棉织物热转印工艺分析Word文档下载推荐.docx
《棉织物热转印工艺分析Word文档下载推荐.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《棉织物热转印工艺分析Word文档下载推荐.docx（33页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
棉织物热转印工艺参数的设定以及织物材料的选择没有统一的标准，所以本文对热转印的理论和实际操作进行一次综合的研究。
本文通过设计多因素、多水平的正交实验，研究了热转印温度、时间和压力三个工艺参数对油墨的转移率，表观深度K/S值，皂洗牢度的影响，以及针对棉织物材料合理选择热转印方式。
经过数据的分析获得最优工艺方案，为棉织物热升华热转印这一工艺实际操作提供一定的数据参考依据。
本论文研究热转印的背景、现状，前景以及它的优缺点。
对热转印工艺的特点、工艺参数以及耗材进行了一次概述，然后对本次实验的所用的正交实验做了认真的理论分析，通过理论与实验相结合得到一个棉织物热转印工艺的最优方案。
关键词：
棉织物热转印；
油墨转移率；
正交实验
Abstract
Thankstotheincreasingapplicationandpersonalisationofthetransferprintingprocessofcottonfabric,thetraditionalprocessofheattransferprintingisrenewed.Cottonfabricsthermaltransferprocessparametersettingandthechoiceoffabricmaterialthereisnouniformstandard,sointhispaper,theheattransfertheoryandpracticaloperationonacomprehensivestudy.
Thisarticlethroughthedesignofmultiplefactorsandlevelsorthogonalexperiment,tostudytheheattransfertemperature,timeandpressurethreeprocessparametersontheprintinginktransferrate,apparentdepthK/Svalue,soapingfastness,aswellasreasonableselectionforcottonfabricmaterialthermaltransfermode.Throughtheanalysisofthedata,theoptimalprocessschemeisobtained,whichprovidessomedatareferencebasisforthepracticaloperationofheattransferprintingofcottonfabric.
Thispaperstudiesthebackground,presentsituation,prospectanditsadvantagesanddisadvantagesofheattransfer.Tothecharacteristicsofheattransferprocess,processparametersandmaterialhadanoverview,thenforthisexperimentusedtheorthogonalexperimentwasadoptedtodoserioustheoreticalanalysis,acottonfabricisobtainedbycombinationoftheoreticalandexperimentalheattransferprocessoftheoptimalsolution.
Keywords：
Heattransferofcottonfabric；
ratioofprintinginktransfer；
orthogonalexperiment
第一章概述
1.1课题研究背景
热转移印刷技术应用于织物热转移印花生产的由来已久，是一项有着开展前景的印刷工艺，在的十几年内由国外引入国内，热转印工艺印刷大致分为转印纸和转印生产两大局部，转印纸印刷使用网点，先将印刷将图文印在薄膜外表，所印刷的图文层次比较清楚、色彩非常鲜艳、色差较小，再现性也很好，一般可以到达图案设计者要求的预定效果。
