1 噴墨印花用墨水的組成及性能要求

    目前，紙張用的噴墨打印墨水研究已經(jīng)接近成熟，但織物噴墨印花用墨水的研究才處于起步階段，而目角于織物纖維類別的不同，各項牢度要求與紙張打印有著明顯的區(qū)別，所以織物噴墨印花的墨水配方組成和性能必須要有嚴格的標準，才能適合用于噴墨印花系統(tǒng)。噴墨印印花用墨水的成分組成一般包括色素Of料或染料，或是混合內(nèi)冰、有機溶劑和添加劑（引發(fā)劑，防菌劑，分散劑，pH調(diào)節(jié)劑，保濕劑）等。

噴墨印花用墨水性能的要求如下

(1)在基質(zhì)上能產(chǎn)生高質(zhì)量的圖案;

(2)具有良好的光牢度和濕牢度;

(3)墨水不能堵塞噴嘴，粒徑控制在1um以下;

(4)可以長期儲存，打印效果不受影響;

(5)墨水的物理性質(zhì)，如粘度，電導率，表面張力都在規(guī)定范圍內(nèi)(Cu噴墨技術要求粘度為2-1OmPa.s,DOD噴墨技術要求粘度為10-30mPa.s，導電率在750s/cm以上，表面張力在30-50mN/m);

(6)墨水無毒，安全，不易燃。

2 噴墨印花色素的種類

紡織品的噴墨印花使用的色素包括顏料和染料。染料主要有活性染料、酸性染料、分散染料，金屬絡合染料最近也有應用。通過噴墨印花所得到的織物表面的染料絕對量低于傳統(tǒng)印花，因此，需要通過一些前處理，提高染料在纖維上的飽和度。其中活性染料和酸性染料都需要前處理和后處理來提高染料的固色。而分散染料的后處理相對比較簡單，只需高溫烘干即可

2.1活性染料

活性染料主要是用來染棉纖維。良好的水溶性，牢度高是活性染料被應用到噴墨印花中的主要原因。采用的染料結構類型主要有兩類:一類是二氯二嗓類，另外一類是乙烯礬硫酸醋類。后者由于在堿性條件下乙烯礬與離子化的纖維素形成共價鍵，因此可以獲得較好的水洗牢度和光牢度。但是在活性染料的后處理液中水解的染料占有不小的比例，增加了成本并加重了環(huán)境污染問，也極易造成沾色。有專利報道含有一氯三啼基的活性染料具有良好的熱性能，適合用于紡織品的噴墨打印。下列是一些具有一氯-嗓基的活性染料:

C.1活性黃3,6,12,18

C.1.活性橙2,5,13,20

C.1.活性紅3,4,7,12,13,15,16,24,26,29,31,32,33,43,45,46,58,29

C.1.活性紫1,2

C.1.活性藍2,3,5,7,13,14,15,25,26,39,40,41,46

C.1.活性綠5,8

C.1.活性棕1,2,7,8,9,11,14

C.1.活性黑1,3,8,10,12,13

活性染料復配成的噴墨印花墨水組成代表例見表1:

#p#副標題#e#

 2.2 酸性染料

酸性染料適用于毛，絲和尼龍的染色。由于范德華力是酸性染料和纖維間的主要吸引力。分子體積小導致酸性染料和纖維間的范德華力較弱，另外酸性染料和纖維問的負電荷排斥力也降低了它們相互的作用力，導致附著性差。因此，需要對織物進行前處理，提高染料和織物問的結合力。有人嚼棉纖維陽離子化改性，采用的是帶有非活性的季錢鹽交聯(lián)劑，取得了不錯的效果。加人陽離子聚合物目的在于吸引固定相反電荷的染料分子，這些聚合物上含有的活性基團能夠與纖維反應形成交聯(lián)。但是采用陽離子型的處理劑容易使某些染料產(chǎn)生色變。常見使用的品種有：

