硕士学位论文-真丝织物喷墨印花技术研究.pdf

学校代码 学号 真丝织物喷墨印花技术研究 专业纺织化学与染整工程 姓名朱利 导师屠天民副教授 答辩日期年月 东华大学学位论文原创性声明 本人郑重声明我悟守学术道德 , 崇尚严谨学风 。 所呈交的学位 论文 , 是本人在导师的指导下 , 独立进行研究工作所取得的成果 。 除 文中已明确注明和引用的内容外 , 本论文不包含任何其他个人或集体 己经发表或撰写过的作品及成果的内容 。 论文为本人亲 自撰写 , 我对 所写的内容负责 , 并完全意识到本声明的法律结果由本人承担 。 学位论文作者签各 鼻刊 日期年月日 夕 东华大学学位论文版权使用授权书 学位论文作者完全了解学校有关保留 、 使用学位论文的规定 , 同 意学校保留并 向国家有关部 门或机构送交论文的复印件和 电子版 , 允 许论文被查阅或借阅 。 本人授权东华大学可以将本学位论文的全部或 部分内容编入有关数据库进行检索 , 可 以采用影印 、 缩印或扫描等复 制手段保存和汇编本学位论文 。 本学位论文属于 学位论文作者签名 年解密后适用本版权书 。 日期年月日 指导教师签“ 再 之丙 日期年月日 才 摘要 随着世界经济整体水平的提高 , 人们对服装 、 纺织品的需求越来越趋于个 性化和多样化 , 这对传统纺织业带来的影响就是要求生产制造领域也必须要转变 为多品种和小批量 。 纺织品喷墨印花技术的特点是高品质及短流程印花 , 在小批 量多品种生产和即时交货要求上完全符合未来快速生产的节奏 。 喷墨印花技术主要的研究内容为印花设备 、 预处理工艺 、 墨水及软件支持 等四个方面 。 国外对喷墨印花设备的研究己日趋成熟 , 喷墨 印花机的印花速度越 来越高 , 最高速可达 耐 即 。 在墨水研制方面 , 世界著名的染料提供商 匕 、 日 、 都已经推出了酸性 、 活性 、 分散以及颜 料商品化墨水 。 目前国内急需解决的问题主要有三个方面一是研究适合喷墨印花的纤维 类别和织物品种及印花前预处理工艺二是研制高速 、 稳定 、 低廉的印花设备 三是配制不同类别成本低 、 稳定性好喷墨印花专用墨水 。 本论文主要进行了真丝织物喷墨印花预处理工艺和喷墨印花酸性染料墨水 性能两个方面的研究 。 在预处理方面 , 首次提出了喷墨打印和汽蒸固色两个阶段防渗化的设想 。 通过实验分析了这两个阶段墨水渗化筛选的影响因素 , 并通过 自行设计的墨水点 样面积测定法 、 幻值 、 固色率等方法和指标研究了预处理剂中各组份对真丝织 物防渗化性能及 印制效果的影响 。 实验中试验了多种增稠剂 、 物理和化学吸附剂 的作用效果 , 筛选出梭甲基纤维素钠 、 化学吸水剂聚乙二醇 、 物理吸 附剂氧化铝 、 释酸剂硫酸钱 、 膨胀剂尿素等作为预处理剂 , 对真丝织物进行预处 理 , 为进一步研究提供了良好的基础 。 通过正交试验 , 得出了真丝织物喷墨印花 预处理的最佳工艺条件 , 即氧化铝硫酸钱 尿素汽蒸时间温度 , 湿度 。 在墨水研制方面 , 对前期研究所配制的品红 、 蓝 、 黄 、 黑 、 青五种墨水进 行了摩擦牢度 、 耐洗牢度 、 稳定性等性能测试 , 并与商品墨水的各项性能作了对 比 , 以研究替代的可行性 。 从结果来看 , 除了青色墨水在丝织物上的沾色牢度较 差外 , 自配品红 、 黄 、 蓝 、 黑色墨水在打印丝织物上的沾色 、 皂洗 、 干湿摩擦等 牢度指标均能达到四级 , 符合应用要求稳定性方面 , 除 自配青色墨水低温储藏 稳定性较差外 , 其他自配墨水稳定性均较好 。 综合两方面因素 , 自配红 、 蓝 、 黄 、 黑 四种颜色墨水性能基本达到进口墨水的各项性能指标 , 可以进行商用试验 , 以 替代相应的进口墨水 。 关键词喷墨 印花防渗化印花预处理真丝织物酸性染料墨水 , , , , , 一 , , , 坑 , , , 一,一 , 一 一 , 一, 一 一 , , , 场 ,一 , , ,一一 , , 幻 一, , , , , , , , 印 丽 , , , , , , , 娜 , 一一 勺 真丝织物喷墨印花技术研究 东华大学硕士学位论文 目录 第一章引言 概述 喷墨印花的历史及其发展现状 , , 喷墨印花技术特点及其应用领域 喷墨印花工艺流程与分析 喷墨 印花优点 , , 喷墨印花的缺点 喷墨印花的应用领域及需求分析 , , 课题研究的目的及其意义 “ 课题研究的内容 “ , 第二章喷墨印花技术的基本原理 墨水喷射技术 , , , 法喷墨技术, , , ” 法喷墨技术 , , “川 喷墨印花软件支持一 一颜色管理系统 喷墨印花预处理原理 喷墨 印花织物具备的性能 渗化产生的原因及影响因素 , 本论文防渗化的基本思想及方法 , 喷墨印花专用墨水 第三章实验部分 实验材料 实验用织物 , 实验药品和试剂 , 实验设备 、 仪器和软件 “ ” , 实验方法 “ , 喷墨印花实验过程 原糊调制 预处理剂配方 墨水的配制 第页 夕 真丝织物喷墨印花技术研究东华大学硕士学位论文 实验工艺处方及实验条件 , 测试方法 ” 墨水在织物上渗化程度的测定 固色率的测定 印花织物表面得色量习值的测定 墨水表面张力的测定 墨水储存溶解稳定性试验 , 墨水耐洗牢度的测试 , 墨水耐摩擦色牢度的测试 粉末粒度的测定 , 第四章喷墨印花织物的预处理工艺 不 同介质防渗化情况的研究 ” “ 不同墨水在丝织物上的渗化 增稠剂的选择 不 同增稠剂防渗化性能比较 浓度对防渗化性能影响及其浓度范围的确定 浓度对固色率的影响 浓度对玲值影响 , 化学吸水剂对防渗化的影响 聚乙二醇聚合度的选择 浓度对防渗化影响 浓度对固色率的影响 , , 的浓度对刀影响 物理吸附剂的选择 、 氧化铝 、 碳酸钙对防渗化性的影响 氧化铝对固色率的影响 , 氧化铝对处理织物幻的影响 , , 尿素对预处理效果 的影响 尿素对织物防渗化性能的影响 二 , , 二 , 尿素对打印织物玲值的影响 硫酸按对预处理效果的影响 ” 第页 尸 真丝织物喷墨印花技术研究东华大学硕士学位论文 硫酸钱对织物防渗化能力的影响 硫酸钱对固色率的影响 , 硫酸钱对打印织物玲值的影响 、 最优预处理处方的确定 正交实验 织物防渗化性能总结 第五章喷墨印花墨水应用性能的研究 墨水配制 ”“ “ ” ”二二” ” , ” , 二 墨水的牢度 皂洗牢度 , 摩擦牢度 墨水储存稳定性 ” 墨水表观状态变化 , 染料溶解性 光密度 第六章结论 真丝织物喷墨印花预处理 ” 喷墨印花墨水应用性能 ” “二 ,“ , 【参考文献】 第页 真丝织物喷墨印花技术研究东华大学硕士学位论文 第一章引言 概述 随着世界经济整体水平的提高 , 人们对服装 、 纺织品的需求越来越趋于个性 化和多样化 , 这对传统纺织业带来的影响就是要求生产制造领域也必须要转变为 多品种和小批量 。 目前世界上大多数纺织品印花加工主要是由圆网或者平网印花 机来完成的 , 据资料显示印花织物中 , 圆网印花占 , 平网印花 占 。 但 从日益增长的 按 需 设 计 制造 和 即时交货的市场需求来说 , 以圆网或平网印花 设备和工艺来适应织物的快速和多品种小批量的生产是不可能的 。 市场变化留给 织物印花生产的时间越来越少 , 而对市场的快速反应系统 也需要一种新的印花方法和设备提供支持 , 数码印花技术的出现正好适应了这种 市场需求 , 近年来得到了迅速发展 。 所谓织物喷墨印花 , 系将含有色素的油墨在压缩空气驱动下 , 经由喷嘴喷 射到被印基质织物上 , 由计算机按设计要求控制形成花纹 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 , 喷墨印花也可称作瞬 二 时应答印花 , 简单地说就是按顾客的意愿要求由计算机设计后立即印花 。 纺织品 喷墨印花机的出现和发展 , 在很大程度上弥补了现行印花生产的不足 , 整个印花 过程所需的时间大大的缩短 , 在小批量多品种生产和 即时交货要求上完全符合未 来快速生产的节奏 。 喷墨印花技术的发展融合了精密机械 , 计算机 , 光电一体化等先进技术 , 是 对传统印花技术一次重大突破 。 喷墨印花的历史及其发展现状 织物喷墨印花起源于年代英国公司的 “ 多色染色 , 研究和年代澳 大利亚公司研制的 “偏流喷射”技术 。 他们各 自将不相容的染料施加于同一 织物上 , 获得多色彩效应 , 实为对染色工艺的改进 , 得到印花效果 。 年代以 来 , 随着电子分色 、 配色等技术在纺织染整业的应用 ,、 、 等设备公 司以及 、 等化学品公司竞相开发与研究应用 于织物印花的喷射技术 、 设备和专用墨水 , 从而促进了这一技术的快速发展 。 第页 真丝织物喷墨 印花技术研究东华大学硕士学位论文 在喷墨印花的关键技术中 , 速度成 为喷墨印花进行大规模生产的瓶颈之 一 。 一般的网印机器 的平均速度是 爪 , 而喷墨印花机印花最慢的只有 爪 , 而 澎爪 的速度才是可以接受的印花速度 。 因此提高喷墨印花机的 速度成为各个生产厂家主 要目标 。 目前具有 较高印花速度的是 、 以及联合开发的喷墨 印花机 , 在分辨率为下 , 其印花速度可达到 加 。 最初的喷墨打印机根据印刷行业的情况主要采用四色系统 , 这种 系统的色域较小 , 很难产生比较亮的颜色 , 因此现在的喷墨印花机在四色基础 上 , 通过增加其他颜色扩展致六色 、 八色 、 十二色 , 从而扩展了色域 , 可 印制 种颜色 , 增强颜色的重现性 , 满足了大多数织物印花的要求 。 在墨水研制方面 , 世界著名 的染料提供商都己经推出 了自己的商品化墨 水 , 主要的墨水提供商主要有 、 长 即 、 等 , 其品种 主要有酸性 、 活性 、 分散以及颜料 。 其 中颜料性喷墨印花墨水省去汽蒸等工 序 , 对一些织物也无需预处理 , 且由于采用粘合剂 , 不依赖与纤维的种类 , 特 别适合于家庭装饰布及旅游纪念 品生产 , 近年来受到了人们重视 。 但是这些墨 水的价格非常昂贵 , 这也在一定程度上阻碍了喷墨印花 的产业化 , 降低墨水成 本仍是当务之急 。 近年来 , 喷墨 印花的开发和应用开始逐渐 向纵深方向发展 。 日本通过政府 投资已经建立了数码印花生产基地 , 扶持基地的建设和开发 , 来深入研究数码 印花的技术和应用 问题 , 其中公司己经开始采用多机器式工业化生产 在台湾 , 政府也已经开始投入大量资金来扶持数码 印花技术的开发和应用韩 国也投入巨大力量来进行国内纺织业 的改造 , 一个重要 的组成就是数码印花 而美国欧洲 , 无论是喷射技术 , 相关配套技术应用都己取得了较大进展 。 