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发表时间:2021-06-04     阅读次数:411     字体:【

热转印油墨在纺织面料上通融适应性研究

董 聪,陈国强

(江西服装学院 艺术设计学院,江西 南昌 330201)

摘要: 热转印油墨是热转印技术领域中的一个要素,要想使热转印技术在不同面料上能够通融,就要对涂布在纸基表面上的油墨的流变性能和印刷适应性能进行一定的研究,需要通过数码印花或者丝网印花等技术方法,将具有可以转移到化纤和自然纤维面料上的油墨转移到转印纸上,然后再转移到相应的面料上.通过实验,分析了热转印油墨的流变性能,完成了对油墨密度、转印纸张的测定,从中找出油墨与印刷通融性能之间的关系.

关键词 热转印油墨;流变性能;通融性;数码印花;丝网印花

热转印成像技术在纺织面料印花的用已有几十年的历史,随着高科技的融入,热转印技术也用到了很多领域.目前热转印技术广泛应用在金融业、运输业、旅游业、商业、邮电通讯业、办公自动化业、纺织业.目前热转移印花的特点为图像色牢度强、不易开裂、耐磨、不褪色,但是仍然有一定的弊端,那就是自然纤维和化学纤维面料如果运用热转印的话要运用两种专用的转印纸和转印油墨,即便是数码印花(可以在不同性质的面料上印花)也体现出了一定的弊端,那就是数码印花的油墨流变性和适应性不强,会出现脱色等现象,并且机器成本较高,不易于小批量生产.基于以上问题从热转印的流变性能和承印物的扩散性能以及印刷的适应性能着手进行实验与研究,力求研究出具有通融性能的热转印油墨.

1 热转印油墨的流动性能的研究

热转印油墨的流动性能主要体现在承印物表面的扩散性能和表面形成的均匀光滑墨层上.热转印油墨的流动性也是油墨流变性能的概括表现,表现在粘稠度、色牢度、屈服值、触变性,这也是热转印油墨的重要性能指标.如果想使热转印油墨对不同成分的面料有一定的通融性,那就要在油墨的粘稠度、交变应力、触变性能、流变性能与油墨的拉伸变形、粘性流动之间的关系上去研究以及实验.

2 热转印油墨的流动性能实验

2.1 实验材料

实验目的是测试流变性能在面料通融性的适用性,所采用的油墨样品是河南中利琪公司生产的热转印油墨.适合用于各种不同的胶印机、丝印机、数码印花机等设备,采用环保原材料,印品色泽鲜艳.该品牌墨水基本成分为如表1所示,转印所需温度如表2所示,耐晒度如表3所示.

表1 热转印油墨的基本成分

表2 热转印油墨转印所需温度一览表

表3 热转印油墨耐晒度(级)

2.2 实验设备

热转印油墨的通融性能实验,运用平板高温粘度计测定油墨流动性、AIC2-5T2000型IGT印刷适性仪测定纸张、以及运用530分光光度计测定油墨密度[1].

2.3 热转印油墨流动性能测试方法

在测试热转印油墨的流变性能之前,将油墨样本以60 s-1的剪切速率搅拌10 min,然后静置10 min,温度为25 ℃.在试验中,首先对样品,以一定的方向施加外力,记录下剪切率大小.然后增加应力大小,重复上述步骤.当应力增加到5 Pa时,样品油墨的粘度比其他油墨平均高出四个数量级,并在较高剪切下变稀.通过试验应力随剪切速率的增大和减小过程,测定了材料的触变性能.

实验运用油墨样本进行调解其粘稠度,利用平板粘度计测定油墨的流动性能,用AIC2-5T2000型IGT印刷适性仪测定纸张、以及运用530分光光度计测定热转印油墨的密度值,在分别搅拌10、15、20 min以后立刻测量样品的流动性能.将搅拌后的油墨样品静置10 min以上,然后测量其流动性能,这样就可以更好的判断如何提高转印油墨的通融性能.

3 热转印油墨通融性能实验结果与分析

3.1 通融性油墨的粘稠度与印刷适应性的影响

油墨流体在流动过程中存在着内摩擦现象,即流体中的分子结构相互吸引所产生的运动阻力.油墨粘度与剪切速率的关系如图1所示.

3.1.1 热转印油墨流动性实验结果分析

1.热转印油墨的流动性能的曲线不是线性的粘稠度流动定律;

2.油墨的粘度随着剪切速率的增长而逐渐成为较低的态势;

3.剪切速率的增加,颜料的凝结状态降低,从而颜料在油墨的内部结构中成分散态势发生变化,故颜料的分散状态有一定的改善;

4.油墨在高剪切速率之下具有一定值数,这说明颜料粒子在油墨结构中的分散有一定的动态平衡.

剪切速率/s-1
图1 油墨粘稠度与其速率的关系

3.1.2 热转印油墨粘稠度实验结果分析

当油墨在向承印物的转移过程中,粘稠度是影响转移印刷质量(包括色牢度等).在实验过程中发现油墨样品粘度过大,会导致油墨转移到转印纸基或承印物上的效果不佳,体现在油墨颜色均匀度不高.在研究时发现当油墨粘稠性低到一定程度时,油墨的流动性能就逐渐加大.如表4所示,如果粘度值小在承印物表面就会出现扩散的现象.由此可见,油墨的密度值是与油墨粘稠度高低变化来使印刷品种的色彩变化的,如图2所示.

