熱轉印油墨在紡織面料上通融適應性研究

董 聰，陳國強

(江西服裝學院 藝術設計學院，江西 南昌 330201)

熱轉印成像技術在紡織面料印花的用已有幾十年的歷史，隨著高科技的融入，熱轉印技術也用到了很多領域.目前熱轉印技術廣泛應用在金融業、運輸業、旅游業、商業、郵電通訊業、辦公自動化業、紡織業.目前熱轉移印花的特點為圖像色牢度強、不易開裂、耐磨、不褪色，但是仍然有一定的弊端，那就是自然纖維和化學纖維面料如果運用熱轉印的話要運用兩種專用的轉印紙和轉印油墨，即便是數碼印花(可以在不同性質的面料上印花)也體現出了一定的弊端，那就是數碼印花的油墨流變性和適應性不強，會出現脫色等現象，并且機器成本較高，不易于小批量生產.基于以上問題從熱轉印的流變性能和承印物的擴散性能以及印刷的適應性能著手進行實驗與研究，力求研究出具有通融性能的熱轉印油墨.

1 熱轉印油墨的流動性能的研究

熱轉印油墨的流動性能主要體現在承印物表面的擴散性能和表面形成的均勻光滑墨層上.熱轉印油墨的流動性也是油墨流變性能的概括表現，表現在粘稠度、色牢度、屈服值、觸變性，這也是熱轉印油墨的重要性能指標.如果想使熱轉印油墨對不同成分的面料有一定的通融性，那就要在油墨的粘稠度、交變應力、觸變性能、流變性能與油墨的拉伸變形、粘性流動之間的關系上去研究以及實驗.

2 熱轉印油墨的流動性能實驗

2.1 實驗材料

實驗目的是測試流變性能在面料通融性的適用性，所采用的油墨樣品是河南中利琪公司生產的熱轉印油墨.適合用于各種不同的膠印機、絲印機、數碼印花機等設備，采用環保原材料，印品色澤鮮艷.該品牌墨水基本成分為如表1所示，轉印所需溫度如表2所示，耐曬度如表3所示.

表1 熱轉印油墨的基本成分

表2 熱轉印油墨轉印所需溫度一覽表

表3 熱轉印油墨耐曬度(級)

2.2 實驗設備

熱轉印油墨的通融性能實驗，運用平板高溫粘度計測定油墨流動性、AIC2-5T2000型IGT印刷適性儀測定紙張、以及運用530分光光度計測定油墨密度[1].

2.3 熱轉印油墨流動性能測試方法

在測試熱轉印油墨的流變性能之前，將油墨樣本以60 s-1的剪切速率攪拌10 min，然后靜置10 min，溫度為25 ℃.在試驗中,首先對樣品,以一定的方向施加外力,記錄下剪切率大小.然后增加應力大小，重復上述步驟.當應力增加到5 Pa時，樣品油墨的粘度比其他油墨平均高出四個數量級，并在較高剪切下變稀.通過試驗應力隨剪切速率的增大和減小過程，測定了材料的觸變性能.

實驗運用油墨樣本進行調解其粘稠度，利用平板粘度計測定油墨的流動性能，用AIC2-5T2000型IGT印刷適性儀測定紙張、以及運用530分光光度計測定熱轉印油墨的密度值，在分別攪拌10、15、20 min以后立刻測量樣品的流動性能.將攪拌后的油墨樣品靜置10 min以上，然后測量其流動性能，這樣就可以更好的判斷如何提高轉印油墨的通融性能.

3 熱轉印油墨通融性能實驗結果與分析

3.1 通融性油墨的粘稠度與印刷適應性的影響

油墨流體在流動過程中存在著內摩擦現象，即流體中的分子結構相互吸引所產生的運動阻力.油墨粘度與剪切速率的關系如圖1所示.

3.1.1 熱轉印油墨流動性實驗結果分析

1.熱轉印油墨的流動性能的曲線不是線性的粘稠度流動定律；

2.油墨的粘度隨著剪切速率的增長而逐漸成為較低的態勢；

3.剪切速率的增加，顏料的凝結狀態降低，從而顏料在油墨的內部結構中成分散態勢發生變化，故顏料的分散狀態有一定的改善；

4.油墨在高剪切速率之下具有一定值數，這說明顏料粒子在油墨結構中的分散有一定的動態平衡.

剪切速率/s-1圖1 油墨粘稠度與其速率的關系

3.1.2 熱轉印油墨粘稠度實驗結果分析

當油墨在向承印物的轉移過程中，粘稠度是影響轉移印刷質量(包括色牢度等).在實驗過程中發現油墨樣品粘度過大，會導致油墨轉移到轉印紙基或承印物上的效果不佳，體現在油墨顏色均勻度不高.在研究時發現當油墨粘稠性低到一定程度時，油墨的流動性能就逐漸加大.如表4所示，如果粘度值小在承印物表面就會出現擴散的現象.由此可見，油墨的密度值是與油墨粘稠度高低變化來使印刷品種的色彩變化的，如圖2所示.

