1 數(shù)碼噴墨印花技術

　　20世紀9O年代中后期以來，荷蘭、瑞士、日本、美國、意大利、中國等國家的一些印染機械企業(yè)將信息網(wǎng)絡技術、CAD技術、精密機械技術、精細化工技術等相關高新技術應用到紡織機械領域.開發(fā)了機電一體化印花技術一數(shù)碼噴墨印花技術.這是一次紡織印染技術的革命。

　　1.1 數(shù)碼噴墨印花的定義

　　數(shù)碼噴墨印花是一種集機械、電子、信息處理設備為一體的高新技術.它的出現(xiàn)是繼凹凸版印花和絲網(wǎng)印花后的又一次印花技術革命.它利用特種機器(數(shù)碼噴墨印花機)把染料直接噴射在紡織面料上，以快速形成高精度的彩色圖案，使設計師從生產(chǎn)技術及工藝條件的框架中解放出來。并且人們可根據(jù)自己的意愿來設計創(chuàng)意.變化組合直接印

　　花，它目前正在朝產(chǎn)業(yè)化的方向迅速發(fā)展。

　　1.2 數(shù)碼噴墨印花的特點

　　數(shù)碼噴墨印花是將花樣圖案.通過數(shù)字形式輸入到計算機.通過計算機印花分色描稿系統(tǒng)(CAD)編輯處理，再由計算機控制噴嘴，把專用染液直接噴射到紡織品上，形成所需圖案。數(shù)碼噴墨印花徹底改變了傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式和經(jīng)營模式.大大縮短了生產(chǎn)時間，提高了企業(yè)生產(chǎn)效率。主要有以下特點：

　　(1)印花工序簡單：取消了傳統(tǒng)印花復雜的花版制作和配色調漿工序.計算機的彩色圖案直接表現(xiàn)在織物上，數(shù)據(jù)由計算機自動記憶，保證小樣與大樣的一致性，既節(jié)省了操作時間，又降低了生產(chǎn)成本，提高了操作效率：

　　(2)印花品質：噴墨印花色彩豐富，過渡自然平滑，印制層次流暢，能很逼真地反映出圖案的復雜度和精細度�？缮�產(chǎn)出具有照相格調的花紋和新感覺的印花產(chǎn)品，且不用考慮花版數(shù)量的限制：

　　(3)生產(chǎn)靈活性強：由有限的、常用的基本色染料墨水(黃、品紅、青和黑色)就能立刻制作印花樣本.素材靈活，無顏色、回位的限制，可自由調整圖形的大小和位置.進行連續(xù)、獨幅、定位花的噴印。噴印的數(shù)量靈活，換批效率高，可滿足個性化和定制生產(chǎn)、小批量和快速反應的需要。生產(chǎn)安排靈活，只需將新圖案或色位的數(shù)字信息送到噴墨印花機，就可隨時噴印.也可迅速轉產(chǎn);

　　(4)分辨率高：采用獨特的計算機設計和印花體系.直接在織物上有效混合得到所需顏色.不需配色操作，分辨率高;可降低制網(wǎng)成本，重復生產(chǎn)，減少修補：

　　(5)有利于環(huán)境保護：一般來講，數(shù)碼噴墨印花用墨水的各項牢度均高.而且染料是按需噴射到基質上.廢水、能耗和廢料的排除都是很少的，由于軟件的幫助實現(xiàn)了工藝的最佳化.幾乎沒有什么紡織廢料和染料排出物.而且噴墨印花的噪音低.對操作人員健康有利：

　　(6)數(shù)碼噴墨印花作為一種新技術，其印花速度低和生產(chǎn)成本高是制約噴墨印花發(fā)展的兩個最主要的因素。

　　1.3 滴液式或連續(xù)式的數(shù)碼噴墨印花

　　數(shù)碼噴墨印花分為按需滴液噴墨式印花(DOD)和連續(xù)噴墨式印花(cIJ)N種類型。

　　1.3.1 按需滴液噴墨式印花

　　按需滴液噴墨式印花(DOD)系統(tǒng)是當需要印花時僅供給一滴油墨，四種色素(CMYK)由計算機控制同時產(chǎn)生一滴油墨噴射到設定的花紋處.它的最大特點是在需要時噴射。這又稱微氣泡式噴墨印花該噴墨式印花又可細分為熱噴墨式(熱脈沖式)、壓電式、閥噴式(電磁閥式)和靜電式四大類型[ 。目前熱噴墨式、壓電式應用最廣。

