噴墨印花用印墨

1、噴墨印花用印墨作者:小螞蟻 時間:2009-10-9 23:00:35 收藏 編輯噴墨印花用印墨 陳榮圻 （上海紡織職工大學(xué) 200082） 原載：印染2006/12；38-45 【摘要】對噴墨印花印墨的基本性能以及著色劑染料和顏料的品種作了詳細(xì)介紹，特別對于適用于多種纖維印花，性能優(yōu)異的有機顏料及其親水性改性處理進行了重點探討。 【敘詞】噴射印花 染料 有機顏料 改性處理 親水性 中圖分類號：TS194 434 l 織物噴墨印花概述 織物常規(guī)印花，例如篩網(wǎng)印花和滾筒印花，都是將花樣設(shè)計者的意圖通過負(fù)紋效應(yīng)轉(zhuǎn)移到篩網(wǎng)或花筒上，然后將染料（或顏料）透過篩網(wǎng)或花筒傳遞到織物基質(zhì)上，再經(jīng)后

2、處理使色素固著在織物上，并具有一定的牢度。這種加工方式流程長、工序多、既費時、又昂貴。隨著印花織物份額不斷增加，這種傳統(tǒng)的印花技術(shù)己成為生產(chǎn)與貿(mào)易的瓶頸。 近二十年來，數(shù)字打印技術(shù)的問世，己引起印刷業(yè)的深刻變革，其印刷質(zhì)量可以做到即時應(yīng)答、色彩逼真、工藝便捷，啟示人們能否將紙張噴墨打印的技術(shù)移植到織物印花加工中來，借助干計算機和輔助設(shè)計，形成紡織品印花的新技術(shù)，這己成為20世紀(jì)90年代印花工業(yè)的共識。所謂織物噴墨印花，是將含有色素的油墨，經(jīng)由噴嘴噴射到被印基質(zhì)上，由計算機按設(shè)計要求控制形成花紋圖案1。根據(jù)油墨系統(tǒng)的性能，經(jīng)適當(dāng)后處理，焙烘加工得到一定牢度和鮮艷度的印花織物。20世紀(jì)90年代以來

3、，隨著電子分色、配色等CAD技術(shù)在紡織印染行業(yè)的應(yīng)用，1997年日本的 Canon、Seiren，荷蘭的Stork和法國的Toxot等竟相開發(fā)織物噴墨印花技術(shù)和設(shè)備的研究2。目前由紙張噴墨印刷演變而來的織物噴墨印花設(shè)備技術(shù)，主要有兩種類型，即連續(xù)噴墨（Continuous Ink Jet，CIJ）和按需噴墨（Drop on demand DOD）3-4。11連續(xù)噴墨（CIJ） 連續(xù)噴墨是油墨在300 kPa左右的壓縮空氣推動下，強制通過一個直徑分布在 10-100µm的小噴嘴，出來的油墨液流分成細(xì)小的液滴。這種液滴是由壓電晶體（諧振器）機械地激勵而強制形成的，隨著高頻振蕩形成每秒62

4、500液滴，這樣導(dǎo)致了有規(guī)則和受控方式形成的微小液滴。12按需噴墨（DOD）按需噴墨顧名思義即只有在需要時才把油墨噴射到基質(zhì)物上。油墨是不帶電荷的，油墨被突然施加的熱脈動，壓電、機械等作用，使油墨產(chǎn)生液滴。使用最多的是依靠熱脈動產(chǎn)生油墨液滴，噴射周期約為 10000滴/s，墨滴體積約15-220µµL。由干所需溫度高達(dá)350以上，導(dǎo)致油墨分解和噴嘴堵塞。噴墨印花由干具有許多特點，產(chǎn)品附加價值特別高，發(fā)展趨勢非常樂觀。2000年噴墨印花織物全世界產(chǎn)量達(dá)29億平方英尺，為世界印花布產(chǎn)量的1.0，是1997年的48倍；預(yù)期2002年將達(dá)127億平方英尺，占印花布4.4。從全世界噴

5、墨印花機的發(fā)展來看，1998年745臺，1999年1782臺，2000年3253臺，預(yù)測 2001年為 5980臺，2002年達(dá)8200臺，2003年則高達(dá)12300臺，5年內(nèi)增加約16倍。制約噴墨印花發(fā)展的是印花速度與生產(chǎn)成本，據(jù)有關(guān)資料報道2，噴墨印花織物每生產(chǎn)l米的加工成本估算為印墨1.3馬克，設(shè)備折舊0.70馬克，能源及保養(yǎng)0.94馬克，人工費1.70馬克，總計為4.64馬克，印墨占成本的28。2 紡織品噴墨印花用印墨的基本性能噴墨印刷技術(shù)的紙張用印墨研究己很成熟，用于紡織品噴墨印花的印墨研究尚屬初期，產(chǎn)品正在開發(fā)之中。用干噴墨印花的印墨配方或色漿組成必須符合嚴(yán)格的物理和化學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，具有

