（纺织化学与染整工程专业论文）纺织品静电印花墨粉的制备.pdf

附件一： 东华大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：我恪守学术道德，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已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。 学位论文作者签名：糯乎 日期：珈6 年月弓日 附件二： 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。 保密区在业年解密后适用本版权书。 本学位论文属于 不保密口。 学位论文作者签名：- j i - 断 日期：如仍年阳；日 指导教师签名： 纺织品静电印花墨粉的制备 摘要 目前所使用的印花技术无法满足快速反应和多样化生产的需求，和个人电脑 市场的快速增长促进了新的数码印花技术的产生。意识到对新的纺织印花技术的 需要，我们着手研究了静电印花技术在纺织品印花上的应用。 静电印花技术可以弥补其它数码印花的缺陷，如不需要对织物进行防渗化前 处理，印花速度可能达到常规织物印花的水平，印花手感和牢度都能达到常规织 物印花的要求等。 国际上静电印花技术研究主要集中在设备和墨粉的研究上。根据国外近年的 研究报道可以看出，颗粒形状对墨粉的转印效率、显影性能和清洁性能等有显著 影响一影响图像形成的主要因素是静电引力和电动力，其影响大小由墨粉的制备 方法来决定。制备方法和条件影响最终墨粉的形状、粒径、粒径分布、平均带电 量和电荷分布。 论文针对纺织品印花技术近年来的发展状况，将静电印花与喷墨印花进行了 比较，分析了静电印花已有的研究水平和发展现状及目前未能解决的问题。本文 试验了四种制各墨粉的方法：研钵研磨破碎法、球磨法、气流粉碎法和喷雾干燥 法。并对每一种方法制备的墨粉粒度、形态及印花效果进行了测试分析。 结果表明研钵研磨破碎法制备的墨粉虽然流动性好，但是粒径分布大，印花 时会存在许多色点，我们将其作为粗破碎的手段；球磨法制备的墨粉粒度不好控 制，流动性也不好，印花时也存在色点问题；气流粉碎法制备的墨粉流动性较好， 粒径分布也较好，印花效果也比前两种好。我们试验中较好的制备方法是气流粉 碎法；喷雾干燥法制备的墨粉粒度分布窄，在2 0 岬之内，而且表面形态光滑， 墨粉形态和普通商品墨粉接近，但是总体粒度偏低，磁粉在墨粉颗粒中含量可能 太少，因此喷雾干燥法试验制备的墨粉不能进行静电印花。 经打印试验，墨粉中磁粉含量为2 5 和6 6 7 时，k s 值都较高，打印图案较 深。由于试验室中墨粉颗粒难以按大小分级，无法测试有关电、磁性能，所以原 因尚不清楚。 试验中复配的高分子成型剂a 用量为0 2 5 9 l o g b 寸，固色率最高，底灰最浅。 用高分子成型剂b 制备的墨粉团聚现象严重，无法进行印花。 关键词：静电印花，纺织品，分散染料，墨粉，球磨法，气流粉碎法，喷雾干燥 法 t h ep r e p a r a t i o no ft o n e r f o rt e x t i l e x e r o g r a p h i cp r i n t i n g a bs t r a c t c u r r e n t l yu s e dt e x t i l ep r i n t i n gt e c h n o l o g i e sw i l ln o tm e e tt h er e q u i r e m e n t so f q u i c kr e s p o n s ea n dd e m a n d - a c t i v a t e dm a n u f a c t u r i n g t h er a p i dg r o w t hi nt h em a r k e t f o rp e r s o n a l c o m p u t e r sl e d t ot h en e e df o rn e wd i g i t a l p r i m i n gt e c h n o l o g i e s r e c o g n i z i n gt h en e e df o rn e wt e x t i l ep r i n t i n gt e c h n o l o g i e s ，w es p o n s o r e dr e s e a r c ht o i n v e s t i g a t et h eu s eo fx e r o g r a p h i cp r i n t i n gt e c h n o l o g i e sf o rt e x t i l ep r i n t i