紡織數(shù)碼印花新技術(shù),印出來的精彩

本文觀點(diǎn)來自于第6期紡織科技新見解學(xué)術(shù)沙龍——“數(shù)碼印花新技術(shù)研究與應(yīng)用”在上海舉辦。本期沙龍由中國工程院院士周翔、浙江理工大學(xué)教授邵建中、青島大學(xué)教授房寬竣、上海紡織科學(xué)研究院教授級(jí)高工沈安京領(lǐng)銜。來自科研院所、高校、企業(yè)的專家學(xué)者對(duì)印花技術(shù)的趨勢(shì)發(fā)展、技術(shù)革新、前景需求發(fā)表了精彩的演講。

演講內(nèi)容涉及微水印花、噴墨印花、數(shù)碼印花；織物表面處理、印花牢度、墨水及前后處理；印花在面料上如何應(yīng)用、設(shè)備的發(fā)展現(xiàn)狀等多個(gè)領(lǐng)域，形式不拘一格。除了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)術(shù)態(tài)度，開誠布公的交流氛圍更是提升了沙龍的實(shí)際應(yīng)用性，與會(huì)者既不遮掩成果，也不回避問題，整場(chǎng)沙龍真正起到了促進(jìn)行業(yè)發(fā)展的作用。

噴墨印花前織物的表面處理

青島大學(xué)教授房寬峻

噴墨印花是一種非接觸式印花方式，其特點(diǎn)是無須制版、染料利用率高、生產(chǎn)周期短、小批量成本低、高品質(zhì)且綠色環(huán)保。但噴墨印花也有其不足之處，比如顏色不夠深，不能印制特殊顏色。

印花前織物表面的處理極為重要，噴墨印花僅需在織物表面的纖維上著色，織物組織結(jié)構(gòu)決定織物表面結(jié)構(gòu)，從而影響噴墨印花效果；密度高的織物得色淺于密度低的織物。

從織物表面處理的目的看，施加染料上染纖維所需的酸、堿、催化劑等，不能添加于墨水的組分中。對(duì)于圖案的精細(xì)度也有一定的要求，防止墨滴在織物上滲化，一方面可以減少廢水和污染物排放，另一方面提高噴墨印花效果。

上漿處理的工藝流程：棉織物→上漿→烘干→噴墨印花→烘干→汽蒸→水洗。不同表面處理工藝對(duì)噴墨印花K/S值的影響也不同，合適的上漿工藝是提高噴墨印花顏色深度和鮮艷度的關(guān)鍵。

等離子體處理流程：織物→常壓等離子體改性處理→噴墨印花→烘干→焙烘→成品。等離子體處理具有一定的時(shí)效性，與噴墨印花機(jī)結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)。

噴墨印花是賦予織物表面顏色和圖案的技術(shù)，對(duì)織物擬印花的表面進(jìn)行處理既可以提高噴墨印花效果，又可以減少化學(xué)品用量，從而達(dá)到降低能耗、水耗和廢水COD的目的。
定量單面施加表面處理技術(shù)僅對(duì)織物的印花表面進(jìn)行處理，根據(jù)印花效果要求施加定量的噴墨印花化學(xué)品。現(xiàn)階段，我們應(yīng)針對(duì)織物結(jié)構(gòu)、染料類型和噴墨印花設(shè)備開發(fā)相應(yīng)的織物表面處理化學(xué)品、工藝和設(shè)備。

噴墨印花油墨的動(dòng)態(tài)表面張力及接觸角變化速度

東華大學(xué)副教授屠天民

動(dòng)態(tài)表面張力(DST)是溶液中溶質(zhì)在界面上達(dá)到吸附平衡前的表面張力。通常的表面活性劑溶液的動(dòng)態(tài)表面張力都高于平衡(靜態(tài))表面張力。常見的溶液(表面活性劑等)界面吸附平衡時(shí)間依溶質(zhì)性質(zhì)，平衡所需時(shí)間在uS到數(shù)十秒或更長，對(duì)于快速變化的體系，動(dòng)態(tài)表面張力比常規(guī)的平衡表面張力更重要。