C.I.酸性黑2,7,24,26,48,52,58,60,107,109,118,119,131

C.I.酸性紅1，8，,17,32,35,37,42,52,57,92,115,IL9,131,133,134,154,186,249,254,259

C.I.酸性藍9,29,62,102,104,113,117,120,175,181,205,207,220,221

C.I一酸性黃3,17,19,23,25,29,38,49,59,61,72,79,110,127,135,143,219,227

由酸性染料復配成的噴墨印花墨水組成代表例見表2

2.3 分散染料

分散染料主要用于滌綸織物的染色。分散染料需要研磨成細小的顆粒才能使用，顆粒大，溶解效果差，也容易堵塞噴嘴，顆粒太小又容易聚集成大顆粒，也不適合用于噴墨印花，分散染料需要有機助溶劑才能溶解，并目.需要分散劑的加人才能穩(wěn)定的在墨水中存在。有報道顯示帶有烷烴氨基的分散染料可以提高光牢度。經(jīng)常使用的品鐘有，蔥釀，酞蓄染料，毗咯琳，氧雜蔥，吩嚓，次甲基，毗吮酮，氨基毗哇等。

經(jīng)常用的品種有:

C.I.分散黃7,54,64,70,71,100

C.I.分散橙25,37,119

C.I.分散紅50,60,65,146,239

C.I.分散紫27

Cl.分散藍26,35,55,56,81:1,91,366

由分散染料復配成的噴墨印花墨水組成代表例見表3和表4:

#p#副標題#e#

2.4 金屬絡合染料

另外有專利報道將含有金屬絡合的黑色雙偶氮染料用到噴墨印花中，這種染料可以用于許多改性或天然的織物，如棉，毛，絲，皮革，聚酞胺，聚醋等。印花后圖案具有良好的光密度，濕牢度及光穩(wěn)定性。這類染料由于共扼體系增大，適合于產(chǎn)生深顏色的染料，如黑色和藍色，結構如下：

2.5 顏料

顏料由于其不與任伺纖維發(fā)生反應，所以需要加人粘合劑使之固定在基質(zhì)上。顏料的優(yōu)點在于耐光牢度和耐水牢度高，而且在噴墨印花流程中后處理簡單，不需要水洗。但缺點也很明顯顏料的色譜有限顏色不艷麗，透明度不好，而且顏料價錢比較昂貴，在液相體系中，經(jīng)常要將顏料粉碎成非常細小的顆粒，還要借助分散劑才能使之在體系中穩(wěn)定，并日粘合劑的加人也會影響織物的手感。經(jīng)常使用的品種有:

C.I.顏料黑7,11,

C.I顏料紅1,2,3,5,17,23,31,48:2,49:1,52:2,57:1,64:1,114,123,146,149

C.1顏料藍1,2,15,152,15:5,17:1,56,60,63

C.I顏料黃1,3,12,14,17,13,14,34,42,53,55,81,100

由顏料復配成的噴墨印花墨水組成代表例見表5:

 3 紡織品噴墨印花用染料研究發(fā)展趨勢

由于顏料的粒子太小，其對噴嘴的堵塞，墨水的流變性和穩(wěn)定性靚R敏感，而目受到粘度的限制，顏料墨水很難產(chǎn)生顏色較深的圖案，這對它的研究和開發(fā)造成了很大的障礙，而染料由于其優(yōu)良的溶解性，穩(wěn)定性，在未來的噴墨印花印墨中會占據(jù)主要的位置?，F(xiàn)今在織物噴墨印花中采用的墨水配方大都因受染料性能的影響而要加人許多添加劑，這些添加劑不僅容易影響織物的手感，而且增加了配方研制的難度，還帶來了生產(chǎn)成本的增加，有的染料還需要前處理和后處理程序來提高染料的固色。想要從根本上解決這個問題，就要從染料本身解決，即研制出高性能的染料，減少添加劑加人，簡化流程。