n g x e r o g r a p h i cp r i n t i n gc a nm a k eu pg a p so ft h ed i g i t a lp r i n t i n g s ，w h i c hn o to n l y d o n tn e e dt op r e - t r e a tt h ef a b r i c 勰j e ti n kp r i m i n g sd ob u ta l s oc a l lr e a c hh i g hs p e e do f p r i n t i n ga sf a s ta st h er o l ls c r e e np r i n t i n g i na d d i t i o n ，t h eh a n da n df a s t n e s so ff a b r i c p r i n t e db yx e r o g r a p h i ct o n e rc a l lc o m p l e t e l ym e e tt h ed e m a n do f n o r m a lp r i n t i n g t h es t u d i e so nx e r o g r a p h i c sp r i n t i n gt e c h n o l o g yw e r ef o c u s e do nt h es y s t e ma n d t o n e r si ni n t e r n a t i o n a l i tc a nb es e e nf r o mr e c e n ti n t e r n a t i o n a lr e p o r t st h a tt h es h a p eo f s i n g l e t o n e ra f f e c t st h e t r a n s - p r i n t i n g ，d e v e l o p i n g a n d c l e a n i n gp r o p e r t i e s e l e c t r o s t a t i cf o r c ea n dd y n a m o e l e c t r i c a lf o r c et h a t d e p e n d e do nt h ep r e p a r a t i o n m e t h o do ft o n e r sa r et h em a j o rf a c t o r sw h i c ha f f e c tt h ei m a g ed e v e l o p i n g t h e p r e p a r a t i o nm e t h o d sa n dc o n d i t i o n si n f l u e n c et h ef i n a lt o n e r s s h a p e ，s i z e ，d i s t r i b u t i o n ， a v e r a g ev a l u eo f e l e c t r i f i c a t i o na n dc h a r g ed i s t r i b u t i o n i nt h i s p a p e r , t h ed e v e l o p m e n t so ft e x t i l ep r i n t i n g i nt h e s e y e a r sw e r e s u m m a r i z e d ，a n dx e r o g r a p h i cp r i n t i n ga n di n kj e tp r i n t i n gw e r ec o m p a r e d t h e o u t l o o ka n ds e v e r a lt e c h n i c a lb a r r i e r si nx e r o g r a p h i cp r i n t i n gw e r ea n a l y z e d f o u r m e t h o d sh a db e e nt r i e dt op r e p a r et h ex e r o g r a p h i ct o n e r s ：m o r t a rt r i t u r a t i o n ，b a l l m i l l i n g ，p n e u m a t i cj e tm i l l i n ga n ds p r a yd r y i n g t h ep e r f o r m a n c eo ft h ep r i n t sw a s e v a l u a