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    關(guān)鍵詞 無版印花;數(shù)碼噴射印花;數(shù)碼靜電印花;網(wǎng)版印花

    通常印花時必須備有“印花模版”，才能印出所要求的花樣，所以印花模版可說是印出一定花樣的必要元件。隨著歷年來印花技術(shù)的發(fā)展，不同印花方法應(yīng)用的印花模版是不同的，例如，手工木模印花時的印花模版為印花木模;紙版印花時則為刻花紙版;輥筒印花時則為印花輥筒;而網(wǎng)印時則為平網(wǎng)印花篩框或印花圓網(wǎng)。上述各種印花方法都屬于有版印花技：術(shù)。制造不同印花方法所用印花模版的工序通常稱作制版工序(有時輥筒印花等也稱作雕刻工序，網(wǎng)印時也稱作制網(wǎng)工序)。制版工人操作時要求具有一定的技巧，而且費時、費力又費料。即使近代的輥筒印花和網(wǎng)印，制版技術(shù)幾經(jīng)改進(如：輥筒印花由初始的手工雕刻發(fā)展了縮小雕刻，后又發(fā)展了照相雕刻、電子雕刻、噴蠟制花筒等;網(wǎng)印由初始的人工感光發(fā)展了激光制網(wǎng)、噴蠟和噴墨制網(wǎng)等等)，其對技術(shù)上的要求仍然較高，工藝、操作較繁，因為較易造成制版方面的缺點和疵病，轉(zhuǎn)而影響到印制成品的質(zhì)量。因此，國內(nèi)外都開始重視不用印花模版，即無版印花技術(shù)的研究和開發(fā)。

    20世紀(jì)電腦技術(shù)及其推廣應(yīng)用發(fā)展非常迅速，為無版印花技術(shù)的研究和開發(fā)創(chuàng)造了良好的條件。其一般工作過程為：運用電腦技術(shù)讀入花樣原稿(掃描輸入)，或輸入花樣數(shù)碼照相的存儲元件所存儲的花樣信息，按照所采用的方法對輸入的信息加以處理，并通過專用設(shè)備將著色用劑直接(不用“印花模版")在織物上形成所需要的各色花樣，即所謂數(shù)碼無版印花技術(shù)。采用此項技術(shù)不但可以省去制版工序，還可免去調(diào)漿工序，大大地簡化了印花過程。

    1 數(shù)碼噴射印花技術(shù)發(fā)展情況

    自20世紀(jì)80一90年代以來，織物噴射印花技術(shù)在以前地毯噴射印花技術(shù)的基礎(chǔ)上，對其關(guān)鍵性元件(噴頭)結(jié)構(gòu)的改進、以及配套用色料的制造等方面有了新的進展，從而進入了數(shù)碼噴射印花技術(shù)蓬勃發(fā)展的時期。有關(guān)此項技術(shù)的文章、資料以及網(wǎng)上信息已發(fā)表很多，今擇其中主要的概述如下。

    1．1 一般工程過程

    1．3 各類數(shù)碼噴射印花機的技術(shù)參數(shù)

    近期了解到的幾種數(shù)碼噴射印花機的技術(shù)參數(shù)如表l所示。

    據(jù)悉瑞士Perfecta Print AG的M4200，4噴頭，2．1 m幅寬，車速可達(dá)60～100 m2／h;東伸工業(yè)Ichinose的Inkjet Printer 2020，2003年展出，車速50 m2／h;汽巴精化、Reggiani及Apron計劃開發(fā)車速150 m2／h;國內(nèi)宏華也擬開發(fā)車速100 m2／h。

    1．4 特 點

    1)較大地簡化了印花生產(chǎn)過程：可以省去制版和調(diào)漿2大工序，省掉不少設(shè)備，節(jié)省大量人力、物資和成本。

    2)印制效果特佳：印出產(chǎn)品精致，接近仿真效果;只需應(yīng)用數(shù)量有限的基本色和專用色，理論上即可印制1 670萬種色澤。適宜于生產(chǎn)高檔、精致、價高、時尚和個性化的產(chǎn)品。

