1 前言

　　紡織品數(shù)碼噴墨印花可簡稱為數(shù)碼印花或噴墨印花，是集計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、數(shù)字處理和信息系統(tǒng)以及精密機(jī)械加工和高品質(zhì)的精細(xì)化工材料于一體的共同發(fā)展結(jié)果。作為一種全新的印花方式，是印花行業(yè)的又一次重大革命。噴墨印花通過一定的手段：如計算機(jī)掃描儀，數(shù)碼照相機(jī)等，把所需的圖案通過數(shù)字化技術(shù)輸入計算機(jī)，經(jīng)過電腦分色系統(tǒng)（Computer Aid Design System）簡稱CAD處理后，再經(jīng)過電腦控制的壓電式噴墨印花機(jī)將某種染料噴射到織物上，并經(jīng)過一定的織物后整理，從而完成織物印花的全過程。噴墨印花是當(dāng)今世界最為先進(jìn)的印花技術(shù)，代表了未來印花領(lǐng)域的發(fā)展趨勢。

　　2 數(shù)碼噴墨印花與傳統(tǒng)印花的主要區(qū)別

　　數(shù)碼噴墨印花與傳統(tǒng)印花工藝的最大區(qū)別是：數(shù)碼噴墨印花不需要制版，省略了傳統(tǒng)印花所需的描稿、制片、制網(wǎng)、配色調(diào)漿、刮印等工藝；省略了傳統(tǒng)印花所需的制網(wǎng)機(jī)、上膠機(jī)、感光機(jī)、烘房等設(shè)備；省略了傳統(tǒng)印花所需的滌綸膠片、絲網(wǎng)、鎳網(wǎng)、輥筒等消耗材料；此外，數(shù)碼噴墨印花能打印出傳統(tǒng)印花無法達(dá)到的各類國畫、油畫、水彩畫、水粉畫等印花效果和藝術(shù)效果。

　　數(shù)碼印花以個性化、小批量、多品種、高精度快交貨、富有藝術(shù)效果的獨(dú)特性，目前主要用于中高檔的消費(fèi)市場，如高檔時裝、工藝禮品、旅游飾品、絲巾、領(lǐng)帶、各類書畫及高檔的織物面料等。

　　3 數(shù)碼噴墨印花的發(fā)展

　　二十世紀(jì)90年代，紡織印花行業(yè)的重大革命拉開序幕，數(shù)碼噴射印花機(jī)誕生；2003年在英國伯明翰的國際紡織機(jī)械展覽會（ITMA）上，已向人們展示了數(shù)碼噴墨印花機(jī)，從印花打樣向小規(guī)模的生產(chǎn)方向發(fā)展；與此同時，前、后處理配套設(shè)備也相應(yīng)得到發(fā)展，促進(jìn)了數(shù)碼噴墨印花從打樣向產(chǎn)業(yè)化方向的逐步發(fā)展。

　　3.1. 分辨率和噴墨速度的提高

　　從1992年ZIMMER公司推出的地毯印花小樣機(jī)，分辨率為9-18dpi，至1995年意大利的國際紡織機(jī)械展覽會上STORK和 MIMAKI公司展示的噴墨印花分辨率已達(dá)到360-720dpi，打印速度從4.6M2 /h提高到6-11M2/h；2003年意大利Reggiani公司制造的數(shù)碼噴墨印花機(jī)，據(jù)資料介紹，打印速度可達(dá)150 M2/h；2005年上海印染助劑展覽會上，美國杜邦公司制造的數(shù)碼噴墨印花機(jī)實物展示，打印速度為50-60M2/h。分辨率和噴墨打印速度的逐步提高，為噴墨印花的逐步產(chǎn)業(yè)化創(chuàng)造了必要的條件。

