1 前處理劑設(shè)計(jì)的原則
鑒于數(shù)碼印花的特殊性,其前處理工藝應(yīng)考慮以下四個(gè)因素:(1)適當(dāng)控制墨水?dāng)U散潤(rùn)濕程度(滲化程度);(2)控制溶劑潤(rùn)濕滲透過(guò)程的同時(shí),還要控制溶質(zhì)擴(kuò)散程度;(3)使纖維產(chǎn)生有效地膨化過(guò)程:(4)提高染料的固色率以及織物的色艷度和色深度。對(duì)于前兩點(diǎn)來(lái)說(shuō)前處理液中需加入防滲化助劑?椢锾幚砗螅罎B化助劑可以在織物上形成一層連續(xù)性的薄膜.覆蓋在纖維的表面,封堵住纖維的毛細(xì)管。印花時(shí),既可抑制墨水向織物的經(jīng)緯向滲化,防止墨水沿著纖維毛細(xì)管擴(kuò)展.產(chǎn)生絮羽毛狀; 又可防止烘干或汽蒸時(shí)染料發(fā)生泳移,以確;ㄐ洼喞逦。此類(lèi)防滲劑經(jīng)過(guò)水洗、皂洗,易被去除,不影響織物的手感。對(duì)于后兩點(diǎn)來(lái)說(shuō),需加入堿劑(固色劑),使活性染料和纖維素纖維經(jīng)汽蒸反應(yīng),兩者產(chǎn)生共價(jià)鍵結(jié)合,使染料固著在織物上,且保證染料有較好的固色率及良好的色艷度和色深度。最新研究表明,在活性染料墨水印花工藝中,采用染料生色與結(jié)構(gòu)生色兩者相結(jié)合的方法,符合產(chǎn)業(yè)化大生產(chǎn)要求,具有現(xiàn)實(shí)意義。
2 染料生色與結(jié)構(gòu)生色理論簡(jiǎn)述
經(jīng)典的染料生色理論源白于十九世紀(jì)合成染料工業(yè),當(dāng)時(shí)因由于人們對(duì)微觀(guān)世界的認(rèn)識(shí),染料生色的理論為經(jīng)驗(yàn)式的總結(jié)。二十世紀(jì)后半葉以來(lái),在量子力學(xué)的基礎(chǔ)上,染料生(發(fā))色理論得以闡明,從而使有機(jī)染料的生色、發(fā)色理論日臻完善,并以此來(lái)解釋和指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐。
2.1量子力學(xué)理論與染料生色
Huckel的分子軌道理論指出,分子軌道可以用原子軌道的線(xiàn)性組合來(lái)表示。染料所以能生色,其實(shí)可以歸結(jié)為有機(jī)染料共軛體系中Π電子的性質(zhì)。量子論認(rèn)為:物質(zhì)中的電子具有不同的能級(jí)準(zhǔn)位,電子在光的作用下,可以發(fā)生能級(jí)的躍遷,物質(zhì)顏色的產(chǎn)生,主要是可見(jiàn)光作用時(shí),發(fā)生了 也伴有 躍遷的結(jié)果。
顏色科學(xué)是一門(mén)十分重要的學(xué)科,簡(jiǎn)單地可以理解為可見(jiàn)光對(duì)人類(lèi)視覺(jué)神經(jīng)產(chǎn)生的生理作用,即物理-生理作用的結(jié)果,顏色只是人們的視覺(jué)感受而已。從現(xiàn)有的知識(shí)來(lái)看,此理論就是施加在紡織品上的染料/顏料生色的基礎(chǔ),但最新的研究表明單單吸收光譜形成的生色理論,并不能?chē)?yán)格地、完整地界定紡織品上生色現(xiàn)象。
2.2染料的結(jié)構(gòu)生色
物質(zhì)顏色的產(chǎn)生,除了上述染料基于吸收光譜的生色理論,還有由色散、散射、干涉、衍射產(chǎn)生的選擇性反射的結(jié)果形成的結(jié)構(gòu)生色理論,這種生色機(jī)理歸屬于物理光學(xué)范疇,常有以下三態(tài):
◆色彩艷麗,且隨方向強(qiáng)烈變化,色彩在直射光下可見(jiàn),由衍射光柵生色;
◆色彩艷麗,且隨方向適度變化,主要有薄膜干涉生色;
◆色彩艷麗,且不隨方向變化而變化,主要由色散和散射作用生色。
本實(shí)驗(yàn)研究的前處理技術(shù)均以:染料生色理論與結(jié)構(gòu)生色理論三態(tài)之一為依據(jù),目的在于將染料的“吸收生色”和“結(jié)構(gòu)生色”這兩者的關(guān)系協(xié)調(diào)好,找到它們之間的結(jié)合的關(guān)鍵點(diǎn),并使該項(xiàng)技術(shù)能應(yīng)用于宏華VEGA高速導(dǎo)帶噴墨印花機(jī)的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn),使活性染料墨水印花后,在紡織品上的生色、發(fā)色、固色產(chǎn)生協(xié)同增效效應(yīng),期望達(dá)到最佳的印花效果。
