一、印花工艺概述
印花是把染料或颜料按预先的设计施加到纺织品上形成花纹图案的加工过程。印花加工在纺织品染整加工中具有很重要的地位。以棉织物为例,全世界的棉布和棉针织物中,有一半以上要经过印花;产量巨大的涤纶纺织品中,印花产品也占15%左右。随着对印花装饰织物及印花家庭用纺织品的需要日益增长,上述比例还会进一步提高。印花与染色一样,都是使纺织品着色,但有很大的不同。印花必须使用专门的设备,工艺比染色更复杂,加工的周期也更长。从产品的市场特性看,印花产品更需顺应社会时尚,品种的变换周期也更短。
(1)纤维素纤维织物的印花
棉、麻、粘胶等纤维素纤维织物可采用多种染料印花,除粘胶织物须选用低张力印花设备外,其他织物可在各种设备上加工。以下为该类织物的主要印花工艺。
①直接印花
A.活性染料直接印花。
活性染料印花色谱广、色泽艳、湿牢度好、成本较低,是最常用的工艺之一。
印花工艺分一相法和两相法两种。
一相法印花时,染料、碱剂和原糊一起调制成色浆,印花烘干后经汽蒸或焙烘固色,最后皂煮、水洗;
二相法印花时,色浆中不加碱剂,印花后烘干,再浸轧碱液,并立即进行汽蒸或打卷堆置使染料固着。一相法工艺简便,二相法色浆稳定性高,疵病少。
B.不溶性偶氮染料直接印花。
不溶性偶氮染料色泽浓艳,成本低廉,特别适宜印制橙、红、蓝、酱红等深浓色泽,湿牢度高。常采用色基印花法,其过程是:织物先用色酚烧碱溶液浸轧(打底),烘干后用色基重氮盐色浆印花,印后仅需烘干即可偶合显色,最后经碱洗,皂煮和水洗等后处理。
C.稳定不溶性偶氮染料直接印花。
该类染料与不溶性偶氮染料的不同之处在于,它们的色基组分是暂时稳定的重氮化合物,应用时不需再行重氮化,而且在通常条件下可以与色酚混合不发生偶合反应,故印花可省略打底工序,使用十分方便,是印花专用染料。
D.还原染料印花。
还原染料色谱齐全,色泽较艳,牢度优良,是印花的高档染料。
其印花工艺有全料法和轧碱短蒸法两种:
(a)全料法:
印花时,所有染料助剂一次调制成色浆,印花后在蒸箱中汽蒸使染料还原并扩散进入纤维,然后进行氧化(淋洗或浸渍氧化剂)皂煮和水洗。印浆中的还原剂常用稳定性好的雕白粉(羟甲基亚磺酸钠),碱剂用纯碱或碳酸钾。
(b)轧碱短蒸法:
印花色浆中不含还原剂和碱剂,印花烘干后浸轧保险粉与烧碱混合液,立即进入快速蒸化机蒸20s,然后氧化皂煮和水洗。该法色浆稳定,得色浓艳。
E.直接染料直接印花。
直接染料在粘胶纤维上有较高上染率和一定牢度,故应用较多。通常在平网印花设备上进行加工,印花后在圆筒蒸箱内蒸化40~50min,后处理时为提高产品水洗牢度,常用固色剂等进行固色处理。
F.颜料印花。
颜料印花又称涂料印花。由于颜料是非水溶性着色物质,对纤维无亲和力,其着色须靠能成膜的高分子化合物(粘着剂)的包覆和对纤维的粘着作用
来实现。颜料印花可适用于任何纤维纺织品的加工,在混纺、交织物的印花上更具优越性。该法工艺简便、色谱较广、花形轮廓清晰,不足之处是手感不佳,摩擦牢度不高。
②防染印花和拔染印花
A.不溶性偶氮染料地色的防染印花有酸性防染和还原防染两种工艺。