也适合于批量生产；
转印加工通过烫画机一次加工将转印纸上美观的图文转移在物品外表，成型后油墨层与承印物相结合，美观大方，使得印刷物的质量提高一个层次，随着热转印技术的不断进步，热转印工艺的开始遍布各行各业，从油墨种类分类有热升华转印型和热压转印型，由承印物分类有木质材料、PVC和陶瓷制品等多种承印物。
从印刷方式分类可分为平印、凹印、凸印、丝印、喷墨和色带打印等从转印物分类有热转印纸和热转印塑料膜等[1]。
相比现在的科学水平，传统所使用的热升华型转移印刷方法是已经开始出现了片面性。
比方说，它只能用于一些玻璃化温度的化学纤维，而不能运用于天然纤维，因为在玻璃化温度的化学纤维有非晶区局部，存在着的细小空隙，当温度逐渐升高到160℃左右时，非晶区分子开始发生剧烈运动，化纤慢慢软化成半熔融状态。
同时，油墨分子在该温度下油墨由固态颗粒直接升华成为气态分子，在分子间相互作用力的作用下，气态油墨分子移动到化纤外表，然后扩散进入化纤织物非晶区与化纤相结合，温度降低以后完成织物着色。
所以说只要有确定玻璃化温度的化学织物纤维，都有热升华型转移印花的机制。
但是，像棉、毛、麻等天然纤维，无法在加热的条件下形成软化的半熔融状态，因此从转印纸上转移的油墨分子只能够与天然纤维的外表相结合，油墨无法真正进入织物内部，所以，转印效果差出现严重掉色现象[2]，所以传统的热升华热转印技术只适合在化学纤维织物上进行转印，不能在天然纤维织物上进行热升华转移印刷，也就是说承印物种类被严格限制，由于热升华型转移印花加工面料的局限性，许多专门研究热转印的专家积极进行了实验整改，希望能够有一个历史性技术突破，改进的方面包括油墨组成、转印纸张的升级和棉织物物化性能等技术，比方说，使得油墨与棉织物的结合能力的增强、油墨的抗水耐光耐高温性能的提高、油墨改性导致的物理性质改变从而使升华温度降低，改变转印纸的结构和棉织物结构等[2]。
1.2课题研究现状
现在，我国对棉织物热转印技术的研究方法是在纯天然纤维中参加一种特殊的物质居多，然后像其他化纤织物一样进行热转印，不同的专家引入物质的想法不同，大致可以分为以下几种：
第一就是引入对纯棉纤维内部结构具有扩散作用的物质，使得油墨分子能够进入织物内部，与其相结合，以到达油墨转移结合的目的[3]；
第二是在棉织物上导入一种特殊的亲油疏水的黏合物质，使得棉织物可以更容易的接受分散油墨分子。
第三是引入能够与纯棉纤维上的-H发生物化反响的特殊物质，使纯棉织物的化学性质发生变化，变为亲油疏水性纤维，从而实现疏水性油墨分子与织物的结合[3]；
上面三种方法也不是完全可以解决所有问题，比方，棉织物本身的优良性能就会降低；
无法到达优良的转移印花效果；
所以现在我国在棉织物热转印工艺方面任有很大进步空间，当然，国内许多研究也对织物热转印的开展有着积极的推动作用，主要表现在以下三个方面。
积极得去研制高品质的转印油墨和转印纸张，不断提高国有热转印材料的印刷质量，提升热转印机的转印效率，大幅降节约生产本钱。
研制可以屡次使用转印纸或者使用其他可环保基材替代热转印纸。
使得热转印变得更环保。
通过对生产更为先进的打印机，去降低油墨和转印纸的消耗，使得对工艺参数控制更加精确。
目前，喷墨打印机的技术进步和不断开展为热转移印刷这一传统印刷技术的开展起到了重要作用，利用普通打印机就可以将热转印油墨打印在热转印纸张上。
由于喷墨打印技术的不断改善，打印纸的幅面也不再受到限制，打印质量也有了很大的提高。
1.3课题开展趋势
随着科学技术水平的开展，热转印技术及水平也得到进一步提高和开展，电脑进行图像处理与设计在热转印技术开中始广泛运用，然后使用高速高质量喷墨打印机把图像打印在热转印纸上，减去了整个的制版过程。
1.3.1无纸转印技术
随着热转印技术的不断开展，热转印制品越来越受到人们青睐，与此同时，热转印纸的需求量也就越来越大，那么环境污染问题也就越来越严重，为了减少转印纸的用量，用铝箔基材代替普通转印纸的方法被许多专业人士提出，也就是所说的无纸转印技术，无纸热转印技术最主要的特点是转印基材能够重复使用。
首先将染料制成转印油墨，再通过打印的方式将图文印刷在转印铝箔基材上，然后将转印铝箔基材与织物加温加压密合，在一定时间内，基材上的图文被转移并固着在织物上，从而得到织物转印成品。
然后，基材经过清洗可再次进行印刷。
研究说明，它不仅能够像转印纸一样承印各种丰富细腻的图文信息，本身重量根本上无损耗、表观质量也没有下降，而且在热转印结束后可以重复使用，根本上无消耗，是一种纸张良好的替代品。
