喷墨印花在纺织品印花中的应用与探讨

　　近几年来，国内印染行业紧跟国际同行的步伐，适应印花方式的新工艺、新材料、新化学品不断出现，2000年喷墨印花开始在我国逐渐兴起后，以其灵活的花回尺寸和逼真的印制效果，渐渐赢得了消费者的青睐，特别是纺织专家们通过对染料的不断升级换代、纳米技术的应用，逐渐解决了喷墨过程中的墨盒储墨、供墨印花喷头、印花织物移位、织物“背印”等疑难问题，现在的数码喷墨印花工艺无论在颜色的深度、浓度、鲜艳度、色牢度等方面都有了很大的提高。近年来国内外一些数码喷墨印花设备由实验室逐步应用到市场，数码喷墨印花产品日渐成熟，市场占有率逐年提高。尤其是它几乎不产生污水，在环境保护方面突出的优势，迅速占领了许多传统的直接印花工艺市场份额。

　　1数码喷墨印花技术特征

　　数码喷墨印花的生产过程就是应用各种现代化数字化设备处理制作各种数字化图案，通过专用的计算机软件分色处理后，由专用的RIP软件通过其喷印系统将各种专用染料(活性、分散、酸性、涂料)直接喷印到各种织物或其它介质上，再对不同织物进行后期处理加工后，形成丰富多彩、层次丰富、色彩斑斓的图案。与传统印花工艺相比突显以下技术特征：

　　(1)数码喷墨印花的生产过程使繁琐的工艺简单化，接单、打样成本大大降低。由于数码喷墨印花的生产工艺流程摆脱了传统印花在生产过程中分色描稿、制片、制网等过程，大大减少了生产时间和生产成本。

　　(2)数码喷墨印花技术的原理使得其产品打破了传统生产的套色和花回长度的限制，可以使纺织面料实现高档印刷的印制效果。颜色理论上可达到1670万种，突破了传统纺织印染花样的套色限制。

　　(3)在颜色渐变、云纹等高精度图案的印制上，数码喷墨印花在技术上更是具有无可比拟的优势。从而极大地拓展了纺织图案设计的空问，提升了产品的档次。

　　(4)高精度的喷印过程没有染化料的浪费，没有废水产生，由计算机控制的喷印过程中，不产生噪音，喷印过程中不产生污染，实现了绿色生产过程。

　　2数码喷墨印花工艺要素剖析

　　数码喷墨印花工艺的三大要素，即软件、喷墨印花机和染料墨水。

　　2.1使用软件

　　数码喷墨印花所采用的软件大多为锐彩(Ultraprint)RIP(RasterImageProcessor)软件，它是一款集图像编辑、排版、输出于一体的软件。生产应用中对图像输出前的色彩校准、加网，使图像颜色更亮丽、更饱和、更逼真。锐彩(Ultraprint)RIP软件原针对的客户为大型喷绘机、写真机使用，经过专业人士的改良，用于纺织品数码喷码印花，该软件有专用的输出流程，使RIP软件数字图像在进行分色处理和调整喷墨量的处理或输出时尽可能符合各类纺织品的要求。

　　近几年来，国内印染行业紧跟国际同行的步伐，适应印花方式的新工艺、新材料、新化学品不断出现，2000年喷墨印花开始在我国逐渐兴起后，以其灵活的花回尺寸和逼真的印制效果，渐渐赢得了消费者的青睐，特别是纺织专家们通过对染料的不断升级换代、纳米技术的应用，逐渐解决了喷墨过程中的墨盒储墨、供墨印花喷头、印花织物移位、织物“背印”等疑难问题，现在的数码喷墨印花工艺无论在颜色的深度、浓度、鲜艳度、色牢度等方面都有了很大的提高。近年来国内外一些数码喷墨印花设备由实验室逐步应用到市场，数码喷墨印花产品日渐成熟，市场占有率逐年提高。尤其是它几乎不产生污水，在环境保护方面突出的优势，迅速占领了许多传统的直接印花工艺市场份额。

　　1数码喷墨印花技术特征

　　数码喷墨印花的生产过程就是应用各种现代化数字化设备处理制作各种数字化图案，通过专用的计算机软件分色处理后，由专用的RIP软件通过其喷印系统将各种专用染料(活性、分散、酸性、涂料)直接喷印到各种织物或其它介质上，再对不同织物进行后期处理加工后，形成丰富多彩、层次丰富、色彩斑斓的图案。与传统印花工艺相比突显以下技术特征：

