文　馬學(xué)功

?

坯布卷對(duì)卷涂料數(shù)碼印花的應(yīng)用

文馬學(xué)功

數(shù)碼印花技術(shù)，是集機(jī)械、電子、信息處理設(shè)備為一體的高新印花技術(shù)。隨著近些年印染企業(yè)環(huán)保壓力的與日俱增，數(shù)碼印花技術(shù)正被越來(lái)越多的傳統(tǒng)印染企業(yè)所采用，其領(lǐng)先的生產(chǎn)原理及環(huán)保的優(yōu)勢(shì)給紡織印染行業(yè)帶來(lái)了史無(wú)前例的產(chǎn)業(yè)升級(jí)機(jī)緣。

按數(shù)碼印花所使用的墨水類(lèi)型，可分為涂料墨水和染料墨水兩大類(lèi)。染料墨水根據(jù)其所打印的面料對(duì)象分為：活性、酸性、分散三種?；钚灾饕獞?yīng)用于棉、人棉和絲綢，酸性應(yīng)用于尼龍，分散應(yīng)用于滌綸化纖面料。涂料墨水不同于染料墨水，它可以應(yīng)用在任何面料上。目前，市場(chǎng)上應(yīng)用絕大多數(shù)是染料數(shù)碼印花；受特定的技術(shù)問(wèn)題所限，涂料數(shù)碼印花大多只應(yīng)用在T恤衫打印的小眾市場(chǎng)，它距離大規(guī)模卷對(duì)卷坯布打印尚有一定距離。但是，涂料數(shù)碼印花在工藝流程和環(huán)保性方面具備染料印花無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，因此如果在技術(shù)層面能夠取得相應(yīng)突破，涂料數(shù)碼印花未來(lái)的市場(chǎng)前景不可估量。

卷對(duì)卷坯布涂料數(shù)碼印花，是最近幾年才開(kāi)始被提出和研發(fā)的。僅時(shí)隔一年，該技術(shù)的應(yīng)用市場(chǎng)已具雛形。在2015上海紡機(jī)展上可以看到，一部分具有前瞻性和技術(shù)實(shí)力的廠(chǎng)商已相繼推出了自己的卷對(duì)卷涂料數(shù)碼印花解決方案。

涂料數(shù)碼印花的優(yōu)勢(shì)與局限

涂料數(shù)碼印花技術(shù)與染料數(shù)碼印花技術(shù)最本質(zhì)的區(qū)別在于上色原理不同。染料印花的著色原理屬化學(xué)反應(yīng)，染料與纖維在分子層面結(jié)合。而涂料在纖維上著色，則是借助一種能生成堅(jiān)牢薄膜的合成樹(shù)脂，以固體微小顆粒的形式粘著于纖維表面。 涂料數(shù)碼印花上色原理的物理屬性，決定了其在經(jīng)濟(jì)性、應(yīng)用緯度和環(huán)保性上，相較染料數(shù)碼印花具有天然的優(yōu)勢(shì)。

就經(jīng)濟(jì)性而言，涂料數(shù)碼印花生產(chǎn)過(guò)程簡(jiǎn)單，無(wú)需蒸化、水洗步驟，不僅能省去蒸化機(jī)、水洗機(jī)等固定設(shè)備投資，也能大大節(jié)約電費(fèi)、水費(fèi)和人工費(fèi)；同時(shí)還能縮短生產(chǎn)時(shí)間和交貨期，從而更好地滿(mǎn)足目前終端品牌客戶(hù)“小批量、多批次”的供貨需求。另外，與活性數(shù)碼印花相比，由于涂料印花沒(méi)有蒸化流程，因此它在生產(chǎn)過(guò)程中避免了在蒸化過(guò)程中由于溫度和濕度控制不當(dāng)而引起的色變風(fēng)險(xiǎn)，能夠最大程度地保證“所見(jiàn)即所得”，即打印后的顏色即是每件終端產(chǎn)品的色彩，從而大大降低次品率，提高印染企業(yè)的投入產(chǎn)出比。

從應(yīng)用緯度上看，由于染料印花必須使用特定的墨水來(lái)與特定材質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，因此難以對(duì)混紡面料進(jìn)行印染。相比之下，涂料可以粘附于任何面料上，因此它不存在此種局限。此外，涂料數(shù)碼印花還可以應(yīng)用于非紡織品，如墻紙、PVC、無(wú)紡紙，以及更多新型和復(fù)合型材料上。