t e du s i n gt e x t i l e s s p e c i f i ct e s t s a n dt h eg r a n u l a r i t y , c o n f i g u r a t i o na n dp r i n t i n g e f f e c to fe a c ht o n e rw e r et e s t e da n da n a l y z e d t h er e s u l t ss h o w e dt h a tt o n e r sp r e p a r e db ym o r t a rt r i t u r a t i o nh a dg o o df l u i d i t y b u tw i d es i z ed i s t r i b u t i o n ，a n dt h e r ew e r em a n yc o l o r - d o t si np r i m i n gi m a g e s oi t c o u l db eas u i t a b l em e t h o do f r o u g h w r o u g h tm i l l i n g t h et o n e r sm a d eb yb a l lm i l l i n g w e r eb a di ns i z ea n df l u i d i t y , a n dt h e r ew e r ec o l o r - d o t si np r i n t i n gt o o t h et o n e r s m a d eb yp n e u m a t i cj e tm i l l i n gn o to n l yh a dag o o df l u i d i t y , b u ta l s oh a dg o o ds i z e d i s t r i b u t i o na n dp r i m i n ge f f e c t s i tw a sab e t t e rm e t h o di no u re x p e r i m e n t t h et o n e r s m a d eb ys p r a yd r y i n gh a dan a r r o ws i z ed i s t r i b u t i o n ( w i t h i n2 0 u m ) ；s m o o t hs u r f a c e s ； s h a p e ss i m i l a rw i t l lt h ec o m m e r c i a lt o n e r s b u tt h es i z ew a st o os m a l la n dn e e d e dt o b ei n c r e a s e d t h ec o n t e n to fs o f t m a g n e t - p o w d e ri nt o n e rw a sv e r yl i t t l e ，a n dt h e t o n e r sp r e p a r e db yt h i sm e t h o dc o u l dn o tp r i n t y e t w h e nt h ec o n t e n to fs o f t m a g n e t - p o w d e ri nt o n e rw a s2 5 o r6 6 7 ，t h ev a l u e o fk sw a sh i g h ，a n dt h ep r i n t i n gi m a g ew a st h ed e e p e s t t h et o n e r sc a n tb e s e p a r a t e db ys i z eu n d e ro u re x p e f i m e mc o n d i t i o n s ，s ow ec a n tt e s tt h ec h a r g ea n d m a g n e t i s mp r o p e r t i e s t h er e a s o n sa r en o ty e tv e r yc l e a ra n dn e e dm o r er e s e a r c h e so ni t i no u re x p e r i m e n t s ，w h e nt h ed o s a g eo fm a c r o m o l e c u l eb i n d e raw a so 2 5 10 9 ， t h ef i x a t i o nw a st h eh i g h e s ta