适用于棉织品喷墨印花之天然染料-纺织与材料工业研究中心.PDFVIP

適用於棉織品噴墨印花之天然染料 G. Savvidis, E. Karanikas, N. Nikolaidis, I. Eleftheriadis and E. Tsatsaroni* Department of Chemistry, Aristotle University of Thessaloniki, 54124, Thessaloniki, Greece Email: tsatsaro@chem.auth.gr 摘要 本研究選用四種天然染料：胭脂樹(紅木) 、兒茶、石榴皮和刺酸模作著色劑，製作成水性 噴墨液應用於數位印花。分析墨液在 90 天內的物理性能和流變性能(pH值、表面張力與黏度) ， 以評估其穩定性以及是否適用於噴墨印花。發現墨液均適用於棉織品之數位印花。印花經過水 洗、光照、磨擦色牢度、對色。其色均與牢度均可與合成染料效果相比擬。這些結果開拓了使 用天然染料製作環保數位印花墨液的一條道路。 前言 近幾十年來，水性噴墨墨液以供紡織品印花日益普及。數位印花的商業應用是在 70 年代 開始運用在地毯上。並在 90 年代廣泛應用於小批量製作例如旗幟、橫布條等廣告紡織品。目 前有約 5%的紡織品印刷材料是採用數位印刷。傳統的織物印花預計每年以 2％的速度增長， 而紡織品數位印花目前正以 13%的速度增長，並預計在未來幾年內達到 20%的成長速度。天 然染料已經長期用於在歐洲染紡織品。染料的來源包括植物，動物和礦物精華。茜草，靛藍和 藏紅花是三個自公元前 2500 年起就最為常用的古老染料。 隨著合成染料的出現，使用天然染料的紡織印染幾乎消失。即使人們明白天然染料的可用 性達數千年之久，但目前發展出的多種合成染料易於大量生產，能以合理的價格來製造，可提 供多種顏色，並能產生染色高色牢度，滿足了製程所需要的簡單、高再現性，可以輕易地滿足 低單價卻高品質之大眾消費需求。以至於合成染料是如此地受歡迎。 然而製作合成染料卻有一些限制，例如缺乏環境友善性。製造與應用合成染料需要強酸、 鹼、溶劑、高溫、重金屬。增加了原料與石化能源成本。此外，所產生的化學廢棄物是極大的 環保處理問題。合成染料的毒性與引發過敏反應等問題也越來越受到消費者注意。近年來對環 境友善、低毒性與低過敏反應等健康安全的需求，又重新引發了消費者對天然染料的興 天然的“綠”染料若具有和合成染料相似的色牢度與生產成本，就可以取代合成染料。即 便色牢度不足，天然染料仍可用在對健康安全更高要求的產品之上，例如淺色調嬰兒衣物 儘管已有大量的文獻指出天然染料在傳統印花的使用使可行的。但用於數位印花的相關研 究仍然不多。若能將天然染料用於數位印花墨液是非常重要的，因為它不僅可以生產高附價值 環保型紡織品，但也可以用於生產包裝，食品和化妝品工業新型環保型材料。 噴墨印刷是增長最快的成像技術之一，比傳統滾筒平板網印更加簡便、便宜、減廢、滴水 耗與能耗，同時更方便製作新穎的客製化商品。最近幾十年來各界對合成染料製作水性的數位 印花噴墨液產生越來越大的興趣。採用天然染料墨液的新型噴墨印花製程具有所有的前述無可 比擬的生態特色與優點。本研究主要目的在評估四大系列天然染料取代合成染料和顏料，製造 符合環保要求的、高附加值、環保的棉織品印花顏料的潛力，並發展出適於印花技術的配方， 如圖 1所示。 圖 1 研究所用三種天然染料的化學結構： (a)胭脂樹 (紅木)– CI Natural Orange 4 ；(b)兒茶– CI Natural Brown 3 Thar 其中一元；(c) 刺酸模 織物印花是依照花紋與圖案施加彩色於織物表面的過程。在適當的印花織物表面，顏色會 與纖維結合，以洗滌和磨擦。織物印花與織物染色相關，但染色是整片染成一樣的顏色，而印 花則是局部著色形成所需之輪廓分明的圖案。 使用天然色素的噴墨印花是一種新技術，除了提供上述所有的安全環保優點，還可以適用 於小量與客製化生產。這項研究開拓了安全、環保、節能水性墨液數位印花技術的一條道路。 本研究以紅木、兒茶、石榴皮、刺酸模製作水性數位印花墨液，並分析90 天內的物理性能和 流變性能(pH值、表面張力與黏度) ，以評估其穩定性以及是否適用於噴墨印花。 實驗方法 材料 -2 棉針織物樣