本发明涉及一种纺织工业的无纸化转移印花方法，尤其是一种水性墨水无纸转移印花方法。
背景技术：
转移印花是纺织品印花方法之一。始于20世纪60年代末。先将某种染料印在纸等其他材料上，然后再用热压等方式，使花纹转移到织物上的一种印花方法。转移印花被认为是纺织行业中继活性染料之后最重要的发明和印花工艺上的一次革命。这种工艺与传统工艺相比，省时、省力、省水，此外，由于纸张收缩小、套色准确，所以花纹清晰精致，灵活性强，既可大批量生产，也可小批量生产，因此发展很快。
现有的转移印花技术的基本机制主要有升华法、泳移法、熔融法和油墨层剥离法。升华法这是最常用的一种方法，利用分散染料的升华特性，使用分子量为250-400、颗粒直径为0.2-2微米的分散染料与水溶性载体或醇溶性载体，如油溶性树脂制成油墨，在200-230℃的转移印花机上处理20-30秒，使分散染料转移到涤纶等合成纤维上并固着。泳移法是织物先经固色助剂和糊料等组成的混合液浸轧处理，然后在湿态下通过热压泳移，使染料从转移印花纸上转移到织物上并固着，最后经汽蒸、洗涤等湿处理。染料转移时，在织物和转移纸间需要有较大的压力。熔融法是转印纸的油墨层以染料与蜡为基本成分，通过熔融加压，将油墨层嵌入织物，使部分油墨转移到纤维上，然后根据染料的性质作相应的后处理。在采用熔融法时，需要较大的压力，染料的转移率随着压力的增加而提高。油墨层剥离法使用遇热后能对纤维产生较强粘着力的油墨，在较小的压力下就能使整个油墨层自转印纸转移到织物上，再根据染料的性质作相应的固色处理。
近年来转移印花技术有向无纸化的方向发展的趋势，一些单位着手开发了一些无纸化的转移印花设备。例如cn1091190c请求保护一种以金属箔替代热转移纸的无纸热转移印花技术。根据该方法，将调制好的转移印花染料油墨图案用辊筒印制在金属箔片上，然后在选定的温度、压力下，使染料升华到织物上，实现热转移印花。cn101786373a公开了一种无纸活性转移印花机，其机构采用了与传统以纸张作为转移印花暂载体的转移印花机相似的结构，但采用了可循环利用的塑料带替代纸张作为转移印花暂载体实现无纸化。但是在实际应用中我们发现：其一，公开的无纸转移印花技术方案，其核心机制依然主要是升华法，或泳移法，或油墨层剥离法，因此未能摆脱传统的转移印花机制，仅仅是考虑用纸张的替代品来实现无纸化；其二，公开的无纸转移印花技术方案均是将金属箔或塑料带这些可循环利用的材料替代纸张，要将图案印制在金属箔或塑料带上需采用溶剂型油墨，生产过程有机溶剂挥发量大；其三，如果要获得高精度的印花效果，金属箔或塑料带表面需要进行电晕等方式的处理，而经过循环利用几次后，塑料带表面处理效果消失，从而导致印刷质量严重下降。
技术实现要素：
因此，本发明旨在提供一种无纸化转移印花方法，该无纸化转移印花方法能够在实现无纸化的同时，以低成本、低能耗、高转印效率，实现高精度、高品质的印花效果。
根据本发明的无纸化转移印花方法，包括如下步骤：a)通过印刷机将水性墨水以设定的图案印制在转移印花暂载体上，该转移印花暂载体的表面由弹性体高分子材料制成，并且所述转移印花暂载体表面的临界表面张力为25-45mn/m，所述水性墨水的表面张力低于所述转移印花暂载体的临界表面张力；b)烘干所述转移印花暂载体上待转移的所述图案；c)用水性表面张力提升液润湿所述转移印花暂载体，使得转移印花暂载体和织物在转移印花设备中相互密合以转移图案时，印制在转移印花暂载体上的水性墨水溶解或分散于水性表面张力提升液中形成水性溶液或水性分散液，所述水性溶液或水性分散液的表面张力大于转移印花暂载体的临界表面张力且小于织物纤维的表面张力；以及d)在转移印花暂载体和织物之间的密合处，使该水性溶液或水性分散液与转移印花暂载体分离，水性墨水染料转移到织物纤维上。
