针织物印花技术的发展趋势yd14608
唐增荣 教授级高级工程师 上海市印染技术研究所
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）；150-157
据中国纺织工业协会统计，从2000 年至2008 年，我国纯棉印花布的出口飞速增长，见下表：
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年份 |
2000 |
2001 |
2002 |
2003 |
2004 |
2005 |
2006 |
2007 |
2008 |
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数量（亿米） |
2.41 |
3.1 |
4.5 |
6.89 |
7.91 |
9.49 |
11.22 |
14.21 |
16.7 |
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金额（亿美元） |
1.87 |
2.4 |
3.31 |
5.44 |
6.78 |
7.88 |
9.79 |
12.86 |
16.98 |
据 2009 年国家统计局公布，印染布按大类分，漂白布占9.95％，染色布占64.84％，印花布占25.21％。可见印花布的产量很有发展趋势。
纺织品印花是一门综合性的技术，涉及的领域广泛。从早期的手工台版到辊筒印花机、圆网印花机、平网印花机再到现在的数码印花，转移印花。从早期的纸版刻花到花筒雕刻、照相感光制版再到数码喷蜡制网。应该说它既是一门专业学科，又是一门综合技术。它既是一门工程技术，又是一门欣赏艺术纺织品印花的分类方法很多，归纳为下面五种分类方法：
纺织品印花分类
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纤维织物制品分类 |
机织物、针织物、丝绸、毛巾、手帕、衣片（服装）。 |
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印花工艺(方式)分类 |
直接、拔染、防染、罩印。 |
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印花设备分类 |
手工台扳、辊筒、平网、圆网、转移、衣片全自动、数码印花、新型CAD 印花系统。 |
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染料色浆分类 |
活性染料、分散染料、酸性染料、还原染料、涂料、热固油墨系列、胶浆、阳离子染料。 |
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最终成品分类 （特种印花） |
变色（热敏、光敏、湿敏）、发光（夜光、回归反射光）、植绒、发泡、三维立体、烂花、仿真、仿珍、烫金、清香、多色微点、浮水映、易去除、书写、闪烁。 |
纤维织物制品分类中的针织物布匹印花和衣片（服装）印花近十年来发展非常迅速。主要是随着对外贸易的开放和发展，也是由于针织物外穿的发展和人们追求服装花型的快速翻新、服装花型的个性化、以及服装上的局部印花等等，使针织物印花和衣片（服装）印花发展迅速。
衣片（服装）印花的80% 以上为针织物， 因此也可以说针织物印花包括了：针织物布匹印花、针织物衣片印花和针织物特种印花。
由于针织物的布匹印花属于纺织针织行业，针织物的衣片印花属于丝网印刷行业，长期来互不交流。随着产业结构的调整和市场经济需求,分别属于纺织针织行业和丝网印刷行业的二大纺织品印花的鸿沟逐渐淡化,印花信息的透明化、印花技术的相互渗透、印花材料的相互应用, 使得纺织品印花更加丰富多彩。目前，针织物的布匹印花和针织物的衣片（服装）印花 已成为相辅相成的二大纺织品印花产品。
