桑蚕丝织物数码喷墨印花上浆工艺优化yd14607

项伟1，杨宏林，全琼瑛 浙江工业职业技术学院纺织工程分院，浙江 绍兴 312000

原载：“中大·洁润丝”上海印染新技术交流研讨会论文集（2011 年度）；145-149

【摘要】针对桑蚕丝织物数码印花上浆工艺进行研究，探讨了浆料中各组分浓度、带液率、烘干温度对数码印花织物表观颜色深度和色牢度的影响。结果表明，使用碳酸氢钠作固色剂明显好于硫酸铵作固色剂，浆料配方为海藻酸钠1％，变性淀粉3%，碳酸氢钠5%，尿素8%，硫酸钠2％，防染盐S1%，上浆采用一浸一轧，带液率100%，烘干温度100℃，3min。织物得色量最高，印花织物的摩擦牢度、皂洗牢度均达到4 级。

数码喷墨技术是在20世纪60～70年代计算机技术取得巨大进步的条件下产生的。以美国Millikrn数码印花机的Chromoje系统和奥地利Zinmer公司开发的Chromoie系统为标志，数码喷墨印花技术初具雏形。进入20世纪90年代，日本的Canon、Seircn和荷兰的Stork等公司将用于纸张的数码喷墨印刷技术成功地移植到织物上应用，进行了卓有成效的研究开发[1-4]。

适用于织物的数码喷墨印花技术，按其喷墨方式有两种：一种是应用微压电技术，另一种是热气泡技术，其中以微压电技术应用更为广泛。国内的宏华数码喷墨印花机属压电式喷墨印花设备[3]。

数码喷墨印染技术与传统印染工艺相比不需制网，具有低能耗、无浪费、高精度、颜色无限制、快反应、应用广等特点，从而能够适应个性化、小批量、快反应的市场需求。近年来，数码喷墨印花技术发展很快并已应用于棉织物、羊毛织物[5-8]。

1.1 实验材料与设备

材料 桑蚕丝平纹机织坯布，70g/m2

试剂 海藻酸钠、变性淀粉、尿素、碳酸氢钠、防染盐S、硫酸铵、硫酸钠（化学纯）；皂片（工业级）。活性染料墨水为工业用品(杭州宏华电脑技术有限公司)。

设备 数码喷墨印花机(杭州宏华数码科技股份有限公司)、电脑测色配色仪（Data Color 600）、小轧车、热定型机、水洗色牢度仪、摩擦色牢度仪。

1.2 实验方法

1.2.1 海藻酸钠与变性淀粉比例的影响

采用活性染料对桑蚕丝织物进行数码印花，浆料处方为碳酸氢钠2%，硫酸钠3%，防染盐S1%，尿素8%，讨论海藻酸钠与变性淀粉比例为2:2、1.5:2.5、2.5:1.5、2:2.5、1:3.5时织物K/S值。上浆采用浸轧方式，一浸一轧，带液率100%，烘干100℃，3min。

数码喷墨印花工艺流程：织物上浆（一浸一轧）→烘干→喷印→汽蒸→冷水洗→热水洗→皂洗热水洗→冷水洗→烘干。

数码印花：由色卡生成软件生成黑、黄、青和红4色色卡进行打印。打印条件为：双向，4通道。汽蒸：102℃ ×60 min。

皂洗：浴比1：40，皂片2 g／L，碳酸钠2 g／L。

1.2.2 碳酸氢钠的影响

浆料处方为海藻酸钠1%，变性淀粉3%，防染盐S1%，硫酸钠3%，尿素8%，讨论碳酸氢钠用量分别为1%、2%、3%、4%、5%时织物K/S值。上浆采用浸轧方式，一浸一轧，带液率100%，烘干100℃，3min。数码喷墨印花工艺流程见1.2.1。

1.2.3 硫酸铵的影响

浆料处方为海藻酸钠1%，变性淀粉3%，防染盐S 1%，硫酸钠3%，尿素8%，讨论硫酸铵用量分别为0.5%、1%、2%、3%、4%时织物K/S值。上浆采用浸轧方式，一浸一轧，带液率100%，烘干100℃，3min。

