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概述活性染料数码喷墨印花的技术优势及市场需求

2020-11-03

网印工业 2020年10期
关键词:活性染料喷墨墨水

众所周知,数码喷墨印花技术是集信息处理、计算机图像处理、电子技术和新材料于一体的新型印花技术,与传统的印花方式相比,它具有快速、灵活、清洁环保和创造性强等优点,适合现代快速变化的市场节奏和节能减排的生产要求。在现有的技术条件下,运用新的研究方法和加工技术可以为喷墨印花的推广产生一定的积极作用。

活性染料数码喷墨印花的特点与市场

活性染料数码喷墨印花是数码喷墨印花中的一种重要印花种类。活性染料数码喷墨印花可用于棉麻纤维织物、羊毛、真丝、锦纶纤维等。活性染料是一种水溶性染料,它的活性基团在一定的反应条件下与纤维的反应基团反应生成共价键。由于活性染料的各种优良性能,其数码喷墨的活性印花在目前市场的比重也是比较大的。活性染料数码喷墨印花过程是一个多环节、多学科的整体流程,其中涉及电子机械、计算机软件、化工、色彩学等多门学科。

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。高速导带式数码喷墨印花机采用6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40m/h(60dpi,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。

活性染料数码印花需要前后处理工序,前后处理设备可以根据每个数码印花生产的产量和生产模式,结合每个工厂的实际情况改进使用传统的前后处理设备或者定制专业小批量处理的整理设备。随着上浆增稠剂用量的增加,蚕丝和棉织物的表面颜色深度均提高;用碳酸氢钠作碱剂时,蚕丝和棉织物在颜色深度和颜色稳定性方面的表现更佳;为了获得较深的颜色,棉织物较蚕丝织物需要更多的碱剂和尿素,而所需元明粉用量相同;在汽蒸时活性染料在棉上的固色率低于在蚕丝上的固色率。

与传统印花相比,数码喷墨印花具有生产过程灵活性高、重现性好、精度高,适应小批量快交货的市场营销体制,符合清洁性生产要求和可远程订货的优点。针织布的印花在十年内飞速发展,但由于其尺寸稳定性在加工过程中难以控制,使得针织品印花难以开发,特别是含氨纶针织布的圆网印花。除了受棉针织布自身的尺寸可塑性大,进布时自身的悬垂性重量和进布架的张力影响外,还受到以下因素的影响,即车速变化时的拉伸力,花型的形态和大小难以控制,遇到几何花型更难保持花形原有的精神等,这就必须要对整个加工过程采取必要的控制才能予以解决。

活性染料数码喷墨印花的种类及技术优势

数码印花是对喷墨印花技术的统称。

按印制方法分类

数码直喷印法就是在上过浆的半成品纺织物上进行直接喷印的方式。此方式适合用涂料、活性、分散、酸性染料墨水,工艺过程是:根据墨水类别选择合适的半成品面料(没有加入柔软剂的),进行上浆、烘干、打卷过程,再到数码设备处进行直接喷印(面料当成纸一样),然后再进行烘干、蒸化、水洗、再烘干、加柔定型等工艺(其中涂料只要烘焙一下即可固色)。

冷转印方式就是先把纺织染料打印到经过特殊涂层的纸上,再用冷转机把图案转印到纺织品上的印花方式。此方式适合除混纺以外的各种织物,用的墨水有活性、分散、酸性等染料墨水,其方式也是需要半成品的面料,跟打印好的花纸进行压印。压印后的织物有冷堆化学反应处理固色(面料需提前化学处理),以及用传统的蒸化、水洗、定型等传统工艺处理。

热转印方式就是把纺织染料打印到经过特殊涂层的纸上,经过热升华方式把图案转印到纺织品上的印花方法。此方式类似传统的纸印花,只能做全涤或含涤比较高的纺织品,其中转印面料都是经过半成品处理且没有加过柔软剂的(加了柔软剂可能会影响上色率)。

按染料及工艺分类

分散数码印花目前在我国印花用墨水中占50%以上,用于聚酯纤维等化纤织物印花。分散染料是一类水溶性很低、染色时借助于分散剂的作用以微小颗粒在水中主要呈高度分散状态存在的非离子染料。

