浅析数字印花色彩管理过程控制系统的构建

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近些年来,随着计算机技术和数字技术的快速发展,数字印花技术在纺织品印花行业得到了迅速的发展,诸多传统印花企业都投入不少的成本进行数字印花产品及技术的应用与研发。但是,因数字印花色彩再现效果主要取决于染料墨水在布料纤维中的扩散与结合,数字印花生产过程中布料的预处理、喷印参数选择、墨水特性、烘干及蒸化条件等均会对颜色再现产生重大的影响,这给数字印花的生产造成了严重困扰——小样与大货、同批不同次、同次不同批产品的色彩一致性较差。笔者现从纺织品数字印花的生产流程出发,分析生产流程中每道工序对色彩再现会产生影响的关键控制节点,从而提出一种构建数字印花数字化色彩管理过程控制系统的方法,希望对大家有所帮助和启发。

数字印花生产流程

数字印花是一种将花型图案通过数字形式输入到计算机,通过计算机印花分色描稿系统编辑处理,再由计算机控制微压电式喷头把专用墨水直接喷射到纺织品上,从而形成所需图案的先进印花技术。数字印花生产流程主要包括花型设计与制作、上浆、喷印、烘干、蒸化、后整理等环节。

1.花型设计与制作

花型设计与制作是数字印花流程的第一道工序,设计师通过图形图像设计软件或专业的描稿软件,将各种数字原稿文件处理成既符合数字印花生产流程需求又满足客户审美要求的花型、图案文件,并导出成可以直接进行喷印的文件格式,如TIFF格式等。同时,设计师也会利用Photoshop图像处理软件中强大的颜色调节功能对所设计的图案文件颜色进行调整和优化,直至印花产品颜色达到要求。

2.上浆

所有的织物在喷印前都必须先上浆。数字印花布料预处理所使用的浆料成分主要由防渗透剂(常用的为海藻酸钠或酯)、酸剂(酒石酸铵,适于酸性染料墨水)或碱剂(碳酸钠或碳酸氢钠,适用于活性染料墨水)、膨化剂(常用尿素)等组成。防渗透剂的作用为减少由于织物毛细效应引起的墨水渗化;酸剂及碱剂的作用为加速染料和纺织品在蒸化时的固色反应;膨化剂则能起到保湿、增溶、增塑及膨化纤维等作用,能提高印花织物的颜色深度和花纹的轮廓清晰度。不同的布料类型、布料特性及墨水类型所选择上浆工艺是不同的。

3.喷印

喷印是指将印花墨水通过数字印花设备喷印到印花布料上,从而形成花型图案的过程。目前,市场上的喷印机多数为4色或8色,常配备4个、8个、16个或更多的喷头阵列以实现更高的打印速度。用于数字印花的喷头品牌众多,多为日本产,常用品牌有京瓷、爱普生、日本精工、美国Spectar、英国赛尔等。同样,数字印花墨水的类型也有很多,如水性墨水、颜料墨水、分散性墨水、油性墨水等,不同打印介质所使用的墨水类型不一。

4.烘干

打印完成后的布料必须进行烘干处理,以防止墨水对布料的蹭脏和进一步渗化,常用烘道烘干或烘房进行快速烘干处理。

5.蒸化

蒸化的主要作用是固色和显色作用,布料通过102℃左右的高温高湿的蒸化环境,布料中的墨水成色基团会与布料纤维结合,从而形成鲜艳及牢固的颜色。

6.水洗及后整理

蒸化完成后布料要进行水洗、整形等后处理工作。水洗主要是去除布料上多余的浆料;整形主要是对布料的平整性、纬斜等进行处理。

数字印花色彩再现的关键控制要点

在数字印花生产过程中,色彩是通过生成数字文件、墨滴打印、墨水与纤维的结合等过程进行传递和转移的。因此,如果想要实现数字印花的色彩准确再现,就必须对整个生产工序过程中会对色彩再现产生影响的各个环节进行分析并严格控制。

1.花型设计与制作环节关键控制点

⑴显示条件的稳定和优化

为保障屏幕显示的准确性,显示器必须进行定期的校正和优化(建议每月进行一次显示器校正),如有条件可购置专业显示器并增加遮光罩。同时环境色最好接近灰色且没有阳光直照。

⑵Photoshop工作参数设置

Photoshop软件中的颜色设置一般都是针对印刷而设置的,并没有专用于数字印花的颜色参数,因此建议企业可使用喷墨印花机相应布料的ICC特性文件,或者参考使用JapanColorCoated特性文件,同时打开Photoshop的“校样预览”功能以实现准确显示。

⑶花型特点、颜色选择应符合材料及喷印机特性

花型设计及颜色选择时应考虑到喷印材料的色彩再现特性及喷印机特性,比如:①有的喷印机打印墨滴较大时,浅网的再现效果就不会细腻;②CMYK四色总墨量较大时,打印时易出现渗墨现象;③喷印机色域边界处的渐变色再现效果较差;④根据喷印机特性来选择文件存储格式以及色彩模式,多数喷印机使用的是CMYK色彩模式的文件,但也有的设备以使用RGB色彩模式的文件为佳。

2.上浆环节关键控制点

浆料中的组分会直接参与颜色的形成,因此上浆环节显得尤为重要。但是因为目前国内的上浆机基本上都是由其他设备改装而来,所以更应该注意上浆环节的细节控制。经验表明,数字印花多数的色彩再现问题都与上浆有关,上浆环节关键控制点如下。