我国传统风格的深蓝地色花布多用酸性防染法生产,工艺简便,花色鲜艳,成本低廉。印制时,织物先用色酚打底,烘干后用含酸性物质(常用硫酸铝)的淀粉糊印花,烘干后浸轧凡拉明蓝盐VB(与色酚耦合得深蓝色,但需较高的偶合pH 值)溶液,然后透风或短蒸。印花处因pH 较低,VB不能耦合可得白色,如果在印浆中添加能在酸性条件耦合的色基或其他能上染的染料,可以得到彩色花纹。而深蓝地色以外的其他地色防染印花可以采用还原防染工艺。防染剂常用亚硫酸氢钠或氯化亚锡,可以破坏色基重氮化合物使之失去耦合能力而获防染效果,花色染料可用还原染料或颜料。
B.活性染料地色防染印花。
活性染料须在碱性条件下才与纤维素发生反应,因此可以用酸性物质作防染剂进行活性染料地色的防染印花。防染剂常用不挥发有机酸或释酸盐,印花后浸轧活性染料染液,再经汽蒸和后处理即可。用耐酸的颜料或不溶性偶氮染料并配以相应工艺,还可实现色防印花。KN型活性染料除了可用酸性防染外,还可以用独特的亚硫酸钠防染法。印制时先用含亚硫酸钠的白浆或色浆(可含其他类型的活性染料)印花,烘干后浸轧KN型地色溶液,汽蒸时印花部位的亚硫酸钠可与KN型活性染料作用使之失去活性不能上染,可得防染效果。
C.偶氮结构染料地色的拔染印花。
不溶性偶氮染料、偶氮直接染料及偶氮活性染料的结构中都含能被还原剂破坏的偶氮基,用上述染料染色的织物都可以采用印制还原剂的方法来进行拔染印花,选用耐还原剂的染料作花色,还可实现色拔印花。最合理的印花工艺是,在经染色的织物上用还原染料全料法直接印花的白浆(不含还原染料,只含还原剂雕白块和碱)或色浆印花,经汽蒸和氧化处理便可获得相应的拔白或色拔印花效果,其工艺与还原染料全料法直接印花完全相同。除还原染料外,用颜料色浆加还原剂也可实现色拔印花。
(2)蚕丝纤维织物的印花
蚕丝纤维性质娇柔,其织物大多质地轻薄,印花加工时尽可能采用低张力设备,并避免强烈的工艺条件。
①直接印花
蚕丝织物印花常用的染料是弱酸性染料,为补充色谱的不足。选用部分上染率和牢度较高的直接染料(枣红、墨绿、棕、黑等品种)以及部分中性染(棕、灰、黑等品种)。这三类染料在蚕丝上的染色性能基本相同,可拼混使用。
②拔染印花
蚕丝的拔染印花常用的拔染剂是氯化亚锡、德科林(羟甲基亚磺酸锌)和雕白粉(羟甲基亚磺酸钠)等。氯化亚锡还原能力较低,常用于色拔工艺;德科林还原能力比氯化亚锡强,一些难以拔染的鲜艳地色常用它来进行色拔或拔白加工,其拔白度较好,但色拔的花色染料品种不多;雕白粉还原力最强,可在中性条件下用于蚕丝的拔白。蚕丝拔染印花的汽蒸必须严格控制条件,一般以采用意大利阿里奥利悬挂式连续蒸箱为佳,蒸化时间可比直接印花工艺缩短。
(3)羊毛织物的印花
羊毛与蚕丝同属蛋白质纤维,其印花工艺与蚕丝基本相同。直接印花多采用弱酸性染料和中性染料,色浆中酌加适量助溶剂和较多的尿素。蒸化时应注意使织物有足够的吸湿量,常采用蒸前给湿或夹湿棉布一起汽蒸的方法。羊毛还可以用毛用活性染料的酸性浆或KN型活性染料的中性、弱碱性浆印花。颜料印花工艺也适用于羊毛,色浆中加自交联粘合剂,固着采用汽蒸法。原糊用合成增稠剂。羊毛织物的拔染印花可采用蚕丝织物相同的工艺。羊毛纤维由于表面有鳞片,印花时得色率会受影响,要获得深浓色泽,可在印花前用二氯异氰酸钠进行氯化处理,去除部分鳞片,提高羊毛对染料的吸收能力。
(4)涤纶织物的印花
涤纶长丝织物和涤棉混纺织物常进行印花加工。除了可采用转移印花方法外,也可用分散染料进行常规印花加工。
