3.1數碼噴墨印花墨水的分類
數碼噴墨印花墨水按照使用的色素可分為染料型墨水和顏料型墨水[91,染料墨水對織物具有上染選擇性,而顏料墨水利用樹脂作為粘合劑固著在織物上不具有選擇性,幾乎適用于所有纖維織物印花,如棉、毛、絲、麻、滌綸、錦綸、腈綸及混紡織物,尤其是混紡織物.因為組成的纖維成分不同,任何一種染料墨水均難以實現有效的噴墨印花,所以研發和使用顏料墨水成為目前噴墨印花行業關注的焦點.
顏料墨水按溶劑的類型又可分為水性顏料墨水和溶劑型顏料墨水.溶劑型顏料墨水大多具有揮發性,且毒性大,嚴重污染環境,故水性顏料墨水成為目前噴印墨水發展的主要方向.[10-121水性顏料墨水從技術上分為2類:(1)以Epson為代表,將顏料用水溶性樹脂包覆,再利用分散劑使顏料顆粒穩定地分散在水中.
其特點是顏料顆粒小,一般平均粒徑<100nm,光澤度高,耐水性能好;(2)以Cabot墨水為代表,選用超分散劑將經過化學改性的顏料覆蓋,不使用高分子質量的聚合物樹脂.其特點是粘度低,流動性好,但是需要在顏料生產的后處理過程中進行顏料改性.
3.2我國顏料墨水研究現狀
顏料對紡織品纖維沒有親和力,必須借助樹脂粘合劑附著在紡織品上進行著色.印花產品要求具有很好的耐鹽/水洗牢度、耐摩擦牢度、耐熨燙和干熱定型牢度等性能,這些性能在很大程度上取決于顏料墨水中所使用的粘合劑性能所以,顏料墨水中所添加的樹脂粘合劑性能直接決定噴墨印花產品的質量.目前,市場水性顏料墨水普遍存在濕摩擦牢度和刷洗牢度較差、手感較硬、易堵噴嘴等問題.為有效解決濕摩擦牢度和刷洗牢度問題,房寬峻等【13】以聚羧酸型高分子共聚物作為分散劑和固著劑制備超細顏料墨水,在高溫條件下促使聚羧酸中的羧基與多元醇羥基發生酯化交聯,使顏料粒子固著在基材上,進而提高色牢度.Mo布爾格林等利用甲基丙烯酸酯和苯乙烯作為主單體,通過乳液聚合的方法獲得一種陰離子共聚物作為紡織纖維材料噴印墨水粘合劑,結果表明:該粘合劑在酸性和堿性范圍內穩定性高、光學穩定性和色牢度良好.
水性顏料易堵塞噴頭的主要原因是顏料著色劑在水中傾向于聚集,并且部分粘合劑常溫下易發生交聯.為此,汪茫等l5]通過添加可聚合的表面活性劑,制得平均粒徑<100nm的微乳液,由于納米級的微乳液顆粒間不易發生團聚,使得聚合物微乳液具有優良的穩定性.同時,為防止印花膠膜常見的冷脆熱粘問題,還通過引入帶有交聯基團的乙烯基不飽和共聚單體,利用適度的交聯反應形成立體網絡結構的聚合物膜,既防止聚合物表面發粘,又賦予噴印織物良好的耐水洗和耐摩擦等色牢度.顏料墨水具有廣泛的織物適用性,但配制墨水成本較高,目前市場上噴印墨水還是以染料墨水為主.近幾年來,許多國際大公司(包括Ciba、Epson、Canon等)在墨水研發方面做了大量的工作,形成了具有自主知識產權的技術與產品,占領了大部分印花市場.而我國噴墨墨水發展尚屬于起步階段,開發既具有優異的耐候、耐水性,又具備染料噴墨的色彩飽和度和鮮艷度的高性能顏料墨水,已成為我國當前紡織品噴墨印花發展的首要問題.
4數碼噴墨印花工藝
織物根據纖維分子結構的差異可分為纖維素纖維、蛋白質纖維和合成纖維.其中,纖維素纖維主要指自然界的植物纖維和人造纖維;蛋白質纖維主要來源于動物纖維,如羊毛、兔毛、蠶絲、皮革等;合成纖維主要是指利用化工合成的方法,經過抽絲加工制得像棉花、羊毛、蠶絲一樣的紡織纖維.常見合成纖維有滌綸、錦綸、腈綸,由于未處理過的織物表面光滑,很難保留住墨水,得色率很低,且容易發生滲化,在噴墨之前通常需要對織物進行前處理.[6]不同織物纖維表面性能不同,應針對不同紡織品選擇不同的噴印墨水和印花丁藝:(1)活性染料墨水主要適用于棉、絲綢、尼龍、羊毛等紡織品的數碼噴墨印花,其工藝流程為織物預處理一烘干一噴墨印花一烘干一汽蒸一水洗一烘干;(2)酸性染料墨水噴墨印花工藝與活性染料墨水相似,主要應用于絲綢、羊毛、滌綸等織物噴墨印花,其工藝流程為織物預處理一烘干一噴墨印花一烘干一汽蒸一冷水洗滌一溫水皂洗一溫水漂洗一冷水漂洗;(3)分散染料墨水主要適用于含有聚酯纖維的布料,第一種直接噴墨印花工藝流程為前處理一噴墨印花一汽蒸或熱熔色一水洗一烘干.第二種噴墨轉移印花的生產過程由轉移印花紙的印制和織物的熱壓轉移印花工藝構成,流程為轉移紙一噴墨打印一噴墨印花紙+織物一熱壓轉移印花(210,30s)一噴墨印花產品;(4)顏料墨水原則上適用于各種織物,印花工藝也相對簡單,其工藝流程為織物噴墨印花一烘焙.
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