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紡織品靜電印花的特點及其研究進展
集萃印花網(wǎng)  2008-12-26 00:00:00

    【集萃網(wǎng)觀察】紡織品靜電印花的原理是,將客戶的設計要求由計算機設計存儲;經電腦處理后的圖形圖像,通過靜電潛像顯影,將適用于織物的彩色墨粉轉印到被印織物上;再經高溫固色,得到所需的圖案花紋。噴墨印花則是由計算機按設計要求,控制含有色素的油墨在壓力驅動下,經由噴嘴噴射到被印基質(織物)上,形成花紋圖案;根據(jù)油墨系統(tǒng)的性能,經適當后處理,使織物具有一定牢度和鮮艷度。

    1、靜電印花和噴墨印花的共同點

    (1)數(shù)碼印花與計算機cad系統(tǒng)相結合,理論上圖案設計不受顏色數(shù)目或網(wǎng)版套印誤差的限制。其圖像分辨率一般達360dpi(圓網(wǎng)印花常規(guī)100dpi,最大255dpi),有的甚至可達1,440 dpi,細度精度小于0.1 mm,能印制出256個顏色層次的1,670萬個顏色,使圖案具有很好的層次表現(xiàn)性。圖案設計及修改極為方便,客戶可以通過網(wǎng)絡從計算機上看到最終的圖案效果,并能加以修改,真正實現(xiàn)“所見即所得”。

    (2)在靜電印花和噴墨印花中,印花頭不直接接觸織物,因而對織物類型沒有限制。

    (3)印花流程簡單,省卻了復雜的篩網(wǎng)制版和配色調漿工序。從客戶提交花樣到打樣生產,只需2~3d,大大提高了印染企業(yè)對市場需求多變的快速反應能力。

    (4)可自由調整圖形大小和位置,允許批量定制,單位生產成本與產量關系不大。因此,理論上可以加工任意大小批量的印花產品,可以降低小批量成本。

    (5)無需色漿調制、網(wǎng)版清洗和網(wǎng)版更換,工作環(huán)境清潔。另外,圖案數(shù)據(jù)可用光盤、磁盤儲存,毋需占用保存網(wǎng)框和花筒等場地。與印花機之類大型設備相比,噴墨印花和靜電印花用的是小型設備,且工序縮短,人力節(jié)省,操作簡便。

    (6)由于減少了染料用量以及未染著染料,從而減少了有色廢水。

    2、靜電印花的優(yōu)點

    (1)印花速度提高

    普通的圓網(wǎng)印花速度為40m/min以上,噴墨印花的速度一般為0.1~0.33m/min。從現(xiàn)有的紙張復印或激光打印速度估計,織物靜電印花速度至少可達到10~15m/min。

    (2)流程簡單

    噴墨印花油墨是液狀的,印花時為防止油墨滲化,必須對織物進行上漿處理,印花后還需將這些漿料洗除。靜電印花則采用固體墨粉,不存在滲化現(xiàn)象,因此可直接在織物上印花,無需前處理,而且印花后織物的清洗簡單、省水。

    (3)降低費用

    ①印花材料費用降低

    有人將日本的四色靜電印花機與噴墨印花機進行了比較,靜電印花的速度約是噴墨印花的50倍,而每平方米所需印花材料的價格約是噴墨印花的二百分之一,可見靜電印花的材料價格遠遠低于噴墨印花的價格。

    ②印花機配件的費用降低

    噴墨印花機的設計要求高、成本高,特別是噴嘴的壽命問題急需解決。目前墨水的成本高,種類少,并且適應性差,墨水易堵塞噴嘴,影響產品正品率;靜電印花采用粒徑為5~10μm墨粉打印,毋需噴嘴,減少了設備器材方面的損耗。

    3、靜電印花研究進展

    靜電印花是在紙張靜電復印與激光打印原理的基礎上發(fā)展起來的。普通的紙張復印或激光打印印刷油墨與紙張之間保持一定間隔,在不直接接觸的情況下,在靜電場作用下使印墨轉移到紙張上,然后通過加熱固著在紙上。紙張復印是間歇式操作,一次印出一張單張的紙,而且門幅十分狹窄?椢镉』ǖ囊髣t與紙張復印的不同,必須對靜電印花的系統(tǒng)設備及墨粉進行改進,以達到織物印花門幅寬且連續(xù)式運行等要求。因此,其加工設備也有所不同,以適應高速連續(xù)化操作?椢镬o電印花墨粉可以是粘著型,也可以是染著型,但織物印花之后還必須進行固著處理,以滿足織物的各項牢度,如干濕摩擦牢度、耐洗牢度和日曬牢度等。

