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数字喷墨印花技术(九)

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印染(2,oo7 No.2) WWW.cdfn.COIl1.Cii 5讲 座2 数字喷墨印花技术(九) 房宽峻 (江南大学生态纺织教育部重点实验室,江苏无锡214122) 关键词:喷射印花;数码;纺织品 中图分类号:TS194.434 文献标识码:A 文章编号:1000—4017(20o7)o2一OO4O一04 6.3喷墨印花 喷墨印花图案制作完成后,在正式生产前要反复打小样, 以对颜色和图案进行调整,满足客户的要求。喷墨印花图案的 校准是喷墨印花准备工作的第一步。也是最重要的一个环节。 前面曾讲到喷墨印花的色域问题,实际印花图案的色域取 决于墨水、印花机、软件和面料,且此四个因素互相影响。要获 得理想的喷墨印花效果,必须充分了解它们对喷墨印花图案色 域的影响方式,并对相关的技术指标进行合理设置。 6.3.1喷墨印花机的出墨量控帝】 影响喷墨印花颜色效果的一个重要因素是喷墨印花机的 出墨量。喷墨印花机出墨量的控制范围因机器不同,而具有较 大差异。常见的CMYK四色喷墨印花机总出墨量为0—400%. 般情况下,单个墨道的出墨量不大于100%。但实际上,为了 尽可能扩大喷墨印花色域,有时会尽量提高单墨道的出墨量及 总出墨量。由于喷墨印花是一种非接触式印花方式。出墨量的 提高会造成织物表面墨水堆积量的增加,引起墨水在织物上渗 化,从而影响喷墨印花图案的精细度。一般情况下,织物很难 承受400%的总出墨量,通常将总出墨量控制在230%一320%。 对于以浅青(k)、浅品红(Lm)为深色补充的六色喷墨印花机 来说,在做色彩校正曲线时,C及k作为青色通道,M及Lm共 同作为M通道,其总出墨量也不超过400%。 般来说,传统印花的色浆用量是喷墨印花的几十甚至上 百倍。因此,喷墨印花的颜色深度很难达到传统印花的标准。 要提高喷墨印花的印花深度,一方面要研制性能更优异的喷墨 印花机,另一方面要开发高纯度、高浓度的墨水,这正是喷墨印 花技术当前需要解决的关键问题之一。 6.3.2制作不同类型织物的ICC特性曲线 软件是喷墨印花系统的关键组成部分。一个好的RIP软 件能够最大程度地表现出墨水、印花介质的色域,提高图案的 精细度。RIP软件是整个喷墨印花系统的中枢,它起着控制色 彩、调节墨量、控制输出墨点大小的重要作用。RIP所调用的 ICC特性曲线是RIP软件的灵魂,因此,一个好的RIP软件必须 要有一条优秀的ICC曲线与之配伍。只有做好这条曲线,色彩 管理才算真正做到位,也才能够获得理想的喷墨印花产品。 喷墨印花可广泛应用于不同面料,但不同组织结构、规格 和品质的面料对喷墨印花的效果影响很大。就如用喷墨打印 机在普通复印纸和照片纸上打印同样的图像。前者灰暗无光, 后者色彩艳丽,其主要原因就在于打印介质的表面光洁度,对 墨水的渗透性和对光的反射性不同。因此,对喷墨印花来说, 选择合适的织物非常重要。针对不同类型的织物制作高品质 的ICC特性曲线,对喷墨印花也是极其重要的。 6.3.3喷墨印花机的颜色组合与墨水 除了数字喷墨印花机本身的精度会影响喷墨印花效果外, 其所用墨水的色彩组合也影响着喷墨印花图案的色域。数字 喷墨印花机所使用的墨水的颜色,有四色、六色、八色甚至十色 之分。从理论上来说,喷墨印花机所使用的墨水颜色越多。可 以印制的颜色范围,即色域也越大。常见的喷墨印花机以六色 为主,有两种墨水颜色体系: 第一种墨水组合方式是青(Cyan)、品红(Magenta)、黄 (Yellow)、黑(Black)、桔(Orange)、宝蓝(Blue)等六种颜色。该 组合的特点是喷墨印花色域较广,但浅层次处不够细腻,色点 较明显,适用于要求颜色鲜艳的印花图案。这里需要说明的 是,一般印花图案的输出均采用CMYK模式,而该组合有时可 采用RGB模式,也能获得鲜艳的图案效果。 第二种墨水组合方式是青、品红、黄、黑、浅青(Light Cy. na)、浅红(Light Magenta)等六种颜色。该组合的特点是在浅层 次处可以得到比较细腻的印花效果,但色域较第一种组合小, 某些颜色如桔色、宝蓝色不够理想,适合人物、风景等图案印 花。 十色墨水组合使用的是青、品红、黄、黑、桔、宝蓝、浅青、浅 红、灰(Grey)、绿(Green)等十种颜色。