【集萃網(wǎng)觀察】紡織品數(shù)碼噴墨印花墨水和四分色印花染料的研究 溫衛(wèi)東 唐勇 楊桂芳 高嘉新 （沈陽(yáng)化工研究院）
摘要
數(shù)碼噴墨印花和四分色印花采用相同的分色原理，采用數(shù)碼噴墨印花印制小樣，圓網(wǎng)或平網(wǎng)四分色印花進(jìn)行大生產(chǎn)，可提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。本文將數(shù)碼印花墨水和四分色印花專用染料進(jìn)行了系統(tǒng)研究，使大生產(chǎn)仿色符樣率提高，數(shù)碼噴墨印花墨水和四分色印花染料還可以單獨(dú)使用。文章討論了自主開(kāi)發(fā)的數(shù)碼噴墨印花墨水和四分色印花染料的性能。 前言 數(shù)碼印花是將花樣圖案通過(guò)數(shù)字形式輸人到計(jì)算機(jī)，通過(guò)計(jì)算機(jī)印花分色描稿系統(tǒng)（CAD）編輯處理，再由計(jì)算機(jī)控制噴嘴把專用染液直接噴射到紡織品上，形成所需圖案。數(shù)碼印花色彩豐富，采用CMYK四色加專色，可印出1670萬(wàn)種顏色。整個(gè)印花加工過(guò)程數(shù)字化、自動(dòng)化，省去了傳統(tǒng)的分色分套、描稿制版、制網(wǎng)、調(diào)色打樣等過(guò)程，縮短了生產(chǎn)周期。數(shù)碼印花印制出的色彩為真彩色，顏色是在織物上拼混而成，因而過(guò)度色逼真、色彩豐富，層次鮮明。四分色印花采用數(shù)碼噴墨印花相同的分色原理，將圖案分成CMYK四色，再用四個(gè)單色染料通過(guò)平網(wǎng)或圓網(wǎng)印花將圖案印到織物上，各種顏色均由這四個(gè)染料拼混而成。四分色印花需要的花網(wǎng)數(shù)量少，用染料品種少，印制的圖案色彩豐富，所剩漿料可以回收再利用，具有很好的應(yīng)用前景。由于基于相同的分色和混色原理，四分色印花特別適合用數(shù)碼噴墨印花印制小樣，待小樣被確認(rèn)后再制網(wǎng)進(jìn)行規(guī)模化生產(chǎn)，可避免盲目性，減少浪費(fèi)。但在實(shí)際應(yīng)用中，卻出現(xiàn)了噴墨印花小樣被確認(rèn)后，大生產(chǎn)四分色印花仿色困難的問(wèn)題。其主要原因是：所使用的數(shù)碼噴墨印花墨水中的染料和四分色印花選用的染料結(jié)構(gòu)不同，色光和應(yīng)用性能不同。 為了解決這個(gè)問(wèn)題，沈陽(yáng)化工研究院對(duì)數(shù)碼噴墨印花墨水和四分色印花進(jìn)行系統(tǒng)研究，用相同化學(xué)結(jié)構(gòu)的染料加工成噴墨印花墨水和四分色印花專用染料。《數(shù)碼噴射印花墨水和四分色印花專用染料的研制》被列為“十五”國(guó)家重點(diǎn)科技攻關(guān)專題，該專題應(yīng)用高檔雙活性基活性染料開(kāi)發(fā)了四個(gè)噴墨印花墨水和四個(gè)四分色印花專用染料。本文將對(duì)專題的研究過(guò)程及產(chǎn)品性能作一介紹。
1．?dāng)?shù)碼噴墨印花墨水的研究
1.1染料的選擇
作為數(shù)碼噴墨印花的CMYK專色墨水和四分色印花專用染料，對(duì)染料的色光有嚴(yán)格的要求，青色應(yīng)為翠藍(lán)色、品色即艷藍(lán)光紅色、黃色為嫩黃、黑色為中性烏黑色，同時(shí)要求染料在水中的溶解度不低于20％，有較好的色牢度，有較好的耐水解穩(wěn)定性。 通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)，選出了適合用于數(shù)碼噴墨印花墨水和四分色印花的活性染料品種，其中活性黃、活性紅、活性翠藍(lán)為單色，活性黑是由藍(lán)光黑和活性橙拼混而成。這些染料色光純正、色牢度好，所制成的墨水具有優(yōu)異的顏色再現(xiàn)性。
