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闫俊杰，宋西宇，王 帅，邢 正，孙英杰，张晓慧
（内蒙古工业大学 轻工与纺织学院，内蒙古 呼和浩特 010080）
转移印花是一种操作流程简短、无污染物产生的绿色印花方式，涤纶等合成纤维的印花主要采用热转移印花[1]。涤纶织物的热转移印花在使用过程中存在溶剂挥发污染严重、染料热迁移及热升华色牢度不稳定等问题[2]。
叶绿素来源丰富，在光照和一定温度条件下极易分解。通过对天然叶绿素及其衍生物中改性所得的叶绿素铜钠盐拥有极高的化学稳定性且可以解决叶绿素的诸多问题[3]。目前，叶绿素铜钠盐在染整行业中主要用于蛋白质纤维及化学纤维的染色，但对叶绿素铜钠盐的印花研究较少[4-8]。
为了将叶绿素铜钠盐更好地上染于涤纶纤维上，同时与织物牢固结合，本研究将酯作为涤纶转移印花的染色促进剂。乙酸苄酯能进入涤纶纤维分子结构中的无定形区域，与涤纶纤维之间以氢键、范德华力结合，对纤维起到膨化作用，能使叶绿素铜钠盐向纤维内部扩散，提高上染率与稳定性[9-10]。
1.1 材料、试剂与仪器
材料：100%涤纶平纹织物。
试剂：叶绿素铜钠盐（98%，山东西亚化学科技有限公司）、乙酸苄酯（98%，上海展云化工有限公司）、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐（99%，上海复捷化学有限公司）、转移印花纸（义乌市锐捷数码科技有限公司）。
仪器：磁棒小样印花机（RC-MP2000型，南通三思机电科技有限公司）、全自动气动双工位烫画机（JC-7C，广州市江川印花设备有限公司）、分光测色仪（CM-3600A，柯尼卡美能达控股公司）、色牢度摩擦仪（571-111型，温州市大荣纺织仪器有限公司）、全自动缩水率试验机[Y（B）089E型，温州市大荣纺织仪器有限公司]、全自动织物硬挺度仪[YG（B）022E，温州市大荣纺织仪器有限公司]、电子织物强力机[YG（B）026H型，温州市大荣纺织仪器有限公司]。
1.2 实验步骤
首先，将一定量叶绿素铜钠盐溶解于1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐中；
其次，按不同比例加入乙酸苄酯制得色浆，使用磁棒印花机将色浆印制于转移纸上；
最后，控制热转印的温度、时间、压力，将图案转印到涤纶织物表面。转印结束后，40 ℃皂洗30 min，80 ℃烘干后测试印花织物的K/S值。
1.3 测试与表征
1.3.1K/S值
通过CM-3600A分光测色仪（D65光源，10°测试角）测试织物表观K/S值，每个试样测量5次，取平均值。
1.3.2 耐皂洗色牢度
参照标准GB/T 3921—2008《纺织品 色牢度试验 耐皂洗色牢度》测定。
1.3.3 耐摩擦色牢度
参照标准GB/T 3920—2008《纺织品 色牢度试验 耐摩擦色牢度》测定。
2.1 印花温度对K/S值的影响
当压强为0.5 MPa、时间为30 s时，分别在160、180、200、210、220、230、240 ℃条件下进行转移印花，测得织物K/S值，如图1所示。由图1可知，随着温度升高，印花织物K/S值不断提高，当温度达到200 ℃时，上升明显；
当温度达到220 ℃时，上升趋缓。涤纶是热塑性纤维，当其温度高于玻璃化温度时，纤维大分子链加剧运动，分子间空隙增大。当温度达到200 ℃左右，无定形区空隙增大，逐渐形成半熔融状态，为升华的气态染料进入纤维提供条件，叶绿素铜钠盐在染料浓度梯度作用下扩散进入无定形区进行着色。