    3)可以及時供應(yīng)市場急需產(chǎn)品：適宜于小批量、多品種和快速化生產(chǎn)。

    4)對環(huán)保和節(jié)能有利：印花時因需投料(色料)、幾乎沒有什么浪費和廢料產(chǎn)生，加工中廢水排放和廢水處理負(fù)擔(dān)大為減少;用水和能耗極少。

    5)可以使生產(chǎn)、供銷和市場間的聯(lián)系密切：適宜和當(dāng)前迅猛發(fā)展的信息網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)相結(jié)合，有利于信息傳遞、設(shè)計、營銷、訂購、定制和生產(chǎn)等工作的開展。

    1．5 存在問題

    1)生產(chǎn)速率太慢：一般只有6～20 m2／h(如按織物幅寬l m計算，合0．1～0．33 m／min)，和常規(guī)網(wǎng)印約40 m／min相比，差距太大。雖然當(dāng)前許多設(shè)備制造廠都在努力提高車速，即使向100～150 m2／h(合1．7～2．5 m／min)發(fā)展，還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。生產(chǎn)速率太慢是阻礙大量推廣應(yīng)用的主要原因之一。有人主張暫時可以采用多臺化生產(chǎn)方式來解決，但實際困難很大。

    2)生產(chǎn)成本太高：主要是其所用染化料成本很高，一般可達(dá)常規(guī)網(wǎng)印的6～1 5倍以上(按單位面積印出織物所用染化料的價格相比)。噴射印花總成本中，色料(即“油墨”)占了約40%，比重很大。目前色料價格太高，也是阻礙此項技術(shù)推廣應(yīng)用的另一主要原因。如今生產(chǎn)此項專用色料的廠家不多，物以稀為貴，希國內(nèi)早日供應(yīng)國產(chǎn)品。

    也有人主張噴射成像時不用三原色原理發(fā)色的 “加工色”(“process color”)，而用掃花樣預(yù)先拼混的“混合色”(“spot color”)，這樣即可應(yīng)用常用染料，并無特殊要求，成本大可降低，每平方米所用色料成本可接近于常規(guī)網(wǎng)印所用的色漿成本。印出色澤可以較深，而且對所用噴頭的精密也可降低要求。但是，這樣又將恢復(fù)配備調(diào)漿、配色等設(shè)備及人員;又將擴大染料貯備的品種;更換花樣、色回時必須加強噴頭的清潔、操作十分困難和麻煩。

    1．6 投產(chǎn)應(yīng)用情況

    數(shù)碼噴射印花技術(shù)具有很多特點，但由于上述問題，推廣應(yīng)用于大量生產(chǎn)的工廠，目前尚屬不多。2002年Stork發(fā)表：2001年全世界印花織物產(chǎn)量中用噴射印花方式的只占1%～3%。近來報導(dǎo)的較著名的大量生產(chǎn)常規(guī)產(chǎn)品的工廠，只有日本的Seiren公司，其他尚未見報導(dǎo)。目前大都用于打樣以及印制批量極少的高檔服裝以及工藝品、禮品之類特種產(chǎn)品。國內(nèi)宏華公司在杭州專門生產(chǎn)絲、毛等高檔時尚服裝以及領(lǐng)帶、方巾之類產(chǎn)品，已有2年，售價較高，利潤尚可。

    2 數(shù)碼靜電印花技術(shù)發(fā)展情況

    2．1一般工作過程

    數(shù)碼靜電印花和噴射印花的工作過程中，花樣掃描輸入或通過花樣數(shù)碼照相存儲元件輸入以及CAD系統(tǒng)處理都是相類似的，接著便是電腦控制成像。但是，兩者成像機理完全不同，所以電腦控制成像的過程也完全不同。即使美國、日本目前正在研究開發(fā)的數(shù)碼靜電印花技術(shù)中，其成像的具體方法也略有區(qū)別。