　　3.2. 噴射方式的發(fā)展

　　根據(jù)相關(guān)專家學(xué)者的研究報告和最近幾年國內(nèi)外數(shù)碼噴射印花機(jī)的相繼的市場展出，噴射方式從連續(xù)式噴墨向按需式噴墨發(fā)展；噴頭技術(shù)也從熱泡式噴頭向壓電晶體式噴頭轉(zhuǎn)變，并逐步國產(chǎn)化。

　　（1）連續(xù)噴墨方式是由油墨在200KPa左右的壓縮空氣推動下，強(qiáng)制通過一個直徑分布在10-100μm的小噴嘴。出來的油墨液流分成細(xì)小的液滴，這種液滴是由壓電晶體機(jī)械地激勵而強(qiáng)制形成的，隨著高頻振蕩形成62500液滴。

　�。�2）按需式噴墨方式分為熱泡式噴墨和壓電晶體噴墨兩種。熱泡式是由計算機(jī)控制的加熱器將墨水加熱到一定溫度，使墨水產(chǎn)生墨狀氣泡，冷卻或破滅形成墨滴自噴嘴噴出。壓電晶體是由計算機(jī)控制，通過壓電晶體的伸縮對墨水施加一個微小的壓力，使墨水從噴嘴中噴出，在織物上形成圖案。目前的噴墨印花采用壓電晶體技術(shù)的較多，發(fā)展迅速。

　　4 數(shù)碼噴墨噴射原理探討

　　數(shù)碼噴射印花機(jī)一般打印寬度為1-3.2m，有4-8個打印頭，每只打印頭有360噴孔。由于整個圖像都是由細(xì)小的色點(diǎn)組成，因此需要有較高噴射點(diǎn)密度，噴射密度是指每英寸有多少點(diǎn)，（Dop Per inch）簡稱dpi。對圖像而言，通常分辨率在360-720dpi就可以達(dá)到清晰效果。織物面料的打印因受經(jīng)緯密度的限制，打印的分辨率并非越高越好。如果分辨率達(dá)到1440dpi已現(xiàn)無點(diǎn)狀態(tài)，根據(jù)實際操作情況分析，分辨率越高，對數(shù)碼噴嘴的噴射頻率和精度、染料的精細(xì)度、提出了更高的要求。

　　5 噴墨墨水的分類及指標(biāo)

　　5.1 噴墨墨水的分類

　　噴墨墨水可分為染料型和顏料型兩大類，也有混合型的墨水，相繼出現(xiàn)了染料噴墨印花、涂料噴墨印花。據(jù)東華大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院的研究報告報道，已將UV固化油墨在數(shù)碼噴墨技術(shù)中應(yīng)用，染料也從4種基本色發(fā)展成8種顏色（四元色及淺青、淺紅、寶藍(lán)、橙），據(jù)權(quán)威專家的文獻(xiàn)報道：在織物上進(jìn)行噴墨印花從理論上表達(dá)顏色可達(dá)1670萬種，可見色澤之豐富，是一般的傳統(tǒng)印花根本無法達(dá)到和想象的。噴墨的染料墨水也先后開發(fā)了活性、酸性、分散、涂料等，極大地擴(kuò)大了對不同織物纖維進(jìn)行噴墨印花的需求。

　　5.2 噴墨墨水的基本技術(shù)指標(biāo)

　　盡管目前數(shù)碼噴墨印花的墨水有水性、溶劑型等，但實際應(yīng)用較多的主要是活性染料、酸性染料、分散染料和涂料制成的液墨。噴墨印花的用墨與噴墨制版的用墨比較接近，主要技術(shù)指標(biāo)要考慮到下述幾個方面，才能滿足噴墨印花的需求。

　　5.2.1 表面張力

　　噴墨墨水的表面張力對墨滴的形成和制網(wǎng)的質(zhì)量影響極大。如液滴斷裂長度、穩(wěn)定性、形成速度和液滴形成的優(yōu)劣，是否直線運(yùn)動，均受表面張力影響。表面張力大，墨滴不易形成小微滴，并可能出現(xiàn)較長的斷裂長度，直接影響圖案的質(zhì)量。對墨水的表面張力，一般為2.5×10-2 N/m～3.5×10-2N/m。

