传统活性染料印花、数码印花与免水洗印花工艺对比分析

传统平网、圆网活性染料印花技术：

一、活性染料传统印花背景

活性染料色谱齐全，湿牢度高，手感柔软，是纤维素纤维印花用 的主要染料。不但在棉、粘胶、天丝、麻类织物上广泛应用，而且在 真丝类织上也大量使用。目前，活性染料主要采用一相法（碱与活性 染料同浆）直接印花工艺， 印花糊料主要采用海藻酸钠，但不足之处 是浮色太重，后水洗任务重，容易造成白地沾染，影响产品质量。同 时产生大量的印染污水， 对环境造成严重影响， 且增加了废水处理成 本。造成上述结果，主要是因活性染料固色率不高造成的，实际生产 中固色率超过 80%的极少，多数在 60— 70%之间。

二、影响活性染料固色率的因素： 因素之一：活性染料分子结构、反应活泼性为主要因素。 低温型活性染料反应活性过高， 容易发生水解， 而高温型活性染料反 应性低，易造成反应不完全的现象。 目前国内外主要采用的是一氯均 三嗪染料和乙烯砜型染料。

1、一氯均三嗪染料：耐碱性高，色浆不易水解，固色后的共价键也 不易在碱性环境下断键， 因此，一氯均三嗪活性染料是目前市场上最 适合全料法传统印花的活性染料。其色浆稳定性高，贮存时间长，即 使在40 C高温环境下，放置两周后其色光变化也很小，印花半制品 即使不及时蒸化也不容易出现风印疵病。 但其活性基反应性低， 对蒸 汽湿度要求较高，特别是印再生纤维素纤维织物时。化验室打样时， 蒸汽湿度充足，得色浓艳，但大生产时，因为蒸汽湿度较低，经常会 导致得色浅，色光萎暗，前后批色差严重，甚至出现左中右色差，布 面色花等问题。 此外，其固色率较低，大多数染料固色率为 50—60%， 大生产会更低，因此做深色或特深色时，花型容易渗化，水洗时会造 成大量的浮色，而且易造成白底沾色， 绳状水洗时还会出现搭色问题， 印花产品湿摩擦牢度差，废水 COD 高等一系列问题。为了改善以上 问题，印花企业大量使用尿素，成为了氨氮排放大户。

2、乙烯砜型染料：虽然乙烯砜型染料固色率高，但其适用于两相法 印花，不适合现在较普遍的全料法印花。乙烯砜活性基反应性高，因 此容易和纤维反应， 但也容易和水反应形成不耐碱的共价键， 易水解。 特别是在大量尿素存在的条件下， 水解更加严重。 其印花色浆放置不 宜超过 2 天，特别是夏季气温高时，更易水解，颜色变浅，黑色甚至 变成咖啡色，造成染料大量浪费。由于尿素的存在，印花后的织物在 堆置过程中，易吸收空气中的水分，造成局部染料水解，从而出现风 印疵病。另外，双活性基染料大多数是一氯均三嗪和乙烯砜两个活性 基，因此同样存在风印问题。

因素之二：印花糊料。目前，活性染料纤维素纤维印花色浆配制常用 海藻酸钠糊料，具有脱糊清洗方便的优点， 与活性染料存大电荷斥力， 有利于活性染料从色浆转移到纤维素纤维上，但也存在流变性不理 想，圆（平）网印花特别是高目数网印，精细花型和大面积印花效果 不理想等缺陷， 其得色量也不及一些其他合成浆料。 近年来海藻酸钠 价格提高，导致印花生产成本上升。三、传统印花浆料工艺处方：

余量 100g

四、传统印花工艺路线：

印花前还需打样、制版、调浆 印花时则前处理——印花——蒸化——水洗——定型——检验—— 包装入库。

五、存大的弊端：

1、印花前需打样、制版、调浆，前期准备工作繁多，配置人员多。

2、水洗任务重，产生大量的印花水洗废水。

3、印花浆料加入大量的尿素，氨氮排放高，污水难处理。

4、达不到高精度，高品质印花产品。

5、清洗网框、浆泵、浆桶、磁棒、刮刀需消耗大量的水资源，万米 布需消耗水资源约 10—20 吨。

6、剩浆回收工作、改浆利用不彻底，浆料摆放时间一长，容易水解 酸化，这部份浆料往往只能倒入污水处理池， 一方面浆料浪费情况严 重，另一方面增加了污水处理站处理污水的压力。

