酸性染料噴墨印花墨水的噴射流暢性

酸性染料噴墨印花墨水的噴射流暢性

那世煜，張慶

摘要：研制酸性染料噴墨印花墨水，利用紙質(zhì)噴墨打印機(jī)對噴墨打印墨水的流暢性能和固色效果進(jìn)行研究。在提高墨水中染料溶解性能的基礎(chǔ)上，考察了甘油對墨水黏度、表面張力、保濕性和打印流暢性的影響。試驗結(jié)果表明，甘油用量在lO％以下時，墨水黏度變化不大，且可有效提高墨水的保濕率，因而噴印流暢性較好，印花固色率高達(dá)98％以上，皂洗牢度和摩擦牢度也比較高。

關(guān)鍵詞：噴墨印花；酸性染料；針織物；聚酰胺纖維；聚氨基甲酸酯纖維

Jetting nuency of acid-dye—based inkjet in

NA Shi—yu ，ZHANG Qing

Abstract：Jettfng fIuency and∞Ior fastness of sef—made ac d—dye—based inkjet inks were studied with p rjncipIe of desktop p rjnter BaSed On imprOving the dye—sOIubiIity Of inks，jnfIuences Of glycerOI On ViscOsity，surface tensiOn。mOisture retentiOn and ietting fluency of inks were discussed．ResuIts showed that。viscosity of inks changed Iittle and moisture—retention rate was_rproved effjcientfy with gIyceroI dosage under 1O％，leading to a better jetting fJuency．P nting fixation yieId was more than 98％。and soaping fastness and rubbing fastness were aIsO hlgher．

Key words：inkjet printing；acid dyes；knitgoods；p0lyamide fiber；po}yurethane fiber

0前言

噴印流暢性是指打印機(jī)在打印過程中，是否出現(xiàn)斷線和條痕等異常現(xiàn)象，它與染料的溶解性、染液的表面張力、黏度和保濕性等物化性能密切相關(guān)，是衡量墨水質(zhì)量的重要指標(biāo)。

酸性染料色譜齊全、色澤鮮艷，是蠶絲、羊毛和錦綸等纖維染色和印花用的主要染料。本試驗先改善弱酸性染料的溶解性，然后利用噴墨打印機(jī)，研究了甘油用量對染料墨水的黏度、表面張力和保濕性等物化性能對打印流暢性的影響，并評價其在尼龍／萊卡針織物上的噴印效果。

l試驗部分

1．1材料與設(shè)備

織物尼龍／萊卡針織物。

染料AI．gacid紅N-2RBL、AI.gacid藍(lán)N-BL、Argacid黑M—R(雅運(yùn)染料)，Lanaset黃4GN(Hunts．man公司染料)。

藥品N，N一二甲基甲酰胺、丙酮、助溶劑A、硫酸銨、尿素(以上均為分析純)，海藻酸鈉(市售印花用商品)，酸性染料固色劑FH(上海市紡織科學(xué)研究院紡織化學(xué)中心)。

儀器設(shè)備布氏漏斗，可見分光光度計，烘箱，2OmI具塞試管，針孔過濾器，Epsonstylusc41Sx噴墨打印機(jī)，恒溫槽，烏氏黏度計，吸耳球，秒表，密度計，322w型表面張力儀，Dataco1orSF6o0型電腦測色配色儀，皂洗牢度儀，摩擦牢度儀。

1．2試驗方法

1．2．1墨水配制

向商品染料中加入N，N一二甲基甲酰胺，其用量以恰好使染料全部溶解為宜。將染料溶液過濾，并在所得濾液中加入丙酮，染料析出，過濾沉淀液，將所得濾餅干燥。用熱去離子水溶解濾餅，加入助劑，冷卻靜置2h，過濾。

1．2．2噴墨印花

浸軋預(yù)處理液(預(yù)處理液由2％硫酸銨、2％尿素和l％海藻酸鈉組成，一浸一軋，軋余率70％)一烘干一噴印一汽蒸(102℃×30min)冷水洗皂洗(皂片2L、純堿1L、浴比20：1，40℃皂洗兩次，每次l0min)一熱水洗一冷水洗一固色(酸性染料固色劑FH2L、pH值4～5、浴比2O：l，2Omin×60℃)一溫水洗一冷水洗一烘干

1．2．3酸性染料及其墨水性能測試

(1)染料溶解性能

準(zhǔn)確稱取一定量的染料，用蒸餾水溶解后移至容量瓶中，并稀釋至刻度，搖勻備用。按倍數(shù)關(guān)系吸取不同體積上述溶液，分別移人50mL容量瓶中，并稀釋至刻度，搖勻，測定其吸光度，繪制吸光度與濃度的關(guān)系曲線。

將約lg染料和l0mL含不同量助溶劑的溶液，置于密封試管中充分溶解，室溫條件下放置一個月后，用針孔過濾器過濾；稀釋一定倍數(shù)后，在其最大吸收波長處測量吸光度。依據(jù)吸光度與染料濃度的關(guān)系曲線，確定其溶解性能。