3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
3.1實(shí)驗(yàn)材料
棉梭織平紋布,克重120g/m2
3.2實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備
表1實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備的型號(hào)及制造單位
3.3實(shí)驗(yàn)用墨水、原料及助劑
活性墨水(宏華自制)、小蘇打(工業(yè)級(jí))、尿素(工業(yè)業(yè)級(jí))、元明粉(工業(yè)業(yè)級(jí))、防染鹽S(工業(yè)業(yè)級(jí))、分散劑(宏華自制)、納米粉A、B、C、D(工業(yè)業(yè)業(yè)級(jí))等。
3.4實(shí)驗(yàn)方法
實(shí)驗(yàn)的流程為:①將調(diào)制好備朋的漿料用120曰網(wǎng),約1kg的壓力,手工業(yè)印2刀在白坯布的正面(帶漿量約80%左右),烘干;②用宏華VEGA高速導(dǎo)帶噴墨印花機(jī)噴印活性染料墨水,烘干;③于102℃條件下,汽蒸15min;④水洗(冷水洗→溫水洗(40~50℃)→皂洗(95℃以上)→溫水洗(40~50℃)→冷水洗);⑤烘干,測(cè)試顏色的色強(qiáng)度、對(duì)比手感等。
3.4.1 前處理漿料的工藝參數(shù)和調(diào)漿工藝
表2原始工藝和新工藝參數(shù)
注:工藝1#2#分別是原始工藝和加入納米粉的新工藝;1#和3#是其他條件一致,對(duì)比不同糊料在棉織物上應(yīng)用。
3.4.2 調(diào)漿工藝
在容器中加入稱(chēng)好的分散劑溶液,分別加入納米粉A/B/C/D高速攪拌30分鐘;再在攪拌條件下.加入糊料的固體粉末;在糊料變稠之前加入元明粉、防染鹽,攪拌至糊料基本溶脹,并沒(méi)有團(tuán)狀顆粒;再加入尿素?cái)嚢,最后加入小蘇打攪拌均勻,放置2小時(shí)后攪拌均勻即可使用。避免高溫,放置過(guò)夜效果更佳。(注:在加入小蘇打之前,務(wù)必確保漿桶的溫度低于45℃,否則溫度太高,小蘇打分解成碳酸鈉,使pH值升至10~10.5,影響發(fā)色。)
3.4.3 上漿方式
上漿方式一般有兩種即浸軋(軋余率80%~100%)和單面刮印(圓網(wǎng)、臺(tái)版)。帶漿量要求是上漿后手觸摸面料的反面,以漿料剛到面料的反面但不過(guò)為度,上漿量控制在70~80%左右為宜。
3.5干濕摩擦牢度測(cè)試
按照GB/T·3920—1997規(guī)定的測(cè)試方法測(cè)定耐摩擦色牢度。
3.6 K/S值測(cè)試
用思維士電腦測(cè)色儀測(cè)試每種顏色在最大吸收波長(zhǎng)處的K/S值。
4 結(jié)果與討論
4.1糊料的確定
表3表示的是其他條件一致的前提下,6種不同糊料組合在活性染料噴印棉織物上的各顏色色強(qiáng)度的情況。
表3幾種糊料在棉織物上的應(yīng)用
從表3看山,PS-14糊料的工藝的顏色最淺,PS-14是瓜耳豆膠類(lèi)用于酸性染料印花,不適合活性染料。CMC顏色最深且亮,但CMC難清洗,表面又有泛白現(xiàn)象,不能單獨(dú)使用。DGT-6、DGT-7、海藻和DGT-6+海藻這四種糊料表現(xiàn)出的顏色相當(dāng)。DGT-6雨I DGT-7均為多組分新型糊料,各項(xiàng)應(yīng)用特性均優(yōu)于單一的糊料。最終選擇DGT-6+海藻的原因是其顏色鮮艷,清晰度良好,脫糊性好,易于清洗。而DOT-7更適用于真絲織物的高精細(xì)度噴墨印花。
4.2上漿方式對(duì)著色的影響