目前 我 国只用杭州宏华电脑等极少数企业从事这方面的研究 , 而其应用只限于工厂 的小样制作 , 规模化生产任重道远 。 喷墨印花技术特点及其应用领域 喷墨印花工艺流程与分析 数码喷墨印花的过程是 先用扫描仪或数码相机等数字化设备输入图 稿然后应用 图形软件或者专业的印花分色及设计软件处理 图像最后再通过 第页 真丝织物喷墨印花技术研究东华大学硕士学位论文 喷印控制软件将数字化信息传输到喷墨打印机 , 喷出图案 。 喷墨 印花流程如下 图所示 织织物物 数数码设备 图像输入入入预处理理理墨水系统统 汽汽蒸蒸 水水洗洗 成成品印花布布 喷墨印花优点 有关喷墨印花特征已有许多报导 , 与传统印花相比 , 具有以下的特点, 、 图案喷墨印花图案设计完全不受颜色数目或网版配套误差的限 制 。 其图像分辨率达圆网印花常规 , 最大即甚至可达到 , 细度精度小于 , 墨点重叠精确度为容差所以能印制出 个颜色层次的万个颜色 , 具有很好的层次表现性 , 并且图案设计及修 改极为方便 , 客户可 以从计算机上通过网络看到最终面料图案效果 , 并能加以 修改 , 真正实现 “ 所见即所得 ” 。 、 织物喷墨印花为非叩压式印花方法 , 印花头不直接接触织物 , 因而对织物类型没有限制 , 甚至能在凹凸不平或蓬松织物表面上印花 , 当然那 将会影响色泽鲜艳度 。 、 时间印花流程简单 , 省却复杂 的筛网制版和色浆调制 。 从客户 提交所选的花样到打样 的生产估计只需 一天 , 大大的提高了印染企业对多变 市场需求的快速反应能力 。 、 批量由于不需制版 , 因此可 以加工的小批量印花产品 , 而 传统圆网或平网印花最小批量也要左右 , 从而使印染企业能够很好适应 多变的市场需求 。 、 节省劳力和 印花机之类大型设备相比喷墨 印花用 的是小型设 备 , 可移动的机械部分只有机头部分和织物的输运部分 , 它们的结构都较为简 第页 真丝织物喷墨 印花技术研究东华大学硕士学位论文 单如果是平 台式 , 则织物输运部分也没有 。 此外 , 因工序缩短 , 节省人力的 效果显著 , 同时由于用电子计算机操作 , 自动化程度较高 , 具有解决操作人员 技术不熟练等问题的优点 。 、 场地由于免除了一些易站污生产场地的工作 , 如色浆调制 、 网 版清洗 、 网版更换 , 所以能创造一个清洁的工作环境 。 另外 , 图案数据可用光 盘 、 磁盘储存 , 勿需占用保存网框和花筒的场地 。 、 环境由于减少了染料用量比例 以及未染着染料 , 从而减少了有 色废水 , 废水排放量仅是传统印花的而且不使用粉状染料 , 保持了工 作场地的洁净 。 喷墨方式的噪音低 , 这一点也是易被认可的 , 所以可在和图案 设计有关的工作场所中使用 。 喷墨印花的缺点 作为一种高科技的新兴技术 , 喷墨印花技术还不够成熟 , 具有许多的缺点 速度慢 。 一般情况下 , 普通的印花工厂可每分钟以几米至几十米的速度 印花 , 但是喷墨 印花的速度较慢 , 虽然开发了高速 的喷墨印花机 , 但仍无法与 圆网和平网印花机相比 , 其低速成为制约喷墨印花发展的瓶颈 印花机的设计要求高 、 成本高 , 特别是喷嘴寿命及稳定性急需解决 大多数喷墨印花织物必须进行预处理 , 使织物达到喷墨印花所需要求 目前墨水的成本高 , 种类少 , 且适应性差 墨水稳定性差 , 易堵塞喷嘴 , 影响生产的连续性 喷墨印花对墨水的粘度 、 纯度 、 导电性 、 表面张力 、 粒径等因素有特殊 要求 , 且墨水中添加剂繁多 , 研制困难 。 正是这些缺点 , 限制了喷墨印花技术的大规模应用 , 因此目前的研究主要 集中在如何解决上述的问题 , 促进喷墨印花的规模化生产 、 机器设备提高印花速度 、 喷嘴寿命及稳定性 、 墨水系统降低墨水成本 、 提高墨水稳定性及适应性 、 软件系统的配套接口的标准化 、 织物的预处理防止渗化 , 获得较高清晰度 第页 真丝织物喷墨 印花技术研究 东华大学硕士学位论文 喷墨印花的应用领域及需求分析 喷墨印花具有广阔的市场空间和发展前景 , 、 小批量多品种的市场需求 。 从当前市场需求和流行趋势来看 , 人们对 服装 、 纺织品的需求越来越趋向于个性化和多样化 。 传统纺织业受到技术工艺 的限制 , 无法适应这种市场的变化 , 而喷墨印花正好满足了弥补了传统印花工 艺的不足 , 完全按照客户需要来生产相应的产品 , 实现了小批量多品种 , 进而 满足了和拉动了个性化的市场需求 。 、 高档面料的市场需求 。 喷墨印花具有较高的印花精度 , 较强的颜色表 达能力 , 及其层次表现性 。 通过与计算机辅助设计相结合 , 能够扩展设计师 的 创作空 间 , 充分发挥设计师的灵感和创意 , 进而提高面料的生产档次 。 、 刺激新的消费需求 。 新技术的产生必将带动相应的需求 , 同样喷墨 印 花也将会拉动人们对个性化旅游工艺 品 、 家用纺织品 、 家用装饰布的市场需 求 。 