该墨水组合的特点是色 域广,可以得到细腻的浅层次的效果,较为完美,适于印制各种 类型的印花图案。 除了喷墨印花机和喷墨印花软件,墨水对色域的影响也非 常大。喷墨印花墨水的色域主要取决于墨水的品种和质量。 般来说,染料墨水的色域大于颜料墨水;墨水的颜色纯度(饱 和度)越高,色域越大。因此,应根据喷墨印花图案的要求,选 择合适的喷墨印花墨水。 6.3.4其它注意事项 在喷墨印花过程中,除了应注意以上问题之外,还应根据 喷墨印花图案的要求,仔细检查所用面料的吸水性、白度、平整 度和幅宽是否符合要求。检查墨水在所印制的织物上是否渗 化,可以进行滴墨试验。 应仔细检查墨盒中墨水的容量和安装是否正确。目前。喷 墨印花机大部分使用墨盒供墨。由于墨盒的体积有限。所以, 应经常检查墨盒中墨水的容量,容量不足时,应及时添加或更 换墨盒。虽然,喷墨印花机可以在印花过程中添加墨水,但容 易产生一些问题,如影响喷墨印花图案的连续性,沾污印花坯 布或成品等。 此外,喷墨印花对环境条件的要求,要远远高于传统印花。 维普资讯 http://www.cqvip.com

印般情况下,环境温度应为20~22℃,环境湿度I>60%。因为 染(2007 No.2) 蒸后的喷墨印花织物应当用冷水充分洗涤10~15 min,然后用 2 g/L的阴离子洗涤剂于95℃皂洗10 min,充分去除染料浮色, 再用冷水清洗。 6.4.2 酸性染料喷墨印花织物 与活性染料喷墨印花织物一样,酸性染料喷墨印花织物也 温度太高,会影响设备的正常运转;温度太低,墨水粘度增大, 造成墨水打印不够流畅。湿度太高,容易造成图案渗化;湿度 太低,则容易造成喷嘴堵塞。 6.4喷墨印花织物的后处理 。~11)18)4. ̄-52] 6.4.1 活性染料喷墨印花织物 需要进行汽蒸固色和水洗等后处理,以使染料与纤维牢固结 合。酸性染料喷墨印花织物的固色一般在饱和蒸汽中于102℃ 汽蒸20—30 min。汽蒸后的织物先用冷水洗涤,然后用 30—50℃温水进行皂洗,再用温水漂洗,最后用冷水漂洗。由 于真丝、尼龙和羊毛等织物的性能相差很大,具体的后处理工 活性染料喷墨印花织物的后处理,主要包括固色和皂洗。 前者一般推荐采用汽蒸法。对纤维素纤维织物来说,在102℃ 条件下汽蒸10—15 min即可完成固色过程。由于目前喷墨印 花尚未大规模工业化,生产批量比较小,所以,很多喷墨印花设 备供应商都提供了适合小批量汽蒸固色的间歇式小型蒸箱。 这种小型蒸箱常配备小型蒸气发生器,以供应所需的蒸汽,应 用方便,价格也比较便宜。但是,由于设备体积小,汽蒸箱内温 度分布不均匀,蒸汽气压不稳定,在喷墨印花织物的汽蒸过程 中常会出现一些问题。例如,织物上的印花图案发色不均匀、 色牢度不够高等。造成蒸箱内温度分布不均匀的原因有很多, 例如,活性染料与纤维的反应是一个吸热过程,蒸箱体积小,热 容量也小,不利于热量的传递和分布。为保持蒸箱内温度一 致,要经常检查蒸汽压力表显示的蒸汽压力值,控制蒸汽压力 并尽可能保持不变。 活性染料喷墨印花织物汽蒸后,要及时进行充分皂洗和水 洗,以去除浮色,以及预处理过程中施加的浆料、碱剂等化学物 质,这是保证活性染料喷墨印花牢度的主要措施。一般情况 下,印花织物要先冷水充分洗涤,然后再于95℃含有阴离子或 非离子洗涤剂的皂洗浴中皂洗。皂洗浴中,洗涤剂的选择非常 重要,好的皂洗分散剂能提高织物上的浮色去除效果。喷墨印 花织物皂洗后不宜直接进行冷水洗涤,应当先用与皂洗浴温度 相同的热水充分洗涤,防止被洗下的染料重新沾污到织物上。 热水洗涤后,再用温水洗,最后用冷水洗涤,即遵循水洗温度逐 步降低的原则,并且隔离每道水洗浴,且全部使用新鲜的净水。 用活性染料墨水在不同的纤维织物上进行喷墨印花,具体 的汽蒸、固色条件和水洗后处理工艺各异。 采用Ciba公司的Cibacron MI系列活性染料墨水在纤维素 纤维织物上进行喷墨印花时,对于棉和粘胶织物,汽蒸固色工 艺为102℃X7—10 min,其中对棉织物还可以于140—180 焙烘4—1 min进行固色。对棉或粘胶织物,其水洗工艺为:冷 水洗(5 min)一皂洗(2 g/L CIBAPON@R,98℃X5 min)X2一 沸水漂洗(3 min)X2一温水/冷水漂洗。 