通过金属箔去代替转移印花纸，一来可以减少纸张的用量从而减少造纸产生的废水，二来重复使用可以大大降低印花的本钱，所以开展前景十分广阔[5]。
1.3.2热转印纸的重复使用
无纸热转移技术最明显的特点是转印基材可以屡次使用，它首先将油墨制成印浆，再通过打印机将图案打印在一种特殊的基材上，然后将这种特殊基材与织物相贴经过加热、加压，在一定的时间内基材上的图案就被被转移并固着在棉织物上，直接得到印刷成品[6]。
无纸热转印工艺由北京印刷学院材料工程系热转印技术应用专业人士提出，经历了近多年的研究，取得了无纸转印方面的突破性进展，他们提出用铝箔替代转印纸，研究说明它不仅能像纸一样，可承印花纹、图案，并能将花纹、图案热转移到织物上，而且在热转印后，可以重复使用，根本上无损耗，因此，转移印花无纸化的开展趋势良好，无纸化技术也将会在实际生产中得以实现[6]。
同时，中国华南理工大学化工学院一些教授在转移印花研究时采用分散油墨微胶囊技术，该技术是通过微囊泡将分散油墨包裹起来，然后将微囊泡分散在连接料中制成热转印油墨。
研究说明，热升华转印油墨中分散油墨分子的含量是影响转印次数的决定性因素，假设含量油墨的低，转移次数也就越少，相反，含量高，转移次数也减多，但是目前关键的技术问题在于如何控制微胶囊中的油墨均匀释放，在这一技术问题得到解决以后，我们就迎来了转印纸屡次使用的时代。
1.3.3数码热升华转印技术
数码热转印技术的用处是将传统的热转印技术和数码打印技术的优点融合起来，使用无制版形式印制彩色图像的一项新技术。
在我们国家里面,这门科技最开始的时候主要使用在在广告、标牌、证卡、陶瓷影像这几方面上，但随着科技的开展，这门技术的应用领域越来越宽,在使用这门技术时，很多情况下都会应用在在产业化如数码印染和服装生产、鞋材生产、服装标签等工业化的行业，并且在其行业内的生产数量、使用频率都会不断增多[7]。
每一项科技的开展都来自于其相对应的需求，而数码热转印技术最主要的优点是适合个性化市场开展以及对消费者得个性化产品能够满足其需求，它的出现是对传统热转印技术、产品市场的一种合理的补充[8]。
换句话说，数码热转印技术和其相对应的产品市场的定位是个性化产品市场，但是传统的热转印产品因为受到技术的局限性和较高的制版本钱很难生产出比较个性化的产品，所以在整个热转印市场上,就个性化产品来说，在数码热转印技术被创造之前是一片空白无迹可寻，而这项技术的出现就会使个性化的热转印产品很可能够拥有一定的市场。
此外,数码热转印产品的承印物的图像的印制质量也比传统的热转印技术好得多[7]，这也会成为数码热转印技术在短时间内被广泛的运用的重要因素。
1.4课题研究目的
热转印印花工艺是通过转印介质将图文转移到承印物的，它是一间接印刷方式。
热转印印花工艺具有效果图案清楚、立体感强层次丰富、形态逼真且设备简单、投资少、节水等优点，所以热转印转移印花这一工艺又有了较大的开展前景，同时根据目前棉织物热转印主要工艺参数没有统一的参考标准这一现实状况。
所以，本次实验通过设计一个专门针对纯棉织物材料的转印时间、温度、压力等热转印工艺的主要参数的实验方案，通过正交实验得到一套关于棉织物热转印影响因素的最优方案，可以为棉织物热转印在批量生产中提供一定的工艺参数的参考，使得热转印在生产中标准化、标准化专业化，不再是单单依靠经验去完成热转印流程。
1.5课题研究的内容
在实验之前，通过查阅资料得到三个因素的范围分别是温度〔150～210℃〕、时间〔10～30S〕、压力〔30～50N〕。
通过对三个变量的控制，利用正交实验法进行9组实验，其中每组相同实验做三次然后求其平均值；
以棉织物上染料的转移率、皂洗色牢度、表观深度K/S值作为评价标准，对这9组实验进行数据分析，通过数据的比照得出最合理的棉织物热转印工艺方案。
第一章是概述，介绍了研究本课题的背景、现状、开展前景和内容。
第二章是理论分析，首先对正交实验的正交表的选用、正交实验的根本步骤、还有正交试验的优缺点以及结果分析方法进行了简单的介绍；
其次是对热转印的原理、特点进行全面的研究，对热转印工艺参数的介绍，还有对纯棉织物的主要特点进行概述。
第三章是棉织物热转印的性能研究，详细描述了本次实验中转印效果的评价指标，分别有转印率、表观深度K/S值，皂洗色牢度和阶调复制性能。
第四章是本论文的实验局部，介绍了实验的目的，实验的仪器及其材料并描述了实验样张设计的内容，最后分析了实验的数据得到最优方案。
第二章理论分析
2.1正交实验理论分析