就環(huán)保性而言，印染行業(yè)一直是我國(guó)工業(yè)廢水的排放大戶(hù)，政府針對(duì)印染企業(yè)制定的廢水指標(biāo)也 逐年嚴(yán)格，節(jié)能減排已成為印染企業(yè)的共識(shí)。染料數(shù)碼印花相比傳統(tǒng)印花由于浮色少，故已能節(jié)約60～70%的用水量。而涂料數(shù)碼印花由于不需要蒸化水洗，因此沒(méi)有任何廢水排放；不需蒸化，也可以大大節(jié)約能耗。此外，活性數(shù)碼印花由于在前處理液中普遍應(yīng)用尿素，使得坯布在打印和水洗過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生刺鼻難聞的氣味，而涂料數(shù)碼印花生產(chǎn)過(guò)程中沒(méi)有不健康化學(xué)品的使用，對(duì)生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)人群不構(gòu)成健康損害。在整個(gè)數(shù)碼印花領(lǐng)域中，涂料數(shù)碼印花是迄今為止最環(huán)保的方式。

盡管涂料數(shù)碼印花技術(shù)具備以上諸多優(yōu)點(diǎn)，但其現(xiàn)階段的市場(chǎng)占有率還很低，僅限于T恤衫成衣打印的應(yīng)用，涂料數(shù)碼印花要走向大規(guī)模卷對(duì)卷坯布應(yīng)用，仍有一些技術(shù)難題需要解決。

首先，在色域和飽和度方面，由于上色原理不同而帶來(lái)的缺陷，涂料數(shù)碼印花不及染料印花，其色域比活性染料印花小約40%，尤其是對(duì)黑色的呈現(xiàn)能力差。這一方面是由涂料本身的色料屬性決定的；另一方面，由于涂料色漿是以固體小顆粒的形式存在，在物理上色過(guò)程中，一部分小顆粒會(huì)滲入織物的紋理中，余留在織物表面的顆粒就會(huì)相應(yīng)變少，因而呈現(xiàn)出的色彩飽和度就會(huì)受損。

其次，高負(fù)荷卷對(duì)卷坯布打印對(duì)涂料數(shù)碼印花的噴印流暢性是巨大的挑戰(zhàn)。這對(duì)墨水對(duì)噴頭兼容性和墨水質(zhì)量、批次的穩(wěn)定性要求很高。不同于染料墨水，涂料墨水中含有粘合劑成分，容易堵塞噴頭。同時(shí)，如果墨水生產(chǎn)過(guò)程中質(zhì)量管理控制不嚴(yán)，造成涂料墨水中納米級(jí)固體顆粒研磨得不夠細(xì)或研磨粒徑不一致和誤差過(guò)大，也會(huì)導(dǎo)致顆粒淤塞噴頭。因此，涂料數(shù)碼印花過(guò)程中需頻繁清洗噴頭和噴印管路，影響了噴印的流暢性和效率。

第三，涂料數(shù)碼印花技術(shù)的色牢度欠佳。由于涂料印花是直接把墨水粘在織物上，而不與織物發(fā)生分子層面的結(jié)合，其色牢度不及染料印花。不經(jīng)附加處理的情況下，涂料數(shù)碼印花產(chǎn)品的濕摩擦色牢度一般比較難達(dá)到3級(jí)，應(yīng)用在家紡和服裝上難以被多數(shù)終端客戶(hù)接受。

第四，手感欠佳。涂料數(shù)碼印花的著色部位表面干澀、生硬、不柔順。

卷對(duì)卷涂料數(shù)碼印花與杜邦-美佳尼解決方案

高速，是數(shù)碼印花未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)，在此背景下，卷對(duì)卷涂料數(shù)碼印花技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，實(shí)現(xiàn)了其印花速度飛躍。

長(zhǎng)久以來(lái)，涂料印花只能應(yīng)用于對(duì)噴頭和墨水要求低的成衣印花。與之相比，卷對(duì)卷印花對(duì)墨水穩(wěn)定性和流暢度有著嚴(yán)苛要求。涂料墨水因使用黏合劑，本身就容易變干，加上卷對(duì)卷使用導(dǎo)帶裝置不間斷的打印，噴頭始終處于高速運(yùn)動(dòng)中，大量的氣流通過(guò)使墨水更易凝固。由于上述技術(shù)壁壘，涂料印花一直無(wú)法很好地適應(yīng)卷對(duì)卷打印模式。

2015年，杜邦公司與EFI美佳尼聯(lián)合開(kāi)發(fā)的卷對(duì)卷涂料數(shù)碼印花技術(shù)，在高速涂料數(shù)碼印花應(yīng)用領(lǐng)域取得了顯著的技術(shù)突破。這也是目前市場(chǎng)上印花速度最快、精細(xì)度最高的涂料數(shù)碼印花解決方案。

