李世超, 黄阳阳, 张晓寰, 李民中

(1.苏州市职业大学 丝绸应用技术研究所, 江苏 苏州 215104；2.苏州江枫丝绸有限公司, 江苏 苏州 215128)



DGT数码印花浆料在真丝绸预处理上的应用研究

李世超1, 黄阳阳1, 张晓寰2, 李民中2

(1.苏州市职业大学 丝绸应用技术研究所, 江苏 苏州 215104；2.苏州江枫丝绸有限公司, 江苏 苏州 215128)

摘要:DGT数码印花浆料由DGT-7糊料及碱剂、尿素、元明粉等组成。将该浆料应用于真丝素绉缎品种的喷墨印花预处理上,并通过浆料中各成分的用量变化,经喷印研究该浆料对真丝素绉缎产品数码印花外观效果的影响。研究表明,以DGT-7糊料3%、小苏打2%、尿素9%、元明粉3%的上浆配方作为预处理中浆料的各成分用量值,不仅能获得良好的印花外观效果,而且也能获得良好的印花色牢度值,是DGT浆料在真丝素绉缎品种喷墨印花工艺预处理上的一种较为理想的工艺配方组合。

关键词:DGT浆料; 素绉缎; 数码印花; 丝绸

数码印花技术是随着计算机技术的不断发展而逐渐形成的一种集精密机械、电子信息及精细化工为一体的高新技术。该技术在纺织上特别是在真丝产品上的应用,不仅可以满足真丝印花织物产品批量小、花色多、个性化发展的趋势,更重要的是可以改变传统印花耗能费时,排放压力大等一系列技术瓶颈,从而实现真丝绸印花技术的可持续发展[1-3]。近年来,依托数码印花的技术,在真丝印花织物上的应用十分广泛,特别是真丝丝巾等产品,颜色丰富多彩,花色品种繁多[4],越来越受到消费者的喜爱。

对于真丝绸的数码印花技术而言,花型轮廓的清晰度及印花颜色的色深度是反映真丝印花织物产品外观效果的两项主要指标。要保证花型轮廓的清晰,就要防止染料沿花型轮廓边界渗化；要保证印花颜色的色深度,就要提高染料印花时上染的得色量[5-6]。这两项指标可以分别用印花渗化率和K/S值来反映。数码印花由于和传统的丝网印花不同,染料墨水是通过预处理上浆的浆膜经蒸化后固着到织物纤维上的,因此,该上浆浆膜及其中的糊料与各助剂成分用量将关系到数码印花产品外观效果的好坏。

DGT-7印花糊料是目前真丝绸数码印花预处理上使用得比较多的一只糊料。根据真丝绸不同品种的特点,应用时该糊料还需添加碱剂、尿素、元明粉等各种不同用量的助剂一起组成上浆浆料,对真丝织物产品进行专门的上浆处理。本研究以真丝素绉缎品种为对象,通过喷印某一染料墨水,研究DGT浆料中各种成分用量变化时,该浆料对真丝素绉缎产品数码印花织物外观效果的影响。

1　试　验

1.1材料与仪器

材料：14374真丝素绉缎(本白,苏州江枫丝绸有限公司),喷墨印花墨水(活性红,杭州宏华数码科技股份有限公司),DGT-7糊料(工业级,上海捷彩数码科技发展有限公司),小苏打、尿素、元明粉(化学纯,苏州亚科化学试剂股份有限公司)。

仪器：VEGA3180喷墨印花机(杭州宏华数码科技股份有限公司),织物上浆机(定型机改造),蒸箱(自制),EXPRESSION 10000XL扫描仪(爱普生中国有限公司),CheekⅢ型分光测色仪(美国Datacolor公司),SW-12All耐洗色牢度试验机、YG631汗渍色牢度仪(温州大荣纺织仪器有限公司),Y571B摩擦色牢度测试仪(南通宏大实验仪器有限公司),BSA224S电子天平(赛多利斯科学仪器北京有限公司)。

