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)來說前處理液中需加入防滲化助劑。織物處理后．防滲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�清晰度。此類防滲劑經(jīng)過水洗、皂洗，易被去除，不影響織物的手感。對(duì)于后兩點(diǎn)來說，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，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性組合來表示。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，主要是可見光作用時(shí)，發(fā)生了

躍遷的結(jié)果。

    顏色科學(xué)是一門十分重要的學(xué)科，簡(jiǎn)單地可以理解為可見光對(duì)人類視覺神經(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感受而已。從現(xiàn)有的知識(shí)來看，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，并不能嚴(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，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。從該表可見青色增深效果不明顯，除納米材料A略好，其他三種幾乎沒有變化，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)以近年來國(guó)內(nèi)外學(xué)者在染整專業(yè)方面公開的最新理論為依據(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，仍需繼續(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。

    來源: 印染在線