錦氨織物數碼印花品質問題成因分析及對策探討

歐曉紅,陳曉玲

(湖南工程學院 紡織服裝學院,湖南 湘潭411201)

數碼印花又被稱為“萬能的印花術”。中國作為紡織大國,數碼印花技術的出現和成功應用無疑帶來了紡織業中的一次重大技術革命,它具有里程碑式的意義[1],數碼印花帶來的經濟和社會效益將對印染大國中國乃至全球都會產生深遠的影響。數碼印花應用非常廣,如應用于紡織服裝、家居裝飾、個性化禮品、流行文化周邊產品及廣告標牌等。如今,數碼印花技術隨著計算機技術發展而逐漸形成為一種集機械、計算機電子信息技術為一體的高新技術產品,隨著計算機技術及機械制造技術的發展,帶來數碼噴射印花技術的高速發展。其次,服裝流行周期越來越短,花型變化越來越快,生產要求越來越高,訂貨批量越來越小[2],無版、無壓力、色域廣、精度高的數碼印花更符合小批量、多品種、個性化、生態型的市場需求。隨著環保法規的完善,執行力度的加大,企業的環保壓力增大,數碼印花實現幾乎零污染零排放,為各印花企業減少了環保壓力?？傊?數碼印花因低成本、小批量、生產靈活、周期短、生態環保等優勢而受到市場的青睞。

1 數碼印花工藝

數碼印花系統是由活性數碼印花、酸性數碼印花、涂料數碼印花、分散熱轉印和分散直噴數碼印花五類工藝組成。廣泛用于數碼印花的噴墨墨水主要分為酸性墨水、活性墨水和分散墨水。

錦氨織物數碼印花通常采用酸性染料墨水,其既有色譜齊全、色域廣的優點,又兼具數碼印花小批量、靈活性、周期短、低成本、環保節能的長處,因此,受到國內外內衣及泳衣設計制造企業的廣泛認可。一般來說,數碼印花的牢度良好,其品質問題主要集中在印花顏色及定位印花尺寸上。據某數碼印花公司的客戶投訴統計數據顯示：約有七成以上的投訴集中在印花顏色上,兩成集中在花型尺寸上。通過梳理錦氨織物數碼印花的整個工藝流程,分析這些品質問題的形成原因及探討改善對策。

1.1 直噴數碼印花工作原理

數碼印花按工藝方法可分為直噴數碼印花(也叫噴墨、涂料數碼印花)、冷轉印數碼印花、熱轉印數碼印花。直噴數碼印花工作原理與噴墨打印機基本相同[3],用數碼技術進行印花。在數碼印花技術中,通過輸入計算機的圖像(包括CAD設計、掃描和數碼相機拍攝的圖像),加以數字化處理以后,對注入墨水的噴頭施加壓力,使墨水從噴頭噴射出來,通過計算機控制噴頭運行方向,直接在織物表面形成圖像。

1.2 錦氨織物數碼印花的工藝流程

(1)圖像處理。掃描圖稿、布樣等,提取印花圖案,進行編輯處理、分色、描稿,這一階段主要對花型精度有一定影響。

(2)調色。根據獲取的經過處理的圖案顏色調制配方,決定了顏色的精準度及整體效果,對印花顏色有很大影響。

(3)上漿。按比例調制好漿料,將印花底坯進行過漿料整理,主要用于清理布面雜質,是一道很重要的前定工序,可改善織物對墨水的吸收能力,提高織物平整度以便導入打印機臺,漿料的應用同時也可防止墨水對織物的滲透程度。

(4)打印。將預先處理好的印花圖案輸入計算機系統,將前定處理過的織物半成品導入機臺,機臺在計算機程序的控制下在織物半成品表面噴印出印花圖案。

(5)蒸化水洗。將打印好的印花織物放入恒定壓力與溫度的蒸箱,進行高溫蒸化,蒸化對發色影響最大,水洗則是將蒸化出缸的布用一定比例的助劑進行水洗,通過水洗除去雜質(如漿料及墨水浮粒等)、固色及改善手感。

(6)后定后檢。將水洗過的印花織物烘干,并對花型尺寸及布面進行整理校驗。這一階段是最后的把關,但對已經成為成品的顏色已不可改變。

(7)合格成品包裝入庫(如圖1)。

圖1 數碼印花工藝流程圖

2 錦氨織物數碼印花常見的品質問題

數碼印花的工藝流程相對比較簡單,但由于我國數碼印花技術起步晚,其生產技術的規范及工藝流程的管理還存在一些不足,從而導致一些品質問題,主要集中在印花顏色及印花版型尺寸上。