对真丝织物,最佳汽蒸固色条件为102℃X 12—15 min,其 水洗后处理工艺为:冷水清洗—40℃皂洗(2 g/L Ciba@TINE· GAL@W) 0℃皂洗(2 g/L Ciba@TINEGAL@W) 0℃ 皂洗(2 g/L Ciba@TINEGAL@W)一80℃清洗一温水/冷水 清洗。 为改善喷墨印花织物的湿处理牢度,还应对喷墨印花真丝 织物进行固色处理。固色处理条件为:CIBAFIX@.ECO 2— 5 g/L。在30—50℃和pH值6—7条件下处理20—30 min。 采用DuPont公司的Artistri 700系列活性染料墨水进行喷 墨印花时,固色条件为:饱和蒸汽于102℃汽蒸10—15 min。汽 艺应当根据酸性染料喷墨印花织物的种类而定。 喷墨印花织物的固色工艺因纤维不同而有较大的差别。 真丝和羊毛喷墨印花织物的固色条件为102℃汽蒸20— 30 min;尼龙织物则为102℃汽蒸30—45 min。这是因为,后者 纤维具有较紧密的聚集态结构,染料在纤维中的扩散速率比较 慢,固色需要较长的时间。 固色后的水洗工艺根据纤维不同而不同。 真丝和羊毛的水洗工艺为:冷水漂洗(皂洗剂2 g/L)一 30℃皂洗(皂洗剂2 g/L)—40℃皂洗(皂洗剂2 g/L)一50℃ 皂洗(皂洗剂2 g/L)一热水、冷水漂洗。 尼龙织物的水洗工艺为:冷水漂洗(皂洗剂2 g/L,pH值 9.5—10)一30℃皂洗(皂洗剂2 g/L,pH值9.5—10,下同)一 4|D 皂洗一50℃皂洗一热水、冷水漂洗。 羊毛喷墨印花织物水洗后仅需酸化,不需固色处理;真丝 和锦纶织物则需进行固色处理,以提高喷墨印花的色牢度。真 丝织物的固色条件为:固色剂2—5 g/L,pH值6—7,(30— 50℃)X(20—30 min);锦纶的固色条件为:固色剂1—3 g/L, pH值4—5,(6O一70℃)X(15—20 min)。 6.4.3 分散染料喷墨印花织物 分散染料墨水的喷墨印花工艺有两种,一是涤纶织物的直 接喷墨印花工艺,二是转移印花工艺。直接喷墨印花后的涤纶 织物可以在180℃过热蒸汽中汽蒸8 min,或在180—200℃热 处理1—2 min完成固色。固色后的喷墨印花织物也需要进行 水洗等后处理,工艺如下:冷水淋洗一皂洗(4|D℃,皂洗剂 1 g/L)一还原清洗(50℃,保险粉1—2 g/L,36。&烧碱1 2 g/L,分散剂1 g/L)一水洗(由50℃逐步升温至70℃)一热 水/冷水淋洗。 涤纶织物喷墨转移印花不需要进行水洗等后处理,仅需将 转移纸和涤纶织物一起于210℃热压或热轧处理3 min,即可完 成固色过程。因为,在高温(200℃)时,分散染料的气相浓度 可达到10一一10 g/L,气化后的染料在气相和纤维之间形成 很高的浓度梯度,能够迅速向纤维内部扩散;同时,高温下涤纶 纤维的链段运动加剧,进一步促进了染料向纤维内部的扩散。 严格来说,用于转移印花的分散染料墨水和用于直接喷墨印花 的分散染料墨水是不同的,但市售墨水很多是通用的。分散染 料墨水的转移印花工艺没有污水排放,工艺简单,而且图案精 度远远高于将墨水直接喷射在织物上的精度,是目前数字纺织 品喷墨印花应用最多的工艺。热转移型喷墨印花工艺存在的 41 维普资讯 http://www.cqvip.com

印染(2O07 No.2) w1-r cdfn.corn.cn 报,2003(3):64—70. [4]林若莉.喷射印花的图像扫描技术的应用[J].印染,2002,28(增 刊):37—39. [5]郭润兰,周世生,艾宏玲.数码喷射印花中的色彩管理[J].纺织科 技进展,2005(3):75—77. 主要问题是转移纸会产生环境污染。因此,有人对可以重复利 用的转移介质进行了研究,取得了一定进展。 6.4.4颜料墨水喷墨印花织物 颜料墨水适用于各种单组分和多组分纤维织物。颜料墨 水性能优异、色彩鲜艳、耐光牢度及耐气候牢度好,但摩擦牢度 尤其是湿摩擦牢度较染料墨水差。颜料墨水的喷墨印花成本 低,印花过程可一步完成,一般勿需前处理和后水洗。颜料墨 水的喷墨印花后处理很简单,可以采用焙烘和热压两种方式进 行固色。具体的焙烘温度和热压温度与墨水品种有关,可参照 [6]林虹,赵越.织物数码喷射印花图案颜色的控制[J].印染, 2001,27(9):18—20. [7]Xinfaei Li.New Colorants for Ink Jet Printing on Textiles[D].Geor- iga:Doctoral Dissertation of Genoa Institute of Technology,2003. 