CN109112856A - 棉织物数码印花工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种棉织物数码印花工艺，属于数码印花的技术领域。本发明的棉织物数码印花工艺，包括以下步骤：(1)预处理：将织物浸渍在预处理液中进行浸渍整理，预处理液的温度为25～50℃，并且预处理液含有端羟基的聚硅氧烷、巯基或异氰酸酯基烷氧基硅烷、碱剂和增稠剂；(2)电晕处理：预处理后的织物烘干后在空气中进行电晕处理；(3)喷墨印花：经过电晕处理的织物采用数码喷墨印花机进行喷墨印花，采用的墨水为活性染料墨水。本发明的棉织物数码印花工艺即能够适应棉织物的小批量个性化加工，同时也适用于批量化印花处理，具有对环境友好，工艺操作简单的优点；而且印花的清晰度、色泽鲜艳程度以及色牢度有了显著的改善。

Description

棉织物数码印花工艺
技术领域
本发明涉及数码印花的技术领域，具体地说，本发明涉及一种棉织物数码印花工艺。
背景技术
棉纺织物发展在我国拥有十分悠久的历史，棉织物由于具有良好的穿着舒适性，深受广大消费者的喜爱，尽管合成纤维在近百年来得到了广泛的发展应用，但棉织物至今仍是最重要的服装原料之一，其具有手感柔软，坚牢耐用，吸湿性能强，染色性能好等特点。目前，我国纺织品生产能力约占全球一半，伴随着纺织品市场的不断扩大，棉纺织品行业尤其是一些高端棉制品行业的发展也是越来越迅速。在传统技术中，在棉织物上印花需要批量进行，个性化印花在成本上是难以承受的，而且在棉织物上印花预先需要制板，而在制版或前处理、后处理的过程中均会产生水污染问题，但随着我国社会的不断进步，对环保的重视越来越高，尤其是对纺织印染工业的水污染排放标准制定了越来越高的要求。为了降低能耗减少排放，实现绿色的印染工艺以及个性化的定制需求，近年来兴起了一种新的印染技术—数码印花工艺，其是将墨水通过数码喷墨打印机直接喷印在纺织品上，具体来说其是将活性染料型墨水、酸性染料型墨水或分散染料型墨水在压缩空气的驱动下，由喷嘴喷射到织物上，由计算机控制按设计要求在织物上形成印花图案，并经过适当后处理，使印花的织物具有设计的色牢度和鲜艳度。数码印花技术的出现不仅大大提高了印染的效率，而且还使印染产品种类变得更加丰富。数码印花弥补了传统印花生产的不足，面对现代纺织品市场的个性化、多样化，小批量的需求得到了很大满足。然而，目前在棉织物的数码印花工艺需要进行繁复的前处理和后处理工艺，而且通过常规的浸轧上浆或浸渍整理的棉织物数码印花的渗化宽度较大，导致印花图案的边缘出现毛糙色边，印花图案的清晰度和质量较差，同时其色牢度也通常较差。
发明内容
为了解决现有技术中的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种棉织物数码印花工艺。
为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种棉织物数码印花工艺，包括以下步骤：
(1)预处理：将织物浸渍在预处理液中进行浸渍整理，所述预处理液含有端羟基的聚硅氧烷、巯基或异氰酸酯基烷氧基硅烷、碱剂和增稠剂；
(2)电晕处理：预处理后的织物烘干后在空气中进行电晕处理；
(3)喷墨印花：经过电晕处理的织物采用数码喷墨印花机进行喷墨印花，采用的墨水为活性染料墨水。
其中，还包括步骤(4)后处理：将喷墨印花后的织物在120～160℃的温度下烘焙30～300秒。
其中，织物与预处理液的浴比为1:10～100，优选为1:20～50；浸渍时间为3～50min，优选为5～15min。
