真丝/羊绒高档围巾的活性染料数码印花工艺实践

赵晓华

(苏州印丝特纺织数码科技有限公司，江苏 苏州 215129；上海兆妩品牌管理有限公司，上海 210025)

真丝/羊绒围巾集聚了蚕丝纤维和羊绒纤维的优点于一体，是一种优质而不张扬、矜持又优雅的高档面料，规格有70%羊绒/30%真丝制成的8.33 tex×2或8.33 tex丝/羊绒混纺纱人字纹面料，50%羊绒/50%丝制成的8.33 tex×2或8.33 tex丝/羊绒混纺纱面料。这些高档丝/羊绒印花面料具有印花图案设计元素组成多，绘画风格层次丰富，颜色分色较多等特征，可通过单双面同位置同步喷墨打印工艺和单面喷墨转移印花工艺来实现上述复杂围巾图案。

数码印花因设计图案丰富，花型繁杂，色彩多变，用途广泛，产品开发和生产周期快，已经成为纺织印花产品的重要发展方向。经几十年发展，基于蚕丝和羊绒等天然蛋白纤维的数码印花墨水系统有酸性染料墨水、活性染料墨水和涂料墨水[1-2]，但应用广泛的仍是活性染料墨水，具有墨水稳定、墨水不易堵住喷头、染料渗透性良好和色牢度优良的性能优势，能解决酸性染料墨水存在的耐水洗色牢度和耐汗渍色牢度达不到国家标准的问题，能避免涂料墨水色泽鲜艳度较差和手感较硬的不足。

因纺织面料的三维复杂织构和毛细效应，织物表面的墨水扩散和渗透呈各向异性，直接喷墨印花存在图案容易渗化和失真,导致图案清晰度较差。因此，采用合适的前处理剂来修饰或改性织物表面成各向同性是制备高档印花丝/羊绒围巾的前提[3-4]。活性染料与天然蛋白纤维之间的共价交联固着反应需要在湿热蒸汽的碱性介质中完成，采用合适蒸化工艺条件不仅能提高活性染料与蛋白纤维的共价结合，提高得色深度和增加色泽鲜艳度，而且能减轻后道水洗负担，降低废水色度和废水COD值；因此，蒸化工序中除控制织物含湿率、蒸汽湿含量、蒸化温度和蒸化时间外，丝/羊绒高档围巾的活性染料喷墨印花仍依赖于织物上pH值的控制。上述主要因素的影响在单面喷墨转移印花工艺也会遇到，即丝/羊绒织物经转印胶片上数码打印图案的转印后，织物上pH值控制仍是制备深色和鲜艳色的关键。

本文结合蚕丝、羊毛/羊绒织物的喷墨印花现状，根据丝/羊绒高档围巾喷墨印花的生产过程控制，探讨和分析活性染料喷墨墨水、预处理浆料、pH值和工艺控制等关键因素，希望能为我国的高档丝绸印花产品生产提供一定的理论指导，提升丝绸印染产品加工质量。

1 活性染料喷墨墨水体系

活性染料墨水大多由10%～30%活性染料、1%～10%高分子分散剂、1%～5%助分散剂、1%～3%络合剂、1%～3%金属络合剂、2%～10%助溶剂、0.1%～1%防腐剂、0.2%～2% pH值调节剂和去离子水组成。有作者比较了8个典型活性染料墨水的pH值、电导率、吸收光谱特性、色域范围以及得色深度、干/湿摩擦色牢度等方面的差异，认为各品牌墨水pH值多为中性或弱酸性[5]。活性染料墨水的pH值趋向酸性时，墨水黏度增加，不利于流动，容易堵塞喷嘴；pH值趋向碱性时，墨水储存时会发生水解，影响到织物色深度和加重后道水洗负担。活性染料墨水的pH值为6.5～7.5，墨水储存稳定性较好；可用三乙醇胺和EDTA二钠盐或者磷酸氢二钠和磷酸二氢钾体系的缓冲溶液来调节。