浸軋是將面料先浸入漿料中,然后經(jīng)軋輥施壓使?jié){料附著在織物表面并滲入到纖維內(nèi)部,以利于染料從織物表面向纖維內(nèi)部滲透;單面上漿是使將漿料在磁棒或刮刀的壓力下經(jīng)篩網(wǎng)壓涂于織物的表面,同時(shí)使55~70%的漿料滲入織物內(nèi),所以相同粘度的糊料帶漿量一致時(shí),單面上漿的顏色會(huì)比浸軋的顏色深。國(guó)內(nèi)外眾多研究者確認(rèn)單面涂布或罩印方式上漿是提高得色量的可靠方法,并為生產(chǎn)實(shí)踐證實(shí)。
4.3顏色色強(qiáng)度的測(cè)量
選用本公司制備的專(zhuān)用于VEGA高速機(jī)噴印的活性染料墨水,含c、M、Y、K四色,在標(biāo)準(zhǔn)噴印條件一下,噴印至分別添加有(含A、B、C、D四種)具有不同程度結(jié)構(gòu)生色效果的納米材料的前處理劑(漿料)處理過(guò)的棉布上。經(jīng)生色、固色后的顏色色強(qiáng)度的變化情況,在思維士電腦測(cè)色儀上,按庫(kù)貝爾卡一蒙克方程式,對(duì)A、B、c、D四色分別以最人吸收波長(zhǎng)時(shí)的K/S值米表示和確認(rèn)顏色色強(qiáng)度的實(shí)際變化狀況,以判定A、B、c、D四種不同型號(hào)納米材料實(shí)際應(yīng)用效果,決定舍取。表4表示的是表2中1#原始工藝與2#新工藝的各顏色在最大吸收波長(zhǎng)(λmax)處的色強(qiáng)度值(K/S值),具體如下:
表4原始工藝和4種新工藝在棉織物I-的K/s值和最大吸收波長(zhǎng)
從表4看出四種納米材料均有一定的增深作用,其中加納米材料A的工藝的增深作用最為明顯,尤其在紅黃黑上增深達(dá)4成。從該表可見(jiàn)青色增深效果不明顯,除納米材料A略好,其他三種幾乎沒(méi)有變化,分析可能因青色為酞菁結(jié)構(gòu),分子量大,對(duì)反應(yīng)的溫濕度要求高。實(shí)驗(yàn)所用的4種納米材料均依結(jié)構(gòu)生色原理選定,但從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)看A型納米材料暫可列為首選者,納米材料C可列為第二位,初步結(jié)果表明,具有結(jié)構(gòu)生色作用的納米材料可提升活性染料的色強(qiáng)度。
4.4耐摩擦牢度及手感
表5原始工藝和4種新工藝的干濕摩攘牢度
從表5看出加納米材料的新工藝對(duì)干濕摩擦牢度均無(wú)明顯的影響。該材料依據(jù)結(jié)構(gòu)生色原理既可提升顏色的色強(qiáng)度,發(fā)色后多余部分材料易于洗除,已定量附著在織物上的部分對(duì)牢度、手感并無(wú)明顯的影響。
5 結(jié)論
(1)制備的活性染料墨水,在VEGA高速機(jī)上的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用時(shí),對(duì)織物前處理技術(shù)進(jìn)行了較為深入的研究,認(rèn)識(shí)到前處理技術(shù)在數(shù)碼印花工藝上的重要性,改變了以往認(rèn)為前處理(上漿)技術(shù)與傳統(tǒng)印花并無(wú)大的差異的看法,今后仍需對(duì)數(shù)碼印花前處理(上漿)工藝的特殊性進(jìn)一步研究。
(2)以近年來(lái)國(guó)內(nèi)外學(xué)者在染整專(zhuān)業(yè)方面公開(kāi)的最新理論為依據(jù),如東華大學(xué)宋心遠(yuǎn)教授的“結(jié)構(gòu)生色與染整加工”論文中所闡述的“結(jié)構(gòu)生色”理論,作為數(shù)碼印花前處理技術(shù)的研究的指導(dǎo),選擇了能夠在不同程度上產(chǎn)生結(jié)構(gòu)生色作用的四種納米材料,進(jìn)行小試、中試和生產(chǎn)性應(yīng)用,取得較好的應(yīng)用效果。但我們的認(rèn)識(shí)仍顯粗淺,對(duì)于同一納米材料在不同顏色中表現(xiàn)的差異應(yīng)如何解釋?zhuān)孕枥^續(xù)學(xué)習(xí)和實(shí)踐。
(3)針對(duì)酞菁結(jié)構(gòu)的青色活性染料,色強(qiáng)度如何進(jìn)一步提升的問(wèn)題,待進(jìn)一步從理論至實(shí)踐再繼續(xù)探討研究,希望能有現(xiàn)實(shí)的解決辦法。
來(lái)源: 印染在線(xiàn)
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