紡織數碼印花新技術,印出來的精彩

本文觀點來自于第6期紡織科技新見解學術沙龍——“數碼印花新技術研究與應用”在上海舉辦。本期沙龍由中國工程院院士周翔、浙江理工大學教授邵建中、青島大學教授房寬竣、上海紡織科學研究院教授級高工沈安京領銜。來自科研院所、高校、企業的專家學者對印花技術的趨勢發展、技術革新、前景需求發表了精彩的演講。

演講內容涉及微水印花、噴墨印花、數碼印花；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用、設備的發展現狀等多個領域，形式不拘一格。除了嚴謹的學術態度，開誠布公的交流氛圍更是提升了沙龍的實際應用性，與會者既不遮掩成果，也不回避問題，整場沙龍真正起到了促進行業發展的作用。

噴墨印花前織物的表面處理

青島大學教授房寬峻

噴墨印花是一種非接觸式印花方式，其特點是無須制版、染料利用率高、生產周期短、小批量成本低、高品質且綠色環保。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，織物組織結構決定織物表面結構，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。對于圖案的精細度也有一定的要求，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效性，與噴墨印花機結合，可實現連續生產。

噴墨印花是賦予織物表面顏色和圖案的技術，對織物擬印花的表面進行處理既可以提高噴墨印花效果，又可以減少化學品用量，從而達到降低能耗、水耗和廢水COD的目的。
定量單面施加表面處理技術僅對織物的印花表面進行處理，根據印花效果要求施加定量的噴墨印花化學品。現階段，我們應針對織物結構、染料類型和噴墨印花設備開發相應的織物表面處理化學品、工藝和設備。

噴墨印花油墨的動態表面張力及接觸角變化速度

東華大學副教授屠天民

動態表面張力(DST)是溶液中溶質在界面上達到吸附平衡前的表面張力。通常的表面活性劑溶液的動態表面張力都高于平衡(靜態)表面張力。常見的溶液(表面活性劑等)界面吸附平衡時間依溶質性質，平衡所需時間在uS到數十秒或更長，對于快速變化的體系，動態表面張力比常規的平衡表面張力更重要。

對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。一般情況下較低的動態表面張力對形成微小的液滴有利。當油墨到達織物表面后，墨水動態表面張力太低則會很快滲入織物內部，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態表面張力及接觸角時，我們對國產油墨DST曲線及其接觸角變化速度，進口油墨DST曲線及其油墨接觸角變化速度分別進行了實驗。對接觸角變化速度進行了比較。

噴墨數碼印花中的墨水問題和前后處理

浙江藍宇數碼科技有限公司總經理郭振榮

噴墨數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，一是以客戶的產品需求為導向，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，如噴頭的墨道、孔徑、頻率，考慮噴頭材料的兼容性等。三是充分利用工業機的輔助設備和裝置，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(粒徑標準)、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期、運輸條件和客戶的使用建議。墨滴觀測儀，包括管阻、流量、噴嘴干擾、移動；注意不能有效表征墨水在機器上的表現。

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

活性染料的研發要注意14號和72號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。此外，染料的強度、色光的開發、雜環染料的開發對染料研發都有重要影響。

噴墨印花漿料的研發以打印精度及滲透、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等問題。

純棉熱升華轉移印花成果顯著

四川大學教授朱譜新

熱升華轉移印花設備簡單、工藝流程短、無須水洗、無須對色、具備照片級圖片，2011年已占紡織品印花產量的6%。純棉是親水性纖維，缺乏吸附分散染料的化學基團，因此分散染料對純棉織物不能轉移著色，國內外純棉轉移印花的研究，源于追求經濟和社會效益的強大驅動力。近20年來，純棉織物的轉移印花一直是國內外染整工業技術研發的熱點，在多方面都取得了矚目的成績。

熱升華轉移印花工藝，在高溫和溶劑化作用下，棉纖維膨化產生瞬時空隙，升華的分散染料進入到纖維中，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。
對于聚乙二醇的預處理，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。

