智能背景下數(shù)碼印花技術(shù)在染整行業(yè)的應(yīng)用

張 艷

（山東工業(yè)職業(yè)學(xué)院，山東淄博 256414）

數(shù)碼印花技術(shù)是一種利用計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)印花的工藝手段，它的出現(xiàn)和應(yīng)用是對(duì)絲網(wǎng)印花和凹凸版印花等技術(shù)的革新。數(shù)碼印花主要流程為將印染的圖像轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)導(dǎo)入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，通過(guò)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來(lái)控制印花噴頭，將墨水噴射到紡織產(chǎn)品上形成特定的圖案［1］。數(shù)碼印花技術(shù)是智能技術(shù)高度發(fā)展的產(chǎn)物，具有技術(shù)性和藝術(shù)性特征，兼具環(huán)保性與高效性。數(shù)碼印花技術(shù)起源于歐洲，在國(guó)內(nèi)起步較晚，目前仍處于不斷探索、完善的階段。國(guó)內(nèi)數(shù)碼印花技術(shù)的流行圖案多為傳統(tǒng)的飛天女神、花卉和龍鳳等傳統(tǒng)圖案，也涉及各種個(gè)性化的現(xiàn)代圖像，為紡織產(chǎn)品的設(shè)計(jì)增添了許多特色。數(shù)碼印花技術(shù)的使用需要各種硬件設(shè)備的輔助，還需要精通相關(guān)的計(jì)算機(jī)處理軟件，將豐富多彩的圖案與各種紡織面料結(jié)合在一起，才能完成產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。

1 數(shù)碼印花技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

數(shù)碼印花技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)今國(guó)內(nèi)外紡織染整行業(yè)的熱門(mén)話題，每年都有許多紡織工廠引進(jìn)新型數(shù)碼印花設(shè)備，由傳統(tǒng)印花技術(shù)逐步向數(shù)碼印花技術(shù)轉(zhuǎn)型。數(shù)碼印花技術(shù)可實(shí)現(xiàn)個(gè)性化生產(chǎn)，效率高，行業(yè)配套要求低，印花能力強(qiáng)，技術(shù)門(mén)檻低，成為印花行業(yè)的焦點(diǎn)。在智能化技術(shù)的引導(dǎo)下，傳統(tǒng)的印花企業(yè)有望更新發(fā)展模式，建立與新時(shí)代接軌的運(yùn)轉(zhuǎn)平臺(tái)與商業(yè)模式，為紡織印染行業(yè)創(chuàng)造新的商機(jī)和盈利方式，提升印花工藝的價(jià)值［2］。作為智能化印花技術(shù)，數(shù)碼印花具有污染物少、效率高、產(chǎn)品效果好等特征，滿足了紡織市場(chǎng)對(duì)中高端產(chǎn)品的需求。雖然數(shù)碼印花技術(shù)起步較晚，但發(fā)展迅速，在紡織染整行業(yè)具有巨大的優(yōu)勢(shì)。首先，從數(shù)碼印花設(shè)備、配套資源的供應(yīng)來(lái)看，國(guó)內(nèi)機(jī)械生產(chǎn)廠商紛紛加入研發(fā)、制造、生產(chǎn)數(shù)碼印花設(shè)備的行列，且對(duì)數(shù)碼印花市場(chǎng)信心十足，與之配套的染料、墨水等耗材生產(chǎn)商也緊隨其后。同時(shí)，市場(chǎng)上陸續(xù)出現(xiàn)了許多專(zhuān)業(yè)的數(shù)碼印花圖案設(shè)計(jì)網(wǎng)站，在技術(shù)方面進(jìn)一步推動(dòng)了紡織染整行業(yè)的發(fā)展。其次，從紡織產(chǎn)品的市場(chǎng)需求角度來(lái)看，隨著人們生活水平的不斷提高，生產(chǎn)周期短、個(gè)性化、環(huán)保型的紡織產(chǎn)品越來(lái)越受到消費(fèi)者的喜愛(ài)。最后，我國(guó)對(duì)可持續(xù)發(fā)展、綠色環(huán)保產(chǎn)業(yè)的要求越來(lái)越高，各地政府和機(jī)構(gòu)也積極響應(yīng)各類(lèi)節(jié)能環(huán)保政策，提倡發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì)，推動(dòng)了數(shù)碼印花技術(shù)的發(fā)展。張邵真等［3］探究深色纖維素纖維織物的活性染料數(shù)碼印花工藝，分析了數(shù)碼印花紡織品洗滌起毛的原因（主要包括洗滌次數(shù)、纖維素纖維的性質(zhì)和染整工藝等）。結(jié)果表明，纖維素纖維原料是影響織物洗滌后起毛的重要因素；科學(xué)合理的工藝流程能有效地防止織物起毛；洗滌次數(shù)對(duì)織物的起毛程度影響較大，洗滌次數(shù)越多，起毛現(xiàn)象越明顯。為解決滌綸織物墨水滲透難度高、織物表面絨毛較多、易發(fā)生露白現(xiàn)象等實(shí)際問(wèn)題，吳浩等［4］采用低溫等離子體技術(shù)處理滌綸起絨織物，并探究了優(yōu)化條件下的數(shù)碼印花效果。結(jié)果表明，對(duì)數(shù)碼印花滌綸起絨織物進(jìn)行低溫等離子處理，可以使墨水滲透到滌綸織物表面濃密的絨毛中，抑制滌綸數(shù)碼印花織物露白。

