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标题: （转帖）织物数码印花若干问题探讨 [打印本页]

作者: 但行好事 时间: 2006-10-16 12:10
标题: （转帖）织物数码印花若干问题探讨
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：
   图1  喷墨印花三种喷嘴示意图与重要参数

   图注：* Ima je S4 CIJ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18-20 m/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(Bubble Jet-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

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；
   Canon BJC 255SP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。
   图3  原底片与翻拍底片色相对比

   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。

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