6、特定的性能，才能形成最佳液滴，適合特定的噴墨印花系統(tǒng)，得到優(yōu)良的圖像和色澤鮮艷度。噴墨印花的印墨或色漿的基本性能和要求如下5,6所述。21 表面張力表面張力對墨滴的形成和印制質(zhì)量極為明顯。噴嘴周圍有否溢出物、液滴的斷裂長度、液滴的穩(wěn)定性、液滴形成速度和是否呈直線運行等，總之，液滴形成的優(yōu)劣，均受表面張力影響。表面張力太大，油墨不易形成小的微滴，并可能出現(xiàn)較長的斷裂長度，或斷裂成“拖尾巴”狀微滴（見圖1），圖1落滴的高速攝影7直接影響到圖案的質(zhì)量。太大的表面張力還會使噴嘴表面不易被潤濕，而噴嘴周圍的油墨集結(jié)會影響微細(xì)液滴的線性運行和印花效果的重現(xiàn)性，也影響液滴對織物的潤濕和滲透。油墨的表面張力必

7、須低干纖維的表面能，如棉的表面能為64m Nm，滌綸為 43 m Nm，錦綸為 46 m Nm。表面張力太低則會導(dǎo)致液滴不穩(wěn)定，甚至形諭衛(wèi)星狀生成濺射點，影響圖案效果。對CIJ印花機推薦的表面張力范圍為40-60m Nm；而對 DOD熱噴射印花機則通常在40-50m Nm .22 粘度粘度是印墨的另一個重要物理性質(zhì)。印墨的粘度與表面張力一起影響墨滴的形成。粘度高，會使斷裂的尾巴拖長呈拉絲狀；粘度太小，則微滴易破碎。受粘度影響的還有液滴的噴射速度。若粘度太高，會使噴射速度降低，甚至墨滴不能擊中被印基質(zhì)的相同點之上。與傳統(tǒng)印花色漿相比,用于噴墨印花的印墨應(yīng)具有非常低的粘度。一般用CIJ技術(shù)為2-1

8、0mPa·s，DOC技術(shù)約粘度為10-30 mPa·s。23 粒徑采用平均粒徑和最大粒徑兩種參數(shù)表示印墨的顆粒尺寸。微滴粒徑比最大粒徑大的不能應(yīng)用，而且要求在高剪切（如攪拌，高速通過噴嘴）和不同溫度下，粒徑仍保持不變或改變很小。用CIJ印花機的印墨粒徑平均值應(yīng)小干0.5 µm，最大值不超過lµm。因為噴嘴直徑只有50µm，印墨經(jīng)噴嘴時，小尺寸粒子可能在噴嘴周圍聚集成大粒子，大而不規(guī)則的粒于還會導(dǎo)致微滴形成困難和不穩(wěn)定，最終導(dǎo)致噴嘴堵塞。目前噴嘴己成為消耗品，壽命半年至1年。24 導(dǎo)電率在CIJ印花設(shè)備中，油墨微滴是依靠帶電荷在電場中產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)的，

9、因而油墨必須具有導(dǎo)電的能力，導(dǎo)電率要求在750 S ismens以上。但是水相的油墨體系，本身己具有良好的導(dǎo)電性能，只有在溶劑型油墨體系中才加入專用的導(dǎo)電性調(diào)節(jié)劑。噴墨印花用印墨有很強的專用性，不同的噴墨印花機和不同的噴墨方式（熱氣泡、壓電、偏轉(zhuǎn)），其所用印墨不盡相同，很難制成通用的噴墨印花印墨。甚至有些生產(chǎn)廠（如 Epson，Canon，惠普）在噴頭上裝有芯片，必須用他們生產(chǎn)的印墨，這又給研究開發(fā)噴墨印花印墨帶未難度。3 染料著色劑印墨紡織品噴墨印花使用的著色劑主要是染料，如活性染料、酸性染料和分散染料，分別適用干棉、蠶絲錦綸、滌綸織物的印花8,9。31 活性染料 活性染料噴墨印花的墨水組成

10、，份 活性染料 15 硫二甘醇 24 二甘醇 2I 氯化鉀 0.004 硫酸鈉 0.002 水 40目前己經(jīng)提供商品的有以下幾種：(l)Cilia公司的Cibacron MI ink，適用干微壓電式和熱氣泡噴射技術(shù)，具有優(yōu)異的牢度和鮮艷的顏色。由 Ciliacron Yellow MI-6MS（100）、Golden Yellow MI2RN（200）、 Orange MI-2R（300）、 Red MI-B（400）、Red MI-4B（500）、Blue MI-3R（600）、TuTquoise MI-GR（700）、Grey MI-AS（800）和 Black MI-GR（900）等9個

