织物综合直接印花
2012-11-20刘永庆
文 / 刘永庆
织物综合直接印花
文 / 刘永庆
纺织品印花与织物染色过程中染料上染纤维的机理是相同的,印花与染色均包括吸附、扩散、固着三个阶段,它们之间既有区别又有联系并且彼此相互制约。印花只是某一颜色的染料或涂料与糊料、助剂制备成的色浆,通过印花设备按花纹图案要求施加在纺织品的局部。印花也可以说成是一种“局部染色”。到现在为止,各国生产的染料大约有七千余种能满足纺织品染色和印花的使用,由于各种纤维材料的结构和性质的不同,染色或印花时需要的染料也会各不相同。为了有利于印花或染色,必须对染料进行选择使用。由于有些染料色谱不全,色牢度不一,染料成本有高有低。印花前如何根据纤维性质来选择染料成为印花者的主要任务,一般来说染料决定了工艺,工艺决定了机械设备。而许多助剂与化学药品又与染料有密切关系,所以印花加工工艺中,熟悉染料的性能,合理地使用染料是保证能否达到低成本、高效果的完成印花任务的关键。
在印花工艺设计时,首先必须考虑所使用的染料与纤维的适应性。例如,纤维素纤维的结构中无定形部分较多,分子间的微隙较大,并且纤维大分子上含有许多亲水性基团,因而可以采用水溶性的染料,例如活性染料、可溶性还原染料等来印花。而一些合成纤维如涤纶为疏水性纤维,只能用在水中,溶解度很小,一般情况下用不带电荷的非离子型的分散染料来印花。印花企业在采用多套色印花时,常常利用各种染料的特点,使各种染料之间取其长补其短,充分发挥各类染料之长,避某些染料之短,最终达到完满的印花效果,于是一种采用不同类别的染料在织物上进行印花加工的方法——综合直接印花便产生了。综合直接印花包括共同印花和同浆印花,共同印花是在同一块织物上采用多种类别的染料相互配合,同时印制出一种花样的印花工艺;而同浆印花是对花样中的一种花色采用多种类别的染料调制成一个色浆之中进行印花的印花工艺。同浆印花工艺已在另一文中论述并在《网印工业》杂志中发表,这里就不再论述,今天本文仅就共同印花工艺讨论如下:
用不同性质的染料进行共同印花时,应注意防止性质不同的色浆之间的相互干扰、沾污。除在对印花过程中印花版(花筒)的排列时必须加以注意外,还要在后处理过程中妥善安排。一般是先汽蒸,后湿处理。综合直接印花选择染料组合的种类很多,这里选择有代表性的进行如下讨论。
活性染料与其他染料(含涂料)的共同印花
活性染料是当前应用较多的染料之一,但它却缺乏深浓的大红色、酱色、黑色等,在印制浓深色时常与其他染料共同印花。能与活性染料共同印花的染料有不溶性偶氮染料、稳定不溶性偶氮染料(快色素、中性素、快磺素、快胺素)、还原染料、可溶性还原染料、涂料和酞菁染料等。
1.活性染料与涂料共同印花
活性染料与涂料共同印花现在应用的较多。一般当有较深的细线条或小块面与中、浅色块面较大的花纹叠印时,细线条用涂料来印,块面用活性染料来印制。因为线条用涂料印既能印的深又能印的清晰。自从防印工艺应用以来,该工艺已成为印制立体效果花型图案的特定工艺。
①印花工艺流程为:
白布→印花→烘干→汽蒸→水洗→热水洗→皂洗→热水洗→烘干
②印花时注意事项:
活性染料与涂料共同印花时,为了保证涂料的线条清晰、光洁以及色泽艳亮,筛网(或花筒)排列宜先印涂料,后印活性染料。