活性数码印花中活性染料墨水约占29%,主要用于丝绸和棉织物印花。活性染料又称反应性染料,为在染色时与纤维起化学反应的一类染料。这类染料分色中含有能与纤维发生化学反应的基因,染色时染料与纤维反应,二者之间形成共价键,成为整体,使耐洗和耐摩擦牢度提高。活性染料分子包括母体染料和活性基两个主要组成部分,能与纤维反应的基团称之为活性基。目前主要用在全棉、全麻、真丝等梭织和针织面料上或含以上成分较高的面料。

酸性数码印花中酸性染料墨水比重小,约占7%,用于羊毛、尼龙等织物印花。酸性染料是一类结构上带有酸性基团的水溶性染料,在酸性介质中进行染色。酸性染料大多数含有磺酸钠盐,能溶于水,色泽鲜艳、色谱齐全,主要用于羊毛、蚕丝和锦纶等染色,也可用于皮革、纸张、墨水等方面,对纤维素纤维一般无着色力。

颜料墨水数码印花中,我国颜料墨水的使用量不到2%,大多为国外产品。

按面料成分分类

1.以棉为主的数码印花,但麻、真丝等也可以用活性染料墨水;

2.以化纤为主的数码印花,用分散热升华染料墨水生产的化纤分散直喷数码印花;

3.以T/C等一些混织面料为主的数码印花,不能用活性、分散、酸性染料墨水单一进行操作的面料,用涂料墨水打印;

4.以锦纶和羊毛等为主的数码印花,用酸性染料墨水进行生产,真丝也可以。

喷墨印花技术的优势主要体现在以下方面:色彩数量不受限制,采用4种基本色(青、品红、黄、黑),再加特别色(金黄、黄、红、蓝),可印制多色彩花型,颜色可达1670万种之多。其印花精度<0.1mm,可达到照片仿真效果;复制长度不受限制,花样设计和变化可以采用计算机辅助设计在计算机屏幕上进行,色泽的匹配可以用鼠标来进行;没有制作筛网的费用;减少了时间和节省了印花的材料,投入极少,省料省工,染料无浪费,废品率极低,节能节水,设备占地面积仅为常规印花设备的1/10;生产成本降低,减少了劳动力的开支,印花时由计算机控制,工作环境清洁,为清洁工艺。

数码印花的工作原理与喷墨打印机基本相同,通过对墨水施加外力,使其通过喷嘴喷射到织物上形成色点,继而构成花纹图案。数码喷墨印花由数字技术控制喷嘴的喷与不喷,喷出何种颜色的墨水,喷射时在XY方向上移动,以保证在织物表面上形成所要求的图像和颜色。数码喷墨印花有连续喷射式和按需喷射式两种方式,连续喷射式数码印花的原理是通过对印墨施以高频震荡压力,使印墨从喷嘴中喷出,形成均匀连续的微滴流。

在喷嘴处设有一个与图形光电转换信号同步变化的电场,喷出的液滴在充电电场中有选择地带电。当液滴流继续通过偏转电场时,带电的液滴在电场的作用下偏转,不带电的液滴继续保持直线飞行状态,直线飞行的液滴不能到达待印基质而被集液器回收,带电的液滴喷射到待印基质上。

按需喷射式喷印系统的工作原理是当需要印花时,系统对喷嘴内的色墨施加高频机械力和电磁式热冲击,使之形成微小的液滴从喷嘴喷出,由计算机控制喷射到设定的花纹处。按需喷射式应用最广的是热喷墨技术,它依靠热脉动产生墨滴,由计算机控制将一根电阻丝加热到规定温度,使印墨汽化后从喷嘴喷出。喷墨印花的工艺过程随所使用的油墨而定,一般酸性染料主要用于地毯印花,分散染料主要用于涤纶织物,活性染料主要用于棉织物。

活性染料数码喷墨印花的发展机遇与前景

喷墨印花技术是一种全新的印花方式,它摒弃了传统印花需要制版的复杂环节,直接在织物上喷印,提高了印花的精度,实现了小批量、多品种、多花色印花,而且解决了传统印花占地面积大、污染严重等问题,具有巨大的发展潜力。