從目前的發(fā)展?fàn)顩r來(lái)看，中國(guó)的數(shù)碼印花相關(guān)機(jī)械制造行業(yè)已經(jīng)發(fā)展得較為成熟；從印花機(jī)械的成本、速度和精度等方面來(lái)看，該行業(yè)產(chǎn)品制造的成熟度已經(jīng)與國(guó)際水平接軌，甚至可以滿足中國(guó)市場(chǎng)和消費(fèi)者對(duì)數(shù)碼印花產(chǎn)品的個(gè)性化需求。然而在實(shí)際印花市場(chǎng)中，數(shù)碼印花仍處于發(fā)展階段，具有廣闊的市場(chǎng)發(fā)展?jié)摿Α?/p>

2 數(shù)碼印花的優(yōu)勢(shì)

數(shù)碼印花在西方紡織染整行業(yè)已經(jīng)成為主流生產(chǎn)技術(shù)，90%以上的紡織染整企業(yè)已經(jīng)采用數(shù)碼印花技術(shù)進(jìn)行印花打樣，他們普遍認(rèn)為采用智能科技手段印花打樣成本更低、速度更快、印花效果更好。但數(shù)碼印花的機(jī)理與傳統(tǒng)印花完全不同，因此數(shù)碼印花產(chǎn)品與消費(fèi)者之間存在一定的磨合期，生產(chǎn)系統(tǒng)與企業(yè)也需要磨合，這樣數(shù)碼印花技術(shù)的優(yōu)勢(shì)才能得到進(jìn)一步凸顯。