①直接印花
纯涤纶织物的直接印花浆由原糊、分散染料、尿素和释酸剂(控制pH,防止染料色变和上染率下降)组成,印花烘干后,可采用高温高压汽蒸(圆筒蒸箱)、常压高温汽蒸(连续蒸箱)或热熔法进行固着,最后水洗烘干。涤棉织物印花常用分散染料和活性染料同浆印花工艺,色浆中加碱剂,印花后先经热熔使分散染料上染涤纶,再经汽蒸使活性染料在棉纤维上固着。因浆含碱,应选用耐碱的分散染料,原糊可用海藻酸钠。
②防拔染印花
涤纶长丝织物,尤其是仿真丝织物,常采用还原防拔染和碱性防拔染工艺印制精细花型,提高产品身价。还原防拔染工艺,用氯化亚锡或德科林为防拔染剂。织物先浸轧不耐还原剂的分散染料地色染液后低温烘干,然后用含还原剂的白浆或色浆(同时含耐还原的分散染料或颜料)印花,烘干后用汽蒸法进行固着,最后充分净洗烘干。碱性防拔染印花工艺流程与还原防拔染印花工艺相同,但防拔染剂用的是碱,地色染料选用不耐碱的分散染料(国产PC型分散染料),花色染料选用耐碱品种,糊料选用种子胶类。
(5)特种印花
采用特殊的着色物质以及有特殊功能和视觉效果的物质或者应用特殊印花方法,可以在织物上印制具有独特效果或功能的印花产品。这些产品批量不大,但种类繁多,因其新颖奇妙的特点而具有较高的附加值。以下简介部分产品。
①特种涂料印花
该类产品采用颜料印花工艺,只是以各种具有特殊视觉效果的物质代替普通的颜料,适用于任何纤维织物。常见的品种有:
A.金银粉印花。
织物上印制具有金银光泽的合金粉末花纹,显得美丽而华贵。
B.珠光涂料印花。
在织物上印制由钛膜云母体微粒组成的花纹,可获得珍珠般的漫射光泽。
C.钻石涂料印花。
将人工模拟天然钻石一微型平面体印在织物上形成具有钻石般光芒视觉效果的花纹。
D.夜光涂料印花和反光涂料印花。
在织物上印制由光致发光性金属硫化物或高折射率玻璃微珠为主要组成的印浆,可以分别获得能在夜间熠熠发光的夜光印花织物或能对入射光进行强烈定向反射的反光印花织物,不仅有奇异的装饰效果,而且可以制作黑暗环境中的功能性物品。
E.变色印花。
利用具有热敏或湿敏变色功能的物质进行印花,可得到新颖有趣的热敏或湿敏变色印花织物。
F.发泡印花和起绒印花。
采用特种发泡物质,印花后进行热处理,在织物上形成立体花纹,前者具浮雕效果,后者具绒绣效果。
②减量印花
又称烧拔印花或烂花印花。
该工艺利用交织或混纺织物中不同纤维的耐化学腐蚀性质差异,通过印花方法施加烧拔剂在织物局部去除其中一种纤维,保留其他纤维而形成半透明花纹。常用的织物有涤/棉、真丝/人造丝、锦纶/人造丝等交织或混纺产品,常用的烧拔剂是酸或释酸剂。织物上的纤维素纤维组分因不耐酸,可在烤烘中被水解破坏而炭化去除。
③皱缩印花
又称凹凸印花,利用印花方法在织物上局部施加能使纤维膨胀或收缩的化学品,通过适当处理,使印花部位纤维和非印花部位纤维产生膨化或收缩的差异,从而获得表面有规律凹凸花型的产品。最常见的产品是用烧碱作膨化剂的纯棉印花泡泡纱。
④多色微点印花
将不同颜色的染料制成互不干扰的微囊染料,混在一起调浆印花。后处理时,微囊破裂,其中的染料释出而就地上染,形成各种色彩的微小色点,有独特的视觉效果。
⑤香味印花
将香精制成微胶囊,用颜料印花方法印制在织物上。该种织物在服用中微胶囊逐渐破裂释放香精,留香持久且有一定耐洗性。