天然纖維織物轉(zhuǎn)移印花有關(guān)技術(shù)知識解析

提及轉(zhuǎn)移印花,人們首先想到的是滌綸升華轉(zhuǎn)移印花。該工藝最早出現(xiàn)于20世紀(jì)30年代,我國于20世紀(jì)70年代開始研究和應(yīng)用,目前己實(shí)現(xiàn)大規(guī)模連續(xù)化工業(yè)生產(chǎn)。

01

升華轉(zhuǎn)移印花的機(jī)理如下:在轉(zhuǎn)移過程發(fā)生前,全部染料都印在紙上,被印花織物和空氣間隙中的染料濃度為零,空氣間隙的大小取決于織物結(jié)構(gòu)、紗支和轉(zhuǎn)移壓力。在轉(zhuǎn)移過程中,當(dāng)紙達(dá)到轉(zhuǎn)移溫度時(shí),染料開始揮發(fā)或升華,此時(shí)紙與纖維表面間形成染料濃度差,纖維表面開始吸附染料;當(dāng)織物達(dá)到轉(zhuǎn)移溫度時(shí),纖維內(nèi)部無定形區(qū)開始劇烈運(yùn)動,其間的空隙不斷增大并逐漸形成半熔融狀態(tài)即形成所謂液層,染料通過液層吸附至纖維內(nèi)部,直至達(dá)到一定的飽和。轉(zhuǎn)移過程結(jié)束后,紙上的染料含量下降,部分剩余的染料遷移到紙的內(nèi)部,殘留的染料量取決于染料的蒸汽壓,染料對漿料或轉(zhuǎn)移紙的親和力,以及空氣間隙的厚度。

因此,升華轉(zhuǎn)移印花是氣相加工過程,不以水為反應(yīng)介質(zhì),該印花方法可大幅度減少工業(yè)廢水的排放。不僅如此,因?yàn)樵诩埳嫌≈凭?xì)且具立體感的花型比直接印制在織物上要容易實(shí)現(xiàn),且紙張的熱變形很小,所以在印花圖案的質(zhì)量方面,轉(zhuǎn)移印花也有著顯著的優(yōu)勢。


隨著人們生活質(zhì)量的提高,越來越多的人更加青睞天然纖維制成服裝。若能將轉(zhuǎn)移印花技術(shù)應(yīng)用到天然纖維織物上,既能推進(jìn)節(jié)能減排的清潔生產(chǎn),又可滿足消費(fèi)者對高品質(zhì)、個(gè)性化服飾的需求。然而,升華轉(zhuǎn)移印花并不適合棉、毛、絲、麻這類天然纖維織物。這主要有兩方面的原因:一方面,天然纖維對分散染料幾乎沒有親和力;另一方面,天然纖維在加熱過程中無法形成染料進(jìn)入的通道。因而,大部分染料只是逸散或停留在轉(zhuǎn)移紙上而不是轉(zhuǎn)移至織物上。

為此,實(shí)現(xiàn)天然纖維織物的轉(zhuǎn)移印花成為國內(nèi)外眾多業(yè)界研究者努力的方向。針對這個(gè)技術(shù)難題,歸納起來主要有兩種解決思路,一是模擬滌綸升華轉(zhuǎn)移印花的機(jī)理,仍然運(yùn)用分散染料進(jìn)行轉(zhuǎn)移印花,其研究方法有天然纖維改性和分散染料改性兩種;另一是摒棄升華轉(zhuǎn)移印花機(jī)理,參考活性染料傳統(tǒng)印花的原理,研發(fā)天然纖維織物的活性染料轉(zhuǎn)移印花技術(shù),按其轉(zhuǎn)印工藝又可分為濕法轉(zhuǎn)移印花和干法轉(zhuǎn)移印花?,F(xiàn)將天然纖維織物轉(zhuǎn)移印花,分別在天然纖維織物改性、分散和活性染料轉(zhuǎn)移印花(干法和濕法)這三個(gè)方面的知識及相關(guān)機(jī)理、技術(shù)方法作一介紹。

02

天然纖維織物改性

天然纖維上含有很多極性基團(tuán),具有良好的親水性。對天然纖維織物改性的目的是提高纖維對分散染料的親和力。因而需要降低其親水性,使其具有類似滌綸般的疏水性。一般選用疏水性結(jié)構(gòu)的單體與纖維上的羥基發(fā)生面酯化、醚化或?;磻?yīng),而將羥基取代。其中,通過酞化試劑改性后的天然纖維接受分散染料的效果最接近滌綸。

03

分散染料改性

升華轉(zhuǎn)移印花充分利用了分散染料可以升華的特點(diǎn),但由于分散染料含有的極性基團(tuán)少,結(jié)構(gòu)簡,相對分子質(zhì)量小,使得分散染料與天然纖維間的相互作用力小,因而染色牢度不佳,尤其體現(xiàn)在濕牢度上。改性的思路主要有兩種,一種是將染料接以活性基團(tuán),通過活性基團(tuán)與纖維發(fā)生共價(jià)鍵結(jié)合來提高色牢度;另一種是引入極性基團(tuán)或增大染料的相對分子質(zhì)量,通過增加染料與纖維間的靜電力、偶極力或范德華力來提高染色牢度。

