酸性染料喷墨印花墨水的喷射流畅性

那世煜，张庆

摘要：研制酸性染料喷墨印花墨水，利用纸质喷墨打印机对喷墨打印墨水的流畅性能和固色效果进行研究。在提高墨水中染料溶解性能的基础上，考察了甘油对墨水黏度、表面张力、保湿性和打印流畅性的影响。试验结果表明，甘油用量在lO％以下时，墨水黏度变化不大，且可有效提高墨水的保湿率，因而喷印流畅性较好，印花固色率高达98％以上，皂洗牢度和摩擦牢度也比较高。

关键词：喷墨印花；酸性染料；针织物；聚酰胺纤维；聚氨基甲酸酯纤维

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

喷印流畅性是指打印机在打印过程中，是否出现断线和条痕等异常现象，它与染料的溶解性、染液的表面张力、黏度和保湿性等物化性能密切相关，是衡量墨水质量的重要指标。

酸性染料色谱齐全、色泽鲜艳，是蚕丝、羊毛和锦纶等纤维染色和印花用的主要染料。本试验先改善弱酸性染料的溶解性，然后利用喷墨打印机，研究了甘油用量对染料墨水的黏度、表面张力和保湿性等物化性能对打印流畅性的影响，并评价其在尼龙／莱卡针织物上的喷印效果。

l试验部分

1．1材料与设备

织物尼龙／莱卡针织物。

染料AI．gacid红N-2RBL、AI.gacid蓝N-BL、Argacid黑M—R(雅运染料)，Lanaset黄4GN(Hunts．man公司染料)。

药品N，N一二甲基甲酰胺、丙酮、助溶剂A、硫酸铵、尿素(以上均为分析纯)，海藻酸钠(市售印花用商品)，酸性染料固色剂FH(上海市纺织科学研究院纺织化学中心)。

仪器设备布氏漏斗，可见分光光度计，烘箱，2OmI具塞试管，针孔过滤器，Epsonstylusc41Sx喷墨打印机，恒温槽，乌氏黏度计，吸耳球，秒表，密度计，322w型表面张力仪，Dataco1orSF6o0型电脑测色配色仪，皂洗牢度仪，摩擦牢度仪。

1．2试验方法

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为宜。将染料溶液过滤，并在所得滤液中加入丙酮，染料析出，过滤沉淀液，将所得滤饼干燥。用热去离子水溶解滤饼，加入助剂，冷却静置2h，过滤。

1．2．2喷墨印花

浸轧预处理液(预处理液由2％硫酸铵、2％尿素和l％海藻酸钠组成，一浸一轧，轧余率70％)一烘干一喷印一汽蒸(102℃×30min)冷水洗皂洗(皂片2L、纯碱1L、浴比20：1，40℃皂洗两次，每次l0min)一热水洗一冷水洗一固色(酸性染料固色剂FH2L、pH值4～5、浴比2O：l，2Omin×60℃)一温水洗一冷水洗一烘干

1．2．3酸性染料及其墨水性能测试

(1)染料溶解性能

准确称取一定量的染料，用蒸馏水溶解后移至容量瓶中，并稀释至刻度，摇匀备用。按倍数关系吸取不同体积上述溶液，分别移人50mL容量瓶中，并稀释至刻度，摇匀，测定其吸光度，绘制吸光度与浓度的关系曲线。

将约lg染料和l0mL含不同量助溶剂的溶液，置于密封试管中充分溶解，室温条件下放置一个月后，用针孔过滤器过滤；稀释一定倍数后，在其最大吸收波长处测量吸光度。依据吸光度与染料浓度的关系曲线，确定其溶解性能。