1.2方法

1.2.1喷印工艺

织物→预处理上浆(糊料、小苏打、尿素与元明粉不同的用量,浸轧处理)→干燥(温度90～95 ℃)→喷印(精度300 DPI、4 PASS,速度0.75 m/min)→蒸化(温度100 ℃,时间15 min)→水洗(清水、皂洗)→干燥。

1.2.2方案设计

在预处理上浆中,以浆料各成分的用量进行正交试验设计。即确定糊料、小苏打、尿素、元明粉用量为4个因素。其中,每个因素确定为3个水平。根据糊料供应方所提供的用量方案及真丝产品的特点,分别确定糊料质量分数为2%、3%、4%,小苏打质量分数为2%、3%、4%,尿素质量分数为7%、8%、9%,元明粉质量分数为2%、3%、4%,形成4因素3水平L9(34)的正交试验方案。

根据以上试验方案分别进行上浆和喷印试验,经蒸化测试花型的渗化率和色块的得色量。根据正交试验结果,优化选择方案进行相应色牢度的测试。

1.2.3测试方法

渗化率测定[7]：在经上浆后备用的织物各试样上喷印红色九空格试验图样,试样经蒸化、干燥处理后分别对其进行扫描,得到织物各试样扫描图。

通过Photoshop和Image-Pro软件处理,分别测试各试样扫描图中圆形面积的平均值S1及原设计的圆形面积S0,通过下式计算各自的渗化率值。

(1)

其中：R为渗化率,S0为圆形图形原面积值,S1为蒸化后圆形图形的面积平均值。

得色量K/S值测定：蒸化处理后的试样经水洗干燥,采用分光测色仪在九空格试验图样中各自的圆形色块上,以素绉缎地色为对照进行测定,经平均得到试样的K/S值。

色牢度测定：其中耐洗色牢度按照GB/T 3921—2008《纺织品 色牢度试验 耐皂洗色牢度》标准、耐水色牢度按照GB/T 5713—2013《纺织品 色牢度试验 耐水色牢度》标准、耐摩擦色牢度按照GB/T 3920—2008《纺织品 色牢度试验 耐摩擦色牢度》标准,分别进行测试。

采用黄、黑、宝蓝、橙活性染料墨水,在以上同一试验条件下,增加摩擦色牢度试验进行对比。

2　结果与讨论

2.1浆料中糊料与其他助剂的用量方案

以浆料各成分的用量进行正交试验,确定糊料、小苏打、尿素、元明粉用量为4个因素,每个因素确定为3个水平,L9(34)正交试验结果如表1所示。

表1　L9(34) 正交试验结果

根据正交试验的各渗化率值和K/S值试验结果,绘制浆料中各成分不同用量设计时的印花渗化率和得色量K/S值的试验轨迹图,如图1、图2所示。

图1　样品渗化率的比较Fig.1　Comparison of the bleeding rate of samples

图2　样品K/S值的比较Fig.2　Comparison of the K/S value of samples

从图1可以看到,除了1#外,4#-5#及8#-9#的渗化率值都比较低。而从图2看到,反映得色量大小的K/S值则在3#-5#有一个峰值。综合平衡二者试验数据,可以认为4#-5#的浆料各成分用量方案是一种较为理想的用浆设计选择。因为这时浆料中的糊料都处在同一用量状态,而浆料中的其他助剂成分不管如何组合变化,这时所表现出来的渗化率指标和得色量K/S值指标均反映出了一个相对良好和稳定的特性,对整个喷印外观效果的影响最小。所以,对于DGT浆料在真丝素绉缎品种喷墨印花预处理工艺的实际使用中,它们都是较好的工艺配方组合。特别是其中的4#用浆方案,即糊料3%、小苏打2%、尿素9%、元明粉3%的试验方案,织物花型色泽鲜艳,得色量最高。

2.2浆料中各助剂用量对喷印效果的影响

对表1试验结果进行均值和极差分析,结果如表2所示。

表2可见,4个因素对织物喷印渗化率的影响顺序为：尿素质量分数>小苏打质量分数>元明粉质量分数>糊料质量分数；对织物表面花型得色量影响的顺序为：糊料质量分数>尿素质量分数>元明粉质量分数>小苏打质量分数。

