工艺技术

工艺技术

按染料转移方式可分气相转移、熔融转移、剥离转移以及泳移转移等多种方法。目前疏水性的合成纤维织物主要采用气相转移方法，染料转移和固着需在高温（大于180℃）下完成。

许多有机溶剂不仅对染料有良好的溶解能力，而且对合成纤维有增塑作用，可加快染料在纤维中的扩散速度，提高匀染和透染程度，故可作染色介质代替水，进行溶剂染色，不过，大量溶剂的应用，不仅增加了加工成本，还需要对溶剂回收，因而限制了它的应用。

如果采用微胶囊技术将染料和溶剂制成微胶囊，再加工成转移印花纸，在转移印花时通过压力、高温或湿热作用使微胶囊破裂，在溶剂的作用下使染料转移到织物并固着在纤维上，这样不仅发挥了溶利染色温度低、匀染性好、上染速度快等特点，而且溶剂用量少，成本低，加工方便。对活性染料来说，固色时要在碱性介质条件下进行。而染料和碱剂长时间接触会遭到水解，如果将染料或碱剂制成微胶囊放在一起应用，例如印在转移印花纸上，可防止染料遭到水解，而在转移印花时使胶囊破裂，染料和碱剂混合在一起实现印花工艺。碱剂起到固色作用，所以微胶囊技术也可应用于活性染料转移印花。

热升华转移印花出现于20世纪30年代，并于70年代风靡欧洲及美、日等国家和地区，热升华转印技术在我国的发展相对迅速，应用领域十分广泛。由于其投资少、无污染、节约资源、印制效果突出等特点，引起了相关政府部门的重视。热升华转移印花是根据分散染料的升华特性，选择升华温度范围为180～240℃的分散染料，将其与浆料混合制成色墨，根据不同的花纹/图案要求，用印刷的方式将色墨印刷到转印纸上，然后将印有花纹、图案的转印纸与织物紧密接触，在200～230℃的转移印花机上处理10～30s，经过扩散作用进入织物内部，达到着色的目的。在加热升华过程中，为了使染料能定向扩散，往往在被染物的底板下一侧抽真空，使染料达到定向扩散转移，提高转印质量。

热升华染色印花时还需注意：选择在高温下升华性能好的染料；拼色时各色染料应具备近似的升华性能；染料对绒毛的亲和力应大于对基布、粘合剂等的亲和力；选用无色绒毛，经焙烘，染料正常发色后纤维色泽鲜艳；若采用有色绒毛，可根据拼色原理进行拼色植绒，如基布底浆为蓝色染料，绒毛为黄色，则焙烘后最终可得到绿色绒毛；对基布选择也很重要，若为棉布，升华染料对棉布不染色只是沾色，染料大部分上染到绒毛上，绒毛得色较深且浓艳；若基布为涤纶织物，染料对绒毛和基布都上染，因此，绒毛得色量减少，得色相对较浅。

热升华转印墨水主要从韩国和意大利进口，价格昂贵，以及印刷技术的数字化，热升华转印技术的应用领域变得更加广泛。归纳起来，热升华转印技术具有以下特点：采用热升华转印技术印制的织物花纹精细、色彩鲜艳、层次丰富而清晰、艺术性高、立体感强，是其他方法印花很难做到的，并能印制摄影和绘画风格的图案；热升华转印的最大特点是染料可扩散到聚酯或纤维中，印品手感十分柔软舒适，基本感觉不到墨层的存在。此外由于油墨在转印过程中就已干燥，图像的寿命与服装本身的寿命一样长，不会出现印刷图文磨损而影响织物美观的情况，印品手感柔软，使用寿命长；热升华转印时可以一次印制多套色花纹而无需对花，并可以根据客户的个性化需求在较短的时间内印制活件，工艺简单。设备投入少，灵活性强，正品率高；与传统织物印花不同，热升华转移印花无需蒸化、水洗等后处理过程，节省大量水资源，更无污水排放，节约资源、保护环境，对环境友好。目前，热升华转移印花工艺已被列入我国国家经贸委重点行业清洁生产技术导向目录之中，应用前景十分乐观。

新兴的冷转移印花技术由于其工艺的独特性，在节能、降耗、排污及提高纺织印花附加价值方面具有显著的优势，能够生产出高档纺织印花产品及畅通欧洲大陆的生态纺织品。冷转移印花最早是一项专门为全棉织物转移印花而开发的技术，因为可以于室温转印，故称为冷转移印花。近几年来，国内有好几家大厂都在引进冷转移印花这项新技术，他们与多家公司合作，投巨资打造冷转移印花示范基地，再在全国复制该模式。由此可见，经过多年来的发展，冷转移印花这项技术的含金量越来越高，在未来的5-10年内，将会有越来越多的企业人士涌向这个新领域。英国Dickinson Robinson集团发现此工艺适用于多种天然或合成纤维纺织品，包括棉、丝、亚麻、毛、粘胶、尼龙、涤纶和醋酸纤维等。3M公司开发了一种微胶囊系统，通过胶囊与非织造布表面纤维的摩擦，而将色素传递到非织造布上。瑞士Sandoz（山德士）染料有限公司发现，将染料分散到具有高介电常数的溶液中，染料颗粒会移向电极。用乙烯类树脂、聚酯和聚酰胺树脂等高电阻材料，将染料包裹微胶囊化，也可用于非织造布转移印花。在局部电场作用下，通过筛网将染料微胶囊沉淀，并固定在非织造布上，经加压、加热或适当溶剂作用，而使微胶囊破裂。

