數(shù)字噴墨印花技術(shù)

數(shù)字噴墨印花技術(shù)摘要：數(shù)碼噴墨印花是近20年發(fā)展起來的一種新型印花技術(shù)，具有傳統(tǒng)印花不能實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)，被譽(yù)為21世紀(jì)染整工業(yè)實(shí)現(xiàn)革命的關(guān)鍵技術(shù)之一。該講座系統(tǒng)地介紹了數(shù)碼噴墨印花技術(shù)的起源和應(yīng)用現(xiàn)狀，深入淺出地闡述了這一新技術(shù)的基本原理及其發(fā)展趨勢。關(guān)鍵詞：噴射印花；數(shù)碼；紡織品1數(shù)字噴墨印花技術(shù)特點(diǎn)、技術(shù)優(yōu)勢紡織品數(shù)字噴墨印花技術(shù)與傳統(tǒng)印花技術(shù)相比，具有顯著的優(yōu)點(diǎn)，這些優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：印花精細(xì)度高，能達(dá)到2880dpi,獲得照片效果，而傳統(tǒng)的篩網(wǎng)印花只能達(dá)到200dpi。印花精細(xì)度的大幅度提高，為設(shè)計(jì)師提供了豐富的想象空間，使高清晰度印花紡織品的生產(chǎn)成為可能。無需制版，批量靈活，既可以實(shí)現(xiàn)單件制作，也可以大批量生產(chǎn)，交貨速度快。傳統(tǒng)印花需要事先制版、調(diào)色、打樣，圖案的顏色越多，需要的版數(shù)越多，準(zhǔn)備時(shí)間就越長；且生產(chǎn)批量越小，生產(chǎn)成本越高，交貨速度越慢。因此，傳統(tǒng)印花方式無法根據(jù)客戶要求進(jìn)行單件或小批量制作，不能滿足現(xiàn)代消費(fèi)者的個(gè)性化需求。可以通過因特網(wǎng)實(shí)現(xiàn)個(gè)性化電子商務(wù)消費(fèi)。消費(fèi)者可以將自己需要的圖案、個(gè)人資料和要求，通過因特網(wǎng)傳輸給生產(chǎn)商，生產(chǎn)商據(jù)此立刻安排生產(chǎn)，并將產(chǎn)品寄給消費(fèi)者。無染料和助劑的廢棄和浪費(fèi)，無污水排放，是真正的清潔生產(chǎn)技術(shù)。傳統(tǒng)印花需要沖洗花版，印花后的織物需要水洗、皂煮以去除浮色，不僅造成染料、助劑、水資源和能源的浪費(fèi)，而且污染嚴(yán)重。占地面積小，可以在辦公室和家庭中進(jìn)行印花。傳統(tǒng)印花需要專門的描稿間、制版間、寬敞的印花車間和水洗后處理車間，生產(chǎn)廠房造價(jià)高、投人大。紡織品數(shù)字噴墨印花的這些獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，從根本上革新了人們關(guān)于傳統(tǒng)紡織品生產(chǎn)和經(jīng)營的觀念，解決了紡織品生產(chǎn)的環(huán)境污染問題，把傳統(tǒng)紡織工業(yè)和現(xiàn)代高新技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來，使之由勞動(dòng)力密集型向技術(shù)密集型發(fā)展，大大促進(jìn)了紡織產(chǎn)業(yè)的升級換代，提高了技術(shù)水平。因此，國內(nèi)外業(yè)界人士都一致認(rèn)為，紡織品數(shù)字噴墨印花技術(shù)是21世紀(jì)染整工業(yè)實(shí)現(xiàn)技術(shù)革命的關(guān)鍵技術(shù)之一。噴墨印花雖然具有如上所述的眾多優(yōu)點(diǎn)，但是其印花速度慢、顏色深度差以及設(shè)備價(jià)格高的缺點(diǎn)，仍然是制約這項(xiàng)技術(shù)大規(guī)模推廣應(yīng)用的主要障礙。為了解決這些瓶頸問題，國際上許多科學(xué)家都加入了噴墨印花技術(shù)的研發(fā)行列，目前許多關(guān)鍵問題已經(jīng)被逐漸突破。