油墨配方是数码喷墨印花的关键

来源: 发布日期:2012-02-10 119
    在数码喷墨印花中,油墨的高速喷射是决定性的因素,决定了纺织品基质是否能成功实施喷印。

必须仔细按配方配制油墨,以使所用油墨的物理和化学特性符合最佳的工艺参数,确保有效的印花操作和在织物表面获得满意的印花图案。

用于高速数码喷墨印花的油墨配方要求性能均衡,确保油墨应用前稳定性最佳,使高速喷射无障碍运行。当油墨撞击到织物表面时,油墨微滴应该具有满意的润湿/吸收特性。这可在织物的印前预处理中进行控制。

显然,油墨配方必须适用于特定类型的喷墨印花系统,无论是基于压电式按需滴液(DOD)或热喷射,还是基于连续式的喷墨技术。用于纺织晶的数码喷墨印花机,约有80%采用压电式按需滴液,其余部分主要是热喷射。

因此,油墨配方中的油墨必须与印花机相匹配,以赋予纺织品令人满意的性能(诸如颜色、染色牢度),以最低成本进行高效印花,以及对于可能出现的技术问题提供相应的服务。

1 油墨性能和要求

高速数码喷墨印花油墨的配制,与常规的传统染色和印花的染料或涂料的配制不同,即使采用相同的染料,它们的配制也不相同。喷墨印花的油墨是高科技产品,在纺织品印花技术的前沿扮演着重要的角色。目前,某些化学品公司对用于纺织材料数码喷墨印花的油墨的研发工作是相当重视的。这是一块富于创造性的领域,是高科技化学品应用于纺织品的专门技能,为印花工作者提供油墨配方,以在油墨的技术要求和印花质量之间达到正确的平衡。   

2 数码印花用染料

传统的纺织品印花色浆中可能含有30%-50%的染料,其余部分是稀释剂和分散剂等;而用于数码喷墨印花油墨的染料和涂料纯度必须高,并且研磨至微粒状态,细度<1μm。染料发色团的发色性能必须非常强,因为典型的商业化印花油墨中染料的浓度仅为10%左右。在压电式喷墨印花中,单一通道中施加油墨的最大量仅为20g/㎡左右,留在织物上的染料为2g/㎡,与传统筛网印花的上染率100g/㎡相比,留在织物上的染料,后者是前者的5倍多。这样,喷墨印花通常在若干通道中施加多重油墨,以提升印制图案的颜色深度。染料的着色强度越高,印制较深的颜色越容易,但是,对于纺织晶的喷墨印花仍存在颜色深度的问题。

尽管某些制造商采用来源于工业化数码印花机的印花头,但大多数喷墨印花机仍采用原本为印刷工业而设计的印刷头,因为它可能在纺织品的印花操作条件下更可靠。压电式印花头可以较好地兼顾分辨率与速度的关系,并且为新油墨开发提供了极大的适用范围。采用CMYK(青色、品红色、黄色、黑色)色域对于纺织晶的数码喷墨印花是不够的,可能采用六色,但通常更多地采用八色。例如,DuPont700系列油墨中,将CMYK四色加人到P700涂料油墨、A700酸性染料油墨、R700活性染料油墨、D700分散染料油墨中。DuPontP700系列涂料油墨增加了红色和蓝色,A700系列增加了红色、绿色、蓝色、橙色、荧光黄和荧光红,R700系列油墨增加了浅品红、浅青、蓝色和橙色,D700系列油墨增加了红色和蓝色。DuPont500系列油墨可用于低粘度的压电式印花技术,有CMYK四色和浅青、浅品红、红色、绿色和紫色;DuPont公司500系列水性油墨,可用于高粘度压电式印花头,采用CMYK四色和浅青、浅品红、红色、绿色、蓝色和橙色。

目前,酸性染料可用于喷墨印花,可印制运动服、游泳衣、贴身内衣、旗布和附件;活性染料可用于便服和贴身内衣;而分散染料约占数码纺织晶印花市场的50%,大多数是作为转移印花油墨,用于印制服装、旗布、汽车用和家具用装饰织物。#p#副标题#e#

3 油墨的物理和化学特性

用于数码喷墨印花的油墨必须仔细地说明适用的印花头技术。油墨性能,诸如粘度、导电率、表面张力、化学稳定性、物理稳定性、流动性、可过滤性、pH值和无泡沫特性等非常重要。油墨制造商设计油墨性能,并生产出高性能的油墨,油墨粘度是头等重要的,因为喷射作用主要由粘度参数决定。喷墨印花的可靠性有几个重要的影响因素,包括墨滴体积、喷射速度和直线性以及适用期(储存寿命)。若所用染料留在固定的油墨容器中,这些染料必须不会结晶、凝结或结块,也不会沉淀或分层。若介质挥发或发泡,空气截留或沾污设备,则可能产生问题。

油墨配方是复杂的,各个油墨除共有的组成以外,还具有其特殊的性能。软化水用于防止水中的金属阳离子和染料阴离子间的相互作用,并且确保油墨的导电率值始终如一。通过添加少量的表面活性剂以控制油墨的润湿/渗透性能,水溶性溶剂则赋予吸湿以控制粘度。储存过程中的pH值稳定性是重要的,采用缓冲溶液,以控制pH值在有限的范围内。采用杀虫剂可以防止在油墨中以及在印花头中滋生霉菌和细菌。在喷墨印花的早期阶段,人们尚未知道,正是由于霉菌/细菌的滋生,造成喷嘴阻塞的现象。

不溶性颜料基油墨和少量的水溶性分散染料基油墨的开发,给油墨配方带来了极大的挑战性。磨碎了的亚微细粒分散染料油墨的生产特别困难,但其油墨的稳定性充分,且稳定寿命超长。必须在实际的喷墨印花条件下,测试油墨的使用性能,以确定油墨的流动性。油墨结晶可能导致喷嘴阻塞,所以应阻止结晶形成。另外,不同染料在织物表面的某点混合时,其溶混性必须是令人满意的。这是数码印花与传统筛网印花的不同点。筛网印花染料是先进行预混合,然后再直接施加到织物上;而喷墨印花是通过几组油墨微滴直接喷射到织物表面,以产生最终的色彩效果。

涂料(或颜料)基油墨必须使用粘合剂,在传统筛网印花中,粘合剂添加在印花色浆中,而数码印花则有三种施加粘合剂的方法:

(1)在油墨分散配方中;

(2)通过一独立的喷嘴系统(发射通道);

(3)在喷墨印花后施加粘合剂。

根据按需滴液印花头技术,对涂料(或颜料)油墨提出了不同的要求。BASF公司已经开发了两种不含纺织粘合剂的涂料油墨,即HelizarinP油墨适用于低粘度压电式印花头;HelizarinH油墨适用于热气泡喷射按需滴液印花头,分辨率达600dpi。BASF开发的HelizarinEVOPl00涂料油墨是一新的低粘度(<5mPa·s)、柔软的涂料油墨,可以提高印花质量,赋予产品更丰富、更鲜艳的颜色和更精细的印花轮廓。该油墨采用一新型的、多功能的聚合分散剂,分散和稳定涂料,并且赋予织物以高的颜色强度,提高印花轮廓清晰度,提高摩擦牢度、水洗牢度和鲜艳度。

显然,数码印花中的油墨配方化学品的创新,可以产生显著的技术和经济效果。然而,根据在特定的色域的染色牢度,仍需要开发染料结构中的发色团,以解决在某些色域范围的染色牢度问题。染料制造商正在继续不断地提升油墨技术,以解决特定的技术问题,并且应超前考虑下一代印花头对于油墨的要求。