　　5.2.2 粘度

　　粘度與表面張力都會影響墨滴的形成。粘度高會使斷裂看的尾巴拖長，呈拉絲狀；粘度太小，則微滴易破碎。粘度還影響液滴的噴射速度，如果粘度太高，噴射速度降低，甚至墨滴不能擊在基質(zhì)的相同點(diǎn)上。與傳統(tǒng)的印漿相比，液體墨應(yīng)具有非常低的粘度（3m Pa?～10 mPa?）。

　　5.2.3 分子粒徑

　　噴墨粒子的大小用平均粒徑和最大粒徑來表示，粒徑超過最大粒徑的則不能應(yīng)用。用于噴墨的平均粒徑應(yīng)小于0.5μm，最大不超過1μm，而且要求在高剪切力作用和不同溫度下，粒徑仍保持不變或改變很小。因為噴嘴的直徑只有50μm，大而不規(guī)則的粒子會導(dǎo)致微滴形成困難和不穩(wěn)定，最終導(dǎo)致噴嘴堵塞。

　　5.2.4 導(dǎo)電率

　　在數(shù)碼噴墨印花中特別是在CIJ噴墨印花機(jī)設(shè)備中，墨水微滴是依靠帶電荷產(chǎn)生偏移的，因而墨水必須具有一定的導(dǎo)電能力。在通常情況下，導(dǎo)電率要求在750Siemens以上。

　　6 數(shù)碼噴墨印花的實踐

　　上海中大在前幾年就引進(jìn)了杭州宏華噴墨印花設(shè)備，組建了數(shù)碼印花創(chuàng)意工作室，對數(shù)碼噴墨印花進(jìn)行積極的工藝實踐。這里主要探討活性染料的噴墨印花工藝實踐。

　　6.1 數(shù)碼印花應(yīng)用工藝流程

　　數(shù)碼工藝流程如圖所示：

　　圖1 數(shù)碼印花工藝流程

　　6.2 織物前處理

　　6.2.1 織物面料要求

　　數(shù)碼印花面料織物在噴印前要做處理（如全棉布要燒毛、退漿、煮練、漂白、絲光處理），要求無織造弊病、表面光潔。

　　6.2.2 漿料配制

　　數(shù)碼印花用漿料與傳統(tǒng)印花漿料有所區(qū)別，數(shù)碼印花用漿料中不含染料、而傳統(tǒng)印花的漿料是與染料混合在一起。數(shù)碼印花用漿料的組成為尿素、堿劑和糊料等助劑混合攪拌后調(diào)至成具有一定粘度的稠體漿料，配制好的漿料不宜久放。

　　6.2.3 上漿

　　織物上漿方式采用雙面浸軋和刮刀上漿等，上漿要均勻.保證打印在面料上的保持染料墨水勻稱，汽蒸固化，色差變化小。上漿烘干溫度不宜太高，溫度控制在120℃以下，以防止因溫度過高，漿料中的各種助劑受熱后引起分解，也易造成面料泛黃脆損。如溫度過低漿料不易干燥，影響上漿的性能和易沾污雜質(zhì)。

　　6.2.4 漿料的作用

　　織物面料上漿主要作用，是使噴印的染料墨水能夠順利地打印到織物面料上而不會使顏色產(chǎn)生滲化。同時又起傳遞作用，噴印到織物面料的染料墨水通過漿料作用傳遞到織物面料上，噴印出清晰的花紋。