据估计在喷墨印花技术的驱动下 , 美国市场对装饰布的需求将 由年的亿美元增长到年的亿美元 , 从而拯救正在走入低谷的 美国家用装饰布行业 。 飞 工 一 “ 促鉴企业经营模式转变 。 在现有的生产及销售模式下 , 纺织服装企业 需要对纺织品的流行趋势进行预测 , 提前组织生产 。 这就大大提高了企业的库 存成本和运营风险 。 喷墨印花的即时生产使纺织企业能够根据市场 的需求组织生产 , 实现真正意义上的 “ 零库存 ” 管理 , 以及对多变市场需求的 快速反应 。 同时喷墨印花技术的发展必将进一步推动企业运营模式的变革 , 为 企业的流程再造和 即 管理提供强有力的支持 , 对推动我国纺织行业的产业升 级起到举足轻重的作用 。 、 绿色生产的需要 。 目前国内外对环保的要求越来越高 。 喷墨印花技术 省去了传统印花工艺 中大部分制造污染的环节 , 符合国内外对环保方面的要 求 , 能够极大促进我国环保事业的发展 。 课题研究的目的及其意义 真丝织物对印花精细度要求较高 , 对织物进行预处理 以降低墨水在织物上 的渗化程度非常重要 , 目前 国内对丝织物防渗化原理的研究较少 , 人们只知道 第页 真丝织物喷墨印花技术研究东华大学硕士学位论文 使用亲水性高分子材料和吸 附性物质施加于丝织物可 以提高织物 的防渗化性 能 , 但对亲水性高聚物的聚合度以及物理吸附层微孔大小等因素对织物防渗化 性能的影响还不清楚 , 因此对真丝织物防渗化原理的研究对于选择合适的亲水 性高聚物 、 无机吸附物质对织物进行整理 , 提高织物印花精细度具有重要 的理 论意义和指导意义 。 商用喷墨印花墨水技术被等国外公司所垄 断 , 墨水的价格较为昂 贵 , 每升在元左右 , 这势必会限制喷墨 印花在我国大规模使用 , 因此研制 一种印花效果 良好 、 价格低廉的墨水具有很高的经济价值 。 有人已经对棉织物喷墨印花用墨水进行了一定的研究 , 但是目前用于丝织 物喷墨印花的酸性墨水的研究 , 在国内还是一项空白 。 丝绸织物以其优良的服 用性能 、 高贵的外观品质而备受消费者的青睐 。 丝绸印花产品在丝织物中占有 很大比重 , 加之丝绸织物具有较高的经济附加值 , 也而也使本课题具有很好的 商业价值 。 课题研究的内容 本课题主要是的研究内容有两部分 、 探索丝织物喷墨印花的最佳预处理工艺条件 , 提高织物 的防渗化性 能 , 使之符合喷墨 印花机高清晰度印花要求 , 同时研究各种预处理助剂与处理 工艺对印花效果的影响 。 其中防渗化主要采用亲水性的高分子聚合物对织物进 行涂层 , 堵塞纤维之间的缝隙 , 同时加入具有吸附性的无机物增强对墨水的快 速吸附 。 、 研制低成本的可商业化的酸性喷墨印花用墨水 , 以替代进口墨水 。 其 方法主要是在先前颜色研究的基础上对自配墨水进行相关测试 , 确定其应用性 能 , 并与商品墨水进行比较 , 分析替代的可能性 。 第页 真丝织物喷墨印花技术研究东华大学硕士学位论文 第二章喷墨印花技术的基本原理 墨水喷射技术 喷墨印花的颜色主要是在织物上生成的 。 目前由纸张喷 墨印刷演变而来的织物喷墨 印花技术 , 主要有两 种类型 , 即连续 喷墨 和按需喷墨 。 法喷墨技术 , , 洲 按需喷墨技术又有 “ 加热脉动法 ” 与 “ 加压脉动法 ” 之分 , “ 加热 脉动法 ” 是由电脑指令供给一滴印墨 , 应用温度变化频率很高的 “ 加热脉动 器 ” 发生交替加热与冷却 。 加热时 , 温度在秒钟 内升到 , 使印墨雾 化 , 形成气泡 , 气泡合并成泡膜 , 进而膨胀 , 将印墨挤出喷嘴 , 成微滴喷出 。 接着供给第二滴印墨 。 周而复始 , 使微滴以脉冲形式自喷嘴喷出 。 加热脉动法 的喷射周期约为滴 秒 , 此法的精细度可达 , 其最大的优点是喷嘴 的成本较低 。 但是由于墨滴快速喷出所需的温度在 以上 , 往往引起电阻 上墨水的分解 , 从而导致热量转移或者喷嘴堵塞 , 所以可靠性差 , 速度有限 。 “ 压力脉动法 ” 是由电脑指令强加一个电位在 “ 压电传感器 ” 上 , 应用压力 变化频率很高的 “ 压电传感器 ” 发生交替的膨胀与收缩压力波 。 电脑的收缩信 号对印墨施加高压 , 印墨自喷嘴喷出 。 当膨胀时 , 印墨暂停喷射 。 周而复始 , 使印墨微滴以脉冲形式自喷嘴喷出 。 管状压 电传感器喷嘴示意图如下 物织 传感器压力波喷嘴 数字脉冲序列 油墨供给 此 法 的喷射周期 为滴 秒 , 高于热喷技 术 , 而 且墨滴 的体积在 林川以下 , 其精细度可达 , 可以印制以下的线条 、 可用于印 制精细花纹产品 。 并且其喷嘴的寿命比热喷墨喷嘴长倍 。 此外 , 还有静电气流式喷墨印花机以及用于蓬 、 帷幕 、 地毯等和广 告行业的所谓阀门喷射系统 。 后者是用螺线管阀控制喷墨流到一个气 第页 真丝织物喷墨 印花技术研究东华大学硕士学位论文 , 由气室带 出墨滴到织物上 , 其清晰度低 , 但通过控制墨水在花纹处释放的 , 可得到近乎连续的色调 。 室量 法喷墨技术 , 胡 连续喷墨技术是应用高频振荡使印墨藉压电元件从供料腔微孔连续喷 出 , 形成连续 的均匀的雾状微滴 。 