二、印花工艺介绍
1.漏花纸版印染法。漏花纸版印染,被人们称为丝网印刷和丝网印染的原型。一千多年前人们就把它当成了布料印染的手段,直到现在这种方法还在某些地方应用。
相当于印版的漏花纸版是把许多纸被糊在一起,然后用刻刀刻下图案部分,使之形成型版,它比一般丝网印刷用的网版要厚,使用的油墨(染料)也较稠,所以它不用刮板而用竹片代替刮极进行印染,色调也非常浓。
漏花纸版印刷法实际上是用手工操作的。把承印的材料(进行了漂炼、漂白等前处理后的布料)铺在长长的平台上,用水性粘合剂固定,然后在上面放上漏花纸版,涂上染料,用木或竹制列极把染料从漏花纸版的网孔处刮下。当印刷连续图案的时候,如图4-1所示,使用有“间距”的漏花纸版一张一张的去印刷。
图4-l 有间距的漏花纸版
印刷完成后,还要将印好的布料干燥、蒸化,使油墨中的染料浸透在布料中,然后再进行水洗,除去浮色,即可完成印染。蒸化的温度和时间根据布料和使用染料的种类不同而有所不同(参见表4-6)。
2.丝网印染法。丝网印染法继承了古代漏花纸版印染的技艺,与之有许多类似的地方。其不同是,漏花纸版印染使用的是雕刻的纸型,而后者则使用丝网印版。使用油墨的软硬程度也各有不同。丝网印染的作业顺序如图4-2所示,下面根据这个顺序对丝网印染作简要介绍。
图4-2 丝网印染的作业程序
①印染的准备。本书以布料印花为代表,介绍有关印染前的印版及油墨(色浆)的准备工作。
a.准备布料。把棉或丝等天然纤维、的确良、尼龙等合成纤维织成的布料(参考表4-2)经过漂白、整面、剪切处理,做好印染前的准备工作。
如果进行拔染,可以用浸透法使其着上底色。
b.丝网印染的制版。
挖剪法制版。印染用的丝网印版,要求不高时可用手工挖算法制版,一般则用直接感光法制版。因要使用水性油墨,所以要用漆或氨基甲酸乙酯、酚醛树脂对印版进行耐水强化处理。
挖剪法印版的耐水处理要领如下:在平台上铺上2~3张白纸,把版的内侧(刮板刮印的一面)向下放在白纸上,用辊滚涂一层薄薄的油漆或树脂,然后用清洗滚子轻轻地擦拭版的里面
表4-2 纺织用纤维分类法
纺织纤维
天然纤维 人造纤维
植物纤维 动物纤维
籽毛纤维-棉、木棉
韧皮纤维-亚麻、大麻、黄麻、 麻
叶质纤维-马尼拉麻、龙舌兰麻
果实纤维-椰子
兽毛纤维-羊毛、山羊毛、安哥拉羊毛、骆驼毛
丝纤维-家蚕丝、柞蚕丝
矿物纤维-石棉
无机纤维-金属纤维、玻璃纤维、岩石纤维、矿渣纤维
再生纤维
纤维素系
粘胶纤维 铜 铜铵
蛋白质系-牛奶蛋白、大豆蛋白、花生蛋白、再生丝
半合成纤维
醋酸纤维素系
醋酸纤维素系 三醋纤维素系 醋酸人造纤维
其它-氯化橡胶、盐酸橡胶
合成纤维
聚酰胺系(尼龙) 聚酯系 聚胺酯系 聚乙烯系 聚丙烯系 聚氯乙烯系
聚氯亚乙烯基系 丙烯腈单聚物 丙烯腈共聚物
聚合尿素系 聚乙烯醇系 聚醇 系 次丙烯腈系 聚醚系 其他
(涂了树脂的反面);除去堵塞图文部分的树脂,使丝网网目通畅。这种操作要反复进行多次,把网版图文处的树脂彻底清除。
如果用氨基甲酸乙酯强化印版,涂布后经过8小时的自然干燥,即可使用水性油墨印刷。树脂强化适用于丝织120~150目的丝网。若使用金银粉油墨的话,最好是使用80~100目的丝网。一般印刷使用的尼龙丝网为120~180目,涤纶丝网为80~180目,通常情况下,超过200目的细目丝网,不易被树脂强化,所以不被使用。
直接法感光制版。织物印花现在较为普遍的是采用直接感光制版,其制版工艺过程大致如下:
绷网—→去污—→贴边—→上感光胶—→烘干—→晒版—→显影—→快速吹干—→修补印版—→二次感光—→检验—→完成。
a)上感光胶。将感光胶液倒入不锈钢的涂布刮斗内,使刮斗刃部与垂直位置成15度的角度,由上而下开始刮涂,操作时的速度快慢、用力大小、感光胶的厚度等均要求均匀一致。特别应该注意的是不可中途停止刮胶,以免产生接缝影。一般情况下,正面刮涂两次,反面刮涂三次即可。但切记每次刮涂后,均应烘干结膜之后,再刮涂第二次。
