第一章纺织品数码印花技术

1、L/O/G/O第一章第一章 纺织品数码喷墨印花技术纺织品数码喷墨印花技术Contents纺织品数码喷墨印花概述纺织品数码喷墨印花概述1纺织品数码喷墨印花工艺纺织品数码喷墨印花工艺4数码喷墨印花原理及设备数码喷墨印花原理及设备2喷墨印花墨水种类及制备喷墨印花墨水种类及制备35当前存在问题及研究重点当前存在问题及研究重点一、喷墨印花的发展一、喷墨印花的发展近年来，纺织品喷墨印花技术得到迅速发展，主要原因：u 电脑喷印技术日益成熟，包括软件技术和硬件技术；u适用染料得到发展；u 印花小批量和消费的个性化趋势；第一节第一节 喷墨印花概述喷墨印花概述二、喷墨印花技术和设备的主要提供者：二、喷墨印花技术和

2、设备的主要提供者：荷兰Stork瑞士Perfecta AG奥地利Zimmer美国Encad Dupond日本Canon Xerox Toshin韩国De-gen丹麦中国 宏华1991年，汉诺威ITMA展览会上，荷兰Stork公司展出了其研制的用于织物印花的数字喷墨印花机，在1995年米兰ITMA展览会上，该公司又展出了使用活性染料墨水，分辨率为360720dpi，生产能力为4.6m2/h的宽幅数码喷墨印花机，在欧洲得到广泛应用。瑞士Perfecta AG公司在1999年法国纺机展上推出的Print master2200R数码印花机，速度可达100m2/h。奥地利Zimmer公司也推出了他们的C

3、hrometex喷墨印花机，印制速度达到1.5m/min。美国Encad公司，专门生产喷墨打印设备。大型图案喷墨印花机美国美国Print2000整体化喷墨印花系统就是整体化喷墨印花系统就是由美国由美国Encad公司、公司、Iris公司和日本公司和日本Innotech公司制造的硬件，比利时公司制造的硬件，比利时Sophis公司设计软件、公司设计软件、Ciba精细化学品精细化学品公司提供特种色墨而联合开发出来的。公司提供特种色墨而联合开发出来的。意大利喷墨印花设备三、喷墨印花的特点三、喷墨印花的特点1、印花周期、印花周期 准备印制后处理准备准备印制印制后处理后处理喷墨印花喷墨印花短短长长相似相似传

4、统印花传统印花长长短短相似相似印制量DOD技术全幅连续喷圆网印花平网印花打样3m2510135135样品30m16012136137样品100m51015138142生产300m151025143155不同印花方法的印花周期（min)2、印花成本、印花成本印制量往返连续喷印技术圆网印花平网印花打样3m385739样品30m4.05.84.1样品100m1.41.91.4生产300m0.70.70.6喷墨印花和传统印花成本比较3、喷墨印花的优点：、喷墨印花的优点：1）不需要调浆，不用制版，无浪费和储存问题；）不需要调浆，不用制版，无浪费和储存问题；2) )全自动，非接触式印制；全自动，非接触式印

5、制；3）精细度高，可印制高水平半色调；）精细度高，可印制高水平半色调；4）无花型尺寸和颜色套数限制；）无花型尺寸和颜色套数限制；5）印制病疵少（无接版、套色、大小样差异、人员）印制病疵少（无接版、套色、大小样差异、人员操作差异等导致的质量问题）操作差异等导致的质量问题）4、喷墨印花的缺点、喷墨印花的缺点1）速度慢，）速度慢， 150m2/h2）颜色准确性仍有待提高；）颜色准确性仍有待提高；3）印制的织物需要经特殊的前处理；）印制的织物需要经特殊的前处理；解决印花速度方面的努力u 适当降低印制dpi，提高喷墨量；u 增加色墨数量，如CMYK,CMYK*2；u 提高织物前处理速度，如采用低给液、中