在腔的两侧设一个与图形光电转换信号同步 变化 的电场 , 喷出的微滴即有选择地带 电 。 当微滴射流通过另一个高压电场 时 , 带 电微滴由偏向电极引导 , 按带电多少而发生不 同的偏移 , 喷射到织物 上 , 形成预期的花纹图案 , 而不带电的微滴则仍直线飞行 , 进入一个回收槽回 用 。 此法的精细度可达 。 连续喷射微滴偏移喷射示意图如下 喷头组件 压电 品体 充电电极 偏转板 土 电荷同步器 充电控制 信息数据 连续喷墨印花有三种方法多位偏转 。 在此方法中 , 带 电的液滴被用 于印花 。 液滴偏转的距离与他们的带电量成正 比 。 未充电的液滴被收集在捕集 器中 , 这样每个喷嘴可 以控制最多个不同的位置 。 两位法 。 在此法 中 , 未带电的液滴用于印花 , 而带电的液滴被收集器收集 , , 每个喷嘴只能控制 一个位置 。 气喷偏转法 。 在此方法中 , 液滴被压缩空气经过阀门后印在承 印物上 , 墨滴较大 , 而且不混色 , 分辨率低 。 喷墨印花软件支持 颜色管理系统 如前所述 , 色彩管理始终贯穿于喷墨印花的整个过程中 。 数字 图像所使用的色彩系统主要有系统 、 系统 、 系 统 、 系统等 , 而喷墨 印花机的给墨系统主要采用系统 。 正是由于采 第页 真丝织物喷墨印花技术研究东华大学硕士学位论文 用不同的颜色系统 , 使得各种 设备之间存在颜色范 围上的差异 , 如何控制颜 色 , 并在不同的设备上保持一致性成为颜色管理系统 的首要目标 。 是由色域 、 特性文件 、 校准三部分组成 。 色域采用色彩空间最广且独 立于设备的色彩模式作为转换的基础 。 特性文件是由 “ 国际色彩协会 ” 详细制定 的一种平 台独立的公共标准的文件形式 , 扩展名为 “ ” 或 “” 。 色彩管理系统采用各个厂家的各种设备的标准特性文件来使用各种设 备 , 校准允许厂商基于某类产品的标准特性文件 , 针对单台产品作出相应的偏 差校准 。 色彩管理的过程就是以色彩模式用来制作扫描仪等输入设备输入 生成的图像数据和显示器上显示输出的图像数据以色彩模式做输出四 色或六色喷印机上输出的图像数据 , 然后再借助特性文件的帮助 , 将两种依赖 于设备的色彩模式转化为独立于设备的色彩模式 , 以保证色彩的一致性 。 常用的特性文件【性要有 、 显示器的特性文件是指显示器色彩 的特征描述 , 它包括确定的显示器 设置和确定的周围环境光 , 用于在显示器上显示始终如一 的图像数据 。 不同的 显示器都会自带不同的特性文件 。 、 扫描仪的特性文件是扫描仪在确定设置下的特性描述 , 它用于定义扫 描仪扫描 图像的真实色彩 。 每个扫描仪都有自己的特性文件 , 有时为了得到更 逼真的图像 , 需要进一步校准扫描仪得到新的特性文件 。 、 喷墨印花机的特性文件是关于用喷印机上配备的墨水来混合成所需的 颜色的详细说明 , 即如何用确定型号 的喷嘴和确定系列的墨水打 印在确定的织 物上 , 这全靠来控制 。 它的目的就是要保证对于同一个扫描图像 , 在两种 不 同的织物上喷印出的图像看上去一模一样 , 而不用手工操作来调整颜色 。 所 以喷墨印花机的特性文件与喷墨 印花机的机型 、 墨水 的型号 、 织物的种类有 关 。 喷墨印花机的校准除了特性文件以外 , 还要进行密度调节 , 密度调节是在 特性文件产生以前 。 密度调节就是墨水覆盖度的调节 , 是关于喷墨印花时所用 墨水量调节的描述 。 当得到一个新的墨水时必须做密度调节 , 才能保证喷到织 第页 真丝织物喷墨 印花技术研究东华大学硕士学位论文 物上的墨水量是正确的 。 密度调节可 以借助于色度仪的帮助来测量每种原墨水 的颜色覆盖度 , 密度调节后会得到一个包含每种原色墨水密度曲线 的文件 。 具备了上述几个特性文件及密度曲线文件 , 且在喷墨印花机的输出控制软 件中加以正确的选择 , 就可 以分配一个特性文件给扫描输入的图像 文件 。 将图像特性文件和显示器的特性文件结合起来 , 把扫描仪的 文件转化为显示器的文件 , 在显示器上显示该图像再将图像特性 文件与喷墨印花机的特性文件结合起来 , 把扫描仪的文件转化为喷墨印花 机的文件 。 在此过程中 , 色彩管理系统就会将色彩模式和 色彩模式的图像数据转为独立的色彩模式 , 控制喷墨 印花机喷印在织物上 的图案颜色始终如一 。 喷墨印花预处理原理 喷墨印花织物具备的性能 一般来讲 , 用于喷墨印花的织物应该具有如下的性能 , “ 、 墨水吸收快 , 能够抑制墨水沿着纤维之间的毛细管渗化 、 当墨水的液滴重叠时粘着的液滴不会流动和渗化 、 墨水 印上以后在固色处理时保持细小而且大小一致的状态 、 白度好 , 印制品色光纯正 、 能让墨水中染料固着在纤维上 , 使具有一定的牢度性能 因此不同于普通的印花 , 对喷墨印花用的织物必须进行预处理 , 以减 少渗化和使附着在织物上的染料具有一定牢度性能 。 渗化产生的原因及影响因素 本文通实验发现 , 喷墨印花过程中的渗化可以分为两部分 , 一是喷墨印花 过程中产生的渗化 , 二是在汽蒸过程中形成的渗化 。 其渗化的产生主要是由于 织物纤维间的毛细管效应 , 喷在织物上的墨水会沿着织物纤维 间 的毛细管扩 散 , 从而造成 印花精细度的降低 。 