一、针织物布匹印花技术的发展
针织物布匹印花有三种方式：直接印花、拔染印花和防染印花。防拔染印花属于防染印花的工艺，但印花过程为拔染印花。针织物布匹印花目前以直接印花为主，直接印花以活性染料印花和涂料印花为主。
1、针织物活性染料印花的技术要点
（1）针织物活性染料印花的技术要点主要是印花糊料的选择和防沾污技术。
活性染料印花的糊料选择活性染料印花的糊料可分为天然类糊料、化学类糊料和复合类糊料三类。印花用的糊料必须具备下列物理性能：
① 良好的成糊性
② 一定的流变性
③ 一定的触变性
④ 一定的拽丝性
⑤ 良好的渗透性
⑥ 优良的吸湿性
⑦ 一定的黏着性
⑧ 良好的透网性
⑨ 良好的抱水性
⑩ 优良的易洗性
国际上采用两种数学函数表示原糊的流变性能：
① 切变稀指数（Shear Thining Index,简称STI） 欧美国家使用较多。其公式为：
㏒η=K-b ㏒ D
式中：η：表观黏度 D：剪切速率
b：剪切变稀指数K：常数
表观粘度对数是剪切速率对数的函数，其曲线斜率的负值，定义为剪切变稀指数（STI），即–b=STI，STI 本身为负值，粘度随着剪切速率的增加而降低。STI 在0- -1 之间，STI=0 为真粘度，负值越大（指绝对值越大），结构粘度越大。
② 印花黏度指数（printing viscosity index，简称PVI）日本，香港，印度使用者较多。定义为两剪切速率相差10 倍的表观黏度之比值：即
PVI=η60/η6
实际测试㏒（PVI）=STI 即PVI 为正值，STI 为负值。
PVI=1 时， STI=0 为牛顿型流体
PVI=0.1 时，STI=-1 为假塑型流体
各种印花设备对印花原糊的要求完全不一样，下表为各种印花设备使用色浆适宜的PVI 值：
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印花设备种类 |
色浆所受剪切应力 |
色浆适宜的 PVI 值 |
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手工台版 |
最小 |
0.4-0.65 |
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辊筒印花机 |
大 |
0.6-0.8 |
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平网印花机 |
较小 |
0.55-0.7 |
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圆网印花机 |
小 |
0.45-0.7 |
|
圆网印花机高目数网 |
小 |
0.35-0.65 |
因为印花设备不同，色浆所受的剪切应力也不同，色浆所受的剪切应力小的，需用较大的剪切变稀性的糊料，即印花粘度指数要小。反之色浆所受的剪切应力大的，需用较小的剪切变稀性的糊料，即印花粘度指数要大，这样可保持印花轮廓清晰。
针织物活性染料印花糊料的选择：
① 性染料印花的质量与印花糊料的选择关系很大，因此印花糊料是印花生产中质量保证的关键因素，也是影响生产成本的主要因素。
②针织物活性染料印花所选用的糊料一直以海藻酸钠糊作为最理想的首选糊料,这是因为它
具有较高的给色量,其分子中的-COO 基团有很强的水化能力，其制成的原糊，粘度较接近于牛顿粘度。
③海藻酸钠属于海洋天然资源，产量随季节性变化而变化，并且海藻酸钠在食品及其他工业开发的力度很大，因此目前纯净的海藻酸钠糊价格迅速上涨，近年来新型的复合糊料很受关注。
针织物布匹印花后，必须进行水洗、皂洗，目的是将纤维表面的浮色、印花浆料、水解染料、助
剂等全部去除干净，从而达到染料与纤维的坚牢固着，所谓防沾污就是不让洗下来的染料助剂再回沾到织物表面上去。
（2）活性染料印花白地防沾污技术
