数码热转移印花中的前后色差问题探讨

青岛英杰泰化学科技有限公司 杨光



数码热转移印花中的前后色差问题探讨

青岛英杰泰化学科技有限公司 杨光

近年来，随着市场需求的变化和引导、相关技术快速迭代以及国家和地方环保政策的大力推动，我国的数码印花行业实现了飞速发展，目前单就产能产量而言已居世界第一。其中涤纶数码热转移印花占据了50%以上的份额，是市场主流，但就产品结构而言依旧是以中低档产品为主，印花品质和技术水平尚有较大提升空间。

数码印花的原理、工艺、生产模式等与传统印花存在重大区别，很多传统印花生产中的局限性以及品质风险等在数码印花中都不再是需要特别关注的问题，譬如花回、套色等，这无疑是数码印花的巨大优势，关于这方面内容已经有相当多的优秀文章详尽分析，本文便不再赘述。凡事总有两面性，新技术带来新优势的同时也会带来新的问题，由于数码印花的革新性，也使得一些在传统印花中本不存在或并非难题的问题暴露出来，成为数码印花中较为突出的局限和品质风险，这在一定程度上制约了数码印花技术的推广和应用。近年来随着数码印花行业的蓬勃发展，下游纺织服装企业等客户对印花品质的要求也在逐渐提高。如果能做到既扬长也能避短，数码印花将会赢得更大发展空间。

本文作者 杨光

色差的问题在数码印花生产中较为突出。传统印花由于多采用预调专色色浆和过量施色，其色彩重现性不易被印花设备等外在因素影响，解决色差问题相对比较容易。而数码印花多采用原色墨水即时配色和按需施色，要实现良好的色彩一致性就困难得多。大部分品质意识领先的印花厂都有很好的色彩管理、统一的印花设备和高标准的工艺管理，并尽可能不频繁更换印花耗材型号。但是，即使是同样的耗材，同样的布料，在同一套打印和固色设备上有时也会出现色差，这就是前后色差。不同类型的数码印花产生前后色差的情况是不同的，因篇幅限制，本文希望单就数码热转移印花中的前后色差问题进行探讨，不足之处敬请指正。

前后色差问题是影响数码热转移印花成品品质的重要因素之一，往往表现为以下情况：

·转印后头尾颜色存在差异，色差呈从前至后逐渐变化的趋势；

·转印后整匹布颜色不均匀，随机出现局部色差；

·昼夜及前后天打印或转印的成品存在色差；

·碎花型不易出现色差，满底色尤其是灰、棕、米色等敏感色前后色差较为明显，如图1；

图1　敏感色前后色差明显

试图分析这些前后色差产生的原因并希望找到解决和控制的方法，就不得不从数码热转移印花生产的工艺过程入手，找出与之相关的因素。数码印花虽然是全新的生产工艺，但究其最核心的印花固色过程本身，依然是包含于传统印染理论概念之中，是染料与纤维的结合问题。

常见的数码热转移印花生产简要过程如如图2。

图2　常见的数码热转移印花生产过程

整体热转移数码印花生产过程涉及三个主要步骤，其中图像处理步骤决定了数据图像中的色彩到实际印制色彩的解释转换，并决定了打印模式、拼色构成、墨点分布和应用墨量的标准值。其作用十分重要，但在连续生产中这些内容和指令都是在输出前确定的，在打印过程中基本属于恒定因素，因此对于我们要讨论的前后色差问题影响不大。重点在于后两个步骤。

在转印纸打印步骤中，打印机根据接收到的指令在喷头运动过程中于合适的时间点将各色墨水以合适的墨滴喷射到转印纸上组成需要的图案，墨水中的水分一部分挥发到空气中，一部分渗透进入转印纸内部，而墨水中的染料大部分存留于转印纸表层即转印涂层上，如图3，待打印图案干燥不沾色后进行收卷。

在布料转印步骤中，喷好图案的转印纸与坯布对向贴和在一起进入转印机，在毯布包裹下紧贴在高温发热辊上。发热辊的高温一方面使得纸上的分散染料升华为气态，同时使得布料的涤纶纤维分子间活动加剧，分子间隙扩大。此时气态的分散染料分子纷纷经由涤纶纤维分子间隙迁移进入纤维内部，如图4。随着转印机的连续运转，布料离开发热辊后温度逐渐下降，涤纶纤维的分子间隙减小，从而将迁入的染料分子锁在纤维内部，热转移印花就完成了。

探讨了数码转移印花的过程，我们不妨以成品为出发点由后向前推导，梳理并找出所有可能影响成品前后色差的潜在因素。以印染理论的角度来解读，所谓数码热转移印花前后色差的问题，实质上就是在印花过程中同一目标色彩区域中的涤纶纤维中实际迁进了多少分散染料的问题。我们以此入手逐步分析其影响因素和相关性，并用分层分析法绘制成示意图，如图5。