因此常规的预处理方法主要是通过选择合适 的增稠剂如海藻酸钠等对织物进行处理 , 以阻塞纤维之 间的空隙 , 阻止墨水沿 第页 真丝织物喷墨印花技术研究东华大学硕士学位论文 着毛细管扩散 。 但是影响墨水渗化的因素是多方面的 , 仅仅选择增稠剂进行预 处理的方法显然是不够的 。 影响墨水在织物上渗化的因素主要有 纤维种类及织物组织结构 织物吸湿性好 , 墨水喷在织物上后能够被织物快速吸收 , 从而在一定程度 上阻止墨水沿着毛细管扩散 , 其喷墨印花预处理工艺也相对简单 。 例如棉织物 喷墨 印花预处理只需采用海藻酸钠就可以达到较好的效果 , 而涤纶等疏水性织 物仅仅选择增稠剂己经不能满足要求 , 必须结合其他方法处理 。 织物的组织结 构对织物渗化也有非常关键的作用 , 对轻薄与疏松织物来说 , 纤维间的空隙较 大 , 毛细管效应明显 , 同时预处理过程中增稠剂阻塞毛细管较为困难 , 防渗化 能力较差织物结构紧密 , 纤维间空隙较少 , 且易阻塞 , 预处理相对容易 。 增稠剂的含固量 在预处理剂中 , 增稠剂的作用不仅仅在于阻塞纤维之间的空隙 , 其对减少 汽蒸过程中的渗化也起着较为重要的作用 。 增稠剂含固量高 , 其对墨水的容纳 能力较强 , 有助于快速吸收喷射在织物上的墨水 , 且汽蒸过程中墨水被固定在 印制区域 , 减少渗化 , 提高印制精细度 。 预处理剂的抱水力 水分在预处理剂中存在的状态有三种 预处理剂分子氢键相结合 , 而不易游离的结合水 。 结合在预处理剂络合格子中的抱合水 。 可以自由运动 , 造成渗化的游离水 预处理剂的抱水性对织物的防渗化有非常重要 的作用 , 预处理剂抱水性 好 , 墨水喷射在织物上后能够被快速吸收 , 从而能够阻止墨水 向四周扩散和渗 化 。 在汽蒸过程中 , 织物吸收水分 , 增稠剂及其它助剂由 于比热值较高 , 常常 吸收过剩水分 , 此时若预处理剂抱水性差 , 水在预处理剂形成 的膜 中 自由运 动 , 产生了渗化现象 。 特别是在印制疏水性纤维时 , 这种现象更为严重 。 因此 在对吸水性不太强的丝绸进行预处理时 , 提高织物预处理剂的抱水性 , 减少游 离水的数量对于提高织物的干态和汽蒸时防渗化能力非常重要 。 要有效的减少 在汽蒸过程中增稠剂的游离水分子 , 最大限度的增加增稠剂分子与水的键合能 第页 真丝织物喷墨印花技术研究东华大学硕士学位论文 力和缔合度 , 可在增稠剂中加入特殊的可 以和游离水分子具有很 高缔合能力的 防渗化剂 。 织物预处理剂烘干后形成浆膜的性质 如前所述 , 墨水被喷射在织物上以后 , 能否被快速 的吸收是防止渗化的关 键 , 因此浆膜的吸水性能好坏成为减少渗化的先决条件 。 浆膜的吸水速度快 , 墨水可 以快速吸收 、 容纳 , 不会 向四周扩散 、 渗化 。 当然过高的吸水能力也不 利于储存 , 易使预处理后的织物和喷墨印花后的织物在放置过程 中吸收空气 中 的水分而受潮 。 同时 , 烘干后形成的浆膜要具有一定的弹性和耐磨性 , 在后续 加工过程中不会脱落 、 裂纹 。 墨水及织物的表面张力 墨水及织物的表面张力决定了织物的润湿性能 。 墨水及织物 的表面张力高 则墨水喷射在织物上后形成的墨点形状较圆 , 向四周扩散的趋势较小 , 如果能 被织物快速吸收就可 以得到较高的印花精细度 。 丫 预处理剂中的其他助剂的影响 在真丝织物喷墨 印花的预处理剂中除了加入增稠剂 、 防渗化剂等助剂外 , 还要加入膨胀剂 , 释酸剂等 , 这些助剂的加入在一定程度上可能会影响织物的 防渗化效果 。 本论文防渗化的基本思想及方法 传统的织物预处理通常是将增稠剂和防渗化剂等施加于织物的表面 , 常用 的增稠剂是海藻酸纳 , 其用于棉织物上可以形成很好的效果 , 但真丝织物对印 花精细度要求较高 , 这就对真丝织物的防渗化具有较高要求 。 同时真丝织物组 织结构疏松 、 吸水性较差 , 本身对墨水的防渗化能力较差 , 因此提高织物的防 渗化能力有一定的难度 , 只采用海藻酸钠已经不能满足对真丝织物喷墨 印花防 渗化的要求 。 本论文主要是在不降低染料墨水的固色率和织物表面得色量的基础上 , 通 砂 过三种方式减少喷墨打印及汽蒸过程中墨水在织物上的渗化程度 听畏 声 增稠剂的选择 第页 真丝织物喷墨印花技术研究东华大学硕士学位论文 选择效果好而又经济的增稠剂是喷墨印花预处理的关键一步 。 像圆网 、 平网 印花时所用的印花增稠剂一样 , 用于喷墨印花预处理的增稠剂在预处理剂中的作 用必须满足 以下要求 依据毛细管效应能够堵塞织物纤维间的缝隙以降低织物纤维之间的吸 附力 , 这样墨水喷在织物上就不会沿着纤维间的空隙渗化 , 从而得到 精细的花纹 。 烘干后形成的浆膜具有很高的弹性 , 最佳的吸水性 , 能够快速的吸收 喷在织物上的墨滴使其不能向四周散开 , 且形成的浆膜要具有一定的 弹性 , 在高温汽蒸时不会剥落或裂开 能够均匀地分散和悬浮不溶解物质如氧化铝 、 二氧化硅等 具有良好的物理稳定性能 , 使用及储藏过程中不会出现粘度降低 具有稳定的化学性能不与加入预处理剂 中的其它助剂发生化学 、 物 理反应一定时间 , 合理的储藏条件下 , 剩余色浆不会受到细菌的侵 袭而分解 水溶性好 , 用少量的水即可从织物上去除 固色过程 中 , 具有良好 的透过性能 , 并能阻止染料沿着织物经纬方向 渗化 能够满足以上要求 , 可用于喷墨印花预处理的增稠剂种类繁多 。 