淺析環(huán)保產(chǎn)業(yè)中的數(shù)碼印花技術(shù)

淺析環(huán)保產(chǎn)業(yè)中的數(shù)碼印花技術(shù)

數(shù)字印花為紡織印染行業(yè)帶來了一個新概念。它的先進生產(chǎn)方法和方法給紡織印染行業(yè)帶來了前所未有的發(fā)展機遇。它推動了企業(yè)生產(chǎn)方式和經(jīng)營模式的轉(zhuǎn)變,最大限度地滿足人們的個性化需求,直接促進了“綠色紡織品”的發(fā)展。但就在數(shù)碼印花正逐步從小批量、個性化邁進大生產(chǎn)、工業(yè)化的過程中卻存在著諸多的障礙,現(xiàn)對如何實現(xiàn)數(shù)碼印花真正產(chǎn)業(yè)化,數(shù)碼印花技術(shù)在印染工業(yè)中的若干問題談下個人見解。一、4位數(shù)字印花原理和技術(shù)特點1.系統(tǒng)的控制原理數(shù)碼印花是通過各種數(shù)字化手段,如掃描、數(shù)字相片、圖像或計算機制作處理的各種數(shù)字化圖案輸入計算機,再通過電腦分色印花系統(tǒng)處理后,由專用軟件驅(qū)動芯片通過對其噴印系統(tǒng)的控制,對染液施加外力,使染料通過噴嘴噴印到織物(或介質(zhì))上,形成一個個色點,數(shù)字技術(shù)控制著噴射與不噴以及X、Y方向上的移動,形成相應(yīng)的準確的圖像,最后形成各種高精度的印花產(chǎn)品。2.數(shù)碼印花工藝的優(yōu)勢數(shù)碼印花較傳統(tǒng)印花有著無可比擬的技術(shù)優(yōu)勢。(1)簡化工藝流程,縮短生產(chǎn)周期。由于數(shù)碼印花過程擺脫了傳統(tǒng)印花在生產(chǎn)過程中分色描搞、制片、制網(wǎng)版等許多工藝過程,從而大大縮短了生產(chǎn)時間。另外,生產(chǎn)工藝的簡化,也使打樣成本大大降低,能夠快速理解客戶的需求,提供出滿意的小樣。(2)色彩豐富,圖案設(shè)計空間大。傳統(tǒng)印花印10套色以上就很困難,數(shù)碼印花過程由計算機控制,能實現(xiàn)1670萬種顏色,突破了傳統(tǒng)印花的套色限制。而且數(shù)碼印花的工藝過程中不存在“花回”的概念,實現(xiàn)絕對的無接版印花。極大拓展了紡織品圖案設(shè)計的空間,提升了產(chǎn)品的檔次,特別是在顏色漸變和云紋等高精度圖案的印制中,更是顯示出了數(shù)碼印花技術(shù)不可比擬的優(yōu)勢。(3)按需噴墨,降低污染,節(jié)能減排。高精度的噴印過程中不再用水調(diào)制色漿,噴印過程中,染料按需分配,幾乎沒有染料的浪費和廢水的產(chǎn)生,從而擺脫了“三高”,實現(xiàn)了清潔生產(chǎn)。(4)滿足個性化需求。數(shù)碼印花的出現(xiàn)將最大限度地滿足人們追求個性化需求,設(shè)計樣稿可在計算機上任意修改,充分表現(xiàn)服裝師的設(shè)計理念。計算機屏幕上的效果就是成形后面料圖案的效果,客戶滿意后便可直接噴印,做到現(xiàn)場設(shè)計、現(xiàn)場制作,使服裝真正實現(xiàn)個性化。(5)數(shù)碼印花實現(xiàn)了小批量、快反應(yīng)的生產(chǎn)過程,生產(chǎn)批量不受任何控制。二、數(shù)字印花行業(yè)的現(xiàn)狀和存在的問題1.數(shù)碼印花的污染情況2011年,我國各種型號的數(shù)碼噴墨印花機約700臺,相當(dāng)于2008年的3.3倍。2011年,全國數(shù)碼印花布1.4億m,占印花總量的0.86%,與2008年的0.4億m,占0.33%相比,有較大增長?？梢?數(shù)碼噴墨印花織物在我國印花行業(yè)的比重尚不足1%。與國內(nèi)情況有所不同的是,目前國外數(shù)碼印花機占有量要大得多。