涂料黏合剂应采用丙烯酸系列的黏合剂,不能采用需加入交联剂EH的黏合剂,否则会造成活性染料被吸附,进而影响白度和色泽鲜艳度。为了保证结膜牢度,以适量的DMEU或2D树脂代替交联剂EH。
若在涂料印花色浆中加入适量的释酸剂(硫酸铵或柠檬酸),则可达防印效果。
2.活性染料与不溶性偶氮染料共同印花
活性染料与不溶性偶氮染料共同印花有一定的难度。因为它们的色浆性质相反,一个为碱性,一个为酸性。而活性染料的鲜红、翠绿、翠蓝等色的鲜艳度又是其他染料所缺乏的,是印花时可取之处,此外,活性染料与不溶性偶氮染料共同印花具有成本低廉、色泽鲜艳等优点。存在以下两个问题:一是活性染料在色酚打底布上印花时的固色率问题;二是重氮色基或色盐印花浆中醋酸的用量问题。
①印花工艺流程
白布→色酚打底→烘干→印花→烘干→汽蒸→冷水冲洗→热水洗→热碱洗→皂洗→水洗→烘干
②注意事项
活性染料在色酚打底织物上印花时,其固色率较白布低,尤其是X型活性染料更明显,K型活性染料次之。从实际使用情况来看,KN型、M型、BPS型活性染料是适宜于色酚打底织物上的印花,如活性嫩黄M-7G、活性金黄M-5R、活性艳红M-2B,活性艳红M-8B、活性翠蓝M-GP、活性深蓝M-4G、活性灰M-4R、活性黑M-2R。
重氮化色基或色盐印花色浆中的醋酸,虽然能在印花烘干过程中挥发,但往往不能全部挥发,致使留在织物上的酸影响活性染料固着。为此,除严格控制醋酸用量的措施外,应采用柠檬酸钠或氧化锌代替醋酸钠中和重氮化时多余的盐酸。若需要加入酸剂时,可加入非挥发的有机酸,例如柠檬酸。如果仍发现两种印花色浆碰印或叠印处有渗化白边的情况,可酌量增加活性染料印花色浆中碱剂的用量。
活性染料与不溶性偶氮染料共同印花时,应先印色基或色盐,后印活性染料。由于显色盐中常含有金属盐,这些金属盐会与活性染料印花色浆的褐藻酸钠产生凝聚作用(为了防止凝聚浆中可加入10~20g/L的六偏磷酸钠),造成辊筒印花的刮浆刀粘刀口,拖色等疵病。因此,活性染料的糊料应采用醚化植物胶糊来调制。为了防止传色,在活性色浆中需加入三乙酯乳液(即乙酰乙酸乙酯制成的乳液),也可以用亚硫酸钠,但不可用R/C。加入亚硫酸钠可拟制X型活性染料与打底剂的结合,会降低色浆稳定性和给色量,因此在KN型活性染料中不应使用。
活性染料印花后需进行汽蒸固着,因此某些不耐汽蒸的色基应避免采用,以免造成色浅或色变。
该工艺后处理水洗是关键,第一次需用大量冷水冲洗,让未固着的活性染料浮色尽量去除后才能进行碱洗(用2~3g/L的热碱在90℃洗去打底剂),再用皂洗、水洗,否则会造成白地沾污之弊。
因两种色浆性质相反,不溶性偶氮染料浆的酸性会使活性染料碱片生浆在印花处产生白圈或浅圈,因此不适用叠印与碰印。
3.活性染料与稳定不溶性偶氮染料共同印花
因为活性染料在打底织物上染着不良,为此可采用活性染料与稳定不溶性偶氮染料共同印花是比较理想的印花工艺。稳定不溶性偶氮染料中的快色素、快胺素、快磺素以及中性素都可以与活性染料共同印花,特别是面积小的花型,印花打底色酚利用率低、活性染料在色酚打底布上固色率低、易沾色及色酚不易洗白的不足。但共同印花常用的是快磺素,俗称为“拉活同印工艺”,这里的拉元为黑色、拉蓝为蓝色。印花时以活性染料快磺素黑作为线条轮廓印制效果好于活性染料单独印花。稳定不溶性偶氮染料与活性染料共同印花还可以弥补活性染料色谱的不足,活性用量高成本高以及白地不易洗白等困难。拉活工艺是我国棉布印花的主要工艺,快磺素黑(简称拉黑)大满地和活性染料共同印花,上海二印厂工人创造了拉元大满地后印花法,即先印活性染料色浆后印大满地拉元,取得了较好的效果。
