坯布卷對卷涂料數碼印花的應用

文　馬學功

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坯布卷對卷涂料數碼印花的應用

文馬學功

數碼印花技術，是集機械、電子、信息處理設備為一體的高新印花技術。隨著近些年印染企業環保壓力的與日俱增，數碼印花技術正被越來越多的傳統印染企業所采用，其領先的生產原理及環保的優勢給紡織印染行業帶來了史無前例的產業升級機緣。

按數碼印花所使用的墨水類型，可分為涂料墨水和染料墨水兩大類。染料墨水根據其所打印的面料對象分為：活性、酸性、分散三種。活性主要應用于棉、人棉和絲綢，酸性應用于尼龍，分散應用于滌綸化纖面料。涂料墨水不同于染料墨水，它可以應用在任何面料上。目前，市場上應用絕大多數是染料數碼印花；受特定的技術問題所限，涂料數碼印花大多只應用在T恤衫打印的小眾市場，它距離大規模卷對卷坯布打印尚有一定距離。但是，涂料數碼印花在工藝流程和環保性方面具備染料印花無法比擬的優勢，因此如果在技術層面能夠取得相應突破，涂料數碼印花未來的市場前景不可估量。

卷對卷坯布涂料數碼印花，是最近幾年才開始被提出和研發的。僅時隔一年，該技術的應用市場已具雛形。在2015上海紡機展上可以看到，一部分具有前瞻性和技術實力的廠商已相繼推出了自己的卷對卷涂料數碼印花解決方案。

涂料數碼印花的優勢與局限

涂料數碼印花技術與染料數碼印花技術最本質的區別在于上色原理不同。染料印花的著色原理屬化學反應，染料與纖維在分子層面結合。而涂料在纖維上著色，則是借助一種能生成堅牢薄膜的合成樹脂，以固體微小顆粒的形式粘著于纖維表面。 涂料數碼印花上色原理的物理屬性，決定了其在經濟性、應用緯度和環保性上，相較染料數碼印花具有天然的優勢。

就經濟性而言，涂料數碼印花生產過程簡單，無需蒸化、水洗步驟，不僅能省去蒸化機、水洗機等固定設備投資，也能大大節約電費、水費和人工費；同時還能縮短生產時間和交貨期，從而更好地滿足目前終端品牌客戶“小批量、多批次”的供貨需求。另外，與活性數碼印花相比，由于涂料印花沒有蒸化流程，因此它在生產過程中避免了在蒸化過程中由于溫度和濕度控制不當而引起的色變風險，能夠最大程度地保證“所見即所得”，即打印后的顏色即是每件終端產品的色彩，從而大大降低次品率，提高印染企業的投入產出比。

從應用緯度上看，由于染料印花必須使用特定的墨水來與特定材質發生化學反應，因此難以對混紡面料進行印染。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，涂料數碼印花還可以應用于非紡織品，如墻紙、PVC、無紡紙，以及更多新型和復合型材料上。

就環保性而言，印染行業一直是我國工業廢水的排放大戶，政府針對印染企業制定的廢水指標也 逐年嚴格，節能減排已成為印染企業的共識。染料數碼印花相比傳統印花由于浮色少，故已能節約60～70%的用水量。而涂料數碼印花由于不需要蒸化水洗，因此沒有任何廢水排放；不需蒸化，也可以大大節約能耗。此外，活性數碼印花由于在前處理液中普遍應用尿素，使得坯布在打印和水洗過程中會產生刺鼻難聞的氣味，而涂料數碼印花生產過程中沒有不健康化學品的使用，對生產區域內人群不構成健康損害。在整個數碼印花領域中，涂料數碼印花是迄今為止最環保的方式。

盡管涂料數碼印花技術具備以上諸多優點，但其現階段的市場占有率還很低，僅限于T恤衫成衣打印的應用，涂料數碼印花要走向大規模卷對卷坯布應用，仍有一些技術難題需要解決。

首先，在色域和飽和度方面，由于上色原理不同而帶來的缺陷，涂料數碼印花不及染料印花，其色域比活性染料印花小約40%，尤其是對黑色的呈現能力差。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，在物理上色過程中，一部分小顆粒會滲入織物的紋理中，余留在織物表面的顆粒就會相應變少，因而呈現出的色彩飽和度就會受損。

