【摘要】表面張力、粘度、粒徑、導電率等是絲織物噴射印花油墨的主要性能指標。本文分析了這些油墨性能對印制性能及印制質量的影響，并得出了毫微膠乳型樹脂與C. I.涂料紅184的不同配方對油墨性能和印制質量的試驗結果。

    【關鍵字】絲織物 噴墨印花 油墨性能 評價

    目前，應用于織物噴射印花試驗的油墨系統，主要有兩相型、聚合型和改性染料型等三大類。有關油墨性能的總體技術要求曾有過研究報道，但由于不同類型的噴射印花設備對油墨系統的流變學和導電率要求有所不同，因此對其主要技術要求的評價顯得十分重要。本文擇其主要技術要求作出評價，以作為油墨配方選擇的依據。

1  試驗設備和材料

1·1  試驗設備

Imaje S4 1000連續噴射印花試樣機(法國TOXOT制造)、BP2氣泡壓力式表面張力儀(KRUSS，美國代理),DV-1+數字式轉子粘度計(美國Brookfield制造)、粒徑分析儀(美國Malvern制造)、CDH - 37導電率儀(美國Omega制造)、7011G混合器，有關印制色牢度按AATCC法測定。

1·2試驗材料

    IU-104毫微膠乳樹脂(Rhome-Poulene公司提供),30%丙烯酸類膠乳高聚物水乳液。含固量30%，平均粒徑0. 2µ.m, pH值5.5(30%,wt/wt),T13 0℃，沸點212 ℃，冰點0℃左右; C. I.涂料紅184(Hoechst Celanese提供)，色素>1%、丙二醇>1%、特殊成分1%，含固量45%左右;14101素縐緞(市售)。

1·3油墨配制

將IU-104樹脂乳液用純水稀釋，將水稀釋了的C. I.涂料紅184于攪拌下添加到樹脂液中，在7011G混合器中混合數分鐘，用適當孔徑率濾紙的布氏漏斗或細菌漏斗過濾，穩定靜置過夜，并在噴射印花使用前再次過濾。

2   油墨性能測定和分析

2·1表面張力

    基本操作是將油墨試樣倒入玻璃試樣皿，置于控溫(25士0. 1 0℃)小室，將具有精確出口直徑(1.OOOmm)的特氟綸毛細管上端夾持住，調整控溫小室的高度，使毛細管下口恰與油墨液面接觸，再轉動夾持器旋扭，這時管口恰好插入液面下lOmm。將300kPa的壓縮空氣經毛細管吹入油墨中使產生氣泡，氣泡產生的頻率由0-l0 Hz不斷增加。精確測量不同頻率下使試樣產生氣泡所需的空氣壓力，并由計算機轉換成油墨的表面張力，最后得到氣泡產生頻率與表面張力的曲線。

    表面張力對墨滴形成和印制質量的影響極為明顯。由噴墨試驗時噴嘴周圍有無溢出物、液滴斷裂長度、穩定性、液滴速度和是否呈直線運行等的觀察，可以評價液滴形成的優劣。所有這些均受表面張力和粘度的影響。太高的表面張力使噴嘴表面不易被潤濕，而噴嘴周圍的油墨集結會影響微細液滴的線性運行和印花效果的重現性。如果表面張力太低，會導致微滴不穩定，甚至形成“衛星狀”，生成濺射點。但表面張力太高，油墨不易形成小的微滴，并可能出現較長的斷裂長度，或斷裂成“拖尾巴’，狀微滴，直接影響到圖案質量。總之，最適宜的表面張力必須保證得到滿意的圖案質量，使油墨既能容易地滲入織物內部，且不引起織物表面油墨的滲化。

    按設備制造商的意見，對Imaje CIJ印花機推薦的表面張力范圍應為40-60 mN/m;對DOD熱噴射印花機，表面張力通常在40-50 mN/m為好;對雙體的CIJ印花機，表面張力應為20-30 mN/m。

2·2粘度

    測定粘度的基本操作是選擇合適的轉子和轉速，使測量轉矩讀數在l0-90%范圍內，測定時溫度在25±1℃。

    如前所述，油墨的粘度是與表面張力一起影響墨滴形成的。粘度高，會使斷裂的尾巴拖長呈拉絲狀;粘度太低，則微滴易于破碎。受粘度影響的另一重要參數是液滴的噴射速度。若粘度太高，會使液滴速度降低，甚至墨滴不能擊中被印基質的相同點子上。對于DOD熱噴射印花機，設備自身無調節液滴速度的功能，只能靠油墨自身性能控制液滴運行速度在9 -14m/s的所需范圍。在Imaje CIJ印花機中，機器本身能識別不正確的液滴速度而終止印花過程。它是通過調節供給油墨的空氣壓力來控制滴速，并保持滴速在18-20m/s范圍。已有基礎試驗和實際印制效果表明，粘度低于l0mPa·s(最好在2-4mPa·s)是獲得滿意的液滴形狀和印制效果的適宜范圍。

    圖1為毫微膠乳IU-l04樹脂的含固量與粘度的關系曲線。在2-4mPa·s的范圍內，當含固量在25%以下時，隨含固量增加，粘度緩慢增大。30%含固量時為9 mPa·s，接近限值(l0mPa·s)的范圍。