11、品種組成。（2）Dystar公司的Jettex R，用干噴墨印花的提純活性染料系列，共有13只品種。即： Jettex Yellow SG、Yellow GL、Golden Yellow GR、 Orange RN、Red FB、Red 3B、Red 4B、Blue 3R、TuTquoise G、Navy Blue BS、Grey G、Grey GM和Black BN。（3）Dystar公司的Jettex R ink系列有9個品種，包括Jettex Yellow 5G ink、Golden Yellow GR ink、Orange RN ink、Red FB ink、Red 4B ink、Bl

12、ue 3R ink、TuTquoise G ink、Grey G ink和Black BN ink。TuTquo。e G。k、Grey G。k和Black BN ink。 可用干噴墨印花的活性染料品種有：C.1.活性黃2、15、37、42、76、95、168、175。C.1. 活性紅2I、24、31、33、 45、 111、112、114、180、218、226、228、235。C.1.活性藍(lán)15、19、2I、38、49、72、77、176、203、220、230、235。C.1.活性橙5、12、13、35、95. C.1.活性棕7、11、33、37、46. C.1.活性綠8、19. C.1.

13、活性紫2、6、22. C.1.活性黑5、8、31、39.其中常用的品種為 C.1.活性黃95， C.1.活性紅 218、226，C.1.活性藍(lán)15、49，C.1.活性黑39。 常規(guī)印花時，活性染料與堿劑、漿料等添加劑調(diào)在一起制成色漿進行印花，印花后經(jīng)烘干、汽蒸或焙烘，最后水洗。噴墨印花由于嚴(yán)格的染料純度要求和連續(xù)噴射對油墨所需導(dǎo)電率要求，所用的其他印花化學(xué)品（包括堿劑、尿素、海藻酸鈉等）均不能加到油墨中去。所以在印花之前織物需經(jīng)預(yù)處理，預(yù)先浸軋這些化學(xué)品，軋液率為 75-80，然后烘干噴墨印花（100-102汽蒸）水洗。32 酸性染料 酸性染料噴墨印花的墨水組成，份 酸性染料 10 硫二甘醇

14、23 二甘醇單甲醚 16 氯化鉀 0.05 水 5l Cilia公司的Lanaset SI系列有7個品種，適用于微壓電式和熱氣泡噴射對羊毛、蠶絲和聚酰胺織物進行噴墨印花，具有鮮艷的色澤和優(yōu)異的濕牢度及日曬牢度。具體是：Lanaset Yellow SI-100、Red SI-200、Red SI-300、Blue SI400、Turquoie Sl-500、Gtey SI-600和Black SI-700。 可用的酸性染料品種有：C.1酸性黃 l、7、11、17、23、25、36、38、49、72、100、110、127。C.1酸性紅1、27、35、37、57、114、138、254、257、

15、266、274。C.1酸性藍(lán)7、9、 62、 83、 90、 112、 185。C.1酸性黑26、107、109、155。C.1酸性橙56、67、149。其中常用的有：C.1酸性黃110。C.I酸性紅266。C.I酸性黃90及C.I酸性黑26。 印花織物也要浸軋海藻酸鈉的預(yù)處理，軋液率75-80%，烘干后噴墨印花，印花后在100-102下，汽蒸 10m in（蠶絲）或30m in聚酰胺），其他處理方法同普通印花。33 分散染料(l)分散液制備，份 萘磺酸甲醛縮合物（分散劑） 20 二甘醇 10 去離子水 55 原染料 15 研磨后過濾制成分散染料分散液。 （2）印花墨水制備，份 染料分散液 4

16、0 硫二甘醇 24 二甘醇 11 去離于水 25Cilia公司有DI和TI兩個品種系列，它們是：Terasil Yellow DI-GWL，Red DI-GSA，Blue DI-BGE和Violet DI-B。 Teraisl yellow TI-G，Red TI-M，Blue TI-6R，Turquoise TI-G和Black TI-B。4 有機顏料著色劑印墨噴墨印花著色劑分為兩類，即水溶性的染料和水不溶性的有機或無機顏料。染料著色劑的主要優(yōu)點是色譜齊全，色彩鮮艷，得色強度高；具有優(yōu)良的水溶性，制作印墨方便，成本低，易干制成高濃度的墨水，墨水穩(wěn)定性好，不易堵塞噴頭，打印質(zhì)量好，適用干快速噴

