水性印刷油墨在纺织品涂料印花中的应用

2020-12-20欧阳少敏

纺织报告 2020年2期

欧阳少敏

（荆楚理工学院，湖北荆门 448000）

在我国可持续发展战略领导下，各个领域都朝着节能环保的方向发展，纺织品的印花也不例外。水性油墨以其无毒、环保的优势占领食品、烟酒、药厂等包装市场，在纺织品印花中也逐渐开始使用水性油墨，相较于水性印花涂料，水性油墨的优点十分显著。

1 水性油墨的优势

水性油墨主要是由颜料、连接料、助剂等物质组成。颜料为油墨提供颜色，连接料保障了油墨的转移性，其中，连接料分为水稀释型和水分散型。水稀释型可以使用丁烯二酸树脂、紫胶、水溶性丙烯酸树脂等树脂；水分散型连接料是通过单体聚合在水中乳化所得，呈水包油乳液型。

水性油墨的附着力、柔软性、弹性、耐水洗性等都比较好，墨性稳定，不易燃不易爆，干燥迅速，在印刷表面残留的毒物较少，几乎不会释放挥发性有机化合物（Volatile Organic Compounds，VOC），健康环保，可应用于T恤等贴身衣物的印花。水性油墨主要体现3种优势：不污染环境、减少有害物残留、降低成本。

1.1 不污染环境

VOC是大气污染中的主要污染源，普通油墨会释放大量VOC，而水溶性油墨是以水作为载体，所以，在生产和投入使用的过程中都不会释放VOC。对于低浓度的VOC释放，一般油墨制造厂不会采取高成本的处理方法，如活性炭吸附，而是直接排放到大气中去，对大气产生了很大的污染。在印刷过程中，印刷机上方高浓度的VOC可以通过微生物或者催化燃烧等方法处理，但是在车间中的低浓度VOC就直接排入到空气中。而水性油墨不会污染环境。

1.2 减少有害物残留

由于水性油墨中没有有机溶剂，减少了印刷品表面的有害物质残留，能够保证食品安全，所以，被广泛应用在烟酒、食品、药品以及儿童玩具等包装印刷中，更好地保障了商品的安全性。随着生活水平的提高，人们对食品安全的重视度也越来越高。传统的溶剂型油墨难以达到当前的食品卫生安全标准，水性油墨环保健康的特点得到凸显。

1.3 降低成本

一方面，水性油墨能够在较薄的墨膜上进行沉积，所以，在单位面积印刷中水性油墨消耗的油墨量较少，与溶剂型油墨相比，水性油墨的涂布量减少了10%左右。在印刷过程中，清洗印版时，溶剂型油墨需要有机溶剂，而水性油墨只需要水就可以，所以水性油墨更加节约、经济。另一方面，一些印刷企业在采购油墨时，只看表面油墨价格，忽视了其他方面的消耗。以白墨为例，白墨单价较为便宜，但在实际的印刷过程中，要保证印品的遮盖力，所以，在使用白墨时，就需要更深的印版，导致墨层加厚，印刷速度较慢，不仅耗费油墨，而且产量难以提升，导致印刷成本增加。所以，水性油墨在降低成本方面，比其他油墨更加优良[1]。

2 水性印刷油墨在纺织品涂料印花中的应用

2.1 印花清晰度

由于水性印刷油墨的转移度较好，所以黏度较低，而且由于其更加接近牛顿型流体，即切应力与变形速率成正比的低黏性流体，如果将水性印刷油墨直接应用于纺织品印花，就会因为纺织品表面密集的孔隙，在纤维之间形成毛细管；而水性印刷油墨具有较好的流动性，会渗透到纤维的内部，出现渗扩，进而影响纺织品的印花质量，可能会出现纹理不清晰或者背渗的情况。所以，在将水性印刷油墨应用到纺织品涂料印花之前，就需要对水性印刷油墨进行处理。为了方便转移而降低黏度，在剪切力消失之后黏度增强，确保纺织品印花的清晰度。

向水性印刷油墨中科学、合理地加入一些假塑性增稠剂，就可以实现该目标。实验表明，增稠剂加入量与背渗率呈反比关系，也就是说，增稠剂用量越多，背渗率越低，印花的清晰度也越高，但是增稠剂的添加量也有一定的范围，并不是越多越好。当增稠剂的用量达到一定水平时，印花的清晰度以及背渗率都达到峰值，如果在此基础之上继续添加增稠剂，水性油墨的流动性就会变得很差，导致在三角形等有尖端的印花模板中，尖端浸润性也随之变差，使得印花的图形不完整，影响印花质量。在印刷过程中，应该根据实际情况，控制增稠剂的用量，确保纺织品涂料印花中图片的完整度和清晰度。

