青島英杰泰化學(xué)科技有限公司 楊光

?

數(shù)碼熱轉(zhuǎn)移印花中的前后色差問題探討

青島英杰泰化學(xué)科技有限公司 楊光

近年來，隨著市場需求的變化和引導(dǎo)、相關(guān)技術(shù)快速迭代以及國家和地方環(huán)保政策的大力推動，我國的數(shù)碼印花行業(yè)實現(xiàn)了飛速發(fā)展，目前單就產(chǎn)能產(chǎn)量而言已居世界第一。其中滌綸數(shù)碼熱轉(zhuǎn)移印花占據(jù)了50%以上的份額，是市場主流，但就產(chǎn)品結(jié)構(gòu)而言依舊是以中低檔產(chǎn)品為主，印花品質(zhì)和技術(shù)水平尚有較大提升空間。

數(shù)碼印花的原理、工藝、生產(chǎn)模式等與傳統(tǒng)印花存在重大區(qū)別，很多傳統(tǒng)印花生產(chǎn)中的局限性以及品質(zhì)風(fēng)險等在數(shù)碼印花中都不再是需要特別關(guān)注的問題，譬如花回、套色等，這無疑是數(shù)碼印花的巨大優(yōu)勢，關(guān)于這方面內(nèi)容已經(jīng)有相當(dāng)多的優(yōu)秀文章詳盡分析，本文便不再贅述。凡事總有兩面性，新技術(shù)帶來新優(yōu)勢的同時也會帶來新的問題，由于數(shù)碼印花的革新性，也使得一些在傳統(tǒng)印花中本不存在或并非難題的問題暴露出來，成為數(shù)碼印花中較為突出的局限和品質(zhì)風(fēng)險，這在一定程度上制約了數(shù)碼印花技術(shù)的推廣和應(yīng)用。近年來隨著數(shù)碼印花行業(yè)的蓬勃發(fā)展，下游紡織服裝企業(yè)等客戶對印花品質(zhì)的要求也在逐漸提高。如果能做到既揚長也能避短，數(shù)碼印花將會贏得更大發(fā)展空間。

本文作者 楊光

色差的問題在數(shù)碼印花生產(chǎn)中較為突出。傳統(tǒng)印花由于多采用預(yù)調(diào)專色色漿和過量施色，其色彩重現(xiàn)性不易被印花設(shè)備等外在因素影響，解決色差問題相對比較容易。而數(shù)碼印花多采用原色墨水即時配色和按需施色，要實現(xiàn)良好的色彩一致性就困難得多。大部分品質(zhì)意識領(lǐng)先的印花廠都有很好的色彩管理、統(tǒng)一的印花設(shè)備和高標(biāo)準(zhǔn)的工藝管理，并盡可能不頻繁更換印花耗材型號。但是，即使是同樣的耗材，同樣的布料，在同一套打印和固色設(shè)備上有時也會出現(xiàn)色差，這就是前后色差。不同類型的數(shù)碼印花產(chǎn)生前后色差的情況是不同的，因篇幅限制，本文希望單就數(shù)碼熱轉(zhuǎn)移印花中的前后色差問題進行探討，不足之處敬請指正。

前后色差問題是影響數(shù)碼熱轉(zhuǎn)移印花成品品質(zhì)的重要因素之一，往往表現(xiàn)為以下情況：

·轉(zhuǎn)印后頭尾顏色存在差異，色差呈從前至后逐漸變化的趨勢；

·轉(zhuǎn)印后整匹布顏色不均勻，隨機出現(xiàn)局部色差；

·晝夜及前后天打印或轉(zhuǎn)印的成品存在色差；

·碎花型不易出現(xiàn)色差，滿底色尤其是灰、棕、米色等敏感色前后色差較為明顯，如圖1；

圖1　敏感色前后色差明顯

試圖分析這些前后色差產(chǎn)生的原因并希望找到解決和控制的方法，就不得不從數(shù)碼熱轉(zhuǎn)移印花生產(chǎn)的工藝過程入手，找出與之相關(guān)的因素。數(shù)碼印花雖然是全新的生產(chǎn)工藝，但究其最核心的印花固色過程本身，依然是包含于傳統(tǒng)印染理論概念之中，是染料與纖維的結(jié)合問題。

常見的數(shù)碼熱轉(zhuǎn)移印花生產(chǎn)簡要過程如如圖2。

圖2　常見的數(shù)碼熱轉(zhuǎn)移印花生產(chǎn)過程

整體熱轉(zhuǎn)移數(shù)碼印花生產(chǎn)過程涉及三個主要步驟，其中圖像處理步驟決定了數(shù)據(jù)圖像中的色彩到實際印制色彩的解釋轉(zhuǎn)換，并決定了打印模式、拼色構(gòu)成、墨點分布和應(yīng)用墨量的標(biāo)準(zhǔn)值。其作用十分重要，但在連續(xù)生產(chǎn)中這些內(nèi)容和指令都是在輸出前確定的，在打印過程中基本屬于恒定因素，因此對于我們要討論的前后色差問題影響不大。重點在于后兩個步驟。

