熱轉移機理概述

熱轉移印花是指經轉印紙將染料轉移到織物上的印花工藝過程。它是根據一些分散染料的升華特性，選擇在150～230°C升華的分散染料，將其與漿料混合制成“色墨”，再根據不同的設計圖案要求，將 “色墨”印刷到轉移紙上，然后將印有花紋圖案的轉移紙與織物密切接觸，在控制一定的溫度、壓力和時間的情況下，染料從印花紙上轉移到織物上，經過擴散作用進入織物內部重組，從而達到著色的目的。

分散染料一般有三類：

（1）快染性分散染料：溫度在180℃左右就能升華發(fā)色，溫度再提高，色澤起變化，而且邊緣會發(fā)生滲化。 　

（2）良好性分散染料：溫度在180--210℃范圍內就能升華發(fā)色。發(fā)色曲線平坦。上染時溫度的影響不大，是轉移印花較為適宜的分散染料。 　　

（3）遲染性分散染料：在180--210℃情況下染料不可能很好的升華、發(fā)色。如提高溫度，可以獲得良好發(fā)色。這類染料上染時對溫度的依賴性較強。

適用于熱轉移印花的染料應具備以下條件：

（1）熱轉移印花的染料必須在210℃以下充分升華、固著在纖維上，并能獲得良好的水洗牢度和熨燙牢度。

（2）熱轉移印花的染料受熱后能充分升華轉變?yōu)闅庀嗳玖洗蠓肿?，凝聚在織物表面，并能向纖維內部擴散。

（3）熱轉移印花用的染料對轉移紙的親和力要小，對織物的親和力要大。

（4）熱印花的染料應具備鮮艷、明亮的色澤。

熱轉印實例

用升華熱轉印紙在織物上印花的方法也叫氣相法熱轉印印花。目前主要用分散染料，其次是陽離子染料。熱轉移印花以在純滌綸織物上的效果最好，滌棉混紡織物上因棉纖維不被分散染料著色，得色要比純滌綸織物淺，塊面大的花形還有“雪花”(留白)現象。純錦綸織物也能熱轉移印花，但得色量較低，濕處理牢度較差。對腈綸只能印淺色。

腈綸織物用堿性染料的熱轉移印花，某些三芳甲烷結構類似染料，能從油墨層中揮發(fā)，染料蒸汽與腈綸上的硫磺基相互作用產生離子鍵結合而固著。另一種方法是將堿性染料去除質子得到一種中性揮發(fā)性品種，在轉移印花后重新獲得質子產生質子化固著。揮發(fā)性的堿性染料，通常具有氨基或N-取代氨基。堿性染料用于轉移印花時，其染色牢度較常規(guī)印花方法要差。

對于棉紡織品的熱轉移印花，常用前處理使纖維變性，成為對揮發(fā)性染料有親和力的纖維，對這類處理方法報導較多，如用聚乙烯醇處理和用丙烯腈、乙?；?、苯甲酰化及用一氯均三嗪等處理都有不同的效果，但大多數處理工藝復雜，且處理后纖維素纖維可能失去其優(yōu)越性，因此進展緩慢。

熱轉移印花消耗的轉印紙為織物長度2倍，廢紙及印后殘留染料難以回收，且印深色有困難，故多應用于部分織物如變形絲織物和針織物進行局部印花，以及一些裝飾性的印花。

升華法一般經歷三個過程：在轉移過程發(fā)生前，全部染料都在紙上的印膜中，印花織物和空氣隙中的染料濃度為零，空氣隙的大小取決于織物的結構、紗支和轉移壓力；在轉移過程中，當紙達到轉移溫度時，染料開始揮發(fā)或升華，并在紙與纖維間形成一定濃度揮發(fā)，當被印花織物達到轉移溫度時，纖維分子間隙擴大，此時氣態(tài)的分散染料分子紛紛經由纖維分子間隙遷移進入纖維內部。由于染料從紙到纖維的轉移是持續(xù)進行的，其吸附速率取決于染料擴散到纖維內部的速率。隨著轉印機的連續(xù)運轉，布料離開發(fā)熱輥后溫度逐漸下降，滌綸纖維的分子間隙減小，從而將遷入的染料分子鎖在纖維內部，熱轉移印花就完成了。為了使染料能定向擴散，往往在被染物的一側抽真空，使染料達到定向擴散轉移；在轉移過程后，被染物著色后，紙上的染料含量下降，部分剩余的染料遷移到紙的內部，殘留的染料量取決于染料的蒸汽壓，染料對漿料或轉移紙的親和力和印花膜的厚度。