    2．2 美國研究開發(fā)情況

    美國喬治亞技術(shù)學(xué)院在1997年報導(dǎo)了其5年多來研究開發(fā)靜電印花技術(shù)的情況，采用了紙張靜電彩色復(fù)印的原理。

    2．2．1機理和過程

    1)成像關(guān)鍵元件為具有光導(dǎo)體(PC)(通常為硒等)表面的圓筒。紙張復(fù)印時，通過從原稿反射光線的作用、在圓筒表面上形成帶負(fù)電荷的潛像(1atentimage)。在數(shù)碼印花技術(shù)中則將輸入的花樣信息，通過電腦處理，在圓筒PC表面上形成帶負(fù)電荷的潛像。

    2)通過顯像系統(tǒng)將粉狀顯影劑傳送到圓筒表面的潛像部分而成為顯像(manifestimage)。

    3)圓筒和織物接觸顯像的顯影劑，將后者傳送到織物上。

    4)織物通過加熱輥筒、加熱熔化顯影劑，再空氣冷卻，印花部分固著于織物上。

    5)清潔光導(dǎo)體圓筒，回收多余顯影劑，重復(fù)新的印制過程。

    一般顯影劑采用藍(lán)綠、品紅、黃、黑4種基本色。各色印出圖像呈網(wǎng)點矩陣形式。4色相繼印出、相互套印、待后熔融混合�？梢孕纬筛哌_(dá)3萬種色澤。

    2．2．2研究開發(fā)情況

    針對紙張復(fù)印和織物印花的不同之處，重點對沒備和顯影劑的改進進行研究，以便適應(yīng)織物上的印花。

    1)設(shè)備方面：由一般的22 cm窄幅改為91 cm寬幅;由間歇式改為連續(xù)式;提高速度達(dá)到50 m／min。

    2)顯影劑方面：顯影劑(toner)即織物靜電印花的著色用劑。此處應(yīng)用涂料(顏料)加聚合物黏合制組成的干粉。主要存在織物印后手感和牢度差的司題，兩者都和黏合劑的選用有關(guān)。典型的紙張復(fù)印用顯影劑中的黏合劑通常為苯乙烯／丙烯酸酯共聚物或聚酯類，在滌／棉上印花良好，但牢度性能不好、干洗溶劑牢度低，尤其干、濕摩擦牢度較差。丙烯酸三聚物網(wǎng)印黏合劑無定形高透明度成膜材料，但不能加以噴霧干燥或研磨成細(xì)粉，所以不能用于靜電印花。聚酯類黏合劑對滌／棉織物黏合力不好。EVA(乙烯醋酸酯ethylene vinylacetate)共聚物材料性能根據(jù)2個共聚單體組分，即乙烯和醋酸乙烯酯的相對百分率、以及在聚合物骨架上的順序而有不同，也不能對其良好地研磨和噴霧干燥。低分子量環(huán)氧類聚合物在熔融狀態(tài)下流動性好，活性端基同纖維交聯(lián)，牢度雖相似于涂料網(wǎng)印的常規(guī)黏合劑，然而手感太硬，不能接受。擬進一步研究減少活性端基，以便產(chǎn)生單位面積薄膜內(nèi)交聯(lián)較少的環(huán)氧類產(chǎn)品，使牢度保持良好而減少印花織物的剛性。

    2．2．3 特 點

    1)系統(tǒng)計算機化以及采用靜電印花方法，有可能提高印花生產(chǎn)速率。

    2)應(yīng)用4個基本色可以生產(chǎn)很多色澤。

    3)顯影劑中著色用涂料，成本便宜，且可用于各種不同纖維織物的印花，又可免去印后織物洗、烘等后處理，對印前織物也并無預(yù)處理的要求。

    2．2．4存在問題

    當(dāng)前首先要研究黏合劑的選用，以解決印花成品的牢度(干洗溶劑、干濕摩擦牢度)和手感問題。

    2．3 日本研究開發(fā)情況

    針對噴射印花目前存在的生產(chǎn)速率太慢和色料成本太高的問題，日本在京都市政．工業(yè)研究所的紡織技術(shù)中心和京都技術(shù)研究所的合作研究中心的全面掌握研究規(guī)劃下，在理光公司、東伸工業(yè)公司、恒河沙公司和國家先進工業(yè)科技研究所關(guān)西中心等單位的共同協(xié)作下，研究開發(fā)了工作機理完全不同于噴射印花的新穎靜電印花技術(shù)。2003年5月染色研究學(xué)會介紹了幾年來研究開發(fā)、設(shè)計制造的、用靜電印花方法的紡織品直接印花樣機及其實際應(yīng)用的測試情況。樣機為4色印花機構(gòu)，生產(chǎn)速率5～15 m／min。