　　用于數(shù)碼噴印的漿料中含有糊料、堿劑、尿素、防染鹽S等助劑組成。糊料是一種增加粘度的載體物質(zhì)，它的作用是在面料上承載著膜面，能使染料墨水轉(zhuǎn)移到纖維上。糊料要有一定的粘度，粘著力、滲透性及洗滌性等。堿劑通常采用的是（NaHCO3）小蘇打，NaHCO3屬酸式碳酸鹽PH值為8.5左右；印花織物蒸化時，受熱后便分解成純堿，PH值升為10～11，促使染料與纖維素面料反應(yīng)形成共價鍵結(jié)合，提高了給色量和固色率。尿素在數(shù)碼噴印時，它的作用是吸濕劑，在蒸化時，它能吸收水份，使纖維素纖維面料膨化，幫助染料在蒸化時與面料發(fā)生反應(yīng)，有利于染料擴(kuò)散滲透，提高給色量。防染鹽S是一種弱氧化劑，它可防止染料在高溫氣蒸時受還原性物質(zhì)的作用而產(chǎn)生變色。用于數(shù)碼印花的漿料，必需具備抱水性、吸濕性、潤濕性。抱水性：漿料中的水性越強(qiáng)，游離的水分子越少，在噴印過程中越不易有滲化現(xiàn)象發(fā)生，圖案的清晰度也增加。潤濕性：漿料上漿后要很快地潤濕織物，使?jié){料均勻地粘附在織物表面。吸濕性：染料墨水噴印在織物面料上，向纖維內(nèi)部轉(zhuǎn)移、擴(kuò)散是靠氣蒸來完成的。因此要求漿料在氣蒸時應(yīng)具有一定的吸附能力，吸收水份越多，吸濕性越高。纖維膨化程度越大，印花著色效果越好。

　　6.3 織物后整理

　　6.3.1 汽蒸

　　墨水噴射到面料上，需要經(jīng)過汽蒸把圖案固色在纖維上。汽蒸時一般都采用飽和蒸汽，它是印花蒸化時最常用的固著介質(zhì)。由于傳統(tǒng)的連續(xù)式蒸箱較大，適應(yīng)大批量產(chǎn)品蒸化，能源損耗很大。而數(shù)碼印花產(chǎn)品目前基本上都是小批量的產(chǎn)品，采用小型箱式蒸箱，空間小，密封度好，蒸汽在箱內(nèi)循環(huán)飽和，充分吸入纖維中，使纖維膨化，并保持一定的濕度。在濕熱的情況下，纖維和漿料膨化，增加了染料分子的擴(kuò)散的功能，加快了染料與纖維的結(jié)合，汽蒸的溫度控制在102～105℃，時間為10-15min，如汽蒸時間過短，發(fā)色和固色時間不夠，得色會變淺；汽蒸時間過長，會造成染料水解，色澤產(chǎn)生變化。

　　6.3.2 水洗

　　蒸化后織物面料上的色漿、糊料、助劑和染料等物質(zhì)，必須經(jīng)水洗加以清除。水洗時織物上的漿料經(jīng)過溶脹，殘存的助劑、染料經(jīng)過擴(kuò)散溶入洗液中，并在清潔的水中不斷地置換下，把織物上地殘存物去除。

　　活性染料噴印的織物面料氣蒸后，其水洗工藝為冷水洗滌數(shù)遍→50～60℃左右溫水洗→ 90～100℃皂洗→冷水凈洗→柔軟處理→脫水→ 烘干。數(shù)碼印花產(chǎn)品加工批量較小，采用繩狀水洗機(jī)比較適合小批量，多品種面料的水洗。通過選用優(yōu)質(zhì)的凈洗助劑和確定合理的水洗工藝，來達(dá)到高質(zhì)量的水洗要求。

　　結(jié)束語

　　數(shù)碼噴墨印花技術(shù)是一種全新的印花方式，它摒棄了傳統(tǒng)印花需要制版的復(fù)雜環(huán)節(jié)，直接在織物上噴印，提高了印花的精度，實現(xiàn)了小批量、多品種、多花色印花，而且解決了傳統(tǒng)印花占地面積大、污染嚴(yán)重等問題，符合清潔生產(chǎn)的要求，具有廣闊的發(fā)展前景。

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