用于喷墨 印花的织物是亲水性的 , 具有良好 的吸水性 , 则要使用低含固量高粘度增稠 剂织物是疏水性或者是高捻度织物 , 或者需要进行十分精细的印花 , 要想达 到较好的效果 , 则要采用高含固量低粘度的增稠剂 。 在烘干处理后的织物过程 中 , 高含固量能帮助染料固定在印花区域 内 , 克服汽蒸时因毛细管效应而产生 的渗化现象 。 在预处理剂中加入化学吸水剂作为防渗化剂 , 增强增稠剂的吸水性 及其抱水性能 。 依据打印纸涂层防渗化的基本原理 , 在预处理剂中加入物理吸附剂 如二氧化硅 、 三氧化铝等粉末 , 减少汽蒸过程的渗化现象 。 第页 真丝织物喷墨 印花技术研究东华大学硕士学位论文 喷墨 印花专用墨水 用 于喷墨印花的油墨配方或者色浆的组成必须符合严格的物理和化学指 标 , 具有特定 的性能 , 才能形成最佳的液滴 , 适合特定的喷墨 印花系统 , 得到 优 良的图像和色泽鲜艳度 。 喷墨印花的油墨的基本性能要求如下 、 表面张力 ” , ,“, 表面张力对墨滴形成和 印制质量的影响极为 明显 。 由喷墨试验时喷嘴周围有无溢 出物 、 液滴断裂长度 、 稳定性 、 液滴速度 和是否呈直线运行等的观察 , 可以评价液滴形成的优劣 , 所有这些均受表面张 力和粘度的影响 。 太高的表面张力使喷嘴表面不易被润湿 , 而喷嘴周围的油墨 集结会影响微细液滴的线性运行和 印花效果的重现性 。 如果表面张力太低 , 会 导致微滴不稳定 , 甚至形成 “ 卫星状 ” , 生成溅射点 。 但表面张力太高 , 油墨 不易形成 小的微滴 , 并可能出现较长的断裂长度 , 或断裂成 “ 拖尾巴 ” 状微 滴 , 直接影响到图案质量 。 总之 , 最适宜的表面张力必须保证得到满意的图案 质量 , 使油墨既能容易地渗入织物 内部 , 且不引起织物表面油滴 的渗化 。 按设 备制造商的意见 , 对热喷射印花机 , 表面张力通常在一 八 为 好对双体的印花机 , 表面张力应为 一 。 、 粘度影响 , , 如前所述 , 油墨的粘度是与表面张力一起影 响墨滴形成的 。 粘度高 , 会使断裂的尾巴拖长呈拉丝状粘度太低 , 则微滴易 于破碎 。 受粘度影响的另一重要参数是液滴的喷射速度 , 若粘度太高 , 会使液 滴速度降低 , 甚至墨滴不能击 中被印基质的相同点上 。 对于热喷射 印花 机 , 设备 自身无调节液滴速度的功能 , 只能靠油墨自身性能控制液滴运行速度 在 一 的所需范围 。 在有些印花机中 , 机器本身能识别不正确的液滴速 度而终止印花过程 , 它是通过调节供给油墨的空气压力来控制滴速 , 并保持滴 速在 一 范围 。 己有基础试 验和实际 印制 效果表明 , 粘度低于 最好在 一 是获得满意的液滴形状和印制效果的适宜范围 。 、 粒径 “ , , 采用平均粒径和最大粒径两种参数来表示油墨配方 的颗粒尺寸性能 , 粒径比最大值还大的不能采用 , 而且要求无论在高速剪切如 搅拌 、 高速通过喷口和不 同温度下 , 粒径仍保持不变或改变很小 。 用于喷墨印 花机的油墨体系粒径平均值应小于 抖 , 最大值不大于 协 。 这是因为一般 机器喷嘴直径只有 件 。 可是 , 在高剪切下 , 譬如当油墨流经喷头时 , 小尺寸 第页 真丝织物喷墨印花技术研究东华大学硕士学位论文 粒子可能在喷嘴周围聚集成大粒子 , 大而不规则的粒子还会导致微滴形成困难 和不稳定 , 最终导致喷头堵塞 。 另外 , 对于设备 , 油墨需作回收 , 如果回 收过程的过滤效果差 , 则油 墨中必存在大 的粒子 , 对印花过程会产生不良影 日 向 。 、 导电率的影响 , , , 在连续喷射印花设备中 , 油墨微滴是 依靠带电荷产生偏转的 , 因而油墨必须具有带电和导电的能力 。 印花机对油 墨导电率的要求是以上 。 其实作为水相的油墨体系 , 本身已具有良 好的导电性能 。 只有在溶剂型的油墨体系中 , 才有必要加入专门的导电性调节 剂 。 有研究表 明 , 导 电率对液滴成形的影响 , 并未发现明显的依赖关系 喷墨印花的油墨配方包含色素染料或颜料 、 载体 粘合剂树脂 、 添加剂 粘度调节剂 、 引发剂 、 防菌剂 、 防堵塞剂等 。 由于采用 不 同的喷射技 术 , 不同的喷墨技术对各个参数有不 同要求 , 迄今为止 , 尚无一普遍适用于织 物喷墨印花的标准油墨配方 。 本文所进行的墨水性能研究是在东华大学前期墨水研究的基础上进行 , 主 要开展的是墨水储存过程中染料的溶解性和应用性能试验 。 