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纺织品数码喷墨印花技术和应用前景展望
集萃印花网  2010-07-23 00:00:00
    【集萃网观察】1.数码喷墨印花机及其数码喷墨技术

  数码喷墨印花是一项系统工程,其关键技术为设备、软件、色墨水的研究与开发。

  杭州宏华数码科技股份有限公司于2007年9月在德国慕尼黑国际纺织机械博览会上,代表中国正式推出了命名为VEGA(织女星)系列高速导带式数码喷墨印花机。该机采用16只世界先进的美国产工业级不锈钢压电式喷头,最高印花速度为140m2/h(360dpi,4色),最高喷印精度1080dpi。同时支持多种专业墨水和面料,可以通过软件和硬件控制技术来控制墨滴的大小和速度。真正实现了工业化数码喷墨印花生产。

  VEGA高速数码喷墨印花机技术涉及数码喷印设备和制作方法、工艺,是软、硬件的结合体,软件部分包括纺织品图案网上协同设计技术、适合多品种纺织品的专用RIP控制技术等,硬件部分包括数码喷印机电结构等。VEGA高速数码喷墨印花机包括导带传动式介质输送装置、喷墨打印装置、供墨装置、导带纠偏装置、喷墨打印装置的同步升降装置、导带表面清洗装置、介质黏贴于导带上的贴布装置等。

  VEGA系统在传统的图像压缩技术基础上增加了24位RGB到16位RGB格式的转化,提出了协同设计共享图案有效编码压缩新方法。

  2.数码喷墨印花工艺

  2.1 数码喷墨(活性、酸性)印花工艺

  织物数码喷墨印花只是整个印花布生产过程中的一部分,还需有相配套的织物前处理和后处理设备才能完成。

  织物前处理→印前烘干压平→喷墨印花→印后烘干→汽蒸→水洗→皂洗→水洗→烘干。

  2.1.1 前处理工艺

  前处理剂的选择是根据墨水中含有的染料成分不同而不同。如加入的某些增强剂,可提高活性染料的上染固着作用,可以减少渗化。加入碱剂碳酸氢钠,可加速活性染料在汽蒸时与纤维素的固色反应,固色越快,越不易渗化。海藻酸钠主要是防止染料溶液渗化和烘干时染料发生泳移,提高印花的精细度。

  提高墨水或色浆对织物的润湿和保证染料在固色时有良好的溶解状态,也是确保染料充分上染的重要条件,所以有时在前处理液中加入一些表面活性剂。

  2.1.2 织物要求

  为了得到鲜艳而清晰的图案,用于数码喷墨印花的织物应具备以下条件:

  a.对墨水或色浆吸收要快,能够抑制染液的渗化:

  b.允许墨水液滴重叠,黏着的液滴不会流动和渗化:

  c.墨水液滴能在织物上保持细小而且大小一致的状态,墨水液滴形状呈圆形,圆周光滑。由此可见,对于数码喷墨印花技术的应用者,提高印制效果的主要措施就是对织物进行特殊的前处理以减少渗化。

  2.1.3 喷印加工

  VEGA(织女星)系列的高速导带式数码喷墨印花机吸取了传统印花机的优点,以平移的导带输送方式,满足整卷、定位等织物产品的印花要求。

  印制后的织物一方面应及时烘干,防止染料墨水搭色,另一方面需及时汽蒸、水洗,防止因长时间放置后,染料被还原或氧化而影响发色。

  后处理过程如下:蒸化(100~102℃,15~45min)→冷水洗一道(防沾污皂洗剂3g/L)→冷水洗两道→80℃皂洗(中性皂洗剂3g/L)→冷水洗两道→固色柔软(固色剂3g/L、柔软剂3%、室温处理15min)→烘干(100℃)

  蒸化的设备可选用连续平幅蒸化机或圆筒蒸箱,由于圆筒蒸箱具有发色鲜艳的特点,建议使用圆筒蒸箱。

  2.2 数码喷墨分散印花工艺

  采用分散墨水进行喷墨印花,工艺一般分为二种。第一种方法是对织物进行前处理,然后进行喷墨印花、烘干、蒸化、水洗、烘干定形:第二种方法是把分散墨水先打印在转移纸上,再将打印在转移纸上的图案通过热转移到涤纶织物上,这样就省去了对织物的预处理及后道加工。

