TWI642828B - 濕式低溫熱轉移印花方法 - Google Patents

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Abstract

一種濕式低溫熱轉移印花方法，將具有一助印塗層和印製於助印塗層之染料水墨的轉印圖案載體和經過預處理的轉印織物通過結合了轉印和烘乾固色的一體化轉印固色工序，完成轉印織物的轉移印花；其中的實施方式包括在熱轉移印花設備的前段增加織物加濕裝置，中段增加熱壓裝置，以及後段增加紅外線烘乾固色裝置，可以解決傳統熱轉移印花製程只能藉由分散染料昇華印製聚酯纖維之缺點，並針對冷轉移印花印製後，需另外進行冷堆固色與汽蒸固色之缺點予以克服，能大幅提升印花織物之品質並將轉印與烘乾固色結合為單一工序。

Description

濕式低溫熱轉移印花方法
本發明涉及紡織產業中的染整業的染整技術，特別是一種對現有的熱轉移印花改進的濕式低溫熱轉移印花方法。
傳統的熱轉移印花是依據分散染料遇熱昇華的特性，選擇在180℃~230℃即可汽化之分散染料，將分散染料和酒精等溶劑混合成油墨，再依據花型圖案要求，利用印刷機將油墨印刷至轉印紙上，然後將印刷有花型圖案的轉印紙與織物密合，在一定的溫度、壓力和時間的條件下，該分散染料即可從轉印紙汽化昇華轉印至由聚酯纖維構成的單一織物上，從而達到印花著色之目的。這種使用分散染料的熱轉移印花工藝，只適用對昇華型分散染料有親和力的聚酯纖維織物，對於棉、麻等天然纖維與聚醯胺纖維等化學纖維製成的織物並不適用。
近來逐漸受關注之冷轉移印花技術，是在常溫下將轉印載體上由染料印製的花型圖案轉移至織物上，然後經過冷堆與汽蒸工序完成固色。
而冷堆固色通常需6~12小時，生產週期較長，不符經濟效益且品質不易控制。汽蒸固色對於天然纖維與聚酯纖維織物，需8~15分鐘的固色時間，對於聚醯胺纖維織物則需要較長的固色時間(約30~40分鐘)。相較於冷堆固色工序，汽蒸固色的時間雖然大幅縮短，但是容易因為 汽蒸過程水汽控制不當，造成轉印後花型模糊與滲化之現象。
在已核准公告的台灣發明專利TW I500836「染料轉移和焙蒸固色一體化轉移印花」，其中揭露的技術是以冷轉移印花設備為基礎將其中的轉印中心輥加熱，以取代後段冷堆固色與汽蒸固色，對於天然纖維織物加熱溫度60℃~145℃，時間約需5~30秒，但其僅於表面受熱與時間過程，並不足以讓反應性染料與天然纖維充分結合，以致色牢度與顏色鮮艷飽和度無法達到要求。而針對聚醯胺纖維織物加熱60℃~120℃，時間約需15~40分鐘，較長的加熱時間實在難以實現量產的目標。
以現有傳統熱轉移印花設備加熱輥筒直徑1m，轉印車速12m/min為例，其織物轉印時間才約15~20秒，如要增加至15~40分鐘，其加熱輥筒直徑勢必要較傳統熱轉移印花設備增加60~160倍，也就是加熱輥筒直徑要增加至60m~160m，如上對於實際量產顯然難以實施。
本發明所要解決的技術問題在於提供一種濕式低溫熱轉移印花方法，用以解決傳統熱轉移印花製程只能藉由分散染料昇華印製聚酯纖維之缺點。並針對冷轉移印花印製後，需另外進行冷堆固色與汽蒸固色之缺點予以克服，能大幅提升印花織物之品質並將轉印與烘乾固色結合為單一工序。
為解決上述的技術問題，本發明提出了一種濕式低溫熱轉移印花方法，包括：製備具有一助印塗層和印製於助印塗層之染料水墨的轉印圖案載體的步驟；轉印織物的預處理步驟；以及結合轉印和烘乾固色的一體化轉印固色工序的步驟。
其中製備轉印圖案載體的步驟包括準備印花載體，將染料調製為水墨，在印花載體的表面塗佈助印塗層，助印塗層的塗佈量為5~25g/m2，以及將水墨印製於助印塗層。
其中助印塗層的組成包含佔助印塗層之重量百分比為：10~35%的乙烯-醋酸乙烯共聚物、5~30%的松香改性樹脂(C19 H29 COOH)或石油樹脂；15~30%的石蠟(Cn H2n+2，其中n=20~40)；0.5~3%的抗氧化劑以及10~50%的二氧化矽(Sio2)。