17、墨印花；不存在生態(tài)環(huán)保問題。一般是將水溶性染料、保濕劑、催干劑、粘度調(diào)節(jié)劑、pH調(diào)節(jié)劑、防霉劑和純凈水一起配制成水基型墨水。目前噴墨印花機使用的商品化印墨大多數(shù)屬于這一類。但是由染料著色劑配制的水基型墨水所印制的印花產(chǎn)品存在著耐水牢度和耐光牢度很差，易沾污等缺點10。特別是目前由噴墨印花印制的紡織品的附加價值非常高，對牢度的要求也明顯比一般織物高。應(yīng)用顏料（涂料）進行噴墨印花是大家感興趣的題目。而進行噴墨印花時發(fā)現(xiàn)印墨中的顏料粒子大小，對于噴嘴的堵塞、印墨的流變性和穩(wěn)定性特別敏感。顏料印墨還因粘度的限制，很難印制顏色較深的圖案，這也限制了對它的研究和開發(fā)。所以DOD系統(tǒng)印花是以染料為基礎(chǔ)的印墨

18、為唯一選擇，即使用于C IJ系統(tǒng)印花也僅限于分辨率低于200 dp i的圖案。顏料著色劑的最大優(yōu)點在干其優(yōu)良的耐光牢度和耐水牢度。但顏料不溶于水，因而在用顏料著色劑配制水基型印墨時，通常是將顏料研磨成細(xì)粉，將其用表面活性劑或聚合物分散劑分散、懸浮在水中制成水基型印墨11-12。水基型印墨為熱力學(xué)上不穩(wěn)定體系，很難配制成穩(wěn)定性良好的高濃度墨水。由于表面張力等原因，顏料著色劑在水中傾向干聚集，因此印花得色強度低，色彩不艷麗，圖案不情晰，易干堵塞噴頭。此外，顏料著色劑還存在色譜不齊全，顏色不夠鮮艷，透明度不好，配制墨水成本相應(yīng)較高等缺點。所以實際可供使用的顏料著色劑噴墨印花用印墨十分有限, 是一個可

19、供研究和開發(fā)的新領(lǐng)域，真正完全商品化的很少。如：Hoechst Celonese公司的HOSTAFINE產(chǎn)品是一種含固量為40-50的油水微乳液，產(chǎn)品的穩(wěn)定貯存期為一年4。另一商品是德國 H F公司所推薦的水性印墨著色劑，商品名FLEXOTAN，顏料含量為80-90的粉狀物，在水中攪拌即可達(dá)到良好的分散效果。品種包括黃HFGPVP 2087（C.1.P.Y151），黃HR-PVP 2011（P.Y.83），品紅E-PVP 2088（P.R.202），洋紅HF4C-PVP 2040（P.R.185），紅HF2B-PVP 2012（P.R.208），紫RL-PVP 2089（P.V.23），藍(lán)B2

20、G-D（P.B. 15; 3）13Ciba公司的Irgaphor系列噴墨印花用顏料墨水目前有8個品種。即Irgaphor yellow TBI-100、Golden yellow TBI-200、Red TBI-300、Navy TBI-400、Blue TBI-500、Green TBI-600、Grey TBI-700、Black TBI-800。另有高濃劑型 7個品種，即： Irgaphor Yellow TBI-150HC、Golden Yellow TBI-250HC、Red TBI-350HC、Magenta TBI-380HC、Blue TBI-550HC、Green TBI-6

21、50HC、Black TBI-850HC?？晒┻x擇的顏料品種比較多8。黑色顏料品種有：C.1顏料黑7和11，用量最大的是碳黑。黃色顏料品種有：C.1顏料黃1、3、12、13、14、17、23、24、34、37、42、53、55、8l、83、95、97、98、100、101、104、108、109、110、117、120、138、153等。其中 C.1顏料黃14是使用比較多的品種。品紅色顏料品種有：C.1顏料紅1、2、3、5、17、22、23、31、38、48；2.48; 3.48; 4.49; 1.52; 2.53; 1.57; 1.60; 1.63; 1.63：2.64; 1、81、83、8

22、8、92、101、104、105、106、108、112、114、122、123、146、149、166、168、170、172、177、178、179、185、190、193、209、219等。其中 C.1顏料紅122是性能較好的品種之一。青色顏料品種有：C.1顏料藍(lán)1、2、15、15： l.15; 2.15; 3.15; 4.15; 5.15; 6.16; 17：l、56、60、63等。用得比較多的是 C.1顏料藍(lán)15; 3。噴墨印花機很少只用黑、黃、品紅、青4種顏色的噴頭，主要有78個甚至12個噴頭，所以還要增加嫩黃、深藍(lán)等多種顏料品種。DOD噴墨印花是應(yīng)用熱發(fā)泡技術(shù)和微壓電技術(shù)進行的。

