织物网点印花技术
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1.1 织物印花的历史沿革

织物印花是一种工业化艺术加工过程,具有悠久的历史,并将有繁荣昌盛的未来。它已成为依赖于科学,并且是一项需要更多科学技术知识、多种学科理论与实践相结合的高技术工作。

自从克内希特(Knecht)和福瑟吉尔(Fothergill)合著的《棉布印花原理与实践》在1952年修订以来,随着纤维材料、染料及其应用技术的显著变化,传统的色块印花已不再能满足人们对服饰印花的要求,迫切地提出了原色网点印花的要求。

木质雕版印刷,我国早在9世纪已经萌芽,现在流传的历书和诗词单篇章遗存是实物的证据,这些木质模版约在10世纪就已采用。12世纪王祯《农书》的图案雕版也非常精细。扑克牌的模版印刷创始于1440年,雕刻铜板的印刷于1450年首先在威尼斯应用。印纸技术自然地被移植到织物印花上。但织物印花在取得成功前,经历了很长的试验时间和遇到不少挫折。

纺织品漏版印花的实物遗存时代最早在公元8世纪北宋年间墓葬出土的纺织品上,以后向多元化方向发展,产生了防染印花技术、媒染印花技术和漆印技术以及扎染印花技术等。希罗杜托斯(Herodotus)在公元前5世纪就报道了衣服的漆印技术,所用的染料可能是靛蓝。事实上,由于艳丽的手工漆印棉织物的大量需求,欧洲在17世纪从印度输入了这种织物,它激励和推动了欧洲先驱者们的创造性。1842年有90%的英国印花布已由机器生产,从而代替了手工刻印的方法。而且那时有60%的棉织物是经过印花的。欧洲的印花先驱者们不仅发明了机器和用合适的糊料来掌握这一艺术,而且是工厂的革新者。雕纸漏版印花有久远的历史和长期的发展,我国直到现在,部分少数民族的精细工艺品仍在使用此法。直到现在日本女子和服的印花最贵重的仍是雕纸漏版印花,最精细的用80套色(1996年),一般的68套色,普通的42套色。手工劳动复杂费时,产品十分昂贵,一件喜庆和服一般10万日元以上。

1.1.1 滚筒印花的历史沿革

滚筒印花机是1780年由苏格兰人詹姆士·贝尔(James Bell)发明的,1783年他的设计获得了专利,1785年他的第一台六色印花机在兰开夏的工厂里安装使用。这种机器可以代替40个凸版印花工人的操作,从而导致手工凸版印花法的淘汰。更早的一些发明,虽然也建立在滚筒印花的原理上,但却没有像贝尔机那样取得基本成功。那些机器主要是采用凸印面的木制滚筒,而贝尔机却是采用凹版雕刻(intaglio engraving)。用雕刻铜辊连续印花的主要步骤是用钢制刮刀清除滚筒表面的色浆,并在雕刻的凹纹处留下印花色浆。贝尔所发明的机器是具有现代结构而用于纺织品和纸张印花的机器,与其他原始机器采用了同样的原理,仅仅只是在细节上有所不同。

尽管滚筒印花在近几年有不少革新,但圆网印花机问世后,滚筒印花的总产量大大下降(见图1-1)。更宽幅织物的发展使滚筒印花机的缺点更为突出,由于超过2m门幅,印花滚筒会因轴向长度和辊重增加而产生严重弯曲。

图1-1 全世界滚筒、圆网、平网、转移印花、各种印花布的产量相对比例

1—圆网印花;2—滚筒印花;3—转移印花;4—平网印花

图1-1显示了全世界在滚筒印花、圆网印花、平网印花和转移印花之间的相对百分比变化,其原始数据是以印花布的总长度以米为单位来计算的,而圆网印花机生产的印花织物,其平均门幅要比滚筒印花的宽。事实上圆网印花的产量已超过了滚筒印花。

1.1.2 筛网印花的历史沿革

大约在12世纪,中国的雕纸漏版印花技术传入日本。筛网印花向着现代化高产量的发展是与刻版和筛网的改进有关,精细的多套色印花样与筛网有较好的耐用性和曲线方向性的多变适用性有关。用丝、棉、黏胶纤维或二醋酸纤维素制成的筛网亲水性太强,因而水性印浆易使这种织物筛网下垂。采用合成纤维尼龙、锦纶和涤纶,由于它们的疏水性,可制成牢固的筛网,当被弄湿后,仍能保持良好的张力。高的拉伸强力还可使织物筛网在筛网框架上绷得更紧。

