黃菡 編 譯

紡織品數(shù)字印花技術(shù)

黃菡 編 譯

紡織品數(shù)字印花通常用來(lái)描述在紡織品上噴墨印花的過(guò)程，聽(tīng)起來(lái)相當(dāng)簡(jiǎn)單。然而，“紡織品”基材范圍廣泛，而且差別甚大，主要表現(xiàn)在纖維類(lèi)型、紡織品結(jié)構(gòu)和制劑等方面。從著色角度來(lái)看，這些因素決定著專(zhuān)業(yè)印花系統(tǒng)的發(fā)展，該系統(tǒng)是硬件、軟件、油墨、印前紡織品預(yù)處理和印后加工處理輔助設(shè)備的組合體。為了實(shí)現(xiàn)管理變量和優(yōu)化紡織品基材數(shù)字圖像結(jié)果的目標(biāo)，已經(jīng)設(shè)計(jì)制造了這些數(shù)字印花系統(tǒng)。

過(guò)去，主要是藝術(shù)家和設(shè)計(jì)師們使用這種新興技術(shù)生產(chǎn)紡織品樣品和小量的獨(dú)特紡織品，另外，軟標(biāo)牌和內(nèi)飾等專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)也會(huì)應(yīng)用這種技術(shù)。近年來(lái)，這種新型技術(shù)系統(tǒng)逐步被作為解決方案，用來(lái)處理各種生產(chǎn)需求，這將會(huì)支持?jǐn)?shù)字印花技術(shù)的發(fā)展。本文將簡(jiǎn)要概述最新的技術(shù)發(fā)展，重點(diǎn)主要放在印花機(jī)械硬件、油墨和整卷紡織品的印后加工處理等方面。

數(shù)字印花設(shè)備——噴頭技術(shù)

印花機(jī)械硬件的當(dāng)前趨勢(shì)包括：使用壓電式噴墨、按需噴墨和連續(xù)噴墨等技術(shù)手段的強(qiáng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展和推廣。一般情況下，噴頭技術(shù)的設(shè)計(jì)和選擇是為解決打印的速度，并且提供可靠性和分辨率方面的改進(jìn)方案。紡織品數(shù)字印花系統(tǒng)供應(yīng)商報(bào)出的印花速度從20m2/h到30m2/min不等。在此范圍內(nèi)，很多印花系統(tǒng)的生產(chǎn)能力可達(dá)70m2/h或更多。

在當(dāng)前所用的系統(tǒng)中，愛(ài)普生的微壓電式噴墨打印技術(shù)在紡織品印花中具有非常關(guān)鍵的作用。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)等在內(nèi)的供應(yīng)商，都在使用愛(ài)普生技術(shù)。

先進(jìn)設(shè)備的選擇促進(jìn)了紡織品輸送方面的發(fā)展，并且對(duì)一些散裝類(lèi)型油墨的供應(yīng)也具有支持作用。這些特點(diǎn)加上相對(duì)便宜的價(jià)格，使得愛(ài)普生系統(tǒng)對(duì)紡織品印花的早期采用者具有很大的吸引力。

目前，系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員開(kāi)發(fā)的新一代愛(ài)普生技術(shù)，通過(guò)增加每個(gè)噴頭的噴嘴數(shù)量來(lái)實(shí)現(xiàn)更高的生產(chǎn)率。大量的系統(tǒng)集成商已經(jīng)開(kāi)始在Mimaki，Mutoh或者Roland印花設(shè)備的工程系統(tǒng)平臺(tái)上使用這種新型的噴頭技術(shù)。

Mimaki JV5型的愛(ài)普生噴頭和Mutoh的ValueJet系列的很多型號(hào)的設(shè)計(jì)都有8行噴頭，每個(gè)噴頭有180個(gè)噴嘴。與前一代的產(chǎn)品相比，像在Mimaki TX2型機(jī)器中使用的噴頭，一共有兩行，每行180個(gè)噴嘴。展望未來(lái)，噴頭生產(chǎn)的趨勢(shì)是增加噴嘴的密度（即每行的噴嘴數(shù)量），這些發(fā)展將會(huì)支持印花能力的持續(xù)增長(zhǎng)。

