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【集萃网观察】水变印花（又称浮水映印花或称浮水印印花及水中印花）是纺织品隐形（影）印花又称隐色印花的一种。隐影印花是指将某种特殊材料采用网版印刷方式印制在纺织品上，使得纺织品上的花型图案随着周围环境温度、光线明暗、织物干湿的变化等出现忽隐忽现变幻无穷的印花技术。而水变印花就是依据织物干湿的变化为条件的一种印花方法。当纺织品为干燥状态时，在它表面看不见有花型图案，当织物遇水后，无论是色织物还是白织物上就会有花型图案呈现，当织物上水分蒸发干燥后，花型图案又会消失不见了。这个过程可以循环反复无穷，它是随着织物上纤维上有或无水分来呈现花型图案忽隐忽现的而产生的一种神奇的动态效果，使人感受到变幻莫测的乐趣，故又称其为动态印花。
动态印花如出水芙蓉，这种印花专用于游泳衣裤、沙滩裤及与水有关的衣物等物品，如雨衣、雨伞、雨布、毛巾等等，此类印花产品目前在国际市场上较为流行。
水变印花显色的基本原理
为了弄清水变印花的原理，首先要了解织物与水的关系。
1、水在织物中存在的形式
由于织物纤维本身结构、化学组分不同，它们与水分子的作用力各异，因此它们的吸水速度和吸水量有很大差别，不论这些差别有多大，它们吸收的水分可分成三部分，即结合水、中间水和自由水。结合水是与纤维键合的水分子，它们靠氢键或者分子间力紧密结合在纤维分子上。这部分结合水的量与纤维分子结构、化学组成密切相关，如聚酰胺纤维分子上一个氨基结合一个水分子。这部分水在与大分子结合时放热，从而进入稳定状态。它们在冰点也不能结晶、在沸点也不会蒸发气化，这部分水与纤维紧密结合，所以当织物只有吸附结合水时，这时人们不会对织物有湿感。中间水是由于与结合水分子间存在氢键作用而被吸附在结合水之外的水，它们也不同普通的水分子，它们的凝固点和沸点分别低于0℃和高于100℃，因此，中间水存在会使人有凉感。中间水之外的水称为自由水，由于它与织物间作用力非常微弱，故此称为自由水。它在热力学上与普通水有相同的相变点，当纤维或织物遇到自由水时，由于水量较大，大部分以自由水的形式被吸附，这些自由水一般存在于纤维之间的空隙或纤维自身的孔穴里。这时人们发现：被水浸湿与没有被水浸湿（仍然干燥的织物），颜色对光线的反射不一致，浸水者颜色变深与干织物颜色产生了色差。如果利用这一色差来印制花纹，即可达到了隐色印花的效果。
2、采用什么手段达到显色原理
从上述织物与水的机理分析出发，人们想到只要在一块纺织品基布上将其表面同时创造具备亲水性和憎水性两部分，花纹显色就会出现。所以，人们首先联想到传统的印染整理工艺中的防水整理，防水整理是对整体匹布的处理，如果采用印花手段将其防水整理改变为局部的印花防水整理。传统印花浆料中必须掺有各种染料达到色浆印花改变为无任何染料的白浆（必须加有防水剂）印花工艺。在这种印花布织物表面将同时存在两种特性：当织物遇水后，未印花部分润湿速率较快，而印花部分因有拒水剂存在将不被润湿或润湿速率很慢，最终造成在同一块布料表面上含水量的极大差别，而导致亲水性部位的颜色和疏水性部位的颜色对光线的反射不一致，而出现不同的颜色光泽，亲水性部分的颜色较疏水性部位颜色深的很多，由于该色差的出现而花纹被显示出来，这样就达到了隐色印花的效果。
印花工艺与设备
1、印花工艺
水变印花的工艺流程与普通涂料印花工艺相同，其流程为：匹布生产可采用园网印花机上连续生产。印花衣片或成装的前处理→印花→焙烘→皂洗→水洗→烘干→成品。
2、印花设备
