3.1数码喷墨印花墨水的分类
数码喷墨印花墨水按照使用的色素可分为染料型墨水和颜料型墨水[91,染料墨水对织物具有上染选择性,而颜料墨水利用树脂作为粘合剂固着在织物上不具有选择性,几乎适用于所有纤维织物印花,如棉、毛、丝、麻、涤纶、锦纶、腈纶及混纺织物,尤其是混纺织物.因为组成的纤维成分不同,任何一种染料墨水均难以实现有效的喷墨印花,所以研发和使用颜料墨水成为目前喷墨印花行业关注的焦点.
颜料墨水按溶剂的类型又可分为水性颜料墨水和溶剂型颜料墨水.溶剂型颜料墨水大多具有挥发性,且毒性大,严重污染环境,故水性颜料墨水成为目前喷印墨水发展的主要方向.[10-121水性颜料墨水从技术上分为2类:(1)以Epson为代表,将颜料用水溶性树脂包覆,再利用分散剂使颜料颗粒稳定地分散在水中.
其特点是颜料颗粒小,一般平均粒径<100nm,光泽度高,耐水性能好;(2)以Cabot墨水为代表,选用超分散剂将经过化学改性的颜料覆盖,不使用高分子质量的聚合物树脂.其特点是粘度低,流动性好,但是需要在颜料生产的后处理过程中进行颜料改性.
3.2我国颜料墨水研究现状
颜料对纺织品纤维没有亲和力,必须借助树脂粘合剂附着在纺织品上进行着色.印花产品要求具有很好的耐盐/水洗牢度、耐摩擦牢度、耐熨烫和干热定型牢度等性能,这些性能在很大程度上取决于颜料墨水中所使用的粘合剂性能所以,颜料墨水中所添加的树脂粘合剂性能直接决定喷墨印花产品的质量.目前,市场水性颜料墨水普遍存在湿摩擦牢度和刷洗牢度较差、手感较硬、易堵喷嘴等问题.为有效解决湿摩擦牢度和刷洗牢度问题,房宽峻等【13】以聚羧酸型高分子共聚物作为分散剂和固着剂制备超细颜料墨水,在高温条件下促使聚羧酸中的羧基与多元醇羟基发生酯化交联,使颜料粒子固着在基材上,进而提高色牢度.Mo布尔格林等利用甲基丙烯酸酯和苯乙烯作为主单体,通过乳液聚合的方法获得一种阴离子共聚物作为纺织纤维材料喷印墨水粘合剂,结果表明:该粘合剂在酸性和碱性范围内稳定性高、光学稳定性和色牢度良好.
水性颜料易堵塞喷头的主要原因是颜料着色剂在水中倾向于聚集,并且部分粘合剂常温下易发生交联.为此,汪茫等l5]通过添加可聚合的表面活性剂,制得平均粒径<100nm的微乳液,由于纳米级的微乳液颗粒间不易发生团聚,使得聚合物微乳液具有优良的稳定性.同时,为防止印花胶膜常见的冷脆热粘问题,还通过引入带有交联基团的乙烯基不饱和共聚单体,利用适度的交联反应形成立体网络结构的聚合物膜,既防止聚合物表面发粘,又赋予喷印织物良好的耐水洗和耐摩擦等色牢度.颜料墨水具有广泛的织物适用性,但配制墨水成本较高,目前市场上喷印墨水还是以染料墨水为主.近几年来,许多国际大公司(包括Ciba、Epson、Canon等)在墨水研发方面做了大量的工作,形成了具有自主知识产权的技术与产品,占领了大部分印花市场.而我国喷墨墨水发展尚属于起步阶段,开发既具有优异的耐候、耐水性,又具备染料喷墨的色彩饱和度和鲜艳度的高性能颜料墨水,已成为我国当前纺织品喷墨印花发展的首要问题.
4数码喷墨印花工艺
织物根据纤维分子结构的差异可分为纤维素纤维、蛋白质纤维和合成纤维.其中,纤维素纤维主要指自然界的植物纤维和人造纤维;蛋白质纤维主要来源于动物纤维,如羊毛、兔毛、蚕丝、皮革等;合成纤维主要是指利用化工合成的方法,经过抽丝加工制得像棉花、羊毛、蚕丝一样的纺织纤维.常见合成纤维有涤纶、锦纶、腈纶,由于未处理过的织物表面光滑,很难保留住墨水,得色率很低,且容易发生渗化,在喷墨之前通常需要对织物进行前处理.[6]不同织物纤维表面性能不同,应针对不同纺织品选择不同的喷印墨水和印花丁艺:(1)活性染料墨水主要适用于棉、丝绸、尼龙、羊毛等纺织品的数码喷墨印花,其工艺流程为织物预处理一烘干一喷墨印花一烘干一汽蒸一水洗一烘干;(2)酸性染料墨水喷墨印花工艺与活性染料墨水相似,主要应用于丝绸、羊毛、涤纶等织物喷墨印花,其工艺流程为织物预处理一烘干一喷墨印花一烘干一汽蒸一冷水洗涤一温水皂洗一温水漂洗一冷水漂洗;(3)分散染料墨水主要适用于含有聚酯纤维的布料,第一种直接喷墨印花工艺流程为前处理一喷墨印花一汽蒸或热熔色一水洗一烘干.第二种喷墨转移印花的生产过程由转移印花纸的印制和织物的热压转移印花工艺构成,流程为转移纸一喷墨打印一喷墨印花纸+织物一热压转移印花(210,30s)一喷墨印花产品;(4)颜料墨水原则上适用于各种织物,印花工艺也相对简单,其工艺流程为织物喷墨印花一烘焙.