2·3   粒徑

    采用平均粒徑和最大粒徑兩種參數來表示油墨配方的顆粒尺寸性能，粒徑比最大值還大的不能采用，而且要求無論在高速剪切(如攪拌、高速通過噴口)和不同溫度下，粒徑仍保持不變或改變很小。

    粒徑測定的基本操作是采用激光散射法，先用蒸餾水校正儀器并做背景測量，用超聲波振動驅除空氣泡，將油墨試樣小心滴加到已平穩攪拌的水中，監視屏幕上一旦呈現豎直方向的綠色柱即停止滴加試徉。有關激光散射的信息通過計算機收集和加工，得出粒徑大小及其分布。

用于Ima je S4 CIJ印花機的油墨體系粒徑平均值應小于0.5µm，最大值不大于lµm。這是因為該機噴嘴直徑只有50µm。可是，在高剪切下，譬如當油墨流經噴頭時，小尺寸粒子可能在噴嘴周圍聚集成大粒子，大而不規則的粒子還會導致微滴形成困難和不穩定，最終導致噴頭堵塞。另外，對于CIJ設備，油墨需作回收.如果回收過程的過濾效果差，則油墨中必存在大的粒子。測試表明，10-20%含固量的IU-104樹脂液的粒徑在0.1-0.5µm，其中99%的粒徑小于0.5µm。

    粒徑大小與油墨制備和噴印過程中的過濾極為有關。整個過程一般需有四重過濾。首先，在油墨配置時需經中等孔積率濾紙的布氏漏斗濾除可見顆粒;玻璃燒結細菌漏斗用于第二次過濾。另兩次是在噴印過程中的在線過濾，控制粒徑小于l0µm的圓盤鎳網置于油墨線路的入口處;再將控制粒徑小于2µm的在線過濾器連接在噴嘴前的油墨吸入管中。如此四重過濾足以保證噴墨過程的正常進行。

2·4  導電率分析

    在連續噴射印花設備中，油墨微滴是依靠帶電荷產生偏轉的，因而油墨必須具有帶電和導電的能力。Imaje S4 CIJ印花機對油墨導電率的要求是750 Siemens以上。其實，作為水相的油墨體系，本身已具有良好的導電性能。只有在溶劑型的油墨體系中，才有必要加人專門的導電性調節劑。研究導電率對液滴成形的影響，并未發現明顯的依賴關系。

3   油墨性能對印制質量的影響

    采用不同油墨配方，應用于Imaje S4印花機，在14101素縐緞上進行噴射印花試驗，判定油墨性能對印制質量的影響。

    本研究中，印制質量的界定分為印制過程、圖案輪廓和圖案性能三方面。印制過程包括液滴成形和噴射是否正常、噴嘴和回收槽堵塞情況等；圖案輪廓指花型輪廓清晰度、花紋精確度、重現性等；圖案性能則集中指印制顏色牢度、織物手感風格等。

    毫微膠乳IU-104樹脂與C. I.涂料紅184的不同配方與油墨性能的關系見表1，與印制質量的關系見表2。

    表1表明，油墨性能隨油墨組成而改變;粘度性能隨油墨總含固量增加而順序提高，總含固量25%左右，為能達到滿意的印制效果的最高值，當粘度在接近4 mPa·s及以上時，操作中發現不可避免地會有微滴成形變差。涂料和樹脂含量增加，均使表面張力有所降低，但下降程度無比例關系。可以認為，表中50-75 mN/m的表面張力范圍不致影響印制過程和印制質量。更低表面張力的油墨組成因造成噴墨困難，故未研究。導電性能隨樹脂含量增加而明顯增加，而隨涂料含量增加變化不大，甚至略有降低，但均在該試驗設備適用的范圍內。

    表2所列是濾除2µm以上粒子的油墨，用作印制試驗所得的印制質量情況。由此可見油墨應用質量主要與涂料含量相關。涂料含量在6%以下時，“堵塞”情況無大問題，圖案色牢度性能等較好。當含量達到8%時，無論樹脂含量為15%或20%，油墨噴射時斷裂長度變長，出現拖尾的微滴，且連續噴墨時間僅十數分鐘。這時噴嘴堵塞的原因之一，可能是較高濃度涂料在油墨系統中凝結所致。

4   結論

1、本試驗分析得出Imaje S4 1000連續式噴墨印花機適用的油墨主要性能為:表面張力在50--75mN/m；動力學粘度在2-4 mPa·s，至l0mPa·s為極限值；平均粒徑在0. 5µm，極限粒徑不大于l µm；水相油墨體系的導電率不作要求，只有在采用非極性溶劑相油墨體系中，才需另加特殊導電率調節劑，使導電率在750 Siemens以上。

2、油墨系統的粘度隨含固量增加而增加，含固量達25%左右認為是最高值。表面張力會因樹脂和涂料含量增加而降低，其中涂料的影響更明顯。噴嘴和回收槽堵塞情況也主要與涂料量有關，6%以上的涂料含量會因其在油墨中的凝結而導致“堵塞”加重。

3、毫微膠乳體系樹脂粘合劑在試驗中未產生問題，建議開發應用。

參考文獻

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（peter）