数码喷墨印花工艺流程见1.2.1。

1.2.4 尿素的影响

浆料处方为海藻酸钠1%，变性淀粉3%，防染盐S1%，硫酸钠3%，碳酸氢钠2%，讨论尿素用量分别为4%、6%、8%、10%、12%时织物K/S值。上浆采用浸轧方式，一浸一轧，带液率100%，烘干100℃，3min。数码喷墨印花工艺流程见1.2.1。

1.2.5 硫酸钠的影响

浆料处方为碳酸氢钠2%，防染盐S1%，尿素8%，海藻酸钠1%，变性淀粉3%，讨论硫酸钠用量为1%、2%、3%、4%、5%时织物K/S值。上浆采用浸轧方式，一浸一轧，带液率100%，烘干100℃，3min。数码喷墨印花工艺流程1.2.1。

1.2.6 带液率的影响

浆料处方为碳酸氢钠2%，防染盐S1%，尿素8%，海藻酸钠1%，变性淀粉3%，硫酸钠3%。上浆采用浸轧方式，一浸一轧，烘干100℃，3min。分别讨论带液率为70%、80%、90%、100%、110%时织物的K/S值。数码喷墨印花工艺流程参照1.2.1。

1.2.7 烘干温度的影响

浆料处方为碳酸氢钠2%，防染盐S1%，尿素8%，海藻酸钠1%，变性淀粉3%，硫酸钠3%。上浆采用浸轧方式，一浸一轧，带液率100%，烘干时间3min，分别讨论烘干温度为100℃、110℃、120℃、

130℃时织物的K/S值。数码喷墨印花工艺流程参照1.2.1。

1.2.8 牢度测试

耐洗牢度测试参考标准GB/T 3921.4～1997，耐摩擦牢度测试参考标准GB/T 3920-1997。

二、结果与与讨论

2.1 海藻酸钠与变性淀粉比例对印花的影响

海藻酸盐是最适合活性染料印花的天然糊料，所有其它碳水化合物（多糖结构）结构的糊料都能与活性染料发生反应，造成得色率降低，或因浆料不易洗除使织物手感发硬[6, 8]。现将变性淀粉与海藻酸钠复配成糊料，讨论复配比列对印花的影响，结果见表1。

表1 海藻酸钠与变性淀粉比例对印花的影响

比例	2:2	1.5:2.5	2.5:1.5	2:2.5	1:3.5	1:3
K/S值	15.6	15.6	15.9	16.2	16.6	16.9

由表1可以看出，海藻酸钠与变性淀粉复配比例对印花K/S值的影响比较明显，当海藻酸钠与变性淀粉复配比例为1:3时，织物K/S值最高，因此，确定浆料的复配比例为1:3。

2.2 碳酸氢钠对印花的影响

活性染料在碱性条件下与纤维发生共价键结合，碱浓度的高低直接影响到键合染料的数量和牢度。碳酸氢钠（小苏打）未分解前pH值较低，可减少染料的水解，是活性染料染色工艺中常用的碱剂[6, 8]。

图1 碳酸氢钠浓度对桑蚕丝织物K/S值的影响

数码喷墨印花浆料中碳酸氢钠的浓度对桑蚕丝织物的K/S值影响见图1。由图1可以看出，随着碳酸氢钠浓度的提高，K/S值不断增加。这是因为织物印花后，在烘干和汽蒸过程中就是利用碳酸氢钠释放的碱性使染料与纤维发生键合。碳酸氢钠对织物K/S值的影响明显，因此确定浆料中碳酸氢钠的浓度为5%。

2.3 硫酸铵对印花的影响

硫酸铵为强酸弱碱盐，在高温条件下释放出氨气，生成硫酸从而降低浆料的pH值[6, 8]。以硫酸铵为固色剂讨论在酸性条件下，活性染料在织物上的K/S值，实验结果如图2所示。