可选地，在步骤a)中，所述水性墨水的表面张力比转移印花暂载体的临界表面张力小1-4mn/m。
可选地，在步骤c)中，利用网纹辊使纤维织物载带水性表面张力提升液来润湿所述转移印花暂载体。
可选地，在步骤c)中，利用定量加湿系统来直接润湿所述转移印花暂载体。
可选地，在步骤c)中，利用喷涂方式给织物上浆水性表面张力提升液来润湿所述转移印花暂载体。
可选地，所述转移印花暂载体是无缝毯带或外覆有弹性高分子材料层的辊筒。
可选地，所述弹性高分子材料是聚氨酯橡胶或聚丁基橡胶，其临界表面张力分别为29mn/m和27mn/m。
可选地，所述转移印花暂载体的邵氏硬度为85-95。
可选地，所述水性表面张力提升液是去离子水，或蒸馏水，或添加5％以下浓度印染助剂的水溶液，不含表面活性剂。可选地，所述印染助剂为固色剂和/或增稠剂。
可选地，水性表面张力提升液配方为醋酸0.5-1％，ph调节剂0.5-1％，螯合剂1-1.5％，吸湿剂2-5％，固色剂1-3％，糊料0.05-0.5％，用水调节到100％。
可选地，水性表面张力提升液配方为连接料10-20％，滑爽剂0.6-0.9％，乳化剂3-5％，消泡剂占0.5％，用去离子水调到100％。
可选地，所述印刷机，为凹版印刷机、柔版印刷机、或筛网印刷机。
可选地，所述水性墨水为水溶性活性染料墨水、水溶性酸性染料墨水或水分散性分散染料墨水。
可选地，所述水溶性活性染料墨水的配方为：印花糊料5-15％，染料15-40％，防染盐s0.5-1％，助溶剂5-8％，匀染剂0.5-2％，用水调整到100％。
可选地，所述水溶性酸性染料墨水的配方为：酸性染料20-40％，尿素2-5％，助溶剂2-5％，螯合剂1-1.5％，硫酸铵0-0.8％，表面张力调节剂2-5％，用水调节到100％。
可选地，所述水分散性分散染料墨水的配方为：大分子分散染料15％-45％，糊料4％-12％，分散剂3％-5％，用去离子水调到100％。
可选地，所述织物为纤维素纤维织物，通过润湿所述转移印花暂载体而形成的所述水性溶液或水性分散液表面张力满足：所述水性溶液或水性分散液的表面张力<72mn/m。优选地，所述水性溶液或水性分散液表面张力满足：50mn/m≤所述水性溶液或水性分散液的表面张力<70mn/m。
可选地，所述织物为涤纶，通过润湿所述转移印花暂载体而形成的所述水性溶液或水性分散液表面张力满足：所述水性溶液或水性分散液的表面张力<43mn/m。优选地，所述水性溶液或水性分散液表面张力满足：35mn/m≤所述水性溶液或水性分散液的表面张力<43mn/m。
可选地，所述织物为尼龙，通过润湿所述转移印花暂载体而形成的所述水性溶液或水性分散液表面张力满足：所述水性溶液或水性分散液的表面张力<42mn/m。优选地，所述水性溶液或水性分散液表面张力满足：35mn/m≤所述水性溶液或水性分散液的表面张力<42mn/m。