微胶囊织物静电电子印花

静电印花是在纸张静电印刷的工艺基础上发展起来的。一般静电印花只采用分散染料。它利用一种较简单的静电装置，即印刷涂料与织物之间保持一定间隔，在不直接接触情况下，由于静电场作用使印墨转移到织物上。为了使印刷图案在织物上有一定色牢度，在完成复印之后还必须进行固着后处理。由于静电印刷速度快，可将花纹图案一次性直接印制在织物上，比目前使用的其他印刷方法简捷方便，是一种具有发展潜力的新颖印刷方法；且静电电子印花具有效率高、流程短、成本低、环境污染小等优点，是生态纺织品印花首选的印花方法。

印刷中静电是引起故障的一个主要因素，因此印刷商都力争避免和防止静电带来的危害，织物印花中也是如此。但静电在印刷领域却有其特殊的应用，如静电复印、利用静电进行印刷品表面净化处理等。在织物印花中，静电也有其特殊的应用，如静电植绒印花和新兴的静电印花等。

静电印刷是近年来发展起来的一种新颖印刷工艺，由日本京都、理光等4家公司于2002年11月在日本试制成功。它利用一种较简单的静电装置，即印刷涂料与织物之间保持一定间隔，在不直接接触情况下，由于静电场作用使印墨转移到织物上。

高介电常数染料溶液微胶囊静电染色、染料微胶囊着色剂染色和印花以及变色染料微胶囊染色和印花等，用这些特殊的染色方法，可以得到常规染色方法不能得到的色彩效果。

使用具有介电性能的壁材（高比电阻的高分子物，如乙烯树脂）将染料颗粒（由高介电常数液体、染料及助剂制成溶液或悬浮体）封闭起来，在静电场的作用下，将染料转移到织物上，以达到染色或印花的目的。但必须使用特殊的方法才能使织物上的染料固着在纤维上，即在封闭成微胶囊之前，先将染料分散在一种具有高介电常数的溶液中，这样可大大提高染料颗粒向电极移动的准确性，从而可获得较清晰的花纹。采用这种染色和印花工艺，不仅工艺简单，精细度高，而且不需要进行后处理，可获得常规方法不能得到的效果。

目前静电印花存在着两大缺点：一方面是所用的树脂载体影响织物手感；另一方面是图案清晰度不太好。为了解决这些问题，瑞士Sandoz公司研制出了一种使用染料微胶囊静电印花的专利技术。将染料分散或溶解在具有高介电常数的溶剂中或设法使染料微胶囊表面带有电荷，再用合成高分子膜把染料溶液包覆成微胶囊，靠静电场的作用使染料微胶囊固着在纤维上或纤维间，经过加压或加热，染料即可升华冲出微胶囊而固着在织物上。Sandoz公司发现将染料分散到具有高介电常数的溶液中，染料颗粒能移向电极，故用高电阻壳材料，如乙烯类树脂、聚脂和聚酰胺树脂等将染料微胶囊化，可用于转移印花。微胶囊化染料直径一般小于50μm，在局部电场和光半导法作用下，应用电场或静电复印的方法，通过筛网将微胶囊沉淀并固定在纺织品上，再通过加压、加热或适当溶剂作用使微胶囊破裂。

静电电子印花装置与喷射印花机完全不同，不使用喷嘴，运转率比喷射印花高20%以上，清晰度为720dpi，生产速度是喷射印花机的50倍，而每平方米所需染料、油墨的价格则为喷射印花的1/200，它将带来21世纪全球印花工艺的极大变革。

微胶囊织物变色染料染色印花

光致变色染料是一种能够通过吸收光（比如紫外光）呈现出颜色的特殊染料材质。光变色染料的特点就是能在紫外条件下显现出不同颜色。由于这种染料对外界环境非常敏感，所以用微胶囊作为一种保护膜来为染料提供保护。这种包有光变色染料的微胶囊就被称为光致变色微胶囊。当光致变色微胶囊受到紫外辐射时，其内部的染料结构会因产生变化而呈现出颜色。反之，若隔离紫外辐射，其内部结构又会恢复，颜色也会随之消失。