n dt h eb a c k g r o u n d c o l o rw a st h el i g h t e s t h o w e v e rt h e m a c r o m o l e c u l eb i n d e rb a g g r e g a t es e r i o u s l ya n dc o u l d n tb eu s e di np r i n t i n g z h ub i p i n g ( t e x t i l ec h e m i s t r y & d y e i n ga n df i n i s h i n ge n g i n e e r i n g ) s u p e r v i s e db ya s s o c i a t ep r o f e s s o rt ut i a n m i n g k e yw o r d s ：x e r o g r a p h yp r i n t i n g ，t e x t i l e ，d i s p e r s e d y e s ，t o n e r ，b a l lm i l l i n g ， p n e u m a t i cj e tm i l l i n g ，s p r a yd r y i n g 纺织品静电印花墨粉制备东华大学硕士学位论文 目录 第一章前言1 1 1 概述1 1 2 纺织品静电印花技术的研究开发方向2 1 2 1 纺织品静电印花系统设备的开发2 1 2 2 纺织品静电印花墨粉的开发2 1 3 静电印花的特点4 1 3 1 数码印花的技术特点4 1 3 2 静电印花与喷墨印花的比较。5 1 3 1 3 静电印花的限制6 1 4 本课题研究的内容及意义。7 1 4 1 研究内容。7 1 4 2 本课题研究的意义7 第二章基本原理一8 2 1 静电印花系统工作原理一8 2 2 墨粉细度特性8 2 3 制备墨粉设备的工作原理9 2 3 1 喷雾干燥器的工作原理及特点9 2 3 2 粉碎机理l l 2 4 商品纸张墨粉研究1 3 2 4 1 商品纸张墨粉的概况和制备1 3 2 5 纺织品静电印花墨粉1 4 2 5 1 墨粉品质的评定1 4 2 5 2 纺织品静电印花墨粉制备方法1 5 2 5 3 静电印花墨粉的组成1 6 第三章实验部分1 8 3 1 实验材料1 8 3 2 实验设备和仪器1 8 3 3 实验药品与试剂1 8 3 4 实验方法1 9 纺织品静电印花墨粉制备东华大学硕士学位论文 3 4 1 墨粉的制备1 9 3 4 2 墨粉的填装2 0 3 4 3 打印2 l 3 5 测试2 2 3 5 1 粒度测试2 2 3 5 2 织物表面得色量( k s 值) 的测定2 2 3 5 3 固色率的测定2 4 3 5 4 墨粉表面形态观察2 5 第四章实验结果与讨论2 6 4 1 商品墨粉粒度的测定和分析2 6 4 1 1 墨粉的形态2 6 4 1 2 墨粉的粒度2 7 4 2 原料的粒度测定和分析2 8 4 2 1 磁粉2 8 4 2 2 分散染料2 9 4 3 合成墨粉粒度的测定和印花3 3 4 3 1 研钵研磨破碎法制备墨粉3 3 4 3 2 球磨法制备墨粉3 6 4 3 3 气流粉碎法制备墨粉3 8 4 3 4 喷雾干燥法制备墨粉4 2 4 4 印花测试4 5 4 5 高分子成型剂a 对固色率的影响一4 6 4 6k s 值的测定4 7 4 6 1 磁粉含量对k s 值的影响4 7 4 7 印花的底灰问题4 8 4 7 1 高分子成型剂a 含量对底灰的影响4 8 4 7 2 印花底灰的比较4 8 第五章结论5 0 参考文献5 2 致 射5 5 2 纺织品静电印花墨粉制备 东华大学硕士学位论文 1 1 概述 第一章前言 传统纺织品印花工艺一般都比较繁杂，生产周期长，除涂料印花外，大多印 花工艺过程中都需要固色和水洗，需要大量热能和水资源并且污染环境。另外目 前占优势的圆网、平网印花具有若干限制。从目前日益增长的按需设计制造 ( d a m a ) 和即时交货( j - i t ) 的要求来看，圆网或平网印花设备及工艺对纺织品的 快速和多品种生产是不太理想的【l 】。传统的印花技术已经成为快速变化的生产与 贸易的瓶颈。从纺织品流行周期和数量来看，留给纺织品生产的时间越来越少， 这就需要开发新一代的印花方法和设备。 当今市场对个性化、小批量、高精度、绿色环保、快速反应的需求已成为时 尚需要，而传统纺织印染的薄弱环节又恰恰反应在对上述市场需求的不适应性。 而如今，一种新型的印染技术数码印花改变了这一切。数码印花技术是随着 计算机技术不断发展而逐渐形成的一种集机械、计算机电子信息技术为一体的高 新技术产品，它最早出现于2 0 世纪9 0 年代中期，这项技术的出现与不断完善，给 纺织印染行业带来了一个全新的概念，其先进的生产原理及手段，给纺织印染带 来了一个前所未有的发展机遇。