6、间烘干技术等。Details数码数码喷墨印花喷墨印花纺织品纺织品染化料染化料及相关及相关助剂助剂喷墨印花喷墨印花喷头制造喷头制造技术技术RIP软件软件及色彩管理及色彩管理纤维材料的性能纤维材料的性能第二节第二节 喷墨印花的原理与设备喷墨印花的原理与设备一、喷墨印花色谱构成一、喷墨印花色谱构成 通过调节喷射到基质表面的微小面积（像素）内三原色印墨的比例来构成色谱。有两种不同的方法： 1、点纹矩阵法“超级像素” 2、原色印墨小滴成像法像素：像素：是组成图案的基本元素，有确定的大小和色泽深浅度。像素的大小像素的大小和图像分辨率有关；像素点的色泽深浅度像素点的色泽深浅度与喷射到它所拥有的面积内的色墨量

7、有关。l点纹矩阵法点纹矩阵法-“超级像素超级像素”法法 一台喷墨印花机可能的最小像素是它的一台喷墨印花机可能的最小像素是它的喷嘴所能喷射的一个最小液滴，这样的像素喷嘴所能喷射的一个最小液滴，这样的像素只有两个等级（有或无）。只有两个等级（有或无）。 为了获得足够多的灰度等级，一般的喷墨为了获得足够多的灰度等级，一般的喷墨印花机采用的像素都要比它的最小像素大。印花机采用的像素都要比它的最小像素大。应用矩阵像素系统来产生彩色点纹矩阵是一种较易控制的组色方法，2*2矩阵可以产生五个灰度等级。点纹矩阵点纹矩阵-“超级像素超级像素”法法三种原色，各5个灰度等级，相互组合可以获得53种即125种颜色。如果

8、采用更大的点纹矩阵，单色的灰度等级可以增加，可能的颜色数也大幅度增加。像素矩阵分辨率灰度等级颜色数单个24028221205125446017491388306527462减小分辨率增加色彩丰富程度l原色印墨小滴成像法原色印墨小滴成像法 控制喷嘴在基质表面喷射大小不同的原色墨小滴（像素）来获得不同的灰度和彩度。例如：例如：将喷嘴设计成可向同一个部位按需喷射015滴色墨，就可以形成16个不同的灰度，这种方法可以印制很好的云纹。二、喷墨印花设备二、喷墨印花设备喷墨印花设备由分色系统分色系统、喷射系统喷射系统和和控制系统控制系统三部分组成。其中喷射系统喷射系统的性能至关重要，是喷墨印花技术的关键。1

9、、喷嘴系统、喷嘴系统 要在基质上形成丰富色彩，并有相当的分辨率，组成图案的像素矩阵应该有较多的灰度等级，像素点又不能太大。 要做到这一点，喷射系统的最小像素越小越好，而最小像素的尺寸取决于喷射系统的精确度，故设备的喷射系统十分重要。对喷嘴的要求：对喷嘴的要求：1）喷出的色墨滴要足够小，确保较高的分辨率和足够的灰度等级；2）喷射的速度高且稳定，与印制的速度及效果均有密切关系；3）易控制，不堵塞。喷嘴系统分类：喷嘴系统分类：喷墨印花系统的喷射体系有两种不同的类型：u 连续喷射（电致偏移式）；u 按需喷射（DOD）其中DOD是目前用的较多的喷射系统。喷射系统的基本原理喷射系统的基本原理1)连续喷射法

10、连续喷射法带电液滴选择性偏移法 印墨在高压强制下经由喷嘴喷出，形成细小液滴通过喷嘴附近的电极而带电通过施加有高电压的偏移板，受电场作用发生飞行线路的偏移偏移液滴到达基质表面，不带电的液滴则保持直线飞行而被捕集器回收。Proposed Growth Rate二位偏转二位偏转连续喷墨印花连续喷墨印花在泵的作用下，储墨器中的印花墨水根据输入的电信号，以墨滴的形式从喷嘴喷出，经过静电场后，使墨滴有选择的带上电荷，带电荷的墨滴在高压偏转电极板的作用下发生偏转，被收集后返回储墨器重新使用，未带电荷的墨滴直接喷射在织物上形成图案。图图 2-3 二位偏转连续喷墨二位偏转连续喷墨喷嘴结构示意图喷嘴结构示意图Pr