2 真丝/羊绒面料各向同性预处理

喷墨印花中染料扩散和渗透以及花型轮廓清晰度依赖于纺织面料表面的各向异性向各向同性转变程度，采用预处理剂来处理丝绸、羊绒面料是改善面料表面各向同性的有效方法。羊毛或羊绒数码印花的预处理剂常用海藻酸钠、改性淀粉、PS10糊料、合成复配浆料、壳聚糖等，海藻酸钠和改性淀粉预处理羊绒的表面得色量低和鲜艳度不够[6]，流变性优良的德国PS10糊料能提高颜色均匀度和获得纯正的颜色均匀度[7]，上浆液中含有0.8%～1.0%壳聚糖有利于提高羊绒织物数码印花得色量，且水溶性壳聚糖对脱糊率影响不大[8]。丝绸数码印花的预处理剂也是一类流变性良好的海藻酸钠和合成糊料，如P3、LC-5、PR-3、ACD、DGT-6、Pink、SV-8ARJ和“优彩素”286等糊料。研究结果表明，真丝织物经P3糊料预处理的得色量和精细度要优于LC-5糊料和海藻酸钠，但脱糊率和渗透性较差[9]。经糊料PR-3预处理的得色量和精细度要优于糊料ACD和海藻酸钠，但也存在脱糊率较差的不足，需要加入合成增稠剂TY来改善其性能[10]。有作者比较了不同糊料对真丝织物预处理的数码印花效果，认为DGT-6和Pink糊料能获得高表观得色量，Pink糊料适合喷印精细花型，海藻酸钠和SV-8糊料适合对织物反面渗透性要求高的产品，而含固量低的Pink和ARJ和“优彩素”286更适合对纬斜有特别要求的花型[11]。另外，在预处理浆料中，添加尿素、尿素替代剂XD-N和防渗化剂等，能提高活性染料得色深度[9,12]。

真丝/羊绒高档围巾面料因羊绒的鳞片层结构和纤维表面较为粗糙的特征，活性染料墨水在真丝/羊绒织物表面不易铺展，染料不容易渗透和上染纤维内部，且羊绒和真丝纤维的耐碱性存在差异，高的碱性容易对羊绒造成损伤，因此，预处理浆料的pH值需要控制在8以下。与真丝和羊毛的数码印花相比，真丝/羊绒高档围巾面料的预处理需要考虑4个因素：(1)适当控制墨水扩散润湿程度，防止渗化；(2)控制溶剂润湿渗透的同时，还要控制溶质(染料)的扩散程度；(3)使纤维产生有效的膨化过程；(4)提高染料的固着率以及织物的色深度和艳度。这对得色量、鲜艳度、均匀性、渗透性等性能改善是非常重要。常规真丝绸或羊毛织物的活性染料预处理浆仍难满足真丝/羊绒高档围巾面料的前处理要求。真丝/羊绒围巾面料对活性染料的渗透性要求较高，最好选择含固率低和成糊率高的丙烯酸类改性增稠剂，需要综合考虑增稠剂的抱水性、浆膜强度、浆膜吸湿性、染料渗透性和脱糊率。如选择复配糊料来改变流变性，既保持传统的海藻酸钠流动性好，渗透力高，均匀分散，易脱糊的特点，又具有施加量少，且能增加粘度、改善浆膜强度和提高花型轮廓清晰度的优势。合成增稠剂复配糊料与真丝/羊绒纤维结合力较弱，少量的糊料和未固着的活性染料更容易被水洗去除。另外，可在预处理浆料中加入1%渗透剂JFC，加强糊料的渗透力。加入吸湿性优良的尿素或尿素替代剂来改善染料溶解性和上染率，但加入的量需要根据糊料性能进行优化，这是因为高成糊率的丙烯酸类增稠剂的耐电介质性能不及海藻酸钠，过多的尿素反而引起增稠剂粘度下降，降低了在纤维表面的均匀分布，造成喷墨花型轮廓清晰度下降。同样，作为促染剂的元明粉，可以减弱染料与纤维之间的排斥力，提高染料上染率和固着率，但也会引起合成增稠剂粘度下降。因真丝/羊绒围巾是轻薄型面料，喷墨时当织物不能完全吸收墨滴时，会向花纹外围渗透而发生渗化现象；汽蒸时因蒸汽中水分子的存在和织物毛细管效应，也容易出现墨滴色浆渗化。为防止墨滴色浆渗化，可加入少量氧化铝、碳酸钙、甲乙酮等，但用量过多会降低织物表面得色量，如加入1%甲乙酮，能有效防止墨滴渗化。