在轉(zhuǎn)印紙打印步驟中，打印機根據(jù)接收到的指令在噴頭運動過程中于合適的時間點將各色墨水以合適的墨滴噴射到轉(zhuǎn)印紙上組成需要的圖案，墨水中的水分一部分揮發(fā)到空氣中，一部分滲透進入轉(zhuǎn)印紙內(nèi)部，而墨水中的染料大部分存留于轉(zhuǎn)印紙表層即轉(zhuǎn)印涂層上，如圖3，待打印圖案干燥不沾色后進行收卷。

在布料轉(zhuǎn)印步驟中，噴好圖案的轉(zhuǎn)印紙與坯布對向貼和在一起進入轉(zhuǎn)印機，在毯布包裹下緊貼在高溫發(fā)熱輥上。發(fā)熱輥的高溫一方面使得紙上的分散染料升華為氣態(tài)，同時使得布料的滌綸纖維分子間活動加劇，分子間隙擴大。此時氣態(tài)的分散染料分子紛紛經(jīng)由滌綸纖維分子間隙遷移進入纖維內(nèi)部，如圖4。隨著轉(zhuǎn)印機的連續(xù)運轉(zhuǎn)，布料離開發(fā)熱輥后溫度逐漸下降，滌綸纖維的分子間隙減小，從而將遷入的染料分子鎖在纖維內(nèi)部，熱轉(zhuǎn)移印花就完成了。

探討了數(shù)碼轉(zhuǎn)移印花的過程，我們不妨以成品為出發(fā)點由后向前推導(dǎo)，梳理并找出所有可能影響成品前后色差的潛在因素。以印染理論的角度來解讀，所謂數(shù)碼熱轉(zhuǎn)移印花前后色差的問題，實質(zhì)上就是在印花過程中同一目標(biāo)色彩區(qū)域中的滌綸纖維中實際遷進了多少分散染料的問題。我們以此入手逐步分析其影響因素和相關(guān)性，并用分層分析法繪制成示意圖，如圖5。

圖3

圖4

有了各個因素間的相關(guān)性，就不難找出解決前后色差問題的方向：

1．選擇品質(zhì)優(yōu)秀的墨水

墨水作為數(shù)碼印花生產(chǎn)的核心耗材和主要成本一直以來廣受關(guān)注。數(shù)碼熱轉(zhuǎn)移印花一般使用水性分散染料墨水，其墨水本身是染料、調(diào)節(jié)劑和水的混合物。由于分散染料不溶于水，在墨水中以懸浮顆粒形式存在，染料顆粒的粒度大小和分布情況對墨水均勻度的影響巨大，所使用的染料需要特殊篩選和制備。

品質(zhì)優(yōu)秀的墨水應(yīng)具有廣泛的色域、良好的打印流暢性、優(yōu)秀的牢度和環(huán)保性能，但就不易出現(xiàn)前后色差問題的分散墨水而言還應(yīng)具備以下性能：

·墨水均勻度好，每滴墨水中包含的染料量和染料顆粒大小盡可能一致，在與轉(zhuǎn)印紙結(jié)合并吸收干燥的過程中盡可能更多存留于涂層表面，且存留于涂層表面的染料與隨水分滲入原紙的染料比例基本恒定；

圖5　影響數(shù)碼熱轉(zhuǎn)移印花前后色差問題相關(guān)因素示意圖

·擁有良好的儲存穩(wěn)定性，較長時間靜置不易產(chǎn)生沉降分層；

·具有與適配打印頭工作要求高度契合的物理性能，使得打印過程中的墨滴尺寸可控可重現(xiàn)，從而實現(xiàn)連續(xù)打印過程前后重復(fù)圖案中實際施用的染料量保持一致。

以上除最后一點主要取決于調(diào)節(jié)劑調(diào)整墨水物理狀態(tài)參數(shù)外，前兩點都主要依靠高標(biāo)準(zhǔn)的染料制備來實現(xiàn)。英杰泰作為業(yè)內(nèi)僅有具備自有染料工廠的墨水企業(yè)，擁有數(shù)碼印花墨水的完整制造和品控鏈條，從染料合成制造的源頭就開始逐步控制實現(xiàn)最終的墨水設(shè)計目標(biāo)，較好的解決了市場上因分散墨水品質(zhì)不良造成的前后色差問題，處于行業(yè)領(lǐng)先水平。依托20余年的高端染料生產(chǎn)資歷，英杰泰對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過12色，并可涵蓋Epson、Kyocera、Dimatix等眾多主流噴頭應(yīng)用需求。