  2.3 数码喷墨颜料印花工艺

  采用颜料墨水进行喷墨印花,工艺一般分为二种。第一种方法是对织物进行前处理,然后进行喷墨印花、烘干、焙烘或热压固色;第二种方法是把颜料墨水直接打印在织物上,然后烘干、焙烘或热压固色,省去了对织物的预处理。具体采用何种生产方式则取决于使用墨水的特性及织物的状况,可参照相关颜料墨水的产品说明书。

  3.数码喷墨印花使用的墨水

  数码喷墨印花机对所使用的墨水质量有极其严格的要求,黏度、表面张力、粒径、pH值、电导率雾都要控制在特定的范围之内,同时要求有较好的高温和低温贮存稳定性;在喷头中要有良好的保湿性能,以免在停机时堵塞喷头:喷到织物上的墨水要有好的快干性,以免渗化造成轮廓不清。为了获得这些性能,在墨水中除了要加入染料以外,还要加入增溶剂、保湿剂、pH调节剂、增稠剂、防霉剂等。染科的用量一般为7~15%,其余均为各种添加剂和去离子水。。

  喷墨印花采用的墨水分为两大种类,即水溶性的染料墨水和不溶性的颜料墨水。

  3.1 染料墨水

  染料墨水具有色谱齐全、色彩鲜艳、得色强度高及质量稳定等优点。染料的色相主要有黄、品红、浅品红、青、浅青和黑6色,染料的性能主要包括染料的色相、强度、鲜艳度、日晒、耐水(褪色、沾色)牢度、染料拼色的配伍性等。现在在数码喷墨印花上使用较多的染料型墨水类型有活性染料、酸性染料、分散染料几种。一般天然纤维使用活性染料和酸性染料:涤纶纤维面料使用分散染料,分散染料由于它不溶于水,要借助分散剂变成细微的颗粒分散于水中。

  活性、酸性和直接染料型墨水喷墨印花时需要对纤维做预处理,主要是提高固色率和印花精确度。因为这些染料用于喷墨印花时,会有渗色现象,使得图案不精确。分散染料型墨水则是通过纸热转印于涤纶上面,或织物进行前处理、直印后进行蒸化处理。

  近年来,各大公司对喷墨印花用活性染料开展了系统研究并不断推出喷墨印花的活性染料商品,例如:原Ciba(汽巴)公司的CibacronMIink系列有8个品种,特别适用于压电式和热气泡喷射技术的喷墨印花;Dystar(德司达)公司的JettexR型活性染料由13个品种组成,JettexRink有9个品种,均为经提纯和专门处理过的活性染料;日本住友公司也研究出了专门用于棉纤维纺织品喷墨印花用的活性染料,各项性能均能满足喷墨印花的要求;中国台湾永光公司可提供Everjet?RT全色域系列高纯液体活性染料墨水组合。

  现在市场上使用较多的是由青、品红、黄、黑、浅青、浅红、浅黄、浅黑8色组成的色墨。使用8色色墨可以根据需要喷印出色域广、表现丰富、层次细腻的图案。组合使用产生的颜色准确,能够达到原件的色彩,完全能够满足生产的需求。例如喷印一些人物、风景、创作的艺术品等就可以使用有浅青、浅红的6色组合的色墨。不同的墨水组合适用于不同面料、花型等。

  3.2 颜料墨水

  目前,喷墨印花所采用颜料的墨水大多为国外产品,生产商有Huntsman(亨斯迈)、BASF(巴斯夫)、DuPont(杜邦)等公司。

  亨斯迈名为LyosperseTBl-HC2系列墨水适用于压电式喷墨印花机,适用于各种纤维。该系列墨水性能优异,色彩鲜艳,耐光牢度及耐气候牢度好,摩擦牢度高。印花织物柔软,手感好。成本低,不需前处理和后水洗,印花过程一步完成,喷墨印花完成之后,在190~200℃条件进行焙烘1min或在200~210℃进行热压处理30s就可达到固色要求。该系列颜料墨水包括黄TBI-120HC2、红TBI-350HC2、品红TBI-380HC2、海军蓝TBI-450HC2、青TBI-580HC2、绿TBI-650HC2、灰TBI-700HC2、黑TBI-850HC2等8个颜色品种。