2.1 顏色問題

(1)色差(如圖2)：即指顏色穩定性問題,批板與大貨之間,不同批次大貨之間色光、飽和度等方面的差異。

(2)滲色(如圖3)：滲色是由于噴頭在噴射墨水過程中,墨水會隨著織物紋路滲透到其他色位造成花型的變化。如條子布出現滲色問題就容易使花型線條呈顆粒狀滲出,會導致印花線條不夠細膩而影響其美觀性。

(3)沾色(如圖4)：沾色則是由于水洗固色不夠造成浮色漂移或深色轉移,沾到淺色印花部分形成臟污的品質問題。

(4)麻點(如圖5)：通常表現在印花粉色、灰色部分,印花上色不勻呈現顆粒狀底坯露白等品質問題。

(5)Pass痕(如圖6)：布面呈現條痕狀噴頭運行的軌跡,表現為深淺間色,深色滿底印花成為明顯。

圖2 印花色差

圖3 滲色

圖4 沾色

2.2 版型問題

數碼印花版型在出稿、打印或蒸洗等加工過程中圖像處理失誤或人為操作不當,導致匹裝花的花型回位尺寸錯誤或定位印花中尺寸出現偏差等問題。

3 數碼印花品質問題的成因分析

圖5 麻點

圖6 印花Pass痕

3.1 顏色品質問題

隨著計算機技術的發展和染料墨水工藝進步,數碼印花部分技術難題會被逐步解決。根據錦氨面料數碼印花工藝流程不同階段,分析數碼印花品質問題成因。

(1)印前預處理。數碼印花在打印以前需經過分色,調色、底坯預處理等工序。分色及調色技術人員的專業水平,以及底坯品質、來源及預處理配方等因素會導致印花色差及印花線條細膩和圖案生動的程度。

(2)印中階段。錦氨織物數碼印花在蒸化以前對環境相當敏感,除了溫度濕度等的變化,以及打印機臺及噴頭工作狀態,數碼印花墨水品質及標準等均會導致數碼印花的品質問題。如滲色一般與打印機臺噴頭狀態有關,噴頭噴墨不流暢及定位不準易造成滲色及Pass痕問題。數碼印花是CMYK W混色印花,所有顏色都由這五色墨水混合而成,墨水品質差異,各供應商墨水標準不統一,沒有行業通行顏色標準,導致顏色指標混亂,穩定性差[4],極易出現印花色差問題。如墨水噴頭堵塞,以及麻點問題,粉紅等紅色系淺色以大紅墨水調制,國產大紅色墨水顆粒偏大,是導致麻點的主要原因。

(3)后處理。錦氨織物數碼印花完成打印后要固色處理,進行蒸化洗水等。其中打印后織物保存環境、蒸箱溫度及時間等,洗水溫度、固色劑比例等的差異均會導致色差。部分染料如青色,軍綠色、橙色、寶藍等極為敏感,極易產生色差。

3.2 版型問題

印花版型問題產生的原因主要在幾方面：一是,由于各企業所用的設計軟件不盡相同,不同設計軟件之間轉換會產生一定的尺寸偏差,這給數碼印花特別是定位印花的尺寸控制帶來一些不便;其次,由于不同織物都具有一定縮率,在數碼印花高溫蒸洗過程中會縮水,不同布種及同一布種不同批次坯布或者同一批次的坯布在不同環境下縮水率都會不同,有時很難得到準確預估,織物的縮率為數碼印花尺寸控制增加了困難。在洗水及定型烘干過程中人為操作不當,過分拉伸或拉伸力度不均等也會造成印花位置偏移。

4 錦氨織物數碼印花品質問題的解決對策

錦氨織物印花工藝主要分為印前處理、印中處理及后整處理。其中印前處理又分為上漿、處理圖稿、分色、調色;印中主要是噴墨打印階段;后整處理又分為蒸化水洗、定型包裝,對印花顏色有重大影響的都在印前漿底、印中調色及打印設備工作狀態及后整蒸化發色洗水。只有做好這些環節的控制,才能改善印花品質問題。

4.1 印前控制

4.1.1 印花底坯

數碼印花是在白的底坯上進行噴墨打印的,而印花白底坯也可能會存在色差、顏色不同,即使配方不變,發色穩定也會影響印花顏色效果。如底坯偏黃或偏藍都會影響印花色光,特別是對淺色底印花影響相對更為明顯。因此,同一批大貨盡量保證底坯色光一致是印花顏色穩定的前提。