國外權(quán)威有關(guān)研究報告預(yù)測,2009~2014年,全球紡織數(shù)碼印花機年復(fù)合增長率可以達23.1%。在大多印染企業(yè)面臨節(jié)能減排巨大壓力的情況下,數(shù)碼印花的優(yōu)勢逐漸開始顯現(xiàn)。有關(guān)數(shù)字表明,使用傳統(tǒng)印花設(shè)備進行印花時,大約有30%的染料用量不能與纖維結(jié)合,在水冼時被洗去而產(chǎn)生污染;而數(shù)碼印花工藝采用墨水直噴工藝,染料用量只有傳統(tǒng)的40%左右,而且僅有5%的墨水在后處理時被洗去,產(chǎn)生的污染量僅為傳統(tǒng)印花工藝的1/15~1/25。也正是數(shù)碼印花機具有方便、快捷、環(huán)保等優(yōu)點,印染企業(yè)對數(shù)碼印花的需求也出現(xiàn)了逐年大幅遞增的情況。與傳統(tǒng)的印花工藝相比,在顏色、清晰度、色域的表現(xiàn)上,數(shù)碼噴墨印花確實達到傳統(tǒng)印花難以達到的高度,但由于數(shù)碼印花在實現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的過程中仍存在諸多問題,它不會大規(guī)模地取代傳統(tǒng)印花工藝,二者將長期并存、優(yōu)勢互補。2.數(shù)碼印花的特點在整個數(shù)碼印花產(chǎn)業(yè)鏈上面,設(shè)備供應(yīng)商費盡心思不斷揣摩下游客戶需求,但用戶企業(yè)并沒有報以同等熱情。目前,大多印花企業(yè)使用數(shù)碼印花設(shè)備時間不超過5年,而其中不滿意者高達2/3。筆者認為有以下原因。(1)功能不如廠家宣傳的強大。數(shù)碼印花區(qū)別于傳統(tǒng)印花的技術(shù)優(yōu)勢并沒有完全體現(xiàn)出來:首先,數(shù)碼印花豐富的色彩、廣闊的色域以及獨特的數(shù)碼藝術(shù)風(fēng)格還未被企業(yè)生產(chǎn)者運用得淋漓盡致;其次,數(shù)碼印花機并不是萬能印花機,不是無論什么紡織產(chǎn)品都能印出高質(zhì)量的圖案來,企業(yè)生產(chǎn)者要將數(shù)碼印花軟件、設(shè)備與印花工藝完美地結(jié)合才能實現(xiàn)高質(zhì)量的印花圖案。(2)生產(chǎn)成本高。數(shù)碼印花的主要耗材—墨水,國產(chǎn)化率低,主要依賴進口,價格高,因而成本高。目前對于染料型數(shù)碼噴墨印花墨水的開發(fā)已經(jīng)日趨成熟,實際應(yīng)用到生產(chǎn)中的噴墨印花墨水大部分也都是染料型墨水,而對纖維具有通用性的顏料墨水方面的研究和市面上銷售的成品都不夠成熟。(3)數(shù)碼印花機印花速度較傳統(tǒng)印花慢,設(shè)備維修成本大。雖然數(shù)碼印花過程擺脫了傳統(tǒng)印花在生產(chǎn)過程中分色描稿、制片、制網(wǎng)版等許多工藝過程,但印花速度還是難以達到傳統(tǒng)印花標準,這是制約數(shù)碼噴墨印花工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用的主要因素。碰到批量較大的單子,生產(chǎn)所需時間較長,客戶無法接受。而且數(shù)碼印花機價格較貴,維修成本也高。(4)人才匱乏,影響設(shè)備的有效利用。數(shù)碼印花精細、繁瑣,需要同時兼?zhèn)潆娔X軟件和印染原理的人才能最大效率地應(yīng)用數(shù)碼印花設(shè)備。目前我國還沒有針對數(shù)碼印花技術(shù)的專門人才培養(yǎng),大多是單科技能,特別是工學(xué)與美學(xué)等領(lǐng)域的融匯,更顯問題突出。三、碼印花的發(fā)展方向雖然我國數(shù)碼印花產(chǎn)量與世界相比還有很大的若距,隨著印染行業(yè)對“綠色紡織”的追求,消費者個性化的需求,數(shù)碼印花一定會得到空前發(fā)展。