在实际的科学研究中，一般要全面考虑各项影响因素，而且影响因素的水平数目也是通常大于三个的，当对每个影响因素的每个水平之间都相互配合的去做全方位进行实验，这样一来，所做的实验次数是一个非常庞大的数目，比方，对于4因素3水平的实验，假设在每个影响因素的每个水平一一搭配上只做一次实验，那么就要进行34=81次实验，对于4因素5水平的实验，全方位实验次数最少要45=1024才次实验；
同样，对于4因素5水平的实验，全方位实验次数最少为54=625次实验。
由此看来，当影响因素数量的不断增加时，实验次数更是成倍的在增加，另外还要浪费大量的时间对这么多实验数据进行统计、计算、分析；
也会是非常艰巨的过程。
如果用通过正交的方法来进行实验，那么实验次数会大幅度减少，而且数据统计和分析的难度也会降低。
2.1.1等水平正交表设计
正交实验表是根据正交原理制作的，已经标准化的表格，它是正交设计中安排实验和分析实验结果的最根本工具。
等水平的正交实验表，也就是说每个因素有相等水平数目。
等水平正交实验表如下表2-1所示。
表2-1L9〔34〕等水平正交实验表
实验号
列号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
表中的L9〔34〕是正交表的记号，等水平的正交表可以用以下符号表示：
Kx（zy）
其中，字母K为正交表代号；
字母z代表因素水平数目；
字母x代表正交表的行数目；
字母y代表正交表的列数目。
如果用正交表L9（34）来安排正交实验，那么最多可安排4个3水平的因素，实验次数为9，但是4因素3水平的全方位实验次数需要34=81次，可以看出正交实验能大幅度地降低实验的次数，减少实验的工作量。
〔2〕等水平正交表的特点
上述等水平正交表都具有以下两个重要的性质
①正交实验表中任何一列，每一个数字在表中的出现的次数必须一样。
也就是说每个因素的每一个水平都在正交实验表中出现次数相同。
②正交实验表中任意的两列，把同一行的两个数字看成有序数列时，所有可能的数字出现的次数相同。
这里所说的数字对实际上是每两个因素组成的全方位实验方案。
2.1.2正交实验的根本步骤
正交实验的设计实验的设计和数据的处理两局部组成。
可简略归纳为以下六个步骤：
确定实验目的和评价指标
安排正交实验是为了解决或者严重某个问题的，当对这一问题的实验指标确定时，就可以进行合理、便捷的正交实验。
实验的指标，是正交实验中用来表示正交实验结果的量化指标。
实验指标有定量指标与定性指标两种，所谓定量指标就是直接可以用确定数字来表示的指标，如重量、数量、大小、高度等；
所谓定性指标就是无法直接用数字表示的指标，如等级、触感、表观等表示实验结果特征的量。
挑选因素，确定水平
在正交实验时，实验指标的影响因素通常会不止一个，但是由于实验室的条件较差，就无法全方位考虑各个因素，这时就要对其问题进行分析，当实验因素过多时，挑选出主要影响因素，忽略次要因素，通过这样的方式去减少要参考的指标数量。
选择的实验因素往往不要过多，通常以3-6个比较适合，去降低无用实验工作次数。
假设第一次后达不到预期目的，可在第一次实验的根底上，整合实验因素，再次进行实验。
通常，重要的因素可以多取一些水平，把各个水平的差值增大，可以有利于实验数据的分析，最后列出正交试验的因素水平组合表。
选适宜的正交实验表并设计表头
根据所确定的主要因素相同水平数来选择最合理的正交表。
例如，表有L9〔34〕和L27〔34〕都可以满足4因素3水平的实验，通常为了实验的方便性，通常选择L9〔34〕。
当所做的实验要求得到的数据全面，并且实验条件较好，可以选择实验次数较多的表。
假设考虑实验因素间存在相互作用，应根据原那么要求选用适宜的正交表[9]。
当实验因素的水平数不完全一样时，可以选择混合实验正交表。
设计实验方案，进行实验，得到结果
依据正交实验表和表头设计确定每组实验的方案，开始实验，用得到以实验指标形式表示的实验结果[9]。
对实验数据进行统计
在正交实验数据的分析时，通过方差分析法和直观分析法得到实验结果，在分析以后得到因素主次、优方案等。
极差R=max〔K1,K2,K3〕-min（K1,K2,K3）
对验证实验，深层次分析
最优方案是通过数据分析得出的，还需要进行后续实验的验证，这样保证最优方案与理论一致，不然的话还需要再一次设计的正交实验[9]。
2.1.3多指标正交实验结果分析
综合平衡法
综合平衡法是，先对单个指标分别进行单指标的直观分析，比方说温度，得到对应指标的对实验影响程度的大小，也就是主次因素，再根据K值的大小得到最正确组合，然后根据理论知识和实际经验，对各指标的分析结果进行综合比较和分析，得出最优实验方案[9]。
