紡織數(shù)碼噴墨的工作原理就是對色料(墨水)施加外力,使其通過噴嘴噴墨到織物上形成一個個色點,整個圖像是由細(xì)小的色點組成,故要求有較高的噴墨墨點密度,這是數(shù)碼噴墨印花機(jī)的一個重要技術(shù)指標(biāo)。不同的織物其分辨率要求也不盡相同,一般分辨率達(dá)到180~360dpi時圖像已比較清晰,對精細(xì)的圖像其分辨率為360~720dpi已足夠。
分辨率并不是越高越好,因為分辨率提高后對噴嘴的噴墨頻率、定位精度的要求就會相應(yīng)提高。它不僅要求高精度的噴嘴技術(shù)和控制技術(shù),還要求有高純度、高濃度、高牢度、高穩(wěn)定性的色料(墨水)與之匹配。
噴墨印花的關(guān)鍵部件是噴頭,其噴孔口徑只有幾微米至數(shù)十微米。所以對色料中顆粒,要求其平均直徑應(yīng)小于0.5μm,最大不能超過1μm,其噴墨方式可分為連續(xù)液流型和按需滴液型兩大類。
1,按需噴墨
按需噴墨又分為熱泡式、壓電式和閥門式三種。它們都具有不同的特點,對墨水的要求也各不相同。
目前應(yīng)用最多、最為成熟的是壓電式噴墨打印機(jī)。壓電式噴頭由控制電路板、墨水通道和噴墨板等組成。目前國際市場上主要的制造商有Epson、Brother、Tektronix、xaar、spectra、Trideni和Aprion等公司,各公司生產(chǎn)的噴頭具有不同的特點。愛普生(EPson)公司的一種壓電式噴頭的噴墨板上有很多平行的噴嘴,這些噴嘴的形狀很像喇叭口。
按需噴墨原理是噴頭中的壓電晶體根據(jù)輸入的電信號膨脹,擠壓“空穴”中的墨水使墨滴從噴嘴中噴出,在織物上形成圖案。電壓信號消失后,壓電晶體恢復(fù)到原來的正常尺寸,墨水依靠毛細(xì)管作用被重新充滿“空穴”。壓電式噴頭的作用頻率約14000次/s,即它每秒鐘可以噴出14000個墨滴,每個墨滴的體積可達(dá)150pL(1pieoliters=lx10-12liters)。
氣泡式按需噴墨(bubbleinkjet)裝置能夠根據(jù)輸入的電信號瞬間將一個電阻加熱到高溫(約350℃)狀態(tài),導(dǎo)致墨水汽化形成氣泡,使墨滴從噴嘴中噴出,在織物上形成圖案。電信號撤銷后,氣泡冷卻消失,墨室重新被充滿。熱氣泡式噴頭的作用頻率約10000次/s,即每秒鐘可以噴出10000個墨滴,每個墨滴的體積約為150~200pL,比壓電式噴墨方式噴出的墨滴體積稍大。因此,氣泡式按需噴墨印花機(jī)的分辨率較壓電式的低,但高于連續(xù)式噴墨印花機(jī)。氣泡式按需噴墨的優(yōu)點是噴頭的制造成本低,但其使用壽命短、可靠性差。熱氣泡式印花機(jī)的生產(chǎn)商有ENCAD、Canon等,印花速度可以達(dá)到100m2/h。
其他的按需噴墨的方式還有電磁閥式按需噴墨(solenoidvalveinkjet),這種噴墨方式是利用電磁閥控制墨水在空氣流中流動,由氣流將墨滴噴射在基質(zhì)上形成圖案。另一種將來可能會得到應(yīng)用的是靜電式按需噴墨(electrostaticinkjet)。這種噴墨技術(shù)采用導(dǎo)電墨水,當(dāng)墨水通過噴嘴和閥電極之間的電場時,電壓使墨滴從噴嘴處噴出并向閥電極運動,然后在靠近閥電極前面的基質(zhì)上形成圖案。
2,連續(xù)式噴墨
連續(xù)噴墨印花系統(tǒng)根據(jù)其作用的方式的不同又分為偏轉(zhuǎn)閥式連續(xù)噴墨、兩位連續(xù)噴墨和多位連續(xù)噴墨。
在偏轉(zhuǎn)閥式連續(xù)噴墨這種噴墨系統(tǒng)中,連續(xù)的墨滴流是由直徑為10-100μm的噴嘴噴出的,產(chǎn)生的墨滴流用一個空氣閥使之有選擇地噴射到基質(zhì)上形成印花圖案。1975年,美國Milliken公司應(yīng)用這種噴墨印花方式在地毯行業(yè)。
兩位連續(xù)噴墨系統(tǒng),在泵的作用下,儲墨器中的印花墨水根據(jù)輸入的電信號,以墨滴的形式從噴頭中連續(xù)噴出,經(jīng)過靜電場后,使墨滴有選擇地帶上電荷,這些帶電荷的墨滴在高壓偏轉(zhuǎn)電極板的作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn),被收集后返回儲墨器重新使用,未帶電荷的墨滴直接噴射在織物上形成圖案;
多位連續(xù)噴墨是使墨滴帶不同的電荷,當(dāng)這些墨滴通過偏轉(zhuǎn)電極板的時候,可以發(fā)生不同的偏轉(zhuǎn),從而在基質(zhì)的多個位置上形成圖案。