底坯的織物結構及品質會影響織物對墨水的吸收程度、對色光的反射程度、及蒸化階段發色等。不同批次生產的印花坯布品質可能會有差異,頻繁更換坯布供應商會導致印花顏色偏差難以控制。所以,選擇一家品質良好、規格穩定的坯布供應商也有利于預估織物縮率進而保證數碼印花尺寸穩定性。

4.1.2 漿料

直噴數碼印花經過上漿處理,可防止墨水在織物表面發生滲化,能獲得更清晰的圖案并且促進染料與纖維的反應,展現更好的印花效果。在紡織半成品導入機臺前需對其布面進行增強親水性、墨水吸收性及增加黏稠度的整理。漿料成分主要由糊粉或優彩素、尿素、硫酸氨及水按一定比例調制而成,尿素為常用的吸濕劑,隨著其比例的增加,會提升織物的著色效果,但同時會降低印花的精細度。當錦氨織物尿素比例超過5%時,墨水顏色會很容易滲透,一般薄型織物尿素比例會控制在3%～5%之間,厚型織物尿素比例控制在5%～8%,能夠達到顏色滲透與印花精細度的最佳平衡狀態[5]。

4.1.3 描稿與調色

描稿對于保證印花花型精準度有著至關重要的作用,如印花版型及尺寸問題。熟練的描稿人員在考慮到不同設計軟件錄入與輸出偏差的情況下會主動進行手工校驗,如向客戶索要統一格式的電子排版圖及實體紙樣,分別測量及進行相互比對,校驗尺寸進而控制軟件讀圖所產生的誤差。

調色是保持顏色一致性最有技術含量的環節。首先,為了達到顏色的精準程度,需要根據坯布種類、墨水、打印模式分別制定ICC曲特征線,如經編與緯編布種對墨水的吸收程度不同,需通過不同顏色曲線分別表現出來。其次,受底坯、墨水及機械設備的影響,調色技術人員必須根據大貨所用的底坯及大貨生產環境對織物印花作出調試,其調色的精準度會直接影響后期印花品質。調色一般由技術人員掌控,一般情況下,調色師傅會在大貨或碼樣開產前進行試色,會對相應配方作適當調整,直到色差在可接受范圍以內。在此過程中需不斷調整各種墨水的配比,進行蒸化、試洗對色。調色師傅對顏色的把控水平,對機器設備的熟悉程度會直接影響到調色效果。調色技術人員的穩定性也是保證印花色彩一致性的關鍵,每個調色技術員都有自己的顏色密碼,一旦主要技術人員變動會引起印花顏色變動,對顏色品質造成無法預估的影響,因此,需盡量保持調色技術人員的穩定。

4.1.4 機臺設備調試

錦氨織物印花坯布上漿溫度一般設定在160℃左右,速度為30～40 m/min,速度過慢坯布易黃變,停留烘干機器內時間越長,容易形成風眼等品質問題,過快的話上漿不充分也會影響打印墨水上色效果。

4.2 印中控制

4.2.1 打印車間無差別環境

打印車間濕度對印花顏色影響相當大,當數碼印花環境內濕度偏高時,印花將會更加鮮艷,濕度過高時,噴印后的花型易產生印花滲色及墨水滲化現象,反之則偏暗。因此,務必要保持打印車間條件恒定,需封閉式,恒溫恒濕環境。為保持最佳狀態,經反復試驗,建議溫度應保持在攝氏25℃,濕度維持在65%左右。

4.2.2 打印設備工作狀態

機械設備供應商會提供配套的圖像輸入、輸出系統,還會供應匹配的墨水,相關技術人員、機臺操作人員要對機臺設備性能很熟悉。合理安排適合的機臺生產對應的花型或顏色,一般顏色一經批核,不再換機臺,如需更換機臺,坯布供應商及墨水等都需先行試色。另需定期檢查設備,確保各項指標(溫度、壓力、速度等)相互匹配,達到其最佳工作狀態,保持壓力值恒定及噴頭通暢,噴頭壓力在一般在-7 Pa左右。

打印機臺工作狀態對印花顏色也會有影響,當溫度升高時,墨水黏度會增加,導致打印噴頭出墨量不足從而會造成印花色會越來越淺。特別對于深色滿底印花,底色會產生明顯偏差。另在高溫狀態下染料顆粒從墨水中分離易造成飛粉沾色,緯編布尤其明顯,此問題可以通過加裝導帶隔離飛粉以改善沾色。Pass痕也被稱為停機痕,保持打印機臺工作參數穩定特別是電源電壓供應穩定及噴頭出墨量均勻,可有效改善Pass痕問題或降低其發生概率。因此,需對打印設備進行科學排產,經常檢查打印設備工作狀態,便于及時預估及控制打印過程中出現的印花品質問題。

