數(shù)字噴墨印花技術(shù)是一種通過計(jì)算機(jī)控制噴頭，將墨水直接噴射到紡織品上形成圖案的無(wú)版非接觸式印花方式。它起源于20世紀(jì)60~70年代的辦公與印刷領(lǐng)域，隨著90年代計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，逐漸應(yīng)用于紡織品印花，實(shí)現(xiàn)了高效、個(gè)性化的圖案生產(chǎn)。

紡織品噴墨印花（來源：佳能）

在數(shù)字噴墨印花中，墨水是決定印花性能上限的核心要素之一，其研發(fā)與噴頭、織物及前后處理工藝共同構(gòu)成一個(gè)緊密耦合的技術(shù)體系，是推動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。而在各類墨水體系中，水性顏料墨水因其環(huán)保、安全、適應(yīng)性強(qiáng)的特性，正成為行業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)方向。它的性能優(yōu)劣，在很大程度上取決于其中顏料粉體的分散與穩(wěn)定技術(shù)。接下來，我們就從粉體工程的角度，探討水性顏料墨水背后的關(guān)鍵技術(shù)邏輯。

一、顏料墨水：不挑織物的萬(wàn)能選手

按墨水的色素類型，噴墨印花墨水可分為染料墨水和顏料墨水。對(duì)于染料墨水而言，不同織物因其表面性能差異，需匹配特定的墨水和印刷流程：毛織物及錦綸（聚酰胺纖維）主要用酸性染料，滌綸用分散染料，纖維素用活性染料，每種都需復(fù)雜固色與多道洗滌。尤其對(duì)于滌棉、錦棉等混紡織物，由于含有不同染色特性的纖維，采用染料墨水方案往往需要分別使用兩種染料、經(jīng)過兩次染色和固色流程，工藝極為繁瑣且能耗高。

染料墨水與顏料墨水的區(qū)別，圖源：佳能全球（備注：顏料墨水又稱涂料墨水）

與染料墨水滲入纖維內(nèi)部實(shí)現(xiàn)上色不同，顏料墨水中的色素對(duì)織物本身并無(wú)親和力。其著色依賴樹脂（又稱粘合劑）在織物表面形成一層堅(jiān)韌的薄膜，將顏料顆粒牢牢“包裹”并“粘附”在纖維上。這種方式使顏料墨水幾乎不挑織物，尤其是對(duì)于混紡織物而言，上色工藝流程得以顯著簡(jiǎn)化，可直接噴印，無(wú)需復(fù)雜固色或多道洗滌，極大簡(jiǎn)化了流程，降低了生產(chǎn)門檻與成本，同時(shí)更具環(huán)保優(yōu)勢(shì)。不過，為了獲得更高的色彩鮮艷度，很多情況下仍需對(duì)織物進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)處理。

紡織品顏料噴墨印花工藝步驟（來源：佳能）

二、噴墨打印顏料墨水：精細(xì)的粉體工程

顏料墨水的色素為不溶性固體顆粒，是一個(gè)典型的多相分散體系。其核心任務(wù)是在水相中穩(wěn)定懸浮納米級(jí)固體顆粒（顏料），并確保它們?cè)趪娚洹⑥D(zhuǎn)移、干燥及固化的全過程中——既不聚集、也不沉降，還能精準(zhǔn)地被噴頭噴出并在織物上形成致密、牢固的成膜層。此外，面向紡織品的應(yīng)用，還需兼顧織物手感、耐摩擦性及耐水洗性能，使體系設(shè)計(jì)復(fù)雜度顯著增加。

1、超細(xì)研磨分散技術(shù)

顏料墨水的噴射穩(wěn)定性、色彩表現(xiàn)力及印花品質(zhì)，極大程度上取決于顏料粒度及其分布。粒徑過大，會(huì)導(dǎo)致噴頭堵塞、墨滴斷裂、成膜不均等問題；粒徑過小，雖然有利于分散穩(wěn)定和表面光澤，但會(huì)因比表面積過大而增加表面吸附劑量，從而降低色濃度和粘結(jié)強(qiáng)度。因此，顏料墨水通常要求粒徑控制在納米至亞微米級(jí)范圍內(nèi)，并保持窄粒徑分布，以兼顧噴射流變穩(wěn)定性與色彩一致性。