04

活性染料轉(zhuǎn)移印花

活性染料轉(zhuǎn)移印花按其轉(zhuǎn)印工藝可分為濕法轉(zhuǎn)移和干法轉(zhuǎn)移,因?yàn)榛钚匀玖媳旧頍o升華性能,故而活性染料的轉(zhuǎn)移需要依靠外在的工藝技術(shù)及轉(zhuǎn)移紙的性能才能得以實(shí)現(xiàn)。

A\濕法轉(zhuǎn)移活性染料

濕法轉(zhuǎn)移印花的過程是:先將圖像印制到涂有隔離劑的紙上并烘干,以制備轉(zhuǎn)移印花紙;隨后將織物預(yù)濕處理后與轉(zhuǎn)移印花紙一同通過軋輥施壓完成轉(zhuǎn)移花;印花結(jié)束后,將紙與布分離,織物打卷堆置固色后再水洗。

濕法轉(zhuǎn)移的原理是:在施壓過程中,織物上所帶的溶液開始溶解紙上的色漿,由于染料對織物的親和力大于其對紙張的親和力,因而染料轉(zhuǎn)移至織物表面,并在壓力下滲入織物內(nèi)部間隙中;在后續(xù)堆置工中,染料擴(kuò)散并固著在纖維上。

在濕法轉(zhuǎn)移印花的實(shí)踐過程中,需要把控兩個(gè)關(guān)鍵因素。一是布面及周圍環(huán)境的濕度,當(dāng)濕度過低,轉(zhuǎn)移紙上的染料未能充分溶解,會造成轉(zhuǎn)移率低,織物得色淺的問題;如果濕度過高,染料則過分溶解,易造成印花圖案輪廓不清晰的問題;另一個(gè)是適宜的軋輥壓力。例如,薄型織物轉(zhuǎn)印時(shí),若壓力過大則會使染料透過織物而造成軋輥沾色問題。

總而言之,通過此技術(shù)實(shí)現(xiàn)了天然織物的轉(zhuǎn)移印花,避免了織物改性,最大限度地保留了織物天然親膚的優(yōu)良特性。不僅如此活性染料還賦予了印花織物良好的色牢度。然而,印花后的織物仍需經(jīng)過水洗,以除去織物上的預(yù)濕處理劑(如膨潤劑、堿劑等)。因此,在減少工業(yè)廢水排放方面,優(yōu)勢不及升華轉(zhuǎn)移印花。

B\干法轉(zhuǎn)移印花

在工藝上,活性染料干法轉(zhuǎn)移印花與濕法轉(zhuǎn)移印花最大的區(qū)別在于,織物在轉(zhuǎn)印前無需進(jìn)行任何濕處理,避免了控制布面及環(huán)境濕度這一技術(shù)難題,同時(shí)極大地減輕了后續(xù)水洗,減少加工廢液的排放,降低廢液中污染物的含量。在干法轉(zhuǎn)移印花中,驅(qū)使染料從紙上轉(zhuǎn)移到織物“動力”來自轉(zhuǎn)移紙上一層具有熱塑性的高分子物質(zhì),在熱壓狀態(tài)下,這層物質(zhì)能夠產(chǎn)生類似熔膠的粘附力,將染料帶至織物表面。因此,轉(zhuǎn)移紙具有熱塑性是實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)移印花的前提條件。

干法轉(zhuǎn)移印花的關(guān)鍵技術(shù),首先,是控制紙面pH值。由于織物未經(jīng)任何預(yù)處理,染料固色時(shí)所需的堿性環(huán)境均由轉(zhuǎn)移紙所提供,因而紙面pH值的緩沖范圍直接決定了染料的固色程度及固色均勻性。其次,紙面吸濕性要好。印制到紙面的染料應(yīng)盡快干燥,以有效防止染料滲化,從而獲得輪廓清晰的印花圖案。最后,轉(zhuǎn)移印花結(jié)束后,紙與織物易于剝離。因而粘附力需要控制在合理的范圍,粘附力太小,染料轉(zhuǎn)移率不高;粘附力太大,則紙不易被剝離。

05

結(jié)語

目前,天然纖維織物的生產(chǎn)和使用已占較大比重。隨著大眾回歸自然的消費(fèi)理念逐漸增強(qiáng),天然纖維織物的需求已呈逐年上升趨勢。與其它傳統(tǒng)印花工藝相比,轉(zhuǎn)移印花工藝簡單、設(shè)備投資少、正品率高、圖案精細(xì),很適應(yīng)個(gè)性化的發(fā)展需要。所以,對天然纖維織物的轉(zhuǎn)移印花進(jìn)行研究與應(yīng)用,對消費(fèi)者和企業(yè)都具有重要的實(shí)際意義。同時(shí),我國正處于紡織品印花行業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期,對節(jié)能減排的新型印花技術(shù)的研究與推廣己成為印染企業(yè)面對的重要課題。在這個(gè)大背景下,更需要充分發(fā)揮轉(zhuǎn)移印花無水或低水污染的優(yōu)勢,不斷革新技術(shù),推進(jìn)整個(gè)印花行業(yè)的發(fā)展。

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