传统的纺织品印花从制作印花图案至打样获得客户认可，成本较高，而且耗时费力。喷墨印花是一种无接触或直接印制技术，可在任意表面印制而无需考虑它的多孔结构和吸收性能，能够满足当前日益增长的按需设计制造（DAMA）和即时交货（JIT）要求。此外，喷墨印花喷印过程中几乎无染化料浪费、无废液、无废水、耗能低，有利环保。

　　目前 ， 国 内外正大力研发喷墨印花技术。杭州宏华电脑技术有限公司已经开始生产具有实用价值的喷墨印花机，但其印墨仍依靠进口，且单价在1 000元/L以上，昂贵的价格限制了喷墨印花机的推广。

　　数码喷墨印花墨水一般由色素、溶剂、染料增溶剂、保水剂、耐水剂、粘度调节剂、粘合剂、消泡剂、干燥剂等组成。对活性染料喷墨墨水的粘度、表面张力、匀性、粒度等总体技术指标要求如下：

　　粘度 < 0.01Pas

　　表面张力 >40m N/m（活性染料油墨最佳40一60 mN/m）

　　粒度微米级乳液后处理工艺仅用热烘或紫外线引发聚合

　　干摩牢度 >4级

　　湿摩 牢 度 >3.5级（AATCC试验法）

　　印制 品 手感变化小

　　纤维 类 别 适应性宽

　　上色 率 高

　　成本 低

　　本项目自制了活性染料喷墨印花墨水，并利用一台改造的彩色喷墨打印机进行小样喷墨印花，确定了较佳的预处理和后处理工艺条件。

　　1试验

　　1、1试验材料与设备

　　染料 LevafixB rilliantB lueP N-RL（ DyStar公司经精制提纯）

　　药品浓硫酸、氢氧化钠、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、尿素、无水碳酸钠、防染盐、醋酸钠、醋酸（均为AR）；亚硝酸钠（AP） ；氯化钠、二甘醇、乙二醇、甘油、己内酸胺（均为CP）。

　　设备PHSJ-4A型pH计，ZatasizerN anoZ S型纳米粒度及Zata电位分析仪，Datacolor SF 600型电脑测色配色仪，78-1磁力加热搅拌器，AEU-210电子天平，NDJ-1粘度计，Epsons tylusc olor4 40喷墨打印机，ROACHES皂洗牢度测试仪。

　　1、2试验方法

　　1、2、1液体活性染料的制备

　　活性染料用少许水调成浆，加人助溶/增溶剂调成糊；再加入定量的吸湿剂、防冻剂，用增稠剂调节粘度和表面张力；然后加去离子水微热溶解，冷却静置1 h，抽滤，加人pH值缓冲剂调节滤液pH值。

　　1.2.2 油.墨粒度测试

　　按喷墨印花用的油墨配方制备油墨，在纳米粒度及Zata电位分析仪上进行测试。

　　1.2.3 油墨粘度测试

　　采用ND J-1型旋转粘度仪测定油墨粘度，选择1#转子，转速为60 r/min，测定温度为（25土1）℃。

　　1.2.4 油墨表面张力

　　采用最大气泡压力法测定不同配方的喷墨油墨的表面张力，并利用所测出试验数据，由下式计算出油墨的表面张力：

　　1.2.5 喷墨印花工艺

　　织物前处理一喷印、汽蒸「（100一105）℃ x10 min]。水洗~皂煮。烘干

　　前处理配制浆液10 00g （海藻酸钠40g 、小苏打40 g、尿素35 g、水885 g），轧浆（轧余率100%），二浸二轧，95℃烘干。

　　在Wo rd 2 003操作系统的支持下，以360d pi的分辨率进行喷墨印花。

　　1.2.6 固色率的测定

　　分别将未汽蒸固色的试样与汽蒸后的试样剥色，之后将剥色溶液移入容量瓶中；剥色完毕洗涤试样，将洗涤液也置人容量瓶中，加蒸馏水定容。用分光光度计在染料的最大吸收波长处测定吸光度，计算固色率。