2.2 柔软度和耐摩擦色牢度

在水性印刷油墨中，颜料和纤维连接的牢固度是十分重要的，对纺织品的质量有重要的影响。聚合物乳液在水性印刷油墨中就是发挥该作用的，聚合物乳液能够保障印花产品的耐干、湿摩擦牢固度。聚合物乳液是以水为分散介质，所以无毒、安全、对环境无污染。但是，由于聚合物乳液在和涂料结合之后会形成膜，折光率的大小会有所改变，进而对颜料的折光指数产生一定影响，导致纺织品涂料印花的颜色、饱和度等相关指数有所改变，影响印花的质量，所以，在添加聚合物乳液的时候一定要控制好用量。实验表明，印花的耐干、湿摩擦色牢度与聚合物乳液的用量成正比，即聚合物乳液添加得越多，印花的耐干、湿摩擦色牢度越高。但是，当聚合物乳液的添加量超过50%时，聚合物乳液会成膜过厚、遮盖力度较强，导致印花的鲜艳度和强度受到影响而变暗。所以，为了保障纺织品涂料印花的质量，在使用聚合物乳液时，一定要控制好用量[2]。

由于水性印刷油墨与染料印花不同，不是颜料与纤维结合形成图案，而是通过聚合物的作用，将颜料与纤维黏连在一起。在不断向水性印刷油墨中添加聚合物乳液时，涂层随之不断加厚，会导致纺织品的印花部分变厚，印花的柔软度下降，手感变差。无论是什么种类聚合物形成的涂层，都会对印花的柔软度产生一定的影响。为改善这一问题，通常会在纺织品涂料印花处理中加入柔软剂来使纺织品涂料印花的手感变柔软。但是，柔软剂对纤维的静、动摩擦系数有所影响，纤维之间的微细结构也比较容易移动，会对纺织品印花涂层的牢固度产生影响，过量的柔顺剂会使印花的耐干、湿摩擦色度降低，影响印花质量。实验发现，柔软度与柔顺剂的用量成正比，而印花的耐干、湿摩擦色牢度与柔顺剂用量成反比，也就是说，柔顺剂添加得越多，柔软度越好，但印花的耐干、湿摩擦性能越差，这是柔软剂吸附在纤维表面，占据了聚合物的吸附空间导致的。在利用水性油墨进行纺织品印刷时，一定要平衡好聚合物乳液与柔软剂的用量，在保障印花耐干、湿摩擦的牢固性基础上，尽量提高纺织品的柔软度。

2.3 印花皂洗色牢度

在水性印刷油墨的应用中，为了保证印花中的涂料能够均匀分散，并且在储存时保持稳定，需要加入适量的浸润分散剂。浸润分散剂是一种常用于水性印刷油墨中的化学品，为清澈黄色液体。分散无机颜料的能力十分优秀，而且能够提高色彩的强度，增加颜料储存的稳定性，具有一定的防水性。然而，在树脂成膜时，这类活性剂会向表面移动，导致印花表面有密集的亲水基，当对纺织品进行皂洗时，亲水基极易与水结合，导致印花涂层出现脱落、裂纹或者褪色的情况，使得纺织品涂料印花受皂洗影响严重，影响纺织品的质量。所以，要对浸润分散剂的用量进行控制，在保障纺织品涂料印花存储稳定的情况下，尽量减少浸润分散剂的用量。实验表明，当浸润分散剂用量为0.3%时，水性油墨中的颜料粒子>50 µm，水性印刷油墨体系极不稳定，皂洗的稳定度和存储的稳定度都极低；当逐渐增加浸润分散剂的用量时，印花的皂洗稳定度和油墨体系稳定度也在逐渐增加；当浸润分散剂的用量达到一定程度时，油墨体系稳定性和皂洗稳定度达到峰值；当进一步提高浸润分散剂的用量时，油墨体系的稳定性不变，而皂洗稳定度由于表面亲水基密集程度的增大而降低，背渗率也骤然提高。所以，在水性油墨体系中加入浸润分散剂时，一定要确保用量适宜[3]。