噴墨印花技術(shù)正引領(lǐng)紡織品印染行業(yè)的數(shù)字化革命。噴墨印花墨水在顆粒粒徑、懸浮穩(wěn)定性和結(jié)晶控制方面要求更為苛刻，其性能直接決定了印制效果及印花系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在中國，分散墨水是數(shù)碼噴墨印花墨水的主流選擇，2023年其市場份額占70%以上，其中，約10%為高溫型墨水用于直噴，90%為熱升華墨水用于熱轉(zhuǎn)印。而提高分散墨水品質(zhì)的核心技術(shù)，在于分散染料的超細(xì)化。

2023年中國紡織品數(shù)碼噴墨印花墨水市場份額
（資料來源：中國印染行業(yè)協(xié)會）

一、 為何需要超細(xì)化？

分散染料的超細(xì)化即借助于分散劑，在研磨介質(zhì)的作用下，將分散染料研磨成很小的顆粒，形成分散均勻穩(wěn)定性好的分散液。超細(xì)分散染料的顆粒細(xì)度可以達(dá)到100-200nm，甚至更小。

1.防止堵塞噴頭：噴墨噴頭孔徑微小，常見的工業(yè)噴頭直徑在10-50μm，染料顆粒必須遠(yuǎn)小于孔徑，避免在噴嘴內(nèi)壁積聚或堵塞，影響印花設(shè)備的壽命。

2.提升印花品質(zhì)：更小的顆粒帶來更大的比表面積，有助于提高顏色強(qiáng)度（K/S值）和印花清晰度。

3.適應(yīng)工藝發(fā)展：現(xiàn)階段研究的超臨界溶液法、微膠囊法、數(shù)碼印花等分散染料的上染方式，以及超細(xì)纖維、新型合成纖維等分散染料的染色主體，都對使用時染料的粒徑提出更高的要求。

二、 核心技術(shù)：研磨與分級的精密協(xié)作

1. 工業(yè)化生產(chǎn)方式：以物理研磨為主導(dǎo)

基于分散染料粒徑對其染色性能的影響，各種物理和化學(xué)的染料細(xì)化分散方法得到了關(guān)注。

·化學(xué)法：微乳液聚合技術(shù)和溶劑法等；

·物理法：機(jī)械研磨法、高壓均質(zhì)法和超聲波法等。

但從實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用看，通過物理方式粉碎依然是目前相對成熟且最常用的工業(yè)化生產(chǎn)方式。其中濕磨工藝效率高、能耗小、無粉塵污染，研磨得到的粒度明顯優(yōu)于干磨工藝。

目前，分散染料細(xì)化分散用設(shè)備主要傾向于高壓均質(zhì)機(jī)、高剪切均質(zhì)機(jī)、高速切割粉碎機(jī)、膠體磨機(jī)、攪拌磨機(jī)、行星式球磨機(jī)、砂磨機(jī)等多種類型。為了追求更高的效率和更窄的粒徑分布，業(yè)界常采用“串聯(lián)”預(yù)磨細(xì)化工藝，例如先用膠體磨或砂磨機(jī)進(jìn)行粗磨和預(yù)分散，再通過高壓均質(zhì)機(jī)進(jìn)行最終的精細(xì)化和均質(zhì)化處理，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能高效的綜合加工目標(biāo)。

超細(xì)粉碎工藝流程

2.關(guān)鍵質(zhì)控步驟：分級處理

對分散染料而言，染料粒徑的分布不勻?qū)?dǎo)致染料聚集沉降，嚴(yán)重影響紡織產(chǎn)品的印染加工質(zhì)量。在染料的研磨過程中進(jìn)行粉體的分級處理，是保證質(zhì)量的關(guān)鍵步驟。

在超細(xì)粉體制備中，“過粉碎”和“團(tuán)聚”是兩大頑疾。研磨過程中進(jìn)行粉體的分級處理，及時收取達(dá)標(biāo)的細(xì)顆粒，避免細(xì)顆粒的過粉碎或重新團(tuán)聚；而粗顆粒返回研磨機(jī)再細(xì)化，形成閉路循環(huán)。這不僅顯著提高了染料粉碎效率，增加粒徑分布均勻性，同時減少設(shè)備磨損和整體能耗。常用的濕法分級設(shè)備主要有水力旋流器和臥式螺旋離心分級機(jī)。

三、 分散染料超細(xì)化的影響因素

分散染料的粒徑及其分布與其研磨細(xì)化工藝諸多因素密切相關(guān)，包括染料的結(jié)構(gòu)、晶型、分散劑、研磨介質(zhì)、研磨時間等。

分散染料細(xì)化分散的影響因素及其要點(diǎn)

四、 展望

相對于早已普及的微米級分散染料生產(chǎn)技術(shù)，隨著消費(fèi)水平升級以及人們對染料行業(yè)下游產(chǎn)品要求的提高，超細(xì)納米化分散染料具有廣闊的應(yīng)用前景。行業(yè)正面臨以下挑戰(zhàn)與發(fā)展方向：

1.新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化：超聲波技術(shù)、微乳液法等方法需進(jìn)一步探索其產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的可行性。

2.工藝定制化：不同分散染料適用的最佳分散劑和研磨工藝各不相同，需進(jìn)行針對性試驗(yàn)。

3.成本與效益的平衡：細(xì)化分散是高能耗過程，企業(yè)需優(yōu)化設(shè)備與工藝，在提升產(chǎn)品附加值的同時控制成本。

分散染料的超細(xì)化是連接現(xiàn)代噴墨打印技術(shù)與高品質(zhì)紡織品制造的關(guān)鍵橋梁。通過精密的“研磨-分級”協(xié)同工藝，深入理解與控制各影響因素，才能制備出高性能、高穩(wěn)定性的分散墨水，從而推動整個紡織品數(shù)碼噴墨印花行業(yè)向更高質(zhì)量、更高效率和更環(huán)保的方向發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1] 邱靖斯,劉越.分散染料的細(xì)化分散及其對粒徑影響研究進(jìn)展[J].紡織學(xué)報,2021

[2] 劉敬秀.分散染料噴墨熱轉(zhuǎn)移印花墨水的制備及其應(yīng)用[D].東華大學(xué),2016.

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