23、熱發(fā)泡技術(shù)由計算機信號控制將一個電阻器加熱到一定溫度（350 ），使墨水產(chǎn)生霧狀氣泡，霧狀氣泡冷卻或破滅形成墨滴，自噴嘴噴出形成圖案，這就要求著色劑能耐高溫。一般染料做不到，而部分耐熱穩(wěn)定性很高的有機顏料可以用于這一技術(shù)的噴墨印花。例如 P.R122、 P.R149、 P.Y12、P.Y94、 P.Y110、P.R68、P.V31和P.B15 3等。5 有機顏料親水性改性處理 有機顏料著色劑用干噴墨印花主要集中在如何制備超細(xì)顏料。通過有機顏料改性及改進顏料著色劑水基墨水的配方，以得到高濃度、流動性和穩(wěn)定性良好，不堵塞印花噴頭的水基型墨水。為此，各大染料及墨水廠商研究機構(gòu)作了大量研究，這些工作主

24、要集中在制備微乳型墨水，顏料著色劑的改性和合成分散性能優(yōu)良的分散穩(wěn)定劑。還有通過磺化14,15,或低溫等離子體照射，在顏料分子中引入水溶性基團和極性基困16。5.1 低溫等離子體照射技術(shù) 低溫等離于體照射技術(shù)用干有機顏料改性，引入極性基團以制備水性噴墨著色劑，曾對P.V15、P.V19和P.V23等品種進行研究，在顏料粒子表面層引入-COOH、-OH等基團，使顏料親水性提高。它的基本原理17是氧具有較高的化學(xué)活性，在低溫等離子體照射下能產(chǎn)生以下一系列化學(xué)反應(yīng)。 從量子化學(xué)原理而知, 兩個氧原子在形成分子軌道時，每一個氧原于中的4個2P電于沒有全部進入軌道，其中一個進入反鍵軌道，這樣在每個氧原于

25、中殘留不成對的電子，其電子對排列為： 這兩個電子形成自轉(zhuǎn)平行的一種自由基。所以氧的氣體表現(xiàn)為常磁性體。也就是說，氧分子基態(tài)己是自轉(zhuǎn)平行的三電子鍵（三重態(tài)），有著較高的反應(yīng)活性。如果氧作為放電介質(zhì)，則被高能電子碰撞后獲得能量，可激發(fā)成一重態(tài)。若高能電于能量seV，原于間距擴大，便離解成化學(xué)活性極高的兩個原子態(tài)氧。 若高能電子能量12eV時，碰撞后產(chǎn)生電離為氧正離于： 氧正離子與電子中和，釋放出能量，再次離解為原于態(tài)氧： 此外，由干氧是電負(fù)性很高的元素，在等離子體系統(tǒng)內(nèi)，與電于的附加作用而形成氧負(fù)離于： 以上產(chǎn)生的氧正離于和氧負(fù)離于又將中機中和能的一部分由于輻射躍遷而返回到基態(tài)分子，一部分離解為原

26、于氧： 在氧等離子體系統(tǒng)中，由以上種種反應(yīng)產(chǎn)生的原子態(tài)氧，在顏料表面上進行以下一系列反應(yīng)： 從而在顏料表面產(chǎn)生大量的含氧基團，如-COOH、-OH、-CO等，改變了顏料的親水性。5.2 有機顏料微乳液將有機顏料溶干油中，井將其轉(zhuǎn)變?yōu)橛退臀⑷橐海梢缘玫椒€(wěn)定性良好，濃度高干35的微乳液，例如Hoechst Ce1anese公司的HOSTAFINE是一種含固量為40-50的油水型微乳液。這類油水型墨水是將有機顏料溶干如檸檬油、松油、精萜烯、松烯油等油劑中。然后采用陰離子和烷基酚聚氧乙烯醚非離于型表面活性劑，也可以單獨用非離于表面活性劑乳化于水中，制成顏料的油水微乳液。為了提高微乳液穩(wěn)定性，在墨水

27、中加入適量的有機共溶劑，如各種醇類、醚類以及如纖維素衍生物、聚乙烯醇（PVA）、聚乙烯吡咯啉酮、丙烯酸酯等水溶性樹脂18-20。這些聚合物又稱為增稠劑。5.3 水可分散超細(xì)顏料著色劑為降低顏料著色劑的粒徑，使印制圖案情晰，且有染料著色劑的透明感，可制成水可分散超細(xì)顏料著色劑。通常顏料粒子的分散包括潤濕、粉碎和分散穩(wěn)定三個過程。在粉碎過程中，機械力將顏料粒子破碎，然后分散劑迅速吸附到粒子表面，使其穩(wěn)定分散到水介質(zhì)中去。如果粒子表面潤濕性能不好，破碎的粒子不能及時被分散劑吸附并分散，粒子將重新聚集。也就是說，顏料著色劑需要進行表面改性，諸如添加非離子和陽離子表面活性劑或其復(fù)配物，或添加親水性高分子