相关颜料墨水的产品说明书。常见颜料墨水的固色条件见表 [8] 温卫东,吴铭.喷墨打印和喷墨印花用染料和有机颜料的进展 [J].染料工业,2001,38(2):24—27. 【9] 王,陈瑾,宋志臻.活性染料数码喷印技术在真丝面料上的 l7 表17常见喷墨印花颜料墨水的固色条件 墨水 Ciah lrgaphor@ DuPont ArtistriMT BASF Heliza- 江南大学Nano- 品种 TBI.HC2 7∞ rin@EVO Jet0 Pinks 固色 烘2180—190℃焙 190℃热压1 1条件 200—210℃热 5 min或 min或17550—170℃焙 150—160℃焙 压3o一60 8 ℃焙烘4min 185 烘5—10min 烘3 min或210 ℃热压30 8 6.5喷墨印花产品 传统平网和圆网印花大样周期长,成本也很高。在当今要 求快速交货的市场经济中,喷墨印花在打样和300 m以下的批 量生产中,具有价格低和交货时间短的优势。喷墨印花用于生 产打样要注意积累经验,因为墨水与传统印花色浆在染料(或 颜料)种类、浓度方面均存在较大差异,喷墨印花制作的样品与 大生产的大货在色光方面会有所不同。 喷墨印花技术应用于服装与服饰领域中,不仅可以开发个 性化的时装、T恤衫、服装、领带、夹克、长丝巾、围巾、外套、内 衣、睡衣、钱包和泳装等,还可以开发具有新功能的迷彩作战 服、迷彩装饰布等隐身材料,使迷彩织物随温度、光源、光照角 度的变化而变化。 在家用纺织品方面,数字喷墨印花技术使设计师可以为客 户进行“一对一”按需设计和生产,实现真正的“个性化家居”。 家庭装修个性化是市场趋势,应开发满足消费者个性化、高档 次的产品,如墙布、棚布、沙发布、台布等。 喷墨印花纺织品是一种新的广告材质和表现形式。在织 物上印制各种广告,不仅色彩丰富、图案精美、携带安装方便, 而且有较强的艺术表现力和感染力。 利用数字喷墨印花技术还可以在各种纺织面料上印制各 种高精度图案,如中国画、中外名画和摄影作品,接近甚至达到 高档印刷效果。目前,随着旅游业的快速发展,具有中国特色 的旅游纪念品和工艺礼品,如工艺壁挂等,一定能够给中国的 纪念品市场带来新的气象,同时也会给喷墨印花带来无限商 机。∞ 参考文献: 【1]Cartww,Moms】F,Schork F】,eta1.Textilelnk JetPerformance and Print Quality Fundamentals[R].National Texitle Center Annual Report:2001. [2]Carr W W,Morris J F,Zhu J.Textile Ink Jet:Drop Formation and Surface Interaction[R].National Textile Center Annual Report: 2oo1. [3] Broeks J A.纺织印花机的色彩管理及在线通讯[J].国际纺织导 应用技术[J].纺织导报,2004,3:71-74. [1O]房宽峻,付少海,张霞,等.数字喷墨印花技术及其进展[J].印 染,2005,3l(24):镐一51. [11]何中琴.数字喷墨印花系统[J].国外丝绸,2005(5):16-20. [12]Tincher Wayne c.Overview of digital pnnting nad print head tceh— nologies[J].AATCC REVIEW,2003,3(7):4—7. [13] 于伯龄,姚云,杨九瑞,等.直接染料喷射印花墨水的配制和应 用[J].印染,2003,29(10):2-4. [14]Yang Y,Li S.Cottonfabricinkjet printingwith acid dyes[J].Tex— tile Research Journal,2003,73(9):809—814. [15]郝龙云.分散剂对超细有机颜料水性分散体系稳定性的影响 [D].青岛:青岛大学硕士学位论文,2003. [16] Jttrgen Branahl,Alex M.Grishin.Piezoelectric shear mode drop-on· demand inkjet utator[J]. ̄nsosr nad Acutators,2002,A101:371 382. [17]杨栋襟.