數(shù)碼印花技術(shù)的起源與發(fā)展

1. 數(shù)碼印花技術(shù)的起源

數(shù)碼印花是基于細(xì)小流體分裂成均勻液滴的原理而開發(fā)的一種新型印花方式。在 1878年，Lord Rayleigh就描述了一束流體分裂成液滴的機(jī)理。1948年，瑞典的Sie- mens Elema申請了頭一個利用這一原理的專利。在他發(fā)明的噴墨裝置中，墨水通過被加壓形成一束墨流，在不斷移動的介質(zhì)上進(jìn)行信號記錄。20世紀(jì)60年代早期， 斯坦福大學(xué)的Sweet用一束壓力波將細(xì)小的墨流分裂成了大小均勻的墨滴，并對分裂后的這些墨滴有選擇地施加上電荷，當(dāng)帶電墨滴通過一個電場時就被偏轉(zhuǎn)而進(jìn)入墨水收集器以循環(huán)利用，對于未帶電荷的墨滴則直接飛向記錄介質(zhì)從而形成圖像，這種方式被稱為連續(xù)噴墨(Continuous InkJet, CIJ)_O連續(xù)式噴墨數(shù)碼印花機(jī)在高頻下工作，能量消耗低，但是墨滴偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)大。20世紀(jì)70年代，IBM公司對這一技術(shù)在計(jì)算機(jī)噴墨打印機(jī)中的應(yīng)用進(jìn)行了大量的研究。

20世紀(jì)70年代晚期出現(xiàn)了早的按需噴墨(Drop on Demand, DOD)技術(shù)。這種噴墨裝置根據(jù)墨滴在介質(zhì)上成像的用途而進(jìn)行噴墨，該裝置在施加電脈沖時通過轉(zhuǎn)感器改變壓力室中的墨水體積，從而產(chǎn)生壓力波并將墨滴從噴嘴擠出，墨滴必須受到足夠的 壓力從而使其能飛向介質(zhì)。根據(jù)墨滴形成過程的不同，其機(jī)理可以分為四種：熱能，壓 電，靜電和聲頻，現(xiàn)在絕大多數(shù)的商用噴墨數(shù)碼印花機(jī)主要采用熱能或壓電原理。從20世 紀(jì)70年代到80年代，許多按需噴墨系統(tǒng)被開發(fā)并商業(yè)化，如Siemens PT-80系列打印機(jī)均采用了按需噴墨技術(shù)。

1979年佳能（Canon）公司發(fā)明了氣泡噴墨（Bubble Ink Jet）技術(shù)，該技術(shù)是利用靠近噴嘴的一個小加熱器表面水蒸氣氣泡的產(chǎn)生和消失，將墨水從噴嘴處噴射出來。同期，惠普（Hewllet & Packard）公司獨(dú)立發(fā)明了類似的噴墨技術(shù)，并稱之為 Thinkjet,即熱氣泡噴墨（Thermal Ink Jet）技術(shù)。氣泡噴墨技術(shù)是目前成本低的噴 墨技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于中低檔噴墨打印機(jī)中。

數(shù)碼噴墨印花技術(shù)是在噴墨打印技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。很多人認(rèn)為，用于織物印的數(shù)碼噴墨印花技術(shù)起于20世紀(jì)六七十年代Milliken公司開發(fā)的Milliken系統(tǒng) 和董地利Zimmer公司開發(fā)的Chromo Jet系統(tǒng)。當(dāng)時是通過計(jì)算機(jī)控制，采用使墨滴偏轉(zhuǎn)的閥門而實(shí)現(xiàn)噴墨印花的，因而印花精度不高，分辨率只有9?18dpi,主要 用于一些印花精度要求不高的織物，如地毯的印花。頭一臺用于地毯印花的噴墨數(shù)碼印花機(jī)于1987年的紡織機(jī)械展覽會（ITMA）上展出，這是噴墨印花機(jī)的一代產(chǎn)品，也就是現(xiàn)在所謂的連續(xù)式噴墨印花機(jī)的較早商業(yè)化產(chǎn)品。

2.        紡織品噴墨印花技術(shù)的發(fā)展

20世紀(jì)八九十年代，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，辦公自動化系統(tǒng)逐漸普及，用于紙張的辦公室噴墨打印技術(shù)得到突飛猛進(jìn)的推廣和應(yīng)用。這種紙張印刷技術(shù)很快被移植到廣告和紡織品的印花領(lǐng)域中。廣告領(lǐng)域廣泛使用的噴繪機(jī)是很多噴墨印花機(jī)的雛形。因此，現(xiàn)在很多生產(chǎn)噴墨印花機(jī)的公司其實(shí)也是廣告噴繪機(jī)的生產(chǎn)商。

