坯布卷对卷涂料数码印花的应用

文　马学功



坯布卷对卷涂料数码印花的应用

文马学功

数码印花技术，是集机械、电子、信息处理设备为一体的高新印花技术。随着近些年印染企业环保压力的与日俱增，数码印花技术正被越来越多的传统印染企业所采用，其领先的生产原理及环保的优势给纺织印染行业带来了史无前例的产业升级机缘。

按数码印花所使用的墨水类型，可分为涂料墨水和染料墨水两大类。染料墨水根据其所打印的面料对象分为：活性、酸性、分散三种。活性主要应用于棉、人棉和丝绸，酸性应用于尼龙，分散应用于涤纶化纤面料。涂料墨水不同于染料墨水，它可以应用在任何面料上。目前，市场上应用绝大多数是染料数码印花；受特定的技术问题所限，涂料数码印花大多只应用在T恤衫打印的小众市场，它距离大规模卷对卷坯布打印尚有一定距离。但是，涂料数码印花在工艺流程和环保性方面具备染料印花无法比拟的优势，因此如果在技术层面能够取得相应突破，涂料数码印花未来的市场前景不可估量。

卷对卷坯布涂料数码印花，是最近几年才开始被提出和研发的。仅时隔一年，该技术的应用市场已具雏形。在2015上海纺机展上可以看到，一部分具有前瞻性和技术实力的厂商已相继推出了自己的卷对卷涂料数码印花解决方案。

涂料数码印花的优势与局限

涂料数码印花技术与染料数码印花技术最本质的区别在于上色原理不同。染料印花的着色原理属化学反应，染料与纤维在分子层面结合。而涂料在纤维上着色，则是借助一种能生成坚牢薄膜的合成树脂，以固体微小颗粒的形式粘着于纤维表面。 涂料数码印花上色原理的物理属性，决定了其在经济性、应用纬度和环保性上，相较染料数码印花具有天然的优势。

就经济性而言，涂料数码印花生产过程简单，无需蒸化、水洗步骤，不仅能省去蒸化机、水洗机等固定设备投资，也能大大节约电费、水费和人工费；同时还能缩短生产时间和交货期，从而更好地满足目前终端品牌客户“小批量、多批次”的供货需求。另外，与活性数码印花相比，由于涂料印花没有蒸化流程，因此它在生产过程中避免了在蒸化过程中由于温度和湿度控制不当而引起的色变风险，能够最大程度地保证“所见即所得”，即打印后的颜色即是每件终端产品的色彩，从而大大降低次品率，提高印染企业的投入产出比。

从应用纬度上看，由于染料印花必须使用特定的墨水来与特定材质发生化学反应，因此难以对混纺面料进行印染。相比之下，涂料可以粘附于任何面料上，因此它不存在此种局限。此外，涂料数码印花还可以应用于非纺织品，如墙纸、PVC、无纺纸，以及更多新型和复合型材料上。

就环保性而言，印染行业一直是我国工业废水的排放大户，政府针对印染企业制定的废水指标也 逐年严格，节能减排已成为印染企业的共识。染料数码印花相比传统印花由于浮色少，故已能节约60～70%的用水量。而涂料数码印花由于不需要蒸化水洗，因此没有任何废水排放；不需蒸化，也可以大大节约能耗。此外，活性数码印花由于在前处理液中普遍应用尿素，使得坯布在打印和水洗过程中会产生刺鼻难闻的气味，而涂料数码印花生产过程中没有不健康化学品的使用，对生产区域内人群不构成健康损害。在整个数码印花领域中，涂料数码印花是迄今为止最环保的方式。

尽管涂料数码印花技术具备以上诸多优点，但其现阶段的市场占有率还很低，仅限于T恤衫成衣打印的应用，涂料数码印花要走向大规模卷对卷坯布应用，仍有一些技术难题需要解决。

首先，在色域和饱和度方面，由于上色原理不同而带来的缺陷，涂料数码印花不及染料印花，其色域比活性染料印花小约40%，尤其是对黑色的呈现能力差。这一方面是由涂料本身的色料属性决定的；另一方面，由于涂料色浆是以固体小颗粒的形式存在，在物理上色过程中，一部分小颗粒会渗入织物的纹理中，余留在织物表面的颗粒就会相应变少，因而呈现出的色彩饱和度就会受损。

其次，高负荷卷对卷坯布打印对涂料数码印花的喷印流畅性是巨大的挑战。这对墨水对喷头兼容性和墨水质量、批次的稳定性要求很高。不同于染料墨水，涂料墨水中含有粘合剂成分，容易堵塞喷头。同时，如果墨水生产过程中质量管理控制不严，造成涂料墨水中纳米级固体颗粒研磨得不够细或研磨粒径不一致和误差过大，也会导致颗粒淤塞喷头。因此，涂料数码印花过程中需频繁清洗喷头和喷印管路，影响了喷印的流畅性和效率。