  BASF(巴斯夫)公司已经开发了两种不含纺织黏合剂的颜料墨水,即适用于压电式印花低黏度Helizarin?墨水;适用于热气泡喷射按需滴液印花墨水HelizarinH?。Helizarin?EVOP-100系列颜料墨水包括黑BlackP100、灰GrayP100、青CyanPl00、深蓝DarkBlueP100、黄YellowP100、金黄GoldenYellowP100、红RedP100、品红MagentaP100等8个颜色品种。使用该系列颜料墨水可以不对织物进行前处理。BASF公司推荐的前处理剂是LupreJetEV0,使用该处理剂对织物进行浸轧处理,可显著改善织物的喷墨印花效果。在喷墨印花之后,在150~170℃条件下对印花织物焙烘5~10min即可完成固色,特别适合于不耐高温织物的加工,同时可赋予产品柔软的手感、更鲜艳的颜色和更精细的印花轮廓清晰度,更高的水洗牢度、摩擦牢度。

  Dupont(杜邦)开发了Antistri颜料墨水,700系列颜料墨水由青CP773、品红MP773、黄YP746、黑KP794、橙OP735、浅青LtcP777、浅品红LtmP717、蓝BP780等8个颜色组成。专用于棉及涤棉混纺织物的数码印花,织物不需要进行处理就可直接印花,喷墨印花之后需要根据织物的规格进行不同的固色处理。

  另外值得一提的是,Dupont(杜邦)公司出品白色颜料墨水,在数码印花的生产过程中,印制深色纯棉织物面料是一个比较难以解决的问题,因为首先普通的数码印花机不具备自墨喷印功能,只能喷印彩色墨水,而所有的墨水都是透明或半透明的,不具备遮盖力。这样,在深色面料上喷印彩色墨水图案效果就难显现,尤其是黑色面料,基本就看不到什么喷印效果。白色墨水正是为解决这个问题而设计,但如果仅用一个喷头来喷打白墨,喷墨量比较少,其对织物遮盖性是远远不够的,必须实现多喷头大墨量的白墨打印,才能实现较好的遮盖性,达到传统丝网印刷的白度效果。从而可在深色织物上可以喷印出色彩鲜艳、层次丰富的图案,更加可以表现丰富的颜色和精细的线条,色牢度和手感都不会比传统印花差。不足之处是印制成本较高,仅适合于个性化喷印及小批量生产高档印花产品。另外,由于白墨水的主要原料为钛白粉,钛白粉因为其自身的质量,很难在溶剂中保持悬浮,当印花机有一段时间不运作,最常见的问题是这种颜料会“下降”,难以保持墨水的理想状态。所以使用白色墨水的印花机必须产生足够的运动,以保持颜料的悬浮。钛白粉另一个存在的问题是对于压电式喷头具有强烈的攻击性。所以,维护计划要十分到位,这样才可以延长喷头的使用寿命。

  目前国产墨水的研发也得到快速发展。产品有活性墨水、酸性墨水、分散墨水、颜料墨水,和国外产品相比,价格上较为接近市场。如江南大学开发的可用于纺织品数字喷墨印花纳米级颜料墨水,粒径在50-150nm,有黄、品红、浅品红、青、浅青和黑6色。具有高防水和高耐光性能,且印制的织物图案色泽鲜艳、牢度优良,织物手感柔软,可以印制棉、蚕丝、涤纶以及各种多组分纤维织物,可以弥补染料墨水生产应用中的不足,降低生产成本。

  目前宏华公司在活性、酸性、分散墨水项目开发的关键工艺方面也已取得了重要的突破,且价格相当具有竞争性,完全可以满足VEGA(织女星)系列的高速导带式数码喷墨印花机对墨水使用方面的要求。

  4.数码喷墨印花的特点及其与传统印花的比较【更多介绍

  喷墨印花代表着纺织印花的先进技术和未来的发展方向。相对于传统纺织印花方法,它有如下优点:

  a.数码喷墨印花全过程实现数字化,无需制网就直接打印出效果,既快又好,节省时间,降低成本。而使印花产品的设计、生产能够实现出样及一定数量订单快速交货的需求。从设计到生产仅需一天时间,适应小批量、多品种订单,尤其适合于及时交货和顾客不同的需要。而采用传统印花则需要进行分色、激光雕刻花纹,还要确定重复距离,筛网制造花费很大(包括刻花、洗涤、贮藏等),装配时需对花,不同的批量要打不同的样,费时费力。当小批量生产时,因为停机时间长,织物和油墨浪费多,刻纹花费也多,色彩匹配、制浆、设计、试制等方面花的时间及人工都较高。操作中如筛网的刻制、印花的洗涤和筛网的洗涤会带来一定的污染。设计样品和校验工作往往很长,花费很多的精力,客户若需修改其后工作量及成本更大。