盡管愛(ài)普生系統(tǒng)在逐漸普及，開(kāi)發(fā)人員還使用更多的工業(yè)型噴頭技術(shù)。該戰(zhàn)略旨在創(chuàng)造出更加強(qiáng)大的印花系統(tǒng)，支持更高的印花速度。Konica Minolta的Nassenger V機(jī)器使用同樣的噴頭技術(shù)，并提供自動(dòng)噴嘴檢測(cè)設(shè)備，印花速率可達(dá)70m2/h以上。新一代Nassenger 7TX具有Konica Minolt噴頭，開(kāi)發(fā)人員稱(chēng)其速度可達(dá)250m2/h以上。Drop Digital的Aiona機(jī)器使用富士Dimatix Spectra Nova噴頭，可以支持70m2/h的8個(gè)彩色模式和140m2/h的四色模式。讀者對(duì)于Regianni的DReAM印花機(jī)可能已經(jīng)非常熟悉，該機(jī)器使用HPScitex Vision的Aprion噴頭，印花速度250m2/h以上。

工業(yè)化噴頭技術(shù)還被應(yīng)用于配合較高黏度油墨和油墨配方的使用，這些油墨不適用于此前的系統(tǒng)。在使用DFX毛巾印花機(jī)（Studio FX）時(shí)，可以使用Videojet微閥技術(shù)將足量的活性印染油墨噴在紡織品表面，給毛巾料表面的絨毛上色。

印花速度的大幅提高主要得益于所有的噴頭集合起來(lái)形成“陣列”，在噴頭來(lái)回穿越整個(gè)機(jī)器的寬度時(shí)，以更廣范圍地涵蓋紡織品。使用Osiris的ISIS機(jī)器時(shí)，由美國(guó)/法國(guó)Markem-Imaje S.A生產(chǎn)的連續(xù)噴墨噴頭，被組裝成一個(gè)“固定陣列”，可以將整個(gè)印花區(qū)域的寬度全部涵蓋。這種組裝方式可以讓陣列保持穩(wěn)定，印花機(jī)械可將油墨輸送到紡織品的每一個(gè)區(qū)域。

紡織品輸送

在紡織品輸送領(lǐng)域，紡織品印花的早期技術(shù)是使用夾送輥提高紡織品基材和印花過(guò)程的協(xié)調(diào)性。一般來(lái)說(shuō)，這種輸送技術(shù)支持穩(wěn)定的梭織面料的產(chǎn)出品質(zhì)。然而，它并不能有效支持在軟性紡織品面料上印花。該技術(shù)的大部分應(yīng)用者發(fā)現(xiàn)，在針織面料和輕型紡織品上連續(xù)進(jìn)行高質(zhì)量的印花確實(shí)是種挑戰(zhàn)。技術(shù)開(kāi)發(fā)人員迅速認(rèn)識(shí)到這是系統(tǒng)發(fā)展的關(guān)鍵領(lǐng)域。

當(dāng)前使用的設(shè)備是為卷對(duì)卷印花技術(shù)設(shè)計(jì)的，主要使用傳送帶或者氣缸輸送系統(tǒng)。很多情況下，技術(shù)開(kāi)發(fā)者們都要求供應(yīng)商們從傳統(tǒng)的紡織品印花行業(yè)結(jié)合Mimaki，Mutoh或者Roland的旋轉(zhuǎn)傳送帶裝置的寬幅印花機(jī)，進(jìn)入到專(zhuān)業(yè)化領(lǐng)域，這種傳送帶類(lèi)似于“旋轉(zhuǎn)的桌子”，已經(jīng)使用多年。使用這種技術(shù)可以讓紡織品在噴頭下方移動(dòng)時(shí)，進(jìn)行紡織品傳送并且粘結(jié)到“膠水”帶上。一旦開(kāi)始印花，紡織品就從傳送帶上脫離，并被傳送到卷繞輥上方。大多數(shù)情況下，在印花過(guò)程中可以清洗傳送帶，以消除顏色穿透紡織品未印花面的油墨污跡。