活性染料印花白地防沾污技术可以从染料的筛选、助剂的选择、设备的改造、工艺的改进和水洗(皂洗）的加强等几方面着手：
① 料的筛选：白地深色印花避免沾色，不宜使用M 型和KN 型活性染料，宜采用进口的P 型染料。
②固色条件：保证蒸化时的湿度，有利于染料的扩散和固着。
③设备的改进：可以在平洗机上加强喷淋，在皂洗时加大流水的冲洗能力，必要时增加水洗压力泵。
④活性染料印花后要使用防沾污皂洗剂.。
印花后未固着的染料附着在糊料中存在于： ①织物纤维间的毛细网络中，②纤维内的孔道中，③孔道壁纤维素分子链上。
印花后的水洗（皂洗）是一种很复杂的过程，不仅发生物理性交换作用，冲稀作用，还有物理化学作用。
用净洗剂去除纤维表面污垢的过程，其净洗剂、污垢和纤维表面之间发生了物理性交换作用：
纤维·污垢 + 净洗剂—— 纤维·净洗剂 + 污垢·净洗剂
皂洗过程中物理化学作用的两个阶段：
① 始期 纤维表面，水温要低，水量要大，先把电解质去除。
②洗涤期纤维间、内孔道、孔道壁，水温高、让纤维溶胀。
初始期：要把电解质浓度降低到1~2g/l,然后再升温，加入皂洗剂。如果有电解质，不利于水解染料的解吸，要集聚染料。特别是乙烯砜型活性染料，碱洗涤后再升温，不能碱性皂洗。
皂洗剂有五大作用： ①渗透（低表面张力)、②吸附（离子键静电、氢键)、③分散、分散在工
作液中、④络合，金属离子防沾污和⑤洗涤。
四大性能：①泡沫要少，成泡时间短、②耐硬水，不受水质影响、③织物经其不会变褪色、④ 不受温度的影响。
白地印花防沾污皂洗剂的选择：①对金属离子有螯合（络合）能力，②对污垢（染料）有良好的吸附作用。③具有好的分散能力，将洗下来的污垢（染料）分散在水中。
2，针织物涂料印花的技术发展
因为染料印花后必须要水洗和皂洗，水洗和皂洗需要大量的水，据统计：
生产 1000 米漂白布 约排放15 吨污水
生产 1000 米色布 约排放25 吨污水
生产 1000 米印花布 约排放30 吨污水
印染厂为高能耗高污水排放的企业，印染行业的能源消耗是全国十大行业之一。我国纺织工业年耗水量达95.48 亿吨，其中印染废水占全国纺织废水排放量的80%，新鲜水取用量居全国各行业第二位，废水排放量占全国统计排放量的7.5%，约占全国第六位，并且印染废水色度高、COD 高。在低碳经济的今天，非改革不可。（摘自中国纺织工程学会，纺织助剂发展报告蓝皮书）
国务院2010 年7 号文件：《关于进一步加强淘汰落后产能工作的通知》是加快节能减排、积极应对全球气候变化的迫切需要，是走中国特色新型工业化道路、实线工业由大变强的必然要求。我国要实现2020 年的纺织强国之梦，必须要走这一条路。
由中国纺织行业协会提出的并制定的《针织印染产品取水计算办法及单耗基本定额》中规定了每吨针织布只能用耗用的立方米水如下：
漂白布： 化纤 92 棉 116
色布： 浅色棉 141 中深色棉 168
印花布： 棉直接印花 213.50 棉防拔染印花285.95
清洁环保节能的涂料印花：
涂料印花作为一种清洁生产工艺，在世界上发展迅速。不仅是涂料印花工艺简单、色谱齐全、色
彩鲜艳、日晒牢度较好、印花轮廓清晰、层次分明，能适用于各类纤维及其混纺织物印花。而且可应用各种特殊的印花材料和工艺，生产各种特种印花。如：全遮盖罩印印花、防拔染印花、金银粉印花、钻石印花等各种特种印花。
据统计目前国际上一半以上的印花织物都是采用涂料印花工艺印制的。尤其在美国，由于生产大量的涤棉混纺织物印花和对纺织品的色彩需求，涂料印花所占比例髙达80%，欧洲达60%—65%，非洲中东地区约为50%，日本约为25%，我国大约也在20%—25%的水平。
据统计目前全球印花用的染料比例为：涂料占65%，活性染料占 15%，分散染料占10%，
酸性及其他染料占10%。
国家经贸委将涂料印花列为重点行业清洁生产技术导向目录（第一批）。
针织物涂料印花的关键是粘合剂及增稠剂的选择。