對(duì)于噴墨印花的噴射過程，油墨(墨水)的表面張力性能，在噴射孔徑一定的條件下，與最小成滴大小有關(guān)。一般情況下較低的動(dòng)態(tài)表面張力對(duì)形成微小的液滴有利。當(dāng)油墨到達(dá)織物表面后，墨水動(dòng)態(tài)表面張力太低則會(huì)很快滲入織物內(nèi)部，使得表面得色量下降，顏色鮮艷度下降。

在研究噴墨印花油墨的動(dòng)態(tài)表面張力及接觸角時(shí)，我們對(duì)國產(chǎn)油墨DST曲線及其接觸角變化速度，進(jìn)口油墨DST曲線及其油墨接觸角變化速度分別進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。對(duì)接觸角變化速度進(jìn)行了比較。

噴墨數(shù)碼印花中的墨水問題和前后處理

浙江藍(lán)宇數(shù)碼科技有限公司總經(jīng)理郭振榮

噴墨數(shù)碼印花墨水原料包括，分散/顏料墨水，活性/酸性墨水，分散劑，表面活性劑及其他助劑。

噴墨印花墨水配方有一定的原則，一是以客戶的產(chǎn)品需求為導(dǎo)向，比如染料選擇、濃度確定、助劑使用。二是以噴頭的效率和兼容性為目標(biāo)，如噴頭的墨道、孔徑、頻率，考慮噴頭材料的兼容性等。三是充分利用工業(yè)機(jī)的輔助設(shè)備和裝置，包括白墨的攪拌裝置、UV墨的保溫裝置及過濾裝置。

噴墨印花墨水的表征手段：理化性表征，包括顆粒大小(粒徑標(biāo)準(zhǔn))、高頻流變性(2千赫茲到60萬赫茲)、材料潤濕性能(表面張力)。

長期性表征要注意保質(zhì)期、運(yùn)輸條件和客戶的使用建議。墨滴觀測(cè)儀，包括管阻、流量、噴嘴干擾、移動(dòng)；注意不能有效表征墨水在機(jī)器上的表現(xiàn)。

在噴墨印花墨水染料的研發(fā)方面，分散染料要解決升華染料中的青色色光,分散藍(lán)359對(duì)色域的影響，高能分散染料的色光問題及黑色染料的強(qiáng)度問題。

活性染料的研發(fā)要注意14號(hào)和72號(hào)活性青的上色率和牢度問題；活性脫鹽、純化的成本問題(30~40倍的脫鹽廢水)；漿料的N含量問題，即無尿素低含氮漿料的開發(fā)。此外，染料的強(qiáng)度、色光的開發(fā)、雜環(huán)染料的開發(fā)對(duì)染料研發(fā)都有重要影響。

噴墨印花漿料的研發(fā)以打印精度及滲透、上色率、快干及易清洗為方向。然而，漿料也存在涂料漿料的手感和牢度；活性漿料的N含量問題，即無尿素低含氮漿料的開發(fā)等問題。

純棉熱升華轉(zhuǎn)移印花成果顯著

四川大學(xué)教授朱譜新

熱升華轉(zhuǎn)移印花設(shè)備簡(jiǎn)單、工藝流程短、無須水洗、無須對(duì)色、具備照片級(jí)圖片，2011年已占紡織品印花產(chǎn)量的6%。純棉是親水性纖維，缺乏吸附分散染料的化學(xué)基團(tuán)，因此分散染料對(duì)純棉織物不能轉(zhuǎn)移著色，國內(nèi)外純棉轉(zhuǎn)移印花的研究，源于追求經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益的強(qiáng)大驅(qū)動(dòng)力。近20年來，純棉織物的轉(zhuǎn)移印花一直是國內(nèi)外染整工業(yè)技術(shù)研發(fā)的熱點(diǎn)，在多方面都取得了矚目的成績(jī)。

