卡軟件生成寶藍(lán)顏色(C：97，M：95，Y：6，K：0)。打印條件為雙向，4通道，寶藍(lán)曲線。

汽蒸：溫度102 ℃，時間60 min。

皂洗：浴比1∶40，皂片2 g/L，碳酸鈉2 g/L。

1.2.2 漿料配方及上漿工藝

配方：糊料(海藻酸鈉+變性淀粉)4 %，碳酸氫鈉1 %～5 %，硫酸鈉1 %～5 %，尿素4 %～12 %，防染鹽S 1 %，水X %。其中，海藻酸鈉與變性淀粉復(fù)配范圍為3∶1、2.5∶1.5、2∶2、1.5∶2.5和1∶3。

上漿采用浸軋方式，一浸一軋，帶液率70 %～110 %，烘干溫度100～130 ℃，時間3 min。

1.2.3 K/S值測試方法

在DataColor 600電腦測色配色儀上測定，織物折疊4層，取4個不同的點(diǎn)測定后取平均值。

1.2.4 色牢度測試方法

耐洗牢度參考GB/T 3921－2008《紡織品 色牢度試驗(yàn) 耐皂洗色牢度》，耐摩擦牢度參考GB/T 3920－1997《紡織品 色牢度試驗(yàn) 耐摩擦色牢度》。

2 結(jié)果與討論

2.1 海藻酸鈉與變性淀粉比例對數(shù)碼噴墨印花效果的影響

海藻酸鈉是活性染料印花最常使用的糊料之一，其成糊能力強(qiáng)、滲透性能好、適用pH范圍廣，但得色量一般。相對而言，變性淀粉因其價(jià)格便宜、給色量較高正受到越來越多的關(guān)注，但其成糊能力較差[7]。鑒于這種情況，研究考慮以變性淀粉部分取代海藻酸鈉以期取得較好的得色量。在實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)海藻酸鈉與變性淀粉比例小于1∶3時，漿料成糊能力較差，幾乎不能滿足生產(chǎn)需要。因此，確定1.2.2所示5個復(fù)配比例，對印花效果的影響，見表1。

表1 海藻酸鈉與變性淀粉比例對印花效果的影響Tab.1 Effect of the ratio of sodium alginate and modif i ed starch on the printing

由表1可以看出，海藻酸鈉與變性淀粉復(fù)配比例對印花織物K/S值的影響比較明顯，當(dāng)海藻酸鈉與變性淀粉復(fù)配比例為1∶3時，織物K/S值最高。同時考慮漿料的成糊效果，確定糊料的復(fù)配比例為1∶3。

2.2 碳酸氫鈉用量對數(shù)碼噴墨印花效果的影響

由于桑蠶絲織物耐酸不耐堿，所以在桑蠶絲織物數(shù)碼噴墨印花上漿配方中往往會采用相對溫和的堿劑[2]。本研究選取碳酸氫鈉作固色劑，討論不同用量碳酸氫鈉對數(shù)碼噴墨印花織物顏色深度的影響，結(jié)果見圖1。

圖1 固色劑用量對桑蠶絲織物K/S值的影響Fig. 1 Effect of fi xation agents on the K/S values of silk fabrics

由圖1可以看出，碳酸氫鈉用量在1 %～5 %時，隨著碳酸氫鈉用量的提高，桑蠶絲織物K/S值有所增加，這主要是因?yàn)榛钚匀玖显趬A性條件下與桑蠶絲纖維上的羥基發(fā)生反應(yīng)生成共價(jià)鍵[5]。但是進(jìn)一步提高碳酸氫鈉用量到6 %時，織物K/S值增加不明顯。此外，考慮到碳酸氫鈉用量的增加易使桑蠶絲織物高溫蒸化后泛黃[12]，因此確定漿料中碳酸氫鈉的用量為5 %。

2.3 尿素用量對數(shù)碼噴墨印花效果的影響

討論不同尿素用量對桑蠶絲印花織物K/S值的影響，結(jié)果如圖2所示。

圖2 尿素用量對桑蠶絲織物K/S值的影響Fig.2 Effect of the concentration of urea on the K/S values of silk fabrics

由圖2可以看出，尿素對桑蠶絲織物的數(shù)碼噴墨印花效果影響顯著，隨著尿素用量的提高，織物K/S值增加。尿素在漿料中作為潤濕劑、滲透劑、吸濕劑、助溶劑等，有利于染化料向纖維內(nèi)部滲透及反應(yīng)[6,8]，但是尿素用量過高會引起環(huán)境富氧，使用中要嚴(yán)格控制尿素的用量，因此確定漿料中尿素的用量為8 %。

