【集萃網(wǎng)觀察】紡織品靜電印花的原理是，將客戶的設(shè)計要求由計算機設(shè)計存儲；經(jīng)電腦處理后的圖形圖像，通過靜電潛像顯影，將適用于織物的彩色墨粉轉(zhuǎn)印到被印織物上；再經(jīng)高溫固色，得到所需的圖案花紋。噴墨印花則是由計算機按設(shè)計要求，控制含有色素的油墨在壓力驅(qū)動下，經(jīng)由噴嘴噴射到被印基質(zhì)(織物)上，形成花紋圖案；根據(jù)油墨系統(tǒng)的性能，經(jīng)適當后處理，使織物具有一定牢度和鮮艷度。
1、靜電印花和噴墨印花的共同點
(1)數(shù)碼印花與計算機CAD系統(tǒng)相結(jié)合，理論上圖案設(shè)計不受顏色數(shù)目或網(wǎng)版套印誤差的限制。其圖像分辨率一般達360dpi(圓網(wǎng)印花常規(guī)100dpi，最大255dpi)，有的甚至可達1 440 dpi，細度精度小于0．1 mm，能印制出256個顏色層次的1 670萬個顏色，使圖案具有很好的層次表現(xiàn)性。圖案設(shè)計及修改極為方便，客戶可以通過網(wǎng)絡(luò)從計算機上看到最終的圖案效果，并能加以修改，真正實現(xiàn)“所見即所得”。
(2)在靜電印花和噴墨印花中，印花頭不直接接觸織物，因而對織物類型沒有限制。
(3)印花流程簡單，省卻了復(fù)雜的篩網(wǎng)制版和配色調(diào)漿工序。從客戶提交花樣到打樣生產(chǎn)，只需2—3d，大大提高了印染企業(yè)對市場需求多變的快速反應(yīng)能力。
(4)可自由調(diào)整圖形大小和位置，允許批量定制，單位生產(chǎn)成本與產(chǎn)量關(guān)系不大。因此，理論上可以加工任意大小批量的印花產(chǎn)品，可以降低小批量成本。
(5)無需色漿調(diào)制、網(wǎng)版清洗和網(wǎng)版更換，工作環(huán)境清潔。另外，圖案數(shù)據(jù)可用光盤、磁盤儲存，毋需占用保存網(wǎng)框和花筒等場地。與印花機之類大型設(shè)備相比，噴墨印花和靜電印花用的是小型設(shè)備，且工序縮短，人力節(jié)省，操作簡便。
(6)由于減少了染料用量以及未染著染料，從而減少了有色廢水。
2、靜電印花的優(yōu)點
(1)印花速度提高 普通的圓網(wǎng)印花速度為40m／min以上，噴墨印花的速度一般為0．1—0．33m／min。從現(xiàn)有的紙張復(fù)印或激光打印速度估計，織物靜電印花速度至少可達到10—15 m／min。
(2)流程簡單 噴墨印花油墨是液狀的，印花時為防止油墨滲化，必須對織物進行上漿處理，印花后還需將這些漿料洗除。靜電印花則采用固體墨粉，不存在滲化現(xiàn)象，因此可直接在織物上印花，無需前處理，而且印花后織物的清洗簡單、省水。
(3)降低費用
①印花材料費用降低 有人將日本的四色靜電印花機與噴墨印花機進行了比較，靜電印花的速度約是噴墨印花的50倍，而每平方米所需印花材料的價格約是噴墨印花的二百分之一，可見靜電印花的材料價格遠遠低于噴墨印花的價格。
②印花機配件的費用降低 噴墨印花機的設(shè)計要求高、成本高，特別是噴嘴的壽命問題急需解決。目前墨水的成本高，種類少，并且適應(yīng)性差，墨水易堵塞噴嘴，影響產(chǎn)品正品率；靜電印花采用粒徑為5—10μm墨粉打印，毋需噴嘴，減少了設(shè)備器材方面的損耗。
3、靜電印花研究進展
靜電印花是在紙張靜電復(fù)印與激光打印原理的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。普通的紙張復(fù)印或激光打印印刷油墨與紙張之間保持一定間隔，在不直接接觸的情況下，在靜電場作用下使印墨轉(zhuǎn)移到紙張上，然后通過加熱固著在紙上。紙張復(fù)印是間歇式操作，一次印出一張單張的紙，而且門幅十分狹窄�？椢镉』ǖ囊髣t與紙張復(fù)印的不同，必須對靜電印花的系統(tǒng)設(shè)備及墨粉進行改進，以達到織物印花門幅寬且連續(xù)式運行等要求。因此，其加工設(shè)備也有所不同，以適應(yīng)高速連續(xù)化操作�？椢镬o電印花墨粉可以是粘著型，也可以是染著型，但織物印花之后還必須進行固著處理，以滿足織物的各項牢度，如干濕摩擦牢度、耐洗牢度和日曬牢度等。
