真絲/羊絨高檔圍巾的活性染料數碼印花工藝實踐

趙曉華

(蘇州印絲特紡織數碼科技有限公司，江蘇 蘇州 215129；上海兆嫵品牌管理有限公司，上海 210025)

真絲/羊絨圍巾集聚了蠶絲纖維和羊絨纖維的優點于一體，是一種優質而不張揚、矜持又優雅的高檔面料，規格有70%羊絨/30%真絲制成的8.33 tex×2或8.33 tex絲/羊絨混紡紗人字紋面料，50%羊絨/50%絲制成的8.33 tex×2或8.33 tex絲/羊絨混紡紗面料。這些高檔絲/羊絨印花面料具有印花圖案設計元素組成多，繪畫風格層次豐富，顏色分色較多等特征，可通過單雙面同位置同步噴墨打印工藝和單面噴墨轉移印花工藝來實現上述復雜圍巾圖案。

數碼印花因設計圖案豐富，花型繁雜，色彩多變，用途廣泛，產品開發和生產周期快，已經成為紡織印花產品的重要發展方向。經幾十年發展，基于蠶絲和羊絨等天然蛋白纖維的數碼印花墨水系統有酸性染料墨水、活性染料墨水和涂料墨水[1-2]，但應用廣泛的仍是活性染料墨水，具有墨水穩定、墨水不易堵住噴頭、染料滲透性良好和色牢度優良的性能優勢，能解決酸性染料墨水存在的耐水洗色牢度和耐汗漬色牢度達不到國家標準的問題，能避免涂料墨水色澤鮮艷度較差和手感較硬的不足。

因紡織面料的三維復雜織構和毛細效應，織物表面的墨水擴散和滲透呈各向異性，直接噴墨印花存在圖案容易滲化和失真,導致圖案清晰度較差。因此，采用合適的前處理劑來修飾或改性織物表面成各向同性是制備高檔印花絲/羊絨圍巾的前提[3-4]?；钚匀玖吓c天然蛋白纖維之間的共價交聯固著反應需要在濕熱蒸汽的堿性介質中完成，采用合適蒸化工藝條件不僅能提高活性染料與蛋白纖維的共價結合，提高得色深度和增加色澤鮮艷度，而且能減輕后道水洗負擔，降低廢水色度和廢水COD值；因此，蒸化工序中除控制織物含濕率、蒸汽濕含量、蒸化溫度和蒸化時間外，絲/羊絨高檔圍巾的活性染料噴墨印花仍依賴于織物上pH值的控制。上述主要因素的影響在單面噴墨轉移印花工藝也會遇到，即絲/羊絨織物經轉印膠片上數碼打印圖案的轉印后，織物上pH值控制仍是制備深色和鮮艷色的關鍵。

本文結合蠶絲、羊毛/羊絨織物的噴墨印花現狀，根據絲/羊絨高檔圍巾噴墨印花的生產過程控制，探討和分析活性染料噴墨墨水、預處理漿料、pH值和工藝控制等關鍵因素，希望能為我國的高檔絲綢印花產品生產提供一定的理論指導，提升絲綢印染產品加工質量。

1 活性染料噴墨墨水體系

活性染料墨水大多由10%～30%活性染料、1%～10%高分子分散劑、1%～5%助分散劑、1%～3%絡合劑、1%～3%金屬絡合劑、2%～10%助溶劑、0.1%～1%防腐劑、0.2%～2% pH值調節劑和去離子水組成。有作者比較了8個典型活性染料墨水的pH值、電導率、吸收光譜特性、色域范圍以及得色深度、干/濕摩擦色牢度等方面的差異，認為各品牌墨水pH值多為中性或弱酸性[5]?；钚匀玖夏膒H值趨向酸性時，墨水黏度增加，不利于流動，容易堵塞噴嘴；pH值趨向堿性時，墨水儲存時會發生水解，影響到織物色深度和加重后道水洗負擔?；钚匀玖夏膒H值為6.5～7.5，墨水儲存穩定性較好；可用三乙醇胺和EDTA二鈉鹽或者磷酸氫二鈉和磷酸二氫鉀體系的緩沖溶液來調節。