升華法一般不需要經過濕處理，可節(jié)約能源和減輕污水處理的負荷。

熱轉印實例

熱轉移印花具有以下一些優(yōu)點：

（1）不用水，無污水；

（2）工藝流程短，印后即是成品，不需要蒸化、水洗等后處理過程；

（3）花紋精細，層次豐富而清晰，藝術性高，立體感強，為一般方法印花所不及，并能印制攝影和繪畫風格的圖案；

（4）印花色彩鮮艷，在升華過程中，染料中的焦油被殘留在轉移紙上，不會污染織物；

（5）正品率高，轉移時可以一次印制多套色花紋而毋須對花；

（6）靈活性強，客戶選中花型后可在較短的時間內印制出來

影響熱轉移印花的主要因素是溫度、壓力和時間。

1、轉印溫度

溫度是取決于使用染料的升華染色的最佳溫度、纖維的耐熱性能和熱轉印時間等因素。一般是在轉移印花機的指示溫度為190～230~C下轉印的，要正確測定真實轉移時的溫度是比較困難的，嚴格地說，轉移印花機的指示溫度并不等于實際轉印溫度，它與加熱輥筒加工精度、熱載體油的循環(huán)量、裝入法等有關。

在較高的溫度下，可以在短時間內完成轉移印花。從生產效率來看，希望在不使被印織物的手感受到影響的前提下，采取盡可能高的轉印溫度。

2、轉印壓力

在平板壓印機情況下，以10kPa作為標準的轉印壓力，如壓力不足，則轉印紙與被印花織物的吻合不夠緊密，印得的圖案不均勻，色澤不鮮明；反之，如壓力過大，被印織物的手感和風格亦會發(fā)生變化。

輥筒轉移印花機，為了使轉印紙和被印花織物有緊密的重合，必須將毛毯緊密地包覆在熱輥筒的表面上，其合適的壓力一般控制在12kPa。

真空負壓熱轉移機，在負壓條件下（13.3kPa）可以得到良好的著色和滲透效果，且被印織物的手感很好。

3、轉印時間

在實際加工時，轉印時間為15—45s。轉印溫度、纖維種類、梭織物和針織物的組織和品種等都會影響轉印時間。

轉移印花織物的色牢度主要取決于下列三個因素：被加工的織物；所采用的轉印紙，實際上是轉印紙上所印刷的染料；轉移印花的工藝條件。

以滌綸為例，它的色牢度情況為：

耐光牢度（氙燈） 中等～很好

洗滌牢度（50~C） 很好

汗?jié)n牢度（酸+堿） 很好

干洗牢度（全氯乙烯） 很好

干、濕摩擦牢度 好～很好

傳統升華熱轉印紙是有版印刷，將含有染料的色墨通過印刷的方法，按選定的圖案印到紙上。

熱轉印實例

印刷方法有五種：數碼噴墨打印，平印，凹印，凸印和網印。其中數碼噴墨打印效果最好，可以做到照片級的精度，平印所得花紋較為精細，但色膜層薄，對色墨中的染料要求也高。凹印色墨層厚，經轉移后織物得色量高，也能印制較精細的花紋。網印由于要用水溶性油墨，所印花紋立體感不強，清晰度不高，只適合印制較粗的花紋圖案。印染廠自行印制轉移紙多用凹印和網印的方法。

色墨的組成有染料、載色劑、粘合劑等組成。色墨的制備是將以上三種成分混合后倒入膠體碾磨機或三輥磨料機內研磨，使染料均勻分布在色墨中。

（一）載色劑

載色劑的作用是將染料均勻分布在色墨中，并將染料由印刷設備轉移到轉印紙上的物質。載色劑應具備價廉、無毒、不燃燒的性能。按此要求，以水最相宜。但轉移紙是由纖維素組成，當選用水為載色劑時會使纖維發(fā)生膨脹，造成精細花紋的變形，并且因水蒸發(fā)的慢，難以高速生產。如選用有機溶劑類載色劑時，雖對紙張變形小，色墨可印制精細花紋，并有適合的揮發(fā)度，有利于較高速度生產的優(yōu)點。但有成本較高，又易燃燒的缺點。使用時要嚴格注意。還可以采用油類載色劑，如高沸點油等。但高沸點油會使染料向轉印紙張深處擴散，從而影響了轉印紙上的染料向織物上轉移的量。

（二）粘結劑

粘結劑是指控制色墨粘結力的物質。粘結劑的用量過少，不能保證色墨的粘度，致使印刷轉移紙效果不好，粘結劑用量過大，使染料由轉印紙向織物的轉移速度減慢，這就造成殘留在轉移紙上的染料過多。按使用載色劑的不同，粘結劑應加以分別選擇。以水為載色劑時，常用的合成龍膠或羧甲基纖維素為粘結劑；當使用有機溶劑或油類為載色劑時可用乙基纖維素為粘結劑。