印花设备采用平网印花机，印花后的织物需经过焙烘，便于防水剂与织物发生化学反应或者防水剂自身缩聚沉积在纤维上，焙烘时因所加工的织物种类不同，所以应采用不同的焙烘温度和时间，根据织物的不同大体焙烘条件如下：
皂洗（5％工业皂）温度50℃，时间5分钟。焙烘后皂洗除去织物上未参与反应的浮物与助剂，使水洗烘干后布面色光均一。由于水变印花与传统的涂料印花技术上没有什么差别，而涂料印花大多数印花工作者都很成熟的掌握，所以，这里无需过多的论述。而要掌握水变印工艺，关键是如何对纺织品进行防水或拒水整理，如果对这方面了解和掌握的知识不多，往往造成印花生产的失败。所以，本文以介绍织物防水拒水整理为重点。
防水拒水整理的概念
1、基本概念
织物的防水整理有两种情况，一种防水整理是在织物表面上涂布一层不透水的连续薄膜，如橡胶、沥青、干性油等物质，它填塞在织物纤维的孔隙中，借助物理的方法阻挡水的透过，被整理过的织物不但不透水也不透气，手感粗硬、有气味，穿着人会感到不舒适，不能做服装使用。只能做帐蓬、运输业用的遮盖布等。另一种的防水整理是借助于具有低表面能的整理剂，其表面层原子或原子团的化学力使水不能润湿它，织物经拒水剂整理后，仍保持良好的透气和透湿性，不会影响织物的手感和风格，常用于制作服装。为此，前者称为防水整理，而后者称为拒水整理，拒水和防水是有区别的。作为水变印花来讲应以拒水整理为主。
2、常用拒水整理剂的结构和性能
一般根据印花图形的耐洗性，可将拒水整理分为不耐久、半耐久和耐久性三类。它们的耐久性主要取决于所选用拒水剂自身的化学结构，按照标准方法洗涤的要求进行试验：耐洗30次以上者被称为耐久性拒水、耐洗5-30者被称为半耐洗性拒水、只耐5次以下者被定为不耐久拒水。被使用过的拒水剂和整理的方法都很多，大体有四种拒水整理方法：
○石蜡和铝皂法（或其它金属皂类）是比较传统的古老方法，虽然防水拒水效果较好，但不耐久。
○有机金属络合物处理法，防水剂CR是一种脂肪酸络合物，织物用其浆液印花后，干燥时络合物发生水解在纤维表面生成不溶性的硬脂酰铭沉淀，由于它含有疏水性的脂肪族长链，而产生拒水性能。用CR作织物印花虽然可耐水、干洗也透气，但产品具有绿色，不适宜作隐影印花使用。
○利用纤维化学变性处理法：用拒水剂PF，它是氯化十八烷甲基吡啶，能与纤维起反应后，能封闭纤维的亲水性基团，使织物失去亲水性能，从而产生拒水性。用PF拒水剂印花，能获得手感柔软透气性能好，但织物只能耐一般水洗和干洗。
○有机树脂处理法：硅酮是一种新型拒水剂，它实属有机金属化合物，它分子中具硅氧链，在硅原子上接有有机基团。硅酮性能由其分子中的有机基团决定，常用的有二甲基聚硅氧烷和甲基氢化聚硅氧烷，硅酮为无色无味，在-40℃-＋350℃范围内，其化学性质都是稳定的。织物硅酮印花浆印花后，再经高温烘培会缩合成硅氧烷薄膜，使织物具有良好的拒水效果。用硅酮印花浆印花后，花纹处拒水效果好、透气性好、耐热洗或干洗、耐降解而且手感柔软、平滑、花型丰满。
上述中的拒水剂除有机硅（硅酮）外，都因耐久性差，或因对纤维有损伤、或者不符合环保要求以及有气味有颜色等等多种原因而无法适应纺织品的稳形印花要求。目前常用拒水剂还是以有机硅和含氟化合物（氟化合物还能拒油污）为主流。
3、有机硅作为水变印花材料选配与配方组成