随着人类对环境的关注，对健康的重视，改变污 染较严重的染整加工方式就愈加迫切，新技术要向无公害的“绿色加工发展， 生产“清洁”的纺织产品 2 1 。 近二十年来，数字技术在印花加工中快速发展。人们将即时应答、色彩逼真、 工艺便捷的纸张喷墨打印技术移植到织物印花加工中来，借助于计算机和辅助设 计，形成纺织品印花的新技术。最新的数字印花技术【3 “】包括喷墨印花技术、电 子照相技术、静电成像印制技术、离子沉积成像印制技术以及磁性成像印制技术 等。其中发展最快、研究最多的就是喷墨印花技术，已经在工业生产中应用。虽 然喷墨印花有着设计简便、成本低廉、污染低等优点，但是它的印花速度很慢， 目前最快的喷墨印花设备印制1 平方米需要五至十分钟，这种生产速度是难以满 足市场需求的。而以静电复印原理为基础的静电印花不仅拥有喷墨印花所具有的 优点，更可能具有较高的印花速度，能较好地弥补喷墨印花速度慢的问题。目前， 纺织品静电印花墨粉制备东华大学硕士学位论文 国际上一些发达国家的研究人员都在竞相研究这项技术，在不久的将来，静电印 花很可能是继喷墨印花技术之后，新一代纺织品印花的新技术，新亮点。但是， 目前国内没有这方面的研究报道，为了这项新技术在染整行业中的开发应用，我 们应该根据国际研究的动向，及早开展该技术的研究试验，以适应和赶上数字印 花技术发展的步伐【5 1 。 1 2 纺织品静电印花技术的研究开发方向 1 2 1 纺织品静电印花系统设备的开发 纺织品静电印花系统使用计算机系统来完成信息的输入和贮存，该系统有利 于印花方式和色位的快速更换，同时有助于生产新设计的产品【6 】。目前的静电复 印( 激光打印) 系统是为纸张复印( 打印) 而设计开发的，它用于十分狭窄的门 幅( 约8 5 英寸，目前可达至i j 3 6 英寸) ，而且是非连续的。纺织品静电印花系统 面临两个主要挑战：一是能够处理较宽的门幅，二是能达到常规印花的速度连续 印花。因此，用于纺织品印花的复印机必须能够达到传统印花的速度连续化操作。 乔治亚技术学院在开发织物静电转移印花系统连续化操作方面，进行了大量的研 究工作。 1 2 2 纺织品静电印花墨粉的开发 纺织品静电印花的第二个研究的重点是墨粉的研究开发。静电印花墨粉一般 包括着色剂( 颜料或染料) 、磁粉及合适的高分子聚合物粘合剂，其中着色剂和 磁粉都是微米级或亚微米级的颗粒。 典型的纸张墨粉中的粘合剂通常是苯乙烯丙烯酸酯共聚物或聚酯类1 7 j 。虽 然商品纸张墨粉在织物( 如聚酯棉混纺等) 打印上可以得到优良的印花效果， 但是它的牢度性能，尤其干湿摩擦牢度很差。因此纺织品静电印花墨粉与常规纸 张墨粉的性能要求是不同的。 目前，国际上研究的纺织品静电印花墨粉有两种类型：第一种是颜料( 粘着) 型墨粉，墨粉中的着色剂可以是颜料或是染料。印花时通过墨粉中含有的热熔性 粘合剂熔融后将着色剂固着在织物上。这类墨粉中的粘合剂和纸张复印用墨粉中 2 纺织品静电印花墨粉制备东华大学硕士学位论文 的粘合剂类似，一般是电绝缘性很高的高分子聚合物【8 】，它与颜料及织物都有很 好的粘附力，印花之后一般不需要进一步的印花后处理1 9 】。这类墨粉在纸张印刷 方面已有较成熟的应用，但在织物印花上还存在较多的问题，如印花牢度较低， 印花部分的织物手感很差，颜色不鲜艳等。 第二种是染料( 染着) 型墨粉，墨粉中的着色剂是染料。墨粉印制到织物上 以后，通过高温汽蒸或焙烘等后处理使着色剂( 染料) 直接进入纤维染着在织物 上，粘合剂只是在墨粉制备中用来使染料和磁粉等各种组分粘合成适当大小的颗 粒，以适应静电印花的印制要求。染料型墨粉理论上能较好的弥补颜料型墨粉的 不足，由于使用的着色剂是染料，因此织物印花后的各项性能基本上与传统织物 印花相似，有较好的应用前景。目前，染料型墨粉研究主要采用的着色剂是分散 染料，印花对象主要是涤纶、锦纶类合成纤维织物。染料上染织物的原理是利用 分散染料的熔融和升华使其转移到织物上去，此时墨粉中只有染料进入纤维固 着，其余的辅料，如粘合剂、磁粉和未固着染料等均需通过清洗除去【l 们。为使染 料能顺利地上染织物，制备墨粉用的粘合剂等辅料必须经过筛选，要求粘合剂与 染料的亲和力要低于染料与织物的亲和力等，根据分散染料和织物性质一般选择 分子极性较大的高分子化合物作为粘合剂。 国际上第一类颜料型墨粉的研究报道较多【l 卜1 3 】，如美国乔治亚技术学院上 世纪八十年代至今进行的大部分研究主要集中在这种( 粘着) 型墨粉。根据他们 的研究来看，粘合剂主要选用改性环氧类、聚酯类以及乙烯醋酸j 酯( e t h y l e n ev i n y l a c e t a t e ，e v a ) 共聚物。