11、oposed Growth Rate二位连续喷墨印花机二位连续喷墨印花机对墨水的要求对墨水的要求粘度粘度 1.5mPas表面张力表面张力 35mN/m固体颗粒粒径固体颗粒粒径 1m电导率电导率 500S/cm盐含量盐含量 32mN/m固体颗粒粒径固体颗粒粒径 1m电导率电导率 1000S/cm盐含量盐含量 35mN/m固体颗粒粒径固体颗粒粒径 0.02m足够高的热稳定性足够高的热稳定性泡喷式喷墨印花机泡喷式喷墨印花机速度可以达到速度可以达到100m100m2 2/h/h。生产商有生产商有ENCADENCAD、CanonCanon等。等。Proposed Growth Rate1小轧车或涂层机小

12、轧车或涂层机2针板拉幅烘干机针板拉幅烘干机上浆的作用上浆的作用为为着色剂和纤维的结合创造条着色剂和纤维的结合创造条件；同时减少由于织物毛细效件；同时减少由于织物毛细效应引起的墨水渗化。应引起的墨水渗化。2、数码喷墨印花预处理设备、数码喷墨印花预处理设备Proposed Growth Rate1汽蒸箱汽蒸箱2焙烘机焙烘机3水洗机水洗机作用作用设备设备完成染料（完成染料（R、A）对织物的）对织物的固着固着促成促成粘合剂粘合剂固着成膜，分散固着成膜，分散染料发色染料发色去除浆料和浮色，改善手感去除浆料和浮色，改善手感和色牢度和色牢度3、数码喷墨印花后处理设备、数码喷墨印花后处理设备Proposed

13、Growth Rate市场上流行数码喷墨印花机市场上流行数码喷墨印花机1 意大利意大利Reggiani公司的公司的DreAM数码印花机数码印花机2美国美国DuPont 公司的公司的Artistri2020数码喷墨印花机数码喷墨印花机3荷兰荷兰Stork公司的公司的Sapphire数字印花机数字印花机4日本日本Mimaki公司的数码喷墨印花机公司的数码喷墨印花机5中国中国 杭州宏华导带式数码喷墨印花机杭州宏华导带式数码喷墨印花机第三节第三节 喷墨印花的色墨与制备喷墨印花的色墨与制备一、喷墨印花色墨的基本性质 色墨的性质根据印制基质，设备类型的不同有一定差异，但有一些基本性质必不可少。理化性能应用

14、性能 粘度、pH值、表面张力、比重、干燥时间、电导性、热稳定性、毒性、易燃性、染料纯度、染料溶解性和相容性机械适应性、形成液滴稳定性、沾染性、积垢性、防腐蚀性、储存稳定性、给色量、色泽鲜艳性、耐光、耐湿牢度喷墨印花色墨必须满足的基本条件：喷墨印花色墨必须满足的基本条件：1）较低表面张力 与液滴的形成、对织物的润湿渗透性能有关，要求低于纤维的表面张力（4710-4N/cm）；2）适当的粘度 与花纹清晰度及喷射特性有关，要求：连续式210mPas,DOD式1030mPas,且选用假塑性合成增稠剂较好（热敏感度低，防渗化）3）给色性能好 网印得浆125g/m2，喷印仅20g/m2。4）色墨中的化学品

15、种类和数量尽可能少喷墨印花用着色剂喷墨印花用着色剂/色料色料喷墨印花用的颜料同纸张印制，一般是喷墨印花用的颜料同纸张印制，一般是CMYK(Cyan青、青、Magenta品红、品红、Yellow黄黄和和Black黑）四种，为了提高印制速度，可增黑）四种，为了提高印制速度，可增加颜色数。加颜色数。二、数码喷墨印花墨水的二、数码喷墨印花墨水的（1）墨水在墨水在溶液中溶液中的状态的状态真溶液真溶液水分散液水分散液活性染料墨水活性染料墨水酸性染料墨水酸性染料墨水颜料墨水颜料墨水分散染料墨水分散染料墨水（2）墨水中墨水中色素的类别色素的类别三、数码喷墨印花墨水的三、数码喷墨印花墨水的染料墨水的特点染料墨水