2數(shù)字噴墨印花機(jī)特點(diǎn)數(shù)字噴墨印花技術(shù)按其原理，可分為連續(xù)噴墨(CIJ)印花和按需噴墨(DOD)印花兩大類。連續(xù)噴墨印花時(shí)產(chǎn)生一束墨滴大小均勻的墨滴流，用一個(gè)控制系統(tǒng)有選擇地使一部分墨滴與基質(zhì)碰撞形成圖案，另一部分墨滴則被收集系統(tǒng)回收后重新利用。連續(xù)噴墨方式可分為二位連續(xù)噴墨和多元連續(xù)噴墨。二位連續(xù)噴墨產(chǎn)生的墨滴只能在基質(zhì)的一個(gè)部位上產(chǎn)生圖案；而多元連續(xù)噴墨可以使墨滴同時(shí)在基質(zhì)的多個(gè)部位上(多達(dá)20個(gè))碰撞形成圖案。按需噴墨印花是根據(jù)圖案的需要產(chǎn)生墨滴，無需墨水回收系統(tǒng)。按需噴墨又分為氣泡式、壓電式和閥門式三種。它們都具有不同的特點(diǎn)，對墨水的要求也各不相同。噴墨印花是在辦公用噴墨打印的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，但是紡織品印花用的數(shù)字噴墨印花設(shè)備又有許多不同的要求，其中最基本的要求是必須具有足夠的打印寬度；合理、可靠的進(jìn)布和出布裝置和烘干功能；合理的印花速度，適合不同織物組織結(jié)構(gòu)的圖像處理軟件和控制系統(tǒng)。因此，噴墨印花機(jī)比辦公室打印機(jī)更為復(fù)雜，要求也更高。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，目前市場上推出的噴墨印花機(jī)主要以壓電式為主。噴墨打印機(jī)構(gòu)由多個(gè)噴頭和相應(yīng)的控制電路等組成，其中噴頭非常關(guān)鍵。壓電式噴頭由控制電路板、墨水通道和噴墨板等組成。目前國際市場上主要的制造商有Epson、Brother、Tek—tronix、Xaar、Spectra、Trident和Aprion等公司，各公司生產(chǎn)的噴頭具有不同的特點(diǎn)。3噴墨印花墨水噴墨印花墨水是數(shù)字噴墨印花生產(chǎn)的主要耗材，開發(fā)噴墨印花墨水，已成為噴墨印花技術(shù)發(fā)展必不可少的組成部分，也是當(dāng)前紡織用精細(xì)化學(xué)品領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。噴墨印花墨水一般由色素、水、有機(jī)溶劑和添加劑(如防菌劑、分散劑、pH調(diào)節(jié)劑、保濕劑等)等組成。與紙張用噴墨打印墨水相比，織物用噴墨印花墨水除了對色素純度、不溶性固體顆粒粒徑以及墨水的粘度、表面張力、電導(dǎo)率、穩(wěn)定性、pH值和起泡性等有具體要求之外，還要求墨水噴射到織物上形成圖案后，必須具有良好的耐水洗等色牢度，且不能影響織物手感。按照配制墨水所使用的溶劑，紡織品數(shù)字噴墨印花墨水可以分為水性墨水和溶劑性墨水，前者簡稱為墨水，后者常稱為油墨。從發(fā)展趨勢看，噴墨印花墨水幾乎都是水性的，這不僅符合環(huán)保要求，也符合紡織品印花的基本要求。按照使用的色素，噴墨印花墨水可以分為染料墨水和顏料墨水。理論上，所有的紡織品染色和印花用染料都可以配制噴墨印花墨水，目前所使用的染料，主要為活性染料、酸性染料和分散染料。按照墨水的溶液狀態(tài)，噴墨印花墨水還可以分為真溶液墨水和水分散墨水。前者包括活性染料墨水和酸性染料墨水，后者包括分散染料墨水和顏料墨水?；钚匀玖夏钚匀玖吓c纖維的結(jié)合是通過共價(jià)鍵實(shí)現(xiàn)的，所以活性染料在纖維上具有優(yōu)良的耐水洗、耐濕摩擦等濕處理牢度，是目前纖維素纖維染色用量最大的一類染料?；钚匀玖铣丝梢杂糜诿?、麻、粘膠等纖維素纖維外，還可以用于羊毛、蠶絲等蛋白質(zhì)纖維?；钚匀玖鲜且环N水溶性染料，在水中具有良好的溶解度，色譜齊全，顏色鮮艷，是配制噴墨印花墨水重要的色素材料。用活性染料配制噴墨印花墨水，需要使用高純度的脫鹽染料。因?yàn)樯唐芳壔钚匀玖现泻写罅吭鞣鄣入s質(zhì)，嚴(yán)重影響了染料的溶解性能。