b)烘干。烘干湿度以30~40℃为宜,最好是在30分钟以内烘干。如果温度偏高则结膜太快;温度偏低则导致感光时间延长,并且也会导致显影困难。所以烘干时的温度和时间对制版的质量有密切的关系,必须严格控制。
c)晒版。光源使用氦光灯管,波长选3000~4000?之间为宜;灯管排列的间距为3厘米,光源距版面约15厘米左右,感光时间一般控制在6~8分钟。
d)显影。感光后的印花版应立即浸泡在温水中,时间约为2~3分钟。浸泡后用水枪显影。
e)快速吹干。将显影后的印版平放在架子上,用电风扇对准图案部位快速吹干,但风力不宜过大。风扇与印版的距离以20厘米左右为宜。
f)印版的修补。印版的修补是各种制版方法中都必须经过的一道工序,也是保证产品质量的有效措施。网版在修补时,必须使用感光胶。
g)二次感光。印版经修补后进行第二次感光,其目的是为了提高交联牢度,硬化版膜,操作方法同前一次相同,但时间为12~15分钟。如果采用日晒,以7~10分钟为宜。
h)成品印版的检验和校对。将制好的网版与原稿进行逐套核对,以保证原设计花型的产品质量。
c.色浆(油墨)的调整。印染时使用的油墨习惯上称为色浆,色浆是把水性糊料在热水中调成白糊,再加入各种染料制成的,除染料以外,还添加了有利于布料染色的各种助剂。
调好后的色浆。印在布料上,经蒸化、水洗、干燥后开始显色。为此正式印刷前必须把色浆进行蒸化试验使其显色,然后经过水洗与色样对比检查是否符合印染的颜色要求,最后才能正式印刷。
配色及调整粘度的作业称为调色。这项工作要求要有相当熟练的技术。
加在白糊里的染料根据承印物的木同而有所不同,各种纤维印染用的主要染料如表4-3所列。
糊料是印花色浆的主要组分之一,不论任何织物使用何种染料印花,在印花色浆中均需加入一定量的糊料,借助糊料把染料和化学品传递到织物上,因此印花质量在很大程度上取决于糊料的种类以及性质。活性染料最理想的糊料是海藻酸钠浆。
选择印花色浆的糊料,应注意以下各点:要求不带导致着色的其它成分;糊料化学性能稳定,不与染料起化学作用,在一定的贮存期内木发霉、发臭;洗涤性要好,能把染料传递到织物上去,并能被水洗去,使印品获得应有的手感;要有适当的渗透性和粘度,不因温度变化引起粘度、稠度变化。粘度过大被染织物易移动并易堵塞网孔,渗透性过大会造成图案轮廓模糊;对纤维没有脆报作用。
表4-3 印染用染料
| 纤维的种类 | 主要的适用染料
|
天然纤维 | 纤维素纤维(棉、麻) 动物纤维(蚕丝、羊毛等) | 直接染料、反应染料、偶氮染料、颜料
酸性染料、反应染料、直接染料、盐基性染料、颜料
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合成、半合成纤维 | 半合成纤维(醋酸乙烯纤维类)
合成纤维
聚胺(尼龙)纤维
聚酯(涤纶)纤维
聚丙烯系纤维
| 分散染料、阳离子染料、反应分散染料、酸性染料
酸性染料、分散染料、反应分散染料
分散染料、可溶性染料、颜料
分散染料、阳离子染料、颜料 |
下面介绍一下常用糊料——海藻酸钠的性能特点:
海藻酸的第五位碳原子上有羧基(-COOH)形成海藻酸钠,当用碳酸钠或烧碱中和时,(-COOH)里的氢原子被钠原子代替成海藻酸钠。
由于海藻种类不同,地区不同,采集季节不同,加工条件不同,因而制得的海藻酸钠粘度不同。
不同温度对海藻酸钠原浆的粘度影响很大,温度低时粘度大,温度升高粘度下降,1%的海藻酸钠浆在温度升高时粘度变化情况如表4-4所列。实际操作中,温度应掌握在50℃以下。
表4-4 温度升高时1%的海藻酸钠浆的粘度变化
温度 | 40℃ | 60℃ | 80℃ | 90℃
|
粘度下降 | 4.3% | 17.7% | 52.8% | 82% |
海藻酸钠的稳定性以pH值为6~11时较好,pH值低于6时析出不溶于水的海藻酸,pH值高于11时产生凝聚现象,pH值在7时粘度最大。
海藻酸钠遇强氧化剂作用,使1,4位碳原子通过氧桥连接处发生裂解,所以漂白以后粘度下降。