28、化合物進行處理；或?qū)⒂袡C顏料溶入水溶性溶劑如二甲醚、二丁醚、二甘醇單甲醚、三乙醇胺的混合物進行研磨，得到平均粒徑為 10-15 µrn的超細(xì)顏料著色劑。把這種顏料加入含有聚丙烯酸酯、聚酯、聚酰胺或聚脲等水溶性樹脂中，制成水分散體21。使用表面活性劑對顏料進行表面改性處理是一種最簡便的方法。表面活性劑既是潤濕劑，又是分散劑，但受到分子量的約束，不可能制成超細(xì)顏料分散體。選用表面活性劑的主要依據(jù)必須根據(jù)顏料的 H LB值，選用和復(fù)配 H LB值相近的表面活性劑進行表面改性，才能獲得理想的效果。部分經(jīng)常生產(chǎn)的有機顏料H LB值如表1所示。  表1 部分有機顏料的HBL值 C.I索

29、引號HBL值C.I索引號HBL值C.I索引號HBL值P.Y.19.1P.O.19.20P.R.11212.6P.Y.38.5P.O.57.5P.R.12212.6P.Y.59.36P.O.138.7P.R.1448.17P.Y.68.82P.O.1610.26P.R.14611.8P.Y.711.49P.O.248.57P.R.1488.23P.Y.108.69P.O.348.2P.R.1638.09P.Y.128.8P.O.3610.9P.R.1668.34P.Y.138.0P.O.438.4P.R.17112.15P.Y.148.4P.R.17.05P.R.17011.56P.Y.158.

30、7P.R.28.4P.R.17512.0P.Y.167.8P.R.36.7P.R.17612.12P.Y.1710.0P.R.46.6P.R.1808.65P.Y.6511.7P.R.512.35P.R.1888.86P.Y.7210.0P.R.77.66P.R.1918.4P.Y.7411.7P.R.88.7P.R.24511.94P.Y.759.6P.R.98.22P.R.2147.5P.Y.817.6P.R.108.5P.R.2427.4P.Y.8310.5P.R.128.09P.V.1913.6P.Y.939.8P.R.138.09P.V.239.4P.Y.949.6P.R.218.9

31、3P.V.3414.78P.Y.959.81P.R.239.26P.V.3511.25P.Y.9711.17P.R.3111.8P.Br.2510.47P.Y.12013.65P.R.3210.2P.B.15:211-13P.Y.13918.9P.R.379.6P.B.15:314-16P.Y.15411.25P.R.389.88P.G.710-12P.Y.18013.91P.R.406.25P.G.3612-14P.Y.19212.5P.R.52:18-9炭黑14-15P.Y.2128.96P.R.57:110-12鈦白17-20在經(jīng)典的表面活性劑化學(xué)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，近年來開發(fā)應(yīng)用一些高分子分散

32、劑。其分子中含有可調(diào)節(jié)的親油性聚合鏈，井有錨基（如苯基、酯基），可以與顏料粒子表面通過多點吸附，并以共價鍵、范德華力牢固地結(jié)合在顏料粒子表面，明顯降低解吸附。而其親水性基依靠電荷排斥和位阻排斥，可明顯改進分散穩(wěn)定性，提高研磨效率，在水介質(zhì)中可降低粘度。這些親水性高分子分散劑如特定分于量范圍的聚丙烯酸鹽、丙烯酸-苯乙烯、苯乙烯-順丁烯二酸酐（馬來酸酐）、丙烯酸-丙烯酸酯、苯乙烯-丙烯酸-甲基丙烯酸乙酯（Joncryl 68）和乙烯-丙烯酸等聚合物，以及-萘酚聚氧乙烯醚(Solsperse-27000)。其中苯乙烯與丙烯酸（包括馬來酸酐）的嵌段共聚物是一種典型的親水性聚合物分散劑，其疏水端以聚苯乙

33、烯為主，與顏料分于之間以范德華力和強的平面-鍵穩(wěn)定地錨接在顏料表面上。其親水端以聚丙烯酸為主，而且以銨鹽形式出現(xiàn)，增加竣酸鹽的電離性，使其羧酸陰離子伸展在水中提供靜電斥力。例如苯乙烯（S）-馬未酸酥（M）共聚物處理過的顏料，在水中的表面電荷電位分別為：MS（l）為-62.34 mV；MS（2I）為-76.72mV；MS（3l）為-87.50mV22。而且，對干極性很低的有機顏料而言，其在水中的表面電荷在-15 m V至35 m V之間，排除了親水基一端對顏料的吸附。Solsperse-27000為非離于表面活性劑，其疏水端為平面較大的萘環(huán)，可與顏料以穩(wěn)定的分子間范德華力和-鍵作用力結(jié)合，但其親