  b.数码喷墨印花的图案设计及修改极为方便。客户从计算机上通过网络就能看到最终面料图案效果,并能加以修改。这种方式把设计师的设计理念、审美观念及客户要求完全、充分地发挥表现出来,非常适合于个性化订制。客户认可设计方案后即可进行批量加工。传统印花中,一旦需对设计图案、花型、颜色搭配等进行改变,过程很长,在制作上缺少灵活性和快速的市场应变能力。

  c.数码喷墨印花技术是通过数码控制的喷嘴,在需要染料的部位,按需喷射相应的染液微点,许多微小的点速成所需花型,达到视觉上色彩连贯一致、花型逼真。而传统印花对于色彩的饱和度和层次的鲜明性表现相对较差,对于一些云纹过渡也较难把握。

  d.数码喷墨印花几乎不存在对花及套色准确性问题,无论何种花型、多少种套色,全部以直接印花方法完成。多组颜色工艺组合,色彩更趋完美,颜色空间无限,图案套色精确,不会存在传统印刷中叠印产生的第三色问题。

  e.数码喷墨印花生产过程中,小样颜色即由计算机自动记录颜色数据,批量生产时颜色数据按打样数据配置,颜色数据不变,可以保证小样与大样的一致性。在传统印花中,小样和大样的一致性则很难保证,这是因为调浆的批次不同,导致同一个颜色发生细微的变化。这个问题在传统印花业一般很难解决。

  f传统印花工艺中,设计师设计的花型图案要根据印花设备的特点来设计“花回”。这就在一定程度上限制了设计师的发挥。数码喷墨印花的工艺过程中可以不存在“花回”的概念,使设计师的设计思路得到充分的发挥,拓展了纺织图案设计的空间,为设计师设计出更加优美的图案打下基础。传统纺织印染花样的套色限制,印lo套色以上就很困难,数码喷墨印花技术采用数字图案,经过计算机进行测色、配色,色彩丰富,能表现出多达1600万种颜色,特别是在对颜色渐变、云纹等高精度图案的印制上,数码印花在技术上更是具有无可比拟的优势,从而真正实现了任意色彩的设计。

  g.数码喷墨印花小批量生产(1000m以内)印制比传统印花成本低。这就为适应多品种、小批量的市场打下良好的基础。

  h.数码喷墨印花过程中所需要的数据资料以及工艺方案,全部储存在计算机之中,可以保证印花的重现性。在传统的圆网印花生产中,对档案的保存是一个令人比较头疼的问题。花稿的贮存、圆网、平网的贮存要占很大的空间,即浪费人力又浪费物力,同时保存的效果又不是很好。

  i.数码喷墨印花属于绿色环保生产方式,喷印过程不用水,不用调制色浆,按需使用染料,无废染液色浆排放,污染很少。传统的印花对水的需要量非常大,产生的废液、废水、废浆对环境产生极大的污染。

  j.数码喷墨印花各项牢度指标均可达到国际标准(活性、酸性、分散印花,完全符合欧美出口标准),满足了众多外贸客商的要求。

  k.数码喷墨印花可以通过互联网接单,全过程由计算机控制,图案以数字形式存储在计算机中,确保印花色彩的一致性,工艺过程高度自动化。

  数码喷墨印花目前应用领域可概括如下:时尚服装,服饰用品(如丝巾、围巾、领带等):运动服和泳装面料;家用纺织品面料(如窗帘、床单、毛巾、桌布和家具用布);汽车内装饰物:旗帜和横幅:制版或大批量印制前打样;T恤衫和特种纺织品;壁面装饰;雨伞、箱包、鞋帽、玩具、织带等;其他一切以纺织品为载体以图案来表现的物品。

  5.数码喷墨印花节能减排与增效优势

  VEGA数码喷墨印花节能与减排优势:这种数码喷印技术与传统印花方式完全不同,它不需要制版,省略了传统印花所需制网、配色调浆、刮印等工艺;省略了传统印花所需的制网机、上胶机、感光机、烘房等设备,直接通过单台计算机控制机械运作,把输入在电脑内的打印图案完美地呈现出来,节省了传统印染整条生产线所需的耗电量。此外,这种通过计算机输入数字来控制喷头作业的形式,完全实现了按需喷印。