2.1 數(shù)碼印花工藝簡(jiǎn)單

傳統(tǒng)印花工藝工序較復(fù)雜，一般采用專(zhuān)色印花技術(shù)，需要依據(jù)印花圖案展開(kāi)分色、調(diào)色、制版、打樣等工藝流程。受到設(shè)備操作技術(shù)水平和成本等因素的影響，印花的套色數(shù)與網(wǎng)版精度有限，而且傳統(tǒng)印花工藝已經(jīng)較為成熟，印花精度和數(shù)量提升難度較大。與傳統(tǒng)印花工藝相比，數(shù)碼印花工藝流程十分簡(jiǎn)單，只需要操作人員在計(jì)算機(jī)端設(shè)計(jì)和編輯需要的印花圖案，采用分色軟件處理圖案，即可將印花圖案輸入數(shù)碼印花機(jī)進(jìn)行打印。數(shù)碼印花技術(shù)依據(jù)四分色拼色原理，印花時(shí)使用的顏色均由色料三原色和黑色油墨拼疊混合產(chǎn)生，理論上可以組合成上千萬(wàn)種顏色，因此數(shù)碼印花對(duì)圖案的顏色沒(méi)有限制。此外，數(shù)碼印花圖案清晰度得到大幅提升，最高清晰度可達(dá)2 400 dpi，已經(jīng)達(dá)到照片的清晰度級(jí)別［5］。將數(shù)碼印花技術(shù)用于染整工業(yè)可以調(diào)整各種色彩的明暗度和濃淡度，這是傳統(tǒng)印花無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。數(shù)碼印花的快速靈活、圖案細(xì)膩、色彩鮮艷等優(yōu)勢(shì)為現(xiàn)代紡織產(chǎn)品尤其是服裝行業(yè)的設(shè)計(jì)帶來(lái)方便，可以利用智能化技術(shù)和素材給印花設(shè)計(jì)帶來(lái)無(wú)限多的可能。越來(lái)越多的設(shè)計(jì)師將數(shù)碼印花作為時(shí)裝的設(shè)計(jì)元素，改變了印花織物只能作為裝飾物的陳舊觀念。

2.2 數(shù)碼印花周期更短

傳統(tǒng)印花工藝需要制版、制作小樣等，僅制作小樣就需要兩周左右的時(shí)間，在紡織產(chǎn)品需求量增多的時(shí)期，染整企業(yè)無(wú)法滿足客戶(hù)群的要求。此外，廠家需要考慮成本，許多染整企業(yè)無(wú)法完成多花色、小批量訂單。但智能化的數(shù)碼印花技術(shù)滿足了當(dāng)今快速發(fā)展變化的市場(chǎng)需求。數(shù)碼印花能夠快速打樣，提升了紡織行業(yè)對(duì)流行元素的反應(yīng)速度，縮短了反應(yīng)時(shí)間，降低了成本，使企業(yè)在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中處于有利地位［6］?？蛻?hù)從產(chǎn)品質(zhì)量、響應(yīng)速度、生產(chǎn)商的服務(wù)和生產(chǎn)成本等方面對(duì)染整企業(yè)提出了更高的要求，只有快速生產(chǎn)出印花小樣的企業(yè)才能受到客戶(hù)的青睞，拿下訂單［7］。因此，染整企業(yè)要對(duì)客戶(hù)和流行元素作出快速反應(yīng)，縮短生產(chǎn)周期，才能得到長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展。企業(yè)要保持對(duì)流行元素的敏感度，因?yàn)殡S著科技文化的迅速發(fā)展，流行元素的流行周期逐漸縮短，印花色彩、構(gòu)圖的變化越來(lái)越快，對(duì)生產(chǎn)效率的要求越來(lái)越高。與傳統(tǒng)刻板的印花技術(shù)不同，數(shù)碼印花技術(shù)可以根據(jù)設(shè)計(jì)者和客戶(hù)的需求及時(shí)更改印花圖案、花式和顏色等，直到雙方達(dá)成一致意見(jiàn)。因此，數(shù)碼印花工藝具有高靈活度和高效率，能夠滿足設(shè)計(jì)師和客戶(hù)的多重需求。

