芳纶织物数码印花工艺研究 芳纶织物

芳纶织物数码印花工艺研究 芳纶织物 本文研究了芳纶织物数码印花工艺,通过单因素实验分析及正交实验确定了芳纶织物数码印花的最佳浆料处方和印花工艺,测试了印花织物的K/S值、颜色鲜艳度、白度以及色牢度。实验结果表明:采用数码印花技术可以应用在芳纶织物上,印花产品的颜色鲜艳,色牢度较高;高效渗透剂的合理用量为 1 g/L,高温汽蒸的温度、时间分别为 130 、45 min。 Ink-jet printing procedure of Nomex? fabrics and the optimized paste formula were studied by single factor experiments and orthogonal experiments. The K/S value, brightness, whiteness and color fastness of printed fabrics were determined. The experimental results showed that the color and fastness of printed fabrics are bright and satisfied. The reasonable dosage of perate agent WL is 1 g/L. The steaming temperature and time are 130 ?C and 45 min respectively. 芳纶1313属芳香族聚酰胺纤维,化学名称为聚间苯二甲酰间苯二胺纤维,由美国杜邦公司在20世纪60年代首先研制成功,1967年以商品名Nomex? 推向市场。芳纶1313主要特征是耐久热稳定性,可在 220 使用几年的时间,使用寿命高于现有工业有机纤维。芳纶1313在火焰中难以自燃,即使点燃移开火焰后也会自熄。芳纶1313具有优良的耐高温性和阻燃性,因此当作为耐高温纤维材料时,主要用于宇宙航天领域。 近年来,随着国产芳纶1313生产工艺的成熟和产量的增长,其应用范围不断扩大,例如,耐高温纺织品(耐温防护服、消防服和航天服等)、高温下使用的过滤材料(高温过滤袋、过滤毡)、防火材料和工业耐高温设备的衬垫等。芳纶1313是由酰胺桥键互相连接的芳基所构成的线型大分子。其晶体中,氢键在两个平面内排列,形成氢键的三维结构。由于氢键作用较强,其结构稳定,具有优异的耐热化学性,耐碱性稍差,对其它化学助剂和有机溶剂十分稳定。 由于芳纶的玻璃化转变温度高,一般的染色方法很难将芳纶染深、染透。近年来,国内外有关芳纶染色的研究已有不少成果。但是,关于芳纶织物数码印花工艺的研究鲜有报道,本文研究了芳纶1313织物的数码印花工艺,得到了适合芳纶织物数码印花的浆料配方,印花样品具有较好的鲜艳度和深度。 1实验部分 1.1材料及设备 芳纶织物:克重 120 g/m2(美国杜邦公司,芳纶1313、芳纶1414、导电丝含量分别为 97%、2%、1%)。 药品:海藻酸钠、氯化钠均为分析纯;高效渗透剂AB,阳离子染料墨水自制。 设备:数码喷墨印花机(宏华数码科技有限公司); CM ? 3600D测色配色系统(意大利ORINTEX公司); WSD ? 3C白度测量仪(北京康光仪器有限公司)。 1.2工艺流程 调制浆料 上浆 烘干(80 10 min) 喷印 烘干(80 5 min) 汽蒸(130 60 min) 冷水冲淋 40 温水洗 皂洗 40 温水洗 冷水洗净 晾干。 阳离子染料墨水配置:商品染料 提纯 精制(两次) 添加剂 补充高纯去离子水至规定量。 上浆:二浸二轧,控制带液率 65% 左右。 喷印:由色卡生成软件生成青、品红、黄、黑4色打印,打印设置为:双向2 PASS。 皂洗液:磷酸二氢钠 2 g/L,皂片 2 g/L,浴比 150, 80 15 min。 1.3测试方法 1.3.1表观色深度K/S值 将打印色块的布折成 4 层,利用ORINTEX测色配色系统,测定染色织物的K/S值,测定 5 个不同的位置,取平均值。