（1）针织物涂料印花的粘合剂选择
按粘合剂的主要化学结构可分为三大类：①丁二烯为主体的粘合剂，②丙烯酸酯为主体的粘合剂（PA）和③聚氨脂为主体的粘合剂（PU）。
聚氨脂粘合剂解决了丙烯酯粘合剂的手感较硬的问题，它是由异氰酸酯与聚醚或聚酯嵌段共聚生成两种粘合剂。
目前种类较多主要是它们共聚物中单体不同，或者复配物的比例（PA/PU）不同。
互穿聚合物网络技术（IPN）制备的粘合剂，不同于一般简单拼混物，它通过分子链的相互渗透，缠绕，互溶，产生了“协同效应”，这种原位乳液聚合工艺，实现原位接枝或交联，增加了PU/PA 的相溶性，其产品不仅克服了PA 粘合剂在手感，延伸性，伸长率，吸水率，吸尘性，耐磨性方面存在的缺点，而且其抗张强度，模量，硬度，耐久性和稳定性都能提高。
（2）针织物涂料印花的增稠剂选择
以前常用乳化糊作为涂料印花色浆的增稠剂，乳化糊是一种油/水型两相体系（即水包油），其中的一相是以极细的液珠分散于另一相中。乳化糊具有较好的箭切变稀性能，有利于花型轮廓清晰。这是因为乳化糊在机械的剪切力作用下，其黏度迅速下降，色浆易透网，当剪切力一旦消除时，又很快恢复到原来黏度。
目前少火油或无火油的涂料印花色浆推广应用较快。
增稠剂的选择
全水性涂料印花色浆（即无火油涂料印花的色浆）是采用合成增稠剂，它是一种高分子量化合物。
目前我国使用的合成增稠剂可分为两类：
1、 聚乙二醇酯,属非离子型增稠剂。
2、聚丙烯酸及其聚合物类,属阴离子型增稠剂。
二、针织物衣片印花技术的发展
针织物衣片印花的技术和产品不仅发展很快而且原创产品很多，它包括了：①环保型涂料拔染印花和②新型特种印花（浮水眏印花和水写乳白印花）。
1、针织物环保型涂料拔染印花新技术
用于涂料印花粘合剂的性能不断提高，涂料色浆的耐电解质性能（耐还原剂、氧化剂、碱、酸）、稳定性也越来越完美。现在拔染印花的色浆基本上大都采用涂料拔染印花浆。例如：棉织物用活性染料染地色，用涂料拔染印花浆。丝绸织物用酸性染料或活性染料染地色，也用涂料拔染印花浆。靛蓝牛仔布的拔染印花，也用涂料拔染印花浆。
这些布匹上的拔染印花，虽然都采用了涂料拔染印花浆，但拔染剂大都采用了含有甲醛的雕白粉或德科林（Decrolin）等还原剂,因此拔染印花后，要经过水洗，洗除织物上的残留的甲醛。
而针织衣片（服装）上的印花工艺一般都为：
衣片→印花→轧烫或烘道，就完成了，不经过水洗或皂洗，织物上容易残留游离甲醛、有害化学品和杂质等， 因此就必需用不含甲醛的拔染剂。
常用的还原拔染剂有：
（1）雕白块或雕白粉（C.I.还原剂2）
化学名为：甲醛合次硫酸氢钠（ NaHSO2. CH2O. 2H2O）需要在高温下才具有强烈的还原作用，主要用于还原染料的着色拔染印花，在涂料着色拔染印花中效果也很好， 但涂料要选择。
国外商品牌号：
Rona/Galite C (BASF)
Hydrosulfite FD conc. (Ciba)
Hyraldite (Cassella)
Redol C.CP (日本住友)
Superlight Ｃ（三菱）
（2）甲醛次硫酸锌盐，亦称德科林（Decrolin）
有伯盐结构和仲盐结构二种，伯盐能溶于水，而仲盐只能溶于酸。
① 盐（水溶性）（C.I.还原剂6）即水溶性锌盐雕白粉：
国外商品牌号：
DecrolinＳoluble Conc（BASF）
Aerostit ZET（Sandoz）
Hydrosulfit BZ Z Watersol（Ciba）
Redol ZW（日本住友）
② 仲盐 （C.I.还原剂4）
国外商品牌号：
Decrolin（BASF）
Hydrosulfit BZ Z acidsol（Ciba）
（3）不溶性雕白粉钙盐（C.I.还原剂12）
（4）二氧化硫脲，商品名曼诺法斯特（Manofast）
（C.I.还原剂11），其异构物为：甲脒亚磺酸
常用的还原助拔剂
（1） 咬白剂O、亦称Reduzin NS 学名：二甲基苯基苄基氯化铵