聚有机硅氧烷，简称有机硅，有的译为硅酮或硅珙，它的分子结构上主链是由硅氧原子交替构成（-0-Si-0），侧链通过硅原子与有机基团相连，它的结构分为线型和体型，作为织物印花涂层的有机硅，应是线型的聚有机硅氧烷，分子量很大，一般在40-80万，有机硅表现出弹性，所以又称为有机硅弹性体，或称为硅橡胶。它有很高的耐寒或热性能，硅橡胶成膜后有透湿性，能让水蒸汽通过，这是通常涂层剂难以实现的。其次是它的防水性、滑爽的手感、低温柔软性以及改善涂层织物的撕裂强度等。有机硅中取代基R通常是甲基（聚二甲基硅烷或称二甲基硅油）、氢基（聚甲基含氢硅烷或称含氢硅油）或羟基（二羟基硅油），聚二甲基硅氧烷在纤维表面可形成柔软性的薄膜，但因它无活性基团而与织物纤维粘接性变差，不适宜单独作为印花浆料使用，而聚甲基含氢硅烷在纤维表面能形成牢固的薄膜但呈现脆性，使印花处手感粗糙，也不易单独使用，而将上述两种硅烷混配使用，使其性能达到互补作用即可达到印花要求。两者配比的比例视含氢量不同而定，一般可为40：60-60：40。
采用聚甲基含氢硅烷与聚二甲基硅烷混配作印花浆料进行丝网印花，印后烘干，然后以120℃-150℃焙烘数分钟，印花图形即可获得耐久性的拒水效果。有机硅拒水剂印花特别适合于合成纤维及其混纺织物，特别是长丝织物上拒水效果耐水洗和干洗性能非常好。在棉织物或粘胶纤维织物上稍微差一些，其原因可能是因纤维素纤维遇水后溶胀历害而使有机硅印花薄膜破裂所造成的结果。硅油通常室温下为液体油状物，以硅油为原料（主剂），加入增稠剂、助剂、后种性能改进剂，经过特定工艺配制而成的复合物、乳液、溶液等制品，称为硅油的二次加工制品。
印花浆料配方：
如果自行配制有困难，可直接购买市场商品如国产有机硅织物拒水整理剂有北京洁尔爽有限公司生产的拒水剂SH，属于非离子型拒水剂，它是由SH-B和SH-C双组分构成的，它的稳定性好，用于纯棉、涤棉和化纤织物。工艺配方简单，只需SH-B 10g／L，SH-C 10g／L，加入透明的印花浆料中即可印花，印后预烘3min（100-110℃）→焙烘6-20S（160-190℃）→成品。成品手感好，耐撕裂、耐磨擦、富有弹性。是目前国内较为理想的有机硅拒水剂。
水变印花时应注意的事项
（1）印花拒水剂的选择必须具有一定的黏附力。易于织物纤维反应或吸附，较为长期稳定的存在，长时间浸泡、皂洗印花簿膜不会脱落、不被损坏，具有较高的黏附强度、撕裂强度和耐磨性、耐氯漂。
（2）必须在织物纤维表面形成连续薄膜，成膜速度不宜过快，以便适应网印涂层工艺的要求，但要有良好的成膜效果。
（3）成膜后应具有良好的透明度，不影响织物的色泽，与印花浆料和助剂相容性好，对印花织物底色染料无色变现象。
印花后不影响织物原有性能，手感柔软，能达到服用织物的指示要求，即耐候性、拒水、透气性等要求。应选用渗透性能好的拒水整理剂。
（4）对印花织物底色染料要求染色牢度、热稳定性能好，对所选用的印浆、拒水剂及助剂都要有较好的稳定性，无色变发生。因为被印花部分有一定的固色作用，而未被印花处若色牢度差，会在后处理时的焙烘、皂洗、水洗过程中布面染料脱色，印花与未印花之间产生色差，使印花处花型显露出来，而无法达到隐色印花的效应。大部分活性染料、还原染料和阳离子染料的适应性较好，还有部分色牢度好的中性染料和弱酸性染料经过较好的固色处理的布料，印花后花纹也有较好的显色效果。
（5）即使拒水性能最好的服装，经过摩擦、洗涤和沾污后，拒水性能也会有所降低，因此，在洗涤拒水服装时应尽量不要使用洗涤剂，因为洗涤剂会降低织物的拒水效果，同时，织物上残留的微量洗涤剂也会促使水润湿织物表面，这是水渗入织物的第一步。
（6）水变印花后经皂洗后，织物用熨斗平整地熨烫一下，水变效果更会明显。
（7）水变印花效果与遇水温度还有关系，在5-25℃的水中效果会更明显。若水温太高，显色效果则会更差了。
水变印花实属利用印花手段开发的一种织物涂层产品，涂层织物品种多若繁星，织物涂层技术给纺织品业制造功能型织物提供了更多的可能性，大大拓宽了纺织品的用途。
作者：文/刘永庆