其中，所述电晕处理的能量密度为5～100J/m2，放电频率为50Hz～100KHz；能量密度优选为5～50J/m2，更优选为10～30J/m2；电晕处理的放电频率优选为500Hz～50KHz，优选为1～20KHz。
其中，所述预处理液由0.5～5.0wt％的端羟基的聚硅氧烷、0.3～3.0wt％的巯基或异氰酸酯基烷氧基硅烷、0.1～0.5wt％的碱剂、0.5～5.0wt％的增稠剂以及余量的溶剂组成。
与现有技术相比，本发明所述的棉织物数码印花工艺具有以下有益效果：
本发明的棉织物数码印花工艺即能够适应棉织物的小批量个性化加工，同时也适用于批量化印花处理，具有对环境友好，工艺操作简单的优点；而且棉织物数码印花的清晰度、色泽鲜艳程度以及色牢度有了显著的改善。
具体实施方式
以下将结合具体实施例对本发明所述的棉织物数码印花工艺做进一步的阐述，以帮助本领域的技术人员对本发明的技术方案有更完整、准确和深入的理解。
本发明的棉织物数码印花工艺，包括以下步骤：
(1)预处理：将织物浸渍在预处理液中进行浸渍整理，预处理液的温度为25～50℃，并且预处理液含有端羟基的聚硅氧烷、巯基或异氰酸酯基烷氧基硅烷、碱剂和增稠剂；织物与预处理液的浴比为1:10～100，优选为1:20～50；浸渍时间为3～50min，优选为5～15min。浸渍整理后于80～100℃进行烘干。
(2)电晕处理：预处理后的织物烘干后在空气中进行电晕处理；电晕处理的能量密度为5～100J/m2，放电频率为50Hz～100KHz；能量密度优选为5～50J/m2，更优选为10～30J/m2；电晕处理的放电频率优选为500Hz～50KHz，优选为1～20KHz。在本发明的上述预处理的基础上，通过上述电晕处理可以引入适量的活性基团，改善了预处理后(浸渍整理后)的棉织物的印花性能，并且能够防止喷印的活性染料墨水向棉织物纤维内部的过度渗透，从而既保证了棉织物数码印花的色泽深度，同时也显著降低了渗化宽度，保证了棉织物数码印花的图案质量；而且通过上述预处理和电晕处理还显著改进了色牢度，起到了良好的协同效果。在本发明中，当电晕处理的能量密度小于5J/m2时，难以起到改进提高印花色泽深度的效果，而当电晕处理的能量密度大于100J/m2时，可能导致喷印墨水的过度渗透，印花图案的清晰度变差，导致印花效果变差。在本发明所述电晕处理是将预处理后的棉织物置于电晕放电的放电电极之间，而且采用卷到卷的设置方式可以适用于工业化连续生产，并且可以通过控制处理时间来控制电晕处理的能量密度。
(3)喷墨印花：经过电晕处理的织物采用数码喷墨印花机进行喷墨印花，采用的墨水为活性染料墨水。为了便于比较，在以下的实施例和对比例中均采用杜邦喷印活性染料墨水，并且采用C(青)、M(洋红)、Y(黄)和K(黑)四种颜色。采用的数码打印机为意大利产16头喷墨印花机，喷头采用单通道京瓷喷头，打印精度为800dpi×1200dpi，最高打印速度为550m2/h。
(4)将喷墨印花后的织物在120～160℃的温度下烘焙30～300秒，烘焙方式为红外线加热风烘焙。
另外，在烘焙后还可以进行水洗(冷水洗、热水洗)、皂洗等工艺步骤，在本发明中并不受限制，而且包括上述在步骤(4)后进行的水洗、皂洗等工艺步骤的棉织物数码印花工艺也属于本发明的保护范围内。在本发明中，上述步骤(1)～(4)是按顺序进行的，且各步骤之间可不包括其它的处理步骤。
具体来说，在本发明中，所述预处理液由0.5～5.0wt％的端羟基的聚硅氧烷、0.3～3.0wt％的巯基或异氰酸酯基烷氧基硅烷、0.1～0.5wt％的碱剂、0.5～5.0wt％的增稠剂以及余量的溶剂组成。
端羟基的聚硅氧烷的化学式如下：