他们所用的环氧类是低分子量聚合物，在熔融状态下流 动性好，在流动状态下通过活性端基同纤维交联，牢度性能与常规的涂料网印相 近【1 4 l 。然而，印花部分织物手感较硬，无法达到织物服用性能的要求。他们将进 一步研究具有较少活性端基( 使焙烘固色时在单位薄膜面积上产生较少交联) 的 环氧类粘合剂，希望能降低印花织物的刚性，并能保持印花牢度。 第二类染料型墨粉研究的报道较少。1 9 8 7 年，北京纺织科学研究所的薛迪庚、 朱关福研究了用氧化锌、聚乙烯咔唑三硝基芴酮等光导体在黑暗中为绝缘体和 曝光后为导电体的特性，将图案或摄影照片直接在织物上成像印花的新工艺。在 他们的研究中使用分散染料对涤纶织物印花。墨粉是由分散染料和铁粉组成。染 料和铁粉混合的方法是放在回转简内进行一定时间的拌和。转印后涤纶织物带有 3 纺织品静电印花墨粉制各东华大学硕士学位论文 静电，必须用静电消除器清除。自此之后，国内没有后续研究。 本文试验研究的是染料( 染着) 型墨粉，选用具有良好分散染料印花转移性 能和印花后容易洗除的自配高分子成型剂a 和高分子成型剂b 作为粘合剂。印花 牢度较高且印花后织物和常规网印织物手感相似。 1 3 静电印花的特点 1 3 1 数码印花的技术特点 数码印花是以图像数字化和计算机图像信息处理技术为基础，在自动机械设 备支持下，以一定的数字编码形式将图案复制到织物上的印花技术。使用数码技 术进行织物印花的方法主要有喷墨印花、喷墨一转移印花和静电印花【1 5 1 6 1 。目 前已有实际应用的是前两者【1 7 】。数码印花的生产过程简单地说就是通过各种数字 化手段如：扫描、数字相片、图像或计算机制作处理的各种数字化图案输入计算 机，再由专用的r i p 软件通过电脑分色印花系统处理后，通过喷印系统将各种专 用染料( 活性、分散、酸性染料) 直接喷印到各种织物或其它介质上，再经过处 理加工后，在各种纺织面料上获得各种高精度的印花产品。它与传统印染工艺相 比有以下几个方面的优势： 1 数码印花的生产过程使原有的工艺路线大大缩短，接单速度快，打样成 本大大降低。 由于数码印花的生产工艺流程摆脱了传统印花在生产过程中分色描稿、制 片、制网过程，从而大大缩短了生产时间。接受花样的方式，可以通过光盘、e m a i l 等各种先进手段，一般打样时间不超过一个工作日，而传统打样的周期一般在一 周左右。另外由于工艺的简化使打样成本也大大降低。 2 数码印花技术的原理使得其产品打破了传统生产的套色和花回长度的限 制，可以使纺织面料实现高档印刷的印制效果。 由于数码印花技术可以采用数字图案，经过计算机进行测色、配色、喷印， 从而使数码印花产品的颜色可以理论上达至u 1 6 7 0 万种【1 8 1 9 】，突破了传统纺织印 染花样的套色限制，数码印花的工艺过程中不受“花回”的限制，特别是在对颜 色渐变、云纹等高精度图案的印制上，数码印花在技术上更是具有无可比拟的优 4 纺织品静电印花墨粉制备东华大学硕士学位论文 势。 3 数码印花生产真正实现了小批量、快反应的生产过程，生产批量不受任 何限制。由于数码印花生产过程全部实现计算机化的数字生产，从而使生产灵活 性大大提高，一些产品甚至可以实现当日交货，立等可取。 4 高精度的喷印过程中不用水不用色浆，染料的使用由计算机“按需分配”， 因此喷印过程中，染料的浪费很少，没有废水产生，且不产生噪音，实现了绿色 生产过程，从而使纺织印花的生产摆脱了过去高能耗、高污染、高噪音的生产过 程，实现了低能耗、无污染的生产过程，给纺织印染的生产带来了一次技术革命。 数码印花与传统的印花方法相比，速度更快，图案、颜色、批量不受限制。 大量按照客户的设计所进行的小额订单和单一订单的生产是建立在可靠的快速 反应系统之上，从而有效降低了小批量、多品种产品生产的成本。 1 3 2 静电印花与喷墨印花的比较 1 3 2 1 静电印花与喷墨印花【2 0 】的相同点： 1 、图案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3 6 0 d p i ( 1 更l 网印花常规l o o d p i ，最大2 5 5 d p i ) 甚至可达至j j l 4 4 0 d p i ，细度精度小 于0 1 m m ，墨点重叠精确度为0 0 4 m m 容差；所以理论上能印制出2 5 6 个颜色层次 的1 6 7 0 万个颜色【2 l 】。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 。 2 、织物静电印花和喷墨印花为非叩压式【2 2 1 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。 