表2　渗化率、K/S均值与极差分析结果

DGT-7糊料对渗化率和得色量的影响分别处在4个因素的两头,这是由于糊料的特性与所印制的织物材料组织特性所决定的,所以使用中要顾及和平衡其他助剂的用量进行选择。尿素在其中主要是帮助染料溶解,同时还具有着良好的吸湿作用。在试验中,随着尿素用量的增加,花型的渗化情况有所增加,但得色量值的增加极为明显。对于素绉缎产品来说,尿素较好地起到了蒸化时真丝纤维的吸湿膨化作用,从而促使墨水向纤维的内部渗透和反应,因而获得了较好的上染色深度。而小苏打用量在试验范围内从2%增加到4%,整个花型的渗化情况是逐渐趋于恶化的,同时花型染料的得色量也不断地下降,说明小苏打用量的增加会影响DGT糊料的稳定性,所以在DGT-7糊料的应用中,小苏打用量成分不易过多。

喷印浆料中用小苏打一般来说主要是增加浆膜的碱性,使活性染料在蒸化处理过程中获得较高的得色率[8]。而试验中小苏打用量的增加反而使K/S值下降,这是由于碱性过量后,会促使染料本身的分解[9],从而降低了整个喷印的色深效果。另外,碱用量过大是否也造成活性墨水与纤维间的共价键断裂水解,影响色深效果[10],还需进一步探讨。元明粉用于真丝织物上主要起促染作用,它使染液中带正电荷的钠离子与染料阴离子保持电荷中性,从而消除上染过程中的障碍,促使染料离子被纤维所吸附。用量的增加,得色量增加,但花型渗化情况相应恶化,所以也不易用量过多。从极差值来综合4种因素的影响,可以看到浆料中不管其他成分用量怎样变化,尿素在其中对外观花型的渗化及上染得色的影响最大,需要用好,同时也应适当地进行控制。

2.3喷印织物色牢度试验与影响

按照4#用浆方案,即糊料3%、小苏打2%、尿素9%、元明粉3%的试验方案,对织物进行用浆,经喷印后测试织物各色牢度,试验结果如表3所示。

表3　4#方案色牢度测试结果

表3可见,真丝素绉缎采用该配方喷印后的色牢度均达到了GB/T 15551—2007《桑蚕丝织物标准相应色牢度指标》的要求。但是,其中的耐湿摩擦色牢度为3级,相比其他色牢度指标,该指标似乎较低。对此,采用黄、黑、宝蓝、橙活性染料墨水,在同一试验条件下增加摩擦色牢度试验进行对比,试验情况如表4所示。

表4　其他颜色喷印摩擦色牢度测试结果

表4可见，其他颜色的耐湿摩擦色牢度均达到3～4级或4级,而红色的耐湿摩擦色牢度要比其他低半级到1级。这主要是红色墨水在受湿状态下活性基团与真丝纤维之间共价键结合的稳定性有所不同,从而造成湿摩色牢度指标的差异。同时,未固着染料与真丝纤维之间存在的分子间作用力,虽经水洗仍然能吸附部分的残留染料。这种现象在红色染料上表现得更为突出,也是造成红色印花真丝织物耐湿摩擦色牢度指标较低原因的一种解释[10]。

3　结　论

1) 对于真丝素绉缎品种来说,DGT-7糊料在浆料中的用量以3%较为理想。这时不仅花型的渗化情况较小,而且花型得色量较高。虽然得色稳定性不是最好,但其他助剂的变化对喷印的渗化率影响较小,外观效果相对较为稳定。

2) 在小苏打、尿素与元明粉三者对喷印外观效果的影响方面,主要以尿素对外观花型的渗化及上染得色的影响最大,所以既要用好,也应适当控制。而小苏打用量会直接影响DGT糊料的稳定性,所以在具体应用中,小苏打用量不易过多。

3) 以DGT-7糊料3%、小苏打2%、尿素9%、元明粉3%的上浆配方作为预处理上浆中浆料的各成分用量值,不仅能获得良好的印花外观效果,而且也能获得良好的各种染色色牢度,可以认为它是DGT浆料在真丝素绉缎品种喷墨印花工艺预处理上的一种较为理想的工艺配方组合。

参考文献：

[1]王国军,陈瑾,宋志臻.活性墨水数码喷印技术在真丝面料上的生产应用[J].纺织导报,2004(3):71-72.