    近年來,美國喬治亞技術學院在連續(xù)化織物印花的靜電印花系統(tǒng)方面,進行了大量的研究。據(jù)有關文獻報道,美國喬治亞理工學院研制成功了靜電印花的復印機?椢锵嗬^通過三臺復印機,就可印出五彩斑斕帶電荷區(qū)域,布面在與滾筒接觸時,在布的反面加上負電荷,使布面上形成正像,再通過加熱輥就能使顏料固著在織物上。他們主要研究的是粘合型墨粉,制備墨粉時,使用熱固型樹脂作為載體。雖然熱固型樹脂具有良好的摩擦牢度,但固著時間太長,會使織物泛黃。用于棉織物時,濕摩擦牢度以及手感不近人意。據(jù)美國喬治亞理工學院發(fā)表的文獻報道,制備一個熱塑型墨粉和三個熱固性墨粉,分別用于棉、絲、滌綸、尼龍印花,有一定的印花效果,但織物手感不佳,轉移率較低。

    多年來,日本也在研究這項技術。2002年11月,日本工業(yè)界試制了與噴墨印花裝置完全不同的靜電電子印花裝置。目前已有單色到四色的印花裝置,今后會發(fā)展到八色以上。2004年2月,國外報道了一項電子—靜電印刷直接印花系統(tǒng)。該系統(tǒng)正處于試驗階段,并配有液狀分散或活性染料調色劑,與一個靜電荷轉移系統(tǒng)的圖像接收轉鼓?梢姡撚』ㄏ到y(tǒng)既與噴墨印花一樣采用液體油墨,又類似于靜電復印采用的靜電轉移技術。

    1987年,北京紡織科學研究所薛迪庚、朱關福用氧化鋅和聚乙烯咔唑-三硝基芴酮等光導體,研究其在黑暗中為絕緣體和曝光后為導電體的特性,并將圖案或攝影照片直接在織物上成像印花的新工藝。自此之后,國內未見后續(xù)研究報道,到2004年國內又出現(xiàn)相關的文獻報道。

    通常,靜電印花所用墨粉由磁粉、著色劑、粘合劑和電荷調節(jié)劑等組成。

    墨粉一般都制成四色,即采用印刷行業(yè)常用的cmky四色印制方式。靜電印花的墨粉主要分為兩類,即顏料(粘著)型和染料型。

    采用顏料(粘著)型墨粉印花時,墨粉熔融固著在織物上。其粘合劑一般系電絕緣性很高的高分子聚合物,與顏料和織物都有很好的粘附力,印花后毋需后處理。這一類型的粘合劑與紙張復印用墨粉中的粘合劑類似。國際上研究這類墨粉的報道較多,如美國喬治亞技術學院選用了改性環(huán)氧類、聚酯類以及乙烯醋酸酯(ethylenevinylacetate,eva)共聚物作為紡織物靜電印花墨粉粘合劑。這類墨粉在紙張印刷方面已有較成熟的應用,但在織物印花上還存在較大的問題,如色牢度和織物印花部分手感較差、顏色不鮮艷等。

    染料型墨粉理論上能較好地彌補上述不足。由于著色劑是染料,因此織物印花后的各項性能基本上與傳統(tǒng)織物印花相似。目前,染料型墨粉采用的著色劑主要是分散染料,利用分散染料的熔融和升華性能染著在滌綸織物上,此時墨粉中只有染料進入纖維固著,其余的助劑需要除去,粘合劑只起到墨粉顆粒的成型作用,與印花后的織物手感等無關。由于墨粉中的分散染料在印花過程中需要從墨粉中轉移到織物上,要求墨粉中的染料和粘合劑親和力低于染料和織物的親和力。根據(jù)染料和墨粉的特征,一般粘合劑選用極性較大的高分子材料。

    墨粉中另一重要組分是電荷調節(jié)劑。光電復印和激光打印的質量受多種因素支配,其中電荷調節(jié)劑起著十分重要的作用。它可分為有色和無色兩種,前者用于黑白復。缓笳哂糜诓噬珡陀。按電荷屬性又可分為正電性和負電性電荷調節(jié)劑。由于紡織品靜電印花是彩色的,故采用五色電荷調節(jié)劑。無色負電性電荷調節(jié)劑是1:2金屬絡合物,如水楊酸類的鉻絡合物及鋅絡合物。無色正電性電荷調節(jié)劑主要集中在脂肪族及芳香族的季銨鹽。

    轉自:印染在線

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