　　(1)熱噴墨式：熱噴墨印花是靠熱脈動產(chǎn)生墨水點(沸騰噴射)。熱噴墨技術的優(yōu)點是噴嘴成本低，但由于墨滴快速噴出所需的溫度高達350℃以上，引起墨水分解而容易導致形成沉淀堵塞噴頭.噴頭壽命縮短。

　　(2)壓電式：壓電式噴墨印花包括墨水式、熱熔式和微滴式三種，其原理是在一壓電材料上加一個電位，使此材料在電場方向產(chǎn)生壓縮，在垂直方向產(chǎn)生膨脹，從而使墨水成滴噴出。其周期比熱噴墨技術高.液滴體積比熱噴墨的液滴小，它最大的優(yōu)點是噴嘴壽命比熱噴墨噴嘴長100倍左右。

　　(3)閥噴式：又稱氣噴式，其原理是計算機控制多個開關.開關開啟時壓縮空氣噴出，就把墨水吸上來、噴出去。由于電磁閥開關頻率有限(150 Hz)，墨水的壓力只有O.1 MPa.導致墨滴噴射速度過低(1-2 m/s)，印制速度不高，最高精度僅為25 dpi。

　　(4)靜電式：需用導電的墨水，在噴嘴與閥電極間加上電壓，使墨滴從噴嘴吸出來，向閥電極移動，運動中碰到織物就印成圖案，其墨滴的體積與施加的脈沖電壓有關。

　　1、3.2 連續(xù)噴墨式印花

　　連續(xù)噴墨式印花是指油墨在300 kPa左右的壓縮空氣推動下.通過直徑1O～100 p,m的小噴嘴形成有規(guī)律和受控的微小液滴.液滴產(chǎn)生后，需要有選擇地加以控制以便形成圖象 控制液滴最常采用的方法是電致偏轉，依靠電場作用控制帶電或不帶電的液滴用于印花 連續(xù)噴墨技術中控制液滴另一種方法是氣噴偏轉，壓縮空氣經(jīng)閥門吹出液滴印在織物上，液滴較大，且不混色，但分辨率低。

　　1.4 數(shù)碼噴墨印花的質量

　　噴墨打印機所用墨水分為水基墨、油溶墨和固定墨三大類。水基墨又分為染料型、乳液型和顏料型。紡織品噴墨印花機常用水基墨.它是由去離子水、水溶性有機溶劑、著色劑及相關助劑組成 水溶性有機溶劑通常是醇類化合物.它可以提高染料的溶解性及墨水的穩(wěn)定性，使其有合適的表面張力和粘度。著色劑為一些水溶性染料.要求具有良好的穩(wěn)定性、色彩還原性、耐光性及一定的耐水性.還要保證印制有較高的光密度、良好的摩擦、耐洗、耐光牢度。目前已用于數(shù)碼噴墨印花的墨水主要有：顏料、活性染料、分散染料、酸性染料、直接染料等。墨水應有以下特征：

　　(1)具有純正的顏色：

　　(2)墨水的粘度、表面張力、pH值、流動性要合適：

　　(3)采用正確的化學成分：

　　(4)具有適當?shù)母稍飼r間;

　　(5)不宜汽化;

　　(6)具有超級傳導性能;

　　(7)具有適合于噴頭的穩(wěn)定性和可靠性;

