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热升华转印技术总述

2013-7-22 19:32:44      点击:
传统的热升华转印是指通过丝网印刷将热升华转印油墨印刷到纸(或塑料膜)上,将印好图文的纸(或膜)与织物重叠在一起加热、加压或减压,纸(或膜)上的染料就成气相状态升华转移到织物上。除织物外,还可以转印到陶瓷、金属等制品上。热升华转印技术主要特点是转印图像色彩鲜艳,层次丰富,效果可与印刷媲美。与印刷不同之处在于转印油墨中的染料受热升华,渗入物体表面,凝华后即形成色彩亮丽的图像。所以热转印产品经久耐用,图像不会脱落、 龟裂和褪色。

  随着高科技突飞猛进的发展,热转印技术及水平也得到进一步扩展和提高,热转印技术广泛采用电脑进行图像处理与设计,然后通过高速高质喷墨打印机将图像打印在纸(或膜)上,省去了制版过程,还可以将热升华油墨涂布在塑料膜上分切成色带应用在智能卡的打印技术上。

  下面分三个问题进行论述:织物热升华转印技术;数码喷墨热升华转印技术;智能卡热升华转印技术。

  (一)织物热升华转印技术

  用热升华转印花纸在织物上印花的方法也叫气相法热转印印花。转印印花的基本生产方法是先将适用的染料制成油墨,然后印刷成花纸,再将花纸与织物重叠在一起加热加压或减压,纸上的染料就成气相状态升华转印到织物上。

  1.热升华转印油墨

  热升华转印油墨主要由热升

  (1)染料

  热升华转印印花用的染料可根据下列条件来选择:

  ①染料分子量一般不宜超过350;

  ②染料气体与纤维之间具有分子间作用力,并能向纤维内部扩散;

  ③染料热升华温度在200℃以下较为合适;

  ④转印到纤维上的染料色牢度符合穿着要求;

  ⑤纤维上的色泽鲜艳度好;

  ⑥染料与基纸无亲和力。

  常用的转印印花染料有蒽醌染料、偶氮染料、阳离子染料等。

  a.蒽醌染料的油墨配方及应用

  染料分子结构式为:


  分子结构式中,X是含有1~6个碳原子的烷基,它可以被取代,或是含有6个碳原子的环烷基。Y或Z两者可以是氨基,也可以一个是氰基,另一个是氢原子。

  把20g1-氨基-4-丁基氨基蒽醌-2-横酸钠,20g氰化钾、50碳酸钠及1000g水加热至80~90℃,直至该产物由原来的蓝色溶液变成完全沉淀为止。然后过滤该反应混合物,用水洗净并烘干后,可获得1-氨基-2,3-二氰基-4-丁基氨基蒽醌和少量相应的2-或3-位单腈化合物的混合体。

  把5份上述染料混合物与95份下述溶液一起,放在球磨机里研磨成细分散液。该溶液包括40份虫胶,50份甲基化酒精,8.5价单乙醇胺,3.5份吗啉,0.3份有机硅消泡剂以及15份水。

  将该油墨印刷在转印基纸上并烘干,然后将转印纸与聚酯织物在215℃下接触20s便得到十分清晰的蓝色染色物,具有良好的耐水洗与日晒牢度。在其它合成纤维及薄膜(如聚酰胺、聚丙烯晴、二醋酸纤维素或三醋酸纤维素)上,可以
获得良好的印花织物。

  b.偶氮染料的油墨配方及应用

  织物的深桔红色印花染料分子结构为:

  把7.5份含有以上分子结构的细分散状染料制备物与25%乙基纤维素放在调和器内制备,加入100份含有90份乙醇、5份丙酮和5份乙基纤维素的凹版印刷乳液,用高速叶轮搅拌机分散10min,得到波美度为22的稳定性印刷油墨分散液。用凹版印刷机按理想的花形取该油墨印制成转印纸,然后烘干。转印纸印有图纹的一面与织物接触转印,可得到轮廓清晰的转印印花。转印工艺条件为:温度210℃,压力0~100g/cm2,时间30s。织物上所得深桔红色图纹具有耐日晒、水洗、汗渍与摩擦牢度的特点。