3 、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2 - - 3 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。 4 、批量由于不需制版，因此可以加工任意大小的印花产品，而传统印花 最小批量也要1 5 0 0 m 左右，印染企业从而能够很好适应多变的市场需求。 5 、节省劳力和印花机之类大型设备相比喷墨印花和静电印花用的是小型 5 纺织品静电印花墨粉制备 东华大学硕士学位论文 设备，需要移动的只有机头部分和织物输运部分，它们的结构都较为简单( 如果 是平台式，则织物输运部分也没有) 。 6 、场地由于免除了一些易沾污生产场地的工作，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等的场地。 7 、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1 1 0 ，保持了工作场地的洁净。喷墨方式的噪音低， 这点也是易被认可的，所以可在和图案设计有关的工作场所中使用。 1 3 2 2 静电印花的优点： 1 喷墨印花速度慢，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却是l 米需要几分钟】。它的低速成为喷墨 印花发展的瓶颈：但静电印花同激光打印机类似，印花速度可达到每分钟几米。 2 喷墨印花设备采用喷嘴喷射墨水方式运行，喷嘴容易堵塞。一个喷头有 1 2 8 - - 5 1 2 个喷嘴组成，其中一个喷嘴堵塞就会造成印花废品，喷头一般不能修复， 只能报废，运行成本很高；静电印花设备是采用感光硒鼓和墨粉打印，虽然硒鼓 也有一定的使用寿命，但它一般可通过重新涂覆感光层修复，因此设备运行成本 可能较低。 3 为防止墨水渗化，喷墨印花织物必须进行专门的防渗化前处理，使织物 达到喷墨印花所需要求；静电印花织物不需进行防渗化前处理，可直接在织物上 印花，而且印花之后织物的清洗也更简单，更省水。 1 3 3 静电印花的限制【卅 目前的静电印花技术的发展存在着以下几个问题： 1 生产成本高。目前静电印花生产虽然在节能、环保方面改善明显，但耗 材成本过高，显然成为产品普及的一个主要障碍。 2 设备的软硬件水平目前还无法满足较大批量的连续生产。 3 墨粉制备工艺对产品最终质量影响较大，而且人为因素较大。 4 目前适用于静电印花的染料品种十分有限( 目前仅分散染料一个品种) ， 从而使静电印花的工艺受到一定的限制。 6 纺织品静电印花墨粉制各东华大学硕士学位论文 1 4 本课题研究的内容及意义 1 4 1 研究内容 本论文采用分散染料、树脂、磁粉等原料制备静电印花墨粉，对涤纶织物进 行固相印花。通过对各种墨粉制备方法的研究、筛选，得出较好的墨粉配方。然 后对各种墨粉印花效果进行评测，不断改进墨粉制备途径，使其达到更好的印花 效果。因此，本论文的工作内容主要是探索制备墨粉的工艺处方，并且对墨粉的 性能和印花效果进行测试。 本论文试验了四种制备墨粉的方法：手工破碎法、球磨法、气流粉碎法和喷 雾干燥法。并对每一种方法制备的静电印花墨粉进行了应用及分析。 1 4 2 本课题研究的意义 数码印花是计算机技术在纺织生产中应用的一次革命性的突破，虽然就计算 机技术本身而言并没有什么太多的先进性，但其在纺织生产中的应用，使纺织印 花生产打破了旧的生产模式，产生了质的飞跃。数码印花产品的应用领域是十分 广泛的，随着数码印花技术的不断成熟与发展，数码印花产品的普及程度一定会 越来越高。数码印花技术的发展速度和普及速度迅速增长。设备的性能迅速提升， 耗材成本不断下降，数码印花产品正在逐渐被世人认识并接受。随着计算机技术 的飞速发展，数码印花技术及设备也一定会不断完善。数码印花技术可以迅速地 改变我们传统的设计理念和设计模式，对服装消费理念和方式必将产生一种革命 性的推动，从而启动一个全新的“数码服装 消费市场【2 5 。 纺织品静电印花技术作为一种数码印花技术，适应快速变化的现代生产和贸 易的要求，大大减少了印花工序，降低了污染，具有广阔的发展前景。静电印花 主要应用于一些个性化、小批量、快速反应及对环保要求较高的领域及印染生产 企业的打样上。这些技术使得在各种纺织品面料上印制各种高精细图案成为可 能，在纺织品上小批量印制达到或接近高档印刷效果的图案【2 6 2 7 1 。 我们可以看到在不久的将来，静电印花产品的普及程度会呈跳跃性的发展， 并有可能逐步替代传统印花的工艺及装备，为人类实现可持续可发展作出贡献。 7 纺织品静电印花墨粉制备 东华大学硕士学位论文 第二章基本原理 2 1 静电印花系统工作原理 静电转移印花主要有：充电、曝光、显影、转印、固着、后处理6 大步骤。 