織物數碼印花中若干問題的探討(上)
2006-09-30 00:00 來源:中華印刷包裝網 責編:中華印刷包裝網
六年前,浙江宏華電腦技術公司已開始生產用于織物的活性染料6色數碼印花機,上海華綸印染公司曾用它生產了幾百套花樣。工藝采用棉布練漂絲光→軋堿(純堿2%+尿素10%+海藻膠+防染鹽S適量)→烘干→活性染料墨水噴墨印花→汽蒸(102℃,8分鐘)→水洗→皂洗,印花效果與色牢基本滿足要求。
當時,用水溶性染料作著色劑,印花織物的色牢度較易達到指標要求。棉、滌、真絲、羊毛、尼龍、腈綸都可以選用相應的染料作墨水。但由于色濃度、上染率、固色率不匹配等原因,混色的色相和濃淡很難完全符樣,這在活性、分散、酸性染料噴墨印花中普遍存在。而涂料印花當時存在的問題是:深色欠濃,淺色欠艷,印制清晰度較差,易堵塞噴嘴。
五年來,織物數碼印花技術有了較大發展,但要進行規模生產,若干技術尚需進一步完善。現從獲取的信息中歸納,分析,探討以下幾個問題,供大家參考指正。
二、關于數碼印花手段
數碼印花包括‘讀’和‘寫’二個內容:第一次‘讀寫’是數碼攝像機或掃描機,讀取光輻射信號,分解為XYZ三刺激值,調制成數碼寫入RAM存儲器。第二次‘讀寫’是計算機讀取RAM中的數碼信息,通過打印機,復制出原樣。二次讀寫都有發生誤差的因素:前者把光調制為數碼,因入射光和照度不同,所攝圖象在色相和明暗度方面可以有各種不同;后者把數碼用顏料還原成色相,由于‘三元基本色’不標準,濃度不匹配而出現色相差異。
從理論上講,紅、黃、藍三元色色光相混,可以得到‘白色’,紅、黃、藍三元色顏料相混可以得到‘黑’色。光的顏色屬于加成混合,紅、黃、藍,加白光可以拼出各種色光和明度,有如在電視屏上所見。色的混合屬于減法混合,用紅、黃、藍外加黑色,可以調出各種顏色。CIE三原色光的波長分別是:紅700.0;綠546.1;藍435.8,如果紅、綠、藍三種顏料反射光恰好符合以上三原色波長要求,則可以按不同比例調出各種顏色。但是,色光如此純正的顏料實際上并不存在,祗不過是所含雜色有多有少而已。這樣,減法混合用互補色消減對方時,必然會帶進第三色成份,進一步降低顏色的鮮艷度。這樣,顏料混合不可能采用紅、黃、藍三元色,而取品紅(紅紫)、黃、青(藍綠),或者用紅、綠、藍作為’三元基本色’,以提高綠色與紅紫色的鮮艷度。因為,人的視覺對這二個色相的鮮艷與否,比較敏銳。
噴墨打印機有三色(品紅、黃、青)、四色(三色加黑)、六色(四色加淡青和淡品紅)、七色(六色加淡黑)等多種[6]。用于織物活性染料印花的6-8色墨水,除四基色外,有選用綠色、紅色、藍色、橙色的,各油墨公司的基本色搭配不盡相同。不管是用什么顏色的活性染料,由于本身顏色不純,二次讀寫復制出來的圖象,色相與原樣不能完全一致。
打印方式有:針式、噴墨、激光等多種打印機?椢飻荡a印花,目前采用噴墨打印技術。噴墨打印有三種形式的噴嘴,噴嘴直徑大多在10-100µm范圍,它們都曾用于織物印花。見圖1:
圖1噴墨印花三種噴嘴示意圖與重要參數
圖注:*ImajeS4CIJ印花機的噴嘴直徑為50µm。**振蕩器分割液流使生成每秒62500滴油墨;推進速度達18-20m/s***印制清晰度可達1440dpi。
‘連續式’相當于施壓2個大氣壓的水槍,連續噴射,用電感改變液滴走向,或射向織物或射向回收槽,優點是打印速度快,缺點是精細度欠佳;‘氣泡式(BubbleJet-BJ)’或稱熱噴射:如同汽槍,液滴按需滴入槍膛,噴頭熱元件瞬時升溫至350℃,墨水中低沸點成份迅速蒸發,產生爆炸性壓力,將液滴噴出,優點是清晰度高,缺點是噴墨方向散亂,噴嘴容易被堵塞;壓電式:如同唧水筒,用脈沖電流導致壓電陶瓷變形,急速擠出噴槍中的墨水,有的機型還可以控制不同壓強改變墨滴大小,打印精度較高。優點是:噴墨時不需要加熱,所以墨水不會發生化學變化,噴嘴不易堵塞,缺點是噴頭成本較高。先前應用最為廣泛的辦公用臺式噴墨打印機,佳能(Canon)和惠普(HP)兩家公司采用氣泡式,愛普生(EPSON)公司采用壓電式,F在佳能也新增了壓電式。