图2 硫酸铵浓度对桑蚕丝织物K/S值的影响

由图2可以看出，以硫酸铵为活性染料固色剂，织物得色量偏低，硫酸铵浓度对织物K/S值的影响较小。综合看来，桑蚕丝织物活性染料数码喷墨印花工艺中，以碳酸氢钠为固色剂较适宜。

2.4 尿素的影响

尿素的用量对桑蚕丝织物K/S值的影响见图3。

图3 尿素用量对织物K/S值的影响

由图3可以看出，尿素对羊毛织物的印花效果影响较明显，随着尿素用量的提高织物K/S值增加。尿素在浆料中是润湿剂、渗透剂、吸湿剂及助溶剂等，有利于染化料向纤维内部渗透及反应[6, 8]。但是尿素用量过高会引起环境富氧，要严格控制尿素的用量，因此确定浆料中尿素的用量为8%。

2.5 硫酸钠用量对印花的影响

硫酸钠用量对织物K/S值的影响如图4所示。由图4可以看出，随着硫酸钠用量的提高，桑蚕丝织物得色量增加，但是硫酸钠用量超过3%后，织物得色量反而下降，因此确定浆料中硫酸钠用量为2%。纤维素纤维(棉、麻等)织物染色时，加入硫酸钠（元明粉）起到促染作用。

图4 硫酸钠用量对桑蚕丝织物K/S值的影响

2.6 带液率对印花的影响

带液率对桑蚕丝织物K/S值的影响见表2。

表2 带液率对桑蚕丝织物K/S值的影响

带液率（%）	70	80	90	100	110
K/S值	17.9	18.2	18.3	18.5	18.4

由表2可以看出，随着上浆带液率的增加，桑蚕丝织物K/S值缓慢提高，由此可知，带液率的高低对织物K/S值的影响并不明显，确定带液率为100%为宜。

2.7 烘干温度对印花的影响

烘干温度对桑蚕丝织物K/S值的影响见表3。由表3可以看出，随着烘干温度的提高，桑蚕丝织物K/S变化较小，但是，当烘干温度超过130℃，织物白度下降，最终确定烘干温度100℃为宜。

表3 烘干温度对桑蚕丝织物K/S值的影响

温度（℃）	100	110	120	130
K/S值	18.7	18.5	18.9	18.6

综上所述，桑蚕丝织物数码印花最佳上浆工艺为：海藻酸钠1％，变性淀粉3%，碳酸氢钠5%，尿素8%，硫酸钠2％，防染盐S1%，上浆采用一浸一轧，带液率100%，烘干100℃，3min。

2.8 印花织物的色牢度

按照以上所得的优化印花浆料工艺(海藻酸钠1％，变性淀粉3%，碳酸氢钠5%，尿素8%，硫酸钠2％，防染盐S1%，上浆采用一浸一轧，带液率100%，烘干100℃，3min)进行数码印花，分别对桑蚕丝织物的色牢度进行测试，结果见表4。

表2 桑蚕丝织物印花耐水洗及摩擦色牢度

水洗色牢度（级）			摩擦牢度（级）
褪色	沾丝	沾棉	干	湿
4	4～5	4～5	4	4

由表4可以看出，印花后桑蚕丝织物的耐水洗及摩擦色牢度优良，均能达到国家对纺织品及服装标准的要求。

三、结论

① 桑蚕丝织物数码喷墨印花浆料工艺：海藻酸钠1％，变性淀粉3%，碳酸氢钠5%，尿素8%，硫酸钠2％，防染盐S1%，一浸一轧，带液率100%，烘干100℃，3min。印花织物花纹清晰，得色量好于中性条件下的硫酸铵固色。

② 印花织物的耐水洗及摩擦牢度优良，耐水洗、耐摩擦牢度均达到了4级以上。

参考文献：

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[3] 房宽峻. 中国数码喷墨印花设备的现状与发展趋势[J]. 纺织导报, 2011(1):65-67

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