第三，涂料数码印花技术的色牢度欠佳。由于涂料印花是直接把墨水粘在织物上，而不与织物发生分子层面的结合，其色牢度不及染料印花。不经附加处理的情况下，涂料数码印花产品的湿摩擦色牢度一般比较难达到3级，应用在家纺和服装上难以被多数终端客户接受。

第四，手感欠佳。涂料数码印花的着色部位表面干涩、生硬、不柔顺。

卷对卷涂料数码印花与杜邦-美佳尼解决方案

高速，是数码印花未来发展的趋势，在此背景下，卷对卷涂料数码印花技术应运而生，实现了其印花速度飞跃。

长久以来，涂料印花只能应用于对喷头和墨水要求低的成衣印花。与之相比，卷对卷印花对墨水稳定性和流畅度有着严苛要求。涂料墨水因使用黏合剂，本身就容易变干，加上卷对卷使用导带装置不间断的打印，喷头始终处于高速运动中，大量的气流通过使墨水更易凝固。由于上述技术壁垒，涂料印花一直无法很好地适应卷对卷打印模式。

2015年，杜邦公司与EFI美佳尼联合开发的卷对卷涂料数码印花技术，在高速涂料数码印花应用领域取得了显著的技术突破。这也是目前市场上印花速度最快、精细度最高的涂料数码印花解决方案。

首先，针对涂料数码印花色域小、饱和度低的缺陷，杜邦公司研发的专利色浆技术将色料含量有效地提高了20%-30%，将黑色深度提升40%。其采用先进的研磨技术，可将涂料颗粒研磨得极小，并令其长期保持分散状态，保证了墨水的质量。与此同时，美佳尼公司研发了先进的印花前处理助剂液，通过前处理在织物表面形成一层隔离膜，使色料不渗入织物的纹理中，从而保证表面色彩鲜艳靓丽。

第二，在提升色牢度方面，美佳尼提供了卓越的前后处理固色方案，采用“上浆——打印——二次上浆并高温固色”的“三明治”结构，显著提升了成色和固色效果。目前市场上同类产品的湿摩擦色牢度通常只能达到3级，而杜邦-美佳尼解决方案成功将这一指标提升到4级，为整个行业树立了全新的技术标杆。

第三，EFI美佳尼提供的后处理柔顺方案，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优势在于实现了喷印流畅性的飞跃，具体体现在：1． 杜邦的涂料配方中去除了粘合剂，大大降低墨水堵塞喷头的风险。2． 杜邦引入先进的研磨技术，降低研磨误差，使涂料小颗粒的粒径小且一致，避免大颗粒阻塞毛细孔。3． 杜邦实验室与EFI美佳尼联合进行严苛的喷印可靠性试验和长达数月的上机操作实验，确保墨水和喷头在实际运行中流畅无误。4． 由于杜邦专利色浆技术已通过京瓷认证，因此墨水与京瓷喷头兼容性得到保证。5． 杜邦-美佳尼方案采用当前市场上精细度最高、喷印速度最快的喷头——日本京瓷（Kyocera）JK4B喷头。与市场上其他品牌的喷头相比，该型号喷头的喷嘴数最多（2656只）、使用墨滴最小（4-19PL）。这使得杜邦-美佳尼方案的原始打印清晰度在1Pass可达600dpi，4Pass可达2400dpi，其照片级别的成像效果远远超越了同类涂料产品所能达到的分辨率。

综上，杜邦-美佳尼解决方案，将数码涂料印花引入了卷对卷坯布大规模打印领域，能大幅提升涂料数码印花生产效率，相信在不久将来它将引领我国纺织数码印华行业的新一轮产业升级。

卷对卷涂料数码印花的应用前景展望

首先，随着科学技术的不断突破，卷对卷涂料数码印花在未来，将进一步提升颜色、色牢度和手感，从而可以媲美甚至完全取代活性染料数码印花，不断增加其市场的认可度和占有率。

其次，目前杜邦-美佳尼方案中，为降低喷头堵塞风险，在墨水中去除了粘合剂成分，取而代之的是增加前后处理流程。而杜邦-美佳尼的下一代涂料解决方案将会改进粘合剂配方，使得在有粘合剂的墨水配方情况下依然实现流畅喷印，这样可以进一步实现精简工艺流程，去除前后道流程。

第三，尽管从理论上讲，涂料印花可以在各种材质上应用，但目前看来，应用效果最好的面料仍然是纯棉和以棉为主的混纺。卷对卷涂料数码印花技术如何在非棉类材料应用中达到更好的效果，将是下一阶段该领域研究的重点课题。

最后，为了更好的适应大批量生产需求，未来卷对卷印花的速度也将更快，现阶段使用的导带机很可能升级为效率更高的Single-Pass机。涂料墨水要追求更卓越的品质，以满足Single-Pass机的苛刻要求。