纺织品数码喷墨印花墨水和四分色印花染料的研究

　　数码印花是将花样图案通过数字形式输人到计算机，通过计算机印花分色描稿系统（CAD）编辑处理，再由计算机控制喷嘴把专用染液直接喷射到纺织品上，形成所需图案。数码印花色彩丰富，采用CMYK四色加专色，可印出1670万种颜色。整个印花加工过程数字化、自动化，省去了传统的分色分套、描稿制版、制网、调色打样等过程，缩短了生产周期。数码印花印制出的色彩为真彩色，颜色是在织物上拼混而成，因而过度色逼真、色彩丰富，层次鲜明。四分色印花采用数码喷墨印花相同的分色原理，将图案分成CMYK四色，再用四个单色染料通过平网或圆网印花将图案印到织物上，各种颜色均由这四个染料拼混而成。四分色印花需要的花网数量少，用染料品种少，印制的图案色彩丰富，所剩浆料可以回收再利用，具有很好的应用前景。由于基于相同的分色和混色原理，四分色印花特别适合用数码喷墨印花印制小样，待小样被确认后再制网进行规模化生产，可避免盲目性，减少浪费。但在实际应用中，却出现了喷墨印花小样被确认后，大生产四分色印花仿色困难的问题。其主要原因是：所使用的数码喷墨印花墨水中的染料和四分色印花选用的染料结构不同，色光和应用性能不同。

　　为了解决这个问题，沈阳化工研究院对数码喷墨印花墨水和四分色印花进行系统研究，用相同化学结构的染料加工成喷墨印花墨水和四分色印花专用染料。《数码喷射印花墨水和四分色印花专用染料的研制》被列为“十五”国家重点科技攻关专题，该专题应用高档双活性基活性染料开发了四个喷墨印花墨水和四个四分色印花专用染料。本文将对专题的研究过程及产品性能作一介绍。

　　1．数码喷墨印花墨水的研究

　　1.1染料的选择

　　作为数码喷墨印花的CMYK专色墨水和四分色印花专用染料，对染料的色光有严格的要求，青色应为翠蓝色、品色即艳蓝光红色、黄色为嫩黄、黑色为中性乌黑色，同时要求染料在水中的溶解度不低于20％，有较好的色牢度，有较好的耐水解稳定性。

　通过大量实验，选出了适合用于数码喷墨印花墨水和四分色印花的活性染料品种，其中活性黄、活性红、活性翠蓝为单色，活性黑是由蓝光黑和活性橙拼混而成。这些染料色光纯正、色牢度好，所制成的墨水具有优异的颜色再现性。

　1.2染料的提纯

　普通的商品染料和原染料不能直接用于制作墨水，这些染料中含有一些杂染料、没反应的中间体和无机盐，这些杂质的存在将严重影响墨水的质量，在制造墨水之前必须将其除去。

　首先通过化学过程将原染料中的杂染料和未反应的中间体除去，再用纳滤膜除去无机盐。通过纳滤处理，将染料中的无机盐含量降低到0.5％以下。表1－1列出了纳滤开始时和结束时渗出液电导率的变化情况。

　表1－1墨水用染料除盐开始和结束时渗出液的电导率

电导率(μS/cm)
时间(分)
活性黄
活性红
活性翠蓝
活性黑
活性橙
0
5640
8456
7543
10237
5731
345
230
271
295
405
339

　从表中数据可见，通过纳滤处理，可有效去除染料中的无机盐。除盐后15％染料溶液中，硫酸钠和氯化钠含量见表1－2。

　 表1－215％染料溶液中无机盐含量

染料
活性黄
活性红
活性翠蓝
活性黑
活性橙
硫酸钠含量



0.030%
0.038%
0.021%
0.024%
0.018%
氯化钠含量
0.043%
0.027%
0.029%
0.041%
0.035%

　从表中数据可见，这些染料经提纯和膜处理后，均能达到加工墨水的质量要求。

　1.3墨水的配制

　 数码喷墨印花机对所使用的墨水质量有极其严格的要求，粘度、表面张力、pH值、电导率都要控制在特定的范围之内，同时要求有较好的高温和低温贮存稳定性；在喷头中要有良好的保湿性能，以免在停机时堵塞喷头；喷到织物上要有好的快干性，以免渗化造成轮廓不清。为了获得这些性能，在墨水中除了要加入染料以外，还要加入增溶剂、保湿剂、pH缓冲剂、增稠剂、防霉剂、表面张力调节剂等。染料的用量一般为7～15％，其余为各种添加剂和去离子水。所配制的墨水主要指标见表1－3。

　表1－3各色墨水的物理性能(测量温度均为20℃)

指标名称
墨水黄
墨水红
墨水蓝
墨水黑
PH值
5.462
5.346
5.512
5.312
电导率(μS/cm)
13079
14256
12432
16251
表面张力(mN/m)
47.2
42.1
46.8
43.5
粘度(mPa·S)
5.28
6.11
6.54
8.57
密度(g/cm3)
1.04
1.12
1.24
1.38

　 1.4墨水的应用

　1.4.1织物前处理

　为了提高喷墨印花效果，得到清晰图案，在进行数码喷墨印花之前，必须先处理好需要印制的布料。预处理工艺和配方对印花效果影响很大，预处理可采用浸轧法和印制法。本文选用浸轧法对印花织物进行预处理，本文用含有不同浓度的海藻酸钠、碳酸氢钠、碳酸钠、尿素的浆料来处理织物，二浸二轧，轧液率100％左右，在100℃干燥2分钟。最终确定的配方见表1－4。

　表1－4预处理浆料配方

织物类型
海藻酸钠
碳酸钠
尿素
纯棉平纹织物
10g/L
25g/L
15g/L
真丝电力纺
15g/l
10g/l
15g/l