在打印速度方面,連續式噴射周期為62500滴/秒,印刷速度是300米/分。記錄速度為2000符號/秒,每小時可印報紙48000份,其工作效率高出其它打印方式10多倍。其他兩式目前的高端噴墨打印機,都可以噴出超精微墨滴2微微升(直徑小于發絲的1/10)。頻率為每秒5000次,可算得是:精工細作。
辦公打印紙張,一般用亞光打印紙;照片打印,用涂層較厚的高光相紙;高光紙吸墨能力強,墨點擴散小,印制的照片清晰銳利,暗部密度大,晶瑩透澈,非常逼真?椢飮娔』ǖ那逦群蜐馄G度尚難與紙張,特別是照片與畫報的印制質量相比。
近年來,發展多頭、多嘴、大墨盒織物噴墨印花機,生產能力已從0.1m/min提升到2m/min。壓電式噴嘴,已占市場應用的80%[5],涂料噴墨印花正在興起,已有多個單位生產顏料墨水。但是,從實際情況看來,涂料噴墨印花的濃艷度、清晰度、色牢度,還有待于進一步提高。總的來說,發展涂料噴墨印花的重點技術有三:1、選擇適用的顏料與粘合劑分別提高顏色濃度、明度和色牢度;2、使墨滴快吸色、少擴散,提高印花清晰度;3、解決噴嘴堵塞(現在一臺織物噴墨印花機,大多有上千只噴嘴),是數碼印花產業化的重要前提。
三、關于顏料
噴墨打印的墨滴落在受體(紙或布)上,是呈矩陣排列的,互不壓疊,見圖2
織物數碼印花中若干問題的探討(上)
噴墨打印的各種混合色,是基本色色點排列組合,由視覺合成的結果。對圖象的認知,是視覺通過心理比較得到的形象。照片中面部顏色與真人完全一致也好,不一致也好,祗要形象不錯就行。但是,織物印花如與原樣有明顯色差,客戶不會接受。在必須符合原樣這一點上,織物噴墨印花比照片的要求還要高。
(一)試驗條件
數碼相機500萬象數;
CanonBJC255SP汽泡式三色打印機;
AcerScan-320P掃描機用600dpi;
打印紙張:亞光打印紙、新聞紙、萱紙;
織物毛效測試儀。
注:打印機用的打印墨水有三種:①原裝單色打印黑墨水;②原裝三色打印墨水;③市售散裝三色墨水。散裝三色墨色用作打印試驗,原裝三色墨水祗用來打印最終的‘文件稿’,以正確反映試驗中出現的各種顏色變異現象,(注:論文集印刷則祗能用黑白稿)
(二)操作方法
用數碼相機拍攝底片;底片用打印機打出照片;掃描機將打印出來的照片再掃成‘翻拍’底片;底片的連續多次放大都在計算機word文件中進行(圖像拉長(豎向或橫向)10倍后剪掉9/10,再拉長10倍,再剪掉9/10…如此反復。一次性放大最高可達2×106倍,如欲進一步放大,就會出現虛像,無法打印)
(三)試驗結果:
1、從圖3看出數碼相機拍攝的底片,和打印機打出來的照片,實際上與真人的臉面顏色都不相同。
圖3原底片與翻拍底片色相對比
2、原底片與翻拍底片,各取下巴局部,連續多次放大,分別得到Image-1-1、Image-1-2、Image-2-1、Image-2-2等四幅圖像(見圖3),
3、從圖3看出,用散裝墨水打出來的Image-2比原底片Image-1紅了許多,取下巴局部分別放大103-106倍,則可以看出Image-2-2中也有裼色帶但很少,這說明,三元基本色中青色太淡,打出來的照片色相偏紅。
4、三元基本色打印,不可能用增加青色噴墨墨滴來修正色相。唯一可行的是提高青色墨水的濃度,而若濃度不能提高時,祗能換用著色力高的青色顏料。實驗說明,要求三元基本色的色濃度匹配是一個關鍵。
5、散裝墨水是用染料配制的,青色染料顏色很淡的原因,是受染料溶解度限制,。
6、如若用涂料作噴墨墨水,就可以不受染料溶解度和固色率的限制。并且可以在各種染料中選擇著色力較高的染料進行顏料化。
(待續)
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