丝织物喷射印花的油墨性能及其评价

目前,应用于织物喷射印花试验的油墨系统,主要有两相型、聚合型和改性染料型等三大类。有关油墨性能的总体技术要求曾有过研究报道,但由于不同类型的喷射印花设备对油墨系统的流变学和导电率要求有所不同,因此对其主要技术要求的评价显得十分重要。本文择其主要技术要求作出评价,以作为油墨配方选择的依据。

1试验设备和材料

1·1试验设备

Imaje S4 1000连续喷射印花试样机(法国TOXOT制造)、BP2气泡压力式表面张力仪(KRUSS,美国代理),DV-1+数字式转子粘度计(美国Brookfield制造)、粒径分析仪(美国Malvern制造)、CDH-37导电率仪(美国Omega制造)、7011G混合器,有关印制色牢度按AATCC法测定。

1·2试验材料

IU-104毫微胶乳树脂(Rhome-Poulene公司提供),30%丙烯酸类胶乳高聚物水乳液。含固量30%,平均粒径0.2μ.m,pH值5.5(3环保袋厂http://www.hbdai.org/ 高质量环保袋0%,wt/wt),T13 0℃,沸点212℃,冰点0℃左右;C.I.涂料红184(Hoechst Celanese提供),色素>1%、丙二醇>1%、特殊成分1%,含固量45%左右;14101素绉缎(市售)。

1·3油墨配制

将IU-104树脂乳液用纯水稀释,将水稀释了的C.I.涂料红184于搅拌下添加到树脂液中,在7011G混合器中混合数分钟,用适当孔径率滤纸的布氏漏斗或细菌漏斗过滤,稳定静置过夜,并在喷射印花使用前再次过滤。

2油墨性能测定和分析

2·1表面张力

基本操作是将油墨试样倒入玻璃试样皿,置于控温(25士0.1 0℃)小室,将具有精确出口直径(1.OOOmm)的特氟纶毛细管上端夹持住,调整控温小室的高度,使毛细管下口恰与油墨液面接触,再转动夹持器旋扭,这时管口恰好插入液面下lOmm。将300kPa的压缩空气经毛细管吹入油墨中使产生气泡,气泡产生的频率由0-l0 Hz不断增加。精确测量不同频率下使试样产生气泡所需的空气压力,并由计算机转换成油墨的表面张力,最后得到气泡产生频率与表面张力的曲线。

表面张力对墨滴形成和印制质量的影响极为明显。由喷墨试验时喷嘴周围有无溢出物、液滴断裂长度、稳定性、液滴速度和是否呈直线运行等的观察,可以评价液滴形成的优劣。所有这些均受表面张力和粘度的影响。太高的表面张力使喷嘴表面不易被润湿,而喷嘴周围的油墨集结会影响微细液滴的线性运行和印花效果的重现性。如果表面张力太低,会导致微滴不稳定,甚至形成“卫星状”,生成溅射点。但表面张力太高,油墨不易形成小的微滴,并可能出现较长的断裂长度,或断裂成“拖尾巴’,状微滴,直接影响到图案质量。总之,最适宜的表面张力必须保证得到满意的图案质量,使油墨既能容易地渗入织物内部,且不引起织物表面油墨的渗化。

按设备制造商的意见,对Imaje CIJ印花机推荐的表面张力范围应为40-60 mN/m;对DOD热喷射印花机,表面张力通常在40-50 mN/m为好;对双体的CIJ印花机,表面张力应为20-30 mN/m。

2·2粘度

测定粘度的基本操作是选择合适的转子和转速,使测量转矩读数在l0-90%范围内,测定时温度在25±1℃。

如前所述,油墨的粘度是与表面张力一起影响墨滴形成的。粘度高,会使断裂的尾巴拖长呈拉丝状;粘度太低,则微滴易于破碎。受粘度影响的另一重要参数是液滴的喷射速度。若粘度太高,会使液滴速度降低,甚至墨滴不能击中被印基质的相同点子上。对于DOD热喷射印花机,设备自身无调节液滴速度的功能,只能靠油墨自身性能控制液滴运行速度在9-14m/s的所需范围。在Imaje CIJ印花机中,机器本身能识别不正确的液滴速度而终止印花过程。它是通过调节供给油墨的空气压力来控制滴速,并保持滴速在18-20m/s范围。已有基础试验和实际印制效果表明,粘度低大电流电感厂http://www.szfpc.cn/ 龙华大电流电感于l0mPa·s(最好在2-4mPa·s)是获得满意的液滴形状和印制效果的适宜范围。

图1为毫微胶乳IU-l04树脂的含固量与粘度的关系曲线。在2-4mPa·s的范围内,当含固量在25%以下时,随含固量增加,粘度缓慢增大。30%含固量时为9 mPa·s,接近限值(l0mPa·s)的范围。

2·3粒径

采用平均粒径和最大粒径两种参数来表示油墨配方的颗粒尺寸性能,粒径比最大值还大的不能采用,而且要求无论在高速剪切(如搅拌、高速通过喷口)和不同温度下,粒径仍保持不变或改变很小。

粒径测定的基本操作是采用激光散射法,先用蒸馏水校正仪器并做背景测量,用超声波振动驱除空气泡,将油墨试样小心滴加到已平稳搅拌的水中,监视屏幕上一旦呈现竖直方向的绿色柱即停止滴加试徉。有关激光散射的信息通过计算机收集和加工,得出粒径大小及其分布。