淺談噴墨印花承印材料表面潤(rùn)濕效果的改善措施

文 周廣亮

潤(rùn)濕理論知識(shí)

在物體表面一種流體被另一種流體替代的過(guò)程我們稱作潤(rùn)濕。在印花過(guò)程中使用的液體墨水和環(huán)境中的空氣都可以作為一種流體。從定義上來(lái)看，我們?cè)谟』〞r(shí)油墨向承印物表面的轉(zhuǎn)移和印花后承印物表面油墨的干燥都屬于潤(rùn)濕過(guò)程，在這我們主要分析前者。

任何物質(zhì)表面都有相應(yīng)的界面能，在印花過(guò)程中，當(dāng)墨水替換掉空氣吸附在承印物表面時(shí)，會(huì)有能量的變化，這決定了墨水能否潤(rùn)濕承印物表面。若在油墨替換空氣過(guò)程中，釋放能量，則潤(rùn)濕過(guò)程可以自發(fā)進(jìn)行；若需吸收能量，則潤(rùn)濕過(guò)程不能自發(fā)進(jìn)行，即承印物不能被油墨潤(rùn)濕，這就需要對(duì)承印物表面進(jìn)行處理，提升其潤(rùn)濕效果。

通俗講，主要分析在這一過(guò)程中的兩種關(guān)鍵物質(zhì)即可：油墨和承印物。若油墨的表面界面能高于承印物表面界面能，油墨若想潤(rùn)濕承印物表面，需要吸收能量來(lái)將承印物表面界面能轉(zhuǎn)變成油墨表面界面能（油墨粘附在承印物表面后承印物的表面界面能消失），那這種潤(rùn)濕不能自發(fā)進(jìn)行；反之，承印物表面界面能若高于油墨表面界面能，則可以很好的潤(rùn)濕。所以，高能承印物表面對(duì)油墨會(huì)有很好的潤(rùn)濕效果，這也是在本文中沒(méi)有提及金屬、高分子樹(shù)脂等高界面能承印材料潤(rùn)濕性能改善措施的原因。

當(dāng)然，在潤(rùn)濕理論知識(shí)中，還涉及到分子間結(jié)構(gòu)相似互溶理論和粗化表面潤(rùn)濕性理論知識(shí)，在后面會(huì)有相應(yīng)的介紹。

紡織品表面潤(rùn)濕效果的改善

在印刷過(guò)程中，常見(jiàn)的溶劑有油性和水性溶劑，其中油是有機(jī)液體的統(tǒng)稱，分子結(jié)構(gòu)對(duì)稱，偶極矩為零，屬于非極性物質(zhì)；而水分子結(jié)構(gòu)不對(duì)稱，是一種極性很強(qiáng)的物質(zhì)。在潤(rùn)濕過(guò)程中，極性分子對(duì)極性分子有很強(qiáng)的親和力；非極性分子對(duì)非極性物質(zhì)有很強(qiáng)的親和力；極性分子與非極性分子具有互憎性。這就是分子間結(jié)構(gòu)相似互溶原理。

對(duì)于紡織品噴墨印花工藝，由于紡織品表面通透性、柔軟性以及與墨水呈色物質(zhì)的結(jié)合效果不理想等原因，整個(gè)工藝過(guò)程相對(duì)復(fù)雜，需要對(duì)紡織品進(jìn)行印花前上漿處理。

紡織品纖維大多數(shù)是高分子非極性化合物，所以紡織品表面對(duì)油性分子有很好的親和力，能夠被油性墨水很好的潤(rùn)濕。可在整個(gè)紡織品噴墨印花工藝?yán)锩妫蠞{流程中的漿料中的溶劑為去離子水，并且使用的墨水也在向環(huán)保方向發(fā)展，水性墨水也在噴墨印花中占有很大的比例。所以，在紡織品噴墨印花工藝中，我們不僅要分析油性墨水對(duì)紡織品表面的潤(rùn)濕效果；還要改善水性溶劑對(duì)紡織品表面的潤(rùn)濕效果，保證整個(gè)印花工藝的正常進(jìn)行。