可选地，所述织物为真丝，通过润湿所述转移印花暂载体而形成的所述水性溶液或水性分散液表面张力满足：所述水性溶液或水性分散液的表面张力<49mn/m。优选地，所述水性溶液或水性分散液表面张力满足：40mn/m≤所述水性溶液的表面张力<49mn/m。
可选地，所述无纸化转移印花方法还包括在将织物与转移印花暂载体分离后，经固色、水洗、定型，得到转移印花成品。
可选地，转移印花设备的车速为5-80m/min。
根据本发明的方法，在起始印刷时配置墨水的表面张力低于转移印花暂载体的临界表面张力，使得转移印花暂载体印刷面与染料墨水具有良好的亲和性，因此在暂载体上能印制完整精美的图案。此后利用转印时水性表面张力提升液将墨水的表面张力提升大于暂载体印刷面，而低于织物纤维的表面张力，从而显著减低暂载体印刷面与染料墨水的亲和性，形成拒墨状态，而由于水性表面张力提升液溶解的墨水的表面张力依然低于织物纤维的表面张力，因此织物纤维与墨水瞬间形成了良好的亲和性。从而能够实现像素墨滴的完整转印，同时转移印花暂载体无残留墨水，可以很方便地重复循环使用。
本发明的有益效果在于，采用水性墨水无纸转移印花方法克服了现有无纸转移印花方法的染料转移率低，生产不稳定等缺点，并使印花的质量和产量都得到提高。
11.如权利要求1所述的无纸化转移印花方法，其中，水性表面张力提升液配方为醋酸0.5-1％，ph调节剂0.5-1％，螯合剂1-1.5％，吸湿剂2-5％，固色剂1-3％，糊料0.05-0.5％，用水调节到100％。
12.如权利要求1所述的无纸化转移印花方法，其中，水性表面张力提升液配方为连接料10-20％，滑爽剂0.6-0.9％，乳化剂3-5％，消泡剂占0.5％，用去离子水调到100％。
13.如权利要求1所述的无纸化转移印花方法，其中，所述印刷机为凹版印刷机、柔版印刷机或筛网印刷机。
14.如权利要求1所述的无纸化转移印花方法，其中，所述水性墨水为水溶性活性染料墨水、水溶性酸性染料墨水或水分散性分散染料墨水。
15.如权利要求14所述的水性墨水无纸转移印花方法，其中，所述水溶性活性染料墨水的配方为：印花糊料5-15％，染料15-40％，防染盐s0.5-1％，助溶剂5-8％，匀染剂0.5-2％，用水调整到100％。
16.如权利要求14所述的水性墨水无纸转移印花方法，其中，所述水溶性酸性染料墨水的配方为：酸性染料20-40％，尿素2-5％，助溶剂2-5％，螯合剂1-1.5％，硫酸铵0-0.8％，表面张力调节剂2-5％，用水调节到100％。
17.如权利要求14所述的水性墨水无纸转移印花方法，其中，所述水分散性分散染料墨水的配方为：大分子分散染料15％-45％，糊料4％-12％，分散剂3％-5％，用去离子水调到100％。
18.如权利要求1所述的无纸化转移印花方法，其中，所述织物为纤维素纤维织物，通过润湿所述转移印花暂载体而形成的所述水性溶液或水性分散液表面张力满足：所述水性溶液或水性分散液的表面张力<72mn/m。
19.如权利要求18所述的无纸化转移印花方法，其中，所述水性溶液或水性分散液表面张力满足：50mn/m≤所述水性溶液或水性分散液的表面张力<70mn/m。
20.如权利要求1所述的无纸化转移印花方法，其中，所述织物为涤纶，通过润湿所述转移印花暂载体而形成的所述水性溶液或水性分散液表面张力满足：所述水性溶液或水性分散液的表面张力<43mn/m。