16、的特点颜料墨水的特点颜料墨水的特点【优点】【优点】染料以染料以分子状态分子状态进入纤维进入纤维，墨水具有很强的色彩表现力；墨水具有很强的色彩表现力；喷墨印花图案细腻、逼真喷墨印花图案细腻、逼真【缺点】喷墨印花图案日晒【缺点】喷墨印花图案日晒牢度不好；牢度不好；对纤维选择性强。对纤维选择性强。【优点】【优点】颜料不溶于水和常见有机溶剂，颜料不溶于水和常见有机溶剂，通常以通常以颗粒状态颗粒状态对物体着色，对物体着色，耐光牢度比较好；对纤维没有耐光牢度比较好；对纤维没有亲和力，依靠粘合剂将颜料固着。亲和力，依靠粘合剂将颜料固着。【缺点】【缺点】色彩表现力较染料墨水差；耐摩擦色彩表现力较染料墨水差；耐

17、摩擦牢度和手感也较差。牢度和手感也较差。四、数码喷墨印花墨水的四、数码喷墨印花墨水的染料墨水的制备染料墨水的制备商品活商品活性染料性染料活性染活性染料墨水料墨水脱盐纯化脱盐纯化添加相关添加相关助剂助剂染料墨水主要组成染料墨水主要组成活性染料活性染料 1.0-2.0 %粘度粘度 调节剂调节剂 10-40 %表面张力调节剂表面张力调节剂 0.2-2 %pH控制剂控制剂 0.1-3.0 %杀菌剂杀菌剂 0.3-1.5 %其余量其余量 去离子水去离子水（源自：秦国胜，赵树海，梁朝民，等（源自：秦国胜，赵树海，梁朝民，等. 一种数码印花活性染料喷墨墨水：中国，一种数码印花活性染料喷墨墨水：中国，2011

18、10006021.0P. 2011-06-29.P. 2011-06-29.）染料墨水在制备时需要首先进行染料墨水在制备时需要首先进行脱盐纯化脱盐纯化? ?分散染料墨水的制备流程分散染料墨水的制备流程超细分散超细分散染料分散液染料分散液分散染料分散染料分散剂分散剂助溶剂助溶剂搅拌搅拌混合混合添加添加剂剂超滤超滤分散染分散染料墨水料墨水染料墨水主要组成染料墨水主要组成超细分散染料分散液超细分散染料分散液 35 %硫二甘醇硫二甘醇 19 %二甘醇二甘醇 11 %异丙醇异丙醇 5 %表面活性剂表面活性剂 x杀菌剂杀菌剂 y加水至加水至 100%（源自：（源自：房宽峻房宽峻.数字喷墨印花技术数字喷墨印

19、花技术M.北京：中国纺织出版社，北京：中国纺织出版社，2008:202）颜料墨水的制备流程颜料墨水的制备流程超细超细颜料颜料分散液分散液颜料颜料分散剂分散剂助溶剂助溶剂搅拌搅拌混合混合添加剂添加剂过滤过滤颜料颜料墨水墨水一种一种主要组成主要组成0.05-0.2 m水性微胶囊颜料色浆水性微胶囊颜料色浆 1060%润湿剂润湿剂 525%防腐剂防腐剂 0.11%去离子水去离子水 3080%；其中，水性微胶囊颜料色浆成分其中，水性微胶囊颜料色浆成分颜料颜料 150%高分子分散剂高分子分散剂 120%水性有机溶剂水性有机溶剂 530%表面活性剂表面活性剂 0.55%去离子水去离子水 2080%陆建辉，王