第巧页 真丝织物喷墨印花技术研究 东华大学硕士学位论文 第三章 实验材料 实验用织物 斜纹丝绸织物规格实测 平纹丝绸织物规格实测 丝标准贴衬织物 一 棉标准贴衬织物 一 实验部分 八 密度根 一 扩密度 根 实验药品和试剂 实验所用墨水和染料如表和表所示 表实验所用染料 墨墨水名称称生产商商 自自配墨水酸性黄黄本校配制制 自自配墨水酸性青青青 自自配墨水酸性黑黑黑 自自配墨水酸性蓝蓝蓝 自自配墨水酸性品红红红 表实验所用商品墨水 墨墨水名称称生产商商 喷喷墨印花用商品墨水酸性黄黄由杭州宏华电脑技技 术术术术术术术术术术术术术术术术有限公司提供供 喷喷墨印花用商品墨水酸性青青青 喷喷墨印花用商品墨水酸性橙橙橙 喷喷墨印花用商品墨水酸性黑黑黑 喷喷墨印花用商品墨水酸性蓝蓝蓝 喷喷墨印花用商品墨水酸性品红红红 梭甲基纤维素钠粘度一 海藻酸钠 增稠剂 一 增稠剂 实验试剂 化学纯 化学纯 化学纯 第页 真丝织物喷墨印花技术研究东华大学硕士学位论文 六偏磷酸钠 硫酸按 尿素 乙酸按 碳酸钙 二氧化硅 三氧化二铝目 聚乙二醇平均分子量 一 聚乙二醇平均分子量 一 聚乙二醇平均分子量 一 聚乙二醇平均分子量 一 聚乙二醇平均分子量 一 标准合成洗涤剂 一 苯磺酸钠 无水乙醇 次氯酸钠 保湿剂 分析纯 分析纯 分析纯 分析纯 化学纯 分析纯 分析纯 分析纯 分析纯 分析纯 分析纯 分析纯 纺织品试验专用 分析纯 分析纯 分析纯 实验设备 、 仪器和软件 磁棒筛网印花机 表面张力仪 一 蒸烘机 一型 电脑测色配色仪 电子天平 一 分光光度计型 生物显微镜 一 型 皂洗牢度仪 摩擦牢度仪 澳大利亚公司 河北承德材料实验机厂 瑞士公司 美国公司 日本岛津公司 尤尼柯上海仪器 上海上光实业有限公司 英国公司 美国公司 第页 真丝织物喷墨印花技术研究 东华大学硕士学位论文 激光粒度分析仪 真空泵 电热恒温水浴锅 电热鼓风干燥箱 一次性无菌注射器 微孔滤膜 轧车 微量进样器 打印机 冰箱 电脑 扫描仪 图像分析软件 容量瓶 墨盒若干 一 型 一 一 型 一 , 一 公司 美国公司 上海医疗器械五厂 上海第二五金厂 上海康德莱有限公司 上海手术器械十厂 台湾公司 上海医用激光仪器厂 佳能中国有限公司 海尔集团电冰箱有限公司 联想北京有限公司 上海中晶科技公司 大恒视觉 图像技术公司 八 一 实验方法 喷墨印花实验过程 原糊调制一按处方配制预处理液印花机施加处理液一烘干喷墨印花 烘干一汽蒸一冷水洗一热水洗 一冷水洗一烘干 。 原糊调制 实验 中所用的预处理液的主要成分是各种增稠剂 , 在配制预处理液时 , 不 能将增稠剂固体直接加入 , 而是需要预先将增稠剂配制成浓度较高的原糊 , 然 后再配制成所需的预处理液 。 增稠剂根据其自身的特点有不同的原糊调制方法 , 本次试验中所用的增稠 剂有海藻酸钠 、 梭甲基纤维素等 。 它们的原糊配制方法如下 第页 真丝织物喷墨印花技术研究东华大学硕士学位论文 藻酸钠原糊的调制先将水加入烧杯中 , 加入六偏磷酸钠溶解 , 在 不断搅拌下慢慢加入海藻酸钠 , 充分搅拌至均匀无颗粒状 , 最后加入石炭酸搅 拌均匀 。 梭甲基纤维素 、 增稠剂 一、 增稠剂原糊的调 制在不断搅拌的情况下 , 向水中慢慢地撒入粉状梭甲基纤维素 , 加毕后 , 再 继续搅拌小时 , 即可得到无色透明粘稠溶液 。 预处理剂配方 增稠剂 物理吸附剂 化学吸水剂 尿素 硫酸按 墨水的配制 根据经轧染所得的染料配方配制墨水 。 墨水的配方如下 染料 保湿剂 缓冲剂 增溶剂 一 实验工艺处方及实验条件 预处理实验采用 、 硫酸按 、 乙酸钱 、 尿素 、 氧化铝 、 碳酸钙等 作为预处理液的主要成分 。 在没有特殊说明情况下 , 实验所用预处理液中均加 有的尿素和的硫酸按 , 预处理液中若出现碳酸钙则用 乙酸钱代替 硫酸按 , 以防止产生硫酸钙沉淀 。 预处理剂的施加方法对预处理效果的影响传统的浸轧方法可使织 物 能够和预处理剂充分接触 , 且施加均匀 , 但是采用这种方法 , 预处理液的浓 度 、 粘度不能太高 , 限制了从增稠剂浓度方面提高织物防渗化程度 。 而采用平 网印花机印制的施加方法 , 可 以避免这个缺点 , 且平网印花机采用单面施加 , 提高了预处理剂的效用 。 本论文因为处理液粘度较高主要采用磁力印花机施加 第页 真丝织物喷墨印花技术研究东华大学硕士学位论文 处理液 。 处理液涂层时印花实验机的压力设定值为 “ , 施加过程 中要注意使 增稠剂均匀涂于织物 , 布料不产生弓纬和斜纬 。 固色率的测定中使用商品弱酸性品红墨水 汽蒸条件湿度 、 温度 测试方法 墨水在织物上渗化程度的测定 印花织物印花的清晰程度与色浆在织物上的渗化情况相关 。 过去研究测试 墨水在织物上渗化的方法主要是测量线条宽度法和印花织物正反面色差法 , 。 但这两种方法都有局 限性 , 线条宽度法在丝织物上很难辨别线条的边缘 , 测量精度较低印花织物正反面色差法中喷墨 印花织物的正反面色差越大 , 说 明墨水在织物上渗透扩散的程度越低 , 但影响这种色差 的因素较多 , 而且喷墨 印花本来由于施加 的墨水就很少 , 一经 过预处理的织物透过率很低 , 比较微小的 差异很困难 。 本文 以墨水点样面积作为印花织物防渗化能力的评价指标 , 测定方法为 用微量注射器抽取墨水 , 注射墨水点在经过预处理的织物上 , 每 块织物试样点 。 常温下晾干后用电脑扫描仪扫描点样织物 , 扫描仪的设置为 , 亮度为一 , 对比度为的条件下 。 所得图像用北京大恒视觉图像公 司的图像处理软件分析 , 设置的图像容差为与电脑软件分