數(shù)碼印花就是將數(shù)碼噴墨打印技術(shù)應(yīng)用于紡織品印花，把花樣圖案通過數(shù)字形式輸入計算機(jī)，經(jīng)過計算機(jī)印花分色描稿系統(tǒng)（CAD軟件）編輯處理，再由計算機(jī)控制將含有染料的專用墨水在壓縮空氣的驅(qū)動下，經(jīng)由噴墨印花機(jī)的噴嘴噴射到紡織品上形成所需圖案。

數(shù)碼噴墨印花技術(shù)徹底改變了紡織品傳統(tǒng)的印花生產(chǎn)方式，省去了描稿、制片、制網(wǎng)、雕刻等一系列復(fù)雜工藝及相應(yīng)設(shè)備，通過電腦可以很方便地設(shè)計和核對花樣及圖案，提高分辨率和準(zhǔn)確得到花樣產(chǎn)品，不受圖案中顏色套數(shù)限制。從顧客提交所選花樣到交貨的時間縮短到2～3天至幾小時，最大限度的滿足了時間就是金錢的商業(yè)需要。

紡織品噴墨印花的關(guān)鍵有3點：性能良好的印花設(shè)備；性能穩(wěn)定的印花墨水；適宜的預(yù)處理。這里著重討論數(shù)碼印花墨水性能和預(yù)處理與印花效果的關(guān)系。

提高噴墨印花清晰度的方法

噴墨印花墨水的性能要求

用于紡織品的數(shù)碼印花墨水，主要以水性為主。由于紡織物本身的特性，墨水分活性染料、酸性染料、分散染料型和顏料型（涂料型），不同類型的紡織物應(yīng)采用不同染料的墨水。一般數(shù)碼印花墨水中染料的濃度是辦公用墨水染料濃度的3～5倍。如此高的染料濃度，對制造和儲存都會帶來很大的困難。外界條件變化，極易破壞墨水體系的平衡，容易產(chǎn)生結(jié)晶、凝膠等問題。因此，既要保證高濃度，又要高穩(wěn)定性，是研制噴墨墨水中難以平衡的問題。

1．噴墨印花墨水的組成

噴墨印花墨水組成配方與傳統(tǒng)印花的染料或涂料的染液配制方法不同，它包含色素（染料或顏料）、載體（粘合劑）以及添加劑（粘度調(diào)節(jié)劑）、引發(fā)劑、防菌劑、防堵塞劑、助溶劑、分散劑、p H調(diào)節(jié)劑、消泡劑、滲透劑、保濕劑等。但這些成分并不一定全部加入，而是根據(jù)需要分別使用。迄今為止，尚無普遍適用于紡織品噴墨印花墨水的標(biāo)準(zhǔn)配方，但所有墨水配方必須滿足一定的總體技術(shù)要求，如：表面張力、粒徑、粘度、導(dǎo)電率、均勻性、印花牢度等。噴墨印花墨水的組成及其功能和含量如表1所示。

組成 功能 濃度/%軟化水 水性載體介質(zhì) 60～90images/BZ_41_306_628_309_631.png水溶性溶劑 吸濕、控制粘度 5～30染料或顏料 染色載體 1～10表面活性劑 潤濕、滲透 0.1～10殺蟲劑 防止霉菌和細(xì)菌繁殖 0.05～1緩沖溶液 控制pH值 0.1～0.5其它添加劑 絡(luò)合劑、消泡劑、溶解劑 ＞1

2．影響噴墨印花墨水的因素

（1）表面活性劑。表面活性劑是用以控制印墨的潤濕、滲透、防止霉菌、消泡等性能。在墨水中不同鏈長的表面活性劑在固體表面的吸附程度也不一樣，一般是碳?xì)滏溤介L者越易吸附，即使在溶液濃度比較低的情況下，也會有較高的吸附量。水溶性溶劑則賦予吸濕性以控制粘度。殺蟲劑可以防止在印墨及印花頭中滋生霉菌和細(xì)菌，在噴墨印花的初期階段，人們尚未知道，正是由于霉菌、細(xì)菌的滋生，造成噴嘴堵塞的現(xiàn)象。