①工艺流程:
白布→印花→烘干→汽蒸→冷流水冲洗→水洗→皂洗→烘干
②印花注意事项:
采用活性染料与快磺素共同印花时,筛网(或花筒)排列如果有碰印或叠印,一般先印快磺素,后印活性染料。筛网印花时,两筛网之间可加放光版筛网;辊筒印花时,为防止快磺素深浓色传入活性染料印花色浆中,可装以刮浆小刀(又称除杂刮刀:用以铲除粘附在花筒表面的纱头,以及印花织物转移到花筒表面上的色浆俗称传色),以免造成活性染料色泽变萎。
活性染料与快色素、中性素共同印花时,快色素和中性素的溶解不可使用酒精助溶,应使用硫代双乙醇助溶,以防止传色时造成活性染料印花色浆中褐藻酸的凝聚而黏结刀口或堵塞网孔。因此常采用醚化植物胶代替褐藻酸钠糊。
KN型活性染料不宜与快磺素碰印或叠印,以免形成渗边。
4.活性染料与可溶性还原染料共同印花
前面开头就论述过,所以采用共同印花工艺,其目的就是利用各种染料的特点,以获取取长补短的印花效果,该共同印花工艺更充分证实了这一点。活性染料染浅色时,色牢度较差,适用于浅色印花的染料不多。可溶性还原染料又称印地科素、溶靛素。而深色的可溶性还原染料成本较高,且不易印制浓艳色泽,但在浅色印花时,可溶性还原染料有较完备的色谱,牢度也较全面。为此,浅色印花中可溶性还原染料是一类较理想的染料,而印中、深色时用活性染料,对提高浅色花布的耐光、气候牢度具有实用价值。通常印制日晒牢度较高的印花产品时使用此法。
①工艺流程:
白布→印花→烘干→汽蒸→轧酸显色→冷流水洗→热水洗→皂洗→水洗→烘干
②注意事项
可以碰印或叠印,一般先印活性染料,后印可溶性还原染料。
为了减少酸显色时对活性染料色译和牢度的影响,可溶性还原染料尽可能选择冷酸或温酸显色的品种,否则酸性氧化处理时会影响活性染料的色泽与牢度。而不宜采用热酸显色品种,例如艳妃IR蓝O4B等。
以溴氨酸为母体的活性染料不适宜用于此工艺,因经亚硝酸钠酸性处理后色泽发生变化,如活性艳蓝K-3R、活性艳蓝K-GRS等均易产生色变,不能采用。
以金属络合染料为母体的活性染料,经酸处理后,金属易被剥落,引起色变和色牢度下降,尤以铜络合染料最为明显,如活性紫K-3R、活性深蓝M-4G等,某些灰色、黑色染料虽也属于金属络合染料,因其是钴络合,因此影响较小,所以可以选择使用。
5.活性染料与酞菁染料共同印花
活性染料的色泽鲜艳度虽然比其他染料好,但仍缺乏特别艳亮纯正的蓝色。虽然用活性艳蓝K-3R与活性翠蓝K-GP拼成红光的蓝色,但仍达不到酞菁艳蓝IF3G的色泽和纯度。由于活性染料和酞菁染料的印花色浆均呈碱性,印花工艺流程也基本相似,适于碰印。
①工艺流程
印花→烘干→复烘→汽蒸→热水洗→水洗→酸洗→水洗→热水洗→皂洗→热水洗→烘干
②注意事项
为了使酞菁染料艳蓝IF3G的未缩合水解染料去除,使色光更加鲜艳,常采用90℃酸洗方法。因此,某些活性染料就不适用于该工艺,例如以金属络合染料为母体的活性染料,其情况与活性染料与可溶性还原染料类同。