其中印花載體包含轉印紙和塑料薄膜其中的任一種。
其中採用輥塗、平網與圓網其中任一種塗層方式塗佈於印花載體的表面。
其中轉印織物的預處理步驟包括在熱轉移印花設備的前段增加織物加濕裝置，將轉印織物加濕至含水率為10~90%。
其中結合轉印和烘乾固色的一體化轉印固色工序的步驟包括在熱轉移印花設備的中段增加熱壓裝置，以及在熱轉移印花設備的後段增加紅外線烘乾固色裝置，將加濕後的轉印織物與轉印圖案載體密合送入熱轉印設備的熱壓裝置，將轉印圖案載體上的水墨熱熔轉移至轉印織物，再經由紅外線烘乾固色裝置以紅外線照射完成固色。
其中熱壓裝置的轉印壓力為500~5000kg/m(線壓力)，轉印溫度為80℃~120℃，轉印時間為15~30秒。
其中紅外線烘乾固色裝置產生的紅外線是波長為2~4微米(μm)的中波紅外線。
其中結合轉印和烘乾固色的一體化轉印固色工序的步驟包 括在以紅外線照射完成固色之後，進行水洗和烘乾的步驟。
本發明的有益效果包括：以解決傳統熱轉移印花只能適用於聚酯纖維單一織物，且經過高溫所造成織物手感粗糙與表面光亮之不自然效果，以及採用昇華型分散染料，所造成色牢度不佳等缺點。
本發明進一步解決習知冷轉移印花技術採用冷堆固色與汽蒸固色所衍生之冷堆生產週期較長，和汽蒸水汽控制不當所造成之花型圖案模糊與滲化等缺點，本發明的轉印溫度相對低於傳統熱轉移印花所需的溫度，可以縮減汽蒸所造成之能耗，具有節能減碳以及符合環保的功效。
本發明另一方面還可以解決習知染料轉移和焙蒸固色一體化轉移印花技術，所衍生之固色不足所造成色牢度不佳與加熱輥筒圓周過大，難以實現量產的問題。
有關本發明的具體實施方式及其技術特點和功效，下文將配合圖式說明如下。
(A)‧‧‧製備具有一助印塗層和印製於助印塗層之染料水墨的轉印圖案載體的步驟
(B)‧‧‧轉印織物的預處理步驟
(C)‧‧‧一體化轉印固色工序的步驟
第1圖是本發明濕式低溫熱轉移印花方法的一種實施例的步驟流程圖。
第2圖是本發明濕式低溫熱轉移印花方法的另一種實施例的步驟流程圖。
首先請參閱第1圖，是本發明濕式低溫熱轉移印花方法的一種實施例的步驟流程圖。
本發明濕式低溫熱轉移印花方法的一種實施例包括：(A)製備具有一助印塗層和印製於助印塗層之染料水墨的轉印圖案載體的步驟；(B)轉印織物的預處理步驟；以及結合轉印和烘乾固色的一體化轉印固色工序的步驟(C)。
其中製備轉印圖案載體的步驟(A)包括：準備印花載體，將染料調製為水墨，在印花載體的表面塗佈助印塗層，助印塗層的塗佈量為5~25g/m2，以及將水墨印製於助印塗層。其中印花載體選自於包含轉印紙和塑料薄膜其中的任一種；其中適用的染料包含：酸性染料、反應性染料、分散染料、鹽基性染料、直接染料、士林染料和顏料其中的任一種，依據各種染料的特性以適量的水調製成水墨。
以上述染料調製完成的水墨可適用於以天然纖維和人造纖維製成的轉印織物，其例如中天然纖維包含：植物纖維的棉、麻、黃麻、苧麻，和動物纖維的蠶絲、羊毛、免毛、駱駝毛；其中人造纖維包含：合成纖維的聚酯纖維、聚醯胺纖維、聚炳烯晴纖維、聚氯乙烯，和再生纖維的黏膠縲縈、醋酸纖維。
其中助印塗層可以隔離水墨和印花載體並且是一種具備載墨和熱熔功效的膠體，用以在後續的一體化轉印固色工序幫助水墨熱熔轉移至織物，而完成階段固著上色之目的；助印塗層可以採用輥塗、平網與圓網其中任一種塗層方式塗佈於印花載體的表面。
助印塗層的組成成分如下，其中各個成分以該成分佔助印塗層之重量百分比表示。
(1)10~35%的乙烯-醋酸乙烯共聚物(Ethylene Vinyl Acetate Compolymer)；(2)5~30%的松香改性樹脂(C19 H29 COOH)或石油樹脂；(3)15~30%的石蠟(Cn H2n+2，其中n=20~40)；(4)0.5~3%的抗氧化劑；以及(5)10~50%的二氧化矽(Sio2)。其中乙酸乙烯(VA)為乙烯-醋酸乙烯共聚物之單體，乙酸乙烯於乙烯-醋酸乙烯共聚物中之含量為5~95%，因工業生產方式不同，可得乙酸乙烯含量百分比不同。乙烯-醋酸乙烯共聚物可以決定助印塗層的黏結能力，熔融溫度與黏結強度，具有載墨與熱熔功效。
