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织物数码印花中若干问题的探讨(上)

2006/9/26/15:34

    【慧聪网丝印特印行业频道】一、概述

    六年前,浙江宏华电脑技术公司已开始生产用于织物的活性染料6色数码印花机,上海华纶印染公司曾用它生产了几百套花样。工艺采用棉布练漂丝光→轧碱(纯碱2%+尿素10%+海藻胶+防染盐S适量)→烘干→活性染料墨水喷墨印花→汽蒸(102℃,8分钟)→水洗→皂洗,印花效果与色牢度基本满足要求。

    当时,用水溶性染料作着色剂,印花织物的色牢度较易达到指标要求。棉、涤、真丝、羊毛、尼龙、腈纶都可以选用相应的染料作墨水。但由于色浓度、上染率、固色率不匹配等原因,混色的色相和浓淡很难完全符样,这在活性、分散、酸性染料喷墨印花中普遍存在。而涂料印花当时存在的问题是:深色欠浓,浅色欠艳,印制清晰度较差,易堵塞喷嘴。

    五年来,织物数码印花技术有了较大发展,但要进行规模生产,若干技术尚需进一步完善。现从获取的信息中归纳,分析,探讨以下几个问题,供大家参考指正。

    二、关于数码印花手段

    数码印花包括‘读’和‘写’二个内容:第一次‘读写’是数码摄像机或扫描机,读取光辐射信号,分解为XYZ三刺激值,调制成数码写入RAM存储器。第二次‘读写’是计算机读取RAM中的数码信息,通过打印机,复制出原样。二次读写都有发生误差的因素:前者把光调制为数码,因入射光和照度不同,所摄图象在色相和明暗度方面可以有各种不同;后者把数码用颜料还原成色相,由于‘三元基本色’不标准,浓度不匹配而出现色相差异。

    从理论上讲,红、黄、蓝三元色色光相混,可以得到‘白色’,红、黄、蓝三元色颜料相混可以得到‘黑’色。光的颜色属于加成混合,红、黄、蓝,加白光可以拼出各种色光和明度,有如在电视屏上所见。色的混合属于减法混合,用红、黄、蓝外加黑色,可以调出各种颜色。CIE三原色光的波长分别是:红700.0;绿546.1;蓝435.8,如果红、绿、蓝三种颜料反射光恰好符合以上三原色波长要求,则可以按不同比例调出各种颜色。但是,色光如此纯正的颜料实际上并不存在,祗不过是所含杂色有多有少而已。这样,减法混合用互补色消减对方时,必然会带进第三色成份,进一步降低颜色的鲜艳度。这样,颜料混合不可能采用红、黄、蓝三元色,而取品红(红紫)、黄、青(蓝绿),或者用红、绿、蓝作为’三元基本色’,以提高绿色与红紫色的鲜艳度。因为,人的视觉对这二个色相的鲜艳与否,比较敏锐。

    喷墨打印机有三色(品红、黄、青)、四色(三色加黑)、六色(四色加淡青和淡品红)、七色(六色加淡黑)等多种[6]。用于织物活性染料印花的6-8色墨水,除四基色外,有选用绿色、红色、蓝色、橙色的,各油墨公司的基本色搭配不尽相同。不管是用什么颜色的活性染料,由于本身颜色不纯,二次读写复制出来的图象,色相与原样不能完全一致。

    打印方式有:针式、喷墨、激光等多种打印机。织物数码印花,目前采用喷墨打印技术。喷墨打印有三种形式的喷嘴,喷嘴直径大多在10-100µm范围,它们都曾用于织物印花。见图1:

喷墨印花三种喷嘴示意图与重要参数

图1喷墨印花三种喷嘴示意图与重要参数

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    图注:*ImajeS4CIJ印花机的喷嘴直径为50µm。**振荡器分割液流使生成每秒62500滴油墨;推进速度达18-20m/s***印制清晰度可达1440dpi。

    ‘连续式’相当于施压2个大气压的水枪,连续喷射,用电感改变液滴走向,或射向织物或射向回收槽,优点是打印速度快,缺点是精细度欠佳;‘气泡式(BubbleJet-BJ)’或称热喷射:如同汽枪,液滴按需滴入枪膛,喷头热元件瞬时升温至350℃,墨水中低沸点成份迅速蒸发,产生爆炸性压力,将液滴喷出,优点是清晰度高,缺点是喷墨方向散乱,喷嘴容易被堵塞;压电式:如同唧水筒,用脉冲电流导致压电陶瓷变形,急速挤出喷枪中的墨水,有的机型还可以控制不同压强改变墨滴大小,打印精度较高。优点是:喷墨时不需要加热,所以墨水不会发生化学变化,喷嘴不易堵塞,缺点是喷头成本较高。先前应用最为广泛的办公用台式喷墨打印机,佳能(Canon)和惠普(HP)两家公司采用气泡式,爱普生(EPSON)公司采用压电式。现在佳能也新增了压电式。