在印刷油墨中含有染料，粘著劑，增稠劑等。現采用的油墨有水溶性油墨，醇溶性油墨和油性油墨之分。

水溶性油墨中，以海藻酸奶或醚化皂莢膠作為粘合劑，也可以摻用一些聚丙烯酸酯類粘合劑，制成印刷油墨，適于篩網印花法，凹版印刷法和凸版印花法制轉印紙。

醇溶性油墨由溶解適當醇類中得粘合劑與染料調制而成，例如正丁醇和異丙醇溶解的乙基纖維作為結合劑。調制時，染料與正丁醇（1:3）研磨，而后與乙基纖維素的異丙醇溶液制成油墨。醇溶性油墨使用較廣。

油溶性油墨用油溶性的樹脂（如長油性亞麻仁油，間苯二甲酸醇酸樹脂，清漆與中粘度亞麻仁油漆）、碳酸鈣和染料在三輥研磨機中研磨而成，它特別適于平板印刷印制轉移紙，凸版印刷用油墨，可以用蓖麻油，烷基苯等制成樹脂油，再與染料、碳酸鈣、超沸點油等在三輥研磨機中研磨而成。

油墨中的染料應充分磨細，否則在印花紙上會出現色點或條花疵病，經轉移后變得更加明顯，但油墨中染料過分細時，增加了染料粒子在油墨中得溶解度，也增加了染料的絮凝作用，導致在貯藏及使用過程中結晶。

熱轉印實例

移移印花紙的選擇。

一、轉移印花紙要有足夠的強度。在轉移印花加工過程中，油墨和紙張的表面會有一定的張力，這種張力會隨著速度而改變，速度越快張力就會越大。如果紙張沒有足夠的強度，無法有很好的印花效果。在選擇紙張的時候，要注意不能選用表面存在掉粉與掉皮現象的紙張，一定要保證選用紙張的質量問題。

二、轉移印花紙在轉移印花加工的過程中有著中轉的作用，如果紙張對油墨的親和力過高，會容易出現印出的圖案成品模糊不清的狀況，所以要選擇對于油墨的親和力小的紙張。

三、當使用表面不平滑的紙張上進行轉移印花加工的時候，會產生受力不均勻，吸濕不均勻的情況，進而導致印花的成色差，無法加工出美觀的成品。所以這就要求紙張有一定的平滑度、均勻度以及一點拉伸強度。

四、在轉移印花的過程中，如果使用的紙張的吸濕性很差的話就會容易發(fā)生色墨搭色的狀況，但是吸濕性過大，又會造成轉印紙的變形。所以要選擇具有合適吸濕性的紙張。

五、要選擇那些在印花過程中不容易有高溫發(fā)脆、變形、發(fā)黃現象的紙張?？梢栽谑褂们斑M行一下檢測，在決定是否投入使用。

根據以上要求，轉印紙應達到以下標準：

吸濕性 40--100g/㎡

撕裂強度 約100kg/5x20cm

透氣性 500---2000l/min

重量 60--70g/㎡

ph值 4.5--5.5

污物 不存在

數碼熱轉印是在傳統升華熱轉印的基礎上，結合數碼打印技術，以無版印刷形式印制圖案的一項新技術。它的特點是，由于應用數碼打印技術印制彩色圖案無需制版，節(jié)省了制版過程和費用，所以適合于生產印制個性化的產品。

傳統熱轉印和數碼熱轉印的區(qū)別

（1）、印刷方式上的區(qū)別：傳統熱轉印屬于有版印刷；數碼熱轉印屬于無版印刷。

（2）、印刷色彩質量區(qū)別：傳統熱轉印不能很好地解決色彩還原問題；數碼熱熱轉印只要保證墨水質量就可以解決這個問題。

（3）、應用產品的區(qū)別：傳統熱轉印應用產品相對單一；數碼熱轉印應用產品相對廣泛。

（4）、市場定位的區(qū)別：傳統熱轉印市場定位是大眾化市場；數碼熱轉印市場定位是個性化市場。

（5）、生產數量的區(qū)別：傳統熱轉印產能大，適合于生產大批量大眾化產品；數碼熱轉印產能小，適合于生產小批量個性化產品。

（6）、市場價格的區(qū)別：傳統熱轉印產品由于是大眾化產品，市場價位低；數碼熱轉印產品由于是個性化產品，市場價位高。