（2）溫度的影響。印墨中染料的熱穩(wěn)定性要好，在按需噴墨中噴嘴溫度高達(dá)350℃以上，一般染料的熱穩(wěn)定性達(dá)不到這么高，必須是耐熱穩(wěn)定性高的染料，如果染料不能耐高溫則會分解變色。

（3）無機(jī)鹽含量。大多數(shù)無機(jī)鹽是電解質(zhì)，在水中發(fā)生電離，當(dāng)無機(jī)鹽濃度增加時，在水中電離的電荷就多，帶電荷的多少會影響墨水的酸堿性；而且無機(jī)鹽會使染料沉降下來，會使染料的溶解度減小。無機(jī)鹽含有腐蝕性，尤其容易將噴頭腐蝕，雖然噴頭是用鈦金屬制成，但在高溫下還是會被腐蝕。所以要嚴(yán)格控制無機(jī)鹽進(jìn)入到墨水中。

（4）p H值和儲存期。墨水的p H值要穩(wěn)定，有些染料會因p H值的變化而沉淀，一般p H值應(yīng)調(diào)節(jié)在7～8，酸性印墨會腐蝕噴頭及金屬部件。合適的p H值有利于染料與纖維反應(yīng)結(jié)合，提高印花清晰度，所以要使用p H緩沖劑，如三乙醇胺等。儲存期限：墨水從工廠制造再到消費者使用完畢最快3個月，通常墨水應(yīng)保存1年，為了提高儲存期限，可采用降低表面活性劑的用量，從而減少由表面活性劑帶入的雜質(zhì)，來提高墨水的儲存穩(wěn)定性。

墨水是影響噴墨印花質(zhì)量的主要因素，不合格的墨水不僅嚴(yán)重影響印花效果，而且會損壞機(jī)器，墨水的品質(zhì)決定了印花圖案的質(zhì)量，也決定了噴嘴的使用壽命。墨水可以稱之為是整個系統(tǒng)的血液，它對于印花圖案的色彩真度、色彩表現(xiàn)力、耐褪色性乃至印花機(jī)的使用壽命等都有著最直接的關(guān)系。對墨水的要求一般有如下幾點：（1）顏色準(zhǔn)確，能夠達(dá)到原樣的色彩；（2）墨水顆粒細(xì)度要細(xì)，否則容易堵塞噴嘴；（3）墨水的價格應(yīng)該較低，否則會影響數(shù)碼印花的推廣和使用。

噴墨印花墨水的性能與印花清晰度的關(guān)系

1．表面張力對印花清晰度的影響

印墨的表面張力是關(guān)鍵性的因素，它決定色漿的滲透性和清晰度。一般色漿的表面張力要控制在30～50m N/m之間。表面張力對墨滴的形成和印制質(zhì)量極為明顯。用于連續(xù)噴墨法（CIJ法）印花機(jī)的表面張力最好控制在40～60m N/m。用于壓電式噴墨法（DOD法）的表面張力最好控制在40～50m N/m。表面張力太大，印墨不易形成小的微滴，還會使噴嘴表面不易被潤濕，而噴嘴周圍的墨水集結(jié)會影響微細(xì)液滴的線性運行和印花效果的重現(xiàn)性，也影響液滴對織物的潤濕和滲透；表面張力太低則會導(dǎo)致液滴不穩(wěn)定，形成“衛(wèi)星狀”生成濺射點，影響圖案效果。最適宜的表面張力必須保證得到滿意的圖案質(zhì)量，使印墨既能容易地滲入織物內(nèi)部，又不引起織物表面印墨的滲化。

2．粘度對印花清晰度的影響

印墨的粘度與表面張力一起影響墨滴的形成。粘度高會使斷裂的尾巴拖長呈拉絲狀，粘度低會使微滴易破碎。受粘度影響的還有液滴的噴射速度。若粘度太高，會使噴射速度降低，甚至墨滴不能擊中被承印物質(zhì)的相同點之上。與傳統(tǒng)印花色漿相比，用于噴墨印花的印墨應(yīng)具有非常低的粘度。一般CIJ技術(shù)用印墨為1～10mPa·s。DOD技術(shù)用印墨為10～30mPa·s。印花效果與印墨粘度密切相關(guān)，印花墨水的粘度太低，染液容易沿織物紗線的水平方向芯吸，造成液滴在機(jī)織物的經(jīng)向和緯向滲化開來，形成星形色點，降低印花的清晰度。