　　(8)具有高的色牢度。

　　目前.Ciba.Dupont、BASF等公司有噴墨印花專用墨水供應除墨水的特性影響噴墨印花質量外.就設備而言主要是噴頭、如墨滴大小、噴嘴的密度、精度、校準、速度等;軟件主要是顏色的匹配、分色處理、PIP過程等;還有織物的纖維成分、組織結構、處理等噴印環(huán)境。對織物噴墨印花要進行前后處理.前處理有退、煮、漂。后處理有蒸、洗、烘及特殊整理。數(shù)碼噴墨印花技術在現(xiàn)代紡織品產(chǎn)業(yè)中應用廣泛.涉及服裝、室內(nèi)裝飾品、商業(yè)性用紡織品、工業(yè)用紡織品、羽絨制品、飾品、手工藝品等領域。進一步開發(fā)出全自動、全彩色、高效率的連續(xù)數(shù)碼噴墨印花設備.將成為最令人滿意的紡織品印花生態(tài)生產(chǎn)工藝。

　　2 靜電電子印花技術

　　靜電電子印花技術是日本京都、理光等四家公司共同研制的21世紀的印花裝置。2002年11月在日本試制成了與噴墨印花裝置完全不同(不使用噴嘴)的靜電電子印花裝置。這種印花裝置是在目前已有單色到4色的印花裝置.今后會發(fā)展到8色以上印花裝置。這種印花裝置是在“供應鏈管理”體制下實現(xiàn)的印染工藝，在原則上竭力排除手工操作。為此。印染工廠必須備有電腦測配色系統(tǒng)(Computer ColorMatching，即CCM)、電腦檢色系統(tǒng)(Computer ColorSearch，~PCCS)以及染料自動調制(浸染用)與印花漿料自動調制裝置等�！肮�應鏈管理”即利用信息技術將生產(chǎn)過程(或工藝流程)進行高效、準確、封閉、循環(huán)式管理(Supply Chain Management，即SCM)。

　　靜電電子印花具有效率高、流程短、成本低、環(huán)境污染小等優(yōu)點.是生態(tài)紡織品印花首選的印花方法。靜電電子印花裝置與噴射印花機完全不同.不使用噴嘴.運轉率比噴射印花高20%以上.清晰度為720 dpi。生產(chǎn)速度是噴射印花機的50倍，而每平方米所需染料、油墨的價格則為噴射印花的1/200，被譽為日本21世紀新型印花裝置的代表。它將帶來21世紀全球印花工藝的極大變革。

　　3 轉移印花技術

　　3.1 轉移印花技術的優(yōu)缺點

　　轉移印花是以印刷方式把所需花紋圖案用染料色漿印在轉移印花紙上.然后將織物與紙正面貼合，利用染料升華性能，經(jīng)過高溫和壓燙，使紙上的圖案花紋中的染料轉移到織物表面.并固著形成圖案花紋轉移印花是無水加工中具有實際意義的一種印花方法。除了不用水外。還有一個主要的特點是紙張變形小.因此可以印制精細的多層次的花型及攝影圖片。把圖片真實地轉移到布上。其效果有時比一般防、拔染印花更好。轉移印花大量應用于服裝印刷。其優(yōu)點是：

　　(1)可以直接對大小不等、表面不平、形狀各異的承印物進行印刷：

　　(2)有利于增加花色品種。降低成本;

　　(3)轉印產(chǎn)品一般能承受80 cI=水溫的洗滌�？稍�200 oC下反復熨燙，并可干洗、漂白;

　　(4)工藝簡單，生產(chǎn)周期短，可大幅度提高生產(chǎn)效率：

　　(5)生產(chǎn)管理合理。可異地生產(chǎn)許多花色品種的織物：

　　(6)轉印技術簡單、易學�？裳杆僬碱I并擴大市場：

　　(7)可大幅度縮短新產(chǎn)品的試制周期。

　　轉移印花雖然有不少優(yōu)點.但也存在一定的局限性和缺點。例如：只限于印刷耐高溫的一部分合成纖維，如滌綸、錦綸、腈綸和醋酯纖維。而其中只有滌綸最為合適.其他纖維用于轉移印花時其產(chǎn)品的鮮艷度、得色量及牢度等總是美中不足。轉移印花的缺點是要消耗大量紙張，雖然通過實踐和努力.可以采取少用、復用和代用等辦法，但都不夠理想。