對棉纖維進行化學改性，使棉纖維可接納分散染料，實現熱升華轉移印花。但是，其缺點是織物的強力和伸長受損，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環境的污染，改性成本也較高。

基于藍光固化的紡織品數碼印花技術研究及展望

浙江理工大學教授邵建中

數碼印花技術的發展經歷了從染料數碼印花流程到顏料數碼印花流程，再到光固化數碼印花流程的過程。藍光固化紡織品數碼噴墨印花是結合數碼噴印技術和可見光固化發展而來的，其特點是高效、安全，環保、低排放。

通過對藍光固化墨水及其性能的研究我們發現，自行組裝的藍光LED光源與CQ/EDB引發體系具有很好的光譜匹配性，有利于提高光引發效率；藍光引發TMPTA聚合動力學研究表明，其Rp max與引發劑濃度和光強的0.5次方呈線性關系，但高引發劑濃度或高光強時，由于濾鏡效應導致Rp max下降；在CQ/EDB濃度為0.5~1wt%時，基本能實現可見光引發體系對聚合體系的高效引發效果。

在著色體系上，添加適當的分散劑可有效改善顏料在丙烯酸酯低聚物中的分散穩定性；顏料的加入會降低藍光聚合體系的聚合反應速率；提高光強可彌補加入顏料帶來的不利影響，改善顏料存在下藍光聚合體系的聚合反應速率和最終的雙鍵轉化率。

由此可見，用光固化低聚體和單體替代常規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；噴印后以藍光引發低聚體和單體原位聚合并交聯固化，取代常規顏料噴墨印花的高溫固著，具有節能高效優勢。

自組裝的藍光LED光源與CQ/EDB引發體系具有很好的光譜匹配性，有利于提高光引發效率。自制的聚氨酯丙烯酸酯低聚體具有黏度低和藍光聚合性能好的特點。基于PUA/HEA/IBOA或HEMA三組分聚合體系可較好地滿足紡織品對固化膜物理機械性能的要求；添加適當的分散劑有利于顏料在墨水體系中的高度分散和貯存穩定性，顏料對聚合性能的影響可通過增加光強進行改善；模擬數碼噴印織物具有良好的輪廓清晰度，耐濕摩牢度達標。

藍光固化的紡織品數碼噴墨印花具有節水節能、高效快速、織物適應性強等令人感興趣的特點。然而，它的發展也必然面臨許多挑戰，“創新驅動、跨界融合”將是推進這一技術從實驗室走向廣闊的工業化應用的前提。

當然，我們需要在實踐中有更多的創新思維，如：添加第三組分碘鹽進一步提高藍光引發性能；合成一體化可見光引發劑解決小分子助引發劑遷移性；應用天然生物高分子光敏材料取代合成光敏物質；可見光固化裝置的工業化開發等。

活性染料數碼直噴印花應用存在的幾個問題

杭州萬事利集團有限公司總工程師郭文登

數碼印花相對于傳統的平網、圓網印花的發展時間還是比較短的。無論在設備生產上，還是工藝技術應用方面，都還存在一些缺陷。在實際應用的過程中，還有不少產品質量問題產生。

一、調色方法不科學：傳統印花采用色塊逐色對顏色進行調整，數碼印花用四分色原理混色，所以只能在計算機上進行顏色調整。目前，大部分的數碼調色人員都采用Photoshop軟件進行調色，而Photoshop軟件的調色，主要是針對印刷行業的油墨和紙張，其參數對紡織品而言不夠科學。此外，調色人員完全靠個人經驗進行調色，與數碼印花的先進設備完全不匹配。

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、黃中的三個顏色中有任何一個顏色發生改變，所混合出來的顏色就會產生很大變化。

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

三、顏色鮮艷度不夠高：如果數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、黑中的三個或四個墨水拼混出來的。那么，顏色的鮮艷度就會變差。這是因為青、品紅、黃三個顏色混合后，會產生一定的灰度。

印花的顏色大部分都是三次色，需要青、品紅、黃、黑中的三個或四個墨水拼混出來，會產生一定的灰度，其噴印后的產品，鮮艷度不夠好。
除顏色拼混引起的顏色鮮艷度差外，用活性染料進行數碼噴印，也會引起顏色鮮艷度變差，原因有以下幾點：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準；活性染料的黑色墨水問題。