2.3 數(shù)碼印花綠色環(huán)保

傳統(tǒng)印花工藝在增加服飾美感的同時(shí)，也給自然環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染，主要源于幾個(gè)方面：（1）傳統(tǒng)印花過(guò)程中產(chǎn)生大量的印花廢水，使用大量油墨；（2）傳統(tǒng)印花工藝使用一些污染環(huán)境的添加劑，例如白電油、去污油、印花水等；（3）印花結(jié)束后要清洗設(shè)備及網(wǎng)版，浪費(fèi)大量的水資源，且流行元素更新過(guò)快，舊的網(wǎng)版可能變成廢棄物，不僅浪費(fèi)資源，也對(duì)生態(tài)環(huán)境造成了威脅，不符合綠色可持續(xù)發(fā)展的要求［8］。如今，迅速發(fā)展的數(shù)碼印花技術(shù)屬于綠色染整技術(shù)，不會(huì)產(chǎn)生廢棄的漿料，也不需要水資源，生產(chǎn)環(huán)境噪音較小。色彩深度相同的花型，采用數(shù)碼印花工藝時(shí)染料用量?jī)H為傳統(tǒng)印花工藝的40%，且只有5%的浮色在后處理水洗中會(huì)被除去。數(shù)碼印花的綜合能耗僅為傳統(tǒng)印花的1/3～1/4，產(chǎn)生的污水量?jī)H為傳統(tǒng)印花廢水的1/15～1/25［9］。因此，數(shù)碼印花技術(shù)只有前處理上漿工藝和后整理水洗工藝會(huì)產(chǎn)生部分廢液，整個(gè)過(guò)程產(chǎn)生的廢墨量極少，實(shí)現(xiàn)了無(wú)污染、低能耗的目標(biāo)。

3 數(shù)碼印花技術(shù)的具體應(yīng)用

數(shù)碼印花技術(shù)為傳統(tǒng)紡織染整工藝帶來(lái)了一場(chǎng)技術(shù)革新，順應(yīng)了科學(xué)技術(shù)發(fā)展的潮流，有利于染整行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，推動(dòng)了紡織產(chǎn)品市場(chǎng)由批量生產(chǎn)向快速反應(yīng)、個(gè)性化、時(shí)尚化、定制化轉(zhuǎn)型，為紡織印花產(chǎn)品的高品質(zhì)提供了科學(xué)技術(shù)支撐，在紡織染整行業(yè)中應(yīng)用廣泛。

3.1 熱升華轉(zhuǎn)移印花工藝

熱升華轉(zhuǎn)移印花工藝是指用計(jì)算機(jī)處理圖案，再將圖案打印在數(shù)碼印花專(zhuān)用紙上，通過(guò)熱壓燙畫(huà)機(jī)將特制紙張上的圖案燙壓、轉(zhuǎn)印到尼龍、滌綸或化纖紡織品上。熱升華轉(zhuǎn)移印花工藝中使用的墨水組成染料必須是升華溫度為150～230 ℃的分散染料。在轉(zhuǎn)移印花過(guò)程中要控制壓力、時(shí)間和溫度，使分散染料轉(zhuǎn)印并固著到紡織產(chǎn)品上。染料通過(guò)擴(kuò)散作用從轉(zhuǎn)印紙上轉(zhuǎn)移到織物表面，再逐步擴(kuò)散到織物內(nèi)部，從而實(shí)現(xiàn)印花著色的目的。任懷燕等［10］總結(jié)了熱升華轉(zhuǎn)移印花工藝特制紙的具體用途與熱轉(zhuǎn)移印花的分類(lèi)，重點(diǎn)介紹了熱升華轉(zhuǎn)移印花紙的生產(chǎn)技術(shù)和工藝原理，分析了數(shù)碼熱轉(zhuǎn)移印花工藝應(yīng)用于紡織染整行業(yè)的前景，并提出了開(kāi)發(fā)和提高國(guó)產(chǎn)熱轉(zhuǎn)印專(zhuān)用紙的重要性。邱心怡等［11］利用納米二氧化硅和不同類(lèi)型的聚乙烯醇對(duì)轉(zhuǎn)移印花紙進(jìn)行改性，制備了熱升華專(zhuān)用轉(zhuǎn)移印花紙。結(jié)果表明，不同醇解度的聚乙烯醇對(duì)圖案輪廓清晰度影響不同，醇解度較低的聚乙烯醇制備的轉(zhuǎn)移印花紙得到的圖案輪廓較清晰，而醇解度高的聚乙烯醇制得的轉(zhuǎn)移印花紙會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的滲色現(xiàn)象。在最佳熱升華轉(zhuǎn)移印花條件下，滌綸印花織物圖案轉(zhuǎn)移率高，且耐摩擦色牢度和耐水色牢度為5級(jí)。