　　(1)数码喷墨印花的生产过程使繁琐的工艺简单化，接单、打样成本大大降低。由于数码喷墨印花的生产工艺流程摆脱了传统印花在生产过程中分色描稿、制片、制网等过程，大大减少了生产时间和生产成本。

　　(2)数码喷墨印花技术的原理使得其产品打破了传统生产的套色和花回长度的限制，可以使纺织面料实现高档印刷的印制效果。颜色理论上可达到1670万种，突破了传统纺织印染花样的套色限制。

　　(3)在颜色渐变、云纹等高精度图案的印制上，数码喷墨印花在技术上更是具有无可比拟的优势。从而极大地拓展了纺织图案设计的空问，提升了产品的档次。

　　(4)高精度的喷印过程没有染化料的浪费，没有废水产生，由计算机控制的喷印过程中，不产生噪音，喷印过程中不产生污染，实现了绿色生产过程。

　　2数码喷墨印花工艺要素剖析

　　数码喷墨印花工艺的三大要素，即软件、喷墨印花机和染料墨水。

　　2.1使用软件

　　数码喷墨印花所采用的软件大多为锐彩(Ultraprint)RIP(RasterImageProcessor)软件，它是一款集图像编辑、排版、输出于一体的软件。生产应用中对图像输出前的色彩校准、加网，使图像颜色更亮丽、更饱和、更逼真。锐彩(Ultraprint)RIP软件原针对的客户为大型喷绘机、写真机使用，经过专业人士的改良，用于纺织品数码喷码印花，该软件有专用的输出流程，使RIP软件数字图像在进行分色处理和调整喷墨量的处理或输出时尽可能符合各类纺织品的要求。

　　2.2各类数码喷墨印花机功能剖析

　　各数码喷墨印花机功能列于表1。

　　表1数码喷墨印花机功能剖析及使用参数对比

　　韩国的

　　dgen

　　公司

　　TXV874

　　(Teleios)

　　8-12

　　1L

　　187-260

　　360-720

　　活性、分散、酸性、涂料、颜料

　　1-120

　　棉、麻、丝、毛、尼龙、涤纶等

　　日本

　　东伸

　　ICHINOSE

　　2020

　　6-16

　　可连接染料罐

　　180

　　360-720

　　活性、分散、酸性、涂料、颜料

　　30-120

　　棉、麻、丝、毛、尼龙、涤纶等

　　美国

　　杜邦

　　Artistri

　　2020

　　6-16

　　可连接染料罐

　　180

　　360~1080

　　活性、分散、酸性、涂料、颜料

　　30-120

　　棉、麻、丝、毛、尼龙、涤纶等

　　荷兰

　　Stork

　　公司

　　Hollaan-

　　ders8色

　　Color

　　Booster

　　8-16

　　可连接染料罐

　　180~220

　　360-1080

　　活性、分散、酸

　　性、涂料、颜料

　　140

　　棉、麻、丝、毛、尼龙、涤纶等

　　意大利

　　Reggian

　　公司

　　MonaLisa

　　8-18

　　可连接染料罐

　　180~220

　　1440

　　活性、分散、酸性、涂料、颜料

　　1-150

　　丝、尼龙、涤纶等

　　德国

　　Stork

　　公司

　　TruColor

　　4000

　　8-18

　　可连接染料罐

　　186~220

　　360-720

　　活性、分散、酸性、涂料、颜料

　　1-150

　　棉、麻、丝、毛、尼龙、涤纶等

　　瑞士

　　Perfecte

　　公司

　　Print

　　Master

　　2200R

　　6-18

　　可连接染料罐

　　220

　　360-720

　　活性、分散、酸性、涂料、颜料

　　1-100

　　棉、麻、丝、毛、尼龙、涤纶等

　　美国Leggett

　　&PLarttDigital

　　Techno-

　　Logies公司

　　Virtu

　　7200

　　6-8

　　可连接染料罐

　　220

　　360-720

　　活性、分散、酸性、涂料、颜料

　　1-120

　　棉、麻、丝、毛、尼龙、涤纶等

　　浙江宏华

　　电脑技术

　　有限公司

　　A‘rex

　　1300/1800

　　DPM/

　　2200T/2800

　　6-18

　　可连接染料罐

　　220-280

　　360-1080

　　活性、分散、酸性、涂料、颜料

　　1-140

　　棉、麻、丝、毛、尼龙、涤纶等

 

