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喷墨制版的技术与应用
集萃印花网  2009-12-11 00:00:00

    【集萃网观察】1.前言:

    喷墨制版系统是当今最为先进的制网新技术之一。该技术集计算机网络系统、数字处理和信息系统以及精密机械加工和高品质的精细化工材料于一体,具有制网精度高、生产周期短和降低生产成本等多种优点,代表了当今制版技术发展的方向。根据我们的市场调研,在全国众多的印染企业中,在喷墨、喷蜡和激光制版的三项先进技术中,应用最为广泛的还是喷墨制版技术。

    2.喷墨制版的特点:

    2.1 纺织品印花喷墨制版技术形成于二十世纪八十年代,率先推出的喷墨制网设备的是瑞士PERFECTA公司,随后有荷兰STOCK公司、德国CST公司、英国的ZEDCO公司等相继推出了喷墨制网设备。打印精度从180dpi发展到了360dpi、720dpi以及更高精度的1440dpi。喷墨制版是采用了现代计算机设计系统与精密的制版机械设备和纳米级染料墨水相组合而成的机电喷射制版一体化新技术。印花喷墨制版技术工业化应用与传统的胶片制版工艺相比,它的创新点体现在:从制版上可以省去描稿、制片等工艺、从设备上可以省去激光照排机、从材料上可以省去胶片等消耗材料;制版的质量提高、工序缩短、成本的节省,在为厂家提供新技术和节能降耗的同时也获得了精度更高、更精美的制版印花效果,体现了产品升级换代的价值。

    2.2 喷墨制版是继喷蜡制网后的又一种无片制版技术,它借鉴电子激光制网,将电子分色信息数字化,通过电脑控制,将墨喷射到涂有光敏性涂层的网上,从而获得表面花型,然后在光源下整体曝光、显影和固化。与传统制版工艺相比较;

    (1)喷墨制版无需分色描稿和制片,一切工艺参数都记录并储存在电脑中,大大简化了制版工序,节省时间,毋需涤纶片基。

    (2)来样图像可以在计算机上任意修版,简便快捷。

    (3)克服了长期以来感光制网、黑白稿单元花型之间接头不准的印花瑕疵,提高了制网的质量。

    (4)在精度方面,分辨率在720~1016dpi,线条可达100线/英寸,线条细度0.1mm,最小云纹网点可达0.02%。

    (5)具有自动检测功能,在工作过程中,喷头在没有图像的部分作快速移动,并到下一个工作区,使工作时间缩短,制作一只640mm圆周长度为1.65m的圆网只需12~15min。

    3.喷墨和喷蜡制版的比较

    喷墨制版采用液体墨作为喷射介质,并采用压电式喷墨方法,以电能驱动压电片产生振荡的机械压力,将喷墨头内墨水喷于网上,由于采用专用的喷射墨水,且常温下使用,不易堵塞喷头,且制网的成本费仅为喷蜡的二分之一。

    喷蜡制网采用固体蜡经喷头融熔后,利用压电晶体力的振荡作用,将液蜡喷射到网上及时粘合网壁。数码喷射的图像是由细小的色点组成,故要求有较高的喷射密度。通常称分辨率,是指每英寸内的点数(Dop Perinch,简称dpi)。这是数码喷墨的一个重要技术指标,喷墨制网时不同的基质分辨率的要求也不同。一般分辨率为180へ36dpi0时,图像已有良好的清晰度,精细图像的分辨率为360へ720dpi。

    4.喷墨制版用喷墨的基本要求

    4.1 表面张力

    表面张力对墨滴的形成和制网的质量影响极大。如液滴断裂长度、液滴稳定性、液滴形成速度和是否直线运动。总之液滴形成的优劣,均受表面张力影响。表面张力大,墨滴不易形成小微滴,并可能出现较长的断裂长度,直接影响图案的质量等。对于墨水的表面张力,一般为2.5×10-2-3.5×10-2N/m。