R表示碳为1～10的烃基，n为10～1000的整数，所述n优选为50～500。所述端羟基的聚硅氧烷例如是端羟基的聚二甲基硅氧烷或端羟基的聚甲基苯基硅氧烷。所述巯基烷氧基硅烷选自3-巯基丙基三乙氧基硅烷和/或3-巯基丙基三甲氧基硅烷；所述异氰酸酯基烷氧基硅烷选自3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷和/或3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷。而所述碱剂选自碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾或碳酸氢钾中的至少一种。所述增稠剂可以选择天然高分子类增稠剂、纤维素类增稠剂、聚氨酯、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧化乙烯、卡波树脂等。作为天然高分子类增稠剂例如可以选择明胶、海藻酸钠、阿拉伯树胶、可溶性淀粉、大豆蛋白胶、琼脂等。作为纤维素类增稠剂例如可以选择甲基纤维素、羧甲基纤维素、羧甲基壳聚糖、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素等。所述溶剂在本发明中并无明确限制，只要能够溶解或分散上述组分即可，例如可以选择含有有机溶剂和水的混合溶剂，作为有机溶剂的例子例如可以选择乙醇、异丙醇、醋酸乙酯、四氢呋喃、二乙二醇单丁基醚、二乙二醇二乙基醚、二乙二醇二丁基醚等，所述有机溶剂的含量为预处理液的1.0～50wt％，优选为1.0～20wt％，更优选为1.0～10.0wt％。
实施例1
(1)预处理：将棉织物(平纹结构，90g/m2)浸渍在预处理液中进行浸渍整理，预处理液的温度为25℃，织物与预处理液的浴比为1:30，浸渍时间为10min。浸渍整理后于80℃进行烘干。
预处理液的配方为：0.5wt％的端羟基的聚二甲基硅氧烷(数均分子量约为11500)、1.2wt％的3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷、2.0wt％的碳酸氢钠、2.0wt％的海藻酸钠、2.0wt％的二乙二醇二乙基醚和余量的水。
(2)电晕处理：预处理后的织物烘干后在空气中进行电晕处理；电晕处理的能量密度为20J/m2，放电频率为10KHz。
(3)喷墨印花：经过电晕处理的织物采用数码喷墨印花机进行喷墨印花，采用的墨水为C\M\Y\K活性染料墨水。采用的数码打印机为意大利产16头喷墨印花机，喷头采用单通道京瓷喷头，打印精度为800dpi×1200dpi，最高打印速度为550m2/h。
(4)将喷墨印花后的织物在150℃的温度下烘焙120秒，烘焙方式为红外线加热风烘焙。
(5)烘焙后经过冷水洗、热水洗、冷水洗，然后晾干后即为成品。
实施例2
(1)预处理：将棉织物(平纹结构，150g/m2)浸渍在预处理液中进行浸渍整理，预处理液的温度为25℃，织物与预处理液的浴比为1:30，浸渍时间为10min。浸渍整理后于80℃进行烘干。
预处理液的配方为：2.0wt％的端羟基的聚二甲基硅氧烷(数均分子量约为11500)、2.0wt％的3-巯基丙基三乙氧基硅烷、3.0wt％的碳酸钠、1.0wt％的海藻酸钠、5.0wt％的二乙二醇二乙基醚和余量的水。
(2)电晕处理：预处理后的织物烘干后在空气中进行电晕处理；电晕处理的能量密度为30J/m2，放电频率为10KHz。
(3)喷墨印花：经过电晕处理的织物采用数码喷墨印花机进行喷墨印花，采用的墨水为C\M\Y\K活性染料墨水。采用的数码打印机为意大利产16头喷墨印花机，喷头采用单通道京瓷喷头，打印精度为800dpi×1200dpi，最高打印速度为550m2/h。