3．墨水粒徑對印花清晰度的影響

印花墨水粒徑大小對噴墨墨水體系的穩(wěn)定性有很大影響，因為過大的粒徑易阻塞噴嘴。當(dāng)粒子較大時，運動速度降低，因此顆粒越大，沉降速度越高，容易使體系受到破壞。粒徑通常都是采用平均粒徑和最大粒徑兩種參數(shù)來表示印墨的顆粒尺寸性能。粒徑比最大值還大的則不能采用，而且要求在高速剪切（如攪拌、高速通過噴嘴）和不同溫度條件下粒徑仍能保持不變或改變很小。用CIJ印花機(jī)的印墨粒徑平均值應(yīng)小于0．5mm，最大不超過1mm，因為噴嘴平均直徑只有50mm。墨水粒子的平均粒徑與導(dǎo)管和噴嘴孔比較起來，應(yīng)該小到可以忽略不計，只有這樣才能保證良好的流動性質(zhì)。

4．導(dǎo)電率對印花清晰度的影響

在連續(xù)噴射印花設(shè)備中，帶電和不帶電的微滴射流通過偏轉(zhuǎn)電極，印墨微滴是依靠電荷產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)的，因而印墨必須具有導(dǎo)電的能力，導(dǎo)電率要求在750Siemens以上。帶電的微滴按帶電量的多少產(chǎn)生不同距離的偏轉(zhuǎn)，噴落到織物上形成花紋，未帶電的微滴則仍然直線運行，落入保持負(fù)壓的回收槽中。也就是說帶電的微滴按帶電量的不同產(chǎn)生不同距離的偏轉(zhuǎn)，噴落到織物上形成不同的花紋，因此帶電量的多少直接影響印花的清晰度，為了獲得清晰的花紋就必須確保印墨的導(dǎo)電率始終如一，使帶電的微滴準(zhǔn)確到達(dá)需要噴墨的地方。

印花墨水中染料與墨水性能的關(guān)系

紡織品噴墨印花使用的染料，如活性染料、酸性染料、分散染料分別適用于棉、蠶絲、錦綸、滌綸織物的印花。但不是所有染料都能適用于制成噴墨印花墨水的，因為不可能似乎也無必要另外合成噴墨印花專用染料，常用染料必須經(jīng)過嚴(yán)格的篩選、研磨或改性、提純。

1．染料類型與墨水性能的關(guān)系

活性染料是棉織物染色、印花的主要染料品種，色譜齊全、色澤鮮艷，而且活性染料粒徑比較細(xì)（≤1．0mm），在水中具有很高的溶解度，可用于配制成高濃度的棉織物噴墨印花墨水?；钚匀玖显谟糜谟≈泼藓推渌w維素纖維織物時，染料與纖維素發(fā)生共價鍵結(jié)合，因而具有較高的摩擦、水洗和汗?jié)n牢度。

分散染料適用于聚酯織物，染料在印花后汽蒸時不溶于水，而是擴(kuò)散入聚酯纖維，具有較好的耐摩擦牢度、水洗牢度，且還具有艷麗的色彩。

顏料印墨適用于各種織物，但常用于棉/聚酯混紡織物，由于受墨水低粘度的限制，加入到墨水中的粘合劑用量有限，這對數(shù)碼噴墨印花織物上印墨的牢度來說是個挑戰(zhàn)，顏料印墨的一個顯著特點是織物無需前處理和后期處理，因此顏料墨水是未來紡織品噴墨印花的發(fā)展趨勢。但顏料墨水比染料墨水的制備難度更大，干顏料、顏料漿、濾餅制成懸浮液，其高速攪拌、分散、熱溶、絮凝、沉積、儲存是顏料墨水的幾大難題。除此之外，助劑的選擇對印墨組成的穩(wěn)定性也是非常關(guān)鍵的，染料的沉降性嚴(yán)重地影響印墨的使用性能。