20、玉丰，胥正安. 纺织品用水性喷墨印花颜料墨水及其生产方法：中国，200910034352.8P.2010-03-03.目前国内外喷墨印花用色墨现状目前国内外喷墨印花用色墨现状据介绍，纺织品喷墨印花用色墨的主要生产商有：BASF 酸性、活性、分散染料和颜料色墨Dystar 活性/酸性染料色墨Ciba 活性染料色墨，稳定性好Rohmhaas 颜料色墨，效果好，不需前处理 1 1、数码喷墨印花对织物的要求数码喷墨印花对织物的要求（1）布面应平整光洁；）布面应平整光洁；（2）具有良好的抱水性；）具有良好的抱水性；（3）白度要好，最好经过增白处理；）白度要好，最好经过增白处理；（4）具有合适的织物组织结

21、构。）具有合适的织物组织结构。第四章第四章 织物数码印花工艺织物数码印花工艺2 2、纺织品数码喷墨印花工艺流程纺织品数码喷墨印花工艺流程织物预织物预处理处理喷墨印喷墨印花花织物后织物后处理处理上浆上浆烘干烘干汽蒸汽蒸/焙烘焙烘烘干烘干水洗水洗RIP软件软件计算机中计算机中的的图像、图像、图形、文图形、文字字解释器解释器喷墨印花机喷墨印花机能够记录的能够记录的点阵信息点阵信息色彩管理色彩管理3 3、数码喷墨印花预处理数码喷墨印花预处理预处理液组成预处理液组成膨化剂膨化剂酸酸/ /碱碱防渗化剂防渗化剂主要成分及作用主要成分及作用印花增稠剂，常用的为海藻酸钠（或酯）；印花增稠剂，常用的为海藻酸钠（或

22、酯）；印花时防止墨水渗化，烘干或汽蒸时防止染料印花时防止墨水渗化，烘干或汽蒸时防止染料泳移。泳移。酸剂酸剂-多用酒石酸铵（酸性染料墨水），多用酒石酸铵（酸性染料墨水），碱剂碱剂-多用碳酸钠或碳酸氢钠（活性染料墨水）；多用碳酸钠或碳酸氢钠（活性染料墨水）；加速染料和纺织品在汽蒸时的固色反应；加速染料和纺织品在汽蒸时的固色反应；尿素：保湿、增溶、增塑及膨化纤维等作用；尿素：保湿、增溶、增塑及膨化纤维等作用；能提高印花织物的颜色深度和花纹的轮廓清晰度。能提高印花织物的颜色深度和花纹的轮廓清晰度。4 4、数码喷墨印花预处理数码喷墨印花预处理预处理方式预处理方式预处理条件预处理条件双面浸轧；双面浸轧；单

23、面浸轧；单面浸轧；刮印；刮印；涂层。涂层。上浆后烘干，采用针板拉幅等非接上浆后烘干，采用针板拉幅等非接触式烘干；烘干温度不宜超过触式烘干；烘干温度不宜超过120，防止浆料组分受热分解和织物高温防止浆料组分受热分解和织物高温泛黄脆损泛黄脆损直接喷墨印花直接喷墨印花转移喷墨印花转移喷墨印花5 5、分散染料的数码喷墨印花工艺分散染料的数码喷墨印花工艺（1）上浆预处理；）上浆预处理；（2）数码喷墨印花；）数码喷墨印花；（3）汽蒸或焙烘；）汽蒸或焙烘；（4）水洗后处理。）水洗后处理。 转移纸转移纸喷墨打印喷墨打印喷墨印花纸喷墨印花纸 + 织物织物热压转印（热压转印（21030s）喷墨印花产品喷墨印花产品