(4)将喷墨印花后的织物在150℃的温度下烘焙120秒，烘焙方式为红外线加热风烘焙。
(5)烘焙后经过冷水洗、热水洗、冷水洗，然后晾干后即为成品。
实施例3
(1)预处理：将棉织物(缎纹结构，100g/m2)浸渍在预处理液中进行浸渍整理，预处理液的温度为25℃，织物与预处理液的浴比为1:20，浸渍时间为10min。浸渍整理后于80℃进行烘干。
预处理液的配方为：1.0wt％的端羟基的聚二甲基硅氧烷(数均分子量约为11500)、1.2wt％的3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷、2.0wt％的碳酸氢钠、1.0wt％的阿拉伯树胶、3.0wt％的二乙二醇单丁基醚和余量的水。
(2)电晕处理：预处理后的织物烘干后在空气中进行电晕处理；电晕处理的能量密度为20J/m2，放电频率为10KHz。
(3)喷墨印花：经过电晕处理的织物采用数码喷墨印花机进行喷墨印花，采用的墨水为C\M\Y\K活性染料墨水。采用的数码打印机为意大利产16头喷墨印花机，喷头采用单通道京瓷喷头，打印精度为800dpi×1200dpi，最高打印速度为550m2/h。
(4)将喷墨印花后的织物在120℃的温度下烘焙240秒，烘焙方式为红外线加热风烘焙。
(5)烘焙后经过冷水洗、热水洗、冷水洗，然后晾干后即为成品。
实施例4
(1)预处理：将棉织物(缎纹结构，150g/m2)浸渍在预处理液中进行浸渍整理，预处理液的温度为25℃，织物与预处理液的浴比为1:20，浸渍时间为10min。浸渍整理后于80℃进行烘干。
预处理液的配方为：3.0wt％的端羟基的聚二甲基硅氧烷(数均分子量约为11500)、1.2wt％的3-巯基丙基三甲氧基硅烷、3.0wt％的碳酸氢钠、1.0wt％的阿拉伯树胶、5.0wt％的二乙二醇单丁基醚和余量的水。
(2)电晕处理：预处理后的织物烘干后在空气中进行电晕处理；电晕处理的能量密度为50J/m2，放电频率为10KHz。
(3)喷墨印花：经过电晕处理的织物采用数码喷墨印花机进行喷墨印花，采用的墨水为C\M\Y\K活性染料墨水。采用的数码打印机为意大利产16头喷墨印花机，喷头采用单通道京瓷喷头，打印精度为800dpi×1200dpi，最高打印速度为550m2/h。
(4)将喷墨印花后的织物在120℃的温度下烘焙240秒，烘焙方式为红外线加热风烘焙。
(5)烘焙后经过冷水洗、热水洗、冷水洗，然后晾干后即为成品。
对比例1
(1)预处理：将棉织物(平纹结构，90g/m2)浸渍在预处理液中进行浸渍整理，预处理液的温度为25℃，织物与预处理液的浴比为1:30，浸渍时间为10min。浸渍整理后于80℃进行烘干。
预处理液的配方为：2.0wt％的海藻酸钠、4.0wt％的碳酸钠、3.0wt％的尿素、1.0wt％的消泡剂和余量的水。
(2)电晕处理：预处理后的织物烘干后在空气中进行电晕处理；电晕处理的能量密度为20J/m2，放电频率为10KHz。
(3)喷墨印花：经过电晕处理的织物采用数码喷墨印花机进行喷墨印花，采用的墨水为C\M\Y\K活性染料墨水。采用的数码打印机为意大利产16头喷墨印花机，喷头采用单通道京瓷喷头，打印精度为800dpi×1200dpi，最高打印速度为550m2/h。
(4)将喷墨印花后的织物在150℃的温度下烘焙120秒，烘焙方式为红外线加热风烘焙。
(5)烘焙后经过冷水洗、热水洗、冷水洗，然后晾干后即为成品。
对比例2
(1)电晕处理：将棉织物(平纹结构，150g/m2)在空气中进行电晕处理；电晕处理的能量密度为30J/m2，放电频率为10KHz。
