數碼熱轉移印花中的前后色差問題探討

青島英杰泰化學科技有限公司 楊光

?

數碼熱轉移印花中的前后色差問題探討

青島英杰泰化學科技有限公司 楊光

近年來，隨著市場需求的變化和引導、相關技術快速迭代以及國家和地方環保政策的大力推動，我國的數碼印花行業實現了飛速發展，目前單就產能產量而言已居世界第一。其中滌綸數碼熱轉移印花占據了50%以上的份額，是市場主流，但就產品結構而言依舊是以中低檔產品為主，印花品質和技術水平尚有較大提升空間。

數碼印花的原理、工藝、生產模式等與傳統印花存在重大區別，很多傳統印花生產中的局限性以及品質風險等在數碼印花中都不再是需要特別關注的問題，譬如花回、套色等，這無疑是數碼印花的巨大優勢，關于這方面內容已經有相當多的優秀文章詳盡分析，本文便不再贅述。凡事總有兩面性，新技術帶來新優勢的同時也會帶來新的問題，由于數碼印花的革新性，也使得一些在傳統印花中本不存在或并非難題的問題暴露出來，成為數碼印花中較為突出的局限和品質風險，這在一定程度上制約了數碼印花技術的推廣和應用。近年來隨著數碼印花行業的蓬勃發展，下游紡織服裝企業等客戶對印花品質的要求也在逐漸提高。如果能做到既揚長也能避短，數碼印花將會贏得更大發展空間。

本文作者 楊光

色差的問題在數碼印花生產中較為突出。傳統印花由于多采用預調專色色漿和過量施色，其色彩重現性不易被印花設備等外在因素影響，解決色差問題相對比較容易。而數碼印花多采用原色墨水即時配色和按需施色，要實現良好的色彩一致性就困難得多。大部分品質意識領先的印花廠都有很好的色彩管理、統一的印花設備和高標準的工藝管理，并盡可能不頻繁更換印花耗材型號。但是，即使是同樣的耗材，同樣的布料，在同一套打印和固色設備上有時也會出現色差，這就是前后色差。不同類型的數碼印花產生前后色差的情況是不同的，因篇幅限制，本文希望單就數碼熱轉移印花中的前后色差問題進行探討，不足之處敬請指正。

前后色差問題是影響數碼熱轉移印花成品品質的重要因素之一，往往表現為以下情況：

·轉印后頭尾顏色存在差異，色差呈從前至后逐漸變化的趨勢；

·轉印后整匹布顏色不均勻，隨機出現局部色差；

·晝夜及前后天打印或轉印的成品存在色差；

·碎花型不易出現色差，滿底色尤其是灰、棕、米色等敏感色前后色差較為明顯，如圖1；

圖1　敏感色前后色差明顯

試圖分析這些前后色差產生的原因并希望找到解決和控制的方法，就不得不從數碼熱轉移印花生產的工藝過程入手，找出與之相關的因素。數碼印花雖然是全新的生產工藝，但究其最核心的印花固色過程本身，依然是包含于傳統印染理論概念之中，是染料與纖維的結合問題。

常見的數碼熱轉移印花生產簡要過程如如圖2。

圖2　常見的數碼熱轉移印花生產過程

整體熱轉移數碼印花生產過程涉及三個主要步驟，其中圖像處理步驟決定了數據圖像中的色彩到實際印制色彩的解釋轉換，并決定了打印模式、拼色構成、墨點分布和應用墨量的標準值。其作用十分重要，但在連續生產中這些內容和指令都是在輸出前確定的，在打印過程中基本屬于恒定因素，因此對于我們要討論的前后色差問題影響不大。重點在于后兩個步驟。

在轉印紙打印步驟中，打印機根據接收到的指令在噴頭運動過程中于合適的時間點將各色墨水以合適的墨滴噴射到轉印紙上組成需要的圖案，墨水中的水分一部分揮發到空氣中，一部分滲透進入轉印紙內部，而墨水中的染料大部分存留于轉印紙表層即轉印涂層上，如圖3，待打印圖案干燥不沾色后進行收卷。

在布料轉印步驟中，噴好圖案的轉印紙與坯布對向貼和在一起進入轉印機，在毯布包裹下緊貼在高溫發熱輥上。發熱輥的高溫一方面使得紙上的分散染料升華為氣態，同時使得布料的滌綸纖維分子間活動加劇，分子間隙擴大。此時氣態的分散染料分子紛紛經由滌綸纖維分子間隙遷移進入纖維內部，如圖4。隨著轉印機的連續運轉，布料離開發熱輥后溫度逐漸下降，滌綸纖維的分子間隙減小，從而將遷入的染料分子鎖在纖維內部，熱轉移印花就完成了。

探討了數碼轉移印花的過程，我們不妨以成品為出發點由后向前推導，梳理并找出所有可能影響成品前后色差的潛在因素。以印染理論的角度來解讀，所謂數碼熱轉移印花前后色差的問題，實質上就是在印花過程中同一目標色彩區域中的滌綸纖維中實際遷進了多少分散染料的問題。我們以此入手逐步分析其影響因素和相關性，并用分層分析法繪制成示意圖，如圖5。