首先，針對(duì)涂料數(shù)碼印花色域小、飽和度低的缺陷，杜邦公司研發(fā)的專(zhuān)利色漿技術(shù)將色料含量有效地提高了20%-30%，將黑色深度提升40%。其采用先進(jìn)的研磨技術(shù)，可將涂料顆粒研磨得極小，并令其長(zhǎng)期保持分散狀態(tài)，保證了墨水的質(zhì)量。與此同時(shí)，美佳尼公司研發(fā)了先進(jìn)的印花前處理助劑液，通過(guò)前處理在織物表面形成一層隔離膜，使色料不滲入織物的紋理中，從而保證表面色彩鮮艷靚麗。

第二，在提升色牢度方面，美佳尼提供了卓越的前后處理固色方案，采用“上漿——打印——二次上漿并高溫固色”的“三明治”結(jié)構(gòu)，顯著提升了成色和固色效果。目前市場(chǎng)上同類(lèi)產(chǎn)品的濕摩擦色牢度通常只能達(dá)到3級(jí)，而杜邦-美佳尼解決方案成功將這一指標(biāo)提升到4級(jí)，為整個(gè)行業(yè)樹(shù)立了全新的技術(shù)標(biāo)桿。

第三，EFI美佳尼提供的后處理柔順?lè)桨?，大幅度改善了涂料印花的手感?/p>

第四，杜邦-美佳尼方案最具特色的優(yōu)勢(shì)在于實(shí)現(xiàn)了噴印流暢性的飛躍，具體體現(xiàn)在：1． 杜邦的涂料配方中去除了粘合劑，大大降低墨水堵塞噴頭的風(fēng)險(xiǎn)。2． 杜邦引入先進(jìn)的研磨技術(shù)，降低研磨誤差，使涂料小顆粒的粒徑小且一致，避免大顆粒阻塞毛細(xì)孔。3． 杜邦實(shí)驗(yàn)室與EFI美佳尼聯(lián)合進(jìn)行嚴(yán)苛的噴印可靠性試驗(yàn)和長(zhǎng)達(dá)數(shù)月的上機(jī)操作實(shí)驗(yàn)，確保墨水和噴頭在實(shí)際運(yùn)行中流暢無(wú)誤。4． 由于杜邦專(zhuān)利色漿技術(shù)已通過(guò)京瓷認(rèn)證，因此墨水與京瓷噴頭兼容性得到保證。5． 杜邦-美佳尼方案采用當(dāng)前市場(chǎng)上精細(xì)度最高、噴印速度最快的噴頭——日本京瓷（Kyocera）JK4B噴頭。與市場(chǎng)上其他品牌的噴頭相比，該型號(hào)噴頭的噴嘴數(shù)最多（2656只）、使用墨滴最小（4-19PL）。這使得杜邦-美佳尼方案的原始打印清晰度在1Pass可達(dá)600dpi，4Pass可達(dá)2400dpi，其照片級(jí)別的成像效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了同類(lèi)涂料產(chǎn)品所能達(dá)到的分辨率。

綜上，杜邦-美佳尼解決方案，將數(shù)碼涂料印花引入了卷對(duì)卷坯布大規(guī)模打印領(lǐng)域，能大幅提升涂料數(shù)碼印花生產(chǎn)效率，相信在不久將來(lái)它將引領(lǐng)我國(guó)紡織數(shù)碼印華行業(yè)的新一輪產(chǎn)業(yè)升級(jí)。

卷對(duì)卷涂料數(shù)碼印花的應(yīng)用前景展望

首先，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷突破，卷對(duì)卷涂料數(shù)碼印花在未來(lái)，將進(jìn)一步提升顏色、色牢度和手感，從而可以媲美甚至完全取代活性染料數(shù)碼印花，不斷增加其市場(chǎng)的認(rèn)可度和占有率。

其次，目前杜邦-美佳尼方案中，為降低噴頭堵塞風(fēng)險(xiǎn)，在墨水中去除了粘合劑成分，取而代之的是增加前后處理流程。而杜邦-美佳尼的下一代涂料解決方案將會(huì)改進(jìn)粘合劑配方，使得在有粘合劑的墨水配方情況下依然實(shí)現(xiàn)流暢噴印，這樣可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)精簡(jiǎn)工藝流程，去除前后道流程。

第三，盡管從理論上講，涂料印花可以在各種材質(zhì)上應(yīng)用，但目前看來(lái)，應(yīng)用效果最好的面料仍然是純棉和以棉為主的混紡。卷對(duì)卷涂料數(shù)碼印花技術(shù)如何在非棉類(lèi)材料應(yīng)用中達(dá)到更好的效果，將是下一階段該領(lǐng)域研究的重點(diǎn)課題。

最后，為了更好的適應(yīng)大批量生產(chǎn)需求，未來(lái)卷對(duì)卷印花的速度也將更快，現(xiàn)階段使用的導(dǎo)帶機(jī)很可能升級(jí)為效率更高的Single-Pass機(jī)。涂料墨水要追求更卓越的品質(zhì)，以滿(mǎn)足Single-Pass機(jī)的苛刻要求。