熱升華轉(zhuǎn)移印花工藝，在高溫和溶劑化作用下，棉纖維膨化產(chǎn)生瞬時(shí)空隙，升華的分散染料進(jìn)入到纖維中，形成聚集體而固著。類似于不溶性偶氮染料在棉纖維中的上染狀態(tài)。
對(duì)于聚乙二醇的預(yù)處理，其工藝流程為：純棉二浸二軋(室溫)—烘干—分散染料印花紙轉(zhuǎn)移印花—皂洗—水洗—烘干—成品，210℃，90s壓燙的綜合效果較好。PEG用量范圍為20g/L~150 g/L，其中80g/L最好，用量過高，效果不明顯，且水洗后變色嚴(yán)重，牢度下降。聚乙二醇與羥甲基樹脂配合，提高了牢度且有樹脂整理效果，但是有游離甲醛問題。

對(duì)棉纖維進(jìn)行化學(xué)改性，使棉纖維可接納分散染料，實(shí)現(xiàn)熱升華轉(zhuǎn)移印花。但是，其缺點(diǎn)是織物的強(qiáng)力和伸長受損，手感變差，白度降低，部分或全部喪失棉纖維特性，更重要的是，改性過程的氣體或廢水造成對(duì)環(huán)境的污染，改性成本也較高。

基于藍(lán)光固化的紡織品數(shù)碼印花技術(shù)研究及展望

浙江理工大學(xué)教授邵建中

數(shù)碼印花技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了從染料數(shù)碼印花流程到顏料數(shù)碼印花流程，再到光固化數(shù)碼印花流程的過程。藍(lán)光固化紡織品數(shù)碼噴墨印花是結(jié)合數(shù)碼噴印技術(shù)和可見光固化發(fā)展而來的，其特點(diǎn)是高效、安全，環(huán)保、低排放。

通過對(duì)藍(lán)光固化墨水及其性能的研究我們發(fā)現(xiàn)，自行組裝的藍(lán)光LED光源與CQ/EDB引發(fā)體系具有很好的光譜匹配性，有利于提高光引發(fā)效率；藍(lán)光引發(fā)TMPTA聚合動(dòng)力學(xué)研究表明，其Rp max與引發(fā)劑濃度和光強(qiáng)的0.5次方呈線性關(guān)系，但高引發(fā)劑濃度或高光強(qiáng)時(shí)，由于濾鏡效應(yīng)導(dǎo)致Rp max下降；在CQ/EDB濃度為0.5~1wt%時(shí)，基本能實(shí)現(xiàn)可見光引發(fā)體系對(duì)聚合體系的高效引發(fā)效果。

在著色體系上，添加適當(dāng)?shù)姆稚┛捎行Ц纳祁伭显诒┧狨サ途畚镏械姆稚⒎€(wěn)定性；顏料的加入會(huì)降低藍(lán)光聚合體系的聚合反應(yīng)速率；提高光強(qiáng)可彌補(bǔ)加入顏料帶來的不利影響，改善顏料存在下藍(lán)光聚合體系的聚合反應(yīng)速率和最終的雙鍵轉(zhuǎn)化率。

由此可見，用光固化低聚體和單體替代常規(guī)顏料噴墨印花墨水體系中的高分子粘合劑，避免了因粘合劑凝聚而造成的噴嘴堵塞問題；噴印后以藍(lán)光引發(fā)低聚體和單體原位聚合并交聯(lián)固化，取代常規(guī)顏料噴墨印花的高溫固著，具有節(jié)能高效優(yōu)勢(shì)。