（2）咬白剂W、亦称Reduzin S 咬白剂O 的磺酸钙盐
（3）溶解盐B，学名：苄胺基苯磺酸钠 起导氢和扩散作用。
（4）保险粉，学名：低亚硫酸钠
（5）蒽醌 C6H4(CO)2C6H4
拔染印花时一般由主拔剂和助拔剂做成一个还原体系，才能取得较好的效果。用雕白粉，德可林作为拔染剂效果很好，但要释放游离甲醛，不能用在衣片印花，长期为印花工作者所困扰。
目前已经开发了不含甲醛的环保型拔染印花浆，效果很好，已获得了市场的认可。
环保型拔染印花浆：除了拔染剂外还必需有涂料粘合剂，润湿剂、渗透剂、分散剂、添加剂、增白剂、酸碱调节剂、增稠剂和填料等，其中环保型的粘合剂的选择很重要。
(1)环保型涂料拔染印花浆粘合剂的选择
拔染印花浆的关键，既要拔白白度好，色拔色彩鲜艳，又要手感好，因此粘合剂必须具备：①不释放游离甲醛，①必须为自交联粘合剂，③必须为能耐拔染剂（还原剂或氧化剂）,④必须与各种助剂相容性要好，⑤要在160℃能快速（15 秒）交联成膜, ⑥必须交联成为无色透明的膜，⑦色牢度要好，⑧要手感柔软。
(2)环保型涂料拔染印花浆润湿剂的选择
配制环保型拔染印花浆的润湿剂选择也很重要，既要有良好的渗透性来拔净地色，又不能产生渗化，影响花型。一般可选用：尿素、聚乙二醇、二甘醇、甘油、硫代二甘醇等。
(3)环保型拔染印花浆增稠剂和糊料的选择
增稠剂和糊料的选择也是环保型拔染印花浆的重要部分，它既要耐电解质，又要适应较宽的PH值，并且制成浆后流变性好，剪切变稀性好，储藏稳定性好，最主要印制效果要好（细条精细、轮廓清晰）。
环保型拔染印花（活性染料地色），拔白印花的工艺流程：
（1）布匹印花：印花—烘干（100 度，1-2 分钟）--汽蒸（102 度，8 分钟）--冷水氧化水洗（2g/L双氧水）--皂洗—水洗—烘干
（2）衣片印花：印花---烘干---压烫（170 度20 秒）或热风（170 度2 分钟）---水洗或不洗---成品
拔白印花浆的处方：
（1）布匹印花： 拔染印花糊 X
尿素 25—30
甘油 25---30
雕白粉 80---120
助拔剂 H 40---60
EDTA 0---10
合成 1Kg
（2）衣片印花：
环保拔染印花浆 92-95g
环保拔染粉 5-8g
合成 100g
环保型拔染印花（活性染料地色），色拔印花的工艺流程：
（1）布匹印花：与拔白印花工艺基本相同，增加了汽蒸后还要130—160 度2—3 分钟焙烘。
（2）衣片印花：与拔白印花工艺基本相同，一般不水洗。
色拔印花浆的处方：
（1）布匹印花：拔染印花糊 X
尿素 15—25
甘油 15---25
雕白粉 80---120
助拔剂H 40---60
EDTA 0---10
耐拔粘合剂 100—180
耐拔色涂料 Y
（2）衣片印花：
环保拔染印花浆 92-95g
环保拔染粉 5-8g
耐拔染涂料 X
合成 100g
拔染印花生产注意点:
(1)布匹印花时汽蒸很重要，汽蒸机内不能存在空气，否则会消耗还原剂影响拔染效果。汽蒸机内的蒸汽流动均匀，达到左右前后一致。汽蒸后的织物尽快水洗处理，以免布匹受损。
(2)衣片印花在压烫或烘道前，布面基本干懆，保住很少量的水份，太干或太湿都会影响拔染效果。
2、针织衣片（服装）上的新型特种印花（浮水眏印花和水写乳白印花）
纺织品的特种印花就是将织物的最终成品显示出特殊效果的印花纺织品统称为特种印花。例如：
在纺织品上印上产生变色效果的花型称为变色印花、印有珠光的花型称为仿珍印花、印上有凸出立体感的花型称为发泡印花、产生透明花型效果的称为烂花印花。
针织衣片（服饰）上最能体现特种印花的效果很多，例如：在针织T 恤衫上印制仿珍（珍珠光、钻石光、金光等）特种印花，仿真（虎皮、树皮、树叶等）特种印花等。针织帽子上印制夜光特种印花、发泡特种印花。针织外衣上印制彩色闪光片特种印花。针织内衣上印制芳香特种印花，抗菌特种印花，除臭特种印花等等。
