纺织品数码喷射印花原理及应用技术研究

　　摘　要:探讨了数码喷射印花技术的原理,介绍了两个常用的印花系统和印花过程,分析了连续液流型和按需液滴型数码喷射印花机的印花工作过程。通过与传统印花方法比较,分析了数码喷射印花的优点。分别从印墨、印花工艺流程、织物的预处理、数字图像处理、喷印和后处理方面阐述了数码喷射印花技术的应用。

　　关键词:喷射印花;印花;技术;应用;纺织品

　　数码喷射印花技术是将花纹图案经数字化处理后输入计算机,也可由计算机自行创作,经过电脑印花分色系统编辑处理,再经过电脑控制微压电式喷墨嘴结构将染液喷射到织物及其它平面质材上,印出各种所需图案[1]。数码印花技术是随着计算机技术不断发展而逐渐形成的一种集机械、计算机、电子信息技术为一体的高新技术产品,**早出现于20世纪90年代中期,是近年来在国际上开始风行的一种新的纺织品印染方式,荷兰、瑞士、日本、美国、意大利等多家厂商都有推出数码喷射印花设备。1998年数码喷射印花技术引入我国,2000年国内**台达到国际**水平DPM—1800A型数码喷射印花机由杭州宏华电脑技术有限公司研制成功[2]。

　　1　数码喷射印花技术的原理及特点

　　1.1　数码喷射印花技术的原理

　　数码印花就是通过各种数字化手段,如:将扫描、数字相片、图像或计算机制作处理的各种数字化图案输入计算机,再通过电脑分色印花系统处理后,由专用的RIP软件通过对其喷印系统将各种专用染料直接喷印到织物或其他介质上,再经过处理加工后,在纺织面料上获得所需的高精度的印花产品。

　　1.2　数码喷射印花系统

　　目前常用的印花系统有两种:瑞士PERFEC-TA公司生产的高速数码喷射系统PrintMasterPM2200和由杭州宏华电脑技术有限公司生产的A’texprintTex-1600?1600系统。其性能如表1和表2所列[3]。图1为常见的数码印花机。

　　

 

　　1.2.1　连续液流型数码喷射印花机的工作过程将液流用泵或压缩空气输送,以小液滴的形式,由喷嘴连续地喷出带电荷的液滴。当液滴经过偏转电极时,控制电路会发出信号产生电场,可以根据电场的有无和大小,液滴被偏转回收或向外喷射到织物上获得所需的图案。由于喷射液滴较大,图像精度差,一般低于25dpi,只能用于地毯、壁挂、毛巾之类的图像要求不高的产品。

　　1.2.2　按需液滴型数码喷射印花机工作过程(1)压电转换型数码喷射印花机。压电式是一种根据电信号,用压电元件产生的振动压力使印墨喷出。压电式喷头体积很小,但形成的图像分辨率很高,而且喷射频率也高,目前可达20~30kHz。由于喷头发热量很小,对印墨影响也较小,喷嘴堵塞情况也改善了许多。它的价格虽贵但使用寿命长,因此是目前用于纺织品的数码喷射的主要形式。(2)加热气泡型喷射印花机。加热气泡型喷射印花机是将微型加热器埋在非常小的喷嘴孔里,经瞬时加热达到高温(>300℃),使印墨产生气泡,通过这种气泡的膨胀、收缩,使喷嘴孔中的印墨喷出。这种喷头采用制造集成电路的技术生产,可以在一个小面积上制造大量喷孔。喷孔数量多,液滴小,图案精细度较高,喷射频率一般在10kHz左右。由于所喷射的印墨在喷孔处反复气化,因此容易结焦而堵塞喷孔。

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　　1.2.3　数码喷射印花的特点

　　传统的圆网印花、平网印花与数码喷射印花方法的比较如表4所列。

　　

 

　　传统印花的工艺流程为:设计图案→制图(扫描,CAD)→分色→制胶片→制版→配色、调色→打小样→投入生产(放大样)数码喷射印花的工艺流程为:设计图案→CAD图像→织物前处理→直接喷印织物从表4可以看出数码喷射印花技术具有以下特点:

　　(1)印花过程数码化。采用CAD系统设计图案,用数码喷射印花机打印。

　　(2)印花工序简单化。取消了复杂的制版和配色调色工序,采用专用染料自动配色系统。

　　(3)印花质量**化。印花品色彩丰富,过渡自然、平滑,无套色限制(2~20套色)。采用CMYK4种基本色加专色,输出1670万种颜色;颜色数据由计算机自动记忆,保证大、小样的一致性;采用微米级喷头,输出分辨率高达1440dpi;可以逼真地反映复杂度高的细节。

　　(4)灵活性强。无素材限制、无颜色限制、可调整图形大小和位置、适合小批量、多品种、个性化生产、生产安排灵活、设计图案可保存、可以随调随印。

　　(5)经济性好。设备占地面积小、无须专用厂房、节约开版费、电子调浆系统费、缩短换色、换花样的停机时间、从设计到产品生产**、新产品上市快。

　　(6)环保性好。染料按需喷到基质上,减少了浪费和废弃;无废水排出,符合环保的要求。

　　2　数码喷射印花技术的应用

　　数码喷射印花技术的应用需要考虑印墨、印花工艺流程、织物的预处理、数字图像处理、喷印和后处理各种因素。

　　2.1　印墨

　　迄今为止,尚无普遍适用于纺织品数码喷射印花的标准印墨配方,但所有印墨配方必须满足一定的总体要求,如粘度、表面张力、密度、蒸汽压、电导性、热稳定性、毒性、易燃性、染料纯度和溶解性、机械适应性、给色量、腐蚀性、储存稳定性、颜色鲜艳度和耐光及耐洗牢度等,其中粘度、表面张力、稳定性、颜色鲜艳度和各项牢度是**的指标。喷墨印花的印墨配方包括色素(染料或涂料)、载体(粘合剂?树脂)和添加剂(包括粘度调节剂、引发剂、助溶剂、分散剂、消泡剂、渗透剂、保湿剂等),其中添加剂应根据需要分别使用。