自組裝的藍(lán)光LED光源與CQ/EDB引發(fā)體系具有很好的光譜匹配性，有利于提高光引發(fā)效率。自制的聚氨酯丙烯酸酯低聚體具有黏度低和藍(lán)光聚合性能好的特點(diǎn)?；赑UA/HEA/IBOA或HEMA三組分聚合體系可較好地滿足紡織品對(duì)固化膜物理機(jī)械性能的要求；添加適當(dāng)?shù)姆稚┯欣陬伭显谀w系中的高度分散和貯存穩(wěn)定性，顏料對(duì)聚合性能的影響可通過增加光強(qiáng)進(jìn)行改善；模擬數(shù)碼噴印織物具有良好的輪廓清晰度，耐濕摩牢度達(dá)標(biāo)。

藍(lán)光固化的紡織品數(shù)碼噴墨印花具有節(jié)水節(jié)能、高效快速、織物適應(yīng)性強(qiáng)等令人感興趣的特點(diǎn)。然而，它的發(fā)展也必然面臨許多挑戰(zhàn)，“創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、跨界融合”將是推進(jìn)這一技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室走向廣闊的工業(yè)化應(yīng)用的前提。

當(dāng)然，我們需要在實(shí)踐中有更多的創(chuàng)新思維，如：添加第三組分碘鹽進(jìn)一步提高藍(lán)光引發(fā)性能；合成一體化可見光引發(fā)劑解決小分子助引發(fā)劑遷移性；應(yīng)用天然生物高分子光敏材料取代合成光敏物質(zhì)；可見光固化裝置的工業(yè)化開發(fā)等。

活性染料數(shù)碼直噴印花應(yīng)用存在的幾個(gè)問題

杭州萬事利集團(tuán)有限公司總工程師郭文登

數(shù)碼印花相對(duì)于傳統(tǒng)的平網(wǎng)、圓網(wǎng)印花的發(fā)展時(shí)間還是比較短的。無論在設(shè)備生產(chǎn)上，還是工藝技術(shù)應(yīng)用方面，都還存在一些缺陷。在實(shí)際應(yīng)用的過程中，還有不少產(chǎn)品質(zhì)量問題產(chǎn)生。

一、調(diào)色方法不科學(xué)：傳統(tǒng)印花采用色塊逐色對(duì)顏色進(jìn)行調(diào)整，數(shù)碼印花用四分色原理混色，所以只能在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行顏色調(diào)整。目前，大部分的數(shù)碼調(diào)色人員都采用Photoshop軟件進(jìn)行調(diào)色，而Photoshop軟件的調(diào)色，主要是針對(duì)印刷行業(yè)的油墨和紙張，其參數(shù)對(duì)紡織品而言不夠科學(xué)。此外，調(diào)色人員完全靠個(gè)人經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行調(diào)色，與數(shù)碼印花的先進(jìn)設(shè)備完全不匹配。

二、顏色重演性較差：重演性不好主要有兩大原因：一方面是由四分色原理決定的，四分色的混色原理是通過青、品紅、黃的反射光在空間混合后形成了二次色或三次色。因此，只要青、品紅、黃中的三個(gè)顏色中有任何一個(gè)顏色發(fā)生改變，所混合出來的顏色就會(huì)產(chǎn)生很大變化。

另一方面是由活性染料影響的，現(xiàn)在數(shù)碼印花用的活性染料墨水，大部分是高溫K型染料，這類染料對(duì)濕度的敏感度很高，空氣中的濕度、蒸箱箱體內(nèi)的濕度、織物含水率，其中一個(gè)因素不一致的話，都會(huì)顯著影響數(shù)碼印花的色光。

三、顏色鮮艷度不夠高：如果數(shù)碼印花的顏色是三次色的青灰、咖啡、墨綠等為主的話，也就是說一種色彩，需要青、品紅、黃、黑中的三個(gè)或四個(gè)墨水拼混出來的。那么，顏色的鮮艷度就會(huì)變差。這是因?yàn)榍?、品紅、黃三個(gè)顏色混合后，會(huì)產(chǎn)生一定的灰度。