本试验中采用色卡C、M、Y、K印花后K/S值的加和作为评判标准,并且以K/S值作为印花效果的主要评价指标,即K/S值越高,印花效果越好。 1.3.2印花颜色鲜艳度 将打印色块的布折成 4 层放到ORINTEX测色配色系统上,然后测定染色织物的C值,为了读数准确测定 5 个不同的位置,取平均值。 1.3.3印花后织物未印花部分的白度 将织物未印花部分折叠 4 层置于白度仪,不同位置上测 3 次,取测量的平均值作为试样的白度值。 1.3.4印花后织物的色牢度 耐摩擦色牢度的测定参照GB/T3920 1997纺织品 色牢度试验 耐摩擦色牢度。 耐洗色牢度的测定参照GB/T3921.1 1997纺织品 色牢度试验 耐洗色牢度:试验1。 2结果与讨论 2.1海藻酸钠用量对K/S值影响 浆料中海藻酸钠用量的高低,不仅影响到印花效果的精细程度,同时也对染料的渗透性能产生影响,海藻酸钠用量对印花效果的影响如图 1 所示。 由图 1 可以看出,海藻酸钠的用量对织物印花后K/S值的大小有一定的影响。海藻酸钠在浆料中的主要作用是防止染料的渗化,其良好的抱水性有利于染料更多的与纤维结合。在一定范围内(1%),随着海藻酸钠用量的增加,印花试样的K/S值增加,并逐渐达到最大值。如果海藻酸钠的用量过多,大于 1.5% 时,过量的海藻酸钠分子沉积在纤维表面,阻碍染料分子向纤维内部渗透,此时K/S值降低。在后续试验中确定海藻酸钠用量为 1%。 2.2氯化钠用量对K/S值影响 确定海藻酸钠用量为 1% 的条件下,氯化钠用量对印花效果的影响如图 2 所示。 由图 2 可以看出,K/S值随着氯化钠用量增加K/S值由56 增加到 72,而后随氯化钠用量增加,K/S值缓慢下降。加入电解质氯化钠,钠离子吸附在纤维表面,中和了织物表面负电荷,使得表面浆料对阳离子染料的电荷吸引力降低,染料离子易于被纤维吸附,起促染作用,而且无机电解质的加入往往使高效染色剂溶液的表面活性提高,根据上述结果,确定氯化钠用量为 3%。 2.3高效渗透剂WL用量对K/S值影响 维持上述条件不变,高效渗透剂WL用量对印花效果的影响如图 3 所示。 由图 3 可以看出,随着渗透剂用量的增加,印花K/S值先增后降,在用量为 1% 时达到最大。渗透剂WL具有良好的匀染、渗透等作用,可有效防止上染过程中染料的凝聚,能够加速染料向纤维内部转移,具有较好的促染效果。但高效渗透剂用量过大时,部分染料渗透到织物的背面,造成K/S值降低,确定渗透剂WL用量为 1%。 2.4正交实验结果与分析 正交实验引入浆料放置时间,以海藻酸钠、氯化钠、高效渗透剂WL用量以及汽蒸时间等 4 个因素,进行四因素三水平正交实验,试验结果与分析如表 1 所示。 由表 1 平均极差可以得出,4 个因素对织物K/S值影响顺序为:汽蒸时间 渗透剂 氯化钠 海藻酸钠。汽蒸时间对K/S值影响最大,但是汽蒸 45 min与汽蒸 60 min,K/S值差别比较小,从织物印花效果来看,汽蒸 60 min比45 min渗化严重,氯化钠选用 3%,海藻酸钠用量由于影响选择用量为 1%。 2.5印花织物各项测试结果 按照上述浆料配方对芳纶织物进行上浆处理,烘干后进行数码印花和后处理,分别测定织物的K/S值、L、C、白度、色牢度,测试结果如表 2 所示。 从表 2 可以看出,印花后织物的各项性能均较好,而且印后的织物颜色鲜艳、色牢度较好。 3结论 (1)自制的阳离子染料墨水可以对芳纶织物进行数码印花,印花效果良好。 (2)数码印花芳纶织物上浆处理采用配方:海藻酸钠 1%,高效渗透剂WL为 1%,氯化钠用量为 3%。汽蒸时间和温度为 130 、45 min。 (3)使用优化的浆料配方上浆,使得芳纶织物数码印花产品获得了较高的K/S值,颜色鲜艳,印花产品的各项色牢度均达到 3 级以上。 _ 1 王建明,王鸿晓,谢芳菲,等. 芳纶1313织物染色性能研究J. 印染,xx(18):17 ? 19. 2 王灌,李少平,张建春. 芳纶1313染色性能研究J. 纺织学报,xx (23):11 ? 14. 3 黄兴山. 芳纶的性能、应用和生产J