传统活性染料数码印花技术：

传统数码印花， 即利用数码技术对各种纺织品进行印花加工， 其 加活性染料 0.01—4g/L

尿素 10—20 g/L

海藻酸钠 10—20 g/L

碳酸氢钠 5—20 g/L 工过程简单来说是通过各种数字化手段， 将图像输入到计算机， 通 过印花软件系统编辑处理后， 形成所需要的图案， 再由输入软件控制 喷绘机，将各种专用墨水直接喷印到各种织物上，然后经 102C的蒸

汽固色、脱浆褪浮色等处理，获得印有高精度图案的印花纺织品。

要想获得理想的喷墨印花效果， 除了印花专用设备、 数码专用墨 水外，喷墨印花的织物须经上浆预处理。 上浆前的坯布必须保证有良 好的毛效， 即须经过充分的精练和去杂质处理， 为获得良好光泽和手 感，印花坯布还需要经过漂白和增白处理，以获得鲜艳亮丽的色彩， 为保证图案的印花质量，印花坯布不能有纬斜和织造疵病。

与传统活性染料印花原糊相同， 浆料的配方与调制仍是数码印花 中很重要的环节。浆料组成主要包括糊料、碱剂、尿素等。其中糊料 的作用是抑制喷射在织物上的墨水扩散， 保持印花图案分辨率。 喷墨 印花糊料要有良好的抱水性，抱水性越高，印花的精细度越好。要有 良好的脱糊性， 这是保证印花后获得良好手感的前提。 现在普遍使用 的糊料主要是海藻酸钠糊料和聚丙烯酸类增稠剂糊料， 用这些糊料进 行上浆处理。浆料中碱剂的作用是促进活性染料发色时与纤维上的羟 基生成共价键， 以获得较高的印花色牢度。 尿素的作用与传统印花相 同，主要是为了保湿和使纤维溶胀。

织物上浆方式如双面浸轧、单面浸轧、刮印和涂层等。上浆的目 的是使织物表面均匀地带有一层浆料， 防止染料的渗化， 保证印花图

案的精度， 并满足染料发色的需要。 上浆后的织物烘干一般采用针板 拉幅等非接触式烘干方式，烘干后的织物打卷之后准备上机印花。

传统数码印花工艺流程： 坯布前处理——坯布上浆——烘干——数码印花——蒸化—— 水洗——定型——检验——包装入库

虽然数码印花比传统印花有一个质的提升， 但现有活性染料墨水 的压力式数码印花加工工艺，仍存在以下几项不足之处：

1、依靠脉冲电压技术所产生的压强较弱，使纺织品布料纤维得

不到足够饱和量的活性染料墨水的渗透，其往后经 102 C高温蒸化固 色后的得色率往往很低，色泽、色艳度也达不到传统印花的要求。

2、后道的脱浆褪浮色所需的新鲜水耗量巨大，鉴于压电式喷印 所产生的压强太弱， 活性染料墨水无法深入面料纤维， 导致墨水浮在 面料表层，

停留在表层的墨水未能及时与面料纤维发生键合反应， 表 层的墨水迅速产生水解，变成多余的浮色物质，浮色增加，所需褪浮 色的新鲜水相应增加，造成水资源的浪费，增加环境污染。

3、水洗牢度、光晒牢度、汗渍牢度较差。如果一种活性染料不能 完全渗透进入面料纤维的加工工艺， 其活性染料具备的活性反应基团 得不到最大量的与面料纤维产生共价键生成的深度， 也就难以达到水 洗牢度、光晒牢度、汗渍牢度 4—5 级的标准要求。

4、喷墨打印之前，需对面料进行上浆处理。未经糊料涂层“上 浆”处理的纺织品不能直接喷印，否则经过喷印后的画面，将产生大 量的堆墨、扩散现像。业界数码印花机设备生产商，包括最权威的意 大利MS品牌，活性染料墨水生产商亨斯迈给出的数码印花方案均是 先将海藻酸钠、元明粉、小苏打、尿素、余量水的比例混合搅拌均匀 获得浆料，用涂布机在纺织品上进行涂布， 也即上浆，然后烘干面料， 再进行喷印。糊料的加入可达到喷印不堆墨、扩散的效果，但加入糊 料进行涂布进一步阻隔了墨水入进面料纤维， 以获得更好的色牢度的 机会。

