數碼印花技術的起源與發展

1. 數碼印花技術的起源

數碼印花是基于細小流體分裂成均勻液滴的原理而開發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，在不斷移動的介質上進行信號記錄。20世紀60年代早期， 斯坦福大學的Sweet用一束壓力波將細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，當帶電墨滴通過一個電場時就被偏轉而進入墨水收集器以循環利用，對于未帶電荷的墨滴則直接飛向記錄介質從而形成圖像，這種方式被稱為連續噴墨(Continuous InkJet, CIJ)_O連續式噴墨數碼印花機在高頻下工作，能量消耗低，但是墨滴偏轉系統大。20世紀70年代，IBM公司對這一技術在計算機噴墨打印機中的應用進行了大量的研究。

20世紀70年代晚期出現了早的按需噴墨(Drop on Demand, DOD)技術。這種噴墨裝置根據墨滴在介質上成像的用途而進行噴墨，該裝置在施加電脈沖時通過轉感器改變壓力室中的墨水體積，從而產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。根據墨滴形成過程的不同，其機理可以分為四種：熱能，壓 電，靜電和聲頻，現在絕大多數的商用噴墨數碼印花機主要采用熱能或壓電原理。從20世 紀70年代到80年代，許多按需噴墨系統被開發并商業化，如Siemens PT-80系列打印機均采用了按需噴墨技術。

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

數碼噴墨印花技術是在噴墨打印技術的基礎上發展起來的。很多人認為，用于織物印的數碼噴墨印花技術起于20世紀六七十年代Milliken公司開發的Milliken系統 和董地利Zimmer公司開發的Chromo Jet系統。當時是通過計算機控制，采用使墨滴偏轉的閥門而實現噴墨印花的，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碼印花機于1987年的紡織機械展覽會（ITMA）上展出，這是噴墨印花機的一代產品，也就是現在所謂的連續式噴墨印花機的較早商業化產品。

2.        紡織品噴墨印花技術的發展

20世紀八九十年代，隨著計算機技術的迅速發展，辦公自動化系統逐漸普及，用于紙張的辦公室噴墨打印技術得到突飛猛進的推廣和應用。這種紙張印刷技術很快被移植到廣告和紡織品的印花領域中。廣告領域廣泛使用的噴繪機是很多噴墨印花機的雛形。因此，現在很多生產噴墨印花機的公司其實也是廣告噴繪機的生產商。

在開發紡織品噴墨數碼印花用設備方面，荷蘭的Stork（斯托克）公司是當今為 數不多的致力于噴墨數碼印花機開發的設備生產商。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碼直噴印花機。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 能力為4.6m2/h的寬幅數碼噴墨數碼印花機，這是數碼噴墨印花機的二代產品，在歐洲得到了推廣應用。

日本是研究開發辦公室噴墨打印機和廣告噴繪機處于超前地位的。日本的Seiren （世聯）公司也是一個把數碼噴墨印花技術產業化的公司?？梢哉f，20世紀80?90年代采用噴墨打印技術的新型噴墨印花機的推出，是織物數碼噴墨印花技術的一個新的里程碑。該時期的數碼噴墨印花機采用了先進的按需噴墨技術。

進入21世紀，紡織品數碼噴墨印花技術得到了進一步的快速發展。有人認為， 真正的紡織品數碼噴墨印花生產始于ITMA 2003上展出的各種新型數碼印花機，意味著該產業革命性的突破。

首先，噴墨數碼印花機生產商的數量迅速增加，數碼印花機的性能不斷提高。像意大利 Reggiani （雷佳尼）的DReAM數碼印花機、DuPont （杜邦）公司的Artistri數碼 噴墨印花機、荷蘭Stork公司的Amethyst數碼噴墨印花機，是專門為紡織品印花而設 計制造的印花設備，在性能上已經超出了廣告噴繪機。

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

第三，近幾年來在數碼印花上的技術創新仍在進行中，出現了幾個具有商業化 的數碼印花領域。主要體現在以下幾個方面。

① 產品打樣每次生產幾米，以滿足時裝設計師和室內裝飾面料設計師的需求。

② 規模生產主要仍局限于意大利北部的絲綢業，然而其在新設備上的投入相當大，已取得了豐富多彩的創新，在展會上備受關注。

③ 成衣T恤印花通常這部分與紡織主流聯系甚少，但是對紡織品噴墨印花技術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備的推出，采用水溶性或溶劑性油墨直接進行數碼印花，以替代傳統的篩網或染料升華印花技術。

④ 圖片宣傳 主要用于旗幟、橫幅和巨幅宣傳的大規模市場，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，推出了超寬印花機和防紫外 線的印花油墨。

截至2004年，歐洲已有數碼噴墨印花工廠20?30家，各有5?20臺數碼噴墨印花 機?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，已形成了產業群。歐洲的數碼噴墨印花機的速度以14m²/h的8色機為 主，總量在300?50。臺，接受批量為300?500碼的訂單，產品為高端的服裝面 料，加工費約為40歐元/n?。這說明數碼噴墨印花不僅僅用于產品打樣和工藝品的制 作，已開始進入大規模的產業化生產。