淺談噴墨印花承印材料表面潤濕效果的改善措施

文 周廣亮

潤濕理論知識

在物體表面一種流體被另一種流體替代的過程我們稱作潤濕。在印花過程中使用的液體墨水和環境中的空氣都可以作為一種流體。從定義上來看，我們在印花時油墨向承印物表面的轉移和印花后承印物表面油墨的干燥都屬于潤濕過程，在這我們主要分析前者。

任何物質表面都有相應的界面能，在印花過程中，當墨水替換掉空氣吸附在承印物表面時，會有能量的變化，這決定了墨水能否潤濕承印物表面。若在油墨替換空氣過程中，釋放能量，則潤濕過程可以自發進行；若需吸收能量，則潤濕過程不能自發進行，即承印物不能被油墨潤濕，這就需要對承印物表面進行處理，提升其潤濕效果。

通俗講，主要分析在這一過程中的兩種關鍵物質即可：油墨和承印物。若油墨的表面界面能高于承印物表面界面能，油墨若想潤濕承印物表面，需要吸收能量來將承印物表面界面能轉變成油墨表面界面能（油墨粘附在承印物表面后承印物的表面界面能消失），那這種潤濕不能自發進行；反之，承印物表面界面能若高于油墨表面界面能，則可以很好的潤濕。所以，高能承印物表面對油墨會有很好的潤濕效果，這也是在本文中沒有提及金屬、高分子樹脂等高界面能承印材料潤濕性能改善措施的原因。

當然，在潤濕理論知識中，還涉及到分子間結構相似互溶理論和粗化表面潤濕性理論知識，在后面會有相應的介紹。

紡織品表面潤濕效果的改善

在印刷過程中，常見的溶劑有油性和水性溶劑，其中油是有機液體的統稱，分子結構對稱，偶極矩為零，屬于非極性物質；而水分子結構不對稱，是一種極性很強的物質。在潤濕過程中，極性分子對極性分子有很強的親和力；非極性分子對非極性物質有很強的親和力；極性分子與非極性分子具有互憎性。這就是分子間結構相似互溶原理。

對于紡織品噴墨印花工藝，由于紡織品表面通透性、柔軟性以及與墨水呈色物質的結合效果不理想等原因，整個工藝過程相對復雜，需要對紡織品進行印花前上漿處理。

紡織品纖維大多數是高分子非極性化合物，所以紡織品表面對油性分子有很好的親和力，能夠被油性墨水很好的潤濕?？稍谡麄€紡織品噴墨印花工藝里面，上漿流程中的漿料中的溶劑為去離子水，并且使用的墨水也在向環保方向發展，水性墨水也在噴墨印花中占有很大的比例。所以，在紡織品噴墨印花工藝中，我們不僅要分析油性墨水對紡織品表面的潤濕效果；還要改善水性溶劑對紡織品表面的潤濕效果，保證整個印花工藝的正常進行。

前面已經提及，紡織品纖維非極性分子具有親油憎水性，被水性溶劑潤濕比較困難，針對這一種情況我們主要通過電暈的方式來進行改善，在紡織品兩側加上強力電場，在場強的作用下可以激發出環氧基、過氧化物、羧基、羥基等極性基團與纖維高分子進行交聯反應，這些親水性極好的基團會在電荷力的作用下在紡織品表面均勻的排列，提高其表面的潤濕效果；同時，紡織品表面的分子的有序排列也會增大其表面界面能，進一步提升其表面潤濕效果。

對紡織品的電暈處理還會受到紡織品材質、厚度的影響，所以在做電暈處理前還要視情況進行進一步調整。還有，進行電暈后的紡織品要盡快進入到下一生產工序，避免因經時效應帶來的潤濕性能改變的現象。

塑料表面潤濕效果的改善

塑料類承印物，相對于其他承印物，又有著表面平滑度高、滲透性差、界面能低等特點，更不利于被油墨潤濕，需要在印刷前對其進行處理。

當然，對于塑料高分子表面，我們也可以通過電暈處理的方式來促使激發出的游離基與其發生交聯反應，以此來提高其界面能，促使油墨在塑料表面潤濕。可大多數塑料制品表面平滑度高、吸收性差，單純的靠電暈處理不足以解決問題。

這就要引入前面提及的粗化表面潤濕理論知識，在潤濕界面能理論的基礎上，我們假設物體A表面能夠被B流體潤濕，那么我們在對A表面進行粗化處理后，A表面的界面能就會隨著表面積的增加而增加，那么再被B進行潤濕時就會釋放出更多的能量，即A能被B更好的潤濕。當然，如果一開始物體A表面不能被B潤濕，那么A表面在粗化后更不容易被B潤濕。簡言之，粗化后的物體表面會提升其原來的潤濕趨勢：要么更好的被潤濕、要么更難被潤濕。這就是粗化表面潤濕理論。

在這一理論基礎上，我們首先要對塑料表面進行電暈處理，使之電暈后的塑料表面界面能高于油墨表面界面能，同時再對塑料表面進行粗化處理，增加其表面積，進一步改善其表面的潤濕效果，提升塑料承印物表面的印花適性。

塑料粗化可以通過粗化液溶解塑料中的部分組分來實現，在此過程中還要控制粗化液的組分比例、時間和溫度等參數來保證粗化效果。

結語

隨著材料技術的日益成熟和社會需求的提升，會有越來越多的承印材料涌入到噴墨印花領域。我們要根據承印材料的表面特性、結合潤濕理論知識進行綜合分析，進而合理的對承印材料表面進行處理，使之具有良好的潤濕效果，滿足噴墨印花工藝的需要。