21.如权利要求20所述的无纸化转移印花方法，其中，所述水性溶液或水性分散液表面张力满足：35mn/m≤所述水性溶液或水性分散液的表面张力<43mn/m。
22.如权利要求1所述的无纸化转移印花方法，其中，所述织物为尼龙，通过润湿所述转移印花暂载体而形成的所述水性溶液或水性分散液表面张力满足：所述水性溶液或水性分散液的表面张力<42mn/m。
23.如权利要求22所述的无纸化转移印花方法，其中，所述水性溶液或水性分散液表面张力满足：35mn/m≤所述水性溶液或水性分散液的表面张力<42mn/m。
24.如权利要求1所述的无纸化转移印花方法，其中，所述织物为真丝，通过润湿所述转移印花暂载体而形成的所述水性溶液或水性分散液表面张力满足：所述水性溶液或水性分散液的表面张力<49mn/m。
25.如权利要求24所述的无纸化转移印花方法，其中，所述水性溶液或水性分散液表面张力满足：40mn/m≤所述水性溶液的表面张力<49mn/m。
26.如权利要求1所述的无纸化转移印花方法，还包括在将织物与转移印花暂载体分离后，经固色、水洗、定型，得到转移印花成品。
27.如权利要求1所述的无纸化转移印花方法，其中，转移印花设备的车速为5-80m/min。
具体实施方式
下述以非限制性实施例来进一步说明本发明，但应注意的是，这些实施例不应视为是对本发明的限制。
根据本发明的一个实施例，可以先利用诸如凹版印刷机、柔版印刷机、或筛网印刷机的印刷机将水性墨水以设定的图案印制在转移印花暂载体上，然后再将转移印花暂载体上的墨水图案转移到织物上，从而最终在织物上形成印花图案，实现纺织品的印花。
可以采用弹性高分子材料制成的例如毯带、辊筒等形式的暂载体代替常用的纸张作为转移印花暂载体，该转移印花暂载体的临界表面张力为25-45mn/m。对不同材质的暂载体、多种织物、墨水配方的组合进行了转移印花测试，得到如下示例性实施例，应该明白，本发明不限于下述实施例。
实施例1：全棉织物无纸化转移印花
织物规格:100％棉针织150g/m2。
棉是纤维素纤维中的一种常见纤维，棉纤维的表面张力>72mn/m。
采用临界表面张力为29mn/m的聚氨酯橡胶为外覆材料，制成聚氨酯胶辊，作为转移印花暂载体。该聚氨酯胶辊的表面邵氏硬度为90度。
配制活性染料墨水，墨水配方为：
在上述范围内调整各墨水组分，使得墨水表面张力分别为23、25、27、28、29、31mn/m。
通过凹版印刷机将活性染料墨水以设定的图案印制在聚氨酯胶辊表面，图案在聚氨酯胶辊上的承印效果如下表1所示。
表1
从上表可见，当墨水的表面张力低于聚氨酯胶辊的临界表面张力时，墨水在该胶辊的表面随意铺展和润湿。如果墨水的表面张力大于胶辊的临界表面张力时，液滴将不会在胶辊上铺展，胶辊将不会被润湿。但如果表面张力太低则会导致墨点不容易成型，并且形成的墨点也不够稳定，甚至形成“卫星状”。优选地，染料墨水表面张力可以比聚氨酯胶辊的临界表面张力小1-4mn/m。
可以在转移印花设备中烘干待转移印花。在转移印花设备运行时，将全棉织物送入转移印花单元，在全棉织物与聚氨酯胶辊密合前，聚氨酯胶辊表面可以通过定量加湿系统，可以用去离子水，或蒸馏水，作为表面张力提升液来润湿胶辊表面的活性染料墨水，使活性染料墨水复溶于水中，定量加湿系统所加水量将其表面张力提升。在暂载体和织物在转移印花设备中密合转移印花的瞬间，所形成的表面张力提升后的水性墨水溶液表面张力大于聚氨酯胶辊的临界表面张力，且小于棉纤维的表面张力。因此该水性活性染料墨水溶液与聚氨酯胶辊表面分离，在棉纤维表面实现铺展和润湿，从而水性墨水中的活性染料转移到棉纤维上。