目前，活性染料脫鹽主要采用納濾法和重結(jié)晶法。此外，還需在墨水中添加一些能改善染料水解穩(wěn)定性、溶液表面張力和粘度的助劑。其中，表面活性劑的作用有兩種：一是控制墨水的表面張力，使之適應(yīng)數(shù)字噴墨印花機(jī)的要求；二是對染料起助溶作用，提高染料溶液的穩(wěn)定性。表面活性劑一般選用甘醇類或萘磺酸類物質(zhì)。殺菌劑可防止墨水在儲存過程中發(fā)生霉變，防止噴墨印花機(jī)中的墨道因墨水霉菌而堵塞。為了防止活性染料水解，保證染液穩(wěn)定性，需要加人合適的pH值緩沖劑，將pH值控制在8左右。在配制墨水的過程中無機(jī)鹽含量的控制也相當(dāng)重要，整個(gè)過程中必須使用去離子水，其它添加劑也必須進(jìn)行納濾，以除去無機(jī)鹽?；钚匀玖夏萌玖习凑栈钚曰煞譃閮深悾阂活愂且宦染侯?，另一類是乙烯砜硫酸酯類。前者具有良好的熱穩(wěn)定性能，適用于紡織品噴墨印花?；钚匀玖夏牧鲃?dòng)性能比較好，但其穩(wěn)定性會隨時(shí)間的延長而變差，因此保存期較短?；钚匀玖夏饕糜谛Q絲、棉等紡織品的數(shù)字噴墨印花，其數(shù)字噴墨印花工藝流程為：織物一預(yù)處理一烘干一噴墨印花一烘干一汽蒸一水洗一烘干。由于墨水中不含活性染料固色催化劑，同時(shí)噴墨印花對墨水粘度、表面張力等技術(shù)指標(biāo)又有特殊要求，因此，活性染料墨水直接噴射在織物上很容易滲化，影響印花圖案的精細(xì)度。所以，需要對織物進(jìn)行預(yù)處理。預(yù)處理液主要由堿、尿素和海藻酸鈉等組成，預(yù)處理后的織物必須烘干并保持平挺，才能進(jìn)行噴墨印花。酸性染料墨水酸性染料分子結(jié)構(gòu)中含有磺酸基等強(qiáng)水溶性基團(tuán)，在水中具有很大的溶解度。酸性染料色譜齊全、色澤鮮艷，是蠶絲、羊毛和錦綸等纖維染色和印花用的主要染料。用于制備數(shù)字噴墨印花墨水的酸性染料必須具有足夠高的純度，因此商品性染料在配制噴墨印花墨水前必須進(jìn)行脫鹽等純化加工。酸性染料噴墨印花墨水主要由高純度酸性染料、共溶劑和去離子水等組成。同活性染料墨水一樣，上述組成在配制墨水之前都需要進(jìn)行納濾等純化處理，以去除雜質(zhì)，防止染料結(jié)晶析出，提高噴墨印花墨水的穩(wěn)定性。酸性染料墨水的噴墨印花工藝與活性染料墨水相似，織物在進(jìn)行噴墨印花之前也需要進(jìn)行預(yù)處理。預(yù)處理液一般由尿素、增稠劑和酒石酸銨等組成。其中尿素的作用主要是在汽蒸過程中使纖維發(fā)生溶脹，有利于染料向纖維內(nèi)部擴(kuò)散；酒石酸銨是釋酸劑，在汽蒸過程中分解產(chǎn)生酒石酸，提供酸性染料上染纖維的酸性條件，提高染料給色量。酸性染料噴墨印花織物的固色一般在飽和蒸汽中于102汽蒸20—30rain即可完成。汽蒸后的織物先用冷水洗滌，然后用30—5Occ溫水進(jìn)行皂洗，再用溫水漂洗，最后用冷水漂洗。分散染料墨水分散染料的分子結(jié)構(gòu)比較小，分子中不含水溶性基團(tuán)，只含有極性基團(tuán)，水溶性很差，在水中主要以微小顆粒呈分散狀態(tài)存在，是一種非離子染料。由于染料需借助分散劑的作用才能形成均勻的水分散液，故稱之為分散染料。分散染料廣泛用于滌綸、錦綸、醋酯纖維（二醋酯、三醋酯）等合成纖維的染色和印花，在這些纖維中，分散染料具有“溶解性”。雖然分散染料對腈綸、丙綸和氨綸也有可染性，但親和力較小。分散染料色譜齊全，色澤鮮艷，各項(xiàng)牢度良好。由于分散染料是一種非水溶性染料，用于配制噴墨印花墨水時(shí)，需要研磨成細(xì)小的顆粒才能使用。若染料顆粒太大，容易堵塞噴嘴。因此，分散染料的超細(xì)化加工和在水中的穩(wěn)定分散是制備分散染料墨水的關(guān)鍵。制備分散染料墨水時(shí)，首先須將分散染料、分散劑、有機(jī)助溶劑和水等混和，在研磨機(jī)中研磨至染料顆粒小于0．5，制成分散染料分散液，然后再加入各種助劑配制成墨水。分散染料墨水主要由分散染料、分散劑、共溶劑和去離子水等組成。分散染料在墨水中必須具有良好的分散穩(wěn)定性，在