近年來，美國喬治亞技術(shù)學(xué)院在連續(xù)化織物印花的靜電印花系統(tǒng)方面，進行了大量的研究。據(jù)有關(guān)文獻報道，美國喬治亞理工學(xué)院研制成功了靜電印花的復(fù)印機�？椢锵嗬^通過三臺復(fù)印機，就可印出五彩斑斕帶電荷區(qū)域，布面在與滾筒接觸時，在布的反面加上負電荷，使布面上形成正像，再通過加熱輥就能使顏料固著在織物上。他們主要研究的是粘合型墨粉，制備墨粉時，使用熱固型樹脂作為載體。雖然熱固型樹脂具有良好的摩擦牢度，但固著時間太長，會使織物泛黃。用于棉織物時，濕摩擦牢度以及手感不近人意。據(jù)美國喬治亞理工學(xué)院發(fā)表的文獻報道，制備一個熱塑型墨粉和三個熱固性墨粉，分別用于棉、絲、滌綸、尼龍印花，有一定的印花效果，但織物手感不佳，轉(zhuǎn)移率較低。
多年來，日本也在研究這項技術(shù)。2002年11月，日本工業(yè)界試制了與噴墨印花裝置完全不同的靜電電子印花裝置。目前已有單色到四色的印花裝置，今后會發(fā)展到八色以上。2004年2月，國外報道了一項電子—靜電印刷直接印花系統(tǒng)。該系統(tǒng)正處于試驗階段，并配有液狀分散或活性染料調(diào)色劑，與一個靜電荷轉(zhuǎn)移系統(tǒng)的圖像接收轉(zhuǎn)鼓�？梢�，該印花系統(tǒng)既與噴墨印花一樣采用液體油墨，又類似于靜電復(fù)印采用的靜電轉(zhuǎn)移技術(shù)
1987年，北京紡織科學(xué)研究所薛迪庚、朱關(guān)福用氧化鋅和聚乙烯咔唑-三硝基芴酮等光導(dǎo)體，研究其在黑暗中為絕緣體和曝光后為導(dǎo)電體的特性，并將圖案或攝影照片直接在織物上成像印花的新工藝。自此之后，國內(nèi)未見后續(xù)研究報道，到2004年國內(nèi)又出現(xiàn)相關(guān)的文獻報道。
通常，靜電印花所用墨粉由磁粉、著色劑、粘合劑和電荷調(diào)節(jié)劑等組成。
墨粉一般都制成四色，即采用印刷行業(yè)常用的CMKY四色印制方式。靜電印花的墨粉主要分為兩類，即顏料(粘著)型和染料型。
采用顏料(粘著)型墨粉印花時，墨粉熔融固著在織物上。其粘合劑一般系電絕緣性很高的高分子聚合物，與顏料和織物都有很好的粘附力，印花后毋需后處理。這一類型的粘合劑與紙張復(fù)印用墨粉中的粘合劑類似。國際上研究這類墨粉的報道較多，如美國喬治亞技術(shù)學(xué)院選用了改性環(huán)氧類、聚酯類以及乙烯醋酸酯(ethylenevinylacetate，EVA)共聚物作為紡織物靜電印花墨粉粘合劑。這類墨粉在紙張印刷方面已有較成熟的應(yīng)用，但在織物印花上還存在較大的問題，如色牢度和織物印花部分手感較差、顏色不鮮艷等。
染料型墨粉理論上能較好地彌補上述不足。由于著色劑是染料，因此織物印花后的各項性能基本上與傳統(tǒng)織物印花相似。目前，染料型墨粉采用的著色劑主要是分散染料，利用分散染料的熔融和升華性能染著在滌綸織物上，此時墨粉中只有染料進入纖維固著，其余的助劑需要除去，粘合劑只起到墨粉顆粒的成型作用，與印花后的織物手感等無關(guān)。由于墨粉中的分散染料在印花過程中需要從墨粉中轉(zhuǎn)移到織物上，要求墨粉中的染料和粘合劑親和力低于染料和織物的親和力。根據(jù)染料和墨粉的特征，一般粘合劑選用極性較大的高分子材料。
墨粉中另一重要組分是電荷調(diào)節(jié)劑。光電復(fù)印和激光打印的質(zhì)量受多種因素支配，其中電荷調(diào)節(jié)劑起著十分重要的作用。它可分為有色和無色兩種，前者用于黑白復(fù)��；后者用于彩色復(fù)印。按電荷屬性又可分為正電性和負電性電荷調(diào)節(jié)劑。由于紡織品靜電印花是彩色的，故采用五色電荷調(diào)節(jié)劑。無色負電性電荷調(diào)節(jié)劑是1：2金屬絡(luò)合物，如水楊酸類的鉻絡(luò)合物及鋅絡(luò)合物。無色正電性電荷調(diào)節(jié)劑主要集中在脂肪族及芳香族的季銨鹽。
本試驗研究了染料型墨粉，主要研究原材料的選用和墨粉的制備方法。墨粉采用球磨法、噴霧干燥法和氣流粉碎法制備，粘合劑選用天然的淀粉及海藻酸鈉。這些都是傳統(tǒng)印花常用的糊料，原料易得，價格便宜且環(huán)保。印花后織物用水清洗，不影響手感。
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