喷墨印花前的预处理条件和染料的选择yd6504
梁少华 屠天民 东华大学化学与化工学院（200051）
蔡忠山 上海第三毛纺厂（200082）
原载：印染，2001(12)；8
【摘要】在改造的Epson Stylus Color彩色喷墨打印机上进行小样喷墨，印花前的预处理条件和染料的选择试验研究。通过试验发现，经阳离子改性剂CM处理后，固色率达99％以上，但在洗涤过程中会发生移色现象；而使用适当浓度的海藻酸钠或海藻酸酯进行预处理，可以保证图案的清晰度。Cibacron P型和部分C型活性染料的固色率在65％以上，可以用作喷墨印花的染料。
【叙词】喷射印花 前处理 染料 选择
中图分类号： TS194 434
由干喷墨印花技术能够满足当前日益增长的按需设计制造（DAM A）和即时交货（JIT）要求，而且具有无废液废浆、用水量小等绿色环保特点，因此，国内外正大力研究开发这项技术。
杭州宏华电脑技术有限公司开始生产具有实用价值的喷墨印花机，但印墨仍依靠进口，单价每升在1000元以上，其昂贵的价格限制了推广。我们利用一台经改造的彩色喷墨打印机进行小样喷墨印花前的预处理条件和染料的选择试验，得到一个值得推荐的预处理条件范围和一套喷墨印花染料。
1 实验材料和设备
1．1材料
40×40 133×72全棉府绸
Cibacron BIack C-N、Red C-R＊、Yellow C-2R＊、Blue C-R＊、Red P-2T＊、Golden Yellow P-B＊和Blue P-B＊活性染料，工业用 209净洗剂，尼普威 CM 40％，海藻酸钠、海藻酸酯，其他化学药剂均为化学纯。（注：带＊号的染料是Ciba公司推荐的三原色。）
1．2 设备
Epson Stylus Color彩色喷墨打印机， IBM兼容机，ROACHES沙浴染色机，ROACHES烘蒸两用机，ROACHES皂洗牢度测试仪，台式电动轧车， LIBRORAEU-210电子天平，723C型分光光度计。
2 实验
2．1染料的选择
通过对直接染料、不溶性偶氮染料和活性染料的试验分析，我们认为活性染料是棉织物染色、印花的主要染料品种。另外，活性染料粒径比较细（＜1.0 µrn＝，在水中具有很高的溶解度，可用于配制成高浓度的棉织物喷墨印花墨水，并具有不易阻塞喷头的优点。因此，本次试验使用Cibacron P型和C型活性染料作为棉织物喷墨印花用墨水原料。
2．2 印花前织物的预处理
2.2.1 海藻酸钠（酯）处理
由干织物的润湿性和纤维之间有毛效，常规织物印花色浆中必须使用适当的印花糊料以防渗化。但是一般的喷墨打印机只能使用低粘度水性墨水，若直接将其喷印在织物上，会使染液向各个方向渗化。因此必须对印花织物进行适当的预处理。
处理液处方
小苏打，g／L 15
海藻酸钠，％ X
处理方法：织物用上述处理液进行四浸四轧，轧液率75％-80％，晾干后备用。
2.2.2 阳离子改性剂CM处理
处理液处方，g/L
改性剂CM 30-40
NaOH 15
JFC 2
水 X
浴比 20︰l，温度 20℃，时问 60 m in。
称一定布重试样，按浴比计算出溶液的量。按照处方配好处理液，在60 ℃沙浴染色机中处理60 m in后，取出试样，用60℃热水冲洗，再用冷水冲洗，然后在2g／L（浴比 40︰l）的醋酸溶液中处理 3min水洗至中性，晾干。
将试样浸轧NaHCO3，压力2 0 kg／cm2，四浸四轧，轧液率为 75％-80％，晾干。
2．3喷墨打印试验
选取Ciliacron C型。原色Red C-R、Yellow C-2R和 Blue C-R， Ciliacron Black C-N及Cibacron P型。原色Red P-2T、Golden Yellow P-B和Blue P-B，在WORD97的支持下以 360dpi的分辨率进行满地色喷墨打印。
2．毛织物的后处理
以 102-105℃的温度汽蒸，进行5、6、7m in汽蒸固色。