印花的顏色大部分都是三次色，需要青、品紅、黃、黑中的三個(gè)或四個(gè)墨水拼混出來，會(huì)產(chǎn)生一定的灰度，其噴印后的產(chǎn)品，鮮艷度不夠好。
除顏色拼混引起的顏色鮮艷度差外，用活性染料進(jìn)行數(shù)碼噴印，也會(huì)引起顏色鮮艷度變差，原因有以下幾點(diǎn)：漿料吸水滲化；面料和染料的吸水滲化；三原色染料色光不標(biāo)準(zhǔn)；活性染料的黑色墨水問題。

四、墨滴大小無法按花型調(diào)節(jié)：現(xiàn)在市售的數(shù)碼印花機(jī)，很多都能實(shí)現(xiàn)墨滴大小可以調(diào)節(jié)。但這種調(diào)節(jié)完全是整體墨滴調(diào)節(jié)，即調(diào)節(jié)墨滴5PL噴印時(shí)，所有噴嘴可以按5PL供給；調(diào)節(jié)墨滴50PL噴印時(shí)，所有噴嘴墨滴大小全是50PL。

數(shù)碼印花無法根據(jù)花型的不同情況，自動(dòng)按塊面和線條的不同部位來更改變噴墨量的大小。這樣，就無法滿足花樣不同部位的差異性，它會(huì)使花型的美感大大降低。

五、上漿體系不夠完善：主要是上漿設(shè)備和助劑兩大方面都要完全滿足數(shù)碼印花的需要。然而，在上漿均勻性、緯斜控制、速度、按需上漿等方面沒有很好的專用設(shè)備;助劑也缺少個(gè)性化。

希望今后在數(shù)碼印花發(fā)展的過程中，能不斷進(jìn)行完善改進(jìn)，如開發(fā)出可以按照花型不同部位要求，自動(dòng)調(diào)節(jié)墨滴大小的噴嘴和控制軟件；開發(fā)出質(zhì)量更好的上漿設(shè)備和助劑，完善上漿體系；研究出科學(xué)的調(diào)色方法，降低對(duì)調(diào)色人員經(jīng)驗(yàn)的依賴程度；研究出一套完善的工藝技術(shù)和專用助劑，使數(shù)碼印花的顏色重演性和鮮艷度得到提高。

數(shù)碼印花將帶來大面積投資

常州涵源新印花有限公司總經(jīng)理王勇

現(xiàn)代數(shù)碼印花投入小、門檻低，將會(huì)帶來大面積投資。但是數(shù)碼印花的訂單相對(duì)分散，使得高速機(jī)訂單不足，相比之下速度50米左右每小時(shí)的機(jī)器是最適合的。此外，速度越快，機(jī)器的難度越大，穩(wěn)定性越差，對(duì)墨水的要求越高，因此，現(xiàn)代數(shù)碼印花相對(duì)印花成品的成本更高。

數(shù)碼印花中的直噴印花都需要上漿，上漿有兩個(gè)作用。一是保證墨水不發(fā)生滲化，保持花型的輪廓清晰度。二是加入促使染料與纖維發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的助劑，如調(diào)節(jié)PH值的酸堿，蒸化時(shí)保持濕度的尿素。但是現(xiàn)在上漿的漿料都是從傳統(tǒng)印花的糊料中挑選的。以活性棉布直噴為例，一般采用海藻酸鈉作為上漿糊料。但是其并不適合數(shù)碼印花。

適合的數(shù)碼印花糊料應(yīng)具有以下特點(diǎn)。一是具有通用性，不但適合活性直噴，還要適合酸性和分散的直噴；二是超強(qiáng)的保水能力，即吸收墨水的能力；三是具備良好的去除能力。
同時(shí)，現(xiàn)代印花技術(shù)發(fā)展使得印花行業(yè)發(fā)生了變化，單個(gè)花型訂單數(shù)下降，配色要求高，交貨周期越來越短，這一切使得傳統(tǒng)冷轉(zhuǎn)移技術(shù)需要得到改善。