织物数码喷墨印花技术的动向[J].印染,2003(增刊): 25—3O. [18] UMke Hees,Mike Freche,Michael Kluge,etc.Developments in texitle ink jet printing with pigment ikns[c].IS&NIPI8:2002 Inter- national conference on digit ̄pfinting tcehnology,2002:242—245. [19]Yuan Yu,Friedrich yon Gottberg.Surfacemodiifedand pigmentsfor ikn ink applicatino[c].Is&NIPI8:2000 Internaitonal( ̄nference on digit ̄prlnting tcehnologies,2000:512—515. [20]Paul palumb.Surface modiifcation of pimgented colorants nad印pli· cations to diig ̄printing[c].Tokyo:Internaitonal congress ofima· igng science.2002:559—56o. [21] Noboru Nakai,Atsunao Hiwara,Tcshihide Fujitani.Adsorption be- havior ofdispesring agent to pimgent surfcae[J].Studies in surfaec csience and cat1a)'sis,2001,132:31l一314. [22] Ellen Reuter,Dr.Stefna Silber,Dr.Chrisitna Psiorz.The use of new blockeopelymerie dispersingagentsforwaterborne paint8一theo- retieal and practical aspects[J].Pl in ol ̄ni(3 coatings,1999, 37(3):161—167. [23]“Qi,Donald L.Feke,lac Manas Zloczower.Comparision of stabil· ity and dispersino characteristics of organic pimgent agglomerates [J].PowderTechnology,1997,92:17—24. [24]c.Daescu.Dispersability of orgnaic pimgents[J].Dyc8 and Pig— ments,1998,38:173—180. [25] 杨如馨.聚丙烯酸类乳液粘合剂对喷墨印花印墨的适应性[J]. 印染助剂,2002,19(4):27—29. [26]Laksana Sapehcokul,Koromo Shirota,Hiromiehi Noguehi,ete. Effect ofpimgent/binder on cottnofabrics byiknjetikns L Pigment treatnmnts by surfcatant diseprsion and sufrace modifaction【c]. Tokyo:International congresa of in ̄ging science;2002:654—655. [27]Laksana Sapehnokul,Kommo Shirota,Hirnofiehi Noguehi,ete. Effect ofpigment/binder on octnofabrics byinkjetinks 11.Pigment treatments by polymer diseprsion and mieroencapsultaion[c]. kyo:International congress of imaging csience,2002:636—637. [28] 唐志翔.纺织品喷射印花技术开发的回顾与展望[J].染整科技, 维普资讯 http://www.cqvip.com

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