海藻酸钠遇硬水或钙离子易生成海藻酸钙沉淀(-COO)2Ca,使海藻酸钠结构中的验基离子-COO失去阴荷性电荷,不但对带阴荷性的活性染料产生排斥作用,并且使海藻酸钠中的次羟基=CHOH有可能与某些活性染料发生键合,产生色点,使印花糊不易洗净,因而产生沾色,因此在制备原浆中加入六偏磷酸钠可以去除钙离子,增加色浆的流动性和均匀性。
为了提高浆料的存放时间,需加入一定量的防腐剂甲醛乙茶酚、硼砂等。在原浆中加入防染盐可以提高色浆的稳定性。
海藻酸钠的粘度随浓度增加而增加,浓度增加0.5%,粘度以2.5~3%倍增加,制浆的搅拌时间为3~4小时,速度为1440转/分。
在平网印花中,糊料的粘度和调度以及它的渗透性能,直接影响图文边缘的光洁、给色量高低和色泽鲜艳度,高粘度的渗透性差,在印花中易堵网,易粘脏产品,造成套印不准。干网印花一般采用4~6%海藻酸钠浆,用水稀释后,根据不同的织物,不同花纹面积和不同产地的海藻酸钠适当调节色浆浓度。一般厚织物、粗花纹采用粘度较低、稠度较稀的浆料;薄织物、细花纹采用粘度较高、稠度较大的浆料。一般采用浆料的粘度如表4-5所列。
表4-5 浆料粘度表 单位:厘泊
原浆 | 深色 | 中色 | 浅色
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4~6
10000~15000
厘泊 | 厚织物 | 薄织物 | 厚织物 | 薄织物 | 厚织物 | 薄织物
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3500 | 4000 | 2000 | 2500 | 1500 | 2000
|
4000 | 4500 | 2500 | 3000 | 2000 | 2500 |
平网印花用海藻酸钠配方:
水(60℃) 90kg
六偏磷酸钠 1kg
纯碱 调pH值至7~8
海藻酸钠 4~6kg
防染盐 0.1kg
甲醛40% 100ml
定位与套准。要得到符合设计要求的、理想的织物丝印品,除了印料的合理选用和调配外,印刷时还要注意织物的定位及套准。
a.织物定位法。
对于有一定厚度和硬度的小面积织物,如服装商标、帽沿、鞋帮儿、拎包片等可采用定位块定位法。如果承印物太软,在不影响丝印效果和丝印品的使用效果时,可对承印物进行上浆,使之“挺括”以利定位。
对于服装片料、床单、毛巾、枕套、被套、窗帘、台布等大面积织物印花,承印物又较柔软,以采用台板法定位(跑版)丝印为宜。
b.台板法定位。台板又称印染台,其构造如图4-3所示。
图4-3 织物丝印操作台板
台板架设在木制、铁制或水泥砖砌台脚上,高度约0.7米。台面上铺有人造革,平整绷紧,无接缝。人造革下面垫以棉绒毯,使之具有一定弹性。台面上倒边上预留规矩孔。高级的操作台板两侧装有水槽,台板端设有排水管,以利丝印结束时用水洗刷台板。
台板的长度视承印物的面积、数量、印料干燥速度、套印次数、生产条件等而定。长的台板在百米以上。台板长有利于套印及大规模生产的进行。如果受厂房长度的限制,可多设几条短的台板来解决。
为了提高台板的利用率,特别是进行套印,常在台面下安装间接蒸气管或电热管加热,使台面温度能保持在45℃左右,这就是常说的热台板丝印。通常采用不加热的冷台板就可以了。特种印花在热台板上丝印要注意最终的丝印效果。
图4-4 跑版网框
l-铝框 2-定位螺丝 3-螺纹孔
c.跑版丝印的网框构造。跑版丝印的网框,构造如图4-4所示,以木制或铁制的为多。由于铝合金型材管网框具有质轻、牢固、不易锈蚀等优点,已被广泛应用。
织物丝印网框和其它丝印网框是一样的。只是在框的一例上端距横边框约2厘米的位置有两个螺纹孔(孔距约5厘米),能旋上6厘米(或8厘米)长的螺丝(螺丝长度以能插到台板上规矩孔为宜)。网框同侧下端也相应的有两螺纹孔。旋上四根螺丝即可作为网框的规矩,制网版时可旋下,丝印时再旋上,十分方便。
d.织物在台板上的固定。一种方法是将单块织物(面积不太大)的四周用胶粘带粘牢在台板上。常用的另一种办法是在台板上刷一层水溶性(淀粉等)浆料(粘着剂),将织物摊乎在操作台面上,使之粘牢。
粘着剂有如下品种:
水性粘着剂。先搅拌淀粉,然后加入少量填充剂,制成水性粘着剂,把它涂抹在台面上干燥,铺布料时喷上水即产生粘性,使布料固定。
蜡制粘着剂。在台面上涂抹用植物蜡70%、松脂30%及少量植物油混合成的粘着剂固定布料。调配比例应根据室温做适当的调整。
树脂性粘着剂。市场上出售的有丙烯、乙烯系的粘着剂。
e.套印的精度。织物摊平、粘牢在台板上,丝印第一色后待印料不粘搭(略干),即可套第二色、第三色,直至完成套印(包括叠圳,取下承印物作后处理(烘干、固色、压熨等)。换上新的承印物后,其套准精度靠整个套色网版的绷网张力、网框规矩等来保证。
网框的规矩。网框一侧的四根螺丝是丝印时的定位规矩,套印时靠规矩定位。整个套印用网框的规矩要统一,误差要小。规矩与台板上的规矩孔不能太松或太紧,太松了影响套印精度,太紧了不利丝印操作。
网版的制作。织物套印要依据设计原稿,网版制作时先要将分色底片重叠,检查其套准精度是否符合设计要求。达到要求后在各底片上确定横、竖两条基准线。制作网版时认准底片上的基准线,使各度片分别与务网版的基准线相重合,这样图案便能制在各网框的统一部位上,以利丝印时套准,这也是织物丝印套准的关键。
织物丝印图案的原稿大多绘在描图纸上,直接作为底片,所以画稿时就可确定套准基准线。
③丝网印染方法。丝网印染法分手工印染法和机械印染法两种,下面分别做简单介绍。
a.手工丝网印染法。手工丝网印染法分版动式和布动式两类,版动式印染法又称行走式印染法或跑版式印染法,如图4-5所示。
图4-5 版动式手工印染装置
跑版印染时,先将白布放在印染台(台板)上,上面放上印版,在版框内放上色浆,在版上移动刮板进行印刷。然后把利板放在版框上,用双手拿起版框放到下一个印刷位置。印刷位置要与规矩完全符合。印刷图像是连续的,每个图橡一般为50~70厘米。
印刷时,要隔一个印一个,也就是说要先印亚、3、5、7,等干燥后再印2、4、6、8,这样可以防止因印染面的色浆未干而沾脏。为了提高印染效率,必须进行快速干燥或半干燥。为此,有必要在室内或印染台上方安装热风装置,也可以在印染台的下面安装蒸气管道加速干燥。
印染完成后,要把布料从印染台上剥离下来,把它拿到干燥场去干燥。印染台要认真清洗,待干燥后才能进行下面的印染。
布动式印染法如图4-6所示,每印后,网版只做上下开合运动而位置不动,布匹则随台面传送带一起移动。这种印染法的印染台比跑版印染台要短得多,所以相对跑版印染讲,也称长台印染。
b.机械丝网印染法。机械丝网印染法有下列几种形式:
跑版式机械印染法。跑版式机械印染法是把上述手工方法机械化了的印染法。在印染台的两端铺有滑轨,滑轨上装有能滑动的印版和自动刮板装置,一边运行一边印染。版的移动是手动的,但刮板的运动则有自动和半自动两种。
图4-6 布动式手工印染装置
自动丝网印染法。这种机械中,每年都有新的品种问世,但它们的基本原理是不变的。跑版式机械印染机是版框移动,与此相反自动丝网印染机的多色版框都是固定的,而布料是在环状输送带上进行印刷的。各版的刮板,同时向同一方向刮动进行印刷。印刷完成后,各版同时上升,从印染的布料上脱离。这时,印染物移动一定距离,务版再同时下降到承染物上进行印染。反复进行这种动作,完成连续印刷。
这类机器的印刷速度一般为300~900米/小时,机器的上版
图4-7自动丝网印染机
1-承印物(布卷) 2-传送带 3-印刷台 4~7-印版 8-印完吊晾的布料
数为6~12色,最高可达21色(图4-7)。这种各版同时印刷的方法能提高印染效率。
轮转式丝网印染法。轮转式丝网印刷机的印版是滚筒状的。
在薄金属制成的滚筒状的版上,打出与图案相符的小孔,里面装上螺旋式金属刮板,通过压缩空气的压力把色浆压出,完成轮转式印染。这种印染法能同时进行多色版印刷,所以印刷速度比自动丝网印染机快得多。其图像可达48~64厘米宽,印刷速度为8~80米/分钟。
印染的后处理。印染的后处理,各种印染法基本相同,只是因所使用的染料种类不同而多少有些差别。为使色浆中的染料完全印染在布料上,在一般情况下要进行蒸化处理。如果印染时使用的是颜料,那么为使这些颜料充分地固着在布料上,还要进行干热(干燥)处理。蒸化是使用吹进蒸气的方法进行后处理,其温度与时间应根据布料及颜料的种类而有所不同,大体上如表4-6所示。另外,干热处理的条件如表4-7所示。