除酞菁艳蓝IF3G印花色浆中原糊采用醚化植物胶外,活性染料的印花色浆中原糊也应采用醚化植物胶糊,以防止热酸处理时,未被洗去的褐藻酸钠凝聚而影响织物的手感。
不溶性偶氮染料与其他染料共同印花
不溶性偶氮染料(又称纳夫妥染料或冰染料)在印制黄、绿、灰、淡蓝等色时,需与其他染料同印。能与同印的染料有活性染料、可溶性还原染料、涂料、缩聚染料等。
1.不溶性偶氮染料与可溶性还原染料共同印花
不溶性偶氮染料颜色深浓,常用色谱主要有大红、紫、深蓝、紫酱等,但缺乏鲜艳的黄色和绿色,浅色一般耐光、耐气牢度较差,可溶性还原染料浅色牢度好,两者同印,可弥补色谱不足,还可相互叠印或碰印,改善印制效果,特别适宜于浓郁艳丽与淡雅素致共存的花型。同印中可溶性还原染料采用亚硝酸钠法显色。工厂简称此工艺为“冰-还同印”。
①工艺流程
白布→色酚打底→烘干→印花→烘干→(短蒸)→酸显色→水洗→碱洗→水洗→皂洗→热水洗→烘干
②工艺说明事项
碰印或叠印时,一般不溶性偶氮染料在前,可溶性还原染料在后。
为防止传色、拖色等病疵,可采取不同的措施。在花筒上加淡水辊或小刀,使传过来的色基经淡水辊洗去或用小刀除色,适合于叠、碰印;在可溶性还原染料色浆中加入0.5~2.0%雕白粉(1:1),色浆中相应增加亚硝酸钠用量,破坏传过来的色基,使基不能与色酚偶合,但会影响印地科素的发色,只适用于碰印;可溶性还原染料色浆是黄、橙、绿、棕等色时,在色浆中加AS-G打底剂,使传过来的任何色基和AS-G偶合呈黄色,不影响印地科素花色;也可以加三乙酯乳液,使传过来的色基重氮化合物与之偶合成浅黄色的色淀。
调制不溶性偶氮染料印花色浆时,需控制醋酸用量以免影响白地白度及造成可溶性还原染料发色不匀。在色酚打底液中加入1~2g/L尿素,控制色浆中亚硝酸钠用量以防显色时色酚被硝化反应,增加后处理时洗除色酚的麻烦。
花样中有深蓝色时,不能用凡拉明蓝色盐VB,而要用蓝BB色基。否则,凡拉明蓝盐轧酸显色时,遇亚硝酸发生亚硝化,变成蓝紫色,导致色光改变及牢度降低。
2.不溶性偶氮染料与涂料共同印花
不溶性偶氮染料与涂料同印是印染工厂通常采用的一种工艺,涂料的日晒牢度一般较好,色谱较齐全,尤其是浓艳的绿、翠蓝等色泽为可溶性还原染料所不及,且它们可以相互叠印或碰印,工艺也较为简便,并可获得良好的印花效果。此工艺简称为“冰-涂工艺”。
①工艺流程如下:
白布→色酚打底→烘干→印花→烘干→汽蒸→水洗→碱洗→热水洗→皂洗→水洗→烘干
②工艺中注意事项:
碰印或叠时,一般均先印不溶性偶氮染料,后印涂料。为防止传色,可在涂料印花色浆中适当加些还原剂如R/C、SnCl2、Na2S2O3、Na2SO3等,使传来的色基重氮盐被破坏不能与色酚偶合,也可以加入三乙酯乳液来预防,但还原剂的加入对黏合剂结膜速率及牢度有影响,不同还原剂对黏合剂有着不同的影响,因此在制订工艺时应考虑到黏合剂耐还原剂的性能并兼顾涂料对还原剂的稳定性。
涂料一般采用汽蒸法固着,黏合剂在汽蒸成膜后,使打底处的色酚较难洗尽,因此,涂料色光与白布印花时相上止略偏黄些,搓洗牢度也差些。如采用阿克拉明F型黏合剂在色酚打底布上经汽蒸后,泛黄较严重,一般应以复烘和热碱处理固着代替汽蒸,以免引起色泽变暗。
涂料耐漂,为提高白度和花色鲜艳度,后处理通常可以吃漂水(有效氯1~2g/L)。