[发明专利]用于铺地材料的数字印像过程

说明书

本发明提供了一种用于对纤维聚酰胺铺地材料进行印像的方法。在不经历冲洗过程或排放有害化学物的情况下通过压电数字手段在纤维聚酰胺铺地材料上形成图像，该图像具有鲜艳的色彩和色彩饱和度。所述节能且环境友好的方法可以生产具有耐久性和长寿命的高分辨率产品。

交叉引用

本申请要求2013年9月9日提交的美国临时申请No.61/875,621的权益，该申请通过引用而全文并入于此。

发明背景

如今，纤维地毯和/或小地毯广泛用于铺地材料。这些材料大部分都是由合成高分子化合物构成，还有其他高端材料包含诸如羊毛和蚕丝等天然材料。美国地毯及小地毯产业消费了全球总产量的近50％；其中约有一半是基于尼龙的材料。由于铺地材料的制造和着色/印像都涉及到能量和化学物这一事实，因此能量和材料的有效利用对于环境影响而言是一种重要的考虑。

通常，使用三种不同的着色方法来为纤维型铺地材料带来色彩和/或图像：湿式染色、原液染色和彩色印花，包括单色印花。在这些方法之中，湿式染色和印花更为常用，因为它们更适合于多种颜色需求和图像。而且，印花过程可以按需操作，因而大幅降低库存负担。

诸如平板筛网印花等筛网印花(手动过程或自动过程)是用于纤维铺地材料印像的主要和常用技术。要使用具有精心选择和定向的抖动(“dithering”)小孔的预制筛网，通过机械处理色浆使其通过这些微孔抵达铺地材料的表面上，从而产生各种色彩图案。该过程存在准备时间长和小批量成本高的缺点。如果需要不止一种颜色，则要使用多个制造筛网和使这些色浆重叠的步骤。

近年来，使用数控色浆泄出或喷射技术来生成彩色图像，从而制造铺地材料。这些机械喷射或泄出技术的示例包括用于地毯和小地毯的和喷射式染色。然而，这两种技术都遭受到使用高粘度“墨水”以及过量的着色剂和凝胶的弊端。结果是，除了固色或固化能量需求之外，还需要过量的水和能量用于冲走过饱和的和未反应的着色剂。在生产与以上印像方法相关联的地毯/小地毯的过程中，所关联的耗水量和废水处理量达10至15加仑之多。此外，这些机械喷射技术通常遭受到具有小于100每英寸点数(DPI)的低印花分辨率的弊端，而可能无法满足高质量图像应用的摄影图像需求。

来自高粘度浆体过饱和染色或印花的化学物和挥发性有机化合物(VOC)常常释放到环境中。例如，未反应的基于联苯胺的偶氮染料被认为是致癌的。排放到水系中的塑溶胶化合物可能会永久污染环境。由于高粘度上浆技术，通常来自于过量的酸/碱中和的大量盐对于废水处理也是个巨大的问题。用于冲洗过程的重型机械需求从成本效益来考虑也是一种负担。

需要在不产生或减少环境负担或能源负担的情况下生产具有高分辨率彩色印像的纤维铺地材料。

发明内容

根据本发明的实施方式，提供了一种用于纤维铺地材料的印像方法及设备。过程针对于将低粘度的含水酸性染料墨水使用到纤维铺地材料上。这样的材料能够与酸性墨水反应，从而在不经过冲洗过程的情况下产生永久而鲜艳的彩色图像。

本发明涉及对能够在水性介质的存在下与酸性染料墨水反应的纤维尼龙铺地材料的印像。该印像过程可以由用酸性染料配制的低粘度数字印花墨水在印花机上的带式送料型输送机构处执行，而没有过多的着色剂，从而省略掉后处理过程。该过程高效、节能且成本低。

压电型按需滴定印花，尤其是全彩印花技术，是使用低粘度墨水的高分辨率材料印像方法。可以将各种类型的着色剂和化学物配制成这些墨水来满足不同的应用和化学需求。针对墨水中的活性成分，可以有效地使用和调节化学物的近化学计量分配，所述活性成分的量可以少至皮升级，从而允许高分辨率图像。