通过调节定量加湿系统的加湿量，可以得到不同的墨水表面张力。在不同的墨水表面张力下的印花效果如表2所示。
表2
根据本实施例，为了实现良好的转移印花效果，通过润湿聚氨酯胶辊而形成的水性溶液的表面张力满足29mn/m<所述水性溶液的表面张力<72mn/m，更优选地50mn/m≤所述水性溶液的表面张力<70mn/m。
最后将棉织物与聚氨酯胶辊分离后，经固色、水洗、定型，即为棉织物活性染料印花成品。
优选地，转移印花的车速为45m/min。
实施例2：涤纶织物无纸化转移印花
织物：涤纶绉麻；织物规格：原料为涤纶111dtex(dty)×111dtex(dty)，密度为256×256根/10cm，重量为142g/m2。
涤纶纤维的表面张力为43mn/m。
采用临界表面张力为29mn/m的聚氨酯橡胶为材料，包胶辊筒，形成聚氨酯胶辊作为转移印花暂载体。该聚氨酯胶辊的表面邵氏硬度为92度。
配制分散染料墨水，墨水配方为：
在上述范围内调整墨水的各组分，使得分散染料墨水表面张力分别为23、25、27、28、29、31mn/m。
通过筛网印刷机将分散染料墨水以设定的图案印制在聚氨酯橡胶辊转移印花暂载体表面，图案的承印效果如下表3所示。
表3
从上表可见，当墨水的表面张力低于聚氨酯胶辊的临界表面张力时，墨水在该胶辊的表面随意铺展和润湿。如果墨水的表面张力大于胶辊的临界表面张力时，液滴将不会在胶辊上铺展，胶辊将不会被润湿。但如果表面张力太低则会导致墨点不容易成型，并且形成的墨点也不够稳定，甚至形成“卫星状”。优选地，染料墨水表面张力比聚氨酯胶辊的临界表面张力小1-4mn/m。
烘干待转移印花。在转移印花设备运行时，涤纶织物送入转移印花单元，在涤纶织物与聚氨酯橡胶辊密合前，涤纶织物用喷涂方式上浆水性表面张力提升液，水性提升液配方为
在聚氨酯橡胶辊和涤纶织物在转移印花设备中密合转移的瞬间，印制在聚氨酯橡胶辊的水分散性分散染料墨水重新分散于水性表面张力提升液中，所形成的水性分散溶液表面张力大于聚氨酯橡胶辊的表面张力，且小于涤纶织物纤维的表面张力，因此该水分散液与聚氨酯橡胶辊表面接触角大于零，与聚氨酯橡胶辊表面分离，而水分散液在涤纶织物纤维表面实现铺展和润湿，从而水分散性分散染料墨水中的分散染料转移到涤纶织物纤维上。
通过调节给织物的喷涂上浆量，可以得到聚氨酯胶辊上墨水的不同的表面张力。在不同的墨水表面张力下的印花效果如表4所示。
表4
根据本实施例，为了实现良好的转移印花效果，通过润湿聚氨酯胶辊上的墨水而形成的水性分散液的表面张力满足：29mn/m<所述水性分散液的表面张力<43mn/m，优选地35mn/m≤所述水性分散液的表面张力<43mn/m。
最后涤纶织物与氨酯橡胶辊分离后，经固色、水洗、定型，即为涤纶织物分散染料印花成品。
优选地，转移印花的车速为40m/min。
实施例3：尼龙织物无纸化转移印花
织物规格:塔丝隆；原料：100％尼龙，规格：70d×160d
尼龙纤维的表面张力为42mn/m。
采用临界表面张力为27mn/m的丁基橡胶为材料，制成无缝环形毯带，形成丁基橡胶毯带转移印花暂载体。该丁基橡胶毯带的表面邵氏硬度为85度。
