1 前言

　　紡織品數碼噴墨印花可簡稱為數碼印花或噴墨印花，是集計算機網絡系統(tǒng)、數字處理和信息系統(tǒng)以及精密機械加工和高品質的精細化工材料于一體的共同發(fā)展結果。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：如計算機掃描儀，數碼照相機等，把所需的圖案通過數字化技術輸入計算機，經過電腦分色系統(tǒng)（Computer Aid Design System）簡稱CAD處理后，再經過電腦控制的壓電式噴墨印花機將某種染料噴射到織物上，并經過一定的織物后整理，從而完成織物印花的全過程。噴墨印花是當今世界最為先進的印花技術，代表了未來印花領域的發(fā)展趨勢。

　　2 數碼噴墨印花與傳統(tǒng)印花的主要區(qū)別

　　數碼噴墨印花與傳統(tǒng)印花工藝的最大區(qū)別是：數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、配色調漿、刮印等工藝；省略了傳統(tǒng)印花所需的制網機、上膠機、感光機、烘房等設備；省略了傳統(tǒng)印花所需的滌綸膠片、絲網、鎳網、輥筒等消耗材料；此外，數碼噴墨印花能打印出傳統(tǒng)印花無法達到的各類國畫、油畫、水彩畫、水粉畫等印花效果和藝術效果。

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

　　3 數碼噴墨印花的發(fā)展

　　二十世紀90年代，紡織印花行業(yè)的重大革命拉開序幕，數碼噴射印花機誕生；2003年在英國伯明翰的國際紡織機械展覽會（ITMA）上，已向人們展示了數碼噴墨印花機，從印花打樣向小規(guī)模的生產方向發(fā)展；與此同時，前、后處理配套設備也相應得到發(fā)展，促進了數碼噴墨印花從打樣向產業(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，分辨率為9-18dpi，至1995年意大利的國際紡織機械展覽會上STORK和 MIMAKI公司展示的噴墨印花分辨率已達到360-720dpi，打印速度從4.6M2 /h提高到6-11M2/h；2003年意大利Reggiani公司制造的數碼噴墨印花機，據資料介紹，打印速度可達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碼噴墨印花機實物展示，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業(yè)化創(chuàng)造了必要的條件。

　　3.2. 噴射方式的發(fā)展

　　根據相關專家學者的研究報告和最近幾年國內外數碼噴射印花機的相繼的市場展出，噴射方式從連續(xù)式噴墨向按需式噴墨發(fā)展；噴頭技術也從熱泡式噴頭向壓電晶體式噴頭轉變，并逐步國產化。

　�。�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小的液滴，這種液滴是由壓電晶體機械地激勵而強制形成的，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。熱泡式是由計算機控制的加熱器將墨水加熱到一定溫度，使墨水產生墨狀氣泡，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的較多，發(fā)展迅速。

　　4 數碼噴墨噴射原理探討

　　數碼噴射印花機一般打印寬度為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小的色點組成，因此需要有較高噴射點密度，噴射密度是指每英寸有多少點，（Dop Per inch）簡稱dpi。對圖像而言，通常分辨率在360-720dpi就可以達到清晰效果�？椢锩媪系拇蛴∫蚴芙浘暶芏鹊南拗�，打印的分辨率并非越高越好。如果分辨率達到1440dpi已現(xiàn)無點狀態(tài)，根據實際操作情況分析，分辨率越高，對數碼噴嘴的噴射頻率和精度、染料的精細度、提出了更高的要求。

　　5 噴墨墨水的分類及指標

　　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。據東華大學材料科學與工程學院的研究報告報道，已將UV固化油墨在數碼噴墨技術中應用，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、橙），據權威專家的文獻報道：在織物上進行噴墨印花從理論上表達顏色可達1670萬種，可見色澤之豐富，是一般的傳統(tǒng)印花根本無法達到和想象的。噴墨的染料墨水也先后開發(fā)了活性、酸性、分散、涂料等，極大地擴大了對不同織物纖維進行噴墨印花的需求。

　　5.2 噴墨墨水的基本技術指標

　　盡管目前數碼噴墨印花的墨水有水性、溶劑型等，但實際應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，主要技術指標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的質量影響極大。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的相同點上。與傳統(tǒng)的印漿相比，液體墨應具有非常低的粘度（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用。用于噴墨的平均粒徑應小于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)則的粒子會導致微滴形成困難和不穩(wěn)定，最終導致噴嘴堵塞。

　　5.2.4 導電率

　　在數碼噴墨印花中特別是在CIJ噴墨印花機設備中，墨水微滴是依靠帶電荷產生偏移的，因而墨水必須具有一定的導電能力。在通常情況下，導電率要求在750Siemens以上。

　　6 數碼噴墨印花的實踐

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

　　6.1 數碼印花應用工藝流程

　　數碼工藝流程如圖所示：

　　圖1 數碼印花工藝流程

　　6.2 織物前處理

　　6.2.1 織物面料要求

　　數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

　　數碼印花用漿料與傳統(tǒng)印花漿料有所區(qū)別，數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。

　　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，它的作用是在面料上承載著膜面，能使染料墨水轉移到纖維上。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形成共價鍵結合，提高了給色量和固色率。尿素在數碼噴印時，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，有利于染料擴散滲透，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的作用而產生變色。用于數碼印花的漿料，必需具備抱水性、吸濕性、潤濕性。抱水性：漿料中的水性越強，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，向纖維內部轉移、擴散是靠氣蒸來完成的。因此要求漿料在氣蒸時應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。由于傳統(tǒng)的連續(xù)式蒸箱較大，適應大批量產品蒸化，能源損耗很大。而數碼印花產品目前基本上都是小批量的產品，采用小型箱式蒸箱，空間小，密封度好，蒸汽在箱內循環(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散的功能，加快了染料與纖維的結合，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，必須經水洗加以清除。水洗時織物上的漿料經過溶脹，殘存的助劑、染料經過擴散溶入洗液中，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。數碼印花產品加工批量較小，采用繩狀水洗機比較適合小批量，多品種面料的水洗。通過選用優(yōu)質的凈洗助劑和確定合理的水洗工藝，來達到高質量的水洗要求。

　　結束語

　　數碼噴墨印花技術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、污染嚴重等問題，符合清潔生產的要求，具有廣闊的發(fā)展前景。

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