2 真絲/羊絨面料各向同性預處理

噴墨印花中染料擴散和滲透以及花型輪廓清晰度依賴于紡織面料表面的各向異性向各向同性轉變程度，采用預處理劑來處理絲綢、羊絨面料是改善面料表面各向同性的有效方法。羊毛或羊絨數碼印花的預處理劑常用海藻酸鈉、改性淀粉、PS10糊料、合成復配漿料、殼聚糖等，海藻酸鈉和改性淀粉預處理羊絨的表面得色量低和鮮艷度不夠[6]，流變性優良的德國PS10糊料能提高顏色均勻度和獲得純正的顏色均勻度[7]，上漿液中含有0.8%～1.0%殼聚糖有利于提高羊絨織物數碼印花得色量，且水溶性殼聚糖對脫糊率影響不大[8]。絲綢數碼印花的預處理劑也是一類流變性良好的海藻酸鈉和合成糊料，如P3、LC-5、PR-3、ACD、DGT-6、Pink、SV-8ARJ和“優彩素”286等糊料。研究結果表明，真絲織物經P3糊料預處理的得色量和精細度要優于LC-5糊料和海藻酸鈉，但脫糊率和滲透性較差[9]。經糊料PR-3預處理的得色量和精細度要優于糊料ACD和海藻酸鈉，但也存在脫糊率較差的不足，需要加入合成增稠劑TY來改善其性能[10]。有作者比較了不同糊料對真絲織物預處理的數碼印花效果，認為DGT-6和Pink糊料能獲得高表觀得色量，Pink糊料適合噴印精細花型，海藻酸鈉和SV-8糊料適合對織物反面滲透性要求高的產品，而含固量低的Pink和ARJ和“優彩素”286更適合對緯斜有特別要求的花型[11]。另外，在預處理漿料中，添加尿素、尿素替代劑XD-N和防滲化劑等，能提高活性染料得色深度[9,12]。

真絲/羊絨高檔圍巾面料因羊絨的鱗片層結構和纖維表面較為粗糙的特征，活性染料墨水在真絲/羊絨織物表面不易鋪展，染料不容易滲透和上染纖維內部，且羊絨和真絲纖維的耐堿性存在差異，高的堿性容易對羊絨造成損傷，因此，預處理漿料的pH值需要控制在8以下。與真絲和羊毛的數碼印花相比，真絲/羊絨高檔圍巾面料的預處理需要考慮4個因素：(1)適當控制墨水擴散潤濕程度，防止滲化；(2)控制溶劑潤濕滲透的同時，還要控制溶質(染料)的擴散程度；(3)使纖維產生有效的膨化過程；(4)提高染料的固著率以及織物的色深度和艷度。這對得色量、鮮艷度、均勻性、滲透性等性能改善是非常重要。常規真絲綢或羊毛織物的活性染料預處理漿仍難滿足真絲/羊絨高檔圍巾面料的前處理要求。真絲/羊絨圍巾面料對活性染料的滲透性要求較高，最好選擇含固率低和成糊率高的丙烯酸類改性增稠劑，需要綜合考慮增稠劑的抱水性、漿膜強度、漿膜吸濕性、染料滲透性和脫糊率。如選擇復配糊料來改變流變性，既保持傳統的海藻酸鈉流動性好，滲透力高，均勻分散，易脫糊的特點，又具有施加量少，且能增加粘度、改善漿膜強度和提高花型輪廓清晰度的優勢。合成增稠劑復配糊料與真絲/羊絨纖維結合力較弱，少量的糊料和未固著的活性染料更容易被水洗去除。另外，可在預處理漿料中加入1%滲透劑JFC，加強糊料的滲透力。加入吸濕性優良的尿素或尿素替代劑來改善染料溶解性和上染率，但加入的量需要根據糊料性能進行優化，這是因為高成糊率的丙烯酸類增稠劑的耐電介質性能不及海藻酸鈉，過多的尿素反而引起增稠劑粘度下降，降低了在纖維表面的均勻分布，造成噴墨花型輪廓清晰度下降。同樣，作為促染劑的元明粉，可以減弱染料與纖維之間的排斥力，提高染料上染率和固著率，但也會引起合成增稠劑粘度下降。因真絲/羊絨圍巾是輕薄型面料，噴墨時當織物不能完全吸收墨滴時，會向花紋外圍滲透而發生滲化現象；汽蒸時因蒸汽中水分子的存在和織物毛細管效應，也容易出現墨滴色漿滲化。為防止墨滴色漿滲化，可加入少量氧化鋁、碳酸鈣、甲乙酮等，但用量過多會降低織物表面得色量，如加入1%甲乙酮，能有效防止墨滴滲化。

