纺织品数字印花技术

2010-09-15黄菡

网印工业 2010年9期

黄菡编译

纺织品数字印花技术

黄菡编译

纺织品数字印花通常用来描述在纺织品上喷墨印花的过程，听起来相当简单。然而，“纺织品”基材范围广泛，而且差别甚大，主要表现在纤维类型、纺织品结构和制剂等方面。从着色角度来看，这些因素决定着专业印花系统的发展，该系统是硬件、软件、油墨、印前纺织品预处理和印后加工处理辅助设备的组合体。为了实现管理变量和优化纺织品基材数字图像结果的目标，已经设计制造了这些数字印花系统。

过去，主要是艺术家和设计师们使用这种新兴技术生产纺织品样品和小量的独特纺织品，另外，软标牌和内饰等专业化生产也会应用这种技术。近年来，这种新型技术系统逐步被作为解决方案，用来处理各种生产需求，这将会支持数字印花技术的发展。本文将简要概述最新的技术发展，重点主要放在印花机械硬件、油墨和整卷纺织品的印后加工处理等方面。

数字印花设备——喷头技术

印花机械硬件的当前趋势包括：使用压电式喷墨、按需喷墨和连续喷墨等技术手段的强力发动机的发展和推广。一般情况下，喷头技术的设计和选择是为解决打印的速度，并且提供可靠性和分辨率方面的改进方案。纺织品数字印花系统供应商报出的印花速度从20m2/h到30m2/min不等。在此范围内，很多印花系统的生产能力可达70m2/h或更多。

在当前所用的系统中，爱普生的微压电式喷墨打印技术在纺织品印花中具有非常关键的作用。包括Mimaki (TX系列)、Mutoh (ViperTX 系列)、Stork(Ruby 5)、Robustelli (Mona Lisa系列)、La Meccanica (Qualijet)、DigiFab (StampaJet)、ATP Color (T系列)、MS Macchine (MS系列)、Hollanders (ColorBooster)、Yuhan Kimberly (UJET MC3 系列)和Splash of Color (Heatwave DFP型)等在内的供应商，都在使用爱普生技术。

先进设备的选择促进了纺织品输送方面的发展，并且对一些散装类型油墨的供应也具有支持作用。这些特点加上相对便宜的价格，使得爱普生系统对纺织品印花的早期采用者具有很大的吸引力。

目前，系统开发人员开发的新一代爱普生技术，通过增加每个喷头的喷嘴数量来实现更高的生产率。大量的系统集成商已经开始在Mimaki，Mutoh或者Roland印花设备的工程系统平台上使用这种新型的喷头技术。

Mimaki JV5型的爱普生喷头和Mutoh的ValueJet系列的很多型号的设计都有8行喷头，每个喷头有180个喷嘴。与前一代的产品相比，像在Mimaki TX2型机器中使用的喷头，一共有两行，每行180个喷嘴。展望未来，喷头生产的趋势是增加喷嘴的密度（即每行的喷嘴数量），这些发展将会支持印花能力的持续增长。

尽管爱普生系统在逐渐普及，开发人员还使用更多的工业型喷头技术。该战略旨在创造出更加强大的印花系统，支持更高的印花速度。Konica Minolta的Nassenger V机器使用同样的喷头技术，并提供自动喷嘴检测设备，印花速率可达70m2/h以上。新一代Nassenger 7TX具有Konica Minolt喷头，开发人员称其速度可达250m2/h以上。Drop Digital的Aiona机器使用富士Dimatix Spectra Nova喷头，可以支持70m2/h的8个彩色模式和140m2/h的四色模式。读者对于Regianni的DReAM印花机可能已经非常熟悉，该机器使用HPScitex Vision的Aprion喷头，印花速度250m2/h以上。

工业化喷头技术还被应用于配合较高黏度油墨和油墨配方的使用，这些油墨不适用于此前的系统。在使用DFX毛巾印花机（Studio FX）时，可以使用Videojet微阀技术将足量的活性印染油墨喷在纺织品表面，给毛巾料表面的绒毛上色。

印花速度的大幅提高主要得益于所有的喷头集合起来形成“阵列”，在喷头来回穿越整个机器的宽度时，以更广范围地涵盖纺织品。使用Osiris的ISIS机器时，由美国/法国Markem-Imaje S.A生产的连续喷墨喷头，被组装成一个“固定阵列”，可以将整个印花区域的宽度全部涵盖。这种组装方式可以让阵列保持稳定，印花机械可将油墨输送到纺织品的每一个区域。

纺织品输送

在纺织品输送领域，纺织品印花的早期技术是使用夹送辊提高纺织品基材和印花过程的协调性。一般来说，这种输送技术支持稳定的梭织面料的产出品质。然而，它并不能有效支持在软性纺织品面料上印花。该技术的大部分应用者发现，在针织面料和轻型纺织品上连续进行高质量的印花确实是种挑战。技术开发人员迅速认识到这是系统发展的关键领域。

当前使用的设备是为卷对卷印花技术设计的，主要使用传送带或者气缸输送系统。很多情况下，技术开发者们都要求供应商们从传统的纺织品印花行业结合Mimaki，Mutoh或者Roland的旋转传送带装置的宽幅印花机，进入到专业化领域，这种传送带类似于“旋转的桌子”，已经使用多年。使用这种技术可以让纺织品在喷头下方移动时，进行纺织品传送并且粘结到“胶水”带上。一旦开始印花，纺织品就从传送带上脱离，并被传送到卷绕辊上方。大多数情况下，在印花过程中可以清洗传送带，以消除颜色穿透纺织品未印花面的油墨污迹。

