【集萃網(wǎng)觀察】【摘要】20 世紀(jì)80年代開發(fā)的數(shù)碼噴墨印花開創(chuàng)了無版印花的先洌，但是受到生產(chǎn)速率低和印搽成本高的制約，至今只占印花織物的1％-3％。90年代中期，美國(guó)和日本在彩色靜電復(fù)印的基礎(chǔ)上，研究開發(fā)了數(shù)碼靜電印花技術(shù)，生產(chǎn)速率達(dá)到網(wǎng)印水平。本文介紹美國(guó)喬治亞學(xué)院的研究成果，重點(diǎn)是有機(jī)顏料著色劑和TIPS技術(shù)制造的專用粘全劑，以及二者混合而成的顯色劑。
【關(guān)鍵詞】紡織品；數(shù)碼靜電印花；有機(jī)顏料；粘合劑
1、數(shù)碼噴墨印花技術(shù)的發(fā)展【1】
織物噴墨印花．是將含有色素的油墨經(jīng)由噴嘴噴射到被印基質(zhì)上．由計(jì)算機(jī)按設(shè)計(jì)要求控制形成花紋圖案。根據(jù)油墨系統(tǒng)的性能，經(jīng)適當(dāng)后處理，焙烘加工得到一定牢度和鮮艷度的印花織物。
90年代以來，隨著電子分色、配色等CAD技術(shù)在紡織染整行業(yè)的應(yīng)用，1997年日本的CANON、SEIREN、荷蘭的STORK和法國(guó)的TOXOT等竟相開發(fā)織物噴墨印花技術(shù)和設(shè)備的研究。
目前由紙張噴墨印刷演變而來的織物噴墨印花設(shè)備技術(shù)主要有兩種類型，即連續(xù)噴墨(Continuous Ink Jet CIJ)和按需噴墨(Drop on demand，DOD)。
1.1 噴墨印花與傳統(tǒng)印花相比，具體有以下特點(diǎn)；
●圖案：噴墨印花圖案設(shè)計(jì)完全不受顏色數(shù)目或網(wǎng)版配套誤差的限制。因其圖象分辨率達(dá)到360dpi以上(圓網(wǎng)印花常規(guī)100dpi，最大255dpi)，細(xì)度精度小于O.1mm，墨點(diǎn)重疊精確度為0.04mm容差。所以能印制出分為256個(gè)顏色層次的1670萬個(gè)顏色。
●織物：噴墨印花為非印壓式印花方法，印花頭不直接接觸織物，因而對(duì)織物類型沒有限制，甚至能在凹凸不平或蓬松織物表i面上印花，當(dāng)然將影響色澤鮮艷度。
●時(shí)間：省卻復(fù)雜的篩網(wǎng)制版和色漿調(diào)制色。
●批量：由于不需制版，因此，可以加工l0m的小批量印花產(chǎn)品，而傳統(tǒng)印花小批量也要1500 m左右。
●場(chǎng)地：由于某種原因免除了一些易沾污生產(chǎn)場(chǎng)地的工作，如色漿調(diào)制、網(wǎng)版清洗、網(wǎng)版更換，所以能創(chuàng)造一個(gè)清潔的工作環(huán)境。另外t圖案數(shù)據(jù)可用光盤、磁帶儲(chǔ)存，勿需占用保存網(wǎng)框和花筒等場(chǎng)地。
●環(huán)境：由于減少了染料用量比例以及未染著染料，從而減少了有色廢水，廢水排放量?jī)H是傳統(tǒng)印花的1／10：而且不使用粉狀染料，保持了工作場(chǎng)地的潔凈。
●特色：一些用圓網(wǎng)印花難加工的產(chǎn)品，如專門物品，適應(yīng)服裝個(gè)性的要求的產(chǎn)品，按主顧指定的圖案、顏色等立即完成印花加工。
近期國(guó)內(nèi)外幾種數(shù)碼噴墨印花機(jī)的技術(shù)參數(shù)如表1【2】，車速都很低。據(jù)悉，瑞士perfecta print AG的M4200，四噴頭，2.1米幅寬，車速可達(dá)60-100米2/小時(shí)；東伸工業(yè)Ichinose的InkjetPrinter2020，車速60米2／時(shí)；汽巴精化的Reggjiani及Apron計(jì)劃開發(fā)車速150米2／時(shí)；宏華擬開發(fā)車速100米2／時(shí)。但是目前的技術(shù)是車速提高后，勢(shì)必降低分辨率(dpi)，如果dpi降至360以下，將喪失數(shù)碼噴印花的高分辨率優(yōu)勢(shì)。
1.2存在問題
(1)目前生產(chǎn)速率太低
一般只有6～20米2/時(shí)(如按織物幅度1米計(jì)算，約合0.10～0.33米／分)，和常規(guī)例印約40米／分相比，，相差甚巨，即使達(dá)到100～150米2／時(shí)(合1.7~2.5米／分)，還是有很大差距。生產(chǎn)速率低阻礙其大量推廣應(yīng)用。
（2）生產(chǎn)成本太高
主要是所用染料成本太高，一般可達(dá)常規(guī)網(wǎng)印的6～15倍，占總成本的40％左右，再加上噴頭的損耗。成本高也是阻礙該技術(shù)的推廣。
由于上述二個(gè)主要問題尚未解決，推廣應(yīng)用于大批量生產(chǎn)的還不多，2002年Stork公司發(fā)表2001年全球印花織物中使用數(shù)碼噴墨印花技術(shù)的只占1％～3％。目前大多用于打樣，印制小批量的高檔服裝裝和工藝品，禮品等特種產(chǎn)品。
1.3 數(shù)碼噴墨印花用有機(jī)顏料