活性染料墨水多呈弱酸性和中性，而活性染料與蠶絲和羊毛蛋白質纖維的固色是在弱堿性條件下，才能發生共價鍵交聯固著在纖維上。真絲織物的活性染料噴墨印花的預處理漿料中常添加碳酸氫鈉[13]，而羊毛織物多采用檸檬酸與磷酸氫二鈉的緩沖溶液來調節pH值。因真絲和羊絨纖維的耐堿性遠不如棉和麻等植物纖維，其pH值控制必須低于9，否則蛋白質纖維會受到損傷。因此，呈弱酸強堿鹽的檸檬酸鈉也是較好的pH值調節劑，如0.2 mol/L檸檬酸鈉的pH值為8.22，在蒸化時遇濕熱分解的穩定性較好，優于檸檬酸與磷酸氫二鈉緩沖液。但選擇檸檬酸為pH值調節劑，也存在一些不足，當蒸化工藝不合理時容易引起蛋白質纖維的輕微泛黃，可適當加入弱氧化性的抗熱黃變劑或通過增艷處理來解決。

3 真絲/羊絨面料的工藝因素控制

真絲/羊絨高檔面料的活性染料數碼印花的工藝因素控制主要涉及數碼打印方式選擇、蒸化條件及水洗/皂洗后處理。對于正反面花型滲透性要求高的真絲/羊絨面料可選擇雙面同步噴印和轉印工藝。因轉印工藝無中間烘燥，能迅速轉入烘干蒸化工序，減少了墨水與漿料融合后的擴散和滲透時間，也減少了雙面同步噴印生產過程的停留時間，在實際生產中發現羊絨印花數碼轉印的得色率要高于數碼直噴，這可能與數碼轉印的壓力高有關，也可能與數碼直噴后織物不及時蒸化有關。

真絲/羊絨面料的活性染料數碼印花產品多選擇長環無底蒸箱的懸掛式循環蒸化設備，因活性染料墨水多為高溫型活性染料，蒸化發色溫度為99～102 ℃的飽和蒸汽。另外，蒸化機中熱空氣濕度和織物含濕量對活性染料固著發色極為重要，在實際生產中，往往會忽略溫度均勻性、濕度均勻性、升溫速率和織物含濕率等因素控制?？椢锝洈荡a直噴，織物往往會過度烘干，當織物進入蒸箱蒸化時，纖維快速吸附蒸汽中的水分，當織物上含濕量低于纖維飽和含濕量時，水分主要以氫鍵等形式與纖維結合；當織物上含濕量超過纖維的飽和含濕量，才有游離水出現，游離水能膨化漿料和溶解染料。如果織物過度烘干，進入蒸化機的織物會吸收更多的水分，且纖維形成結合水、染料溶解是放熱過程，噴墨印花區域的溫度會快速超過蒸汽溫度，其蒸汽快速冷凝，同時放出水蒸氣的汽化潛熱，水的汽化潛熱(2 270 J/g)是十分巨大的，這樣會造成噴墨印花區域的纖維表面過熱，加速染料的提前水解。因此，真絲/羊絨面料在進蒸箱之前，不能過度烘干，需要稍帶一點含濕量。

另外，需要考慮堿劑在高溫蒸汽中的分解速度，快速的堿劑分解不利于活性染料對染料擴散和纖維吸附，反而會過早地導致染料與纖維的不完全交聯，阻礙染料擴散，導致染料固著率下降。為此，可采用稍低的蒸汽壓力，適當延長蒸化時間。但是，低壓力的蒸汽含水分也多，又會增加染料水解，降低固著率。

真絲/羊絨面料的活性染料數碼印花產品的后處理包括多道熱水清洗和皂洗，對于特深色印花產品，有時耐摩擦色牢度會低于3級，采用交聯固色劑可提高0.5級的摩擦色牢度。

4 結語

真絲/羊絨高檔面料印花產品開發，除需加強織物組織設計、印花圖案設計外，活性染料噴墨印花的各向同性預處理劑仍需要改進，如開發易洗性和增加染料固著率的預處理漿料，甚至不含高分子漿料的預處理改性技術；選擇活性染料噴墨印花工藝，仍需要將蒸化工序和預處理工序進行協同考慮，解決兩者相互矛盾的共性問題，如開發更優的pH值調節劑，在升溫階段的印花區呈弱酸性，而在染料固著階段的印花區呈弱堿性，這樣才能提高真絲/羊絨纖維對活性染料的吸附量和固著率。另外，滿足真絲/羊絨面料的涂料墨水也是今后的發展方向，以免除酸性染料墨水和活性染料墨水的后處理，實現噴墨印花的廢水零排放。