2．選擇合適的轉(zhuǎn)印紙

轉(zhuǎn)印紙在數(shù)碼熱轉(zhuǎn)移印花生產(chǎn)中主要角色是承載并吸收墨水，因此轉(zhuǎn)印紙本身的均勻度對前后色差影響較大。在墨水干燥過程中部分水分會滲入轉(zhuǎn)印紙，并攜帶少量染料顆粒滲入原紙內(nèi)部，這部分染料在升華轉(zhuǎn)印過程中很難被釋放出來，最終會被殘留在轉(zhuǎn)印紙上。染料粒度控制良好的墨水與均勻的轉(zhuǎn)印紙搭配使用，可使得存留表層與滲入內(nèi)部的染料比例基本穩(wěn)定。如轉(zhuǎn)印紙本身不均勻，將會在連續(xù)生產(chǎn)中造成同一色彩目標(biāo)區(qū)域色塊紙張表面存留染料量的不穩(wěn)定，影響染料轉(zhuǎn)印時的遷移量，形成色差。

在實際生產(chǎn)中，轉(zhuǎn)印紙的回潮控制也是較易被忽視的方面。連續(xù)打印過程中，轉(zhuǎn)印紙吸收了大量來自墨水的水分，由于印花圖案多數(shù)是不均勻的，紙上不同部位的吸水量區(qū)別較大。此外，在連續(xù)打印連續(xù)收卷過程中，紙頭和紙尾部分的含水量也會不同。轉(zhuǎn)印紙含水量的過度不平均會在轉(zhuǎn)印過程中影響升溫速率，繼而影響染料遷移效果，出現(xiàn)色差。較為理想的做法是，打印完成后將轉(zhuǎn)印紙收卷并以塑料袋密封，橫置于恒溫恒濕庫房中6小時以上，待紙卷內(nèi)部充分回潮達到含水量均衡后再上轉(zhuǎn)印機轉(zhuǎn)印。

3．確保生產(chǎn)環(huán)境的穩(wěn)定

生產(chǎn)環(huán)境的穩(wěn)定是對于高品質(zhì)數(shù)碼印花生產(chǎn)加工的重要條件，對數(shù)碼熱轉(zhuǎn)移印花的前后色差問題也是如此。濕度不穩(wěn)定會直接造成轉(zhuǎn)印紙含水量不平均，影響轉(zhuǎn)印效果。而溫度不穩(wěn)定則直接影響墨滴噴射形態(tài)和墨滴量，因為墨水的物理狀態(tài)參數(shù)往往會隨溫度變化而改變。當(dāng)溫度差異較大時，即使噴頭每次執(zhí)行的是完全一樣的發(fā)射信號也無法保證噴出的墨滴是一致的，即染料施用量不再穩(wěn)定，最終造成色差。

4．其他方面

打印和轉(zhuǎn)印設(shè)備的工作狀態(tài)應(yīng)保持穩(wěn)定。打印機信號失穩(wěn)或噴頭老化等也會影響墨滴噴射形態(tài)和墨滴量，影響染料施用量。而轉(zhuǎn)印機溫控不靈敏、車速不穩(wěn)、發(fā)熱輥溫度不均勻等問題會造成轉(zhuǎn)印的溫度、時間條件不穩(wěn)定，影響染料升華上染的過程，這些設(shè)備問題最終都會影響色彩重現(xiàn)性，造成前后色差。

坯布的質(zhì)量也是值得關(guān)注的方面，坯布上殘留的油漬、污漬等，增白布增白不勻的，在高溫轉(zhuǎn)印后往往也會呈現(xiàn)類似前后色差的問題，但比較少見。

青島英杰泰化學(xué)科技有限公司成立于2014年，主要生產(chǎn)紡織數(shù)碼印花墨水、助劑，并致力于為客戶提供完整的數(shù)碼印花應(yīng)用解決方案。研發(fā)中心位于紡印名城山東青島，研發(fā)團隊成員均來自歐美高端染化料、印染、紡織、精細(xì)化工行業(yè)，在染色印花生產(chǎn)及應(yīng)用方面擁有豐富的技術(shù)經(jīng)驗。生產(chǎn)的數(shù)碼印花墨水產(chǎn)品包括分散墨水、活性墨水、酸性墨水等，涵蓋滌、棉、錦、毛、絲等多種主流紡織纖維的數(shù)碼印花應(yīng)用，并針對行業(yè)主流廠商的各種壓電式噴頭均有相適應(yīng)的墨水產(chǎn)品和應(yīng)用方案。

作者介紹：楊光，1982年生，畢業(yè)于青島大學(xué)，現(xiàn)任青島英杰泰化學(xué)科技有限公司董事副總經(jīng)理。