溫衛東  唐勇  楊桂芳  高嘉新

    （沈陽化工研究院）

    摘要

    數碼噴墨印花和四分色印花采用相同的分色原理，采用數碼噴墨印花印制小樣，圓網或平網四分色印花進行大生產，可提高生產效率，降低生產成本。本文將數碼印花墨水和四分色印花專用染料進行了系統研究，使大生產仿色符樣率提高，數碼噴墨印花墨水和四分色印花染料還可以單獨使用。文章討論了自主開發的數碼噴墨印花墨水和四分色印花染料的性能。

    關鍵詞：數碼印花  噴墨  印花活性染料

    前言

    數碼印花是將花樣圖案通過數字形式輸人到計算機，通過計算機印花分色描稿系統（CAD）編輯處理，再由計算機控制噴嘴把專用染液直接噴射到紡織品上，形成所需圖案。數碼印花色彩豐富，采用CMYK四色加專色，可印出1670萬種顏色。整個印花加工過程數字化、自動化，省去了傳統的分色分套、描稿制版、制網、調色打樣等過程，縮短了生產周期。數碼印花印制出的色彩為真彩色，顏色是在織物上拼混而成，因而過度色逼真、色彩豐富，層次鮮明。四分色印花采用數碼噴墨印花相同的分色原理，將圖案分成CMYK四色，再用四個單色染料通過平網或圓網印花將圖案印到織物上，各種顏色均由這四個染料拼混而成。四分色印花需要的花網數量少，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碼噴墨印花印制小樣，待小樣被確認后再制網進行規�；�生產，可避免盲目性，減少浪費。但在實際應用中，卻出現了噴墨印花小樣被確認后，大生產四分色印花仿色困難的問題。其主要原因是：所使用的數碼噴墨印花墨水中的染料和四分色印花選用的染料結構不同，色光和應用性能不同。

    為了解決這個問題，沈陽化工研究院對數碼噴墨印花墨水和四分色印花進行系統研究，用相同化學結構的染料加工成噴墨印花墨水和四分色印花專用染料�！稊荡a噴射印花墨水和四分色印花專用染料的研制》被列為“十五”國家重點科技攻關專題，該專題應用高檔雙活性基活性染料開發了四個噴墨印花墨水和四個四分色印花專用染料。本文將對專題的研究過程及產品性能作一介紹。

    1．數碼噴墨印花墨水的研究

    1.1染料的選擇

    作為數碼噴墨印花的CMYK專色墨水和四分色印花專用染料，對染料的色光有嚴格的要求，青色應為翠藍色、品色即艷藍光紅色、黃色為嫩黃、黑色為中性烏黑色，同時要求染料在水中的溶解度不低于20％，有較好的色牢度，有較好的耐水解穩定性。

    通過大量實驗，選出了適合用于數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、活性翠藍為單色，活性黑是由藍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異的顏色再現性。

    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、沒反應的中間體和無機鹽，這些雜質的存在將嚴重影響墨水的質量，在制造墨水之前必須將其除去。

    首先通過化學過程將原染料中的雜染料和未反應的中間體除去，再用納濾膜除去無機鹽。通過納濾處理，將染料中的無機鹽含量降低到0.5％以下。表1－1列出了納濾開始時和結束時滲出液電導率的變化情況。

    表1－1墨水用染料除鹽開始和結束時滲出液的電導率

    從表中數據可見，通過納濾處理，可有效去除染料中的無機鹽。除鹽后15％染料溶液中，硫酸鈉和氯化鈉含量見表1－2。

    表1－215％染料溶液中無機鹽含量

    從表中數據可見，這些染料經提純和膜處理后，均能達到加工墨水的質量要求。

    1.3墨水的配制

    數碼噴墨印花機對所使用的墨水質量有極其嚴格的要求，粘度、表面張力、pH值、電導率都要控制在特定的范圍之內，同時要求有較好的高溫和低溫貯存穩定性；在噴頭中要有良好的保濕性能，以免在停機時堵塞噴頭；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、表面張力調節劑等。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見表1－3。

    表1－3各色墨水的物理性能(測量溫度均為20℃)

    1.4墨水的應用

    1.4.1織物前處理

    為了提高噴墨印花效果，得到清晰圖案，在進行數碼噴墨印花之前，必須先處理好需要印制的布料。預處理工藝和配方對印花效果影響很大，預處理可采用浸軋法和印制法。本文選用浸軋法對印花織物進行預處理，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。最終確定的配方見表1－4。

