天然纤维织物转移印花有关技术知识解析

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提及转移印花,人们首先想到的是涤纶升华转移印花。该工艺最早出现于20世纪30年代,我国于20世纪70年代开始研究和应用,目前己实现大规模连续化工业生产。

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升华转移印花的机理如下:在转移过程发生前,全部染料都印在纸上,被印花织物和空气间隙中的染料浓度为零,空气间隙的大小取决于织物结构、纱支和转移压力。在转移过程中,当纸达到转移温度时,染料开始挥发或升华,此时纸与纤维表面间形成染料浓度差,纤维表面开始吸附染料;当织物达到转移温度时,纤维内部无定形区开始剧烈运动,其间的空隙不断增大并逐渐形成半熔融状态即形成所谓液层,染料通过液层吸附至纤维内部,直至达到一定的饱和。转移过程结束后,纸上的染料含量下降,部分剩余的染料迁移到纸的内部,残留的染料量取决于染料的蒸汽压,染料对浆料或转移纸的亲和力,以及空气间隙的厚度。

因此,升华转移印花是气相加工过程,不以水为反应介质,该印花方法可大幅度减少工业废水的排放。不仅如此,因为在纸上印制精细且具立体感的花型比直接印制在织物上要容易实现,且纸张的热变形很小,所以在印花图案的质量方面,转移印花也有着显著的优势。

随着人们生活质量的提高,越来越多的人更加青睐天然纤维制成服装。若能将转移印花技术应用到天然纤维织物上,既能推进节能减排的清洁生产,又可满足消费者对高品质、个性化服饰的需求。然而,升华转移印花并不适合棉、毛、丝、麻这类天然纤维织物。这主要有两方面的原因:一方面,天然纤维对分散染料几乎没有亲和力;另一方面,天然纤维在加热过程中无法形成染料进入的通道。因而,大部分染料只是逸散或停留在转移纸上而不是转移至织物上。

为此,实现天然纤维织物的转移印花成为国内外众多业界研究者努力的方向。针对这个技术难题,归纳起来主要有两种解决思路,一是模拟涤纶升华转移印花的机理,仍然运用分散染料进行转移印花,其研究方法有天然纤维改性和分散染料改性两种;另一是摒弃升华转移印花机理,参考活性染料传统印花的原理,研发天然纤维织物的活性染料转移印花技术,按其转印工艺又可分为湿法转移印花和干法转移印花。现将天然纤维织物转移印花,分别在天然纤维织物改性、分散和活性染料转移印花(干法和湿法)这三个方面的知识及相关机理、技术方法作一介绍。

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天然纤维织物改性

天然纤维上含有很多极性基团,具有良好的亲水性。对天然纤维织物改性的目的是提高纤维对分散染料的亲和力。因而需要降低其亲水性,使其具有类似涤纶般的疏水性。一般选用疏水性结构的单体与纤维上的羟基发生面酯化、醚化或酰化反应,而将羟基取代。其中,通过酞化试剂改性后的天然纤维接受分散染料的效果最接近涤纶。

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分散染料改性

升华转移印花充分利用了分散染料可以升华的特点,但由于分散染料含有的极性基团少,结构简,相对分子质量小,使得分散染料与天然纤维间的相互作用力小,因而染色牢度不佳,尤其体现在湿牢度上。改性的思路主要有两种,一种是将染料接以活性基团,通过活性基团与纤维发生共价键结合来提高色牢度;另一种是引入极性基团或增大染料的相对分子质量,通过增加染料与纤维间的静电力、偶极力或范德华力来提高染色牢度。

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活性染料转移印花

活性染料转移印花按其转印工艺可分为湿法转移和干法转移,因为活性染料本身无升华性能,故而活性染料的转移需要依靠外在的工艺技术及转移纸的性能才能得以实现。

A湿法转移活性染料

湿法转移印花的过程是:先将图像印制到涂有隔离剂的纸上并烘干,以制备转移印花纸;随后将织物预湿处理后与转移印花纸一同通过轧辊施压完成转移花;印花结束后,将纸与布分离,织物打卷堆置固色后再水洗。

湿法转移的原理是:在施压过程中,织物上所带的溶液开始溶解纸上的色浆,由于染料对织物的亲和力大于其对纸张的亲和力,因而染料转移至织物表面,并在压力下渗入织物内部间隙中;在后续堆置工中,染料扩散并固着在纤维上。

在湿法转移印花的实践过程中,需要把控两个关键因素。一是布面及周围环境的湿度,当湿度过低,转移纸上的染料未能充分溶解,会造成转移率低,织物得色浅的问题;如果湿度过高,染料则过分溶解,易造成印花图案轮廓不清晰的问题;另一个是适宜的轧辊压力。例如,薄型织物转印时,若压力过大则会使染料透过织物而造成轧辊沾色问题。

总而言之,通过此技术实现了天然织物的转移印花,避免了织物改性,最大限度地保留了织物天然亲肤的优良特性。不仅如此活性染料还赋予了印花织物良好的色牢度。然而,印花后的织物仍需经过水洗,以除去织物上的预湿处理剂(如膨润剂、碱剂等)。因此,在减少工业废水排放方面,优势不及升华转移印花。

B干法转移印花

在工艺上,活性染料干法转移印花与湿法转移印花最大的区别在于,织物在转印前无需进行任何湿处理,避免了控制布面及环境湿度这一技术难题,同时极大地减轻了后续水洗,减少加工废液的排放,降低废液中污染物的含量。在干法转移印花中,驱使染料从纸上转移到织物“动力”来自转移纸上一层具有热塑性的高分子物质,在热压状态下,这层物质能够产生类似熔胶的粘附力,将染料带至织物表面。因此,转移纸具有热塑性是实现转移印花的前提条件。

干法转移印花的关键技术,首先,是控制纸面pH值。由于织物未经任何预处理,染料固色时所需的碱性环境均由转移纸所提供,因而纸面pH值的缓冲范围直接决定了染料的固色程度及固色均匀性。其次,纸面吸湿性要好。印制到纸面的染料应尽快干燥,以有效防止染料渗化,从而获得轮廓清晰的印花图案。最后,转移印花结束后,纸与织物易于剥离。因而粘附力需要控制在合理的范围,粘附力太小,染料转移率不高;粘附力太大,则纸不易被剥离。

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结语

目前,天然纤维织物的生产和使用已占较大比重。随着大众回归自然的消费理念逐渐增强,天然纤维织物的需求已呈逐年上升趋势。与其它传统印花工艺相比,转移印花工艺简单、设备投资少、正品率高、图案精细,很适应个性化的发展需要。所以,对天然纤维织物的转移印花进行研究与应用,对消费者和企业都具有重要的实际意义。同时,我国正处于纺织品印花行业转型发展的关键时期,对节能减排的新型印花技术的研究与推广己成为印染企业面对的重要课题。在这个大背景下,更需要充分发挥转移印花无水或低水污染的优势,不断革新技术,推进整个印花行业的发展。

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版权声明:服装导航大全 发表于 2021年1月29日 上午8:47。
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