噴墨印花著色劑分為兩類，即水溶性的染料和水不溶性的有機(jī)或無機(jī)顏料。染料著色劑的主要優(yōu)點(diǎn)是色譜齊全，色彩鮮艷，得色強(qiáng)度高，具有優(yōu)良的水溶性，制作印墨方便，成本低，易于制成高濃度的墨水，墨水穩(wěn)定性好，不易堵塞噴頭，打印質(zhì)量好．適用于快捷噴墨印花，不存在生態(tài)環(huán)保問題。一股是將水溶性染料、保濕劑、催干劑、粘度調(diào)節(jié)劑、pH調(diào)節(jié)劑、防霉劑和純凈水一起配制成水基型墨水。目前噴墨印花機(jī)使用的商品化印墨大多數(shù)屬于這一類了，但是由染制特色劑配制的水基型墨水所印制的印花產(chǎn)品，存在著耐水牢度和耐光度很差，易污染等缺點(diǎn)。特別是目前由噴墨印花印制的紡織附加價(jià)值非常高，對(duì)牢度的要求也明顯比一般織物高。
應(yīng)用顏料(涂料)進(jìn)行噴墨印花是大家感興趣的題目。而進(jìn)行噴墨印花時(shí)發(fā)現(xiàn)印墨中的顏料粒子太小，對(duì)于噴嘴的堵塞、印墨的流變性和穩(wěn)定性特別敏感。顏料印墨還因粘度的限制，很難印印制顏色較深的圖案，這也限制了對(duì)它的研究和開發(fā)。所以DOD系統(tǒng)印花是以染料為基礎(chǔ)的印墨為唯一選擇，即使用于CIJ系統(tǒng)印花也僅限于分辨率低于200dpi的圖案。
顏料著色劑的最大優(yōu)點(diǎn)在于其優(yōu)良的耐光牢度和耐水牢度。但顏料不溶于水，因而在用顏料著色劑配制水基型印墨時(shí)，通常將顏料研磨成細(xì)粉，將其用表面活性劑或聚合物分散劑分散、懸浮在水中制成水基型印墨。水基型印墨為熱力學(xué)上不穩(wěn)定體系，很難配制成穩(wěn)定性良好的高濃度墨水。由于表面張力等原因，顏料著色劑在水中傾向于聚集，因此印花得色強(qiáng)度很低，色彩不艷麗，圖案不清晰，易于堵塞噴頭。此外，顏料著色劑還存在色譜不全，顏色不夠鮮艷，透明度不好，配制墨水成本相應(yīng)較高等缺點(diǎn)。所以實(shí)際可供使用的顏料著色劑噴墨印花用印墨十分有限，是一個(gè)可供研究和開發(fā)的一個(gè)新領(lǐng)域，真正完全商品化很少。如：Hoechst Celanese公司的HOS TAFINE 產(chǎn)品是一種含固量為40％~50％的油／水微乳液，產(chǎn)品的穩(wěn)定貯存期為一年【3】。。另一商品是德國(guó)HF公司所推薦的水性印墨著色劑，商品名FLEXOTAN，顏料含量為80％～90％的粉狀物，在水中攪拌即可達(dá)到良好的分散效果。品種包括黃H4G—PVP 2087(C．I．P．Y．151)、黃HR．PVP 2011(P．Y，83)、品紅E-PVP 2088(P．R．202)、洋紅HF4C—PVP 2040(P R 185)、紅HF2B-PVP2012(P．R．208)、紫RL．PVP 2089(P．V 23)和藍(lán)B2G-D(P．B I 5：3)。
可供選擇的顏料品種比較少【4】。
Ciba公司的Irgaphor系列噴墨印花用顏料墨水目前有8個(gè)品種。即lrgaphor Yellow TBI-100，GoldenYellow TBI-200。Red TBI-300，Navy TBI-400，Blue TBI-500，Green TBI-600，Grey TBI-700．Black TB-800。，另有高濃劑型7個(gè)品種，即：Irgaphor Yellow TBI-150HC，Golden Yellow TBI-250HC，Red TBI-350HC，Magenta TBI-80HC。Blue TBI-550HC，Green TBI-65011C和Black TBI-850HC。
顏料和纖維沒有親和力，涂料印花依靠粘合劑與纖維結(jié)合，而顏料墨水中應(yīng)念有粘合劑，但難度很高，上述顏料墨水都不含粘合劑。這個(gè)問題影響顏料墨水應(yīng)用于數(shù)碼噴墨印花工藝的開發(fā)。（未完待續(xù)）
參考文獻(xiàn)：
[1] 陳榮圻，噴墨印花的有機(jī)印墨〔C〕。2001有機(jī)顏料行業(yè)年會(huì)資料集，中國(guó)染料工業(yè)協(xié)會(huì)有機(jī)顏料專業(yè)委員會(huì)，2001，9，75-83
[2] 唐志翔，數(shù)碼無版印花技術(shù)的發(fā)展〔C〕。2005年度上海印染新技術(shù)交流研討會(huì)論文集，上海市紡織工程學(xué)會(huì)染整專業(yè)委員會(huì)，2005，10，149-155
[3] 陳榮圻，噴墨印花用印墨〔C〕。2002高科技數(shù)碼噴墨印花技術(shù)設(shè)備產(chǎn)品交流會(huì)論文集，北京市紡織工程學(xué)會(huì)，2002，69-77
[4] Chavan.Xerography-A Novel Technipue for textile Printing 〔J〕.Colourape Annual,1996,56-61.
作者：陳榮圻
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