傳統(tǒng)的紡織品印花從制作印花圖案至打樣獲得客戶認(rèn)可，成本較高，而且耗時費力。噴墨印花是一種無接觸或直接印制技術(shù)，可在任意表面印制而無需考慮它的多孔結(jié)構(gòu)和吸收性能，能夠滿足當(dāng)前日益增長的按需設(shè)計制造(DAMA)和即時交貨(JIT)要求。此外，噴墨印花噴印過程中幾乎無染化料浪費、無廢液、無廢水、耗能低，有利環(huán)保。

目前，國內(nèi)外正大力研發(fā)噴墨印花技術(shù)。杭州宏華電腦技術(shù)有限公司已經(jīng)開始生產(chǎn)具有實用價值的噴墨印花機(jī)，但其印墨仍依靠進(jìn)口，且單價在1000元/L以上，昂貴的價格限制了噴墨印花機(jī)的推廣。

數(shù)碼噴墨印花墨水一般由色素、溶劑、染料增溶劑、保水劑、耐水劑、粘度調(diào)節(jié)劑、粘合劑、消泡劑、干燥劑等組成。對活性染料噴墨墨水的粘度、表面張力、勻性、粒度等總體技術(shù)指標(biāo)要求如下:

粘度<0.01Pas

表面張力>40mN/m(活性染料油墨最佳40一60mN/m)

粒度微米級乳液后處理工藝僅用熱烘或紫外線引發(fā)聚合

干摩牢度>4級

濕摩牢度>3.5級(AATCC試驗法)

印制品手感變化小

纖維類別適應(yīng)性寬

上色率高

成本低

本項目自制了活性染料噴墨印花墨水，并利用一臺改造的彩色噴墨打印機(jī)進(jìn)行小樣噴墨印花，確定了較佳的預(yù)處理和后處理工藝條件。

1試驗

1、1試驗材料與設(shè)備

染料LevafixBrilliantBluePN-RL(DyStar公司經(jīng)精制提純)

藥品濃硫酸、氫氧化鈉、磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉、尿素、無水碳酸鈉、防染鹽、醋酸鈉、醋酸(均為AR);亞硝酸鈉(AP);氯化鈉、二甘醇、乙二醇、甘油、己內(nèi)酸胺(均為CP)。

設(shè)備PHSJ-4A型pH計，ZatasizerNanoZS型納米粒度及Zata電位分析儀，DatacolorSF600型電腦測色配色儀，78-1磁力加熱攪拌器，AEU-210電子天平，NDJ-1粘度計，Epsonstyluscolor440噴墨打印機(jī)，ROACHES皂洗牢度測試儀。 #p#副標(biāo)題#e#

1、2試驗方法

1、2、1液體活性染料的制備

活性染料用少許水調(diào)成漿，加人助溶/增溶劑調(diào)成糊;再加入定量的吸濕劑、防凍劑，用增稠劑調(diào)節(jié)粘度和表面張力;然后加去離子水微熱溶解，冷卻靜置1h,抽濾，加人pH值緩沖劑調(diào)節(jié)濾液pH值。

1.2.2油.墨粒度測試

按噴墨印花用的油墨配方制備油墨，在納米粒度及Zata電位分析儀上進(jìn)行測試。

1.2.3油墨粘度測試

采用NDJ-1型旋轉(zhuǎn)粘度儀測定油墨粘度，選擇1#轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)速為60r/min，測定溫度為(25土1)℃。

1.2.4油墨表面張力

采用最大氣泡壓力法測定不同配方的噴墨油墨的表面張力，并利用所測出試驗數(shù)據(jù)，由下式計算出油墨的表面張力:

 

1.2.5噴墨印花工藝

織物前處理一噴印、汽蒸「(100一105)℃x10min]。水洗~皂煮。烘干

前處理配制漿液1000g(海藻酸鈉40g、小蘇打40g、尿素35g、水885g)，軋漿(軋余率100%)，二浸二軋，95℃烘干。

在Word2003操作系統(tǒng)的支持下，以360dpi的分辨率進(jìn)行噴墨印花。

1.2.6固色率的測定

分別將未汽蒸固色的試樣與汽蒸后的試樣剝色，之后將剝色溶液移入容量瓶中;剝色完畢洗滌試樣，將洗滌液也置人容量瓶中，加蒸餾水定容。用分光光度計在染料的最大吸收波長處測定吸光度，計算固色率。

 

1.2.7色牢度測試

用DatacolorSF600型電腦測色配色儀測試印花織物干/濕摩擦牢度和皂洗牢度(按AATCC標(biāo)準(zhǔn))#p#副標(biāo)題#e#

2結(jié)果與討論

2.1油墨性能測定和分析

按1.2中試驗方法制備不同配方的噴墨印花油墨，測試油墨液體的粘度、表面張力、均勻性、粒子大小及液滴形狀和穩(wěn)定性等。

2.1.1正交試驗

采用L9(3的4次方)進(jìn)行正交分析，四因素分別為染料、丙三醇、己內(nèi)酞胺和二甘醇濃度(均為質(zhì)量百分比)。具體正交因素水平選擇及正交試驗結(jié)果見表l