    在打印速度方面,连续式喷射周期为62500滴/秒,印刷速度是300米/分。记录速度为2000符号/秒,每小时可印报纸48000份,其工作效率高出其它打印方式10多倍。其他两式目前的高端喷墨打印机,都可以喷出超精微墨滴2微微升(直径小于发丝的1/10)。频率为每秒5000次,可算得是:精工细作。

    办公打印纸张,一般用亚光打印纸;照片打印,用涂层较厚的高光相纸;高光纸吸墨能力强,墨点扩散小,印制的照片清晰锐利,暗部密度大,晶莹透澈,非常逼真。织物喷墨印花的清晰度和浓艳度尚难与纸张,特别是照片与画报的印制质量相比。

    近年来,发展多头、多嘴、大墨盒织物喷墨印花机,生产能力已从0.1m/min提升到2m/min。压电式喷嘴,已占市场应用的80%[5],涂料喷墨印花正在兴起,已有多个单位生产颜料墨水。但是,从实际情况看来,涂料喷墨印花的浓艳度、清晰度、色牢度,还有待于进一步提高。总的来说,发展涂料喷墨印花的重点技术有三:1、选择适用的颜料与粘合剂分别提高颜色浓度、明度和色牢度;2、使墨滴快吸色、少扩散,提高印花清晰度;3、解决喷嘴堵塞(现在一台织物喷墨印花机,大多有上千只喷嘴),是数码印花产业化的重要前提。

    三、关于颜料

    喷墨打印的墨滴落在受体(纸或布)上,是呈矩阵排列的,互不压叠,见图2

织物数码印花中若干问题的探讨(上)

织物数码印花中若干问题的探讨(上)

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    喷墨打印的各种混合色,是基本色色点排列组合,由视觉合成的结果。对图象的认知,是视觉通过心理比较得到的形象。照片中面部颜色与真人完全一致也好,不一致也好,祗要形象不错就行。但是,织物印花如与原样有明显色差,客户不会接受。在必须符合原样这一点上,织物喷墨印花比照片的要求还要高。

    (一)试验条件

    数码相机500万象数;

    CanonBJC255SP汽泡式三色打印机;

    AcerScan-320P扫描机用600dpi;

    打印纸张:亚光打印纸、新闻纸、萱纸;

    织物毛效测试仪。

    注:打印机用的打印墨水有三种:①原装单色打印黑墨水;②原装三色打印墨水;③市售散装三色墨水。散装三色墨色用作打印试验,原装三色墨水祗用来打印最终的‘文件稿’,以正确反映试验中出现的各种颜色变异现象,(注:论文集印刷则祗能用黑白稿)

    (二)操作方法

    用数码相机拍摄底片;底片用打印机打出照片;扫描机将打印出来的照片再扫成‘翻拍’底片;底片的连续多次放大都在计算机word文件中进行(图像拉长(竖向或横向)10倍后剪掉9/10,再拉长10倍,再剪掉9/10…如此反复。一次性放大最高可达2×106倍,如欲进一步放大,就会出现虚像,无法打印)

    (三)试验结果:

    1、从图3看出数码相机拍摄的底片,和打印机打出来的照片,实际上与真人的脸面颜色都不相同。

织物数码印花中若干问题的探讨(上)

 图3原底片与翻拍底片色相对比

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    2、原底片与翻拍底片,各取下巴局部,连续多次放大,分别得到Image-1-1、Image-1-2、Image-2-1、Image-2-2等四幅图像(见图3),

    3、从图3看出,用散装墨水打出来的Image-2比原底片Image-1红了许多,取下巴局部分别放大103-106倍,则可以看出Image-2-2中也有裼色带但很少,这说明,三元基本色中青色太淡,打出来的照片色相偏红。

    4、三元基本色打印,不可能用增加青色喷墨墨滴来修正色相。唯一可行的是提高青色墨水的浓度,而若浓度不能提高时,祗能换用着色力高的青色颜料。实验说明,要求三元基本色的色浓度匹配是一个关键。

    5、散装墨水是用染料配制的,青色染料颜色很淡的原因,是受染料溶解度限制,。

    6、如若用涂料作喷墨墨水,就可以不受染料溶解度和固色率的限制。并且可以在各种染料中选择着色力较高的染料进行颜料化。

    (待续)

    

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