综合评分法
综合评分法是根据各个指标的重要程度，它一般针对定性指标。
对得出的实验结果进行分析，每一个实验评出一个分数，作为这个实验的总指标，然后根据这个总指标，利用单指标实验结果的直观分析法做进一步的分析，确定最优的实验方案[9]。
2.1.4正交实验小结
正交实验主要优点表现在如下几个方面：
①能在所有实验方案中均匀地挑选出代表性强的少数实验方案。
②在进行少数的实验以后，就可以进行数据的分析，得到一个较优的方案，而且得到的这个优秀方案一般不包含所做的实验方案中。
无论因素之间有无相互作用，都可以设计正交实验。
可通过正交表直接进行实验之间相互比较得出第一步结论，也可通过R值和K值分析得出具体结论，并可得到最优的实验方案。
根据正交实验表和对实验结果分析，得出的实验结果的最优方案往往不在所设计的实验方案中，一般都是其他组合的搭配。
正交实验主要缺点表现在如下几个方面：
通过数据分析方法所得到的最优值，只能是在本次实验所用水平的一种组合，最终优选组合不可能超出所选取因素水平的范围。
不能给下一步的实验提供明确的方向，使得下一步实验依然带很强的探索性色彩，不是非常准确。
2.2热转印根底理论
热转印是指将图文首先打印在中间介质热转印纸上，在经过加热加压作用使得图文转移到所需要的承印物上的特殊的印刷方法，热转印是将美女、景色等任何的图文都可以使用热转印墨水打印在彩色热转印纸上，或使用普通墨水在胶膜热转印纸上打印出逼真的图案，再经过热转印烫画机将转印板加热到所设定的温度，把转印纸上带有的图案的一面与棉纺织物贴合经过一段时间转印获得转印图案的一种特殊印刷工艺[10]。
由此看来，使用热转印印花技术，在印刷彩色的复杂图案是，由于热转印作业是单项操作的流程，大大减少了由于印刷失误而造成的材料和成品的浪费。
也就是说，可将多色多层次图案一次性转印成为比较完整图，不需要套色制版这一些复杂流程，即使只用烫画机这一简单的设备也可转印出精美的图文[10]
2.2.1热转印的特点
目前，热转印技术中真正大规模用于工业和商业的是热升华转移印花技术。
随着国内生产出具价格廉价的热升华油墨，以及随着印刷技术的数字化，热升华转印技术的应用领域变得更加广泛[8]。
简单总结，热升华转印技术具有以下4个方面的特点：
印刷再现性好。
热升华转印技术转印的织物图文层次清楚，色彩鲜艳，且清晰度，艺术性很高，立体感较强，是其他转印方法不可相比的，经过喷墨打印机打印以后能将摄影图片和绘画的图案转印到想要的承印物上。
热升华转印的最大特点是油墨分子可以与织物纤维相结合，热转印品质感十分柔软舒服，触觉几乎不会感到棉织物外表有一定厚度的油墨。
同时，油墨分子的转移过程和枯燥过程同时进行，墨层不易脱落，不会出现印刷图文磨损，可长期保持图案的整体性。
热转印工艺操作设备简单，可随时进行印刷。
热升华转印时可以使用双工位烫画机单个人操作印制多个制品，也可以根据消费者的个性化需求，在短短数天内印制大批量转印品，满足消费者个性化的需求[8]。
节省水资源，保护生态环境。
传统织物印花需要大量的水进行加工处理，然后产生污水，不仅浪费水资源，还使得污水破坏环境，与传统转移印花有所不一样的是，热升华转移印花没有这一复杂的过程，也就是节省了水资源，可以真正做到保护环境和节约资源。
2.2.2热转印材料
1.热转印纸
转印纸是可以承载油墨并且转移到承印物上的一个中间载体，对于热转印纸一般有两个要求，一是可以油墨分子吸附在其外表，二是在的温度压力作用下并且在一定时间范围内可以将油墨分子释放，并且使得油墨可以均匀的涂布在承印物上。
具体有以下几个方面的要求。
物理要求：
一是转印纸的质量要好，有比较好吸收性，二是外表平整度高，油墨分子能够均匀的吸附在上面，不出现堆墨的情况，三是抗张强度和柔韧性满足热转印性能要求，印后在进行冷撕或者热撕时都不会出现拉毛和纸基无法撕下来的现象，四是在高温作用下不易出现纸张破损和变黄现象，当受到强大转印压力的时候热转印纸张结构变化较小[11]。
受热压要求：
热转印纸张基材的要有良好的隔热性、阻热性越低，热转印纸张越薄，传热性能越好；
基材印刷要求一定时间内能够承受转印板的转印高温和巨大转印压力而且各项物理化学性能不发生变化。
反向渗透能力要求：
在油墨的转移过程中，防止油墨升华以后向转印的反面渗透，影响油墨的转移率。
2.热转印油墨
热升华转印油墨其结构组成为溶剂、辅料、分散燃料及其
升级会员 