　　2.3喷墨印花适用墨水剖析

　　喷墨印花墨水是数码喷墨印花生产的主要消耗性材料，它的开发和使用已经成为喷墨印花技术发展必不可少的组成部分，成为纺织用精细化学品领域的研究热点。喷墨印花墨水一般由色素、水、有机溶剂和添加剂(如防菌剂、分散剂、pH调节剂、保湿剂等)等组成，与纸张用喷墨打印墨水相比，织物用喷墨印花墨水除了对色素纯度、不溶性固体颗粒粒径以及墨水的粘度、表面张力、电导率、稳定性、pH值和起泡性等有具体要求之外，还要求墨水喷射到织物上形成图案后必须具有良好的耐水洗色牢度，使用舒适，具有良好的手感等。

　　3数码喷墨印花应用现状与分析

　　棉、麻、丝、羊毛和尼龙等纺织品由于织物的密度、纹路、厚薄、染料墨水吸收能力、图案表现方式不同，因而所要采用的工艺方法也不相同；用水溶性染料作着色剂，印花织物的色牢度较易达到指标要求，但往往色浓度、上染率、固色率不匹配织物，混色的染料色相和浓淡很难与原样完全相符，这在活性、分散、酸性染料喷墨印花中普遍存在；涂料印花中存在的问题是：深色欠浓，浅色欠艳，印制清晰度较差，易堵塞喷嘴。

　　下面就厚织物、深色织物、图案鲜艳织物用墨量作如下分析：

　　3.1数码喷墨印花设备的出墨量

　　现阶段的喷墨印花设备绝大多数采用的是DOD可控制喷印式(Drop-on-Demand)压电式喷墨喷嘴，喷嘴直径大多在10～100μm范围，如图1。

 

　　印制织物前应参照不同织物的特性进行打样处理，参照物为标准的梯尺图，进行比对调节控制出墨量和色彩的浓度。

　　以现阶段压电式喷墨技术为例，染料墨水是由一个与热感应式喷墨技术类似的喷嘴进行喷墨的，但墨滴的形成方式由缩小墨水喷山的区域来形成，而喷出区域的大小，由施加电压到喷出区内一个或多个压电板来控制。由于墨水在高温下易发生化学变化，性质不稳定，所以打出的色彩真实性就会受到一定程度的影响，这时候应注意观察电压电流的稳定性，进行稳压稳流：另一方面由于墨水是放射状喷出，墨水微粒的方向性与体积大小不易掌握，打印线条边缘容易参差不齐，一定程度影响了打印质量，这是它的不足之处，这时应稳定喷墨气压。选用的墨水要求有稳定性，特别是墨水的质量选用要符合该设备的参数值(诸如pH值、电导率、粘度、表面张力、色彩还原、饱和度、稳定度)的染料墨水。设备应选用分离结构(打印喷头和墨盒分离)的设备，这样可以调节墨滴的大小和使用方式，增强对墨滴的控制能力。

　　3.2调控喷墨印花墨水的浓度

　　适合喷头喷印的的墨水有酸性、活性、分散、涂料四种墨水，生产中一方面通过提高打印密度(分辨率)来使打印出来的点变细，从而使图形变得更为细腻：另一方面，在彩色调改进方而常见的有：增加色彩数量、改变喷出墨滴的大小、降低墨盒的基本色彩浓度等几种方法。其中增加色彩数量来得最为行之有效。目前通常采用五色的彩色墨盒，加上原来的黑色墨盒，形成所谓的六色打印，有的设备形成十二色、八色、十六色打印。这样一来排列组合得到的色彩组合数一下子提高了好多倍，效果改善自然非常明显。需要色彩浓度较高的地方用标准大小的墨滴喷出，而在需要色彩浓度较低的地方喷射小墨滴，实现了更多的色阶。而降低墨盒色彩浓度其实是在高色彩浓度的地方采用反复喷墨的方法来形成更多色阶。见图2、图3。

 

　　喷墨印花机出墨量的控制范围因机器不同具有较大的差别。常见的CMYK四色喷墨印花机总出墨量为0～400％，一般情况下单个墨道的出墨量不大于100％。为了尽可能扩大喷墨印花色域，有时会尽量提高单墨道的小墨量及墨水的总出墨量，由于喷墨印花是一种非接触式印花方式，墨水是喷射在织物表面的，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，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，通常总出墨量控制在230％～320％之间。对于以浅青Lc、浅品红Lm为深色补充的六色喷墨印花机来说，在做梯尺色彩校正曲线时，C及Lc作为青色通道，M及Lm共同作为M通道，其总出墨量也不能超过400％。