表4-6 不同纤维、染料的蒸化
纤维 | 使用染料 | 蒸化温度(℃) | 蒸化时间(分钟)
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棉 | 直接染料 | 98~100 | 45~50
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人造丝 | 反应染料 | 98~100 | 15~20
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蚕丝 | 酸性染料 | 98~100 | 30~50
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醋酸纤维 | 分散染料 | 100 | 20~30
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尼龙 | 酸性染料 | 100~105 | 30~40
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丙烯纤维 | 阳离子染料 | 100~105 | 30~40
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涤纶 | 分散染料 | 130 | 20~30 |
表4-7 干热处理条件
染料 | 纤维 | 处理温度(℃) | 处理时间(分钟)
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有机颜料 | 纤维布 | 130~150 | 3~10
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分散染料 | 涤纶 | 200~ | 0.5~1
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反应染料 | 人造丝 | 110~140 | 3~5 |
经过蒸化或干燥处理后的印染布料,要经水洗等工序除去糊分及游离的染料、颜料,这样可以提高印染品的外观美感、手感、染色牢固度和色彩的鲜艳程度。最后再经过裁切、上光及其它一些处理后即为成品。
⑤提高印花效果应当注意的问题。为取得较好的印花效果,首先应当做到美工设计和工艺相配合,制版和描黑白稿相配合,调色和工艺设计相配合,另外前处理和后处理各方面的因素都应注意。
a.设备要求定位准确,各种螺丝不能松动,行程定位要求准确。
b.网框因为在制版和印花中受内应力的影响,所以印版易变形,丝网易松动,引起套印不准。因此为了防止网框受力后不至向里呈弧形变化,在绷网前,将网框加工成向外呈弧形状,以适应制版和印花的要求。
c.绷网时丝网拉力要均匀,保证套印准确。
d.色浆的粘度有一定的要求,粘度太大会引起产品和网版粘搭,形成套印不准和拖版重叠,因此应调好色浆的粘度和稠度。
e.到板一般采用50%再生胶的橡皮刮板胶条。刮板的厚度、硬度和宽度以及弹性和承受压力大小对印花质量影响很大,较厚的刮极,硬度大、弹性差、刮板压力大,适于印精细的点子和线条花纹;较薄的橡皮到板弹性大,适合印实地图纹;过窄的橡皮刮板弹性差压力调节余地小,但又薄又宽的橡皮刮板在印花时软而无力,图文边线不光洁,版面色浆收不净,影响印花效果。刮板的角度要适当,以网版反面不渗透,正面又不干版为适宜。要根据不同织物,不同图案结构选用不同角度刮板和刮印角。一般刮细花纹刃口角度不宜过大,刮粗图纹,刃口角度可大一些。
f.所用丝网目数不能过大,否则色浆易堵网孔,色浆在印花前要用比制版时用的丝网目数低一号的丝网过滤,方可使用。
[时间:2001-05-14 作者:郑德海 郑军明 沈 来源:《丝网印刷工艺》·实用丝网印刷]