其中轉印織物的預處理步驟(B)是使用助劑將轉印織物加濕至含水率10~90%。其中所述的含水率=((濕布重-乾布重)÷乾布重)*100%。
本發明濕式低溫熱轉移印花方法的一種較佳實施方式可以透過對現有的熱轉移印花設備作部分的改進加以實現。具體的實現方式包括：在熱轉移印花設備的前段增加織物加濕裝置，其中加濕裝置可以是選自於包含：浸軋式加濕裝置、輥塗法加濕裝置和噴塗式加濕裝置其中的任一種。
其中結合轉印和烘乾固色的一體化轉印固色工序的步驟(C)，是將製備完成的轉印圖案載體和加濕後的轉印織物密合，再利用熱壓方式將轉印圖案載體上的水墨熱熔轉移至轉印織物，完成階段固著上色，然後將轉印圖案載體和轉印織物分離，再將轉印織物以中波紅外線烘乾完成固色，最後獲得濕式低溫熱轉移印花的成品。
較佳地，其中結合轉印和烘乾固色的一體化轉印固色工序的步驟(C)可以透過對現有的熱轉移印花設備作部分的改進加以實現。具體的實現方式包括：在熱轉移印花設備的中段增加熱壓裝置，以及在熱轉移 印花設備的後段增加紅外線烘乾固色裝置，其中熱壓裝置的一種實施方式可以是加熱輥筒，將加濕後的轉印織物與轉印圖案載體密合送入熱轉印設備的熱壓裝置，依據轉印織物和水墨的種類和特性在適合的轉印壓力、轉印溫度和轉印時間的條件下，將轉印圖案載體上的水墨熱熔轉移至轉印織物；在本發明的一實施方式其中熱壓裝置的轉印壓力為500~5000kg/m(線壓力)，轉印溫度為80℃~120℃，轉印時間為15~30秒。
其中結合轉印和烘乾固色的一體化轉印固色工序的步驟(C)，較佳地是採用中波紅外線進行固色。紅外線燈管(或稱紅外線輻射器)加熱技術在工業上之潛力是相當無窮的，此技術可以廣泛地應用在加熱升溫、烘乾製程。因為它的體積可以設計得很緊湊，所以它可以很容易被裝置在既有的設備上與現有的傳統烘乾設備融合一體或甚至取代以達到更高的產能或效率，紅外線產生是以連續性的頻譜展現(0.8微米~1毫米)，當物體本身溫度上升，則發射出的紅外線強度也會隨之增強，大約是以溫度的4次方這個比例增強；所以，如果物體的溫度提升多一倍，則每單位面積發射的紅外線能量可提升16倍。一般而言，紅外線依據波長的不同可以區分成三種，分別為：短波紅外線，波長小於2微(micron meter，μm)；中波紅外線，波長介於2-4微米；以及長波紅外線，波長大於4微米。由於一體化轉印固色工序的步驟(C)在進行固色時所需加熱的目標是構成轉印織物的纖維內部的水份，故選用波長區段介於2~4微米(μm)的中波紅外線，具體的實施方式是採用2.5~3微米之間的炭中波紅外線燈管最為合適。
在結合轉印和烘乾固色的一體化轉印固色工序的步驟(C)，其中利用熱壓方式將轉印圖案載體上的水墨熱熔轉移至轉印織物，完成階 段固著上色，由於水墨中含有的部份染料仍未能完全進入纖維空隙之間產生鍵結，因此再以炭中波紅外線燈管照射轉印織物，其中殘餘水份吸收紅外線短波長能量汽化成水蒸氣藉以使染料與纖維產生反應，可以有效的固著於轉印織物的纖維之上，獲得較佳的色牢度。
請參閱第2圖是本發明濕式低溫熱轉移印花方法的另一種實施例的步驟流程圖。和第1圖的實施例的區別在於，第1圖的方法的實施例在經過一體化轉印固色工序的步驟(C)中的中波紅外線固色之後即為成品；在第2圖的實施例是將依據第1圖之方法完成的固色後的轉印織物，再通過水洗和烘乾的步驟之後獲得最後的成品，可以藉由水洗去除多餘的染料，增加色牢度。
雖然本發明已透過上述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之請求項所界定者為準。