目前主流體系中，納米級(jí)顏料（40–180nm）主要用于高分辨率噴頭，以保證噴嘴通暢與色彩細(xì)膩；而微米級(jí)顏料（0.125–0.300μm），則兼顧色彩飽和度與遮蓋力，適用于較粗噴嘴或要求高耐久性的印花體系。

在制備環(huán)節(jié)中，砂磨機(jī)是實(shí)現(xiàn)顏料細(xì)化與分布控制的核心設(shè)備之一。通過高能量密度的剪切與碰撞作用，砂磨可有效打散顏料團(tuán)聚體并細(xì)化至所需粒徑水平。研磨介質(zhì)（如氧化鋯珠）的粒徑、密度與填充率直接影響研磨效率與能耗；常用的超細(xì)研磨介質(zhì)粒徑范圍為0.1–0.3mm。

對(duì)于高黏度或高固含體系，還可引入高壓均質(zhì)機(jī)進(jìn)一步均化體系。其瞬時(shí)高剪切、空化與沖擊作用，能有效破碎微團(tuán)聚體、降低粒徑分布寬度，并抑制儲(chǔ)存過程中的回聚趨勢(shì)，為噴墨打印提供更優(yōu)的流變與噴射性能。

值得一提的是，潤(rùn)濕劑與分散劑在整個(gè)研磨分散過程中發(fā)揮關(guān)鍵的“界面調(diào)控”作用。潤(rùn)濕劑幫助液相迅速鋪展并浸潤(rùn)顏料表面，打破顏料表面的空氣層，為后續(xù)分散創(chuàng)造條件；而分散劑則通過靜電斥力或空間位阻穩(wěn)定，防止顆粒在高能研磨后的再次聚集。

顏料潤(rùn)濕：水中的酞菁藍(lán)（畢克化學(xué)）

2、粉體表面改性技術(shù)

通過物理或化學(xué)手段對(duì)顏料粉體表面進(jìn)行改性，改善其與分散介質(zhì)的相容性，使體系在低助劑用量下也能保持穩(wěn)定分散。

常見的改性方式包括：

物理法：如表面活性劑吸附、聚合物分散劑包覆、干磨轉(zhuǎn)晶等，通過吸附或晶相調(diào)整改善親水性；

化學(xué)法：如重氮化、磺化、接枝聚合、低溫等離子體引入極性基團(tuán)等，使分散劑牢固結(jié)合于顏料表面；

微膠囊化技術(shù)：在顏料顆粒表面聚合形成約10–20nm厚的水性聚氨酯或丙烯酸高分子包覆層等，顯著提升分散穩(wěn)定性與噴射可靠性。

其中，微膠囊化技術(shù)在紡織品用水性顏料墨水中尤為關(guān)鍵。包覆層不僅能在液相中提供空間位阻穩(wěn)定，防止顆粒二次團(tuán)聚，還能在織物固化成膜時(shí)與粘合劑協(xié)同作用，提升顏料在纖維表面的附著力與色牢度，同時(shí)保持織物柔軟手感。該技術(shù)已成為紡織品噴墨印花水性顏料墨水的重要發(fā)展方向。

3、精細(xì)過濾技術(shù)

即便經(jīng)過超細(xì)研磨與粉體改性技術(shù)的加持，墨水中仍可能存在微量大顆粒或團(tuán)聚物，這些顆粒會(huì)直接影響噴嘴通暢與噴射一致性。因此，精細(xì)過濾成為噴墨墨水生產(chǎn)的最后一道關(guān)鍵關(guān)口。通常使用孔徑0.2–1μm的濾膜（如PP、PA等）進(jìn)行過濾，可有效去除殘余顆粒，保證墨水穩(wěn)定噴射和印花質(zhì)量。

參考資料

[1]陶榮靜,蔡雨杭,郭榮輝.數(shù)碼噴墨印花技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].紡織科學(xué)與工程學(xué)報(bào),2018

[2]王小林,王曉英,李學(xué)敏,等.水性噴墨打印用顏料表面改性的研究進(jìn)展[J].染料與染色,2019

[3]CN101659808B 紡織品用水性噴墨印花顏料墨水及其生產(chǎn)方法

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