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无水转移印刷染色技术实验研究 近十年，我国印染行业出现了前所未有的快速发展的可喜局面，成为世界印染业中规模最大的国家。纺织印染行业是水资源消耗量大、污染物排放量较大的行业之一。从《中国环境统计年报》有关数据可以看出，印染行业是用水大户，在纺织印染生产过程中需要消耗大量的电能和蒸汽，同时要排放大量的印染废水。以2010 年为例，纺织行业废水排放总量为19.7 亿吨，其中80%来源于印染废水，而且水的平均重复利用率不到10%，是所有行业中最低的。目前，虽然大部分印染企业都建设了废水处理设施，并能够基本达标排放，但是，印染行业是耗水、排污的“大户”，对我国水环境产生的压力巨大，形势仍然不容乐观。当前，一项新的革命性的无水转移印染技术正在研发试验中，采用新技术、新工艺、新材料、新设备的结合，致力于彻底改变传统印花和染色基本工艺理念，将使传统印染行业这一耗水耗能污染的大户从根本上得以改变。 1 ·无水转移印刷染色技术的优势 （1）环保：印染完成后无需气蒸和水洗，不浪费水、不造成水和空气污染，基本达到少水和无水的目标。 （2）节能：转移印染设备转移热合辊基本在接近常温下工作（工作温度40-60 ℃），动力系统采用新型的变频技术，同等工荷可以节省能源30％。 （3）新材料：由于采用不同的染料，可配制适用于不同纤维的面料（棉、麻、丝、毛、化纤、棉纤混纺）等的多种染料墨水，技术的独到与先进，使无水转移印染成为可能，而且印染效果良好。 （4）新工艺：数码喷墨打样→客户确认→凹版滚筒制作→印刷转移PET 薄膜+待印染面料→冷转移印染（烘干、固色），可一步完成，操作连贯高效快速，产品优质零废品率。 （5）灵活应变：适应现代印染多花色、多规格、多批次、少数量等趋势，生产周期短，快速应对和满足海内外客户的高要求。 2· 无水转移印刷染色技术实验研究 2.1 实验材料 2.1.1 专用PET 膜 PET 膜是用来印制转移印染花膜的最佳载体，用喷墨打印机或4-6 色凹版印刷机将专用墨水(无需印刷其它离型剂)印制到膜面上干燥后备用。 2.1.2 转移印染专用数码喷墨墨水 采用“微胶囊”处理技术及其具有专利的特殊配方制作的水溶性染料墨水作为呈色物质,这种墨水的技术亮点是专用的复合型多功能印刷色浆，在转移印刷的时候，无需其它介质（架桥剂）直接转移在面料上焙烘即可，省去了传统印染汽蒸水洗工艺。 2.1.3 转移印染专用润湿液、固色液 润湿液的作用是在转移前，在面料表面浸润一层水膜，可以大幅降低表面张力、增强渗透力，提高染料墨水的致密性和附着力，对颜料有优良的分散、润湿作用，适用于水性色浆和纺织印染胶浆渗透剂。固色液是一种胶浆剂，用于织物面料染色后的固色处理，能够提高皂洗牢度，使印染后的织物更耐水洗、耐磨擦。 2.1.4 织物面料 棉、麻、丝、毛、化纤、棉纤混纺面料均可，这次实验准备的是棉、化纤白色面料各一批。 2.2 实验设备 （1）SDFX1650A6-H型六色凹版印刷机（松德机械股份有限公司生产）； （2）DFTH-1650B型无水常温转移印花机（东方天和印染科技有限公司生产）。 2.3 实验过程 2.3.1 转印花膜的制备 一般而言，小批量的试制用数字喷墨打印机将专用墨水打印到PET薄膜上，计算机可以自动计算合适的墨层厚度，此次实验，采用现成的凹版滚筒来四色印刷（C、M、Y、K）PET 薄膜，制成待用的转移印刷膜。 2.3.2 转移印染 将制好的PET 花膜和待印染面料在转移印花机上安装好，调节转移热合辊的温度至40-60 ℃ ，调节两个烘干辊的温度至70-80 ℃ ，在两个料斗里分别装入润湿液和固色液。待机器进入工作状态后，即可开机运行，机器速度控制在8-10m/min，面料首先经过润湿，然后进行热合转移，再经涂布固色液后，通过两道烘干辊干燥，收卷得印花成品。 