(2)浸渍处理：将电晕处理后的棉织物浸渍在预处理液中进行浸渍整理，预处理液的温度为25℃，织物与预处理液的浴比为1:30，浸渍时间为10min。浸渍整理后于80℃进行烘干。
浸渍处理液的配方为：2.0wt％的端羟基的聚二甲基硅氧烷(数均分子量约为11500)、2.0wt％的3-巯基丙基三乙氧基硅烷、3.0wt％的碳酸钠、1.0wt％的海藻酸钠、5.0wt％的二乙二醇二乙基醚和余量的水。
(3)喷墨印花：经过浸渍处理的织物采用数码喷墨印花机进行喷墨印花，采用的墨水为C\M\Y\K活性染料墨水。采用的数码打印机为意大利产16头喷墨印花机，喷头采用单通道京瓷喷头，打印精度为800dpi×1200dpi，最高打印速度为550m2/h。
(4)将喷墨印花后的织物在150℃的温度下烘焙120秒，烘焙方式为红外线加热风烘焙。
(5)烘焙后经过冷水洗、热水洗、冷水洗，然后晾干后即为成品。
对比例3
(1)预处理：将棉织物(缎纹结构，100g/m2)浸渍在预处理液中进行浸渍整理，预处理液的温度为25℃，织物与预处理液的浴比为1:20，浸渍时间为10min。浸渍整理后于80℃进行烘干。
预处理液的配方为：2.0wt％的海藻酸钠、1.2wt％的3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷、2.0wt％的碳酸氢钠、3.0wt％的二乙二醇单丁基醚和余量的水。
(2)电晕处理：预处理后的织物烘干后在空气中进行电晕处理；电晕处理的能量密度为20J/m2，放电频率为10KHz。
(3)喷墨印花：经过电晕处理的织物采用数码喷墨印花机进行喷墨印花，采用的墨水为C\M\Y\K活性染料墨水。采用的数码打印机为意大利产16头喷墨印花机，喷头采用单通道京瓷喷头，打印精度为800dpi×1200dpi，最高打印速度为550m2/h。
(4)将喷墨印花后的织物在120℃的温度下烘焙240秒，烘焙方式为红外线加热风烘焙。
(5)烘焙后经过冷水洗、热水洗、冷水洗，然后晾干后即为成品。
对比例4
(1)预处理：将棉织物(缎纹结构，150g/m2)浸渍在预处理液中进行浸渍整理，预处理液的温度为25℃，织物与预处理液的浴比为1:20，浸渍时间为10min。浸渍整理后于80℃进行烘干。
预处理液的配方为：3.0wt％的端羟基的聚二甲基硅氧烷(数均分子量约为11500)、1.2wt％的3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3.0wt％的碳酸氢钠、1.0wt％的阿拉伯树胶、5.0wt％的二乙二醇单丁基醚和余量的水。
(2)电晕处理：预处理后的织物烘干后在空气中进行电晕处理；电晕处理的能量密度为50J/m2，放电频率为10KHz。
(3)喷墨印花：经过电晕处理的织物采用数码喷墨印花机进行喷墨印花，采用的墨水为C\M\Y\K活性染料墨水。采用的数码打印机为意大利产16头喷墨印花机，喷头采用单通道京瓷喷头，打印精度为800dpi×1200dpi，最高打印速度为550m2/h。
(4)将喷墨印花后的织物在120℃的温度下烘焙240秒，烘焙方式为红外线加热风烘焙。
(5)烘焙后经过冷水洗、热水洗、冷水洗，然后晾干后即为成品。
对比例5
(1)电晕处理：将棉织物(平纹结构，90g/m2)在空气中进行电晕处理；电晕处理的能量密度为20J/m2，放电频率为10KHz。
(2)喷墨印花：经电晕处理的织物采用数码喷墨印花机进行喷墨印花，采用的墨水为C\M\Y\K活性染料墨水。采用的数码打印机为意大利产16头喷墨印花机，喷头采用单通道京瓷喷头，打印精度为800dpi×1200dpi，最高打印速度为550m2/h。
(3)将喷墨印花后的织物在150℃的温度下烘焙120秒，烘焙方式为红外线加热风烘焙。