光敏变色染料的品种多样，但只有具有一定牢度的染料才能用于纺织品的染色。纺织品不同的应用，对染料牢度的要求也不同。如用于服装上，对耐洗牢度、耐汗渍牢度、耐晒牢度的要求都较高；如用于窗帘，对耐晒牢度要求较高；而椅套、坐垫则要求耐摩擦牢度高些。光敏变色染料染色一般不需改变常规的染色工艺及染色设备，要害在于变色染料的选择，从而得到满足的染色效果和变色效果。国内已有企业及研究单位应用这种技术开发了变色腈纶、变色涤纶及混纺织物。后整理法中最重要的是变色染料的采用，变色染料染色一般不需改变常规的染色工艺及染色设备，要害在于变色染料的选择，从而得到满足的染色效果和变色效果。

目前商品化的可逆热变色染料是一种多组分的复配物，这种复配物的主要组分有提供热变色色基的给电子体化合物、引起热变色的受电子体化合物、调节温度变化的溶剂和其它添加剂，其中前三种组分起决定作用。这种有机热变色色素复配物可任意选择变色温度和颜色，可进行有色无色、有色A有色B的可逆变化，具有色彩鲜艳、变色灵敏度较高、价格低等优点。当将分别指示一定变化温度和颜色的两种或更多种有机热变色色素复配物分别微胶囊化以后，再将这些微胶囊复配，可以取得多级热变色效果。热变色色素中还包括液晶，一些液晶随外界温度的变化其颜色也会发生变化，可将液晶制成微胶囊通过粘合剂固着在织物上。这类热变色色素微胶囊施加到织物上后，所得织物随着温度的变化而呈现出微妙的美丽色彩，特别适合制成演出服装、幕布、地毯及游泳衣、滑雪衫、头巾、领带、雨伞和雨衣等。

热敏变色印花亦称感温变色印花，早期的热敏变色印花就已采用了热敏变色染料加工成微胶囊后，印制到织物上去，它有可逆和不可逆两类。不可逆的热敏变色染料一般作为温度检测指示。用于纺织品上一般都为可逆的。按其结构可分为无机和有机两类，有机热敏变色染料广泛用于纺织品，它是由隐色染料、显色剂和增感剂（减敏剂）三者所组成的。

智能变色纺织品是一种具有特殊组成或结构，在受到光、热、水分或辐射等外界刺激后能做出响应，即可逆地改变颜色的纺织品。变色材料进行微胶囊包覆，通过树脂均匀涂在基布上，在特定的温度下它的颜色会发生改变，根据环境温度的变化就能使基布显色或退色。由于其颜色随外界环境的变化而发生可逆变化，既能满足现代消费者希望服装的色彩富于变化的消费心态，还可以制作成有安全警戒作用的纺织品。

颜色可随温度而发生可逆性变化的纺织品称为温敏纺织品或热敏纺织品。随温度变化的物质可以分为有机和无机两类。热变色性又可以分为可逆和不可逆两类，用于纺织品的热变色染料或颜料一般应属于可逆性的。可逆热变色材料的变色机理主要有晶型转变机理、结构变化机理、结晶水“得失”机理、pH变化机理、电子得失机理、熔融机理等。

近年来为改善耐洗涤性及耐光性，开始趋向于采用聚合物添加温致变色显色剂的方法。温致变色显色剂是由酸显色染料（给电子显色）、酸性物质（受电子化合物及有机溶剂反应介质）所组成，其变色原理是酸显色染料与酸性物质之间的电子受反应温度的影响。此外，主要的是溶剂对该两种物质的溶解度也随温度变化，温度高时溶解度大，使显色染料与酸性物结合，失电子而显色。用于温敏变色纤维的染料变色温度范围为40℃～80℃。常用的显色染料有：酞类、氧杂蒽类、噻嗪类等。常用的酸性物质有：氮茂、酚类、酸性磷酸酯等。有机溶剂则为醇类、脂肪酸、酯类、酮类和醚类等。

结束语

总的来说，微胶囊技术最大的社会效益为清洁、节能、减排，彻底改变了染色污染重、耗水量大的状况。从染色排水COD来说，与传统工艺相比，其相应的经济效益也是明显的。近年来，世界上纺织品的应用发生了巨大的变化，日本、欧美社会占据了纺织品高技术链端，慢慢进入智能纺织品时代，微胶囊技术作为一种纺织领域的整理新方法在智能领域得到了越来越广泛的应用。正确地将微胶囊技术用于智能纺织品能提高纺织品附加值、高档化和多样性，我国是纺织服装工业的生产大国，微胶囊技术的深入研究及其与纺织品的结合必然在智能纺织品领域显示了广阔的空间。微胶囊技术在织物的功能整理上存在着巨大的潜力，微胶囊技术的应用极大地拓宽了纺织品后加工领域在纺织工业具有广阔的发展前景。