1. Bildung und Zerplatzen von Schaum
Schaum ist ein Phänomen der Gasdispersion in Flüssigkeiten. Reine Flüssigkeiten bilden nur schwer Schaum. Nur Wasser, dem ein Tensid oder eine makromolekulare Verbindung zugesetzt wurde, kann relativ stabilen Schaum bilden. Daher wird eine Substanz, die eine große Menge stabilen Schaums erzeugen kann, als Schaumbildner bezeichnet. Die erste Voraussetzung für die Schaumbildung ist ein kontinuierlicher und vollständiger Kontakt zwischen Gas und Flüssigkeit (d. h. unter Rührbedingungen); der zweite Grund ist, dass die Schaumgeschwindigkeit höher ist als die Berstgeschwindigkeit. Wenn die Flüssigkeit Tenside enthält, kann es an der Gas-Flüssigkeits-Grenzfläche adsorbiert werden. Wenn eine Schicht von Tensidmolekülen in einer Richtung an der Schaumoberfläche adsorbiert und eine bestimmte Konzentration erreicht, bildet sich an der Blasenwand ein fester Film, der die Blasen relativ stabil macht. Wenn das Flüssigkeitsvolumen größer ist als das Gasvolumen, ist der Schaum im Wesentlichen kugelförmig und die Wechselwirkung ist nicht stark. Im eigentlichen Sinne sollte Schaum ein dichtes Schaumaggregat in Form eines Polyeders sein, das die durch Flüssigkeitsreduzierung gebildete Grenzfläche des Polyeders ist.
Die Hauptursachen für das Platzen von Schaum sind das Austreten des Flüssigkeitsfilms und die Diffusion von Gas in der Blase. Das Austreten des Flüssigkeitsfilms zwischen den Blasen wird hauptsächlich durch zwei Gründe verursacht: Schwerkraft und gegenseitige Kompression der Blasen. Die Quetschkraft der Blasen entsteht durch die Van-der-Waals-Kräfte zwischen den Flüssigkeitsmolekülen und den Einfluss des Oberflächendrucks. Aufgrund der Krümmung der Schnittstelle im Flüssigkeitsfilm ist der Druck innerhalb der ebenen Flüssigkeit (an der Verbindungsstelle zweier Blasen) größer als der Druck innerhalb der gekrümmten Oberfläche (an der Verbindungsstelle dreier Blasen). Daher wird die Flüssigkeit vom Hochdruckbereich in den Niederdruckbereich austreten, wodurch der Flüssigkeitsfilm im Hochdruckbereich dünner wird und schließlich zum Platzen des Flüssigkeitsfilms führt. Die Diffusion von Gas innerhalb der Blasen ist darauf zurückzuführen, dass der Druck innerhalb kleiner Blasen höher ist als innerhalb großer Blasen. Daher werden kleine Blasen durch den Flüssigkeitsfilm in große Blasen entleert, wodurch kleine Blasen kleiner werden und verschwinden, während große Blasen größer werden und den Flüssigkeitsfilm dünner machen, was schließlich zum Platzen führt. Darüber hinaus werden Blasen auf der Flüssigkeitsoberfläche auch direkt durch den Flüssigkeitsfilm in die Atmosphäre freigesetzt, da der Druck im Inneren der Blase höher ist als der Atmosphärendruck, und die Blasen platzen schließlich.
Beim Schaumdruckverfahren führt der Druck, der von den Schabern und Walzen auf den Schaum ausgeübt wird, sowie die Faser- und Kapillarwirkung dazu, dass der Schaum platzt. Der Farbstoff bleibt sofort an Ort und Stelle, da es keinen „Pasten“-Träger gibt, was seinen feinen Druckeffekt ausmacht. Sobald die Schaumfarbstofflösung den Stoff berührt, muss sie daher so schnell wie möglich platzen, was sich positiv auf die Druckqualität auswirkt.
2 Mechanismus und Eigenschaften des Schaumdrucks
Der allgemeine Prozess des Schaumdrucks besteht darin, einer konzentrierten Lösung, die Farbstoffe und Hilfsmittel enthält, ein Schaummittel hinzuzufügen, mechanisch Luft einzublasen, um Schaum zu bilden, und dann eine bestimmte Viskosität zu erreichen, um Schaumdruckpaste herzustellen. Nachdem Schaumfarbpaste mit einer Druckmaschine auf den Stoff gedruckt wurde, wird die Flüssigkeit im Schaum durch den Kapillareffekt schnell von der Faser absorbiert, sobald sie mit der Faseroberfläche in Kontakt kommt. Da die Farbstoffkonzentration im Schaum hoch und der Wassergehalt niedrig ist, wird er außerdem gezwungen, die Oberfläche des Stoffes gleichmäßig zu beschichten, ohne in die Faser einzudringen, was die Farbmenge auf der Oberfläche erhöht. Nach dem Drucken wird die Nachbearbeitung auf die gleiche Weise wie beim herkömmlichen Drucken durchgeführt, aber da die Druckpaste keine Klebstoffe oder Pasten enthält, kann sie den Waschaufwand bei der Nachbearbeitung verringern. Welche Art von Schaum benötigt Schaumdruckpaste? Der Schaum sollte vor dem Drucken auf den Stoff sehr stabil sein; nach dem Drucken auf den Stoff muss er schnell reißen.
Wenn der Schaum instabil ist, platzt er vor dem Drucken und die Viskosität der Farbpaste sinkt, sodass kein Schaumdruck möglich ist. Wenn die Schaumstabilität zu hoch ist, kann der bedruckte Schaum nicht gleichmäßig auf dem Stoff platzen, was die Druckqualität beeinträchtigt.
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