4.2.3 墨水

噴墨墨水的黏度、表面張力、分子粒徑(最好在1 μm以內)、p H值、導電率等都會對印花顏色產生一定影響。黏度即液體流動的阻力,關系到印花顏色的精準度,表面張力則關系到能否形成液滴,一般來說,應該選用低黏度、高表面張力的噴墨墨水,以保證好的流動性能和液滴形態,確保印花顏色均勻、圖案流暢。如某企業嘗試將顆粒大的國產大紅色墨水更改為顆粒較細的淺紅色墨水再匹配相應的曲線,解決了印花麻點問題。

4.2.4 打印機臺作業人員素質

作業人員是企業生產環節的主力軍,作業人員的整體素質對印花品質有著至關重要的影響。一個熟練的作業人員可以對印花過程中的問題進行預判,對調色人員的失誤進行及時糾正,避免失誤流通到下一環節,造成資源浪費。如調色人員輸錯曲線,對于一個作業熟練受過訓練的操作人員,可及時發現問題從而避免印花顏色出現偏差,熟練的作業人員通常會對機臺設備各項性能比較了解,能夠在生產過程中對設備的工作狀態進行實時評估,及時止損及提升產能。因此,數碼企業需提高作業人員的專業素質及數字化操控的能力進而改善印花成品品質[6]。

4.3 后整處理

4.3.1 蒸化條件

蒸化階段對印花顏色發色有著至關重要的影響,保持蒸化條件恒定是保證發色程度一致的重要前提。某錦氨面料數碼印花企業經反復調試、校準,蒸箱溫度在114～116℃之間,壓力恒定在1.5 Pa左右,時間在30～40 min內可使印花布面發色效果達到最佳狀態。另外還需定期清理蒸箱,調試蒸箱環境確保蒸化條件一致。

4.3.2 水洗工藝

打印及高溫蒸化后的錦氨織物需要進行進一步整理,去除織物表面浮色并作固色處理。需將印花織物置于適當溫度的水中加入助劑進行水洗,根據需要調整比例。某數碼印花企業經多次實驗,最終得出錦氨織物純堿及皂洗劑比例以及相對穩定洗水條件：純堿：2 g/L;皂洗劑：1 g/L;浴比：1∶20;溫度：40℃。

4.4 建立規范的印花色彩評價標準

控制印花品質首先需要建立評價系統,對于印花特別是新興的數碼印花而言,由于印花本身顏色豐富、層次復雜,各印花顏色會相互影響,評價起來有一定的難度,行業內目前還無法對印花色差值作出有效的量化評估。可基于凈色布染色評價標準,建立數碼印花顏色評價標準,這其中最核心的部分即是色彩匹配模塊,通過色彩匹配程序來解釋設備特性信息,實現各設備顏色色彩信息在設備與CIE Lab色空間之間進行轉換[7],即可通過程序對各階段印花半成品顏色數據值進行控制,進而保障成品印花顏色。

為了適應工業標準化趨勢,印染企業要對工藝流程進行標準化管理,印染工藝企業標準包括印染原材料標準、印染設備標準、印染生產工藝標準、產品及檢驗標準等[8],統籌好這四項標準,對各項標準涉及指標進行統一,以便于生產工藝進行標準化作業。由于所有環節只有到水洗出缸后才能真正看到印花成品顏色,在流程的前段很難查驗到印花偏差程度,而一旦成品之后,印花顏色已無法改善。因此,必須合理規范操作流程,對各項工藝數據進行歸納分析,提高對各個環節質量把控能力,引進有效的生產管理系統進行中段質量監控,如在蒸化前進行中期檢查,并對印花成品質量進行實時預估。

5 結語

通過建立系統數據,進行標準化操作,為印花加工過程中的各環節把好關,才能最大程度控制印花品質問題。數碼印花是科技與藝術的結合,以其豐富的顏色、高精度的印花花型、低廉的開發成本、靈活的生產周期受到設計師們的追捧,它正在迅速搶占傳統印花工藝市場份額。隨著計算機技術的不斷發展進步,機械制造精度提升,大批技術人員的成長,管理上更加成熟,數碼印花的應用除了紡織領域外,還將被越來越廣泛應用于其他領域,市場前景將會越來越好。