    4.2 粘度

    粘度与表面张力一起影响墨滴的形成。粘度高会使断裂的尾巴拖长呈拉丝状,粘度太小则微滴易破碎。受粘度影响的还有液滴的喷射速度,如果粘度太高,会使喷射速度降低,甚至使墨滴不能击中基质的相同点上。与传统的印浆相比,墨应具有非常低的粘度为3~10(mpa·s)。

    4.3 粒径

    用平均粒径和最大粒径来表示,粒径比最大粒径大的不能应用。用于喷墨的平均粒径应<0.5μm,最大值不超过1 μm,而且要求在高剪切和不同温度下,粒径仍保持不变或改变很小。因为喷嘴的直径有50 μm大而不规则的粒子还会导致微滴形成困难和不稳定,最终导致喷嘴堵塞。

    4.4 遮光性

    要求喷墨的着色浓度要高,且有较好的稳定性,必须吸收全部紫外线,阻止感光胶层的光交联反应,如发生部分透光,就能导致局部光交联,会导致显影困难或塞网等现象。

    4.5 墨的粘附性

    喷射到基材的喷墨必须具有一定的粘附性,不能发生喷墨脱落现象,以确保网版花型的质量。

    4.6 具有适当的干燥速度

    要求喷墨具有比较适当的干燥速度,不会造成喷嘴堵塞及提高制网工作效率。

    根据喷墨制网用喷墨材料的上述6个基本要求,上海中大公司开发了SL501喷稿墨基本上达到上述要求,在有关圆、平网喷墨制网、制网系统中实地应用结果情况良好。

    4.6.1 国产喷稿墨(SL501)的基本技术参数及测试数据

    SL501技术参数:

    4.6.2 国产喷稿墨(SL501)的基本特性

    SL501遮光性能好、粘附性能好、显影时图案边缘不易渗化;不需黑白底片、提高制网精度;降低制网成本、提高制网速度;溶解于水、无异味、显影方便。

    5.喷墨制版的工作原理

    5.1 喷墨制版的工作原理为:首先将设计原稿或布样通过扫描仪或数码照相机等输入设备,进行图案数码化后输入电脑,或者通过设计师直接在电脑上进行设计,然后经过电脑印花分色设计系统(CAD)编辑处理生成图像文件(也就是分色稿);喷墨机读取经电脑分色处理生成的图像文件,驱动喷墨打印头在涂有感光胶的平网或圆网网膜上打印印花图案,形成一层具有表面正型花型并可阻挡紫外光照射的墨层。见示意图;

    5.2 在花型表面上无接缝拼接,尤其是精细线条、泥点、云纹和网点图案,能高精度地再现出原稿的设计风格并省去原稿的制片工序。喷墨制版的工艺过程:(清洗后)平网网版或圆网网坯→上胶→干燥→喷射→曝光→显影→干燥→固化。在这工艺中喷射和曝光的操作环节由喷墨取代了原稿片贴片和包片的曝光过程,制作成花型网版。

    5.3 喷墨制网机的技术特征:喷墨制网机分机械部分和打印部分。机械部分在清洁的工作场所内可长时间沿用,打印部分可随着喷墨打印机技术的升级提高而不断改进。打印部分的主要部件是喷头,目前喷墨制网机上的喷头基本上都是采用压电式喷头。喷墨制网机技术参数如下;

    1.喷头喷嘴数量:384个;

    2.制网精度范围:360dpi、720dpi;

    3.线条像素可达:100线/英寸;最小可打印云纹网点0.02mm ;

    4.打印定位精度:0.035- 0.004mm;

    5.重复精度;0.02mm;

    6.打印速度;6-7min/m2;

    7.耗墨量:30-50g/m2;

    8.工作环境温度:15-35℃;相对湿度:60-80%;