　　1.2.7 色牢度测试

　　用Datac olorS F6 00型电脑测色配色仪测试印花织物干/湿摩擦牢度和皂洗牢度（按AATCC标准）。

　　2 结果与讨论

　　2.1 油墨性能测定和分析

　　按1. 2中试验方法制备不同配方的喷墨印花油墨，测试油墨液体的粘度、表面张力、均匀性、粒子大小及液滴形状和稳定性等。

　　2.1.1 正交试验

　　采用L9（ 3的4次方）进行正交分析，四因素分别为染料、丙三醇、己内酞胺和二甘醇浓度（均为质量百分比）。具体正交因素水平选择及正交试验结果见表l

　　如前所述，油墨的粘度与表面张力共同影响墨滴的形成。粘度高，油墨喷出后易粘喷头，微滴拖长，呈拉丝状；粘度太低，则微滴易破碎。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，会使液滴喷射速度降低，甚至造成墨滴不能击中被印基质的相同点子。已有基础试验和实际印制效果表明，粘度低于10 mPa·s（最好在2一4 mPa·5）、表面张力为40-60 mN/m的条件下，能获得满意的液滴形状和印制效果。

　　由表 1 知 ，影响油墨粘度的因素显著性次序为：丙三醇>二甘醇>己内酞胺>染料；影响油墨表面张力的因素显著性次序为：丙三醇>二甘醇>染料>己内酞胺。因此，二甘醇与丙三醇浓度是重要的影响因素。

　　综合方差分析，油墨的最优组合为染料10%，丙三醇2.5%，己内酞胺4%，二甘醇15%，定义为配方。因油墨配方二，即染料12%，丙三醇2.5%，己内酚胺7%，二甘醇15%，粘度与表面张力效果也较好，在下面试验中分别以这两个油墨配方为对象进行分析。

　　2.1.2 粒径分析

　　粒径大小与油墨制备和喷印过程中的过滤有关，并受体系含固量的影响。

　　喷墨印花用油墨粒径不能过大，而且无论是在高速剪切状态下（如搅拌、高速通过喷口）还是在不同温度下，粒径仍可保持不变或改变很小，否则当油墨流经喷头时，小尺寸粒子可能会在喷嘴周围聚集成大粒子；大而不规则的粒子导致形成微滴困难和不稳定，最终导致喷头堵塞。

　　经测试，配方1，2的油墨平均粒径均小于1.5 um，最大粒径小于5 um，均符合要求。

　　2.1.3 油墨的物化稳定性分析

　　油墨需要很高的染料浓度，外界条件的变化会破坏墨水体系的平衡。为测试其物理稳定性，取配制好的油墨密封静置，长时间（14 d）放置在室温下，两种配方的油墨均无固体析出，且无分层现象。但置于广口瓶暴露于空气中时，7d后油墨失水，表面结块。因此油墨必须密封存放。

　　用蒸馏水以1：5稀释油墨，于70℃下高温强化处理3h，观测油墨pH值和电位变化，测其化学稳定性，结果如表2

　　表2结果表明，该油墨能有效控制染料水解，具有良好的化学稳定性。

　　在连续喷射印花设备中，油墨微滴是依靠电荷产生偏转的，因而油墨还必须具有带电和导电的能力。如溶剂型的油墨体系中，需加人专门的导电调节剂。由于自制油墨属于水相体系，本身已具有良好的导电，胜能，因此本试验中不再对其进行测定分析。

　　2.2 喷印质量分析

　　采用油墨配方1，2，用打印机进行喷射印花试验（表3），对印花质量进行评定（包括印制过程和图案性能两方面）。由于缺少标准化指标，颜色的准确度还有待于进一步完善。

　　表3 表明，织物印花后摩擦牢度一般，固色率较低，但织物手感良好，因此还有待于通过优化前处理与印花工艺或对染料进行改性等措施提高其色牢度。在打印期间按配方1，2配制的油墨不堵塞喷嘴。综合比较，油墨配方1喷印效果稍好于配方2。

　　3 结论

　　（1） 经正交试验分析，得出以下模拟喷墨印花最佳油墨配方：染料10%，丙三醇2.5%，己内酞胺4%，二甘醇15%。

　　（2） 该油墨配方的平均粒径1.1 um，极限粒径不大于5 um，水相油墨体系的导电率不作要求。

　　（3 ）油墨系统的粘度与表面张力均随体系含固量、丙三醇含量、二甘醇含量的增大而增加，尤其是丙三醇浓度，必须严格控制。

　　（4 ）自制油墨具有较好的喷射稳定性以及存储稳定性，印制织物色牢度一般，成本较低。

来源： 金雅，王俊丽，朱泉

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