高分子染料具有很多優(yōu)點，比如溶解性，吸收度，遷移性，粘度都可以控制調(diào)節(jié)，不易升華，耐摩擦，毒性低。其作為一種功能性高分子適合作為織物噴墨印花用的染料。有報道將分子中帶有氨基或羚基的活性染料進行改性，通過與CH=0001作用，可引人C=C雙鍵。然后噴射到織物表面后，在織物表面引發(fā)聚合，得到的聚合性染料不需要水洗一〔序就可以在纖維素纖維和蛋白質(zhì)的纖維中固色。但如果染料分子中有助色基團如，硝基，輕基，氨基的存在，會使得聚合度降低。而通過先合成聚合物，再將發(fā)色團連接到側鏈上得到的垂掛式高分子染料各項性能易于控制，合成簡單A3查合用于開發(fā)研究。高分子染料在織物噴墨印花中的研究主要有下面兩個方向。

3.1提高染料的牢度

高分子材料在目前的噴墨印花技術中經(jīng)常作為一種粘合劑來固定染料，如果再將發(fā)色團和高分子以化學鍵結合起來，無疑會提高各項牢度。

3.1.1 利用高分子鏈與基質(zhì)的作用提高牢度

紙張的噴墨打印墨水利用高分子鏈上的基團與纖維素中的羚基形成氫鍵，提高牢度，因此，這種路線很適合用于紡織品的噴墨印花用染料設計。

WinfriedMennir:ke制備了一種含有多烯多胺型的水溶性高分子染料，這種染料很適合用于含有纖維素和酞胺基團的基質(zhì)。他采用二乙烯二胺和脂肪酸的縮聚產(chǎn)物作為高分子基體，與一些具有活性伯，仲氨基的染料(B結構)通過三聚氯氰連接，三聚氯氰與高分于上鏈上的氨基總和的摩爾比為1:5，制成的高分子染料(C結構)由于未反應的氨基與纖維素基質(zhì)間的氫鍵作用，增強了濕牢度。并發(fā)現(xiàn)在高分子基體里加人酞胺基團，可以改善高分子染料的水溶性，此染料能夠在pH小于9的條件下使用。#p#副標題#e#

 3.1.2 通過高分子染料本身的化學反應提高濕牢度

這類高分子染料主要依靠高分子鏈上的官能團在一定pH值下發(fā)生成環(huán)反應，從而降低分子的水溶性。

Pawlowski,NormanE將帶有磺酸基的芳香環(huán)染料經(jīng)過氯磺化改性，先與乙醇胺反應，再將乙醇上的9基置換成鹵素，連接到聚乙烯醇分子鏈，再投入與聚乙烯醇中烴基摩爾比為1：2的氯乙酸。通過調(diào)整染料，聚乙烯醇，氯乙酸的含量可以平衡產(chǎn)物的親水，親油平衡。梭基主要是提高高分子側鏈的水溶性。當產(chǎn)物處于酸性或中性時，環(huán)上的撥基和羚基就會發(fā)生閉環(huán)反應，產(chǎn)生五元或六元環(huán)，形成環(huán)醋。從而分子的水溶性降低。機理如下:

3.2 增加染料功能性

在噴墨印花中，高分子經(jīng)常被應用于天然或合成的織物纖維改性來改變織物外觀，手感，以及降低縮水，阻燃等，如果高分子染料在印染的同時還可以對織物纖維的性質(zhì)進行改善，那么無疑會縮短噴墨印花的工序，提高效率。另外，通過高分子的改性可以擴大高分子染料應用的對象，提高染料的通用性。

4 結束語

高分子染料對提高染料性能降低生產(chǎn)成本，縮短流程等方面都有著明顯的優(yōu)勢，在噴墨印花中具有很好應用前景，但是由于噴墨印花對墨水性能要求非常嚴格，即使采用了高分子染料，還是需要添加一些必要的助劑完善墨水的性能。