2．染料純度與墨水性能的關(guān)系

印花墨水除對染料的細(xì)度（粒徑）有較高的要求外，染料純度的要求也是十分重要的。因原染料的含固率一般在30%～60%，其余是加工過程中的雜質(zhì)，染料中的某些雜質(zhì)將破壞墨水的穩(wěn)定性，必須對原染料進(jìn)行特殊的提純，去除染料中的雜質(zhì)，使其不含水不溶物、細(xì)菌等。并且若所用染料存留在固定的印墨容器中，這些染料必須不會結(jié)晶、凝結(jié)或結(jié)塊，也不會沉淀或分層，若介質(zhì)揮發(fā)或發(fā)泡，空氣截留或沾污設(shè)備則可能產(chǎn)生噴頭堵塞等問題。

3．染料的配伍性與墨水性能的關(guān)系

傳統(tǒng)篩網(wǎng)印花拼色時，是將所需幾種染料預(yù)先進(jìn)行混合，然后再直接施加到織物上，而噴墨印花與傳統(tǒng)篩網(wǎng)印花的不同是：染料只有三原色及黑色，只要點擊圖樣所需顏色，其余工作都由電腦自動完成。因三原色及黑色的色域少，搭配出來的色彩受到限制，不能滿足印花色彩的需要，目前已發(fā)展到6～8種（洋紅、黃、紅、青、黑、橘黃、藍(lán)），而噴墨印花是通過幾組墨水微滴直接噴射到織物表面，以產(chǎn)生最終的色彩效果。這就要求不同的染料在織物表面的某點混合時，其混溶性必須是令人滿意的。由于染料溶解度的原因，配成濃度1%～1．5%的染料墨水，加少量粘合劑，使印墨不淌色，不掉色，同時要求配制的染料力份相近，以免印出來的色差產(chǎn)生偏移。

提高噴墨印花顏色深度及色牢度的辦法

紡織品的噴墨印花同樣也存在色深度和色牢度的問題。通常噴墨印花在若干通道中施加多重印墨，以提高印制圖案的顏色深度。很明顯，顏色的深度取決于印花預(yù)處理，隨著預(yù)處理程度的加劇，色深值明顯提高。

研究發(fā)現(xiàn)，織物用堿、堿—海藻酸鹽、堿—合成增稠劑SV處理后都能提高色深值，但絲光處理過的織物顏色最深，預(yù)處理的程度愈劇烈，印花織物顏色愈深（染料的固色率愈高），經(jīng)合成增稠劑進(jìn)行預(yù)處理后的織物最易獲得高的色深值，也就證實了這點。

色深值的提高還取決于所用的染料的類型，一般染料的著色強(qiáng)度越高，印制較深的顏色越容易。

噴墨印花織物的預(yù)處理

若直接將印花墨水噴在織物上，會使染液向各個方向滲化，為了使織物能更好的著色和固色，必須對印花織物進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)處理后墨水才能應(yīng)用到織物上。常規(guī)印花時染料與堿劑、漿料等添加劑調(diào)在一起制成色漿進(jìn)行印花，印花后經(jīng)烘干、汽蒸或焙烘、最后水洗?？椢飻?shù)碼噴墨印花前的預(yù)處理是既要防止印花時染液的滲化，又要保證染料的上染和固著。噴墨印花由于嚴(yán)格的染料純度要求和連續(xù)噴射對墨水所需導(dǎo)電率要求，所用的其他印花助劑（包括堿劑、尿素、海藻酸鈉等）均不能加到墨水中去。這些需在印花之前織物經(jīng)預(yù)處理時，浸軋這些化學(xué)品，軋液率為75%～80%→烘干→噴墨印花→烘干→汽蒸（105℃，5min）→水洗→烘干。