    表1－4預處理漿料配方

    采用具有微壓電噴頭的數碼印花機進行噴墨印花，噴印后用熱風吹干，在100～102℃下飽和汽蒸5分鐘，冷水洗，熱水洗，皂煮，水洗，干燥

    1.5墨水的主要性能

    1.5.1噴墨流暢性

    將墨水注入墨盒中連續噴墨印花4小時，不出現堵頭、斷墨現象。

    1.5.2墨水穩定性

    將各色墨水在0℃放置240小時，取出后均無沉淀析出。

    在70℃密閉存放72小時，各色墨水的強度下降小于3％。

    在25℃密閉放置180天，各色墨水強度下降均小于3％。

    1.5.3主要色牢度

    測試方法及測試條件按照國家標準的有關規定進行，在棉織物上噴墨印花的主要牢度見表1－5。

    表1－5在絲綢織物上的主要色牢度

    2.四分色印花專用染料的研究

    四只四分色印花染料的商品名分別是：活性嫩黃PT、活性紅PT、活性翠藍PT、活性黑PT，本文對這四個染料在絲綢上的印花工藝條件及主要條件變化對印花效果的影響進行了研究，所選織物為真絲雙縐。

    2.1印花糊配制及印花工藝條件

    2.1.1印花漿配制

    原糊配方：

    海藻酸鈉     80g

    六偏磷酸鈉    5g

    水           915g

    總量         1000g

    印花糊料的配方：

    染料              xg

    海藻酸鈉糊料       500g

    尿素              50g

    間硝基苯磺酸鈉      10g

    碳酸氫鈉           5g（翠藍為25g）

    水                 yg

    總量               1000g

    2.1.2印花工藝及條件

    印花前將印花工具（刮刀，印花網）清洗干凈，擦干。將印花白織物放在印花網下，然后將印花糊按順序置于印花網上，用刮刀刮一遍，使印花糊均勻涂于印布上，取下印花網將印布烘干，再用汽蒸機在100-102℃下汽蒸5分鐘。汽蒸結束后，在含2g/l標準合成洗滌劑水溶液中煮沸15分鐘，用水充分清洗，晾干。

    2.2染料提升力

    印花濃度分別為0.5%、1.0%、2.0%、4.0%、8.0%，用計算機測色儀測出不同深度布樣的Integ值，根據顏色深度隨染料濃度變化情況來評價提升力。結果見表2－1。

    表2－1印花濃度與顏色深度之間的關系

     從表中數據可見，顏色深度隨印花濃度的增加而增加，當印花濃度達到8.0%時，已經獲得較深的顏色，四只染料均具有較高的提升力。

 2.3尿素用量對印花結果的影響

    印花濃度為1%，尿素用量分別為5％、10％、15％、20％、25％。按標準印花工藝印花，測試織物的Integ值，用于考察尿素用量對印花結果的影響。印花結果見表2－2。

    表2-2尿素用量對印花結果的影響

   尿素是作為染料溶解劑和吸水媒體，尿素用量多少直接影響染料固著程度。從Integ值數據上看隨著尿素量的增加，印花布樣由深變淺，Integ值逐漸變小，從而看出尿素用量要適度。在絲綢印花上尿素用量取5g/100g得色最高。

    2.4固色時間對印花結果的影響

    印花濃度為1%，汽蒸時間分別為1分鐘、2.5分鐘、5分鐘、7分鐘，9分鐘。按標準印花工藝印花，測試織物的Integ值，用于考察固色時間對印花結果的影響。印花結果見表2－2。

    表2－2汽蒸時間對印花結果的影響

    從數據上看紅、嫩黃、黑汽蒸2.5分，翠蘭汽蒸5分，Integ值最高，此時印花布樣得色最高，所以取固色時間為2.5-5分為佳。

    2.5堿量對印花結果的影響

    印花濃度為1%，堿用量分別為0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%。按標準印花工藝印花，測試織物的Integ值，用于考察堿用量對印花結果的影響。印花結果見表2－3。

    表2－3堿用量對印花結果的影響

    活性嫩黃PT、活性紅PT及活性黑PT堿最佳用量為0.5%,活性翠藍PT堿最佳用量為2.5%。由此可見,染料品種不同，印花所需要的堿量也不盡相同，只有準確選擇堿的用量，才能得到最佳效果。

    2.6印花色牢度

    按照有關國家標準規定的方法和條件測試染料在絲綢上印花樣品的主要色牢度。測試結果見表2－4。

    表2－4在絲綢織物上的主要印花色牢度      1/1標準深度

    從印花色牢度數據得知：四只染料的主要色牢度均高于3級，可滿足絲綢印花的要求。

    3.結論與討論

    3.1本文所研究的墨水供墨流暢、貯存穩定性好，各項牢度優良，可滿足紡織品數碼噴墨印花的要求。

    3.2四分色印花專用染料提升力高，各項牢度優良。

    3.3四分色印花受堿量變化和汽蒸時間變化影響較小，是纖維素纖維和絲綢印花的理想染料。