活性染料墨水多呈弱酸性和中性，而活性染料与蚕丝和羊毛蛋白质纤维的固色是在弱碱性条件下，才能发生共价键交联固着在纤维上。真丝织物的活性染料喷墨印花的预处理浆料中常添加碳酸氢钠[13]，而羊毛织物多采用柠檬酸与磷酸氢二钠的缓冲溶液来调节pH值。因真丝和羊绒纤维的耐碱性远不如棉和麻等植物纤维，其pH值控制必须低于9，否则蛋白质纤维会受到损伤。因此，呈弱酸强碱盐的柠檬酸钠也是较好的pH值调节剂，如0.2 mol/L柠檬酸钠的pH值为8.22，在蒸化时遇湿热分解的稳定性较好，优于柠檬酸与磷酸氢二钠缓冲液。但选择柠檬酸为pH值调节剂，也存在一些不足，当蒸化工艺不合理时容易引起蛋白质纤维的轻微泛黄，可适当加入弱氧化性的抗热黄变剂或通过增艳处理来解决。

3 真丝/羊绒面料的工艺因素控制

真丝/羊绒高档面料的活性染料数码印花的工艺因素控制主要涉及数码打印方式选择、蒸化条件及水洗/皂洗后处理。对于正反面花型渗透性要求高的真丝/羊绒面料可选择双面同步喷印和转印工艺。因转印工艺无中间烘燥，能迅速转入烘干蒸化工序，减少了墨水与浆料融合后的扩散和渗透时间，也减少了双面同步喷印生产过程的停留时间，在实际生产中发现羊绒印花数码转印的得色率要高于数码直喷，这可能与数码转印的压力高有关，也可能与数码直喷后织物不及时蒸化有关。

真丝/羊绒面料的活性染料数码印花产品多选择长环无底蒸箱的悬挂式循环蒸化设备，因活性染料墨水多为高温型活性染料，蒸化发色温度为99～102 ℃的饱和蒸汽。另外，蒸化机中热空气湿度和织物含湿量对活性染料固着发色极为重要，在实际生产中，往往会忽略温度均匀性、湿度均匀性、升温速率和织物含湿率等因素控制。织物经数码直喷，织物往往会过度烘干，当织物进入蒸箱蒸化时，纤维快速吸附蒸汽中的水分，当织物上含湿量低于纤维饱和含湿量时，水分主要以氢键等形式与纤维结合；当织物上含湿量超过纤维的饱和含湿量，才有游离水出现，游离水能膨化浆料和溶解染料。如果织物过度烘干，进入蒸化机的织物会吸收更多的水分，且纤维形成结合水、染料溶解是放热过程，喷墨印花区域的温度会快速超过蒸汽温度，其蒸汽快速冷凝，同时放出水蒸气的汽化潜热，水的汽化潜热(2 270 J/g)是十分巨大的，这样会造成喷墨印花区域的纤维表面过热，加速染料的提前水解。因此，真丝/羊绒面料在进蒸箱之前，不能过度烘干，需要稍带一点含湿量。

另外，需要考虑碱剂在高温蒸汽中的分解速度，快速的碱剂分解不利于活性染料对染料扩散和纤维吸附，反而会过早地导致染料与纤维的不完全交联，阻碍染料扩散，导致染料固着率下降。为此，可采用稍低的蒸汽压力，适当延长蒸化时间。但是，低压力的蒸汽含水分也多，又会增加染料水解，降低固着率。

真丝/羊绒面料的活性染料数码印花产品的后处理包括多道热水清洗和皂洗，对于特深色印花产品，有时耐摩擦色牢度会低于3级，采用交联固色剂可提高0.5级的摩擦色牢度。

4 结语

真丝/羊绒高档面料印花产品开发，除需加强织物组织设计、印花图案设计外，活性染料喷墨印花的各向同性预处理剂仍需要改进，如开发易洗性和增加染料固着率的预处理浆料，甚至不含高分子浆料的预处理改性技术；选择活性染料喷墨印花工艺，仍需要将蒸化工序和预处理工序进行协同考虑，解决两者相互矛盾的共性问题，如开发更优的pH值调节剂，在升温阶段的印花区呈弱酸性，而在染料固着阶段的印花区呈弱碱性，这样才能提高真丝/羊绒纤维对活性染料的吸附量和固着率。另外，满足真丝/羊绒面料的涂料墨水也是今后的发展方向，以免除酸性染料墨水和活性染料墨水的后处理，实现喷墨印花的废水零排放。