  除蒽醌染料、偶氮染料外还常用阴离子染料、用于聚醋纤维的深黄色染料、聚丙烯腈纤维印花用分散染料、含羧酸基的分散染料、热转印印花黑色染料A和B等等。

  (2)连结料

  常用的树脂为低粘度乙基纤维素、乙基羟乙基纤维素(EHEC)、长油改性醇酸树脂等,常用溶剂有松节油、松油醇、高沸点烷醇、芳烷烃、溶纤剂等,其它尚有少量添加剂。对连结料的主要要求是与染料亲和力小,易释放染料气体,并有适宜的印刷适性、保存性及热转移适应性等。

  油墨配方举例(仅供参考)

  配方一:

  分散染料    16%

  硫酸钡     16%

  乙基纤维素   6%

  磷酸三甲苯酯  0.9%

  甲基异丁基酮  61.1%

  配方二:

  分散染料    2%

  2-乙基己醇   10%

  特种环氧树脂  2%

  水       86%

  2.基纸

  转印印花用的基纸应选择耐高温、耐重压、防止渗化、染料气体渗透性低并有较高抗张力的纸张。表面平滑度要高,以便能印刷精细的花纹,技术标准
如下。

  吸收性   40~100g/m2

  透气性   500~2000mL/min

  定量    50~70g/m2

  pH值    4.5~5.5

  污物    不允许有

  国外花纸用原纸,有荷兰产品,全系针叶木浆制造,其中化学装占50%,机械装占50%,这种纸在高温时不发黄,不发脆。

  也有用亚硫酸法针叶木化学浆纸,该纸加填充物有良好的耐高温性能,填充物配方如下(仅供参考)。

  三聚氰胺    0.8%

  松香      2.5%

  矾土      10%

  滑石粉     20%

  另外在花纸原纸上加有涂层,如有机硅、聚乙烯酸等物质,可以增加转印效果。

  3.印刷方法

  常用印刷方法有凹印、凸印、平印和网印四种。

  4.转印印花设备

  一般可分为两种两类。两种是:一种为间歇式的,一般称为平版式;另一种是连续式的,主要是热辊式。两类是:一类为加压类;另一类为减压类,即采取抽气的所谓真空转印印花,减压转印印花最适用于变形织物、起毛织物和不耐高温的织物,如腈纶膨体织物、人造皮毛等。减压转印印花也可以使一部分不耐升华的分散染料得到应用,从而扩大了染料的选择面;另一方面也可以增加得色量和转印速度。

  5.转印印花工艺

  加压类的转印压花工艺。以涤纶为例,最合适的工艺条件应在205℃下作用20~30s。而在170~180℃和10s则效果欠佳。在180~190℃和15~10s,只能达到环染效果。如在230~240℃和40s以上则手感粗硬,若在240℃和45s以上则接近熔化。织物纤维种类不同,转印条件也不同.


  除温度和时间外,转印印花时的压力也是一个十分重要的条件。如果压力过小,织物与花纸之间空隙大,纱线呈圆形,这样染料气体分子与空气大量
碰撞而逸散,造成效果差,同时染料也容易渗开,线条粗而花纹模糊。如果加大压力,纱线可成为扁平,织物与花纸之间空隙小而转印着色效果好,花纹清晰、线条流畅精细。但压力过大会产生变形、起毛和厚重织物的形态发生变化,并产生极光,带来手感粗硬和着色表面化缺点。