    2．3．1 機理和過程

    印花樣機印花單元的]二作原理。噴射印花不管氣泡式、壓電式，其成像主要都是靠機械力的作用;而此法成像是靠靜電力即庫侖力的作用，所以有利于提高成像速度，有利于提高印花生產(chǎn)速率。靜電印花機的單色印花單元，亦即單色成像單元。其工作機理如下：

    2．3．1．1 充 電

    在暗處用高電壓電極產(chǎn)生電暈放電，使光感受鼓(或圓筒)表面(為硒等光導(dǎo)體)產(chǎn)生均勻的正電荷。這點不同于紙張靜電復(fù)印，后者圓筒表面帶負(fù)電荷。

    2．3．1．2 登錄圖像

    600 dpi矩陣排列的發(fā)光二級管通過電腦控制的半導(dǎo)體開關(guān)可以高速通、斷。鼓表面的光導(dǎo)體受光即通電而失掉電荷。因此，受控制的LED按輸入的花樣信息而照射或不照射光線(相當(dāng)于無花樣或有花樣部分)，照射部分即失去電荷，而未照射部分便形成了保留著正電荷的靜電潛像。

    2．3．1．3 顯 影

    此處用的織物著色用劑也稱作顯影劑，是染料和樹脂分散在溶劑中的液狀物。設(shè)計用于此顯影劑的染料和樹脂是帶負(fù)電荷的。當(dāng)光感受鼓回轉(zhuǎn)、其表面上的正電荷潛像和帶負(fù)電荷的顯影劑相接觸時，由于靜電力的作用便形成了顯像。此處顯影劑不同于紙張復(fù)印時所用(后者為干粉且其主組分為顏料);這里是濕式，主組分為染料，因此，其印花性能大大改善。

    上述形成的顯像由于含有大量溶劑，須用擠壓輥適度地軋掉一些，以防以后滲化。

    2．3．1．4 圖像轉(zhuǎn)移

    使光感受鼓表面上的含顯影劑的圖像轉(zhuǎn)移到基質(zhì)物上。除了可在其間施加一定壓力外，還可在基質(zhì)物背面施加電場。

    2．3．1．5 清 潔

    為了繼后印制新花樣，此時對光感受鼓表面必須加以清潔，清除轉(zhuǎn)移印花后殘留的顯影劑以及殘留的電荷。前者可用溶劑清洗和刮刀去除;后者應(yīng)用熄滅燈照射，其光線波長應(yīng)適應(yīng)于光感受鼓最佳光吸收的波長。因此，此項新穎印花單元的產(chǎn)生，綜合了光學(xué)、電學(xué)、化學(xué)、機械工程、電機工程和軟件工程等的成果。

    該單元可以連續(xù)不斷地成像和轉(zhuǎn)印，所以，印出圖像(花樣)的尺寸可無限制，與本單元光感受鼓的直徑大小沒有關(guān)系。

    各單色印花單元的一：作條件為：

    1)機械方面。光感受鼓材料為硒，鼓直徑為80 mm;線速度為265 mm／s。

    2)靜電方面。靜電電位為1350 V，轉(zhuǎn)移印花用電壓為0～3500 V，顯影輥筒N0．1轉(zhuǎn)速為210 r／rain，顯影輥筒N0．2轉(zhuǎn)速為1 330 r／min;反向輥筒(即擠壓輥筒)轉(zhuǎn)速為240 r／rain;轉(zhuǎn)移輥筒壓力為0．1 3～0．26 MPa。

    2．3．2樣機整機結(jié)構(gòu)及其規(guī)格

    1)樣機整機結(jié)構(gòu)