　　与传统印花相比,数码喷射印花印墨的粘度要低得多,因此,常采用合成增稠剂作为糊料,因为这些糊料的杂质含量比较少,而其结构粘度又较高。当染料溶液或印墨流经阀门和阀门板的各种通道时,因受到较高的压力,染液变稀,粘度下降。在达到织物表面后,粘度又恢复到比较高的水平,可防止花纹渗化,保持比较高的轮廓清晰度。此外,这类增稠剂在染料固色的汽蒸条件下,可保持较高的粘度,而许多糊料在高温下粘度下降很多,会引起花纹渗化[6]。

　　2.2　印花工艺流程

　　数码喷射印花设备只解决了印制过程问题,对不同纤维织物还要选择合理的工艺流程及工艺参数,这是实现批量生产和保证产品质量的前提。与传统的印花方法不同,它以练漂半制品(漂布)为坯布,省却了退浆、煮练可能造成的污染,缩短了加工流程,较为经济适宜。根据不同纤维染料上染机理的不同,选定不同的工艺。

　　(1)纤维素纤维的印花工艺流程:织物浸轧上浆→活性染料喷印→干燥→汽蒸(102℃,10~12min)→水洗→烘干

　　(2)涤纶织物的印花工艺流程:织物浸轧上浆→分散染料喷印→干燥→汽蒸(180℃,8min)→水洗→烘干

　　(3)丝绸、锦纶、羊毛织物的印花工艺流程:织物浸轧上浆→酸性染料喷印(丝织物也可用活性染料)→干燥→汽蒸(102℃,30min)→水洗→烘干

　　2.3　织物预处理

　　用于数码喷射印花的织物,除了常规前处理(如纤维素纤维织物需烧毛、退浆、煮练、漂白、丝光)外,还需做特殊的预处理。这是因为在常规染料印花色浆中,除染料外,还需加入糊料和助剂,如活性染料印花色浆中要加入碱剂、尿素、间硝基苯磺酸钠等,而喷射印花用的染料分子结构与常规印花用的染料是相同的,但它制成色料时,若加入糊料和助剂,就容易堵塞喷嘴,因此,用于数码喷射印花的练漂半制品,需增加一道预处理工序———织物浸轧上浆。染料喷墨印花防止染液渗化的常用前处理剂如表5所示。

　　

 

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　　2.4　数字图像处理所有需要喷射印花的花样,都要进行数字图像处理,其过程为:

　　原稿→扫描输入→花样修整→分色→配色变换(1)扫描输入　选用和窗口环境相对应的专用图像应用软件,从描稿仪中输入设计图案,或按照CD—ROM、数码相机等输入各种图案。

　　(2)花样修整　利用图像处理软件,对图像进行必要的放大或缩小,对不符合要求的地方进行编辑、修改。

　　(3)分色　利用现有的分色软件进行分色。对要求打样的花样,则需按印制工艺进行套色分色,以达到制出的花样在移交到正式加工时,必须是用传统印花方法能生产出和喷射印花样品相同的产品。

　　(4)配色　目前大多数数码喷射印花机采用4种基本色(青、品红、黄和黑色)加4~6种特别色(金黄、橙、红、深蓝,再加浅青、浅品红)。一般喷射印花机制造商都配有专用配色软件,根据染料在不同织物上的上染性不同,通常有几种不同的配色方法,可根据不同情况加以选择。

　　2.5　喷印

　　配色完成后,可进入喷印软件,选择正确的光栅化处理器(RIP)和颜色管理。进行喷印过程中,光栅化处理器会将喷印数据转换为光栅化的图像或网点,使喷射印花机能够将图案在织物上显现出来。优良的印花图像应该是图像清晰、色彩层次调和。

　　2.6　后处理

　　和传统印花工艺一样,活性染料、分散染料经喷射印花后,均需进行汽蒸固色,由于存在糊料和末固着的染料,也需经水洗、皂洗处理,然后进行后整理。

　　(1)汽蒸固色　由于所喷印的织物和采用染料的不同,它们的固色条件也就不同。对于纤维素纤维应用活性染料固色的条件是:汽蒸102℃,10~15min。

　　(2)水洗处理　针对不同的染料,其水洗处理的条件不同。如:纯涤纶织物或以涤纶为主的混纺织物。其水洗处理的工艺流程为:高温常压汽蒸固色后→冷水洗→温水洗→还原清洗(保险粉2g?L、氢氧化钠2g?L、净洗剂3g?L,清洗5~10min)→温水洗→冷水洗→烘干[4]。

　　3　结论

　　数码喷射印花系统的印花工艺与传统印花工艺相比,发生了根本性的改变,工艺流程大大简化,并且该技术无需制版,可以做到小批量、多品种、快交货、省水、节能、节约染化料,实现文明、清洁生产,从而**改变印染生产环境的面貌,为服装业时装化、个性化提供了必要条件。随着纺织高科技的发展,数码喷射印花技术将会在纺织品印花中的应用越来越广泛,必将对纺织品印花技术带来一次新的革命。

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　　(责任编辑：leonlee07)

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