温卫东  唐勇  杨桂芳  高嘉新

    （沈阳化工研究院）

    摘要

    数码喷墨印花和四分色印花采用相同的分色原理，采用数码喷墨印花印制小样，圆网或平网四分色印花进行大生产，可提高生产效率，降低生产成本。本文将数码印花墨水和四分色印花专用染料进行了系统研究，使大生产仿色符样率提高，数码喷墨印花墨水和四分色印花染料还可以单独使用。文章讨论了自主开发的数码喷墨印花墨水和四分色印花染料的性能。

    关键词：数码印花  喷墨  印花活性染料

    前言

    数码印花是将花样图案通过数字形式输人到计算机，通过计算机印花分色描稿系统（CAD）编辑处理，再由计算机控制喷嘴把专用染液直接喷射到纺织品上，形成所需图案。数码印花色彩丰富，采用CMYK四色加专色，可印出1670万种颜色。整个印花加工过程数字化、自动化，省去了传统的分色分套、描稿制版、制网、调色打样等过程，缩短了生产周期。数码印花印制出的色彩为真彩色，颜色是在织物上拼混而成，因而过度色逼真、色彩丰富，层次鲜明。四分色印花采用数码喷墨印花相同的分色原理，将图案分成CMYK四色，再用四个单色染料通过平网或圆网印花将图案印到织物上，各种颜色均由这四个染料拼混而成。四分色印花需要的花网数量少，用染料品种少，印制的图案色彩丰富，所剩浆料可以回收再利用，具有很好的应用前景。由于基于相同的分色和混色原理，四分色印花特别适合用数码喷墨印花印制小样，待小样被确认后再制网进行规模化生产，可避免盲目性，减少浪费。但在实际应用中，却出现了喷墨印花小样被确认后，大生产四分色印花仿色困难的问题。其主要原因是：所使用的数码喷墨印花墨水中的染料和四分色印花选用的染料结构不同，色光和应用性能不同。

    为了解决这个问题，沈阳化工研究院对数码喷墨印花墨水和四分色印花进行系统研究，用相同化学结构的染料加工成喷墨印花墨水和四分色印花专用染料。《数码喷射印花墨水和四分色印花专用染料的研制》被列为“十五”国家重点科技攻关专题，该专题应用高档双活性基活性染料开发了四个喷墨印花墨水和四个四分色印花专用染料。本文将对专题的研究过程及产品性能作一介绍。

    1．数码喷墨印花墨水的研究

    1.1染料的选择

    作为数码喷墨印花的CMYK专色墨水和四分色印花专用染料，对染料的色光有严格的要求，青色应为翠蓝色、品色即艳蓝光红色、黄色为嫩黄、黑色为中性乌黑色，同时要求染料在水中的溶解度不低于20％，有较好的色牢度，有较好的耐水解稳定性。

    通过大量实验，选出了适合用于数码喷墨印花墨水和四分色印花的活性染料品种，其中活性黄、活性红、活性翠蓝为单色，活性黑是由蓝光黑和活性橙拼混而成。这些染料色光纯正、色牢度好，所制成的墨水具有优异的颜色再现性。

    1.2染料的提纯

    普通的商品染料和原染料不能直接用于制作墨水，这些染料中含有一些杂染料、没反应的中间体和无机盐，这些杂质的存在将严重影响墨水的质量，在制造墨水之前必须将其除去。

    首先通过化学过程将原染料中的杂染料和未反应的中间体除去，再用纳滤膜除去无机盐。通过纳滤处理，将染料中的无机盐含量降低到0.5％以下。表1－1列出了纳滤开始时和结束时渗出液电导率的变化情况。

    表1－1墨水用染料除盐开始和结束时渗出液的电导率

    从表中数据可见，通过纳滤处理，可有效去除染料中的无机盐。除盐后15％染料溶液中，硫酸钠和氯化钠含量见表1－2。

    表1－215％染料溶液中无机盐含量

    从表中数据可见，这些染料经提纯和膜处理后，均能达到加工墨水的质量要求。

    1.3墨水的配制

    数码喷墨印花机对所使用的墨水质量有极其严格的要求，粘度、表面张力、pH值、电导率都要控制在特定的范围之内，同时要求有较好的高温和低温贮存稳定性；在喷头中要有良好的保湿性能，以免在停机时堵塞喷头；喷到织物上要有好的快干性，以免渗化造成轮廓不清。为了获得这些性能，在墨水中除了要加入染料以外，还要加入增溶剂、保湿剂、pH缓冲剂、增稠剂、防霉剂、表面张力调节剂等。染料的用量一般为7～15％，其余为各种添加剂和去离子水。所配制的墨水主要指标见表1－3。

    表1－3各色墨水的物理性能(测量温度均为20℃)

    1.4墨水的应用

    1.4.1织物前处理

    为了提高喷墨印花效果，得到清晰图案，在进行数码喷墨印花之前，必须先处理好需要印制的布料。预处理工艺和配方对印花效果影响很大，预处理可采用浸轧法和印制法。本文选用浸轧法对印花织物进行预处理，本文用含有不同浓度的海藻酸钠、碳酸氢钠、碳酸钠、尿素的浆料来处理织物，二浸二轧，轧液率100％左右，在100℃干燥2分钟。最终确定的配方见表1－4。