(2)酸性染料噴墨印花墨水性能

墨水黏度用烏氏黏度計在(25±1)℃測定液體黏度，所選的參比溶液為去離子水，各樣品測3次，取平均值。

墨水表面張力使用322w型表面張力儀，在(25±1)℃用吊環(huán)法對墨水表面張力進(jìn)行測定，每個樣品測量3次，取平均值。

墨水保濕性能取lmL墨水置于燒杯中，稱初重后，在室溫條件下放置，自然蒸發(fā)至重量不再發(fā)生變化時稱重為A，然后7O℃烘至恒重時稱重為曰，按式(1)計算保濕率：

1．2．4噴印流暢性測試

噴印流暢性分為即時噴印流暢性和間歇打印流暢性。前者指墨水剛裝人墨盒時的打印流暢性，后者則指問歇一段時間后開機(jī)打印，是否出現(xiàn)斷線、條痕等異常現(xiàn)象。

(1)即時噴印流暢性測試

墨水剛裝人打印機(jī)墨盒，噴頭經(jīng)l～2次清洗程序清洗后，連續(xù)打印5張A4紙色塊，觀察打印效果。打印效果分四個等級：l級，出現(xiàn)斷線；2級，出現(xiàn)明顯條痕；3級，出現(xiàn)輕微條痕；4級，無條痕。

(2)間歇噴印流暢性測試

將配置的墨水放置7d后，噴頭經(jīng)l一2次清洗程序清洗，連續(xù)打印5張A4紙色塊，觀察打印效果，并按即時噴印流暢性方法評級。

1．2．5固色率的測定

在預(yù)處理織物上打印l0cm×l0cm正方形圖案，晾干；1O2℃固色，飽和汽蒸30min。然后90℃熱水洗3次，每次5min，冷水洗1次，水洗液置于容量瓶中，加入蒸餾水至刻度，待測。再將水洗后織物進(jìn)行剝色，剝色條件如下：

尿素／％50

浴比50：1

溫度／℃l00

時間／minl5

用剝色液在以上條件下處理2～5次，至溶液無色為止，冷水洗一次，所得溶液合并置于容量瓶中，加入蒸餾水至刻度，待測；用分光光度計在該染料的最大吸收波長下測定吸光度，按式(2)計算固色率：

式中：A0——水洗液的吸光度；

A1——剝色液的吸光度。

1．2．6色牢度

用DatacolorsF60o型電腦測色配色儀，按AATCC標(biāo)準(zhǔn)測試印花織物的干／濕摩擦牢度和皂洗牢度。

2結(jié)果與討論

2．1染料溶解性能

本試驗所用弱酸性染料在常溫下呈膠體分散狀，溶解度較差，因而改善染料的溶解性，是配制墨水和提高噴印流暢性的首要任務(wù)。助溶劑A可改變?nèi)跛嵝匀玖显谒械木奂潭?，使其趨向于單分子狀態(tài)(圖1)。

由圖1看出，助溶劑A可有效提高染料的溶解性。其中，以Lanaset黃4GN的溶解度提高效果最為明顯，加入3％助溶劑A時，其溶解度就從1．5％提高到l2％。對于另外三只染料，加入l0％～15％的助溶劑A，Argacid紅N_2RBL的溶解度從1．8％提高到9％，A唱acid藍(lán)N—BL的溶解度從0．2％提高到6％，Argacid黑M．R的溶解度從5．3％提高到9％。染料Argacid黑M—R的溶解性能非常好，在水中聚集程度較輕，因此，加大助溶劑用量，對其溶解度的提高作用不大。

根據(jù)圖l，初步確定染料的溶解配方(見表1)。噴墨印花墨水的表面張力應(yīng)滿足兩方面要求：第一，滿足液滴的形成要求，如Epson打印機(jī)用墨水表面張力為32～43mN／m；第二，滿足對織物滲透性的要求，油墨的表面張力應(yīng)低于纖維的表面能，如錦綸織物的表面能為46mN／m8J，則墨水的表面張力應(yīng)低于46mN／m。按表l溶解配方，染料的表面張力數(shù)值已滿足上述要求。

2．2甘油用量對墨水物化性能及打印流暢性的影晌

甘油具有較好的吸濕性能，又可調(diào)節(jié)墨水黏度，所以，以表l溶解配方為基礎(chǔ)，加入甘油，測試墨水的物化性能，并在打印機(jī)上測試其流暢性。

3結(jié)論

(1)采用助溶劑A可有效提高4只弱酸性染料的溶解度，按溶解配方配制的墨水，其表面張力為32～43mN／m，可滿足形成微滴和對織物滲透的要求。

(2)甘油用量l0％以下，墨水黏度變化不大；甘油用量超過l0％，墨水黏度的增加幅度變大；甘油用量20％以下，墨水適宜的表面張力為32～43mN／m。

(3)甘油具有較好的吸濕性能，加人甘油可有效提高墨水的保濕率。同時保持一定的黏度，又有較好保濕性的墨水，噴印流暢性較好。

(4)采用4只弱酸性染料墨水的印花固色率可達(dá)到98％以上，皂洗牢度和摩擦牢度均達(dá)到較高水平。

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