　　3.3改善活性染料油墨色彩

　　经试验证明，一些厂家研制的喷墨印花预处理剂对改善喷墨印花的色彩能起到非常重要的作用。如COUPLERC-70非常适合棉、人纤预处理，可用作提高喷墨印花活性染料油墨增深的预处理剂，可有效提高棉、人纤活性染料的得色量，提高印染加工的染色固色率及印染性、脱浆性，且不影响糊料的粘性。虽然以表面活性剂为主要成份，但不会引起渗色现象。

　　3.4织物面料上浆处理分析

　　不同纤维印花半制品织物应进行不同的前处理。为了避免印花时出现色花、色点、色斑、色差等疵病，面料上浆时应注意光电吸边器是否正常，防止纬斜；烘干时尽可能减小织物的张力；烘干后及时打卷，卷边要求整齐，以利后序喷印工作能够连续顺利进行。进布单元可根据织物的厚薄及弹力的不同，采用不同的进布方式，以保证面料平整不变形。在对轻薄织物的喷射打印时，要保证导带表面的清洁及粘性。一些无法在普通喷印机上喷印的弹力针织物和针织棉裁片、定位花型、单块棉针织汗衫等，可应用导带式喷墨。喷印用灯芯绒印花坯必须保证有良好的毛效，即要求来样须保证充分退浆精炼；印花坯布经过良好的漂白增白处理才可能获得鲜艳亮丽的色彩；为保证图案的印花质量，印花坯还要增检不纬斜和无织造疵病。

　　3.5数码喷墨印花图象质量剖析

　　印花图象质量剖析、改进方法及处理方案如下：

　　(1)图像清晰度不高。现象为：图像模糊不清；图像中有残缺的图形；喷射喷嘴的细度调节不当。主要是因选用喷墨分辨率与该坯布不匹配而产生。解决方案为：由于坯布的织造方式，表面不可能像纸那样光滑，一般喷墨印花大都使用360～720dpi进行喷墨的，丝织品等精细织物极少喷墨到1440dpi，若无限提高图象清晰度不仅没有效果，而且会影响喷射速度的提高，增加软件和硬件的难度。应根据花型的精细度和坯布光洁度合理选择分辨率。对不同厚度的面料合理调节喷头的高度：喷头太低，易使喷头堵塞，影响图案颜色：喷头太高，墨水随着喷头的左右移动，离织物有一定的高度，会产生一定角度的抛物线，喷印出的图案边界会模糊，精度较差，色彩也不够鲜艳。所以在喷印时，要调整喷头到恰当的高度。

　　(2)图案中色层次不够丰富。现象为：图案中有两节伤，层次过渡不自然；色调表现力不强；层次较平润。产生原因为选用染料墨水不当或不适合该坯布。解决方案为：喷墨印花以喷射液滴的数量来改变色层次。作为点描的喷射印花，用高点密度表现深色是没有问题的，有时会有点层次性差的感觉，或由于多余色点的混入，容易产生色泽灰暗感、色泽鲜艳度降低的现象。为解决浅色区的问题，可通过使用深浅两种色料、双重色料增加密度产生的效果较好。另一种方法是预先混合色泽，即所谓“专色”喷射印花，但必须有测配色系统和自动调浆系统来支持，而且套色将受到限制。

　　(3)喷印过程中表面粒度较粗或有流墨产生，为喷墨口调节不当或损坏而形成。解决办法为：喷印精度的选择，一般精纺薄织物大多采用高精度720dpi×720dpi打印，打印精度与打印机分辨率直接相关。使用720dpi分辨率进行织物喷印，精度已相当高。而一般粗纺类的毛织物喷印，可以用360dpi×360dpi精度打印，这既可以提高打印速度，且足以满足打印精度。

　　(4)喷墨印花处理后手感差，为坯布前处理工艺使用不当，处理配方不适合该坯布；浆料组成不当；选用染料不当而造成。解决办法为：喷墨印花前处理对浆料有如下要求：①良好的抱水性，抱水性越高，印花的精细度越好；②良好的脱糊性，这是保证印花后良好手感的前提；③制成浆料具有良好的流动性，这样有利于浸轧上浆；④良好的耐电解质

　　性能。浆料中碱剂的作用是促进活性染料发色时与棉纤维上的羟基生成共价键，可获较高的印花色牢度(经测试印花色牢度为4级或5级)；尿素的作用与传统印花相同，主要是保湿作用。糊料、墨水染料要符合坯布的特征，注重面料的抱水性，合理地调整处方。