⑴上浆液的配置、使用与保存

上浆液的配置应依标准配方、标准程序随用随配,同时应注意布料上浆宜批量上浆,用不完的浆料建议密封保存并放置于阴凉处。浆料随着存放时间的延长会出现明显的黏度下降现象,因此对于浆料的保存应该有一个明确的期限(可通过测定其黏度变化来确定)。

⑵压浆辊压力的评估

目前上浆机普遍采用滚涂的方式对布料进行上浆,上浆后要用压浆辊去除多余的浆料,其压浆辊的压力对布料的上浆量影响较大,压力越大上浆量越少。现在的普遍现象是压浆辊两边的压力要明显大于中间,结果是上完浆后布料中间的上浆量要大于两边,因此数字印花企业要对压浆辊的压力进行准确的评估。

⑶浆池液位的控制

浆池液位的高低对上浆量影响也较大,液位越低布料上浆量越少,反之越多。因此上浆时应尽可能保证浆池液位稳定,建议对上浆机加装液位感应器并实现自动补浆。

⑷烘干温度及速度

不同的布料均有与其相应的含水量要求,因此

烘干的温度和速度要依布料类型、厚度、克重等进行单独设置,不可所有布料采用相同的工作参数。

⑸上浆后的布料保存

上浆后的布料应及时密封于干燥、阴凉处保存,以防止布料回潮。

3.喷印环节关键控制点

数字印花布料的类型众多,如棉、麻、丝、毛、绒、尼龙等,每种布料因织法不同又可多种类型,且不同的布料的打印特性各不相同,因此生产过程中须针对差异较大的布料确定各自的喷印参数,其主要参数包括如下:Pass数、波形、墨滴大小、密度曲线、最大墨量的限定(含单通道、双通道、多通道)、ICC文件制作等。因为Pass数、波形、墨滴大小会对密度曲线、最大墨量、ICC文件产生影响,所以当Pass数、波形、墨滴大小发生改变时,须重新确定密度曲线、最大墨量和ICC文件。

4.烘干环节关键控制点

喷印完成后的布料应及时进行烘干,烘干时应控制好烘干的温度和时间,烘干后的布料应及时密封保存,不得裸露在空气中造成回潮从而影响颜色再现。

5.蒸化环节关键控制点

在整个数字印花生产流程中,蒸化对色彩再现起到了决定性的作用,其中蒸汽的含量又是关键因素。但可惜目前数字印花中尚没有一种长期、有效的方法来精确控制、测量蒸汽含量,因此建议企业可参考以下控制方法。

⑴布料蒸化前开机至少带导布运行预热半小时以上,以保证蒸化机内部蒸汽的均匀性;

⑵每种布料须单独蒸化,不允许将不同类型的

布料连接在一起进行连续蒸化,不同布料的蒸化间隔至少15min以上;

⑶对于不同布料蒸汽补给量应该不同,如棉布吸水量大,蒸汽流量就应加大;

⑷因蒸化车间的温度、湿度均较高,未安排蒸化的布料不应过早放到蒸汽车间,如已放到蒸化车间,则应注意密封保存;

⑸尽可能保证蒸化时一次性完成,蒸化过程中不得随意停机。

6.水洗及后整理环节关键控制点

水洗时应该注意水洗过程(冷水、热水、冷水)的温度、皂洗液等添加剂的比例及水洗的时间。

7.观察条件的标准化

观察条件对颜色的观察和判断会产生很大的影响,因此建议数字印花企业建立标准的观察环境:采用D65光源作为看样台,相对封闭的环境以遮挡外部环境光,墙面、天花板等涂成反射率低于60%或更低的中性灰,观察人员服装呈中性灰色。

数字印花色彩管理过程控制系统的构建

在明确了数字印花过程控制的关键参数后,印花企业就可构建属于自己过程控制系统,其构建流程参考如下。

1.建立过程控制测试的标准流程,确定过程控制参数

为确定每道工序的最佳控制参数,必须建立过程控制的标准测试流程。建议企业成立2~3人的测试小组讨论并确定测试方案,测试组成员最好是技术骨干。测试可以通过设计专门的测控条,通过测量、记录不同条件下测控条色块颜色的Lab值变化规律来反演最佳的过程控制参数。建议企业进行以下测试:浆池浆位对颜色再现的影响测试、喷印参数(密度曲线、ICC文件、Pass数、最大墨量)对颜色再现的影响测试、烘干及保存条件对颜色再现的影响测试、蒸化条件对颜色再现的影响测试、水洗条件对颜色再现的影响测试。

2.应用过程控制参数指导生产作业

根据过程控制测试数据及分析结果,测试企业应可以获取到布料的最佳上浆条件、喷印条件、烘干条件、蒸化条件、水洗条件,由此建立各工序标准作业方法和过程控制参数,同时培训员工依照标准作业方法进行生产。

3.建立过程控制质量评价方法,持续完善和优化过程控制参数

过程控制参数并不是一成不变的,特别是数字印花颜色受季节、温度、湿度、布料品种、产地等影响均较大,因此企业在生产过程中可有规律地在布料上打印测控条,比较测控条数据与原有标准的差异。如发现差异较大,应及时查找问题产生的原因并及时优化过程控制数据。

结 语

数字印花过程控制系统的完善是一个长期的、循续渐进的过程,所有控制参数都是建立在分析的基础之上且存在持续优化的过程,数字印花企业应坚持不懈地进行,只有这样过程控制系统才能真正起到其应有的作用。

(原文刊载于《印刷杂志》2018年第8期)

2020年9月2日 13:53
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