【集萃網(wǎng)觀察】【摘要】20 世紀80年代開發(fā)的數(shù)碼噴墨印花開創(chuàng)了無版印花的先洌，但是受到生產(chǎn)速率低和印搽成本高的制約，至今只占印花織物的1％-3％。90年代中期，美國和日本在彩色靜電復印的基礎(chǔ)上，研究開發(fā)了數(shù)碼靜電印花技術(shù)，生產(chǎn)速率達到網(wǎng)印水平。本文介紹美國喬治亞學院的研究成果，重點是有機顏料著色劑和TIPS技術(shù)制造的專用粘全劑，以及二者混合而成的顯色劑。

   【關(guān)鍵詞】紡織品；數(shù)碼靜電印花；有機顏料；粘合劑

    (接上期)

    3、數(shù)碼靜電印花用著色劑[5]

    感光鼓是由有機光導材料組成。感光鼓是關(guān)鍵元件，在黑暗處是絕緣體，光照(可見光或激光)下產(chǎn)生電子空穴分離而成為導電體。感光鼓為雙層結(jié)構(gòu)．包括吸收光而產(chǎn)生載流子的電荷產(chǎn)生層和傳輸載流子的電荷傳輸層。已知可用于電荷產(chǎn)生層的材料有酞菁化合物、芘類化合物、萘四甲酰類化合物、喹吖啶類化合物、二苯并芘二酮化合物、雙偶氮和三偶氮化合物、菁類和份菁類化合物、方酸化合物等。已知可用于電荷傳輸層材料的有腙類化合物，三苯甲烷化合物、芳胺化合物，菁類化合物和惡唑化合物等。

    電荷產(chǎn)生層和電荷傳輸材料層分別與聚合物粘合劑在一起，用涂層技術(shù)涂布在感光鼓基質(zhì)上。一般電荷產(chǎn)生層的厚度為0。1～1.0μm。靜電荷傳輸層的厚度為10～20μm。電荷傳輸層作為表面層，電荷產(chǎn)生層直接在印制基質(zhì)上形成。由于所用的電荷傳輸材料是允許空穴移動的，即空穴傳輸材料，所以感光鼓的表面是帶負電荷的。

    3.1、電荷傳輸材料

    電荷傳輸材料的作用是相鄰的電荷傳輸材料之間電子軌道相互重疊，由電場場引起的電荷變化絕大多數(shù)參與了電子傳遞的體系，才是性能良好的電荷傳輸材料。因此必須研究電荷傳輸材料的極化率和偶極矩。

    一般認為，電荷傳輸材料的電子云伸展越大，相鄰電荷傳輸材料之間電子云交蓋的強度越大，電子就容易傳遞，遷移率加大。另外，電子云伸展增大，也使電子與帶正電的原子核之間作用力減弱，當有外加電場存在時，電荷分布變化加大。也即對分子外加電場而引起的電荷分布的極化率增大時，電荷傳輸材料的遷移率也就增大。

    當帶負電荷的電荷傳輸材料離子(載流子)存在于電荷傳輸層時，電荷傳輸材料具有較大的偶極矩，使載流子的電荷與相鄰電荷傳輸材料的偶極矩相互作用能增大，產(chǎn)生大的穩(wěn)定化能，使電荷在傳輸材料之間的傳遞需要更大的能量。因此，電荷傳輸材料的偶極矩應(yīng)小到一定程度才能實現(xiàn)高的電荷遷移率。

    綜上所述，具有特定的極化率和偶極矩的電荷傳輸材料才能有很高的電荷遷移率。極化率a>113(A3)較好，a>130(A3)更好；偶極矩p<1.5(D)較好，p<l.4(D)更好；a／p>60較好，a／p >70更好。

    一般電荷傳輸材料的分子量(Mw)最大不超過l萬，在具有相同極化率的材料中，分子量較小的材料其性能更好，因為它在感光鼓中的摩爾數(shù)更大。a／Mw>0.155(A3)較好．a(chǎn)／Mw >0.16(A3)更好。在a／Mw>0.5(A3)的材料已具有足夠的電荷遷移率。應(yīng)用這樣的電荷傳輸材料與電荷產(chǎn)生材料配合，可使感光鼓有良好的性能。

    關(guān)于電荷傳輸材料的極化率和偶極矩可由電荷傳輸材料稀溶液的折射率和介電常數(shù)通過計算得到。

    根據(jù)上述理論，有人提出了如下分子結(jié)構(gòu)作為電荷傳輸材料[6]。例如菁類化合物。

    3.2電荷產(chǎn)生材料

    電荷產(chǎn)生材料即為有機顏料著色劑，要求有青、品紅、黃三原色顏色配伍，這些有機顏料包括以下具體結(jié)構(gòu)[10]：

    3.2.1芘類化合物：

    3.2.2萘四甲酰胺類：

    3.2.3喹吖啶酮類

    3.2.4酞菁類

    酞菁顏料可以隨中心金屬的種類和它的晶型變化來改變對光譜的敏感性，在不大于780nm的波長范圍內(nèi)有高靈敏度的酞菁顏料中，有X型無金屬酞菁(C.I.顏料藍16)，ε型銅酞菁(C.I.顏料藍15:6)，釩酞菁（λmax700nm），鈦酞菁(λmax 692nm)。其它的高靈敏度的酞菁顏料為元素周期表中IIIA族金屬為中心原子的有：鋁酞菁(C．I．顏料藍79，λmax 642nm)，鎵酞菁(λmax 694nm)，銦酞菁、鉈酞菁；以及IVA族的金屬為中心原子的有：硅酞菁(λmax 669nm)，鍺酞菁、錫酞菁(λmax 703nm)和鉛酞菁(λmax 698nm)。

    由于晶型不同，它們的性能也不同，為了制備不同晶型。需要特殊的純化方法和特殊的溶劑處理。用這種處理的溶劑與顯色劑涂布所用的溶劑不同，因為用形成特定晶型的溶劑作為涂層溶劑，晶體會在溶劑中繼續(xù)成長，很難控制晶型和粒子大小，將影響靜電性能。因此，應(yīng)該在處理晶型時用一種溶劑，在涂層時用另一種溶劑。

    3.2.5偶氮顏料[11]

    3.2.6菁類與份菁類[10]

    雜環(huán)氮原子上季銨化后即為陽離子染料

    感光鼓中電荷產(chǎn)生材料的發(fā)展取決于所用半導體激光波長，目前大多數(shù)是780nm的激光，所以以上所用的顏料結(jié)構(gòu)是接近這段波長的。隨著半導體激光向短波長發(fā)展，光導體材料中的顏料色素分子結(jié)構(gòu)將會有更多的選擇。加上電荷傳輸材料的匹配，可獲得許多自主知識產(chǎn)權(quán)的機會。

    參考文獻：

    [6] Mitsuroi T.et.al (Mitsubishi Chemical Corporation), U.S.5932384.1999.

    [7] Anderson H.W.et.al. (International Business Machines Corporations) U.S.4362798, 1982.

    [8] LimburgW.W.et.al. (Xerox Corporation) US 4304829, 1981

    [9] Stolka M.et.al (Xerox Corporation) US 4299897, 1981

    [10] Akasaki Y.et.al (Fuji Xerox Co.Ltd) US 5024911 , 1991

    [11] Tachiki S.et.al (Hitachi Ltol) US 4657834, 1987

    作者：陳榮圻