傳送帶送料技術(shù)是上文描述的解決方案中的一個(gè)組成部分。傳送帶印花機(jī)械裝置的主要好處是印花過(guò)程中能夠穩(wěn)定紡織品。這對(duì)于在針織和諸如尼龍/氨綸或者滌綸/氨綸混紡類(lèi)的彈性紡織品成像中尤其重要。當(dāng)使用沒(méi)有傳送帶送料的系統(tǒng)時(shí)，在彈性紡織品上印花就會(huì)非常困難。與之類(lèi)似，氣缸送料系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也是穩(wěn)定噴頭下面移動(dòng)的紡織品。無(wú)論使用哪種方法，紡織品輸送機(jī)械裝置的終極目的是讓用戶(hù)能夠在各種寬度的紡織品基材上進(jìn)行有效印花。

油墨化學(xué)

讀者們都知道，紡織品噴墨的早期發(fā)展集中在染料著色劑的配方上。目前，活性、酸性和分散染料化學(xué)應(yīng)用非常廣泛，很多家供應(yīng)商都在提供這種染料。隨著傳統(tǒng)紡織印花技術(shù)的進(jìn)展，必須選擇與印花紡織品的纖維相匹配的油墨類(lèi)型，以實(shí)現(xiàn)永久固色的目的。

活性染料直接用在紡織品上，主要用于包括棉紡織品、人造絲、亞麻和絲綢在內(nèi)的纖維質(zhì)上。酸性染料還通過(guò)直接手段適用于在尼龍、尼龍/萊卡和包括蠶絲和羊毛在內(nèi)的“蛋白質(zhì)”上印花?；钚院退嵝匀玖鲜鞘着M(jìn)入紡織品市場(chǎng)的著色類(lèi)型，而且目前仍是提供廣泛且可靠的噴墨特性的解決方案。

應(yīng)當(dāng)指出，濕印花（使用活性或者酸性染料的印花）在紡織品印前處理過(guò)程中，要求使用專(zhuān)門(mén)的紡織品涂層。這種涂層含有能夠在印前和印后處理階段防止溢色的稠化劑。該涂層還含有堿（活性染料）或者酸（酸性染料）和其他輔助化學(xué)物質(zhì)，以支持顏色固化。一旦進(jìn)行印花，紡織品通過(guò)熱蒸激活固化反應(yīng)，通過(guò)洗滌除去多余的顏色和殘留的化學(xué)物。

這些步驟不僅額外增加了一個(gè)涂層，還增加了印花成本——這是采用紡織品數(shù)字印花的障礙。它們消耗水資源和能源，并且產(chǎn)生彩色水等廢物。然而，濕印花的特點(diǎn)通常就是顏色鮮亮、洗滌快速和摩擦脫色等。還應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，使用染料的數(shù)碼印花方法比使用同型染料的傳統(tǒng)方法（比如絲網(wǎng)印花）要清潔的多，因?yàn)閿?shù)字印花給顏色傳送提供了一個(gè)封閉的環(huán)境，而且不需要清洗絲網(wǎng)。

分散染料也是早期開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品，這種油墨類(lèi)型支持在滌綸和滌綸混紡等紡織品上成像。“升華”油墨是噴墨環(huán)境中最常用的分散染料類(lèi)型。這種染料最初就像活性和酸性染料一樣，是一種轉(zhuǎn)移印花方法中使用的產(chǎn)品。雖然它們的化學(xué)性質(zhì)對(duì)于噴墨定型更具挑戰(zhàn)性，印花系統(tǒng)的進(jìn)步使得噴墨特性更加可靠，并且在軟標(biāo)牌和相關(guān)行業(yè)應(yīng)用非常廣泛。

軟標(biāo)牌行業(yè)升華印花技術(shù)的使用成為整個(gè)系統(tǒng)發(fā)展的關(guān)鍵推動(dòng)力。近期的貿(mào)易顯示，大量的紡織品數(shù)字印花技術(shù)都是升華印花機(jī)械，雖然很多系統(tǒng)也支持使用其他紡織品染料油墨印花。這種著色類(lèi)型的主要趨勢(shì)是直接使用升華油墨。盡管在熱轉(zhuǎn)移和熱升華油墨之間可能有一些區(qū)別，但可以認(rèn)為直接使用升華油墨在印花過(guò)程中能夠減少能量消耗，并且處理轉(zhuǎn)移問(wèn)題時(shí)更具有持續(xù)性。這兩種方法都要求消耗熱能，以啟動(dòng)油墨的升華，并且促進(jìn)染料連續(xù)滲入纖維。