圖3

圖4

有了各個因素間的相關性，就不難找出解決前后色差問題的方向：

1．選擇品質優秀的墨水

墨水作為數碼印花生產的核心耗材和主要成本一直以來廣受關注。數碼熱轉移印花一般使用水性分散染料墨水，其墨水本身是染料、調節劑和水的混合物。由于分散染料不溶于水，在墨水中以懸浮顆粒形式存在，染料顆粒的粒度大小和分布情況對墨水均勻度的影響巨大，所使用的染料需要特殊篩選和制備。

品質優秀的墨水應具有廣泛的色域、良好的打印流暢性、優秀的牢度和環保性能，但就不易出現前后色差問題的分散墨水而言還應具備以下性能：

·墨水均勻度好，每滴墨水中包含的染料量和染料顆粒大小盡可能一致，在與轉印紙結合并吸收干燥的過程中盡可能更多存留于涂層表面，且存留于涂層表面的染料與隨水分滲入原紙的染料比例基本恒定；

圖5　影響數碼熱轉移印花前后色差問題相關因素示意圖

·擁有良好的儲存穩定性，較長時間靜置不易產生沉降分層；

·具有與適配打印頭工作要求高度契合的物理性能，使得打印過程中的墨滴尺寸可控可重現，從而實現連續打印過程前后重復圖案中實際施用的染料量保持一致。

以上除最后一點主要取決于調節劑調整墨水物理狀態參數外，前兩點都主要依靠高標準的染料制備來實現。英杰泰作為業內僅有具備自有染料工廠的墨水企業，擁有數碼印花墨水的完整制造和品控鏈條，從染料合成制造的源頭就開始逐步控制實現最終的墨水設計目標，較好的解決了市場上因分散墨水品質不良造成的前后色差問題，處于行業領先水平。依托20余年的高端染料生產資歷，英杰泰對染料和色彩有更深入的理解，目前英杰泰已研制分散墨水超過12色，并可涵蓋Epson、Kyocera、Dimatix等眾多主流噴頭應用需求。

2．選擇合適的轉印紙

轉印紙在數碼熱轉移印花生產中主要角色是承載并吸收墨水，因此轉印紙本身的均勻度對前后色差影響較大。在墨水干燥過程中部分水分會滲入轉印紙，并攜帶少量染料顆粒滲入原紙內部，這部分染料在升華轉印過程中很難被釋放出來，最終會被殘留在轉印紙上。染料粒度控制良好的墨水與均勻的轉印紙搭配使用，可使得存留表層與滲入內部的染料比例基本穩定。如轉印紙本身不均勻，將會在連續生產中造成同一色彩目標區域色塊紙張表面存留染料量的不穩定，影響染料轉印時的遷移量，形成色差。

在實際生產中，轉印紙的回潮控制也是較易被忽視的方面。連續打印過程中，轉印紙吸收了大量來自墨水的水分，由于印花圖案多數是不均勻的，紙上不同部位的吸水量區別較大。此外，在連續打印連續收卷過程中，紙頭和紙尾部分的含水量也會不同。轉印紙含水量的過度不平均會在轉印過程中影響升溫速率，繼而影響染料遷移效果，出現色差。較為理想的做法是，打印完成后將轉印紙收卷并以塑料袋密封，橫置于恒溫恒濕庫房中6小時以上，待紙卷內部充分回潮達到含水量均衡后再上轉印機轉印。

3．確保生產環境的穩定

生產環境的穩定是對于高品質數碼印花生產加工的重要條件，對數碼熱轉移印花的前后色差問題也是如此。濕度不穩定會直接造成轉印紙含水量不平均，影響轉印效果。而溫度不穩定則直接影響墨滴噴射形態和墨滴量，因為墨水的物理狀態參數往往會隨溫度變化而改變。當溫度差異較大時，即使噴頭每次執行的是完全一樣的發射信號也無法保證噴出的墨滴是一致的，即染料施用量不再穩定，最終造成色差。

4．其他方面

打印和轉印設備的工作狀態應保持穩定。打印機信號失穩或噴頭老化等也會影響墨滴噴射形態和墨滴量，影響染料施用量。而轉印機溫控不靈敏、車速不穩、發熱輥溫度不均勻等問題會造成轉印的溫度、時間條件不穩定，影響染料升華上染的過程，這些設備問題最終都會影響色彩重現性，造成前后色差。

坯布的質量也是值得關注的方面，坯布上殘留的油漬、污漬等，增白布增白不勻的，在高溫轉印后往往也會呈現類似前后色差的問題，但比較少見。

青島英杰泰化學科技有限公司成立于2014年，主要生產紡織數碼印花墨水、助劑，并致力于為客戶提供完整的數碼印花應用解決方案。研發中心位于紡印名城山東青島，研發團隊成員均來自歐美高端染化料、印染、紡織、精細化工行業，在染色印花生產及應用方面擁有豐富的技術經驗。生產的數碼印花墨水產品包括分散墨水、活性墨水、酸性墨水等，涵蓋滌、棉、錦、毛、絲等多種主流紡織纖維的數碼印花應用，并針對行業主流廠商的各種壓電式噴頭均有相適應的墨水產品和應用方案。

作者介紹：楊光，1982年生，畢業于青島大學，現任青島英杰泰化學科技有限公司董事副總經理。