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织物喷墨印花及其油墨系统的试验研究(上)

【摘要】喷墨印花是本世纪最后几年中出现和最有应用前景的最新织物印花技密度计术。本文从织物喷墨印花试验设备和技术着手，论述了喷墨印花的基本原理和方法，试验研究了聚合型油墨系统、微胶乳型两相油墨系统和改性染料型油墨系统的主要技术要求和基本组成，并测试了油墨系统对织耐压爆破试验机特点物的印制性能.

【叙词】喷射印花 原理 方法 系统 织物 油墨 印花桨料

引言

过去一直认为，织物印花就是按预先设定的意图，将染料或颜料在织物上形成花纹图案的加工过程。这种过程首先要将设定的意图转移到筛或滚筒上，形成负纹图案;然后使染料或颜料透(通)过初中家教筛或滚筒传递到织物上，再经后处理使色素固着，并具有一定的牢度性能。这种加工必须对设计的每个色别，经过分色分套→描稿制版→调色打样→印制后处理等步骤，既费时又昂贵。自本世纪60年代荷兰STORK公司发明圆印花以来，至今在印花技术(工艺和过程)方面并无多大进展，且生产周期仍需周。而目前世界织物印花市场份额逐渐增加，年产约230亿平方米，其中90%以筛加工而成。传统的织物印花方法已成为生产与贸易间的主要瓶颈。近年来，数字式喷墨技术已引起印刷行业的深刻变革并成功实施，这启示人们能否将类似纸张喷墨打印的技术应用到织物印花加工中来。这便大大省去传统织物印花工艺过程，而容易地以计算机文档来存贮和传递花纹；用一种相当于涂料印浆的油墨/调色剂，以适时应答的速度来实现报样、小批量生产直至批量生产。这种喷墨印花技术将对传统织物印花工艺技术产生重大变革，具有巨大的潜在发展势头。

所谓数字式喷墨印花，系将油墨(或称调色剂)在压缩空气驱动下，通过喷嘴连续喷射到被印织物上，由计算机控制形成花纹图案。早在70年代，英国I C.I.公司曾开展过“多色染色”研究；80年代，澳大利亚CSIRO研制出“偏流喷射”技术；90年代以来，日本CANON, SEIREN及荷兰STORK分别作出了一些新的卓有成效的喷墨印花研究。

CANON印花机有8只打印头，每只打印头有170只喷嘴，共1360只喷嘴，打印幅我国的塑料造粒机绿色发展是趋势宽为1600mm，印制清晰度为360 dpi （14. 2点/mm），打印速度为0.86 m/min。该系统使用活性/酸性/分散染料的水相油墨，分别适用于棉、蚕丝/锦纶和涤纶织物。该系统采用的8套色为；3套原色——青、品红、黄，1套黑色，4套特别色。

SEIREN是日本目前最大的织物印花公司，已形成自己的喷墨生产系统。有报道说，其使用活性和分散染料在棉、丝、聚酯和聚酰胺织物上印花护眼台灯已获成功，并已开始供应带有数字式印花标记的织物产品。

STORK公司现正与欧共体多家公司共同研究程序功能方面的工作，其目标是使打印速度自目前的近1 m/min、提高20倍；参照ISO标准，耐晒牢度达级，耐洗涤牢度4级;减少色别的用量至现有的一半，即仅采用3套原色与1套黑色。

此外，“服装喷射印花”机已在意大利米兰’95ITMA首次作了设备的演示展出，其采用4套色(青、品红、黄、黑)多喷嘴横向打印头，每只打印头有10只喷嘴，相距0. 99 mm，打印速度为6. 4 m/h。

本文将论述利用1MAJE S4喷墨印花试验机进行织物喷墨印花的工艺条件、油墨(或调色剂)的种类和配方，以及油墨系统对织物印制效果的影响。

2 试验设备和方法

本研究利用的设备为法国TOXOT公司制造用于油墨配方试验的IMAJE S4喷墨印花机。图1为IMAJE S4喷墨印花试验机的打印头示意及工作原理。

图I IMAJE S4喷墨印花机打印头示意及工作原理

1一油墨；2-喷嘴；3一压电晶体(谐振器)；4一充电电极；5-检测电极；6-偏转电极；7一回收槽；8一印制的织物

借压缩空气(压力在300 kPa左右)推进的油墨(1)自直径 m的喷嘴(2)下出现时，被压电晶体(谐振器)(3)机械地激励，随着高频振荡形成每秒62500滴、速度达 m/s的油墨液滴流，并断成规则有控制的微滴。为了能形成所设计的花纹，充电电极(4)根据花纹的位置和色泽的浓淡，由计算机控制对微滴施加或不施加电荷，其带电量受检测电极(5)测定，带电量不足可反馈给电荷施加系统。带电或不带电的微滴射流通过偏转电极(6)时，带电的微滴依带电量多少产生不同距离的偏转，喷落到织物(8)上形成花纹，未带微细挤出导管具有始终如1的高加工精度电的微滴则仍然直线运行，落入保持负压的回收槽(7)中，这些微滴仍可回收再用(本研究未回收再用)。每个喷嘴可以控制30个不同位置的微滴.此称为连续式喷墨印花(CIJ)技术。

连续式喷墨印花，也有将不带电的微滴用于印花，而带电的微滴被收集回收。但这样需要增加很多喷嘴才能获得需印的宽度，而且也不能理想地解决成本和可靠性问题.

另一种喷墨印花技术称为点滴落入(DOD) 法，当需要印花时，仅供给一滴油墨。油墨滴的产生借助于热的脉动(产生沸腾喷射)，即由计算机信号加热一根电阻器至一定高温，使油墨产生雾状气泡，雾状气泡的冷却和破灭形成油墨滴自喷嘴中喷出，周期时间界定蒸馏水机为10000滴/S，墨滴体积约 L，因此，单只热油墨喷嘴耗墨量约为0.1 mL/min。由于微滴快速喷出所需的高温( 350℃)会引起电阻器上油墨的分解，以致导致热量转移或喷嘴堵塞。其优点是喷嘴的装配成本低，但可靠性较差，打印速度更慢些。

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