随着数字经济时代到来与喷墨技术不断革新,数码印花技术在我国高速发展。目前数码印花在棉、丝绸、涤纶等织物上均得到广泛应用,但在羊毛印花纺织品上应用较为少见。造成这一现象主要有两点原因:传统印花工艺周期长、流程复杂繁琐,在小批量生产时成本较高,难以适应高档服饰面料的加工;此外,羊毛纤维表面存在着特殊的鳞片层结构,对染料的上染产生了阻碍。而喷墨印花具有印花精度高、绿色环保、可小批量多品种灵活生产等特点,为羊毛等高附加值印花纺织品带来了良好的发展机遇。

世界经济整体水平的提高使人们对服装、纺织品的需求越来越趋于个性化和多样化,传统纺织业必须适应这一变化。其中纺织品数码印花技术的特点就是高品质短流程印花,而且在小批量多品种生产和即时交货的特点上符合未来快速生产的节奏,但作为新兴产业的数码印花在实际生产中仍然存在一些问题。经过多年的探索和发展,纺织品喷墨印花技术已开始进入实用阶段。

喷墨印花具有传统印花难以比拟的优点,但印花墨水所用色料价格昂贵,数字专用墨盒就相当于一台低端喷墨打印机的价格,是目前阻碍喷墨印花技术规模应用的瓶颈。喷墨印花所用的染料是墨水配制中最重要的组分,其性能直接决定喷墨印花的效果。目前,喷墨印花大多采用无盐或少盐染料,因为过高的含盐量会对染料的溶解度及喷墨打印性产生影响,这种要求直接导致喷墨印花墨水成本的上升。印染企业若自行选择染料配制墨水进行印花生产,则存在如墨水的组成、性能、配制步骤以及应用方法等一些技术难点。

颜料墨水现在有许多厂家出售,颜料型墨水由于开发起步稍晚,且其技术难度也大,喷墨印花时,颜料颗粒大小对堵塞喷嘴、墨水的流变性和稳定性影响特别敏感。目前世界印花织物中采用颜料印花工艺生产的数量平均为40~50%。颜料必须被粉碎成极小的颗粒并分散在水溶液里,形成墨水,这样的墨水可看成是水溶性墨水,不必要进行预处理,只需在印花后干燥即可。

紫外干燥剂将会在颜料型墨水上发挥它更大的优势,通常直接安在印刷机上。抗紫外墨水主要用于户外旗帜、条幅上,杜邦公司推出一种特殊墨水,其光照牢度据说是超乎寻常的。用于深色织物发光印花的墨水,对一些深色织物进行白色或发光印花主要用于广告T恤,印花时就像筛网印花和转移印花一样,预处理程序很必要,它可在织物表面形成一个封闭的体系,这样可防止白色的印刷颜料渗透到织物中。在广告用纺织品上,数字印花技术已经成为一门比较成熟的科技,而在服用纺织品方面,数字印花仍限制在样品、一次性工作服以及短流程上。在未来的几年里,数字印花的质量将进一步提高,成本将进一步大幅降低。

随着社会经济快速发展和生活水平日益提高,人们对于个性化与多样化时尚印花纺织品需求也随之提升,色泽明亮、图案生动富有层次感的印花服饰逐渐引领时尚潮流,基于个性化定制的数码喷墨印花开始一跃成为时尚界的新宠。相比起高污染、高能耗的传统印花,数码印花技术具有高附加值、柔性化生产、工艺绿色环保等特点,顺应了国家绿色生产的号召,满足了当今市场快速反应以及快时尚产业的生产需求,具有广阔的发展前景。

结语

随着机械化的发展,曾经的手工印花方式逐渐衰落,为连续化的机器生产所代替,棉织物印花染料中,最常用的是活性染料,因其具有色泽鲜艳,色谱齐全,拼色方便,溶解度高,不易产生色点,湿牢度好,对织物渗透性好,染性优良,色差小,重现性好,成本低廉以及采用涂料印花加工成本低,工艺简单,涂料给色量高等等特点。随着国家对于能耗及污染的管控越来越严格,环保、节能的数码喷墨印花和转移印花技术进入人们的视野,并将不断取得长足的发展。

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