数码印花如何起源和发展、如何商业化和工业化,这一篇讲全了!

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本文来源:印染de美

一、数码印花的喷墨方式前言

数码喷墨的工作原理就是对色料(墨水)施加外力,使其通过喷嘴喷墨到织物上形成一个个色点,整个图像是由细小的色点组成,故要求有较高的喷墨墨点密度,这是数码喷墨印花机的一个重要技术指标。不同的织物其分辨率要求也不尽相同,一般分辨率达到180~360dpi时图像已比较清晰,对精细的图像其分辨率为360~720dpi已足够。

分辨率并不是越高越好,因为分辨率提高后对喷嘴的喷墨频率、定位精度的要求就会相应提高。它不仅要求高精度的喷嘴技术和控制技术,还要求有高纯度、高浓度、高牢度、高稳定性的色料(墨水)与之匹配。

喷墨印花的关键部件是喷头,其喷孔口径只有几微米至数十微米。所以对色料中颗粒,要求其平均直径应小于0.5µm,最大不能超过1µm,其喷墨方式可分为连续液流型和按需滴液型两大类。

1按需喷墨

按需喷墨又分为热泡式、压电式和阀门式三种。它们都具有不同的特点,对墨水的要求也各不相同。

目前应用最多、最为成熟的是压电式喷墨打印机。压电式喷头由控制电路板、墨水通道和喷墨板等组成。目前国际市场上主要的制造商有Epson、Brother、Tektronix、xaar、spectra、Trideni和Aprion等公司,各公司生产的喷头具有不同的特点。爱普生(EPson)公司的一种压电式喷头的喷墨板上有很多平行的喷嘴,这些喷嘴的形状很像喇叭口。

按需喷墨原理是喷头中的压电晶体根据输入的电信号膨胀,挤压“空穴”中的墨水使墨滴从喷嘴中喷出,在织物上形成图案。电压信号消失后,压电晶体恢复到原来的正常尺寸,墨水依靠毛细管作用被重新充满“空穴”。压电式喷头的作用频率约14000次/s,即它每秒钟可以喷出14000个墨滴,每个墨滴的体积可达150pL(1pieo liters=lx10-12liters)。

气泡式按需喷墨(bubbleinkjet)装置能够根据输入的电信号瞬间将一个电阻加热到高温(约350℃)状态,导致墨水汽化形成气泡,使墨滴从喷嘴中喷出,在织物上形成图案。电信号撤销后,气泡冷却消失,墨室重新被充满。热气泡式喷头的作用频率约10000次/s,即每秒钟可以喷出10000个墨滴,每个墨滴的体积约为150~200pL,比压电式喷墨方式喷出的墨滴体积稍大。因此,气泡式按需喷墨印花机的分辨率较压电式的低,但高于连续式喷墨印花机。气泡式按需喷墨的优点是喷头的制造成本低,但其使用寿命短、可靠性差。热气泡式印花机的生产商有ENCAD、Canon等,印花速度可以达到100m2/h。

其他的按需喷墨的方式还有电磁阀式按需喷墨(solenoid valve inkjet),这种喷墨方式是利用电磁阀控制墨水在空气流中流动,由气流将墨滴喷射在基质上形成图案。另一种将来可能会得到应用的是静电式按需喷墨(electrostatic inkjet)。这种喷墨技术采用导电墨水,当墨水通过喷嘴和阀电极之间的电场时,电压使墨滴从喷嘴处喷出并向阀电极运动,然后在靠近阀电极前面的基质上形成图案。

2连续式喷墨

连续喷墨印花系统根据其作用的方式的不同又分为偏转阀式连续喷墨、两位连续喷墨和多位连续喷墨。

在偏转阀式连续喷墨这种喷墨系统中,连续的墨滴流是由直径为10-100μm的喷嘴喷出的,产生的墨滴流用一个空气阀使之有选择地喷射到基质上形成印花图案。1975年,美国Milliken公司应用这种喷墨印花方式在地毯行业。

两位连续喷墨系统,在泵的作用下,储墨器中的印花墨水根据输入的电信号,以墨滴的形式从喷头中连续喷出,经过静电场后,使墨滴有选择地带上电荷,这些带电荷的墨滴在高压偏转电极板的作用下发生偏转,被收集后返回储墨器重新使用,未带电荷的墨滴直接喷射在织物上形成图案;

多位连续喷墨是使墨滴带不同的电荷,当这些墨滴通过偏转电极板的时候,可以发生不同的偏转,从而在基质的多个位置上形成图案。

二、数码喷墨印花墨水简述1数码印花墨水的要求

数码喷墨印花的关键是墨水,用于喷墨印花的墨水须符合一定的物理和化学标准,具有特定的性能,才能形成最佳液滴,适合特定的喷墨印花系统,得到优良的图像和色泽鲜艳度。墨水的性能不仅决定了印花产品的效果,也决定了喷嘴喷出液滴的形状特征和印花系统的稳定性。

活性染料喷墨印花墨水的基本性能要求如下:

1 表面张力

表面张力对墨滴形成和印制质量的影响极为明显。

由喷墨试验时喷嘴周围有无溢出物、液滴断裂长度、稳定性、液滴速度和是否呈直线运行等的观察,可以评价液滴形成的优劣,所有这些均受表面张力和粘度的影响。

太高的表面张力使喷嘴表面不易被润湿,墨水不易形成小的微滴,并可能出现较长的断裂长度,或断裂成“拖尾巴”状微滴,而喷嘴周围的墨水集结会影响微细液滴的线性运行和印花效果的重现性。

如果表面张力太低,会导致微滴不稳定,甚至形成“卫星状”,生成溅射点。一般要求喷墨打印的墨水的表面张力要低于打印的基物,墨滴与承印底物的接触角大于140度才会得到清晰的图案。

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