　　3.2 升華轉移印花

　　升華轉移印花是將可升華染料制成印墨印到紙上.然后將該紙與纖維織物疊在一起，經(jīng)熱壓使染料升華轉移到織物上。這種印花方式采用分散染料.要求染料耐熱穩(wěn)定性好。主要用于合成纖維紡織品，能縮短工藝流程，無污水產(chǎn)生，有利于環(huán)境保護。升華轉移印花處理溫度在200 oC左右，接觸時間為3O s。由于溫度高，熱轉移速度快，所以印花效率高，花紋也精細。但這種轉移印花也存在生態(tài)問題，除了油墨中的染料和助劑外，需要大量的轉移紙，

　　這些轉移紙印后很難再利用，不妥善處理，會造成污染。

　　近年來.分散染料轉移印花也用于天然纖維。為了在天然纖維織物上進行升華轉移印花.國內(nèi)外都做了廣泛研究.主要方法有：

　　(1)在天然纖維上連接分散染料受體;

　　(2)在天然纖維織物表面聚合高分子薄膜;

　　(3)膨化天然纖維;

　　(4)將天然纖維進行變性處理。

　　一般來說，經(jīng)過處理后，分散染料可以上染天然纖維.但染印的牢度和色澤鮮艷度不如聚酯纖維織物，需要仔細選用染料或開發(fā)新型的分散染料。此法要增加一道預處理工序.預處理存在許多生態(tài)問題，如處理劑的毒性危害、耗能耗水、會產(chǎn)生污染等�；钚匀玖系纫恍╇x子型染料濕態(tài)轉移印花也已研究開發(fā)并獲得了應用.除印花中耗費大量的轉移紙外，印花后還需要經(jīng)過水洗，要耗水和排放污水。涂料轉移印花，印花后不需焙烘和水洗.無污水排放，但對顏料和粘合劑有較高要求，也需要大量的轉移紙，廢棄后處理不妥會造成污染。熱轉移印花可使一個完整圖案直接印在織物的經(jīng)紗上.具有圖案色彩多、變化速度快的特點(適合人造纖維和真絲的加工)，能使織物產(chǎn)生特殊收縮規(guī)律，形成泡泡紗的外觀。

　　以上這些轉移印花適應面較窄，受染料性質、織物種類限制。干態(tài)與濕態(tài)轉移印花技術.對染料(顏料)和粘和劑要求高，大量的轉移紙廢棄后很難利用與處理，也是污染物。

　　3、3 熱擴散轉移印花　　

    熱擴散轉移技術是近代最有希望的成像技術之一.它和分散染料升華轉移印花技術十分相似，不同點有兩個方面：

　　(1)它不必事先制網(wǎng)印成花紋圖案，而是將黃、品紅和青三原色分段涂在色帶上，通過打印頭的熱處理作用.轉移的各原色點形成所需圖案，按色帶上的染料受熱轉移到織物上。這種方法不但工藝簡單，而且印制精細，所耗色帶材料比轉移印花紙數(shù)量少得多.易于回收利用：

　　(2)熱擴散轉移印花的轉移溫度高達400 度左右，接觸時間僅為百分之幾秒。要求染料耐熱穩(wěn)定性好。由于溫度高，熱轉移速度快，所以印花效率高，花紋精細。

　　熱擴散轉移印花對改變目前印花的污染問題具有重要意義.應有很好的發(fā)展前景。

　　4 其他新型印花技術

　　4.1 光電成像印花(I2]

　　光電成像印花包括兩種技術.即光電復印和激光打印。前者采用光消除靜電來成像.后者采用激光二極管發(fā)光來消除靜電而成像。這也是一種近代不接觸成像技術，無污水，不需事先分色制網(wǎng)和調漿印制，而且印制精細度高。光電成像印花是利用靜電產(chǎn)生潛在的靜電成像，通過帶相反電荷的有色顆粒顯影，再轉移到被印紡織品上，經(jīng)過固著即可。