34、水端為聚氧乙烯醚伸展在水中，只提供位阻斥力，不如靜電斥力強烈阻止顏料粒子的凝聚。共聚物的分于量對其應(yīng)用性能有重要影響。分子量太低與顏料結(jié)合力較弱，易解吸附，在顏料表面形成的空間障礙較小，不能有效地阻止顏料粒子的再凝聚。分子量太大可使空間障礙增大，雖對穩(wěn)定分散有利，但易發(fā)生被吸附的共聚物和顏料顆粒之間架橋和吸附層分子間不是定向排列，而有相互纏連現(xiàn)象，使顏料顆粒重新聚集，不利干顏料穩(wěn)定分散。需通過調(diào)節(jié)聚合溫度和引發(fā)劑用量，由于是溶劑聚合，分于量實際上通過不同溶劑有不同沸點來控制回流溫度來達(dá)到的。共聚物分散劑由疏水性單體與親水性單體組成。與表面活性劑一樣，是一個兩親分子結(jié)構(gòu)，因此也有H LB值，而且

35、隨兩種不同單體在共聚物中所占的比例不同，共聚物的 H LB值也隨之變化。例如馬來酸酐（M）與苯乙烯（S）的比例變化后的HLB值如下： MS=0.31 H LB值=5.75 MS= 0.51 H LB值=7.50 MS= lI H LB值=11.25 MS=2I H LB值=15.38 MS=31 H LB值=17.60 共聚物分散劑對顏料的表面改性是通過在顏料表面的吸附，致使親水性基團和疏水性基團作定向排列，達(dá)到潤濕和分散作用。因此應(yīng)根據(jù)顏料的 H LB值（見表1）對聚合物分散劑的兩種不同單體的比例作適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，以期達(dá)到最佳穩(wěn)定分散效果。用聚合物分散劑處理的有機顏料，表現(xiàn)出良好的分散效果。例如

36、表2所示用J-68處理各種有機顏料后，數(shù)均粒徑（Dn），重均粒徑（Dw）很小23，達(dá)到噴墨印花用有機顏料印墨的粒徑標(biāo)準(zhǔn)。 表2 J-68對有機顏料球磨分散粒徑顏料索引號50%粒子低于(nm)Dn(nm)Dw(nm)P.Y.3280180300P.Y.1214080170P.Y.1412070140P.R.48:111070130P.B.15:35040505.4 噴墨印花墨水的制備54l 顏料分散液制備先將干顏料或顏料漿或濾餅制成顏料懸浮液，在高速攪拌下將顏料分散于水中，濃度為5-20。聚合物分散劑加入有機共溶劑異丙醇及兼堿劑的三乙醇胺，在水中加熱溶解，溫度高于聚合物分散劑熔點。如美國 A i

37、lled Signal公司生產(chǎn)的 ACLYN 285A的熔點為8524，在水中充分溶解。顏料懸浮液同樣加熱到這一溫度，繼續(xù)攪拌，加入聚合物分散劑，溫度保持在軟化點以上，約低干熔點10，大約 20-30m in的時間使分散劑均勻地分布在顏料表面，pH值經(jīng)常保持在 8-10。接著將顏料分散液冷卻至室溫約（25-30），此時仍繼續(xù)攪拌。冷卻后的聚合物分散劑己涂布于顏料表面，砂磨至粒徑小于100nm。542墨水的制備 將顏料分散液加入下述混合溶液中： 苯乙睛樹脂乳液（水溶性樹脂）、二甘醇（保濕劑）、陰離子表面活性劑非離子表面活性劑（降低墨水表面張力）、磷酸氫二鈉（pH值調(diào)節(jié)劑）、麥芽醇（粘度調(diào)節(jié)劑）及

38、防霉劑等，然后加水?dāng)嚢璩浞只旌图吹脟娔』? 樹脂粘合劑 與常規(guī)涂料印花一樣，由干顏料對纖維無任何結(jié)合力，必須通過粘合劑將色素與纖維實行機械結(jié)合，以達(dá)到印花的目的。但經(jīng)常應(yīng)用的聚丙烯酸酯類粘合劑，其成膜性和流變性遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足噴墨印花油墨系統(tǒng)的要求。目前研究的樹脂類粘合劑大致為紫外光固化型和聚合微膠乳液型兩種。前者是將合成粘合劑（如聚氨酯）的單體或低聚物與色素制成一種低粘度的油墨，噴射到被印織物上，然后通過紫外光固化，聚合成膜；后者是將粘合劑組分預(yù)先制成聚合物的水性微乳液，含固量在30-50，使其在織物上噴墨和焙烘后沉積在織物上，其粒徑大多在lµm以下。61紫外光固化型粘合劑4