配制酸性染料墨水，墨水配方为：
在上述范围内调整各墨水组分，使得酸性染料墨水表面张力分别为21、23、25、26、29、31mn/m。
通过柔版印刷机将酸性染料墨水以设定的图案印制在丁基橡胶毯带转移印花暂载体表面，图案的承印效果如下表5所示。
表5
从上表可见，当墨水的表面张力低于聚丁基橡胶毯带的临界表面张力时，墨水在该毯带的表面随意铺展和润湿，如果墨水的表面张力大于毯带的临界表面张力时，液滴将不会在毯带上铺展，毯带将不会被润湿。但如果表面张力太低则会导致墨点不容易成型，并且形成的墨点也不够稳定，甚至形成“卫星状”。优选地，在将墨水图案印制到毯带上时，染料墨水表面张力比丁基橡胶毯带的临界表面张力小1-4mn/m。
然后烘干待转移印花。在转移印花设备运行时，尼龙织物送入转移印花单元，在尼龙织物与丁基橡胶毯带密合前，尼龙织物用网纹辊上浆水性表面张力提升液，水性提升液配方为
在丁基橡胶毯带和尼龙织物在转移印花设备中密合转移的瞬间，印制在丁基橡胶毯带的水性酸性染料墨水溶解于水性表面张力提升液中，所形成的水性溶液表面张力大于丁基橡胶毯带表面的表面张力，且小于尼龙织物纤维的表面张力，因此该水性溶液与丁基橡胶毯带表面接触角大于零，与丁基橡胶毯带表面分离，而水性溶液在尼龙织物纤维表面实现铺展和润湿，从而水性墨水中的酸性染料转移到尼龙织物纤维上。
在不同的润湿后的墨水的表面张力下的印花效果如表6所示。
表6
因此，根据本实施例，为了实现良好的转移印花效果，通过织物润湿丁基橡胶毯带而形成的水性溶液的表面张力满足：27mn/m<所述水性溶液的表面张力<42mn/m，优选地35mn/m≤所述水性溶液的表面张力<42mn/m。
最后尼龙织物与丁基橡胶毯带分离后，经固色、水洗、定型，即为尼龙织物酸性染料印花成品。
优选地，转移印花的车速为30m/min。
实施例4：真丝织物无纸化转移印花
织物规格:电力纺；原料：100％蚕丝，规格：40g/m2
与实施例3类似地，在转移印花暂载体为聚丁基橡胶毯带的情况下，其他参数不变，对蚕丝织物进行冷转移印花，在不同的重新润湿后墨水表面张力下的印花效果如表7所示。
表7
因此，为了实现良好的转移印花效果，通过润湿丁基橡胶毯带而形成的水性溶液的表面张力满足：27mn/m<所述水性溶液的表面张力<49mn/m，优选地40mn/m≤所述水性溶液的表面张力<49mn/m。
从以上各实施例可见，如果被重新润湿的墨水表面张力太大，墨水不易迅速形成小的微滴，墨水与织物不浸润。墨水的表面张力必须低于纤维的表面张力，如棉的表面张力大于72mn/m，涤纶为43mn/m，尼龙为42mn/m，蚕丝为49mn/m；如果墨水的表面张力大于织物表面张力，液滴将不会在织物表面铺展，织物将不会被润湿。如果表面张力太低则会导致墨滴不容易形成，并且形成的墨滴也不够稳定，甚至形成“卫星状”。
一些替代性转移印花方法在本发明的范围内，这些替代性方法包括各种弹性高分子材料转移印花暂载体、织物、墨水、表面张力提升液及表面张力参数的多种组合变化。
虽然已经参照特定的说明性实施例展示和描述了本发明，但是本发明不受这些示例性实施例限制。应该认识到的是，本领域的技术人员能够在不脱离本发明的由权利要求书或者其等同内容所限定的范围和精神的情况下对这些示例性实施例进行变化和变型。