24、所用分散染料所用分散染料：一般选不含分散剂和润湿剂一般选不含分散剂和润湿剂的纯染料的纯染料6 6、颜料墨水的数码喷墨印花工艺方案颜料墨水的数码喷墨印花工艺方案（1）粘合剂和颜料墨水作为）粘合剂和颜料墨水作为两个单独的两个单独的体系，体系，在织物喷墨印花后，施加粘合剂；进行后续的烘干、在织物喷墨印花后，施加粘合剂；进行后续的烘干、焙烘等处理。焙烘等处理。（2）将粘合剂（热敏型、）将粘合剂（热敏型、光敏型光敏型）单体，添加到）单体，添加到颜料墨水体系中，进行喷墨印花，后经焙烘颜料墨水体系中，进行喷墨印花，后经焙烘/紫外光紫外光固化固化，反应成膜。，反应成膜。单体的筛选和单体的筛选和最佳固化成膜最佳

25、固化成膜条件的探索条件的探索第五章第五章 当前存在问题及研究重点当前存在问题及研究重点1 1、数码喷墨印花当前存在的难题数码喷墨印花当前存在的难题 总的问题总的问题41成本高成本高2速度慢速度慢3上浆次上浆次4颜色不符颜色不符5喷嘴堵喷嘴堵6稳定性差稳定性差7颜色深度差颜色深度差 针对部分问题的有益性尝试针对部分问题的有益性尝试41活性染料活性染料水水解稳定性解稳定性差差 针对部分问题的有益性尝试针对部分问题的有益性尝试42颜料颜料墨水墨水分散分散稳定稳定性性差差1)1)制备制备超支化分散剂超支化分散剂，对颜料微粒进行分散；，对颜料微粒进行分散； 房宽峻等房宽峻等 以超支化聚以超支化聚(酰胺酰

26、胺-酯酯)为疏水部分为疏水部分,作为颜料锚固基团，接枝聚乙二醇单甲醚为亲作为颜料锚固基团，接枝聚乙二醇单甲醚为亲水部分，颜料粒径可达水部分，颜料粒径可达217nm，离心稳定性达，离心稳定性达83.4%，粘度保持在，粘度保持在1.88 mPas。2 2）先将颜料制成在水中稳定分散的）先将颜料制成在水中稳定分散的纳米微胶纳米微胶囊囊，再加入其他组分制备颜料墨水；，再加入其他组分制备颜料墨水； 薛朝华等薛朝华等基于相分离的原理，即先将颜料粉碎成纳米级颗粒，然后用高分子沉淀剂高分子沉淀剂使水溶水溶性高分子性高分子沉析在颜料粒子表面，形成在水中稳定分散的纳米级颜料微胶囊，后加入其他组分制成墨水： 20时

27、的粘度为2.0mPaS；表面张力20-40mN/m；pH值6.5-8；粒径小于500nm；含固量为15-30%。 针对部分问题的有益性尝试针对部分问题的有益性尝试43颜色颜色深度差深度差开发开发水溶性高分子染料，水溶性高分子染料，以提高喷墨印花墨以提高喷墨印花墨水的品质。水的品质。 将水溶性染料通过各种反应途径悬挂于高聚物的侧链上或与高聚物分子复合而获得的着色剂称为水性高分子染料。具有良好的颜色性能、水洗牢度和摩擦牢度； 由于高分子分子链的存在，墨水表现出明显剪切变稀和较高的拉伸粘度，导致墨水的形态发生变化，从而很难满足喷墨印花的需求。 制备能够用于喷墨印花的水性高分子染料在国内外都还处于研究阶段。2 2、数码喷墨印花当前的研究重点数码喷墨印花当前的研究重点硬件方面硬件方面软件方面软件方面1）适合喷墨印花用）适合喷墨印花用粘合剂粘合剂的的筛选或制备；筛选或制备；2）超细颜料超细颜料的制备以及相应的制备以及相应分散剂分散剂的筛选或合成；的筛选或合成；3）喷墨印花）喷墨印花织物预处理方案织物预处理方案的开发或优化；的开发或优化；4）色彩管理系统色彩管理系统的优化升级；的优化升级；1）能适应）能适应高粘度墨水高粘度墨水的的压电式喷头的开发；压电式喷头的开发；2）喷墨印花用）喷墨印花用预处理设预处理设备备的制造；的制造；3）喷头堵塞问题喷头堵塞问题的解决