39、這類粘合劑的分子量應(yīng)小一些，將其單體或低聚物及其他化學(xué)品與色素一起噴射到織物上，然后烘干聚合成膜，將色素牢牢粘附在織物上。它的優(yōu)點是固化快、節(jié)能、無污染，色素與纖維間緊密結(jié)合，耐磨牢度較高。但存在兩個問題：其一是快速聚合往往會得到具有密集的、剛性的高分于鏈和較高交聯(lián)度的聚合物，這種高分于物將影響織物手感；其二是即使用的是單體或低聚物，制成的印花墨水的粘度仍會超過噴墨印花的基本需求。解決上述問題是在聚合體系中加入大量稀釋劑醋酸乙烯酯，它可使聚合物存在較長的柔曲鏈段，從而降低其粘度。以低聚合度的聚氨基甲酸酯（聚氨酯）為主要配方的組分（份）如下： 氨基甲酸酯二丙烯酸鹽 24 四羥乙基二丙烯酸酯 8

40、醋酸乙烯酯（稀釋劑） 48 導(dǎo)電性調(diào)節(jié)劑 2光敏引發(fā)劑 3助溶劑丙酮 15以溶劑型染料作為此類樹脂粘合劑印墨系統(tǒng)色素，可在紫外光照射烘干過程中使色素深入到纖維表面形成的粘合劑聚合物中，色素最大濃度在10以內(nèi)。下例為紫外光固化型粘合劑與C.1溶劑藍(lán)70組成的油墨系統(tǒng)的性能： 粘度，mPa·s 36 表面張力， m Nm 25 導(dǎo)電率， Siemenscm 800 玻璃化溫度(Tg)， -5 62 聚合微膠乳型粘合劑6表面張力、粘度、粒徑和導(dǎo)電率是噴墨印花的主要性能指標(biāo)，在墨水中加入聚合微膠乳型粘合劑后必須符合這些指標(biāo)。作為粘合劑的高分于化合物包含丙烯酸類、改性丙烯睛-丁二烯共

41、聚物、聚丁二烯單一成分聚合物等，但以丙烯酸類為主。例如 Rhone-poulene公司提供的 IU-104毫微膠乳液樹脂是30丙烯酸類微膠乳高聚物水溶液，含固量30，平均粒徑200nm，pH值5.5; Tg-13 ，沸點 212 ，冰點 0 左右。圖 2為 IU-104毫微膠乳樹脂的含固量與粘度的關(guān)系曲線。在規(guī)定的2-4 m Pa·s范圍內(nèi)，含固量基本上在25以下，隨著含固量繼續(xù)增加，粘度逐漸增大。含固量30時為9 mPa·s，接近10 mPa·s的極限值，所以在噴墨墨水中控制含固量為 10-20，此時樹脂液的粒徑在100-500nrn，其中99的粒徑小于500

42、nm。 噴墨印花的印制質(zhì)量界定體現(xiàn)在印制過程、圖案輪廓和圖案性能三個方面。印制過程包括液滴成形和噴射是否正常、噴嘴和回收槽堵塞情況等；圖案輪廓指花型輪廓清晰度、花紋精確度、重演性等；圖案性能則指印制顏色牢度、織物手感風(fēng)格等。 為分析研究噴墨印花印制質(zhì)量，楊如馨等人6選用了Hoechst Celanese公司的HOSTAFINE顏料微乳液，色素是Hostafine Rubine F6B（C.1顏料紅184,12487），含量1，丙二醇1，特殊成分1，含固量45。在法國TOXOT公司的Image S4-1000連續(xù)噴射印花機上印花。將 IU-104樹脂乳液用去離子水稀釋至10-20含固量，將水稀釋了的C.1.P.R184微乳液于攪拌下倒入樹脂液中，混和片刻，用布氏漏斗或細(xì)菌漏斗過濾，濾液靜置過夜，井在噴墨印花前再次過濾。儡，儡淑靜直遼僅，開汪噴雖即化可再漢遼儡。表3表明，印墨性能隨印墨組成而改變。粘度隨印墨總含固量增加而提高，總含固量25左右時能達(dá)到滿意的印制效果的最高值。顏料與樹脂含量增加，均使表面張力下降，下降程度無比例關(guān)系。導(dǎo)電性隨樹脂含量增加而明顯增加。因為聚丙烯酸是一類極性物質(zhì)