    4個單色印花單元分別用于藍(lán)綠、品紅、黃、黑色(CMYB)4個基本色的印花。它們在整機中的排列順序可根據(jù)需要任意調(diào)整。

    2)各單色印花單元的規(guī)格

    方法：濕式靜電印花;分辨率600 dpi;速度>5 m／rain;最大幅寬400 mm;色澤濃度>1．0(汽蒸前);基質(zhì)物：絲、棉、麻和毛，聚酯;顯影劑分別為天然纖維和化學(xué)纖維用的CMYB液狀顯影劑。

    3)織物傳輸機構(gòu)的規(guī)格

    速度5～1 5 m／min;人工織物固定;最大幅寬400 mm;兩端軸芯間距2．5 m。

    2．3．3顯影劑研究開發(fā)情況

    進行了下述染料的應(yīng)用有效性的研究，認(rèn)為都可適用。報導(dǎo)中說明基于分散染料的顯影劑已進入實際應(yīng)用比較，而基于活性染料的認(rèn)為可用，但尚在進一步研究之中。

    試用染料(均為市售品)有，活性染料：

    (Y)kayacion黃7PG、(M)Vibacron紅P68、(C)Kayacion翠藍(lán)P3GF、(BKl)Kayacion黑P—GS、(BK2)Remazol黑AN。分散染料：(Y)Dianix黃6GSL—FS (200%)、(M)Sumikaron艷紅S—BWF、(C)Sumikaron翠藍(lán)S—Gl。(200%)、(BK)Kayalon Poly黑BRSF。

    對基于分散染料的顯影劑中所用的其他化學(xué)品組分略有報導(dǎo)：其溶劑試樣來自理光公司，為異構(gòu)烷烴(isoparaffin)(閃點一53℃)。溶劑要求：高度絕緣性(1014 Q·cm);沒有什么氣味放出;對光導(dǎo)體 (硒)不致造成損傷;對超時應(yīng)用或化學(xué)反應(yīng)不致發(fā)生變化;低可燃性和低毒性、安全性好。所用樹脂為帶負(fù)電荷的丙烯酸系樹脂(主組分甲基丙烯酸酯)。

    對基于活性染料的顯影劑中所用的其他化學(xué)品組分尚未見報導(dǎo)。

    報導(dǎo)中認(rèn)為此種濕式顯影劑所含顆粒尺寸可以小到干式的1／l0，所以，只要硬件適合于高速加工，既有利于提高印花生產(chǎn)速率，又可印出輪廓清晰度較高的印花品。

    2．3．4試驗機實際試印情況

    靜電印花和其他印花方法的比較情況如表2所示。

    從結(jié)果可見：

    1)生產(chǎn)速率方面靜電印花可達(dá)5～lO m／min，為噴射印花的l0～50倍，已很可觀，但離傳統(tǒng)網(wǎng)印還有差距。此沿屬初步試驗階段，估計還有改進余地。

    2)所用著色用劑，靜電印花稱“顯影劑”;噴射印花稱“色料”(“油墨”);傳統(tǒng)網(wǎng)印稱“色漿”。三者之間用于織物印花的成本比較：由于靜電印花顯影劑所用染料的要求較低，加上所用染料濃度最低，所以每千克靜電印花顯影劑價格較低，僅為噴射印花色料的l%～l．75%，而略高于網(wǎng)印色漿。再加上各種印花方法印花時，每平方米織物上靜電印花顯影劑用量最少，所以，綜合起來，每平方米印花用靜電顯影劑的價格最低，僅為噴射印花色料的0．5%-0．9%，甚至低于網(wǎng)一印色漿，僅為后者的6．8%-9．5%。

    另外，每平方米印花用噴射印花色料的價格，則為用網(wǎng)印色漿的7．8～19倍。

    3)印制效果方面。色深：網(wǎng)印最佳，靜電印花尚佳到較差，噴射印花較差;精細(xì)度;靜電印花最佳，噴射印花尚佳，網(wǎng)印最差;均勻度：靜電印花和網(wǎng)印都尚佳，噴射印花較差。