2．5固色率的测定
2.5.1 剥色方法
4次剥色（按顺序）：2 g/L洗涤剂209＋1g/L Na2CO3。剥色2次，50％尿素剥色1次，2 g/L洗涤剂209＋1g/L Na2CO3剥色 1次。浴比 50︰l，温度 95℃，每次剥色 15 m in。
2.5.2 固色率的测定
将未固色的试样与不同汽蒸时间下的试样分别进行剥色，剥色所得的溶液均置入容量瓶中。剥色完毕洗涤试样，井将洗涤液也置入容量瓶中，加蒸馏水至容量瓶刻度。在分光光度计上以该染料的最大吸收波长测定吸收值，井用公式计算出固色率。
式中：An—一汽蒸后的试样吸光率；
A。—一原试样剥色液的吸光率；
Wn—一汽蒸后的试样重量；
W。—一原试样重量。
注：喷墨打印完毕后，迅速裁下原样布条，将其浸入3g／L醋酸溶液中，防止原样发生固色。
3 实验结果与分析
3.I Cibacron Red P-2T的测定结果与分析
表1 Cibacron Red P-2T 固色率测定结果
|
汽蒸时间min |
固色率% |
|||||||||
|
海藻酸钠% |
海藻酸酯 |
CM g/L |
||||||||
|
0.5 |
1.0 |
1.5 |
2.0 |
0.5 |
1.0 |
1.5 |
2.0 |
30 |
40 |
|
|
5 |
63.4 |
63.6 |
64.6 |
63.3 |
59.6 |
62.5 |
65.0 |
59.9 |
99.2 |
99.6 |
|
6 |
66.6 |
66.5 |
64.0 |
66.8 |
59.5 |
67.5 |
68.4 |
65.8 |
99.3 |
99.0 |
|
7 |
60.7 |
60.7 |
66.7 |
65.3 |
59.5 |
62.5 |
65.7 |
65.5 |
99.1 |
99.5 |
Ciliacron P型染料属干高温固色型活性染料，性能与国产K型活性染料相类似。
在汽蒸过程中，浆料吸湿膨化，促使染料透过浆料层，到达纤维表面。同时，NaHCO3受热逐渐分解成Na2CO3。在碱性条件下， p型活性染料与纤维素纤维在90℃发生固色反应，反应式如下：
从表1看出，随着时间的延长，NaHCO3分解为Na2CO3的量越多，碱性增强， 6 m in固色率达到 65％以上；而5 m in和 7 m in的固色率在60％以上，相差不大。
不同浓度的浆料在相同汽蒸时间内，其固色率相差都在1％左右。这表明，染料固色性能较好。
纤维素纤维的阳离于改性就是用改性剂溶液处理纤维素纤维，使带有正电荷的改性剂分于吸附在纤维表面或接枝到纤维素大分子上。纤维改性剂CM是含有氯醇基的阳离子化合物，与纤维素纤维的反应机理类似干纤维素纤维在碱性介质中与环氧基的反应。反应过程如下所示：
反应后纤维素纤维上带有正电荷（式4）。
棉纤维经改性剂CM改性后带有阳离子基团，纤维表面的Ze ta电位降低，正电性显著增加，提高了阴离子染料如酸性、活性、直接染料对改性棉纤维的亲和力，由此增加了染料的上染率和染色深度。
阳离子改性剂CM处理后，所有固色率都达到99％以上，固色率非常高。其中改性剂CM 40 g/L处理比30 g/L的略高，一般工艺采用改性剂CM 30 g／L的处理方法。浸轧小苏打和汽蒸时间长短对固色率影响不大，但阳离子CM改性织物无法进行搓洗，因为洗后沾色严重。原因是没有喷墨打印的空白部分，其中的CM阳离子未曾作用，染料发生移色（见图试样右侧部分的沾色比较）。因此，阳离于改性织物经喷墨印花后只能作为工艺品，未经处理不能直接用作衣料。本试验在后续步骤中将不再进行阳离子改性的喷墨印花试验。
|
|
|
|
原样 水洗 白沾 |
原样 水洗 白沾 |
|
阳离子CM处理的试样 |
浆料处理的试样 |
|
图 不同预处理条件下沾色情况的对比 |
|
3．2其他Cibacron染料的测定结果与分析
表2 Cibacron 染料固色率测定结果
|
染料 |
汽蒸时间min |
固色率 |