其次，高負荷卷對卷坯布打印對涂料數碼印花的噴印流暢性是巨大的挑戰。這對墨水對噴頭兼容性和墨水質量、批次的穩定性要求很高。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，如果墨水生產過程中質量管理控制不嚴，造成涂料墨水中納米級固體顆粒研磨得不夠細或研磨粒徑不一致和誤差過大，也會導致顆粒淤塞噴頭。因此，涂料數碼印花過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，涂料數碼印花技術的色牢度欠佳。由于涂料印花是直接把墨水粘在織物上，而不與織物發生分子層面的結合，其色牢度不及染料印花。不經附加處理的情況下，涂料數碼印花產品的濕摩擦色牢度一般比較難達到3級，應用在家紡和服裝上難以被多數終端客戶接受。

第四，手感欠佳。涂料數碼印花的著色部位表面干澀、生硬、不柔順。

卷對卷涂料數碼印花與杜邦-美佳尼解決方案

高速，是數碼印花未來發展的趨勢，在此背景下，卷對卷涂料數碼印花技術應運而生，實現了其印花速度飛躍。

長久以來，涂料印花只能應用于對噴頭和墨水要求低的成衣印花。與之相比，卷對卷印花對墨水穩定性和流暢度有著嚴苛要求。涂料墨水因使用黏合劑，本身就容易變干，加上卷對卷使用導帶裝置不間斷的打印，噴頭始終處于高速運動中，大量的氣流通過使墨水更易凝固。由于上述技術壁壘，涂料印花一直無法很好地適應卷對卷打印模式。

2015年，杜邦公司與EFI美佳尼聯合開發的卷對卷涂料數碼印花技術，在高速涂料數碼印花應用領域取得了顯著的技術突破。這也是目前市場上印花速度最快、精細度最高的涂料數碼印花解決方案。

首先，針對涂料數碼印花色域小、飽和度低的缺陷，杜邦公司研發的專利色漿技術將色料含量有效地提高了20%-30%，將黑色深度提升40%。其采用先進的研磨技術，可將涂料顆粒研磨得極小，并令其長期保持分散狀態，保證了墨水的質量。與此同時，美佳尼公司研發了先進的印花前處理助劑液，通過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”結構，顯著提升了成色和固色效果。目前市場上同類產品的濕摩擦色牢度通常只能達到3級，而杜邦-美佳尼解決方案成功將這一指標提升到4級，為整個行業樹立了全新的技術標桿。

第三，EFI美佳尼提供的后處理柔順方案，大幅度改善了涂料印花的手感。

第四，杜邦-美佳尼方案最具特色的優勢在于實現了噴印流暢性的飛躍，具體體現在：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險。2． 杜邦引入先進的研磨技術，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孔。3． 杜邦實驗室與EFI美佳尼聯合進行嚴苛的噴印可靠性試驗和長達數月的上機操作實驗，確保墨水和噴頭在實際運行中流暢無誤。4． 由于杜邦專利色漿技術已通過京瓷認證，因此墨水與京瓷噴頭兼容性得到保證。5． 杜邦-美佳尼方案采用當前市場上精細度最高、噴印速度最快的噴頭——日本京瓷（Kyocera）JK4B噴頭。與市場上其他品牌的噴頭相比，該型號噴頭的噴嘴數最多（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600dpi，4Pass可達2400dpi，其照片級別的成像效果遠遠超越了同類涂料產品所能達到的分辨率。

綜上，杜邦-美佳尼解決方案，將數碼涂料印花引入了卷對卷坯布大規模打印領域，能大幅提升涂料數碼印花生產效率，相信在不久將來它將引領我國紡織數碼印華行業的新一輪產業升級。

卷對卷涂料數碼印花的應用前景展望

首先，隨著科學技術的不斷突破，卷對卷涂料數碼印花在未來，將進一步提升顏色、色牢度和手感，從而可以媲美甚至完全取代活性染料數碼印花，不斷增加其市場的認可度和占有率。

其次，目前杜邦-美佳尼方案中，為降低噴頭堵塞風險，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改進粘合劑配方，使得在有粘合劑的墨水配方情況下依然實現流暢噴印，這樣可以進一步實現精簡工藝流程，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上應用，但目前看來，應用效果最好的面料仍然是純棉和以棉為主的混紡。卷對卷涂料數碼印花技術如何在非棉類材料應用中達到更好的效果，將是下一階段該領域研究的重點課題。

最后，為了更好的適應大批量生產需求，未來卷對卷印花的速度也將更快，現階段使用的導帶機很可能升級為效率更高的Single-Pass機。涂料墨水要追求更卓越的品質，以滿足Single-Pass機的苛刻要求。