  6.下面再介绍一种网印热升华油墨的使用情况

  此种油墨在200℃前后温度不染料气化,使该油墨染色在多种塑胶与聚酯上。

  现在不但可以在织物上使用,还可以渗附染色在电脑的键盘、眼镜框等多种材料上,具体使用见表3。


  热升华网印油墨的使用

  颜色种类
  红、黄、蓝、黑、透明

  使用纸

  使用纸时高级纸为佳。

  在塑胶等需要深染时,或在低温条件下需要长时间染色时,使用片面金纸有效。


  印刷
  此油墨是以能按原油墨的本样来印刷设计,但粘度高时可使用适当量的专用溶剂。

  丝网的标准目数为200~270目。

  印版可以用稀释剂洗净。


  油墨的干燥
  印刷后干燥20~30min(25℃的温度)。如用40~5O℃温风吹干,其干燥时间可缩短。

  最好在第二天进行转印。

  急用时可用温风加速干燥。


  转印作业
  A.温度  聚酯的转印温度为190~200℃(3Os),如温度过高织物变硬,温度过低转印浓度变低。用塑胶时,先确认塑胶的耐热性,再在其允许范围内进行转印,但需要较长时间。

  B.压力
  如压力过大转印浓度变低,压力过小所印图案模糊,其适当压力为 1~2kg/cm2

  C.热源
  用直接热版转印时间短(20~30s),用热炉转印时间较长(请测试确定)。
  耐性
  用聚酷布时,耐光、耐洗涤性良好。用塑胶时,因在耐光、经时污染、温水污染上有些问题,所以在事前做好确认后,再进行印刷作业。


  (二)数码喷墨热升华转印

  数码喷墨热升华转印是用数码相机或扫描仪和专业图库将图像数据化,通过电脑进行图像处理与设计,制成所需要的色彩艳丽、层次细腻的图像,再通过装有专用热升华转印油墨的喷墨打印机将油墨按电脑设计的图像打印在基纸上,然后将转印纸上的图像通过烤林机、烤盘机或烤印机加热,几分钟图像就转印
到瓷盘、文化衫等纪念品上。

  1.热升华转印花纸的制作

  热升华转印花纸的制作过程是和数字彩色喷墨打样系统相似,即用计算机将要热转印的图文、相片等进行处理与设计,用数码喷墨打印机在基纸上打印,数码喷墨打印机装有黄、品、青、黑四个独立的墨盒,所以在基纸上可以打出单色图像,也可以打出彩色图像。这种喷墨打印机节省了制版过程,降低了制作成本,并使热转印过程更加简捷。

  2.在杯、盘、板等纪念品上热转印图案

  用电子数码控制的烤杯机可将热升华转印花纸上的图案在几分钟时间内转印到杯子上。利用烤杯机在杯子上做一个漂亮、全彩色的图片,所需的耗村仅仅是专用转印油墨和一个徐有特殊涂层的杯子,操作方便快捷。

  用电子数码控制的烤盘机可将热升华转印花纸上的图案用几分钟时间转印到盘子上。配备专用转印油墨,使用烤盘机便可在特制的盘子上烤制出各种图案。

  用电子数码控制的烤印机可将热升华转印花纸上的图案用几分钟时间转印到瓷板、金属板上。适用于制作奖牌、荣誉证书、纪念牌、人像瓷板。

  (三)智能卡染料热升华渗透彩色成像技术

  卡证印刷较早就有平印、凸印、凹印和网印等印刷方式,随着高科技突飞猛进的发展,卡证印刷发展到热敏转印和热升华转印。热转印在前面已作了论述,现在主要讲述热升华转印在卡证印刷上的应用。

  彩色热升华转印卡证印刷现在有两种形式,一种是使用一条色带,该色带是分黄、品、青、黑四段为一组涂布,每段长度与证卡长度相等,以北京豹驰技术发展有限公司销售的PTSO00智能卡设备为例,打印速度28s/卡,打印头解像度12dot/mm(300dpi),色带可打印250张卡。卡面材料有PVC不和PET等。

  还有一种是采用分色色带,彩色打印过程由青、品、黄、黑四条色带分别打印,也就是每色打印单元只安装一种颜色的色带,从而避免了传统四种颜色分段色带所固有的弊病,降低了耗材成本,实现了彩色个性化,而且打印头的寿命也大大延长。如北京豹驰技术发展有限公司销售的PT6000智能卡设备印刷分辨率为300dpi,最大生产速度为650张卡/h(包括数据传输时间),色带可打印量3300~10000张卡,卡面材料ABS、PC、PET、PVC等。