  VEGA数码印花系统同等产值的数码印花工艺和传统印花工艺相比,在耗电量上下降了50%,在耗水量上下降了30%,在染料使用量上下降了30%。可使污水处理成本下降30%。总体工艺污染度下降90%。

  数码印花工艺的投资收益率是传统印花工艺的3.5倍。宏华的VEGA数码印花工艺,彻底摆脱了传统印花“高能耗,高污染,高排放,低附加值的”三高一低困境。数码印花每万元产值能耗只有传统印花的1/10。按照相同的投资额度,在目前的市场价格条件下,上马VEGA数码喷墨印花系统,投资回收期约2~3年,若上传统印花设备系统项目,投资回收期约4~5年。

  6.数码喷墨印花发展前景

  目前,一些管理上水平、产品上档次的印染企业正在逐渐放弃低价恶性竞争的市场策略,努力使产品走向高档化,追求产品的高附加值,这样的市场营销必然具有产品小批量、多品种、个性化、速交货、高品质等特点,而这正是数码喷墨印花的优势所在。而且随着科技的发展,随着国产化配套能力的大幅提高,数码喷墨印花在印制速度的提高和墨水等耗材价格的降低方面,都取得了显著的进展,制造成本较以前有大幅度的降低。

  随着市场需求的不断变化,传统的印花在许多方面很难满足人们的需求,数码喷墨印花现阶段虽然不能取代传统印花方式,但可以弥补传统印花方式的不足,最大限度地满足客户需求。特别是传统印花受到套色的限制和工艺条件的影响。一些颜色丰富,效果特殊的图案根本实现不了。而数码喷墨印花不会受到套色的限制。可以在同一图案上生成不同的颜色。一般而言,大自然中有的颜色,基本上都可以在数码喷墨印花中实现。

  人们的个性化需求,市场对印花面料朝着批量方向发展,有些根本不适合在传统印花中生产。而喷墨印花却满足人们的这一需求,喷印的时候不受织物品种的限制,根据需要实现按需喷印。

  定位花型的喷印也是数码喷墨印花的极大优势之一,可以在服装裁片或者成品服装上打印出定位花。在服装设计和一些高档服装中满足人们的需求。

  数码喷墨印花技术的出现为纺织行业跳出传统纺织印染模式提供了转机。作为一种低污染、按需定制、可实现网上设计和服务的新型印花工艺,数码喷印技术可以说是艺术与科学技术紧密结合的产物,具有较高的技术门槛和强大生命力。目前该项技术在欧洲、日本、韩国及中国台湾地区的发展已经呈现出百舸争流的局面。国内杭州宏华数码科技也已经在关键技术上取得重大突破,完全具备了产业化推广的实力,但从整体而言该技术在我国仍处于推广阶段,亟需予以扶持和培育。

  目前仍有些问题需要解决,以使该项新技术不断发展和完善。即如何降低喷墨印花设备价格、提高印制精细度及速度、延长喷嘴的使用寿命以及研制适合于各类织物的墨水配方,解决选用的墨水和现有数码喷墨印花机的匹配性问题,研究不同织物品种为提高喷印质量的前处理工艺,国产墨水如何提高色彩表现、粒径均匀性、对喷头易阻塞等等问题。总之,高品质的墨水、喷头对不同墨水的兼容性、降低印花成本是数码喷墨印花如何早日进行大规模产业化应用的关键。

  国家经贸委已将数码印花技术列入《国家重点行业清洁生产技术导向目录》中,是国家环保总局、经贸委下发的《印染行业废水污染防治技术政策》文件中鼓励采用的主要技术之一,在印染行业“十一·五”规划纲要中也明确提出要大力推广和改进。

  我国的浙江省也对此十分重视,出台了相关鼓励发展的政策,并形成了政府和企业互动的发展势头,这些必将有助于提升浙江纺织产业的核心竞争力,提高产品的附加价值,实现印染技术的跨越式发展。因此,很值得其他省市政府和企业所借鉴。

来源:中国印染资讯网

最新评论

网友
08-06发表
这种印花是不是只能使用在白色被印物体上面的
[IP:123.152.129.99]
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