最早的筛网印花是平面的,将被印织物粘贴在长台板上,每次印一套色。到1950年,全自动筛网印花机问世,其中布塞(Buser)、斯托克(Stork)和齐默(Zimmer)厂较为突出。

1954年,巴洛士(Barros)为阿尔吉巴(Aljaba)印花机制作了无接缝圆筛网,使完全连续性印花得以实现。用镍电镀的无缝筛网的发明是筛网发展史上的一个重要标志,它预示着圆网印花将迅速发展。1961年奥地利的彼得齐默公司介绍了电铸圆网,而荷兰人的斯托克于1963年介绍了上胶圆网,在1964年到1972年间斯托克出售了600多台圆网印花机,遍布全世界。

1.1.3 转移印花的历史沿革

凡林(C.H.Vellins)博士为转移印花的艺术和科学做出了贡献。四种转移印花方法分别是:①熔融法转移印花;②脱膜法转移印花;③半湿法转移印花;④气相法转移印花。

1929~1939年间,美国塞拉尼斯(Celanese)公司所做的工作,为气相转移印花在商业上应用获得成功奠定了基础。卡塔斯丘夫(Kartaschoff)的工作为转移印花提供了大量实验。20世纪50年代出现了杜邦(Du Pont)公司的水溶液染色法。工业上转移印花质量主要取决于染料是否具有足够的挥发性及偶氮基和合成纤维C—H键发生相互作用。而转移印花的主要缺点是限于使用对织物有亲和力的可升华性的染料。1971年道森(Dawson)国际联合汽巴-嘉基(Ciba Geigy)公司介绍了一种用平板热压机转移印花的商品化方法。这种方法又进一步发展为连续印花生产,为高速自动化转移印花提供了技术和理论基础。

1.1.4 直接印花的历史沿革

3000多年前就有用矿物颜料和天然黏着剂(如干性和熟炼油或蛋白类和植物胶的黏性水合液)在一起研磨,并在织物上形成花纹。1960年以来,织物直接印花中涂料是用得最广的一种着色剂。首先把选出的涂料加入合适的表面活性剂,在粉碎机或研磨机中研磨,直到获得最适宜的0.1~3μm大小的颗粒;其次是黏着剂,根据黏着剂膜所需的柔软、弹性、可塑性、溶剂稳定性、耐光及耐气候牢度等性质,黏合剂可选择合适的基础产品“精制”而成。涂料印花在20世纪60年代发展了与乳化浆具有同样流变性的含固量极低的合成聚合稠厚剂,推动了涂料印花的大力发展。

但涂料印花毕竟是细小颜料粒子黏附在织物表面,尽管研究者做了大量改进,但仍没有改变其手感僵硬的致命缺点。

其他印花方法有拔染、防染等特种印花。生产这类花布要运用一些特殊的技术知识,而超出了制浆印花的范畴。

1.1.5 半色调网点印花

成功运用该法进行网点印花始于1960年,所用色料为涂料,但用色数量较多。随着色度科学的发展,彩色照相技术的进步,印刷工业和印刷技术经过近20年的飞速发展,三原色油墨理论的发展日趋完善,为原色染料印花用色数的减少提供了理论与实际依据。用原色染料印花的研究自80年代初就在美国、日本、德国、英国等国家进行。对染料的新发展,H.费茨纳(Pfitzner)和T.西格尔(Siegel)分别于1970年和1973~1975年做了综述。由染色者和染化家协会出版的《染色进展》,从1969年开始就定期地发表染料及其应用方面的报告。由K.卡塔拉曼(Venkataraman)编著的《染料化学手册》,内容丰富,已有八个续篇,对于了解染料的发展历史颇有裨益。

半色调网点印花所用的印花设备主要是平网印花机、圆网印花机和滚筒印花机。由于平网和圆网印花机所用的网版均为筛网,所以该法所用设备为筛网印花机和滚筒印花机。这两类印花方法的主要参数比较见表1-1。

表1-1 滚筒与筛网印花的主要参数比较

半色调网点印刷理论的完整性为半色调印花奠定了坚实的理论基础,并在涂料半色调印花中得到应用,间接证明了网点染料印花的可行性。由于染料网点印花克服了涂料印花的遮盖性,具有繁荣昌盛的前景。