四、墨滴大小無法按花型調節：現在市售的數碼印花機，很多都能實現墨滴大小可以調節。但這種調節完全是整體墨滴調節，即調節墨滴5PL噴印時，所有噴嘴可以按5PL供給；調節墨滴50PL噴印時，所有噴嘴墨滴大小全是50PL。

數碼印花無法根據花型的不同情況，自動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：主要是上漿設備和助劑兩大方面都要完全滿足數碼印花的需要。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備;助劑也缺少個性化。

希望今后在數碼印花發展的過程中，能不斷進行完善改進，如開發出可以按照花型不同部位要求，自動調節墨滴大小的噴嘴和控制軟件；開發出質量更好的上漿設備和助劑，完善上漿體系；研究出科學的調色方法，降低對調色人員經驗的依賴程度；研究出一套完善的工藝技術和專用助劑，使數碼印花的顏色重演性和鮮艷度得到提高。

數碼印花將帶來大面積投資

常州涵源新印花有限公司總經理王勇

現代數碼印花投入小、門檻低，將會帶來大面積投資。但是數碼印花的訂單相對分散，使得高速機訂單不足，相比之下速度50米左右每小時的機器是最適合的。此外，速度越快，機器的難度越大，穩定性越差，對墨水的要求越高，因此，現代數碼印花相對印花成品的成本更高。

數碼印花中的直噴印花都需要上漿，上漿有兩個作用。一是保證墨水不發生滲化，保持花型的輪廓清晰度。二是加入促使染料與纖維發生化學反應的助劑，如調節PH值的酸堿，蒸化時保持濕度的尿素。但是現在上漿的漿料都是從傳統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。但是其并不適合數碼印花。

適合的數碼印花糊料應具有以下特點。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，現代印花技術發展使得印花行業發生了變化，單個花型訂單數下降，配色要求高，交貨周期越來越短，這一切使得傳統冷轉移技術需要得到改善。

然而，目前國內冷轉移生需要使用載體。國內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印花行業，而聚酯膜采用石油化工原料合成，對環境也有一定影響，亟待改進。

數碼印花與第四代電子商務C2B模式

杭州宏華數碼科技股份有限公司教授級高工金小團

當我們把數碼印花技術智能化網絡化并與C2B商業模式鏈接在一起，那它就是一個鏈接網絡虛擬產品到真實產品的革命性支撐技術。數碼印花技術使紡織業實現C2B成為可能，紡織業將成為領先進入C2B時代的產業，而數碼印花必將成為紡織史最偉大的技術之一。

數碼印花是具有互聯網特征的。通過智能化自動化將人工干預降到最低，按需給墨的生產方式大幅度降低了污染排放最終將會達到零排放。如今，中國的經濟正處于結構性變革的時期，以互聯網為代表的新技術、C2B的新商業模式正在深入改變中國的傳統行業。

過去的互聯網是線上、線下相對獨立，但現在移動互聯網工業互聯網，是隨時隨地都可以操作和控制促成了網絡虛擬產品到真實產品的有機融合任何互聯網能鏈接的傳統行業未來市場都是巨大的。數碼印花可以把網絡上虛擬的產品變成現實中的產品同時具備了低成本、小批量、快反應、高品質和綠色環保的特征與傳統生產相比具有絕對優勢。

數碼印花設備具有傳統設備的特征，質量好、速度快、成本低、產量大。近三年來，噴頭技術和控制技術的發展，使得機器的速度、可靠性和性價比有了極大的提高，掃描時的數碼印花機產量已經超過10米/分，而onepass的數碼印花機產量超過了60米/分。

數碼印花在墨水選擇方面也存在很大的優勢。高品質墨水的國產化使得使用成本大幅下降，耗材的綜合使用成本將可以達到傳統印花的成本。同時，國產墨水的綜合指標已經全面超越進口墨水，但價格只有進口墨水的1/3左右。

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