表4 油墨粘度與流動性的關系

粘度/(Pa · s)圖2 印刷品固體密度與油墨粘度的關系

3.2 熱轉印油墨的彈性對印刷適配性能的影響

熱轉印油墨在上機過程中會有一定的粘性反應，這種反應不僅與油墨粒子有關，也和彈性因素有關.油墨在剪切力和拉伸力的作用下出現了粘彈性的適配性能，通過實驗得出，應變為1.8%時，彈性摸量和粘性模量以及與角頻率之間的關系曲線如圖3所示，圖3反應出了動態粘性膜量隨著角頻率的提升而下降，而儲存彈性模量隨著角頻率的提升而緩慢提升.角頻率1.5 rad/s下的儲存彈性模量、動態粘性模量以及應變關系曲線如圖4所示.圖4反映出了實驗結果，表明儲存彈性模量和動態粘性模量都隨著應變量的加大而縮減，并且都具有相應的下滑趨勢，也就是當應變量小于2.0%時，儲存彈性模量和動態粘性模量相對比較平緩.實驗表明當應變量大于2.0%時，儲存彈性模量和動態彈性模量隨著應變量的增大而縮減.實驗結果表明油墨系統的線性彈性區域時應變幅度小于2.0%的小應變區域.

角頻率/(rad·s-1)圖3 動粘彈性與角頻率的關系

應變/%圖4 動態粘彈性與應變的關系

4 通融性熱轉印油墨的擬配方及制備方法

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組分組成：其中氯乙烯-醋酸乙烯樹脂20%-25%、分散劑0-3%、合成蠟15%-20%、地蠟25%-30%、色料17%-25%、松節油10%-15%、添加劑1.5%-2.5%、高沸點烷醇1%-3%、啞粉0.5%-1%、蓖麻油10%-15%.油墨用料及配方見表5.

表5 油墨組分及其配比

4.2 通融性油墨的制備方法

按照上面的配方分別稱取每種組分的重量，然后把除色料以外的所有組分混合到一起在容器中加熱攪拌后全部融化，在加入色料繼續攪拌直至均勻.把所有物料馬上轉移到研磨機中研磨，一直到色料的顆粒度達到20 μm以下為止.將輥壓過的混合物倒入容量為20～50 L的分散機中轉速為800～1 200 r/min，運用分散機中電爐加熱到約1 000 ℃,使其完全熔化,機器將所有物料均勻的分散變成有色流體狀態，即為通融性油墨(該配方為擬配方)[2].

5 結 論

經過對油墨的流變性能的實驗、粘稠度以及印刷適應性實驗，主要解決的關鍵問題就是能使用同一種油墨用打印機或絲印方法，轉印到轉印紙或普通打印紙上，從而轉印到化纖和自然纖維面料上.

1.通過對油墨分子結構(油墨的流變性)的實驗，得出樣品油墨的粘度比其他油墨平均高出四個數量級，并在較高剪切下變稀.通過試驗應力隨剪切速率的增大和減小過程，從而測定了對材料的觸變性能[3].依據此實驗找到了通過改變紙基的分子結構使油墨可以附著于自然纖維和化學纖維的方法.熱轉印油墨是由連結料、色料和化學助劑所組成，連結料是由蠟基連結料和樹脂連結料構成[4].蠟基連結料在油墨中起著重要作用.熱轉印油墨涂布到基體表面上后,蠟能夠浮在油墨層的表面,起到防蹭臟的作用.熱轉印紙漿中摻雜有三聚氰胺、松香、礬土、滑石粉的成分，紙面圖層成分大體為有機硅、聚乙烯酸等物質，但是傳統轉印紙基不具有通融性，我們可以在紙基(轉印紙)中加入適當量的聚乙烯蠟微粉，在熱轉印過程中由于熱作用導致蠟膜的溶化,油墨便可以向承印材料表面實現圖文轉移.蠟的選擇應根據油墨的特性、承印物材質、熔點的范圍、含油性、光澤度和酸值等來進行選用與調配[5].

2.通過熱轉印油墨的彈性對印刷適配性能的實驗，得出儲存彈性模量和動態粘性模量都會隨著應變的增加而下降,動態粘性率比儲存彈性率下降的更快,表現出非線性粘彈性的特征，因此根據該實驗可以找到提高熱轉印油墨在受熱狀態下的滲透性能[6].熱轉印油墨是一種新型油墨，它與普通油墨的差別很大，因為熱轉印油墨先附著在基紙(轉印紙)上，使用時再通過熱把所需的部分墨層轉印到待印物體表面，而普通油墨是一次完成印制的，因此對油墨的質量要求差別很大.例如：普通油墨希望附著力越大越好，而熱轉印油墨附著力要適中，太大無法完成轉印過程，太小色帶易脫墨(廢品)，色帶轉印后附著力太差[7].故可以運用氯乙烯—醋酸乙烯共聚樹脂進行油墨的結構配比，聚合度及單體聚合比例影響了彈性模量和動態粘性模量，這樣油墨即可轉移到不同形式的紡織材料上了.注，由于該項技術還不完善，在配方原料的配比的準確用量還需要依據實際情況來分析配比.熱轉印油墨的通融性研究還不完善，還需要在具體生產中去驗證[8].