    表1－4预处理浆料配方

    采用具有微压电喷头的数码印花机进行喷墨印花，喷印后用热风吹干，在100～102℃下饱和汽蒸5分钟，冷水洗，热水洗，皂煮，水洗，干燥

    1.5墨水的主要性能

    1.5.1喷墨流畅性

    将墨水注入墨盒中连续喷墨印花4小时，不出现堵头、断墨现象。

    1.5.2墨水稳定性

    将各色墨水在0℃放置240小时，取出后均无沉淀析出。

    在70℃密闭存放72小时，各色墨水的强度下降小于3％。

    在25℃密闭放置180天，各色墨水强度下降均小于3％。

    1.5.3主要色牢度

    测试方法及测试条件按照国家标准的有关规定进行，在棉织物上喷墨印花的主要牢度见表1－5。

    表1－5在丝绸织物上的主要色牢度

    2.四分色印花专用染料的研究

    四只四分色印花染料的商品名分别是：活性嫩黄PT、活性红PT、活性翠蓝PT、活性黑PT，本文对这四个染料在丝绸上的印花工艺条件及主要条件变化对印花效果的影响进行了研究，所选织物为真丝双绉。

    2.1印花糊配制及印花工艺条件

    2.1.1印花浆配制

    原糊配方：

    海藻酸钠     80g

    六偏磷酸钠    5g

    水           915g

    总量         1000g

    印花糊料的配方：

    染料              xg

    海藻酸钠糊料       500g

    尿素              50g

    间硝基苯磺酸钠      10g

    碳酸氢钠           5g（翠蓝为25g）

    水                 yg

    总量               1000g

    2.1.2印花工艺及条件

    印花前将印花工具（刮刀，印花网）清洗干净，擦干。将印花白织物放在印花网下，然后将印花糊按顺序置于印花网上，用刮刀刮一遍，使印花糊均匀涂于印布上，取下印花网将印布烘干，再用汽蒸机在100-102℃下汽蒸5分钟。汽蒸结束后，在含2g/l标准合成洗涤剂水溶液中煮沸15分钟，用水充分清洗，晾干。

    2.2染料提升力

    印花浓度分别为0.5%、1.0%、2.0%、4.0%、8.0%，用计算机测色仪测出不同深度布样的Integ值，根据颜色深度随染料浓度变化情况来评价提升力。结果见表2－1。

    表2－1印花浓度与颜色深度之间的关系

     从表中数据可见，颜色深度随印花浓度的增加而增加，当印花浓度达到8.0%时，已经获得较深的颜色，四只染料均具有较高的提升力。

 2.3尿素用量对印花结果的影响

    印花浓度为1%，尿素用量分别为5％、10％、15％、20％、25％。按标准印花工艺印花，测试织物的Integ值，用于考察尿素用量对印花结果的影响。印花结果见表2－2。

    表2-2尿素用量对印花结果的影响

   尿素是作为染料溶解剂和吸水媒体，尿素用量多少直接影响染料固着程度。从Integ值数据上看随着尿素量的增加，印花布样由深变浅，Integ值逐渐变小，从而看出尿素用量要适度。在丝绸印花上尿素用量取5g/100g得色最高。

    2.4固色时间对印花结果的影响

    印花浓度为1%，汽蒸时间分别为1分钟、2.5分钟、5分钟、7分钟，9分钟。按标准印花工艺印花，测试织物的Integ值，用于考察固色时间对印花结果的影响。印花结果见表2－2。

    表2－2汽蒸时间对印花结果的影响

    从数据上看红、嫩黄、黑汽蒸2.5分，翠兰汽蒸5分，Integ值最高，此时印花布样得色最高，所以取固色时间为2.5-5分为佳。

    2.5碱量对印花结果的影响

    印花浓度为1%，碱用量分别为0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%。按标准印花工艺印花，测试织物的Integ值，用于考察碱用量对印花结果的影响。印花结果见表2－3。

    表2－3碱用量对印花结果的影响

    活性嫩黄PT、活性红PT及活性黑PT碱最佳用量为0.5%,活性翠蓝PT碱最佳用量为2.5%。由此可见,染料品种不同，印花所需要的碱量也不尽相同，只有准确选择碱的用量，才能得到最佳效果。

    2.6印花色牢度

    按照有关国家标准规定的方法和条件测试染料在丝绸上印花样品的主要色牢度。测试结果见表2－4。

    表2－4在丝绸织物上的主要印花色牢度      1/1标准深度

    从印花色牢度数据得知：四只染料的主要色牢度均高于3级，可满足丝绸印花的要求。

    3.结论与讨论

    3.1本文所研究的墨水供墨流畅、贮存稳定性好，各项牢度优良，可满足纺织品数码喷墨印花的要求。

    3.2四分色印花专用染料提升力高，各项牢度优良。

    3.3四分色印花受碱量变化和汽蒸时间变化影响较小，是纤维素纤维和丝绸印花的理想染料。