 

如前所述，油墨的粘度與表面張力共同影響墨滴的形成。粘度高，油墨噴出后易粘噴頭，微滴拖長，呈拉絲狀;粘度太低，則微滴易破碎。受粘度影響的另一重要參數(shù)是液滴的噴射速度。若粘度太高，會使液滴噴射速度降低，甚至造成墨滴不能擊中被印基質(zhì)的相同點子。已有基礎(chǔ)試驗和實際印制效果表明，粘度低于10mPa·s(最好在2一4mPa·5)、表面張力為40-60mN/m的條件下，能獲得滿意的液滴形狀和印制效果。

由表1知，影響油墨粘度的因素顯著性次序為:丙三醇>二甘醇>己內(nèi)酞胺>染料;影響油墨表面張力的因素顯著性次序為:丙三醇>二甘醇>染料>己內(nèi)酞胺。因此，二甘醇與丙三醇濃度是重要的影響因素。

綜合方差分析，油墨的最優(yōu)組合為染料10%，丙三醇2.5%，己內(nèi)酞胺4%，二甘醇15%，定義為配方。因油墨配方二，即染料12%，丙三醇2.5%，己內(nèi)酚胺7%，二甘醇15%，粘度與表面張力效果也較好，在下面試驗中分別以這兩個油墨配方為對象進(jìn)行分析。

2.1.2粒徑分析

粒徑大小與油墨制備和噴印過程中的過濾有關(guān)，并受體系含固量的影響。

噴墨印花用油墨粒徑不能過大，而且無論是在高速剪切狀態(tài)下(如攪拌、高速通過噴口)還是在不同溫度下，粒徑仍可保持不變或改變很小，否則當(dāng)油墨流經(jīng)噴頭時，小尺寸粒子可能會在噴嘴周圍聚集成大粒子;大而不規(guī)則的粒子導(dǎo)致形成微滴困難和不穩(wěn)定，最終導(dǎo)致噴頭堵塞。

經(jīng)測試，配方1,2的油墨平均粒徑均小于1.5um,最大粒徑小于5um，均符合要求。#p#副標(biāo)題#e#

2.1.3油墨的物化穩(wěn)定性分析

油墨需要很高的染料濃度，外界條件的變化會破壞墨水體系的平衡。為測試其物理穩(wěn)定性，取配制好的油墨密封靜置，長時間(14d)放置在室溫下，兩種配方的油墨均無固體析出，且無分層現(xiàn)象。但置于廣口瓶暴露于空氣中時，7d后油墨失水，表面結(jié)塊。因此油墨必須密封存放。

用蒸餾水以1:5稀釋油墨，于70℃下高溫強(qiáng)化處理3h，觀測油墨pH值和電位變化，測其化學(xué)穩(wěn)定性，結(jié)果如表2

 

表2結(jié)果表明，該油墨能有效控制染料水解，具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性。

在連續(xù)噴射印花設(shè)備中，油墨微滴是依靠電荷產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)的，因而油墨還必須具有帶電和導(dǎo)電的能力。如溶劑型的油墨體系中，需加人專門的導(dǎo)電調(diào)節(jié)劑。由于自制油墨屬于水相體系，本身已具有良好的導(dǎo)電,勝能，因此本試驗中不再對其進(jìn)行測定分析。

2.2噴印質(zhì)量分析

采用油墨配方1,2，用打印機(jī)進(jìn)行噴射印花試驗(表3)，對印花質(zhì)量進(jìn)行評定(包括印制過程和圖案性能兩方面)。由于缺少標(biāo)準(zhǔn)化指標(biāo)，顏色的準(zhǔn)確度還有待于進(jìn)一步完善。

 

表3表明，織物印花后摩擦牢度一般，固色率較低，但織物手感良好，因此還有待于通過優(yōu)化前處理與印花工藝或?qū)θ玖线M(jìn)行改性等措施提高其色牢度。在打印期間按配方1,2配制的油墨不堵塞噴嘴。綜合比較，油墨配方1噴印效果稍好于配方2。

3結(jié)論

(1)經(jīng)正交試驗分析，得出以下模擬噴墨印花最佳油墨配方:染料10%，丙三醇2.5%，己內(nèi)酞胺4%,二甘醇15%。

(2)該油墨配方的平均粒徑1.1um，極限粒徑不大于5um，水相油墨體系的導(dǎo)電率不作要求。

(3)油墨系統(tǒng)的粘度與表面張力均隨體系含固量、丙三醇含量、二甘醇含量的增大而增加，尤其是丙三醇濃度，必須嚴(yán)格控制。

(4)自制油墨具有較好的噴射穩(wěn)定性以及存儲穩(wěn)定性，印制織物色牢度一般，成本較低。