2.4 硫酸鈉用量對數(shù)碼噴墨印花效果的影響

硫酸鈉用量對桑蠶絲織物K/S值的影響如圖3所示。由圖3可以看出，隨著硫酸鈉用量的提高，桑蠶絲印花織物得色量增加，但是硫酸鈉用量超過3 %后，織物得色量反而下降，具體原因有待進(jìn)一步分析。在此，確定漿料中硫酸鈉用量為2 %為宜。

圖3 硫酸鈉用量對桑蠶絲織物K/S值的影響Fig.3 Effect of the concentration of sodium sulfate on the K/S values of silk fabrics

2.5 帶液率對數(shù)碼噴墨印花效果的影響

帶液率對桑蠶絲織物K/S值的影響見表2。

表2 帶液率對桑蠶絲織物K/S值的影響Tab.2 Effect of the pick-up ratio on the K/S values of silk fabrics

由表2可以看出，隨著上漿帶液率的增加，桑蠶絲織物的K/S值緩慢提高，由此可知，帶液率的高低對織物K/S值的影響并不明顯，確定帶液率為100 %為宜。

2.6 烘干溫度對數(shù)碼噴墨印花效果的影響

烘干溫度對桑蠶絲織物K/S值的影響見表3。由表3可以看出，隨著烘干溫度的提高，桑蠶絲印花織物K/S變化不明顯。但是，當(dāng)烘干溫度高于130 ℃，織物得色量反而略有下降，這可能是由于桑蠶絲在高溫條件下易泛黃所致，因此考慮確定烘干溫度100 ℃為宜。

表3 烘干溫度對桑蠶絲織物K/S值的影響Tab.3 Effect of the temperature of drying on the K/S values of silk fabrics

綜上所述，桑蠶絲織物數(shù)碼噴墨印花最佳漿料配方：海藻酸鈉1 %，變性淀粉3 %，碳酸氫鈉5 %，尿素8 %，硫酸鈉2 %，防染鹽S1 %，上漿采用一浸一軋，帶液率100 %，烘干溫度100 ℃，時間3 min。

2.7 印花品的色牢度分析

采用上述最佳漿料配方和工藝對桑蠶絲織物數(shù)碼噴墨印花進(jìn)行預(yù)處理，然后按照1.2.1數(shù)碼噴墨工藝流程進(jìn)行加工成品，測試其各項(xiàng)色牢度，得褪色牢度4級，沾絲和沾棉牢度均為4～5級；干摩擦牢度和濕摩擦牢度均為4級。可見數(shù)碼噴墨印花后桑蠶絲織物的耐洗及摩擦牢度優(yōu)良，均達(dá)到4級，符合國家對紡織品及服裝標(biāo)準(zhǔn)的要求。

3 結(jié) 論

桑蠶絲織物活性染料數(shù)碼噴墨印花漿料配方為海藻酸鈉1 %，變性淀粉3 %，碳酸氫鈉5 %，尿素8%，硫酸鈉2 %，防染鹽S 1 %，上漿工藝采用一浸一軋，帶液率100 %，烘干溫度100 ℃，時間3 min時，數(shù)碼噴墨印花桑蠶絲織物得色量較高；耐洗及耐摩擦牢度優(yōu)良，牢度均達(dá)到4級以上。

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Study on the sizing processes of mulberry silk fabrics with digital ink-jet printing

YANG Hong-lin, XIANG Wei
(Institute of Textile Engineering, Zhejiang Industry Polytechnic College, Shaoxing 312000, China)

In this paper, the sizing processes of mulberry silk fabrics with digital ink-jet printing were investigated. The factors influencing the final color yield and fastness of digital ink-jet printed silk fabric were discussed. The factors included the content of the pretreatment paste, pick-up ratio and temperature of dry. The results showed that the optimal sizing processes were as follows: sodium alginate 1%, modified starch 3%,sodium bicarbonate 5%, urea 8%, sodium sulfate 2%, reservehao S 1%, one dip one nip, pick-up ratio 100%,temperature of dry 100℃, 3min. The level of washing fastness and rubbing fastness are all above four.

Mulberry silk fabric; Digital ink-jet printing; Sizing process

TS194.4

A

1001-7003(2011)12-0006-03

2011-10-18

楊宏林(1982－ ），男，講師，主要從事綠色印染工藝研究。