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当静电印花的特点及其研究进展

发布时间:2021-09-10 21:10:54 阅读: 来源:冷拔扁钢厂家

静电印花的特点及其研究进展

纺织品静电印花的原理是,将客户的设计要求由计算机设计存储;经电脑处理后的图形图像,通过静电潜像显影,将适用于织物的彩色墨粉转印到被印织物上;再经高温固色,得到所需的图案花纹。喷墨印花则是由计算机按设计要求,控制含有色素的油墨在压力驱动下,经由喷嘴喷射到被印基质(织物)上,形成花纹图案;根据油墨系统的性能,经适当后处理,使织物具有一定牢度和鲜艳度。

1、静电印花和喷墨印花的共同点

(1)数码印花与计算机CAD系统相结合,理论上图案设计不受颜色数目或版套印误差的限制。其图像分辨率一般达360dpi(圆印花常规100dpi,最大255dpi),有的甚至可达1 440 dpi,细度精度小于0.1 mm,能印制出256个颜色层次的1 670万个颜色,使图案具有很好的层次表现性。图案设计及修改极为方便,客户可以通过络从计算机上看到最终的图案效果,并能加以修改,真正实现“所见即所得”。

(2)在静电印花和喷墨印花中,印花头不直接接触织物,因而对织物类型没有限制。

(3)印花流程简单,省却了复杂的筛制版和配色调浆工序。从客户提交花样到打样生产,只需2—3d,大大提高了印染企业对市场需求多变的快速反应能力。

(4)可自由调整图形大小和位置,允许批量定制,单位生产成本与产量关系不大。因此,理论上可以加工任意大小批量的印花产品,可以降低小批量成本。

(5)无需色浆调制、版清洗和版更换,工作环境清洁。另外,图案数据可用光盘、磁盘储存,毋需占用保存框和花筒等场地。与印花机之类大型设备相比,喷墨印花和静电印花用的是小型设备,且工序缩短,人力节省,操作简便。

(6)由于减少了染料用量以及未染着染料,从而减少了有色废水。

2、静电印花的优点

(1)印花速度提高

普通的圆印花速度为40m/min以上,喷墨印花的速度一般为0.1—0.33m/min。从现有的纸张复印或激光打印速度估计,织物静电印花速度至少可达到10—15 m/min。

(2)流程简单

喷墨印花油墨是液状的,印花时为防止油墨渗化,必须对织物进行上浆处理,印花后还需将这些浆料洗除。静电印花则采用固体墨粉,不存在渗化现象,因此可直接在织物上印花,无需前处理,而且印花后织物的清洗简单、省水。

(3)降低费用

①印花材料费用降低

有人将日本的四色静电印花机与喷墨印花机进行了比较,静电印花的速度约是喷墨印花的50倍,而每平方米所需印花材料的价格约是喷墨印花的二百分之一,可见静电印花的材料价格远远低于喷墨印花的价格。

②印花机配件的费用降低

喷墨印花机的设计要求高、成本高,特别是喷嘴的寿命问题急需解决。目前墨水的成本高,种类少,并且适应性差,墨水易堵塞喷嘴,影响产品正品率;静电印花采用粒径为5—10μm墨粉打印,毋需喷嘴,减少了设备器材方面的损耗。

3、静电印花研究进展

静电印花是在纸张静电复印与激光打印原理的基础上发展起来的。普通的纸张复印或激光打印印刷油墨与纸张之间保持一定间隔,在不直接接触的情况下,在静电场作用下使印墨转移到纸张上,然后通过加热固着在纸上。纸张复印是间歇式操作,一次印出一张单张的纸,而且门幅十分狭窄。织物印花的要求则与纸张复印的不同,必须对静电印花的系统设备及墨粉进行改进,以达到织物印花门幅宽且连续式运行等要求。因此,其加工设备也有所不同,以适应高速连续化操作。织物静电印花墨粉可以是粘着型,也可以是染着型,但织物印花之后还必须进行固着处理,以满足织物的各项牢度,如干湿摩擦牢度、耐洗牢度和日晒牢度等。