静电印花原理与静电复印原理【2 8 3 0 1 相似。 一充电：使光导体( 鼓) 带有一定极性和数量的静电荷。加高压直流电使丝 状电极放电，空气发生电离，使光导体表面产生与高压丝状电极极性相同的电荷。 二曝光：将设计好的印花图案通过镜头直接投影到暗室中的光导板上，在 明区电阻率降低，电荷流入地线；在暗区的电荷仍然保持在表面。至此，光导体 表面有的区域带静电荷，有的区域不带静电荷，结果就构成了“静电潜影 。曝 光时间控制在5 1 0 秒，光导体表面经曝光形成静电潜影的过程，除与光导体材料 的光致放电特性有关外，也与光源、光路系统等因素有关。 三显影：把不可见的静电潜影变成可见的图像。与静电潜像极性相反的色 调剂微粒，由于磁力作用，可以吸附在磁极旋转套筒表面形成磁刷，在光导体表 面附近，受电荷库仑力的相互作用吸附在光导体表面进行显影。 四转印：将光导体表面的染料图案转移至织物上。和充电一样，同样采用 带屏蔽罩的丝状电极电晕放电器，位于织物的一侧，施加直流转印电压，使织物 上沉积与染料所带电荷极性相反的电荷，且织物表面电场强度大于光导体表面静 电潜影的电场强度，染料就被静电力吸附到承印的织物上。 五固化：把转印到织物上的染料图像固着在织物上。此时分散染料虽然已 按“静电潜影”图像排列在服装织物表面上，但并未与织物纤维发生化学反应， 还必须根据分散染料染色特性，在1 8 5 - - 1 9 0 c 下处理3 0 s ，使它热熔固着染色。 六后处理：a 用静电消除器除去织物上的电荷；b 去除光导体表面未转移 的剩余染料。至此，静电印花工艺过程全部完成。 2 2 墨粉细度特性3 1 】 颗粒的形状对粉体的许多性质都有重要的影响，如流动性，附着力，填充性 8 纺织品静电印花墨粉制各东华大学硕士学位论文 和化学活性等。颗粒形态的最基本指标有： 1 粒径 颗粒状物料，由于应用场合不同，测量的方法也往往不同，所得到的粒径值 当然也不同，如：在显微镜下观察到的是颗粒在与视线垂直的平面上的尺寸，筛 分所得到的粒径是筛孔尺寸，沉降所得到的是某种沉降特性相同的球形颗粒的直 径，等等。在实践中，我们所涉及到的往往并不是单一粒径，而是包含不同粒径 的若干颗粒的集合体，即颗粒群。其平均立即通常用统计数学的方法来计算，常 用的有数均粒径、体均粒径、重均粒径等。 2 粒度分布 所谓粒度分布即粉体中不同粒度区间的颗粒含量。若将粒径d p 作为随机变 量，当其取值小于任意指定的d p 这一事件具有概率p d p d p ) ，且此概率仅与d p 值有关，即它是d p 的函数f ( d p ) ，则可表示为 p d p d p = f ( d p ) 式2 1 如果在a d p 区间里有 心( 见) = 盟等型 舡2 且是哿，( q ) = f ( 啡) = 厂( q 式2 3 则函数f ( d p ) 称为随机变量d p 的累积分布函数，函数f ( d p ) 称为d p 的分布密度 或频率分布函数。平时常用分布曲线的半高宽或一种统计粒径的标准差来描述和 比较颗粒集群的粒度分布大小。 2 3 制备墨粉设备的工作原理 2 3 1 喷雾干燥器的工作原理及特点【3 2 】 喷雾干燥是采用雾化器将原料液分散为雾滴，并在热的干燥介质中干燥而获 得固体产品的过程。原料液可以是溶液、悬浮液或乳浊液，也可以是熔融液或膏 糊液。根据干燥产品的要求，可以制成粉状、颗粒状、空心球或团粒状等。 9 纺织品静电印花墨粉制各东华大学硕士学位论文 2 3 1 1 喷雾干燥装置的工艺流程 图2 一l 喷雾干燥装置的工艺流程 1 供料系统：2 空气过滤器；3 鼓风机；4 空气加热器：5 热风分布器；6 雾化 器；7 干燥室；8 一旋风分离器；9 弓i 风机；1 0 ，1 1 卸料阀；1 2 料液贮槽 喷雾干燥装置所处理的料液虽然差别很大，但其工艺流程却基本相同。图2 一l 所示的是一个典型的喷雾干燥装置工艺流程。原料液由泵送至雾化器；干燥 过程所需的新鲜空气，经过滤后由鼓风机送至空气加热器中加热到所要求的温度 再进入热风分布器；经雾化器雾化的雾滴和来自热风分布器的热风在干燥室中接 触，使雾滴得到干燥；干燥的产品一部分由干燥器底部经卸料阀排出，另一部分 与废气一起进入旋风分离器分离下来；废气经引风机排空。 喷雾干燥时雾滴群的比表面积很大，物料干燥所需的时间很短，工业生产中 每小时喷雾量可达几百吨；干燥介质入口温度可达摄氏几百度，但在整个干燥过 程的大部分时间内，物料温度不超过空气的湿球温度，适合热敏性物料( 例如食 品、生物制品和染料等) 的干燥；可以在较大范围内改变操作条件以控制产品的 质量指标，如粒度分布、湿含量等；可以将蒸发、结晶、过滤、粉碎等操作过程 用喷雾干燥一步完成。然而，当干燥介质入口温度低于1 5 0 时，干燥器的容积 传热系数较低，低温操作的热利用率较低，干燥介