1.2染料的提純
普通的商品染料和原染料不能直接用于制作墨水，這些染料中含有一些雜染料、沒(méi)反應(yīng)的中間體和無(wú)機(jī)鹽，這些雜質(zhì)的存在將嚴(yán)重影響墨水的質(zhì)量，在制造墨水之前必須將其除去。 首先通過(guò)化學(xué)過(guò)程將原染料中的雜染料和未反應(yīng)的中間體除去，再用納濾膜除去無(wú)機(jī)鹽。通過(guò)納濾處理，將染料中的無(wú)機(jī)鹽含量降低到0.5％以下。表1－1列出了納濾開(kāi)始時(shí)和結(jié)束時(shí)滲出液電導(dǎo)率的變化情況。 表1－1墨水用染料除鹽開(kāi)始和結(jié)束時(shí)滲出液的電導(dǎo)率
電導(dǎo)率(μS/cm) 時(shí)間(分) 活性黃 活性紅 活性翠藍(lán) 活性黑 活性橙 0 5640 8456 7543 10237 5731 345 230 271 295 405 339
從表中數(shù)據(jù)可見(jiàn)，通過(guò)納濾處理，可有效去除染料中的無(wú)機(jī)鹽。除鹽后15％染料溶液中，硫酸鈉和氯化鈉含量見(jiàn)表1－2。 表1－215％染料溶液中無(wú)機(jī)鹽含量 染料 活性黃 活性紅 活性翠藍(lán) 活性黑 活性橙 硫酸鈉含量 0.030% 0.038% 0.021% 0.024% 0.018%
氯化鈉含量 0.043% 0.027% 0.029% 0.041% 0.035%
從表中數(shù)據(jù)可見(jiàn)，這些染料經(jīng)提純和膜處理后，均能達(dá)到加工墨水的質(zhì)量要求。
1.3墨水的配制
數(shù)碼噴墨印花機(jī)對(duì)所使用的墨水質(zhì)量有極其嚴(yán)格的要求，粘度、表面張力、pH值、電導(dǎo)率都要控制在特定的范圍之內(nèi)，同時(shí)要求有較好的高溫和低溫貯存穩(wěn)定性；在噴頭中要有良好的保濕性能，以免在停機(jī)時(shí)堵塞噴頭；噴到織物上要有好的快干性，以免滲化造成輪廓不清。為了獲得這些性能，在墨水中除了要加入染料以外，還要加入增溶劑、保濕劑、pH緩沖劑、增稠劑、防霉劑、表面張力調(diào)節(jié)劑等。染料的用量一般為7～15％，其余為各種添加劑和去離子水。所配制的墨水主要指標(biāo)見(jiàn)表1－3。
表1－3各色墨水的物理性能(測(cè)量溫度均為20℃)
指標(biāo)名稱 墨水黃 墨水紅 墨水藍(lán) 墨水黑
PH值 5.462 5.346 5.512 5.312
電導(dǎo)率(μS/cm) 13079 14256 12432 16251
表面張力(mN/m) 47.2 42.1 46.8 43.5
粘度(mPa·S) 5.28 6.11 6.54 8.57
密度(g/cm3) 1.04 1.12 1.24 1.38
1.4墨水的應(yīng)用
1.4.1織物前處理
為了提高噴墨印花效果，得到清晰圖案，在進(jìn)行數(shù)碼噴墨印花之前，必須先處理好需要印制的布料。預(yù)處理工藝和配方對(duì)印花效果影響很大，預(yù)處理可采用浸軋法和印制法。本文選用浸軋法對(duì)印花織物進(jìn)行預(yù)處理，本文用含有不同濃度的海藻酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸鈉、尿素的漿料來(lái)處理織物，二浸二軋，軋液率100％左右，在100℃干燥2分鐘。最終確定的配方見(jiàn)表1－4。
表1－4預(yù)處理漿料配方
織物類型 海藻酸鈉 碳酸鈉 尿素
純棉平紋織物 10g/L 25g/L 15g/L
真絲電力紡 15g/l 10g/l 15g/l
來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)
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