表4 油墨粘度与流动性的关系

粘度/(Pa · s)
图2 印刷品固体密度与油墨粘度的关系

3.2 热转印油墨的弹性对印刷适配性能的影响

热转印油墨在上机过程中会有一定的粘性反应,这种反应不仅与油墨粒子有关,也和弹性因素有关.油墨在剪切力和拉伸力的作用下出现了粘弹性的适配性能,通过实验得出,应变为1.8%时,弹性摸量和粘性模量以及与角频率之间的关系曲线如图3所示,图3反应出了动态粘性膜量随着角频率的提升而下降,而储存弹性模量随着角频率的提升而缓慢提升.角频率1.5 rad/s下的储存弹性模量、动态粘性模量以及应变关系曲线如图4所示.图4反映出了实验结果,表明储存弹性模量和动态粘性模量都随着应变量的加大而缩减,并且都具有相应的下滑趋势,也就是当应变量小于2.0%时,储存弹性模量和动态粘性模量相对比较平缓.实验表明当应变量大于2.0%时,储存弹性模量和动态弹性模量随着应变量的增大而缩减.实验结果表明油墨系统的线性弹性区域时应变幅度小于2.0%的小应变区域.

角频率/(rad·s-1)
图3 动粘弹性与角频率的关系

应变/%
图4 动态粘弹性与应变的关系

4 通融性热转印油墨的拟配方及制备方法

4.1 通融性油墨所用材料及其配方

油墨由下列重量百分比的组分组成:其中氯乙烯-醋酸乙烯树脂20%-25%、分散剂0-3%、合成蜡15%-20%、地蜡25%-30%、色料17%-25%、松节油10%-15%、添加剂1.5%-2.5%、高沸点烷醇1%-3%、哑粉0.5%-1%、蓖麻油10%-15%.油墨用料及配方见表5.

表5 油墨组分及其配比

4.2 通融性油墨的制备方法

按照上面的配方分别称取每种组分的重量,然后把除色料以外的所有组分混合到一起在容器中加热搅拌后全部融化,在加入色料继续搅拌直至均匀.把所有物料马上转移到研磨机中研磨,一直到色料的颗粒度达到20 μm以下为止.将辊压过的混合物倒入容量为20~50 L的分散机中转速为800~1 200 r/min,运用分散机中电炉加热到约1 000 ℃,使其完全熔化,机器将所有物料均匀的分散变成有色流体状态,即为通融性油墨(该配方为拟配方)[2].

5 结 论

经过对油墨的流变性能的实验、粘稠度以及印刷适应性实验,主要解决的关键问题就是能使用同一种油墨用打印机或丝印方法,转印到转印纸或普通打印纸上,从而转印到化纤和自然纤维面料上.

1.通过对油墨分子结构(油墨的流变性)的实验,得出样品油墨的粘度比其他油墨平均高出四个数量级,并在较高剪切下变稀.通过试验应力随剪切速率的增大和减小过程,从而测定了对材料的触变性能[3].依据此实验找到了通过改变纸基的分子结构使油墨可以附着于自然纤维和化学纤维的方法.热转印油墨是由连结料、色料和化学助剂所组成,连结料是由蜡基连结料和树脂连结料构成[4].蜡基连结料在油墨中起着重要作用.热转印油墨涂布到基体表面上后,蜡能够浮在油墨层的表面,起到防蹭脏的作用.热转印纸浆中掺杂有三聚氰胺、松香、矾土、滑石粉的成分,纸面图层成分大体为有机硅、聚乙烯酸等物质,但是传统转印纸基不具有通融性,我们可以在纸基(转印纸)中加入适当量的聚乙烯蜡微粉,在热转印过程中由于热作用导致蜡膜的溶化,油墨便可以向承印材料表面实现图文转移.蜡的选择应根据油墨的特性、承印物材质、熔点的范围、含油性、光泽度和酸值等来进行选用与调配[5].

2.通过热转印油墨的弹性对印刷适配性能的实验,得出储存弹性模量和动态粘性模量都会随着应变的增加而下降,动态粘性率比储存弹性率下降的更快,表现出非线性粘弹性的特征,因此根据该实验可以找到提高热转印油墨在受热状态下的渗透性能[6].热转印油墨是一种新型油墨,它与普通油墨的差别很大,因为热转印油墨先附着在基纸(转印纸)上,使用时再通过热把所需的部分墨层转印到待印物体表面,而普通油墨是一次完成印制的,因此对油墨的质量要求差别很大.例如:普通油墨希望附着力越大越好,而热转印油墨附着力要适中,太大无法完成转印过程,太小色带易脱墨(废品),色带转印后附着力太差[7].故可以运用氯乙烯—醋酸乙烯共聚树脂进行油墨的结构配比,聚合度及单体聚合比例影响了弹性模量和动态粘性模量,这样油墨即可转移到不同形式的纺织材料上了.注,由于该项技术还不完善,在配方原料的配比的准确用量还需要依据实际情况来分析配比.热转印油墨的通融性研究还不完善,还需要在具体生产中去验证


 
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