Claims (11)

  1. 一種濕式低溫熱轉移印花方法，包括：製備轉印圖案載體的步驟，包含：準備印花載體，將染料調製為水墨，在該印花載體的表面塗佈助印塗層，以及將該水墨印製於該助印塗層；該助印塗層的組成包含佔該助印塗層之重量百分比為：10~35%的乙烯-醋酸乙烯共聚物、5~30%的松香改性樹脂(C19 H29 COOH)或石油樹脂；15~30%的石蠟(Cn H2n+2，其中n=20~40)；0.5~3%的抗氧化劑以及10~50%的二氧化矽(Sio2)；轉印織物的預處理步驟，用以將該轉印織物加濕至含水率為10~90%；以及結合轉印和烘乾固色的一體化轉印固色工序的步驟，包含將製備完成的該轉印圖案載體和加濕後的該轉印織物密合，再利用熱壓方式將該轉印圖案載體上的該水墨熱熔轉移至該轉印織物，然後將該轉印圖案載體和該轉印織物分離，再將該轉印織物以中波紅外線烘乾完成固色，該中波紅外線是波長為2~4微米(μm)；其中該熱壓的轉印壓力為500~5000kg/m(線壓力)，轉印溫度為80℃~120℃，轉印時間為15~30秒。
  2. 如請求項1所述的濕式低溫熱轉移印花方法，其中該印花載體包含轉印紙和塑料薄膜其中的任一種。
  3. 如請求項1所述的濕式低溫熱轉移印花方法，其中是採用輥塗、平網與圓網其中任一種塗層方式將該助印塗層塗佈於該印花載體的表面，該助印塗層的塗佈量為5~25g/m2。
  4. 如請求項1所述的濕式低溫熱轉移印花方法，其中該中波紅外線是波長為2.5~3微米(μm)。
  5. 如請求項1所述的濕式低溫熱轉移印花方法，其中該結合轉印和烘乾固色的一體化轉印固色工序的步驟包括在以中波紅外線將該轉印織物烘乾完成固色之後，進行水洗和烘乾的步驟。
  6. 一種濕式低溫熱轉移印花方法，包括：製備轉印圖案載體的步驟，包含：準備印花載體，將染料調製為水墨，在該印花載體的表面塗佈助印塗層，以及將該水墨印製於該助印塗層；該助印塗層的組成包含佔該助印塗層之重量百分比為：10~35%的乙烯-醋酸乙烯共聚物、5~30%的松香改性樹脂(C19 H29 COOH)或石油樹脂；15~30%的石蠟(Cn H2n+2，其中n=20~40)；0.5~3%的抗氧化劑以及10~50%的二氧化矽(Sio2)；轉印織物的預處理步驟，是在熱轉移印花設備的前段增加織物加濕裝置，將該轉印織物加濕至含水率為10~90%；以及一體化轉印固色工序的步驟，是在該熱轉移印花設備的中段增加熱壓裝置，以及在該熱轉移印花設備的後段增加紅外線烘乾固色裝置，將製備完成的該轉印圖案載體和加濕後的該轉印織物密合，再利用該熱壓裝置透過熱壓方式將該轉印圖案載體上的該水墨熱熔轉移至該轉印織物，然後將該轉印圖案載體和該轉印織物分離，再透過該紅外線烘乾固色裝置以中波紅外線將該轉印織物烘乾完成固色，該中波紅外線是波長為2~4微米(μm)；其中該熱壓裝置的轉印壓力為500~5000kg/m(線壓力)，轉印溫度為80℃~120℃，轉印時間為15~30 秒。
  7. 如請求項6所述的濕式低溫熱轉移印花方法，其中該印花載體包含轉印紙和塑料薄膜其中的任一種。
  8. 如請求項6所述的濕式低溫熱轉移印花方法，其中是採用輥塗、平網與圓網其中任一種塗層方式將該助印塗層塗佈於該印花載體的表面，該助印塗層的塗佈量為5~25g/m2。
  9. 如請求項6所述的濕式低溫熱轉移印花方法，其中該加濕裝置可以是選自於包含：浸軋式加濕裝置、輥塗法加濕裝置和噴塗式加濕裝置其中的任一種。
  10. 如請求項6所述的濕式低溫熱轉移印花方法，其中該中波紅外線是波長為2.5~3微米(μm)。
  11. 如請求項6所述的濕式低溫熱轉移印花方法，其中該一體化轉印固色工序的步驟包括在以中波紅外線將該轉印織物烘乾完成固色之後，進行水洗和烘乾的步驟。
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