(2)酸性染料喷墨印花墨水性能

墨水黏度用乌氏黏度计在(25±1)℃测定液体黏度，所选的参比溶液为去离子水，各样品测3次，取平均值。

墨水表面张力使用322w型表面张力仪，在(25±1)℃用吊环法对墨水表面张力进行测定，每个样品测量3次，取平均值。

墨水保湿性能取lmL墨水置于烧杯中，称初重后，在室温条件下放置，自然蒸发至重量不再发生变化时称重为A，然后7O℃烘至恒重时称重为曰，按式(1)计算保湿率：

1．2．4喷印流畅性测试

喷印流畅性分为即时喷印流畅性和间歇打印流畅性。前者指墨水刚装人墨盒时的打印流畅性，后者则指问歇一段时间后开机打印，是否出现断线、条痕等异常现象。

(1)即时喷印流畅性测试

墨水刚装人打印机墨盒，喷头经l～2次清洗程序清洗后，连续打印5张A4纸色块，观察打印效果。打印效果分四个等级：l级，出现断线；2级，出现明显条痕；3级，出现轻微条痕；4级，无条痕。

(2)间歇喷印流畅性测试

将配置的墨水放置7d后，喷头经l一2次清洗程序清洗，连续打印5张A4纸色块，观察打印效果，并按即时喷印流畅性方法评级。

1．2．5固色率的测定

在预处理织物上打印l0cm×l0cm正方形图案，晾干；1O2℃固色，饱和汽蒸30min。然后90℃热水洗3次，每次5min，冷水洗1次，水洗液置于容量瓶中，加入蒸馏水至刻度，待测。再将水洗后织物进行剥色，剥色条件如下：

尿素／％50

浴比50：1

温度／℃l00

时间／minl5

用剥色液在以上条件下处理2～5次，至溶液无色为止，冷水洗一次，所得溶液合并置于容量瓶中，加入蒸馏水至刻度，待测；用分光光度计在该染料的最大吸收波长下测定吸光度，按式(2)计算固色率：

式中：A0——水洗液的吸光度；

A1——剥色液的吸光度。

1．2．6色牢度

用DatacolorsF60o型电脑测色配色仪，按AATCC标准测试印花织物的干／湿摩擦牢度和皂洗牢度。

2结果与讨论

2．1染料溶解性能

本试验所用弱酸性染料在常温下呈胶体分散状，溶解度较差，因而改善染料的溶解性，是配制墨水和提高喷印流畅性的首要任务。助溶剂A可改变弱酸性染料在水中的聚集程度，使其趋向于单分子状态(图1)。

由图1看出，助溶剂A可有效提高染料的溶解性。其中，以Lanaset黄4GN的溶解度提高效果最为明显，加入3％助溶剂A时，其溶解度就从1．5％提高到l2％。对于另外三只染料，加入l0％～15％的助溶剂A，Argacid红N_2RBL的溶解度从1．8％提高到9％，A唱acid蓝N—BL的溶解度从0．2％提高到6％，Argacid黑M．R的溶解度从5．3％提高到9％。染料Argacid黑M—R的溶解性能非常好，在水中聚集程度较轻，因此，加大助溶剂用量，对其溶解度的提高作用不大。

根据图l，初步确定染料的溶解配方(见表1)。喷墨印花墨水的表面张力应满足两方面要求：第一，满足液滴的形成要求，如Epson打印机用墨水表面张力为32～43mN／m；第二，满足对织物渗透性的要求，油墨的表面张力应低于纤维的表面能，如锦纶织物的表面能为46mN／m8J，则墨水的表面张力应低于46mN／m。按表l溶解配方，染料的表面张力数值已满足上述要求。

2．2甘油用量对墨水物化性能及打印流畅性的影晌

甘油具有较好的吸湿性能，又可调节墨水黏度，所以，以表l溶解配方为基础，加入甘油，测试墨水的物化性能，并在打印机上测试其流畅性。

3结论

(1)采用助溶剂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，其表面张力为32～43mN／m，可满足形成微滴和对织物渗透的要求。

(2)甘油用量l0％以下，墨水黏度变化不大；甘油用量超过l0％，墨水黏度的增加幅度变大；甘油用量20％以下，墨水适宜的表面张力为32～43mN／m。

(3)甘油具有较好的吸湿性能，加人甘油可有效提高墨水的保湿率。同时保持一定的黏度，又有较好保湿性的墨水，喷印流畅性较好。

(4)采用4只弱酸性染料墨水的印花固色率可达到98％以上，皂洗牢度和摩擦牢度均达到较高水平。

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参考文献：

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