　　目前這種技術還未能工業(yè)化應用.但它是一種效率極高的有前途的“綠色”印花技術。

　　4.2 涂料印花

　　20世紀末，我國涂料印花有了突飛猛進的發(fā)展，印花工藝已和“拉活工藝”處于同等的地位.涂料印花已廣泛用于紡織品，具有工藝簡單、無污水或少污水的優(yōu)點。目前的問題是手感較染料印花差，摩擦、水洗(皂洗)等牢度不好，尤其在深色或特深色印花時，手感與牢度的矛盾更為突出。另一重要問題是粘合劑的危害，一些粘合劑含有害的游離單體和甲醛，有的印花糊料是火油乳花糊.存在火油污染問題。

　　近幾年已研究開發(fā)出新型環(huán)保涂料、環(huán)保型粘合劑、可生物降解的低溫自交聯(lián)粘合劑，100度烘干就有很好的牢度.手感和穩(wěn)定性良好，印花顯色性也好。此外.還開發(fā)有可生物降解的環(huán)保型糊料。這些新型的涂料、粘合劑和糊料推廣應用后，涂料印花將大有前途。

　　4.3 微膠囊印花

　　微膠囊印花是一種應用微膠囊型染料在織物上獲得彩色微粒子特殊印花效果的新型印花法，通稱為微膠囊印花.又稱多色微點印花或斑點印花。這種特殊印花效果具有獨特風格.超過一般”雪花”效果，微膠囊技術創(chuàng)始于上世紀40年代.最初是由美國Barret Gre n開發(fā)的一種內(nèi)含染料隱色體溶液的可顯色微膠囊，用于碳復寫紙。近年來，在染整行業(yè)已得到了成功的應用。所謂微膠囊技術，就是將細小的液滴或固體微粒包裹于高分子薄膜中.制成直徑很小(500 m以下)的微膠囊，固著到織物上的技術。物質微膠囊化的主要方法有三種：相分離法、界面聚合法、物理法，以相分離法使用較多。

　　微膠囊印花包括多色微粒子印花.已用于分散染料、活性染料印花。具有特殊的印花效果，還包括微膠囊印花、香氣微膠囊印花。這些微膠囊被印在布料上，形成特殊效果的花紋圖案，通過焙烘與纖維交聯(lián).牢固地固著在布面上。香氣微膠囊印花，香味釋放可在6個月以上。這種微膠囊印花方法，污染少，甚至不必印后水洗。加工簡單。也屬生態(tài)印花技術。

　　4.4 輻射能印花

　　激光、紫外線、高能射線等輻射處理是一種不用水或少用水的加工技術.它們不僅用于纖維的改性，提高纖維吸附染料的能力，達到增深、增艷的效果。而且還可以直接用于印花獲得花紋激光是受激輻射下強化的光.在激光有規(guī)律地局部輻照織物。進行表面光化學反應時.改性纖維會對染料的吸附和對光的反射發(fā)生變化 再進行染色.織物表面就能產(chǎn)生不同顏色或不同深淺的圖案一織物形態(tài)微結構的變化產(chǎn)生不同的上染率.在織物表面形成圖案;又因其表面鏡面反射銳減.產(chǎn)生多重反射從而引起色調的明暗變化.也在織物表面形成圖案。于是這樣疊加的效果使印花具有立體感 以高功率非接觸方式引人能量，對織物進行局部熱處理。能產(chǎn)生局部熱定形和局部松弛的效應。由此使改變了微結構的纖維的染色性能發(fā)生變化.從而產(chǎn)生印花效果。這一區(qū)域的纖維的伸縮性能得到改變.因而使織物翹曲產(chǎn)生類似起皺的三維結構 激光輻射使織物局部發(fā)生變化而達到特殊的印花效果.就是利用高技術形成印花圖案的一種。