在開發(fā)紡織品噴墨數(shù)碼印花用設(shè)備方面，荷蘭的Stork（斯托克）公司是當(dāng)今為 數(shù)不多的致力于噴墨數(shù)碼印花機(jī)開發(fā)的設(shè)備生產(chǎn)商。在1991年漢諾威ITMA展覽會上，荷 蘭Stork公司展出了其研制的用于織物印花的數(shù)碼直噴印花機(jī)。在1995年米蘭ITMA 展覽會上，荷蘭Stork等公司展出了使用活性染料墨水，分辨率為360?720dpi,生產(chǎn) 能力為4.6m2/h的寬幅數(shù)碼噴墨數(shù)碼印花機(jī)，這是數(shù)碼噴墨印花機(jī)的二代產(chǎn)品，在歐洲得到了推廣應(yīng)用。

日本是研究開發(fā)辦公室噴墨打印機(jī)和廣告噴繪機(jī)處于超前地位的。日本的Seiren （世聯(lián)）公司也是一個把數(shù)碼噴墨印花技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的公司?？梢哉f，20世紀(jì)80?90年代采用噴墨打印技術(shù)的新型噴墨印花機(jī)的推出，是織物數(shù)碼噴墨印花技術(shù)的一個新的里程碑。該時期的數(shù)碼噴墨印花機(jī)采用了先進(jìn)的按需噴墨技術(shù)。

進(jìn)入21世紀(jì)，紡織品數(shù)碼噴墨印花技術(shù)得到了進(jìn)一步的快速發(fā)展。有人認(rèn)為， 真正的紡織品數(shù)碼噴墨印花生產(chǎn)始于ITMA 2003上展出的各種新型數(shù)碼印花機(jī)，意味著該產(chǎn)業(yè)革命性的突破。

首先，噴墨數(shù)碼印花機(jī)生產(chǎn)商的數(shù)量迅速增加，數(shù)碼印花機(jī)的性能不斷提高。像意大利 Reggiani （雷佳尼）的DReAM數(shù)碼印花機(jī)、DuPont （杜邦）公司的Artistri數(shù)碼 噴墨印花機(jī)、荷蘭Stork公司的Amethyst數(shù)碼噴墨印花機(jī)，是專門為紡織品印花而設(shè) 計(jì)制造的印花設(shè)備，在性能上已經(jīng)超出了廣告噴繪機(jī)。

其次，噴墨印花用墨水的品種和質(zhì)量不斷完善和提高。汽巴、巴斯夫、杜邦、德司 達(dá)等大公司都推出了品種和色譜齊全的染料和顏料墨水，為噴墨印花的產(chǎn)業(yè)化推廣應(yīng)用奠定了良好的基礎(chǔ)。

第三，近幾年來在數(shù)碼印花上的技術(shù)創(chuàng)新仍在進(jìn)行中，出現(xiàn)了幾個具有商業(yè)化 的數(shù)碼印花領(lǐng)域。主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

① 產(chǎn)品打樣每次生產(chǎn)幾米，以滿足時裝設(shè)計(jì)師和室內(nèi)裝飾面料設(shè)計(jì)師的需求。

② 規(guī)模生產(chǎn)主要仍局限于意大利北部的絲綢業(yè)，然而其在新設(shè)備上的投入相當(dāng)大，已取得了豐富多彩的創(chuàng)新，在展會上備受關(guān)注。

③ 成衣T恤印花通常這部分與紡織主流聯(lián)系甚少，但是對紡織品噴墨印花技術(shù)的推動卻起著不可忽略的作用。成衣T恤印花對客戶定制感興趣，這一因素促使了大量新設(shè)備的推出，采用水溶性或溶劑性油墨直接進(jìn)行數(shù)碼印花，以替代傳統(tǒng)的篩網(wǎng)或染料升華印花技術(shù)。

④ 圖片宣傳 主要用于旗幟、橫幅和巨幅宣傳的大規(guī)模市場，該市場對噴印速度、印花輪廓清晰度以及防曬和防雨性能有一系列要求。因此，推出了超寬印花機(jī)和防紫外 線的印花油墨。

截至2004年，歐洲已有數(shù)碼噴墨印花工廠20?30家，各有5?20臺數(shù)碼噴墨印花 機(jī)?分布于意大利、西班牙、葡萄牙、波蘭、英和法等，其中以意大利和西班牙較為集中，已形成了產(chǎn)業(yè)群。歐洲的數(shù)碼噴墨印花機(jī)的速度以14m²/h的8色機(jī)為 主，總量在300?50。臺，接受批量為300?500碼的訂單，產(chǎn)品為高端的服裝面 料，加工費(fèi)約為40歐元/n?。這說明數(shù)碼噴墨印花不僅僅用于產(chǎn)品打樣和工藝品的制 作，已開始進(jìn)入大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。