特种印花按印花工艺论，绝大多数属于直接印花，按印花色浆论，绝大多数相似于涂料印花色浆，因此特种印花的工艺较简单，但它的材料和浆料技术含量较高，它能在各种织物（纤维）上印花。现介绍浮水映印花和水写乳白印花二种特种印花：
（1）浮水眏印花
浮水映印花亦称浮水印印花或水中印花。当纺织品为干态时（干的白布活干的色布），它没有花型图案，当织物遇水后，色织物（或白织物）上有花型图案呈现，织物上的水分挥发干燥后，花型图案又消失，可以循环往复无穷，这种随着织物上有无水分、花型图案呈若隐若现的动态效果的印花叫浮水映印花。
浮水眏印花浆的组成：浮水映印花花浆主要由透明结膜剂，结膜促进剂和印花糊料所组成，处方如下：（g）
透明结膜剂 10 ~ 20
结膜促进剂 5 ~ 10
印花糊料 0 ~ 85
合成 100
浮水眏印花生产要点：
①浮水映印花织物的特点就是织物在干态时要没有花型图案，也不能留存花型的痕迹，这是浮水映印花的技术关键。而当遇到水分后，立即呈现出明显的花型，达到完美的浮水映效果， 如果在干态时，也隐影看到花型，就达不到浮水印效果。
②浮水映印花织物一般选择与水接触的织物面料（如沙滩裤，雨披，毛巾等等）地色尽可能选择桔，青莲，红，绿，糊蓝，棕等中浅色，花型大小都可以，不影响手感。如果浮水映印花作为防伪标志印花时，色浆适当厚一些，效果很好。
③浮水映印花织物的色牢度特点是：经皂洗后的织物用熨斗平整地熨烫一下，浮水映效果又很明显。
④浮水映效果的优劣与水的温度有关，一般在5℃～25℃的水中效果明显。
（2）水写乳白印花
水写乳白印花织物就是在织物上印上特殊的乳白印花浆后，能用水笔或者毛笔蘸水书写或绘画的织物。在织物上能产生有颜色的文字或图案，当织物上的水分挥发干懆后，织物又呈现乳白色没有文字和图案，即后又能继续书写或绘画。周而复始循环使用，深得练字者，绘画者的喜爱，是最好的环保产品，因为是用自来水写字绘画，为无色、无味、无污染。
水写乳白印花织物是因遇水变色，故也称遇水变色印花。水写乳白印花织物是由地色印花和遮盖白印花二次印花工艺完成，其二次印花色浆组成完全不一样，但又要相互性能好，保持二次印花色浆各项色牢度都好。
水写乳白印花的工艺流程：织物印色浆——烘干——焙烘——印遮盖白浆——烘干——焙烘。
水写乳白印花浆是由地色印花色浆和遮盖白印花浆二部份组成。地色印花浆可以是一般涂料印花
色浆，荧光涂料印花色浆，活性浆料印花色浆及分散染料印花色浆等等，但要求色浆鲜艳亮丽。
遮盖乳白印花浆是由特殊的高分子材料组成，要获得优异的遮盖效果和书写效果，其材料一定要
经过筛选和测试，最后组成印花浆一定要控制它的白度、粘度、浓度、刮印性、流度性、PVI 值、成膜性、膜的坚牢度和贮藏稳定性等。
水写乳白印花的生产要点：
①写浮白印花因是二次全满地印花，所以在第一次地色印花时一定要注意色泽均匀，防止露底、不匀等疵病，以免影响第二次遮盖白浆印制的效果。
②水写浮白印花织物的特点是用水笔或毛笔书写时一定要反应灵敏，也就是在书写时，即写
即能显示，要有笔韵效果，如有迟后显示现象，即为灵敏度差，书写效果就差，这是遇水变色功能的关键，生产时必须严格检查。
三、结论
随着人们对生活方式的改变，对时尚生活的追求，从正装到休闲装，针织服装有其独特的优势。而且人们对式样和花型的创新的需求已从针织外衣、T 恤，针织运动服发展到针织内衣、、文胸、针织帽子等各种针织品上。迫使了印花新产品的日新月异的发展，同时新材料新技术的开发更能在特种印花针织品上展现，因此针织物的印花技术和印花产品发展非常迅速。
参考文献：
1，余一鹤《涂料印染技术》中国纺织出版社2003
2，陈斌《无醛拔染剂在真丝绸涂料拔染印花中应用》2009
3，胡平藩《印花》印染职工技术读本2006
4，王授伦唐增荣《纺织品印花实用技术》中国纺织出版社2005.5
5，唐增荣《纺织品印花助剂综述》（印染助剂）2005.6