图1 温度对印花涤纶织物K/S值的影响
2.2 印花时间对K/S值的影响
当温度为220 ℃、压强为0.5 MPa时，控制时间为10、20、30、40、50 s进行转移印花，测得织物K/S值，如图2所示。由图2可知，当印花时间小于30 s时，纤维无定形区没有完全打开，转移至纤维的染料较少；
当时间大于30 s时，纤维因受热时间过长进入熔融状态，与转移纸发生粘连，造成染色效果不良，因此，印花时间控制在30 s时，印花效果较好。
图2 时间对印花涤纶织物K/S值的影响
2.3 叶绿素铜钠盐质量分数对K/S值的影响
当乙酸苄酯质量分数为1%时，控制叶绿素铜钠盐质量分数为5%、15%、25%、35%、45%，在温度为220 ℃、时间为30 s、压强为0.5 MPa的条件下进行转移印花，测得织物K/S值，如图3所示。由图3可知，随着叶绿素铜钠盐质量分数增加，K/S值逐渐增大，当叶绿素质量分数为35%时，印花质量最好。当叶绿素铜钠盐质量分数较低时，印花糊料黏度较低，易发生渗化现象，并且织物得色量较少。当叶绿素质量分数大于35%时，黏度过高，部分叶绿素铜钠盐无法溶解，糊料中有叶绿素铜钠盐颗粒，造成转移印花后织物出现同色性差、疵点等问题。
图3 叶绿素铜钠盐质量分数对印花涤纶织物K/S值的影响
2.4 乙酸苄酯质量分数对K/S值的影响
当叶绿素质量分数为35%时，分别调整乙酸苄酯质量分数为0%、1%、5%、15%、25%。在温度为220 ℃、时间为30 s、压强为0.5 MPa的条件下进行转移印花，测得织物K/S值，如图4所示。由图4可知，加入乙酸苄酯对叶绿素铜钠盐上染涤纶有促进作用，当乙酸苄酯质量分数达到1%，可达到良好的促进效果；
当乙酸苄酯质量分数大于1%时，纤维的膨化程度过高，染料返回色浆中，导致上染率降低。乙酸苄酯主要进入聚酯纤维的内部，将纤维内部邻近的化学键打开，使聚酯纤维内部的无定形区失去作用力，纤维的空隙增大，叶绿素铜钠能进入纤维。与此同时，乙酸苄酯能在涤纶表面形成一层液体膜，液体膜对染料的亲和力较强，能将染料充分溶解在液体膜中。液体膜因含有大量染料，使染料在聚酯纤维内外的浓度差加大，印花染料更容易进入纤维中。
图4 乙酸苄酯用量对印花涤纶织物K/S值的影响
2.5 印花压强对K/S值的影响
当叶绿素质量分数为35%、乙酸苄酯质量分数为1%时，在印花温度为220 ℃、印花时间为30 s的条件下，分别调整压强为0.3、0.4、0.5、0.6、0.7 MPa进行印花，测得织物K/S值，如图5所示。
图5 印花压强对印花涤纶织物K/S值的影响
由图5可知，当印花压强小于0.5 MPa时，K/S值随印花压强增大而增大；
当印花压强大于0.5 MPa时，K/S值随压强增大而减小。当印花压强较大时，转印纸与涤纶织物发生粘连，导致K/S值减小。
2.6 印花织物色牢度测试
使用35%叶绿素铜钠盐、1%乙酸苄酯、64%离子液体，在温度为220 ℃、时间为30 s、压强为0.5 MPa的条件下，印花织物的色牢度如表1所示。由表1可知，织物的耐皂洗色牢度达到4级，耐干摩擦色牢度为3~4级。
表1 印花涤纶织物的色牢度测试
通过实验发现，乙酸苄酯对叶绿素铜钠盐上染有促进作用。叶绿素铜钠盐转移印花最佳工艺如下：温度为220 ℃、时间为30 s、压强为0.5 MPa、叶绿素铜钠盐质量分数为35%、乙酸苄酯质量分数为1%、离子液体质量分数为64%。印花后织物具有良好的耐皂洗色牢度和耐摩擦色牢度。
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