|||||
|
海藻酸钠 |
海藻酸酯 |
||||||
|
0.5 |
1.0 |
1.5 |
0.5 |
1.0 |
1.5 |
||
|
Golden Yellow P-B |
5 |
63.9 |
73.4 |
62.6 |
67.5 |
61.1 |
63.0 |
|
6 |
60.5 |
63.4 |
64.1 |
62.2 |
62.1 |
59.0 |
|
|
7 |
68.5 |
75.6 |
71.7 |
71.7 |
69.0 |
69.1 |
|
|
Blue P-B |
5 |
64.6 |
62.3 |
62.8 |
64.5 |
61.8 |
66.1 |
|
6 |
62.8 |
65.2 |
64.0 |
66.6 |
58.2 |
58.3 |
|
|
7 |
66.5 |
70.4 |
68.6 |
70.6 |
68.2 |
63.9 |
|
|
Red C-R |
5 |
49.8 |
32.1 |
47.5 |
47.2 |
43.5 |
45.9 |
|
6 |
54.5 |
44.3 |
49.2 |
53.6 |
51.5 |
53.3 |
|
|
7 |
58.8 |
49.7 |
57.2 |
58.6 |
56.2 |
57.9 |
|
|
Yellow C-2R |
5 |
73.4 |
70.7 |
74.8 |
73.1 |
74.5 |
74.2 |
|
6 |
72.1 |
71.6 |
68.2 |
72.7 |
68.3 |
70.9 |
|
|
7 |
78.0 |
78.1 |
78.0 |
80.5 |
77.5 |
79.8 |
|
|
Blue C-R |
5 |
50.1 |
49.2 |
47.2 |
61.2 |
52.7 |
50.2 |
|
6 |
51.8 |
53.8 |
54.1 |
65.3 |
58.0 |
54.8 |
|
|
7 |
54.7 |
59.2 |
55.1 |
68.1 |
62.4 |
58.0 |
|
|
Black C-N |
5 |
73.0 |
73.3 |
72.9 |
75.9 |
79.0 |
80.3 |
|
6 |
74.5 |
73.3 |
77.4 |
76.7 |
75.1 |
75.6 |
|
|
7 |
70.2 |
70.9 |
75.4 |
70.7 |
74.5 |
73.1 |
|
由表l、2中得出， Cibacron P型染料Yellow C-2R和Black C-N在海藻酸钠(酯)中的固色率比其他染料高，在65％- 75％之间，满足一般印花的要求。因此，推荐的染料品种有 Cibacron Red P-2T、Golden Yellow P-B、Blue P-B、Yellow C-2R和Black C-N。
而海藻酸钠或海藻酸酯在1.0％-1.5％浓度之间，染料的固色率达到最高。但过高或过低均导致固色率的下降。
4 结论
利用经改造的Epson Stylus Color彩色喷墨打印机进行小样喷墨印花前的预处理条件和染料的选择通过试验发现，经阳离子改性剂CM处理后固色率达到99％以上，但在洗涤过程中会发生移色现象，而使用适当浓度的海藻酸钠或海藻酸酯进行预处理可以保证图案的情晰度。 Cibacron Red P-2T、Golden Yellow P-B、Blue P-B、Yellow C-2R和Black C-N活性染料的固色率在65％-75％以上，可用作喷墨印花的染料。海藻酸钠或海藻酸酯推荐在1.0％-1.5％浓度范围之间，染料的固色率达到最高。
参考文献
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［6］王菊生,孙铠 主编,染整工艺原理, 北京：中国纺织出版社1982
［7］中国纺织大学染整教研室染整工艺实验讲义（补充）1996
（收稿日期：2001/10/25）