2.4 实验结果分析 2.4.1 主观评价 转移印染所得花布，与客户来样（传统印染工艺）相比，墨色的鲜艳度和光泽度稍逊，图案的纹理尚不够理想的清晰，颜色基本一致，套位准确、墨色均匀、层次丰富、反差自然，外观无墨水泳迁等明显的弊病，基本接近来样，转移效果比较理想。 2.4.2 客观评价 客观评价是通过仪器的实测数据来反映各项指标是否符合质量要求，印染产品的质量指标很多，此次实验选取实地色密度、耐洗色牢度、色差等主要指标做测试，根据实验数据来评价转移印染产品的质量。 对于彩色印染来说，实地密度是影响色彩复制的一个重要因素。实地密度在一定程度上决定了油墨墨层厚度，反映了油墨转移率的大小，同时也决定了印刷品的网点扩大，以及印刷品的阶调再现。如果实地密度太小，则层次的再现能力较低，因此要提高实地密度值，尽量减少层次的压缩量，从而提高阶调再现能力；但如果实地密度值过高，由于墨层太厚和印刷压力的影响，造成网点扩大过大，也会使层次受到损失，特别是暗调部分层次极易损失。因此控制实地密度对于整个阶调的复制至关重要（表1）。  色牢度即染色牢度，是指纺织品在印染加工或使用过程中，经受各种外界条件作用后所引起颜色的变化程度，或可定义为：有色纺织品在经受各种外界条件作用后褪色或脱落的颜色沾污其它织物的程度。一般以检测耐洗、耐摩擦及耐光这三项色牢度指标为主。此次实验中，采用SW-12A耐洗色牢度仪来测试耐洗色牢度。色牢度评定，以等级制表示，根据可分辨的色差分为5 个等级，即5、4、3、2、1，在每个级别的中间补充半级，即4-5，3-4，2-3，1-2，数字越大表示牢度越好（表2）。 色差是指用数值的方式表示两种颜色给人的色彩感觉上的差别。如果两个颜色都使用L*a*b*表示颜色，则两者的单项色差及总色差可用下列公式计算： ① 明度差：△L* = L样品*- L标准* ② 色度差：△a* = a样品*- a标准* △b* = b 样品*- b标准* ③ 总色差：△Eab＝[ (△L*)2 + (△a*)2 + (△b*)2 ]1/2△Eab值越小代表色差越小，值越大代表色差越大（表3）。  从上面三项测试的结果中可以看出，实地（染色）密度、耐洗色牢度、印刷色差测试值均符合国家标准或行业标准，说明无水转移印刷染色技术具有现实的可行性和实用性，产品质量接近或达到了传统印染工艺的质量标准。 3· 结语 无水转移印刷染色技术无耗水、无排污、环保节能、符合国家节能减排“十二五”规划的要求。该技术具有工艺简单、适应面料广、易打样、废品少、易操作省工位、生产周期短等特点，产品质量可以和传统印染工艺相媲美，是一项革命性的技术进步。今后通过改进墨水和助剂配方，全面使用数字制版技术，提高转移图案的光泽度和清晰度，研发新型的转移印染设备，提升生产效能，无水转移印染技术必将成为未来主流的工艺方法，为环保节能做出更大的贡献。 参考文献 [1]罗毅.中国环境统计年报2010[M].北京:中国环境科学出版社,2011:47-49. [2]韩月,卢徐节.印染废水处理技术现状及研究[J].工业安全与环保,2008,34(7):12-14. [3]李思慧,钱军浩.热转移印刷中承印物热力学性能的研究[J].包装工程,2013,34(1):119-122. [4]陈景华,田旭妮.转移印刷中离型剂膜层厚度研究[J].包装工程,2011,32(11):65-68. [5]贾春江,陈广学.水性油墨在凹版印刷中的应用研究[J].包装学报,2011,3(1):32-35. [6]周世生,郑元林.印刷色彩学[M].北京:印刷工业出版社,2008:125-128. [7]罗武波.纺织品耐洗色牢度测定[J].广西轻工业,2010,139(6):116-117. [8]曹修平.印染产品质量控制[M].北京:中国纺织出版社,2006:130-132.85 |
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