　　(5)喷印后染料墨水产生渗化现象。由于织物印花部位能够吸收墨水的体积较小，在毛细管效应的作用下，织物表面上多余的墨水沿着纤维间的毛细管扩散，导致喷墨印花图案渗开。影响涂料墨水在织物上渗化的主要因素除了墨水本身的组成之外，纤维种类及织物组织结构和规格也是非常重要的因素。解决办法为：用合适的增稠剂对织物进行处理，阻塞纤维之间的空隙，防止墨水沿着毛细管

　　扩散。对轻薄与疏松织物来说，纤维间的空隙较大、抱水性差，喷墨印花时，墨水易沿着纤维之间的空隙流动，引起渗化。织物组织结构紧密，纤维间空隙较小，墨水的渗化就较小。增稠剂的质量和使用配比非常关键，要在打样中用梯度尺比对(小样)，进行试验。

　　(6)色牢度不好。在使用颜料墨水时，当颜料达到纳米级分散度时，唯一缺点是日晒牢度降低。耐晒牢度次序如下：

　　丙烯酸树脂＞聚氰胺树脂＞尿醛树脂＞体质染料＞松香脂。

　　我们熟知，阳离子染料的耐光性特差，而染着在腈纶上时，日晒牢度很好。用丙烯酸乳液作涂料印花粘合剂时，印花织物一般都不存在日晒牢度不合格的问题。丙烯酸乳液中硬单体一般都采用丙烯腈或甲基丙烯酸甲酯，以提高其在光照和热处理条件下的稳定性，用它作涂料粘合剂时，也能明显提高颜料的日晒牢度。在选用染料墨水时要特别注意染料墨水的构成要素。

　　3.6解决染料墨水色墨组合的方法

　　墨水对色域的影响也是非常大的，喷墨印花墨水的色域主要取决于墨水的品种和质量，一般说来，染料墨水的色域大于涂料墨水：墨水的颜色纯度即饱和度越高，色域越大。因此，应当根据喷墨印花图案的要求和坯布的种类，选择合适的喷墨印花墨水组合。

　　色墨组合种类及特点如下：

　　(1)青、品红、黄、黑、浅青、浅红、灰、宝蓝组合。该组合是在CMYK四色的基础上加三种浅色(即Lc、Lm、灰色)，再加专色宝蓝，能喷印的色域较广，特别是浅色部分及中性灰的颜色，又能满足专色宝蓝色。优势是浅层次处可以达到

　　比较细腻的效果，中性灰部分不容易偏色。适合于喷印人物、风景和油画等。

　　(2)青、品红、黄、黑、浅青、浅红、大红、宝蓝组合。该组合是在CMYK四色的基础上加两种浅色(即Lc、Lm)及两种专色大红、宝蓝，与传统印花上用的基础色很接近，能喷印的色域更广，比较适合印染厂打样需求。

　　喷射印花印浆组成要素：

　　合成增稠剂≤18g／kg;润湿分散刹1.5～2g／kg;印浆黏度200～500mPa·S;印浆pH值5.5～8.0；合成／天然糊料的黏度则要求在20-100mPa·S。

　　4结束语

　　喷墨印花技术目前正处于发展阶段，很多身处其中的人都会思考这样的问题：喷墨印花技术将朝着哪个方向发展?在考虑喷墨印花的多功能性及未来发展时，有一个关键因素是应当记住的，即它具有明显的优势，它是真正直接的、非接触式的数码按需印制过程。这意味着它的基本局限性是极其小的，尤其是就承印材料方面而言，不管是硬性的还是软性的，吸收性好的还是差的，表面平滑的还是粗糙的，都可以采用各种性能的印墨进行喷印，而且还可以根据需要进行可变数据印制。

　　数码喷墨印花的这些优势使得喷墨印制对于不断增长的纺织印花领域来说，是趋于一个完美的技术，显而易见，这就是它的未来。在一个全球竞争的环境中，每个纺织企业都试图在其所提供的产品和服务方面及满足交货日期方面、所达到的质量方面，更具有创造性。而要想达到这些，印制方式就必须做到比之以往更加吸引眼球、更加令人兴奋、更加迅速、更加富有创造性、更加大型化、更加个性化、更加万能，这或许是数码喷墨印花的真正未来。

　　5参考文献

　　[1]喷墨印花预处理剂提高活性染料油墨浓度，IS染织新闻

　　[2]温卫东，唐勇，杨桂芳，等，织物数码喷墨印化墨水和四分色印花染料

　　[3]Miyakoshi展示世界最高速数码喷墨印花装置

　　[4]林其水，高档毛纺织物数码喷墨印花墨水的选用[J]丝网印花

　　[5]织物数码喷墨印花技术新进展和应用前景[J]印花技术