噴墨印花預(yù)處理劑的類型和印花效果的關(guān)系

不同染料噴墨印花的預(yù)處理劑是不同的，不同織物噴墨印花的預(yù)處理劑也是不同的。例如：棉織物活性染料印花的預(yù)處理劑，浸軋液中含有的“增強(qiáng)”劑可以提高活性染料的上染固著作用，可以減少滲化，所含堿劑碳酸氫鈉，可以加速活性染料和纖維素的固色反應(yīng)，固色越快，越不易滲化。所含的海藻酸鈉等增稠劑則主要防止染料溶液滲化和烘干時染料發(fā)生泳移，提高印花清晰度。一些聚胺化合物、季銨類聚合物以及一般陽離子型聚合物都有很好的防止?jié)B化的作用，可使活性染料的上染率提高2～4倍；而低分子的季銨類化合物，有時會使上染率降低。要注意的是，陽離子類處理劑容易引起某些染料變色?；钚匀玖蠂娔≈坪裰孛蘅椢飼r，由于吸水性好，不容易滲化，僅用堿劑處理，既可加速固色反應(yīng)，也有一定的防滲化作用；而噴墨印絲綢時，就容易滲化，應(yīng)該選用保水性高的高分子物處理，以防止?jié)B化。

尿素用量和印花效果的關(guān)系

在傳統(tǒng)印花中為了保證印花顏色的色深度，需加入尿素，在噴墨印花中也同樣如此，尿素的吸濕性不僅決定著印墨的滲透性，且在一定濃度范圍內(nèi)還嚴(yán)重影響著花紋的清晰度。由于尿素的吸濕性能，當(dāng)尿素使用量超過10%時，花紋線的寬度顯著增加，因此要得到低的滲透性，高的色深度和很好的清晰度，尿素的使用量應(yīng)低于10%，這就意味著，用改變尿素的使用量的方法來調(diào)節(jié)滲透性。尿素的另一作用是可以獲得較高的給色量，但尿素在水洗時的去除會增加廢水中的含氮量，因而尋求其它替代品有利于環(huán)保，能使水污染降低到最低程度，使用其他吸濕劑（聚乙二醇等）代替尿素可得到相同的結(jié)果。

增稠劑和印花效果的關(guān)系

確保噴墨印花精細(xì)程度的一個重要因素就是在預(yù)處理液中使用增稠劑，它們被施加到織物表面使墨水不滲化，甚至在高壓下能確?；ㄐ陀星逦妮喞€。有研究表明下列增稠劑，如海藻酸鹽、合成增稠劑SV、阿拉伯膠等，都適合用于噴墨印花的預(yù)處理，且使用濃度5%就能得到非常好的印花效果。這表明噴墨印花的花紋輪廓的清晰度取決于增稠劑的類型和用量。增稠劑用量增大，印花質(zhì)量提高，但用量約5%就足夠了。預(yù)處理中使用增稠劑還可以提高噴墨印花顏色的深度，顏色加深可能與合成增稠劑中羧基的數(shù)目有關(guān)，羧基含量增大，反應(yīng)性染料與增稠劑分子之間的電荷斥力隨之加大，這就提高了纖維上反應(yīng)性染料的數(shù)量和染料與纖維素纖維上羥基發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的幾率。合成增稠劑作用效果因其共聚物類型的不同而不同。

色牢度的提高

如何提高色牢度是常規(guī)印花和噴墨印花共有的問題，但在噴墨印花中尤為重要，因其印墨在織物上的壓力比篩網(wǎng)或滾筒印花要小，因此滲透程度及加入織物的剪切力也較小，所以要有必要的措施來保證色牢度。提高色牢度有多種方法，可采用固色劑把染料、纖維相互連接來提高色牢度，也可將織物進(jìn)行陽離子改性來提高色牢度，但使用固色劑要比將織物進(jìn)行陽離子改性提高色牢度方法要方便得多。

結(jié)語

紡織品噴墨印花技術(shù)從根本上解決了印花生產(chǎn)中的環(huán)境污染問題，把傳統(tǒng)的紡織工業(yè)和現(xiàn)代高新技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來，使之由勞動力密集型向技術(shù)密集型發(fā)展，從而大大促進(jìn)紡織產(chǎn)業(yè)的升級換代和技術(shù)水平，是未來紡織品印花發(fā)展的必然趨勢，是本世紀(jì)對傳統(tǒng)印花方法最具挑戰(zhàn)性的最新技術(shù)。在此技術(shù)獲得突破之前，仍有不少問題亟待解決，如新型噴墨印花墨水和預(yù)處理劑的研發(fā)等等。