3.2 數(shù)碼直噴印花工藝

熱升華直噴工藝要用計(jì)算機(jī)處理需要噴印的圖案，然后用熱升華直噴墨水將圖案直接打印在紡織面料表面，再利用設(shè)備附加烤箱對(duì)印花織物進(jìn)行烘烤，提升圖案的鮮艷度和色牢度。熱升華直噴可以使織物表面的每個(gè)部分噴上墨水，使圖案更加豐滿、細(xì)膩。數(shù)碼直噴主要用于毛毯、網(wǎng)狀鞋材以及針織衫等。針對(duì)數(shù)碼印花滌綸地毯耐摩擦色牢度和色深值較差的問(wèn)題，黃雪紅［12］開(kāi)發(fā)了新型的滌綸地毯數(shù)碼熱升華直噴印花布料，分析了地毯原料的選擇、紡織工藝、印花設(shè)備及工藝流程和參數(shù)，探究了分散染料粒徑和分散劑對(duì)數(shù)碼熱升華直噴墨水的影響。結(jié)果表明，墨水中使用粒徑為125 nm 的分散染料、分散劑NNO 時(shí)，可以有效提升滌綸地毯印花圖案的耐摩擦色牢度和深色效應(yīng)。李志誠(chéng)［13］利用預(yù)處理劑處理白色滌綸針織物，并對(duì)其進(jìn)行數(shù)碼直噴印花，探究了預(yù)處理劑中各成分比例及工藝對(duì)直噴印花滌綸針織物耐水洗色牢度的影響。結(jié)果表明，在最佳工藝條件下直噴印花滌綸針織物的耐水洗色牢度高達(dá)4～5級(jí)。

3.3 活性數(shù)碼印花工藝

活性印花流程非常復(fù)雜，包括上漿打底→烘干→印花→烘干→蒸化→水洗→皂洗→烘干等。活性數(shù)碼印花工藝制造的產(chǎn)品色彩飽和度比較高，印花面料潔凈度高、防塵性能優(yōu)良，且久洗不褪色，主要應(yīng)用于各種棉質(zhì)面料、混紡織物等。李文燕等［14］采用自制數(shù)碼印花墨水進(jìn)行印花，提升了棉織物印花色牢度，并研究了前處理中的上漿工藝、皂洗工藝和蒸化工藝對(duì)印花效果的影響。結(jié)果表明，將海藻酸鈉作為印花糊料可以提高織物的手感，且自制活性印花墨水印制的圖案飽和度更高、圖案輪廓清晰、顏色更深，綜合性能優(yōu)于商品活性印花墨水。郭文登等［15］選擇8 種典型的活性染料墨水，探究了適合真絲數(shù)碼印花的墨水，分析了墨水的吸收光譜特性、電導(dǎo)率、pH、印花織物耐摩擦色牢度等方面的區(qū)別。結(jié)果表明，各種印花墨水pH 處于弱酸性或中性時(shí)能避免活性染料過(guò)度水解，同時(shí)提高活性數(shù)碼印花墨水的穩(wěn)定性，有效地改善了印花織物的色牢度與得色量。

4 結(jié)語(yǔ)

數(shù)碼印花技術(shù)發(fā)展迅速，促進(jìn)了紡織行業(yè)的轉(zhuǎn)型發(fā)展和結(jié)構(gòu)升級(jí)，為生產(chǎn)高附加值、高品質(zhì)的印花紡織產(chǎn)品提供了技術(shù)支撐，順應(yīng)了當(dāng)今時(shí)代智能化、可持續(xù)的發(fā)展趨勢(shì)。隨著數(shù)碼印花工藝成本的降低和生產(chǎn)效率、紡織產(chǎn)品質(zhì)量的提升，數(shù)碼印花技術(shù)將為紡織染整行業(yè)帶來(lái)巨大的技術(shù)革新，進(jìn)一步推動(dòng)企業(yè)生產(chǎn)方式和經(jīng)營(yíng)模式的變革，滿足人們的個(gè)性化需求，促進(jìn)綠色經(jīng)濟(jì)發(fā)展。