(4)烘焙后经过冷水洗、热水洗、冷水洗，然后晾干后即为成品。
对实施例1～4以及对比例1～5的数码印花工艺得到的棉织物测试其颜色深度、渗化宽度、耐洗色牢度以及耐摩擦牢度进行测试，结果分别如表1所示。
其中，耐洗色牢度、耐摩擦色牢度参照GB/T3921.1-1997进行测试。渗化宽度采用以下公式计算得到。
D＝[|L1-L0|/2L0]*100％
其中L1为图像的打印宽度，L0为图像的设置宽度，|L1-L0|为织物的渗化宽度。D为渗化宽度。在放大倍率10倍的情况下，用AMCap软件对待测图像进行拍照，并对拍照的图像测量图案的最大渗化宽度。测量时设置宽度L0为1mm，并将5个区域的测量值求平均值作为该线条的渗化宽度。由于黑色墨水的渗化宽度最大，在此仅表征黑色的渗化宽度。
颜色深度采用K/S值表征。
表1数码印花工艺得到的棉织物性印花性能
对于本领域的普通技术人员而言，具体实施例只是对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种棉织物数码印花工艺，其特征在于包括以下步骤：
(1)预处理：将织物浸渍在预处理液中进行浸渍整理，所述预处理液含有端羟基的聚硅氧烷、巯基或异氰酸酯基烷氧基硅烷、碱剂和增稠剂；
(2)电晕处理：预处理后的织物烘干后在空气中进行电晕处理；
(3)喷墨印花：经过电晕处理的织物采用数码喷墨印花机进行喷墨印花，采用的墨水为活性染料墨水。
2.根据权利要求1所述的棉织物数码印花工艺，其特征在于：还包括步骤(4)后处理，将喷墨印花后的织物在120～160℃的温度下烘焙30～300秒。
3.根据权利要求1所述的棉织物数码印花工艺，其特征在于：织物与预处理液的浴比为1:10～100，浸渍时间为3～50min。
4.根据权利要求1所述的棉织物数码印花工艺，其特征在于：所述电晕处理的能量密度为5～100J/m2，放电频率为50Hz～100KHz。
5.根据权利要求1所述的棉织物数码印花工艺，其特征在于：所述预处理液由0.5～5.0wt％的端羟基的聚硅氧烷、0.3～3.0wt％的巯基或异氰酸酯基烷氧基硅烷、0.1～0.5wt％的碱剂、0.5～5.0wt％的增稠剂以及余量的溶剂组成。
6.根据权利要求1或5所述的棉织物数码印花工艺，其特征在于：所述端羟基的聚硅氧烷的化学式如下：
其中，R表示碳为1～10的烃基，n为10～1000的整数。
7.根据权利要求6所述的棉织物数码印花工艺，其特征在于：所述端羟基的聚硅氧烷为端羟基的聚二甲基硅氧烷或端羟基的聚甲基苯基硅氧烷。
8.根据权利要求6所述的棉织物数码印花工艺，其特征在于：所述巯基烷氧基硅烷选自3-巯基丙基三乙氧基硅烷和/或3-巯基丙基三甲氧基硅烷；所述异氰酸酯基烷氧基硅烷选自3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷和/或3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷。
9.根据权利要求6所述的棉织物数码印花工艺，其特征在于：所述碱剂选自碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾或碳酸氢钾中的至少一种。
10.根据权利要求6所述的棉织物数码印花工艺，其特征在于：所述增稠剂选自天然高分子类增稠剂、纤维素类增稠剂、聚氨酯、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧化乙烯或卡波树脂中的至少一种。
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