    所以，靜電印花和噴射印花兩者相比：靜電印花在色深、精細(xì)率可達(dá)100%，同噴射印花，遠(yuǎn)優(yōu)于網(wǎng)印。

    5)次品率方面：靜電印花極少，同噴射印花，遠(yuǎn)優(yōu)于網(wǎng)印。

    6)對環(huán)境影響方面：靜電印花很少，同噴射印花，遠(yuǎn)優(yōu)于網(wǎng)印。

    2．3．5 今后工作

    1)尚須制造生產(chǎn)性規(guī)模的設(shè)備，進行和平性試驗。

    2)對預(yù)處理和后處理過程的工藝和設(shè)備，尚須通過試驗加以確定。3)研究開發(fā)各類纖維所用的顯影劑。

    3 結(jié) 語

    1)印花技術(shù)采用電腦控制的無版方式印花是今后發(fā)展方向，如數(shù)碼噴射印花技術(shù)的研究開發(fā)已進行多年，并日趨成熟，目前大多數(shù)企業(yè)只是用于生產(chǎn)小批量、多品種的高檔、時尚、個性化的服裝，以及工藝品、禮品之類特種產(chǎn)品�？梢钥隙ㄆ渚哂休^大的經(jīng)濟價值，應(yīng)充分發(fā)揮其快速反應(yīng)、即時生產(chǎn)供應(yīng)、印制效果好，對環(huán)境有利等特點，努力設(shè)法克服其成本高、產(chǎn)量低等主要缺點，并望能早日擴大應(yīng)用生產(chǎn)，不斷提高其應(yīng)用價值。而數(shù)碼靜電印花技術(shù)目前尚在“樣機試驗階段”，從實踐中已發(fā)現(xiàn)其除了具有噴射印花技術(shù)所特有的小批量、多品種、快速反應(yīng)、即時生產(chǎn)供應(yīng)、印制效果特佳、對環(huán)保有利等優(yōu)點外，還對噴射印花技術(shù)成本高、生產(chǎn)速率低等不足之處有較大的改善，估計該項技術(shù)很有發(fā)展前途。希有關(guān)部門抓緊研究解決存在的問題，如設(shè)計制造生產(chǎn)性規(guī)模設(shè)備，進行生產(chǎn)性試驗，為投人工業(yè)化生產(chǎn)打好基礎(chǔ);對預(yù)處理、后處理過程有關(guān)工藝和設(shè)備的確定、各類纖維所用顯影劑的開發(fā)等。使其能早日應(yīng)用于生產(chǎn)。

    2)這項新技術(shù)(數(shù)碼無版印花技術(shù))的發(fā)展涉及很多學(xué)科，應(yīng)組織各有關(guān)單位，集合各方面力量共同協(xié)作，認(rèn)真研究國外先進經(jīng)驗，制訂規(guī)劃，由專門單位負(fù)責(zé)掌握規(guī)劃的執(zhí)行并鍥而不舍，力爭達(dá)到目的。

    3)要兼顧無版印花技術(shù)中不同印花技術(shù)的開展。既要發(fā)展噴射印花技術(shù)，改善其不足之處，擴大其在生產(chǎn)上的應(yīng)用范圍，又要研究采用靜電印花成像機理。具體方法可以變通，目標(biāo)是希望早日完成生產(chǎn)性設(shè)備的制造和生產(chǎn)性應(yīng)用試驗工作，不斷改進完善，投產(chǎn)應(yīng)用，然后對其作出全面的評價。

    總之，無版印花技術(shù)的發(fā)展，目前尚屬初期，隨著科技進步，或許還會有其它新穎的印花技術(shù)研究開發(fā)出來�？梢愿髯匝芯俊㈤_發(fā)和不斷完善，各自在生產(chǎn)上發(fā)揮其特點，相互作出比較。通過一定時期的生產(chǎn)實踐，才能對它們的優(yōu)缺點、適用范圍、經(jīng)濟價值等作出較正確的評價，才能判斷對它們的如何取舍，或加工并用而作為相互補充。

    來源:中華印染網(wǎng)