近年来,美国乔治亚技术学院在连续化织物印花的静电印花系统方面,进行了大量的研究。据有关文献报道,美国乔治亚理工学院研制成功了静电印花的复印机。织物相继通过三台复印机,就可印出五彩斑斓带电荷区域,布面在与滚筒接触时,在布的反面加上负电荷,使布面上形成正像,再通过加热辊就能使颜料固着在织物上。他们主要研究的是粘合型墨粉,制备墨粉时,使用热国际标准化机构(International Organization for Standard)之简称固型树脂作为载体。虽然热固型树脂具有良好的摩擦牢度,但固着时间太长,会使织物泛黄。用于棉织物时,湿摩擦牢度以及手感不近人意。据美国乔治亚理工学院发表的文献报道,制备一个热塑型墨粉和三个热固性墨粉,分别用于棉、丝、涤纶、尼龙印花,有一定的印花效果,但织物手感不佳,转移率较低。

多年来,日本也在研究这项技术。2002年11月,日本工业界试制了与喷墨印花装置完全不同的静电电子印花装置。目前已有单色除扩大产能以外到四色的印花装置,今后会发展到八色以上。2004年2月,国外报道了一项电子—静电印刷直接印花系统。该系统正处于试验阶段,并配检测的指标为钢丝正负90度曲折的次数;装备选择为JWJ⑴0线材反复曲折实验机;有液状分散或活性染料调色剂,与一个静电荷转移系统的图像接收转鼓。可见,该印花系统既与喷墨印花一样采用液体油墨,又类似于静电复印采用的静电转移技术

1987年,北京纺织科学研究所薛迪庚、朱关福用氧化锌和聚乙烯咔唑-三硝基芴酮等光导体,研究其在黑暗中为绝缘体和曝光后为导电体的特性,并将图案或摄影照片直接在织物上成像印花的新工艺。自此之后,国内未见后续研究报道,到2004年国内又出现相关的文献报道。

通常,静电印花所用墨粉由磁粉、着色剂、粘合剂和电荷调节剂等组成。

墨粉一般都制成四色,即采用印刷行业常用的CMKY四色印制方式。静电印花的墨粉主要分为两类,即颜料(粘着)型和染料型。

采用颜料(粘着)型墨粉印花时,墨粉熔融固着在织物上。其粘合剂一般系电绝缘性很高的高分子聚合物,与颜料和织物都有很好的粘附力,印花后毋需后处理。这一类型的粘合剂与纸张复印用墨粉中的粘合剂类似。国际上研究这类墨粉的报道较多,如美国乔治亚技术学院选用了改性环氧类、聚酯类以及乙烯醋酸酯(ethylenevinylacetate,EVA)共聚物作为纺织物静电印花墨粉粘合剂。这类墨粉在纸张印刷方面已有较成熟的应用,但在织物印花上还存在较大的问题,如色牢度和织物印花部分手感较差、颜色不鲜艳等。

染料型墨粉理论上能较好地弥补上述不足。由于着色剂是染料,因此织物印花后制止超载运行的各项性能基本上与传统织物印花相似。目前,染料型墨粉采用的着色剂主要是分散染料,利用分散染料的熔融和升华性能染着在涤纶织物上,此时墨粉中只有染料进入纤维固着,其余的助剂需要除去,粘合剂只起到墨粉颗粒的成型作用,与印花后的织物手感等无关。由于墨粉中的分散染料在印花过程中需要从墨粉中转移到织物上,要求墨粉中的染料和粘合剂亲和力低于染料和织物的亲和力。根据染料和墨粉的特征,一般粘合剂选用极性较大的高分子材料。

墨粉中另一重要组分是电荷调节剂。光电复印和激光打印的质量受多种因素支配,其中电荷调节剂起着十分重要的作用。它可分为有色和无色两种,前者用于黑白复印;后者用于彩色复印。按电荷属性又可分为正电性和负电性电荷调节剂。由于纺织品静电印花是彩色的,故采用五色电荷调节剂。无色负电性电荷调节剂是1:2金属络合物,如水杨酸类的铬络合物及锌络合物。无色正电性电荷调节剂主要集中在脂肪族及芳香族的季铵盐。

来源: 全球纺织

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