前面已經(jīng)提及，紡織品纖維非極性分子具有親油憎水性，被水性溶劑潤(rùn)濕比較困難，針對(duì)這一種情況我們主要通過(guò)電暈的方式來(lái)進(jìn)行改善，在紡織品兩側(cè)加上強(qiáng)力電場(chǎng)，在場(chǎng)強(qiáng)的作用下可以激發(fā)出環(huán)氧基、過(guò)氧化物、羧基、羥基等極性基團(tuán)與纖維高分子進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)，這些親水性極好的基團(tuán)會(huì)在電荷力的作用下在紡織品表面均勻的排列，提高其表面的潤(rùn)濕效果；同時(shí)，紡織品表面的分子的有序排列也會(huì)增大其表面界面能，進(jìn)一步提升其表面潤(rùn)濕效果。

對(duì)紡織品的電暈處理還會(huì)受到紡織品材質(zhì)、厚度的影響，所以在做電暈處理前還要視情況進(jìn)行進(jìn)一步調(diào)整。還有，進(jìn)行電暈后的紡織品要盡快進(jìn)入到下一生產(chǎn)工序，避免因經(jīng)時(shí)效應(yīng)帶來(lái)的潤(rùn)濕性能改變的現(xiàn)象。

塑料表面潤(rùn)濕效果的改善

塑料類承印物，相對(duì)于其他承印物，又有著表面平滑度高、滲透性差、界面能低等特點(diǎn)，更不利于被油墨潤(rùn)濕，需要在印刷前對(duì)其進(jìn)行處理。

當(dāng)然，對(duì)于塑料高分子表面，我們也可以通過(guò)電暈處理的方式來(lái)促使激發(fā)出的游離基與其發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，以此來(lái)提高其界面能，促使油墨在塑料表面潤(rùn)濕。可大多數(shù)塑料制品表面平滑度高、吸收性差，單純的靠電暈處理不足以解決問(wèn)題。

這就要引入前面提及的粗化表面潤(rùn)濕理論知識(shí)，在潤(rùn)濕界面能理論的基礎(chǔ)上，我們假設(shè)物體A表面能夠被B流體潤(rùn)濕，那么我們?cè)趯?duì)A表面進(jìn)行粗化處理后，A表面的界面能就會(huì)隨著表面積的增加而增加，那么再被B進(jìn)行潤(rùn)濕時(shí)就會(huì)釋放出更多的能量，即A能被B更好的潤(rùn)濕。當(dāng)然，如果一開(kāi)始物體A表面不能被B潤(rùn)濕，那么A表面在粗化后更不容易被B潤(rùn)濕。簡(jiǎn)言之，粗化后的物體表面會(huì)提升其原來(lái)的潤(rùn)濕趨勢(shì)：要么更好的被潤(rùn)濕、要么更難被潤(rùn)濕。這就是粗化表面潤(rùn)濕理論。

在這一理論基礎(chǔ)上，我們首先要對(duì)塑料表面進(jìn)行電暈處理，使之電暈后的塑料表面界面能高于油墨表面界面能，同時(shí)再對(duì)塑料表面進(jìn)行粗化處理，增加其表面積，進(jìn)一步改善其表面的潤(rùn)濕效果，提升塑料承印物表面的印花適性。

塑料粗化可以通過(guò)粗化液溶解塑料中的部分組分來(lái)實(shí)現(xiàn)，在此過(guò)程中還要控制粗化液的組分比例、時(shí)間和溫度等參數(shù)來(lái)保證粗化效果。

結(jié)語(yǔ)

隨著材料技術(shù)的日益成熟和社會(huì)需求的提升，會(huì)有越來(lái)越多的承印材料涌入到噴墨印花領(lǐng)域。我們要根據(jù)承印材料的表面特性、結(jié)合潤(rùn)濕理論知識(shí)進(jìn)行綜合分析，進(jìn)而合理的對(duì)承印材料表面進(jìn)行處理，使之具有良好的潤(rùn)濕效果，滿足噴墨印花工藝的需要。