然而，目前國內(nèi)冷轉(zhuǎn)移生需要使用載體。國內(nèi)目前所使用的載體有兩種：一種是上海長勝公司使用清漆涂布過的紙張和常州涵源使用的聚酯膜，造紙的三廢排放不亞于傳統(tǒng)印花行業(yè)，而聚酯膜采用石油化工原料合成，對(duì)環(huán)境也有一定影響，亟待改進(jìn)。

數(shù)碼印花與第四代電子商務(wù)C2B模式

杭州宏華數(shù)碼科技股份有限公司教授級(jí)高工金小團(tuán)

當(dāng)我們把數(shù)碼印花技術(shù)智能化網(wǎng)絡(luò)化并與C2B商業(yè)模式鏈接在一起，那它就是一個(gè)鏈接網(wǎng)絡(luò)虛擬產(chǎn)品到真實(shí)產(chǎn)品的革命性支撐技術(shù)。數(shù)碼印花技術(shù)使紡織業(yè)實(shí)現(xiàn)C2B成為可能，紡織業(yè)將成為領(lǐng)先進(jìn)入C2B時(shí)代的產(chǎn)業(yè)，而數(shù)碼印花必將成為紡織史最偉大的技術(shù)之一。

數(shù)碼印花是具有互聯(lián)網(wǎng)特征的。通過智能化自動(dòng)化將人工干預(yù)降到最低，按需給墨的生產(chǎn)方式大幅度降低了污染排放最終將會(huì)達(dá)到零排放。如今，中國的經(jīng)濟(jì)正處于結(jié)構(gòu)性變革的時(shí)期，以互聯(lián)網(wǎng)為代表的新技術(shù)、C2B的新商業(yè)模式正在深入改變中國的傳統(tǒng)行業(yè)。

過去的互聯(lián)網(wǎng)是線上、線下相對(duì)獨(dú)立，但現(xiàn)在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，是隨時(shí)隨地都可以操作和控制促成了網(wǎng)絡(luò)虛擬產(chǎn)品到真實(shí)產(chǎn)品的有機(jī)融合任何互聯(lián)網(wǎng)能鏈接的傳統(tǒng)行業(yè)未來市場(chǎng)都是巨大的。數(shù)碼印花可以把網(wǎng)絡(luò)上虛擬的產(chǎn)品變成現(xiàn)實(shí)中的產(chǎn)品同時(shí)具備了低成本、小批量、快反應(yīng)、高品質(zhì)和綠色環(huán)保的特征與傳統(tǒng)生產(chǎn)相比具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。

數(shù)碼印花設(shè)備具有傳統(tǒng)設(shè)備的特征，質(zhì)量好、速度快、成本低、產(chǎn)量大。近三年來，噴頭技術(shù)和控制技術(shù)的發(fā)展，使得機(jī)器的速度、可靠性和性價(jià)比有了極大的提高，掃描時(shí)的數(shù)碼印花機(jī)產(chǎn)量已經(jīng)超過10米/分，而onepass的數(shù)碼印花機(jī)產(chǎn)量超過了60米/分。

數(shù)碼印花在墨水選擇方面也存在很大的優(yōu)勢(shì)。高品質(zhì)墨水的國產(chǎn)化使得使用成本大幅下降，耗材的綜合使用成本將可以達(dá)到傳統(tǒng)印花的成本。同時(shí)，國產(chǎn)墨水的綜合指標(biāo)已經(jīng)全面超越進(jìn)口墨水，但價(jià)格只有進(jìn)口墨水的1/3左右。

另一關(guān)鍵核心問題的色彩，紡織品中色彩是影響權(quán)重最大的一個(gè)要素。服裝三要素色彩款式面料中，色彩的權(quán)重大于50%。視覺接受的信息占所有信息的70%左右，色彩在視覺藝術(shù)中占有非常重要的地位。色彩與形狀、明暗、肌理等視覺藝術(shù)元素相比更具直觀性、鮮明性、表現(xiàn)性和視覺沖擊力。