    压电式喷墨技术是以机械动作将墨水从管道至喷头中“挤”或“推”出来,墨滴形状规则,大小可以控制、没有溅射。

    6.圆、平网喷墨制版相关的技术要点

    印花原样经电脑分色处理后,不需再经照排机发片,可直接将分色信息通过喷嘴将喷墨材料喷射至已涂有感光胶的镍网或丝网上,形成相应的黑色喷墨花纹图案,从而在相当程度上缩短了工序、节省了黑白底片、减少了时间,但最主要的是解决了拼接的准确性、提高了套版的精度,有利于提高印花面料的综合质量;但其后道工序仍然与常规的圆、平网制网相同,也必须进行曝光、显影、冲洗,也必须在暗室内操作,喷墨的实质是去除了一张黑白胶片的花纹遮光作用,而通过电脑分色和喷墨打印机直接用喷墨材料打印在镍网或丝网上。常规的圆、平网制网后道工序相关弊端仍有可能暴露出来,还有可能产生一些新的问题,如有时操作不当,还会出现喷头易堵、墨的飞点产生砂眼,同时喷头也是一种损耗性材料,到一定的时间也必须予以更换。

    6.1 圆网喷墨制网的工艺

    圆网喷墨制网工艺流程

    复圆→洗网→配胶→上胶→喷墨→曝光→显影→修网→固化→完成制网。

    6.1.1 洗网:上胶前,镍网必须清洗干净,清洗干净后,应放置在干燥箱内低温干燥;

    6.1.2 配胶:在操作室内采用黄色的漫射光,不能在无遮光的环境下操作,配1Kg圆网胶加JR105-3圆网光敏剂40-50ml,顺时针搅拌均匀,搅拌后应静止消泡1-2h;

    6.1.3 上胶:将300g感光胶倒入洁净的刮环套内,匀速地在镍网体表面上由上向下涂布胶液,上胶速度一般为10-12cm/min,然后将网体放入恒温干燥箱内,温度35-40℃,相对湿度60%、干燥时间40-50min,干燥箱内应开启循环排汽风扇,上下温度差异宜控制在±2℃以内;

    6.1.4 喷墨:把涂有感光胶膜的网体定位在圆网喷墨机上,用电脑CAD系统分色的花型,通过喷墨装置将不透光的黑色喷墨材料喷涂在圆网网体上形成各种花型;

    6.1.5 曝光:把喷墨后圆网网体固定在圆网感光机上,在往复式或遮复式感光机上曝光,不同的感光机的曝光效果有差异,应根据花型、上胶厚度、光源等因素,经试验后确定最佳曝光时间,一般往复式为5-8次,遮复式为1-3min;

    6.1.6 显影:曝光后的花网应及时显影,放入20-30℃的水槽中浸泡3-5min,未曝光的网体表面墨渍溶化,胶层有明显的花型呈现并呈云雾状脱落,放在圆网冲洗机上冲洗至花型轮廓清晰,再用低压水管在圆网内壁将渗漏胶液冲洗干净,放入恒温干燥箱内干燥;

    6.1.7 修网:将干燥后的圆网放在检查架上,仔细检查网体膜面,如出现砂眼可用光敏胶修补;如在印花时出现砂眼可用圆网补网液(JR105-4)修补;

    6.1.8 固化:修网后的花网要进行固化处理,根据使用不同型号的圆网感光胶,根据稳定的技术要求进行固化处理,如:JR105、JR105-1、JR107必须在180℃的恒温下干燥箱内,焙烘120min固化,使胶膜表面呈现金黄色;JR105-1A在180℃的恒温干燥箱内,焙烘30min固化,使胶膜表面呈现金黄色;JR106必须在160℃恒温干燥箱内,焙烘60-90min,使胶膜表面呈现黄绿色;JR106-1必须在180℃的恒温干燥箱内,焙烘30min固化,使胶膜表面呈现黄绿色,取出冷却后接闷头。

    6.2 平网喷墨制网的工艺:

    平网喷墨制网工艺流程:

    洗网→配胶→涂布→喷墨→曝光→显影→修网→固化。

    6.2.1 洗网:丝网网版在涂布感光胶前必须清洗污渍,清洗可采用中性或弱酸性洗涤剂处理,再用清水洗净、干燥;

    6.2.2 配胶:

    在平网喷墨制版工艺中,要根据生产厂家的不同产品种类和所使用的染化料、助剂和不同的印花工艺,正确选好平网感光胶的型号。这里例举SL404平网制版感光胶(又称丝绸领带专用型)。SL404的主要特性:

    ● 双组份,蓝色水性乳胶、重氮树脂型。

    ● 粘度适中,用于50-300目的丝网制版。

    ● 显影性能好,图像再现性能好。

    ● 制版固化前容易脱膜。

    ● 分辨率高,能制作精细线条及云纹图案。

    ● 可做预涂版,存放3-7天。

    操作室采用黄色的漫射光,取3~5g光敏剂放入80ml纯净水中搅拌溶解,用丝网过滤至1Kg胶中顺时搅匀,静止消泡。

    6.2.3 涂布:

    机械上胶:直接用自动上胶机在网上承印面和刮印面各涂布一次,烘干。

    手工上胶:用刮斗将胶液在网的承印面刮1~2次,刮印面刮1次,烘干。

    烘干条件:30~40℃带循环风的干燥箱内20~30min烘干。

    上胶涂布方式和次数受网目数、花型精细程度、耐印率等因素影响,须按实际要求确定。

    6.2.4 喷墨:

    把涂有感光胶膜的网固定在平网喷墨机上,通过电脑分色后,依据花型形状,电脑喷墨装置将不透光的喷墨材料喷涂在平网胶膜上形成花型;

    6.2.5 曝光:

    6.2.6 显影:

    将感光后的网版浸入20~30℃水槽中1~2min,或用水管将网正反面淋洗,待网上有明显图形呈现,放在冲洗架上用带有压力的水在承印面匀速冲洗至图形轮廓清晰止,然后在刮印面用无压力的水将残留浆水淋洗干净。

    6.2.7 修版:

    冲洗好的网版放在40℃带循环风的干燥箱内干燥,取出冷却后放在检网台上根据网版质量情况进行修网、封边。

    6.2.8 固化:

    修正好的网版需进行曝光(二次曝光)后再固化,用干净软毛排刷蘸固化剂溶液,在承印面和刮印面各均匀涂刷一次,建议用吸湿机或海绵把网空格中水液吸净,放入50℃带循环风的干燥箱内60min干燥或自然干燥4h。

    7.结论与展望

    7.1 喷墨制网在纺织品印花行业的市场份额不断扩大,使用的客户群体呈不断上升的趋势。同时,喷墨制版技术在应用中也正在不断地改进,喷墨打印的速度和精度的进一步提高;墨水的各项性能指标也在进一步的提高;这对喷墨技术的整体发展是一个良好的前景。在喷墨制网制版过程中,会产生堵喷头、透光、图案虚化等质量故障,这除了与墨水的质量有关外,也与设备故障和保养有关;还与工作场地的环境、温湿度有关。应尽可能创造一个除尘,且能保持一定的温湿度(温度20℃左右,相对湿度60%左右)的良好环境,同时停机后的喷嘴应处于保湿状态,并定期根据要求进行管道清洗等工作。

    7.2 SL501喷稿墨能满足圆、平网喷墨制版的需求,其特征是遮光性和粘附性能好,图案边缘不渗化;不需黑白底片,能提高制版精度;降低生产成本,提高制版速度;墨水能溶解于水、无异味和显影方便等优点。同时随着计算机数字处理和信息系统、精密机械加工和精细化工材料的进一步发展,喷墨制版将在印花制版领域中占据更大的市场份额。

    来源: 印染在线  作者:潘雄伟 朱建华 郑凤奎

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