从图3可见,随着染料浓度的增加,CMYK四色的K/S值均增大,但在墨水浓度高于13%后,增大趋势有所下降,其中黄色和品红色较为明显,而青色和黑色上升趋势仍较明显。
图4中,随染料浓度的变化,CMYK四色固色率的变化各不相同。除了黄色墨水的固色率一直在递增外,其它墨水固色率都呈下降态势,青色最明显,红色在浓度超过13%后固色率出现大幅下降,而黑色墨水的固色率基本不变。固色率变化趋势不同,可能是各染料结构不同所致。此外,固色率只是一个相对的比率,与K/S值不同,并不能反映喷墨打印在织物上染料量的递增。测试商品墨水的固色率与K/S值,结果见表3。
比较图3和图4与表3可知,自配品红墨水与商品墨水的K/S值有一定差距。自配品红墨水浓度达l6%时,与商品墨水K/S值的差距在5左右,此时墨水溶解度和打印流畅性都没有问题,因此品红色的墨水可选择此浓度。对于其它墨水,青色墨水浓度在7%一10%时已经与商品墨水K/S值相当,且固色率较高;黄色墨水在13%的浓度已经比商品墨水的K/S值大,固色率也比较高;黑色墨水浓度在17%时,较商品墨水K/S值小,但相差不大。
2.3墨水的配方及性能
2.3.1墨水配方的确定
最终确定活性喷墨印花墨水的配方方案为:染料7%~17%;乙二醇、一缩二乙二醇、丙三醇、N一甲基一2-吡咯烷酮、乙醇和1,2.己二醇等有机溶剂的用量为20%一30%;三羟基氨基甲烷、聚乙烯吡咯烷酮K.30、杀菌剂和EDTA一2Na的用量为0.5%一2%;剩余部分为去离子水。所配制墨水的各项性能指标如表4所示。
一般而言,活性喷墨印花墨水黏度为3.5—4.5mPa·s,表面张力为34~39mN/m,即可在喷墨打印机上表现出良好的打印性能。本试验所配墨水性能指标基本处于此区间。
2.3.2墨水稳定性测试
分别对自制墨水进行高温、低温和常温放置测试。将墨水低温一1O℃放置72h,70℃下对溶液保温处理3h,以及常温放置6个月,均未发现产生沉淀,而10℃放置72h后墨水黏度有所增大。另外,一2O℃放置72h的墨水部分凝结,l0℃和20℃放置后的墨水再于常温静置2h,仍会恢复原来状态。墨水于70℃高温处理3h(相当于3周左右的加速贮存期)及常温放置,其固色率与K/S值变化如表5所示。
从表4可见,70℃保温处理3h的墨水与新配墨水相比,固色率下降5.48%,K/S值下降3.9%;而常温放置的墨水固色率下降2.6%,K/S值下降2.2%。因此,墨水至少在2~3周内可保持良好的稳定性,足以满足印染企业生产应用的要求。
2.3.3墨水打印性能
据报道,墨水电导率应低于10000p~S/cm,以避免在喷头处形成结晶引,此指标对于热泡打印喷头尤为重要。试验发现,红色和黑色商品化墨水的电导率都超过了10000uS/cm;自配墨水的电导率虽然亦远超10000txS/cm,但对于压电式打印机及印染企业生产的模式来说,应不会轻易造成堵塞喷头。对墨水的打印性能、长期保存稳定性及墨水的兼容性进行了测试。连续满幅打印10张A4纸后测试喷头堵塞情况,发现没有断线。让喷头离开墨垫暴露在空气中24h后,直接进行喷头堵塞情况测试,发现四色均有断线,断线率达30%左右,但清洗一次后测试没有断线。此外,将喷头归位放置一周后再测试喷头没有断线。长期放置保存墨水没有发现沉淀。通过与商品墨水的兼容性测试观察,发现自配墨水的兼容性良好。可见,含盐量已不再是主要问题,关键是如何在含盐量较高的情况下使染料保持较高的溶解度,并保持喷墨打印墨水有良好的稳定性和打印性能。通过添加有效的添加剂,合理配制,以及调整打印工艺可改善此问题。
2.3.4墨水打印色域
将配制好的四色墨水,打印具有代表性的不同颜色,并测试这些颜色点的CIE L*a*b*参数值,获得墨水打印颜色色域的大致范围。
在相同条件下,墨水所用的色料品种和组成都会改变其所能覆盖的打印色域。在前处理和汽蒸条件相同的条件下,对自配墨水与商品墨水的色域进行对比,试验结果如图5所示。
图5中,商品墨水与自配墨水的色域相差在10%之内,前者在绿色、青色、黄色区域的打印范围相对大些,自配墨水在品红端的色域稍微突出一点。由此看来,虽然前述品红色自配墨水与商品墨水的K/S值有一定差距,但打印颜色区域并没有因此受到很大影响,自配墨水并没有因为使用常规染料而使色域明显减少。
3结论
部分常规印花染料可用于配制喷墨印花墨水,经压电式喷头连续打印或间歇打印试验,只要按要求清洗喷头,不会产生喷头堵塞现象。墨水的存放稳定性完全可以满足印染企业常规生产的要求,且具有较强的价格优势,对印染企业推广喷墨印花技术具有积极的推动作用。
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