图3

图4

有了各个因素间的相关性，就不难找出解决前后色差问题的方向：

1．选择品质优秀的墨水

墨水作为数码印花生产的核心耗材和主要成本一直以来广受关注。数码热转移印花一般使用水性分散染料墨水，其墨水本身是染料、调节剂和水的混合物。由于分散染料不溶于水，在墨水中以悬浮颗粒形式存在，染料颗粒的粒度大小和分布情况对墨水均匀度的影响巨大，所使用的染料需要特殊筛选和制备。

品质优秀的墨水应具有广泛的色域、良好的打印流畅性、优秀的牢度和环保性能，但就不易出现前后色差问题的分散墨水而言还应具备以下性能：

·墨水均匀度好，每滴墨水中包含的染料量和染料颗粒大小尽可能一致，在与转印纸结合并吸收干燥的过程中尽可能更多存留于涂层表面，且存留于涂层表面的染料与随水分渗入原纸的染料比例基本恒定；

图5　影响数码热转移印花前后色差问题相关因素示意图

·拥有良好的储存稳定性，较长时间静置不易产生沉降分层；

·具有与适配打印头工作要求高度契合的物理性能，使得打印过程中的墨滴尺寸可控可重现，从而实现连续打印过程前后重复图案中实际施用的染料量保持一致。

以上除最后一点主要取决于调节剂调整墨水物理状态参数外，前两点都主要依靠高标准的染料制备来实现。英杰泰作为业内仅有具备自有染料工厂的墨水企业，拥有数码印花墨水的完整制造和品控链条，从染料合成制造的源头就开始逐步控制实现最终的墨水设计目标，较好的解决了市场上因分散墨水品质不良造成的前后色差问题，处于行业领先水平。依托20余年的高端染料生产资历，英杰泰对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过12色，并可涵盖Epson、Kyocera、Dimatix等众多主流喷头应用需求。

2．选择合适的转印纸

转印纸在数码热转移印花生产中主要角色是承载并吸收墨水，因此转印纸本身的均匀度对前后色差影响较大。在墨水干燥过程中部分水分会渗入转印纸，并携带少量染料颗粒渗入原纸内部，这部分染料在升华转印过程中很难被释放出来，最终会被残留在转印纸上。染料粒度控制良好的墨水与均匀的转印纸搭配使用，可使得存留表层与渗入内部的染料比例基本稳定。如转印纸本身不均匀，将会在连续生产中造成同一色彩目标区域色块纸张表面存留染料量的不稳定，影响染料转印时的迁移量，形成色差。

在实际生产中，转印纸的回潮控制也是较易被忽视的方面。连续打印过程中，转印纸吸收了大量来自墨水的水分，由于印花图案多数是不均匀的，纸上不同部位的吸水量区别较大。此外，在连续打印连续收卷过程中，纸头和纸尾部分的含水量也会不同。转印纸含水量的过度不平均会在转印过程中影响升温速率，继而影响染料迁移效果，出现色差。较为理想的做法是，打印完成后将转印纸收卷并以塑料袋密封，横置于恒温恒湿库房中6小时以上，待纸卷内部充分回潮达到含水量均衡后再上转印机转印。

3．确保生产环境的稳定

生产环境的稳定是对于高品质数码印花生产加工的重要条件，对数码热转移印花的前后色差问题也是如此。湿度不稳定会直接造成转印纸含水量不平均，影响转印效果。而温度不稳定则直接影响墨滴喷射形态和墨滴量，因为墨水的物理状态参数往往会随温度变化而改变。当温度差异较大时，即使喷头每次执行的是完全一样的发射信号也无法保证喷出的墨滴是一致的，即染料施用量不再稳定，最终造成色差。

4．其他方面

打印和转印设备的工作状态应保持稳定。打印机信号失稳或喷头老化等也会影响墨滴喷射形态和墨滴量，影响染料施用量。而转印机温控不灵敏、车速不稳、发热辊温度不均匀等问题会造成转印的温度、时间条件不稳定，影响染料升华上染的过程，这些设备问题最终都会影响色彩重现性，造成前后色差。

坯布的质量也是值得关注的方面，坯布上残留的油渍、污渍等，增白布增白不匀的，在高温转印后往往也会呈现类似前后色差的问题，但比较少见。

青岛英杰泰化学科技有限公司成立于2014年，主要生产纺织数码印花墨水、助剂，并致力于为客户提供完整的数码印花应用解决方案。研发中心位于纺印名城山东青岛，研发团队成员均来自欧美高端染化料、印染、纺织、精细化工行业，在染色印花生产及应用方面拥有丰富的技术经验。生产的数码印花墨水产品包括分散墨水、活性墨水、酸性墨水等，涵盖涤、棉、锦、毛、丝等多种主流纺织纤维的数码印花应用，并针对行业主流厂商的各种压电式喷头均有相适应的墨水产品和应用方案。

作者介绍：杨光，1982年生，毕业于青岛大学，现任青岛英杰泰化学科技有限公司董事副总经理。