WANG Guojun, CHEN Jin, SONG Zhizhen.Printing real silk fabric with digital jet printing technology and reactiveinks[J].China Textile Leader, 2004(3):71-72.

[2]王树根.织物数字印花技术[J].纺织学报,2002,23(4):74-76.

WANG Shugen.Textile digital printing technology[J].Journal of Textile Research, 2002, 23(4):74-76.

[3]蔡沐芳,梁惠娥.数码印花技术的应用[J].针织工业,2007(7):54-57.

CAI Mufang, LIANG Hui’e.Application of digital printing technology[J].Knitting Industry, 2007(7):54-57.

[4]LAWRENCE G M.Digital Printing and Traditional Surface Design Techniques[D].Raleigh:North Carolina State University, 2002.

[5]朱利,屠天民,吴思.真丝织物喷墨印花工艺研究[J].印染,2004(3):20-22.

ZHU Li, TU Tianmin, WU Si.Ink jet printing of silk fabric[J].Dyeing & Finishing, 2004(3):20-22.

[6]YANG Yiqi, NAARANI Vamshi, THILLAINAYAGAM Vigneshwar.Color repeatability in inkjet printing[J].AATCC Review, 2007(3):45-48.

[7]李世超,黄阳阳.一种测定真丝织物喷墨印花工艺渗化率的方法:201510439573.9[P].2015-07-24.

LI Shichao, HUANG Yangyang.A determination method of inkjet printing process of silk fabric penetration rate:201510439573.9[P].2015-07-24.

[8]薛朝华,贾顺田.纺织品数码喷墨印花技术[M].北京:化学工业出版社,2008:114-117.

XUE Chaohua, JIA Shuntian.Digital Ink-jet Printing Technology for Textile[M].Beijing:Chemical Industry Press, 2008:114-117.

[9]许磊.真丝素绉缎直喷数码印花前处理浆料的研究与应用[J].丝绸,2013,50(12):21-24.

XU Lei.Research and application of pre-treatment paste of direct-inkjet digital printing of silk satin[J].Journal of Silk, 2013, 50(12):21-24.

[10]沈一峰,江崃,陈国洪.真丝绸活性染料喷墨印花预处理工艺研究[J].丝绸,2012,49(1):11-13,26.

SHEN Yifeng, JIANG Lai, CHEN Guohong.Study on pretreatment process in digital printing for silk with reactive dyes[J].Journal of Silk, 2012, 49(1):11-13,26.

DOI:10.3969/j.issn.1001-7003.2016.03.004

收稿日期:2015-08-04; 修回日期:2016-01-07

基金项目:苏州市科技支撑计划项目(SS201342)

作者简介:李世超(1958),男,研究员级高级工程师,主要从事丝绸工程技术领域的研究及丝绸产品的开发。

中图分类号:TS141.8

文献标志码:A

文章编号:1001-7003(2016)03-0023-04引用页码:031104

Study on application of DGT digital printing paste in pretreatment of silk

LI Shichao1, HUANG Yangyang1, ZHANG Xiaohuan2, LI Minzhong2

(1.Institute of Applied Technology of Silk, Suzhou Vocational University, Suzhou 215104, China; 2.Suzhou Neath Silk Co., Ltd., Suzhou 215128, China)

Abstract:DGT digital printing paste is composed of DGT-7 paste, alkali, urea, sodium sulfate and so on.This paste is applied to pretreat ink-jet printing of silk crepe satin.The effect of the paste on digital printing appearance effect of silk crepe satin is studied through dosage change of each component in the paste.The results indicate that the paste (DGT-7 paste 3%, baking soda 2%, urea 9%, sodium sulfate 3%) can not only get a good printed appearance, but also get a good printing color fastness.DGT paste is an ideal technical formula in treatment of inkjet printing of silk crepe satin.

Key words:DGT paste; silk crepe satin; digital printing; silk