5、环境染污严重，元明粉虽是一种促染盐，能提高染色效果，

但其加入导致了高coD直废水的污染排放，10%以上比量的尿素的加 入起到膨化布料纤维以及增加活性染料墨水的渗透性， 但它在水洗中 使废水氨氮指标居高不下，提高了污水处理的难度和成本。

6 、数码印花成本高，是传统印花成本的十倍以上，主要体现在数 码印花专用设备和数码印花专用墨水两方面。 国内外中速数码印花机 每天的产量只有几千个平方，满足不了大生产的需求，意大利 MS公

司生产的超高速数码印花机， 每分钟可数码喷印 80—120米，但设备 售价在 3000多万元/ 台。数码专用墨水售价也高， 如亨斯迈公司生产 的活性染料数码专用墨水售价在 180— 300 元/ 公斤。免水洗活性染料数码印花技术：

针对以上传统圆 （平）网印花和数码印花存在的弊端，我公司作 了大量的基础研究，主要克服以下几个问题：

1、一方面喷射到织物上活性染料墨水有足够的饱和量，但又不至于 墨水出现扩散、堆墨现象。

2、如果仍按常用的海藻酸钠或增稠剂上浆，该面料上的涂层进一步 阻隔了墨水进入面料纤维，面料表面产生大量的浮色，浮色增加，后 道工艺需大量的新鲜水进行水洗褪浮色， 环境污染严重， 需开发清洁 生产新工艺上浆，既保证墨水能渗入纤维内部又不至于墨水扩散。

3、传统数码印花浆料中还加入尿素，使面料纤维溶胀，让活性染料 渗入纤维内部，在蒸化时吸湿得到高色牢度。但存在氨氮排放大，环 境污染大，并给后续污水处理增加难度。

4、数码印花速度慢、成本高，只适合印制小数量的丝绸工艺品，数 码印花技术推广不能真正形成产业化。

公司研发的免水洗活性染料数码印花技术，突破了传统平（圆） 网印花和传统数码印花的存在的技术难题。 主要体现在以下几个创新 点：

八、、• 1、对制作活性染料墨水的活性染料原料进行筛选，不再选用常规的

P型染料作为原料，而是通过对活性染料分子结构的调整，定制活性 染料，以该原料作为基础， 通过一定的比例的配方，将染料浓缩成与 数码印花机匹配的活性染料专用墨水。

2、研制开发表面活性剂，以泡沫上浆替代传统海藻酸钠或增稠剂糊 料上浆工艺。泡沫上浆给浆量是传统上浆量的五分之一，给浆量少， 但能与上述活性染料专用墨水形成良好的配伍， 既方便墨水顺利进入 面料纤维内部， 又不至于墨水扩散渗开。 在浆料中不再添加尿素作为 纤维吸湿和溶胀纤维作用。

3、由于不用使用海藻酸钠或增稠剂作为糊料，克服了原本喷射到面 料上被糊料拉住的染料上的浮色问题， 浮色没有， 使得可省去后道水 洗皂洗工艺。水洗环节可节省新鲜取水量、外排污水量、蒸汽用量、 皂洗剂等。减少了水洗废水 COD 排放量，氨氮排放量，形成真正的 清洁化生产。

4、公司与北大方正电子有限公司联合开发的超高速数码印花机，设 计车速达到 80— 120 米/分，数码印花机、色彩管理系统软件，均实 现国产化。

可与意大利 MS 公司生产的超高速数码印花机相媲美， 但 售价只有其

1/3，即在 1000 万元左右。同时自主开发与其配套的数码 印花专用活性染料墨水，墨水成本是国外进口墨水的 1/6。使数码印 花综合成本基本接近传统圆网、 平网印花成本， 有利于大面积向社会 普及推广。

工艺流程： 坯布前处理——坯布泡沫上浆——数码印花——蒸化——定型

——检验——包装入库