　　利用紫外線對紡織品局部輻射改性.染色后可得到深淺不同的花紋，例如用紫外線輻射織物纖維.輻射部位受到一定程度的光氧化，直接、活性染料不易上染或固著，可得到淺色花紋。如果將陰離子和陽離子染料通過助劑使它們分散或溶于一浴進行染色.則可獲得不同顏色的花紋。紫外線輻射還可以用于羊毛、蠶絲等蛋白質纖維的紡織品印花。應用高能射線輻射也可獲得上述印花效果.但設備和防護要求很高。

　　5 生態(tài)型特種印花

　　紡織品特種印花是將織物的最終成品顯示出特殊效果的印花紡織品 .在整個印花過程中均采用環(huán)保型染料和環(huán)保型助劑，或采用高壓、靜電等物理手法印花，對生產(chǎn)環(huán)境和人體不產(chǎn)生或極少危害，故稱生態(tài)型特種印花。發(fā)泡立體印花、涂料罩印、壓花、植絨印花等幾種特種印花均具有工藝簡單、污染少、效率高等優(yōu)點。

　　5.1 發(fā)泡立體印花

　　發(fā)泡立體印花是在印花色漿中添加發(fā)泡劑.經(jīng)高溫焙烘，發(fā)泡劑膨脹或分解釋放出氣體。使印花漿膨脹而顯現(xiàn)立體花型的效果。它是一種突破傳統(tǒng)平面印花花紋而具有立體效果的印花方法 其工藝簡單，操作方便，成本低廉。立體花紋能耐一般的洗滌和摩擦，其印花效果可與貼花、繡花和植絨印花相媲美。

　　5.2 涂料罩印

　　眾所周知，在深底色織物上印花一般多采用防拔染工藝來印制的。但由于此工藝過程繁雜且不易控制，色漿調配、印制都有一定的難度。工藝重現(xiàn)性較差，產(chǎn)品質量難于穩(wěn)定。所以，從上世紀80年代以來.涂料罩印作為一種特殊的印花技術開始流行.它是在涂料印花的基礎上，研制出一種能覆蓋深色地色的漿料.稱罩印白漿。特別是印白色，印制的產(chǎn)品酷似拔染印花效果。

　　5.3 壓花

　　通過壓花輥進行加熱.當接近纖維的玻璃化溫度時.織物在壓花緄和承壓輥的轉動擠壓下形成花紋，具有立體感。多用于滌綸、錦綸、腈綸和滌棉等織物上。

　　5.4 植絨印花　　

    植絨印花是把纖維絨毛f大約2.54～6.35 mm)按照特定的圖案粘著到織物表面的印花方式。多數(shù)情況下.短絨纖維在移植到織物上前先要染色。除了植絨印花或用短絨印制圖案外.植絨工藝也被廣泛用于可覆蓋整個織物表面的整體植絨工藝。

　　5.5 其他生態(tài)印花

　　其他生態(tài)印花工藝包括：利用天然染料和人工合成仿天然染料印花，應用高固色率或高上染率、高固色牢度染料印花;還有短流程印花、受控印花、應用環(huán)保(生態(tài))印花助劑印花、應用物理和物理化學法改性及固色的印花。生態(tài)印花工藝包括印花后處理，如節(jié)水、節(jié)能、少污染的水洗，采用高效水洗設備，節(jié)約用水并對水和熱能進行回收再利用：焙烘或烘干加工時.不得釋放危害人體健康的毒氣和污染環(huán)境的氣體;印花織物含有糊料、染料和各種化學品.高效水洗除能大大減少污水排放外.并且其所排放的物質能迅速地生物降解。

　　6 結語

　　從當今環(huán)境情況而言.生態(tài)紡織品必成為今后市場的主流。為了提高產(chǎn)品在國際市場中的競爭力，打破“綠色貿(mào)易壁壘”，滿足消費者需求，我們必須利用生態(tài)技術和生態(tài)材料.研究開發(fā)生態(tài)紡織產(chǎn)品。因此值得大力推廣和利用環(huán)保生態(tài)技術.希望本文能為廣大印花工作者提供借鑒作用。

　　來源 趙 雪，朱 平，展義臻，王 炳