除了染料著色劑，顏料型油墨也被引進(jìn)了紡織品印花行業(yè)。如同升華油墨一樣，紡織品顏料油墨在獲得合適的噴墨環(huán)境、讓顏色固化（即油墨附著在紡織品表面）且支持顏色符合紡織產(chǎn)品的要求，并非易事。讀者可能已經(jīng)比較熟悉諸如DuPont，Yuhan-Kimberly和Trident之類(lèi)的著色顏料供應(yīng)商。顏料型油墨的發(fā)展吸引了技術(shù)供應(yīng)商和用戶(hù)的極大興趣。原因是與其他兩種濕印花相比，這種著色過(guò)程簡(jiǎn)化很多。顏料印花一般要求加熱固化，但它并不需要專(zhuān)門(mén)的紡織品涂層、熱蒸或者印后清洗基板。顏料油墨的持續(xù)發(fā)展將會(huì)進(jìn)一步推動(dòng)在紡織品印花中采用數(shù)字方法。雖然顏料型油墨不是本文介紹的重點(diǎn)，但這種技術(shù)已經(jīng)成為促進(jìn)服裝直接噴墨印花技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵因素。

印前和印后處理設(shè)備

數(shù)字紡織品印花對(duì)油墨的要求導(dǎo)致紡織品在印前和印后階段都需要專(zhuān)門(mén)的處理設(shè)備。傳統(tǒng)紡織品印花廠的生產(chǎn)技術(shù)支持的紡織品印前和印后處理設(shè)備，已經(jīng)不適應(yīng)新的形勢(shì)，應(yīng)該尋求新的技術(shù)和設(shè)備以與這些系統(tǒng)相配套。熱印機(jī)器被廣泛使用，并且已經(jīng)被很多供應(yīng)商發(fā)展為升華印花。這種技術(shù)也被應(yīng)用于顏料固化，雖然固化通常并不要求與基材相接觸。該系統(tǒng)還為熱蒸和洗滌引進(jìn)了中小型設(shè)備，以讓當(dāng)前的印花與數(shù)字紡織品的樣品相一致，并與生產(chǎn)相適應(yīng)。

包括DigiFab在內(nèi)的供應(yīng)商能夠提供數(shù)字印花硬件、軟件、油墨和用于升華、固化以及熱蒸的印后處理設(shè)備。意大利的MS Macchine公司提供服裝印花硬件、整卷紡織品印花解決方案以及能夠連續(xù)熱蒸和清洗的技術(shù)。Rimslow公司提供預(yù)處理設(shè)備、連續(xù)熱蒸和清洗設(shè)備。數(shù)字印花硬件和油墨供應(yīng)商——Hollanders已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種非接觸式固化和養(yǎng)護(hù)的紅外系統(tǒng)以及一種用于滌綸印花清洗和剪切的模塊系統(tǒng)。而荷蘭的SETeMa公司已經(jīng)開(kāi)發(fā)出連續(xù)熱蒸設(shè)備模塊，可以根據(jù)生產(chǎn)能力制造。他們除了染整模塊外，還開(kāi)發(fā)出了清洗模塊和養(yǎng)護(hù)模塊。

結(jié)束語(yǔ)

數(shù)字紡織品印花的早期采用者們都為不能有效支持印花過(guò)程的各種系統(tǒng)頭疼，而最新技術(shù)的引入推進(jìn)了數(shù)字印花被廣泛采用。包括噴頭設(shè)計(jì)、油墨化學(xué)在內(nèi)的技術(shù)發(fā)展將會(huì)繼續(xù)支持著數(shù)字印花應(yīng)用的增加。選擇投資數(shù)字印花設(shè)備的供應(yīng)商們可能會(huì)在紡織品以及相關(guān)市場(chǎng)上發(fā)現(xiàn)很多商機(jī)。