传送带送料技术是上文描述的解决方案中的一个组成部分。传送带印花机械装置的主要好处是印花过程中能够稳定纺织品。这对于在针织和诸如尼龙/氨纶或者涤纶/氨纶混纺类的弹性纺织品成像中尤其重要。当使用没有传送带送料的系统时，在弹性纺织品上印花就会非常困难。与之类似，气缸送料系统的设计也是稳定喷头下面移动的纺织品。无论使用哪种方法，纺织品输送机械装置的终极目的是让用户能够在各种宽度的纺织品基材上进行有效印花。

油墨化学

读者们都知道，纺织品喷墨的早期发展集中在染料着色剂的配方上。目前，活性、酸性和分散染料化学应用非常广泛，很多家供应商都在提供这种染料。随着传统纺织印花技术的进展，必须选择与印花纺织品的纤维相匹配的油墨类型，以实现永久固色的目的。

活性染料直接用在纺织品上，主要用于包括棉纺织品、人造丝、亚麻和丝绸在内的纤维质上。酸性染料还通过直接手段适用于在尼龙、尼龙/莱卡和包括蚕丝和羊毛在内的“蛋白质”上印花。活性和酸性染料是首批进入纺织品市场的着色类型，而且目前仍是提供广泛且可靠的喷墨特性的解决方案。

应当指出，湿印花（使用活性或者酸性染料的印花）在纺织品印前处理过程中，要求使用专门的纺织品涂层。这种涂层含有能够在印前和印后处理阶段防止溢色的稠化剂。该涂层还含有碱（活性染料）或者酸（酸性染料）和其他辅助化学物质，以支持颜色固化。一旦进行印花，纺织品通过热蒸激活固化反应，通过洗涤除去多余的颜色和残留的化学物。

这些步骤不仅额外增加了一个涂层，还增加了印花成本——这是采用纺织品数字印花的障碍。它们消耗水资源和能源，并且产生彩色水等废物。然而，湿印花的特点通常就是颜色鲜亮、洗涤快速和摩擦脱色等。还应该认识到，使用染料的数码印花方法比使用同型染料的传统方法（比如丝网印花）要清洁的多，因为数字印花给颜色传送提供了一个封闭的环境，而且不需要清洗丝网。

分散染料也是早期开发的产品，这种油墨类型支持在涤纶和涤纶混纺等纺织品上成像。“升华”油墨是喷墨环境中最常用的分散染料类型。这种染料最初就像活性和酸性染料一样，是一种转移印花方法中使用的产品。虽然它们的化学性质对于喷墨定型更具挑战性，印花系统的进步使得喷墨特性更加可靠，并且在软标牌和相关行业应用非常广泛。

软标牌行业升华印花技术的使用成为整个系统发展的关键推动力。近期的贸易显示，大量的纺织品数字印花技术都是升华印花机械，虽然很多系统也支持使用其他纺织品染料油墨印花。这种着色类型的主要趋势是直接使用升华油墨。尽管在热转移和热升华油墨之间可能有一些区别，但可以认为直接使用升华油墨在印花过程中能够减少能量消耗，并且处理转移问题时更具有持续性。这两种方法都要求消耗热能，以启动油墨的升华，并且促进染料连续渗入纤维。

除了染料着色剂，颜料型油墨也被引进了纺织品印花行业。如同升华油墨一样，纺织品颜料油墨在获得合适的喷墨环境、让颜色固化（即油墨附着在纺织品表面）且支持颜色符合纺织产品的要求，并非易事。读者可能已经比较熟悉诸如DuPont，Yuhan-Kimberly和Trident之类的着色颜料供应商。颜料型油墨的发展吸引了技术供应商和用户的极大兴趣。原因是与其他两种湿印花相比，这种着色过程简化很多。颜料印花一般要求加热固化，但它并不需要专门的纺织品涂层、热蒸或者印后清洗基板。颜料油墨的持续发展将会进一步推动在纺织品印花中采用数字方法。虽然颜料型油墨不是本文介绍的重点，但这种技术已经成为促进服装直接喷墨印花技术发展的关键因素。

印前和印后处理设备

数字纺织品印花对油墨的要求导致纺织品在印前和印后阶段都需要专门的处理设备。传统纺织品印花厂的生产技术支持的纺织品印前和印后处理设备，已经不适应新的形势，应该寻求新的技术和设备以与这些系统相配套。热印机器被广泛使用，并且已经被很多供应商发展为升华印花。这种技术也被应用于颜料固化，虽然固化通常并不要求与基材相接触。该系统还为热蒸和洗涤引进了中小型设备，以让当前的印花与数字纺织品的样品相一致，并与生产相适应。

包括DigiFab在内的供应商能够提供数字印花硬件、软件、油墨和用于升华、固化以及热蒸的印后处理设备。意大利的MS Macchine公司提供服装印花硬件、整卷纺织品印花解决方案以及能够连续热蒸和清洗的技术。Rimslow公司提供预处理设备、连续热蒸和清洗设备。数字印花硬件和油墨供应商——Hollanders已经开发出一种非接触式固化和养护的红外系统以及一种用于涤纶印花清洗和剪切的模块系统。而荷兰的SETeMa公司已经开发出连续热蒸设备模块，可以根据生产能力制造。他们除了染整模块外，还开发出了清洗模块和养护模块。