数字喷墨印花技术是一种通过计算机控制喷头，将墨水直接喷射到纺织品上形成图案的无版非接触式印花方式。它起源于20世纪60~70年代的办公与印刷领域，随着90年代计算机技术的发展，逐渐应用于纺织品印花，实现了高效、个性化的图案生产。

纺织品喷墨印花（来源：佳能）

在数字喷墨印花中，墨水是决定印花性能上限的核心要素之一，其研发与喷头、织物及前后处理工艺共同构成一个紧密耦合的技术体系，是推动产业升级的关键环节。而在各类墨水体系中，水性颜料墨水因其环保、安全、适应性强的特性，正成为行业发展的重点方向。它的性能优劣，在很大程度上取决于其中颜料粉体的分散与稳定技术。接下来，我们就从粉体工程的角度，探讨水性颜料墨水背后的关键技术逻辑。

一、颜料墨水：不挑织物的万能选手

按墨水的色素类型，喷墨印花墨水可分为染料墨水和颜料墨水。对于染料墨水而言，不同织物因其表面性能差异，需匹配特定的墨水和印刷流程：毛织物及锦纶（聚酰胺纤维）主要用酸性染料，涤纶用分散染料，纤维素用活性染料，每种都需复杂固色与多道洗涤。尤其对于涤棉、锦棉等混纺织物，由于含有不同染色特性的纤维，采用染料墨水方案往往需要分别使用两种染料、经过两次染色和固色流程，工艺极为繁琐且能耗高。

染料墨水与颜料墨水的区别，图源：佳能全球（备注：颜料墨水又称涂料墨水）

与染料墨水渗入纤维内部实现上色不同，颜料墨水中的色素对织物本身并无亲和力。其着色依赖树脂（又称粘合剂）在织物表面形成一层坚韧的薄膜，将颜料颗粒牢牢“包裹”并“粘附”在纤维上。这种方式使颜料墨水几乎不挑织物，尤其是对于混纺织物而言，上色工艺流程得以显著简化，可直接喷印，无需复杂固色或多道洗涤，极大简化了流程，降低了生产门槛与成本，同时更具环保优势。不过，为了获得更高的色彩鲜艳度，很多情况下仍需对织物进行适当的预处理。

纺织品颜料喷墨印花工艺步骤（来源：佳能）

二、喷墨打印颜料墨水：精细的粉体工程

颜料墨水的色素为不溶性固体颗粒，是一个典型的多相分散体系。其核心任务是在水相中稳定悬浮纳米级固体颗粒（颜料），并确保它们在喷射、转移、干燥及固化的全过程中——既不聚集、也不沉降，还能精准地被喷头喷出并在织物上形成致密、牢固的成膜层。此外，面向纺织品的应用，还需兼顾织物手感、耐摩擦性及耐水洗性能，使体系设计复杂度显著增加。

1、超细研磨分散技术

颜料墨水的喷射稳定性、色彩表现力及印花品质，极大程度上取决于颜料粒度及其分布。粒径过大，会导致喷头堵塞、墨滴断裂、成膜不均等问题；粒径过小，虽然有利于分散稳定和表面光泽，但会因比表面积过大而增加表面吸附剂量，从而降低色浓度和粘结强度。因此，颜料墨水通常要求粒径控制在纳米至亚微米级范围内，并保持窄粒径分布，以兼顾喷射流变稳定性与色彩一致性。

目前主流体系中，纳米级颜料（40–180nm）主要用于高分辨率喷头，以保证喷嘴通畅与色彩细腻；而微米级颜料（0.125–0.300µm），则兼顾色彩饱和度与遮盖力，适用于较粗喷嘴或要求高耐久性的印花体系。

在制备环节中，砂磨机是实现颜料细化与分布控制的核心设备之一。通过高能量密度的剪切与碰撞作用，砂磨可有效打散颜料团聚体并细化至所需粒径水平。研磨介质（如氧化锆珠）的粒径、密度与填充率直接影响研磨效率与能耗；常用的超细研磨介质粒径范围为0.1–0.3mm。

对于高黏度或高固含体系，还可引入高压均质机进一步均化体系。其瞬时高剪切、空化与冲击作用，能有效破碎微团聚体、降低粒径分布宽度，并抑制储存过程中的回聚趋势，为喷墨打印提供更优的流变与喷射性能。

值得一提的是，润湿剂与分散剂在整个研磨分散过程中发挥关键的“界面调控”作用。润湿剂帮助液相迅速铺展并浸润颜料表面，打破颜料表面的空气层，为后续分散创造条件；而分散剂则通过静电斥力或空间位阻稳定，防止颗粒在高能研磨后的再次聚集。

颜料润湿：水中的酞菁蓝（毕克化学）

2、粉体表面改性技术

通过物理或化学手段对颜料粉体表面进行改性，改善其与分散介质的相容性，使体系在低助剂用量下也能保持稳定分散。

常见的改性方式包括：

物理法：如表面活性剂吸附、聚合物分散剂包覆、干磨转晶等，通过吸附或晶相调整改善亲水性；

化学法：如重氮化、磺化、接枝聚合、低温等离子体引入极性基团等，使分散剂牢固结合于颜料表面；

微胶囊化技术：在颜料颗粒表面聚合形成约10–20nm厚的水性聚氨酯或丙烯酸高分子包覆层等，显著提升分散稳定性与喷射可靠性。

其中，微胶囊化技术在纺织品用水性颜料墨水中尤为关键。包覆层不仅能在液相中提供空间位阻稳定，防止颗粒二次团聚，还能在织物固化成膜时与粘合剂协同作用，提升颜料在纤维表面的附着力与色牢度，同时保持织物柔软手感。该技术已成为纺织品喷墨印花水性颜料墨水的重要发展方向。

3、精细过滤技术

即便经过超细研磨与粉体改性技术的加持，墨水中仍可能存在微量大颗粒或团聚物，这些颗粒会直接影响喷嘴通畅与喷射一致性。因此，精细过滤成为喷墨墨水生产的最后一道关键关口。通常使用孔径0.2–1μm的滤膜（如PP、PA等）进行过滤，可有效去除残余颗粒，保证墨水稳定喷射和印花质量。

参考资料

[1]陶荣静,蔡雨杭,郭荣辉.数码喷墨印花技术研究现状及发展趋势[J].纺织科学与工程学报,2018

[2]王小林,王晓英,李学敏,等.水性喷墨打印用颜料表面改性的研究进展[J].染料与染色,2019

[3]CN101659808B 纺织品用水性喷墨印花颜料墨水及其生产方法

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