如何能在今后的幾年中,使數(shù)碼印花在我國得到真正的快速發(fā)展,我認為可以從以下幾個方向去解決。顏料墨水具有廣泛的織物適用性,但配制墨水成本較高,目前市場上噴印墨水還是以染料墨水為主。近幾年來,許多國際大公司(包括Ciba、Epson、Canon等)在墨水研發(fā)方面做了大量的工作,形成了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)與產(chǎn)品,占領(lǐng)了大部分印花市場。而我國噴墨墨水發(fā)展尚屬于起步階段,開發(fā)既具有優(yōu)異的耐候、耐水性,又具備染料噴墨的色彩飽和度和鮮艷度的高性能顏料墨水,已成為我國當(dāng)前紡織品噴墨印花發(fā)展的首要問題。2.數(shù)碼印花工藝1)設(shè)備及配套工藝現(xiàn)有的各種數(shù)碼印花設(shè)備中,較常見和最為普遍使用的為熱轉(zhuǎn)移數(shù)碼印花和導(dǎo)帶數(shù)碼印花。熱轉(zhuǎn)移印花設(shè)備運用分散墨水,適用于人造化纖面料,多用于聚酯纖維。相對導(dǎo)帶印花,其步驟較為簡單,基本操作順序:打印→晾圖→熱轉(zhuǎn)印。導(dǎo)帶印花設(shè)備運用較廣,運用的墨水有活性、酸性、分散、顏料等,適用的面料為棉、毛、絲、麻等天然纖維面料及各種合成纖維,打印過程需要有前、后整理步驟,整套設(shè)備包含的基本機器為上漿機、導(dǎo)帶數(shù)碼印花機、蒸箱、水洗機及烘干機等。染料墨水有各自適用的纖維,其基本操作順序大致相同:上漿→打印→汽蒸→水洗→烘干(或晾干)。顏料墨水原則上適用于各種織物,印花工藝也相對簡單,其工藝流程:織物噴墨印花→烘焙。以滌綸織物用兩種數(shù)碼印花機為例,比較兩種印花設(shè)備和工藝。導(dǎo)帶數(shù)碼印花:織物浸軋上漿→分散染料噴印→干燥→蒸化(180℃,8min)→水洗→烘干;熱轉(zhuǎn)移數(shù)碼印花:分散染料印紙→織物→轉(zhuǎn)移印花(170~190)℃,(30~20)s。2)數(shù)碼印花工藝上的問題對于數(shù)碼印花加工企業(yè)來說,還須克服印花、汽蒸、固色等前后處理設(shè)備的配套問題。雖然數(shù)碼印花機的銷售商一般會提供配套的上漿、蒸化、水洗等設(shè)備,但前后道如何調(diào)試還是需要專業(yè)人員經(jīng)長期的實際操作才能解決。在實際運用中要克服前后道調(diào)試不穩(wěn)定等多種問題,降低印花成本。要做到這點,還必須從工藝中各個環(huán)節(jié)入手。(1)上漿:數(shù)碼印花的上漿跟傳統(tǒng)印花的上漿不一樣,主要區(qū)別在于傳統(tǒng)印花的一些助劑可以加在染料里,而數(shù)碼印花的墨水不能添加助劑,只能添加在漿料里,在漿料的配備過程中應(yīng)根據(jù)不同客戶的要求去調(diào)整漿料配比。比如有的客戶要求滲透要好,有的客戶要求正面顏色要艷。這些都需要通過調(diào)整漿料的配比來適應(yīng)。另外,上漿過程中對面料緯斜要及時發(fā)現(xiàn)和調(diào)整,如果緯斜厲害的話,在打印過程中會出現(xiàn)面料起皺和起泡,影響打印質(zhì)量和速度,嚴重的會產(chǎn)生疵品。(2)助劑的選擇:不同纖維選用不同的助劑,主要是增稠劑、尿素、酸、堿用量的選擇。噴印環(huán)境溫度應(yīng)保持在(15~33)℃,濕度在35%~80%,干燥的北方氣候,易造成染液堵噴頭。(3)蒸化:在蒸化的過程中要保證蒸箱的上下溫差要小,蒸化時要保證溫度達到(102~110)℃,溫度過高,水蒸氣含量小會影響滲透。不同的面料要選用不同的蒸化時間。(4)水洗:蒸化結(jié)束后要經(jīng)水洗去除浮色,在水洗過程中要根據(jù)不同的面料采取不同的水洗工藝。否則很容易沾色,而產(chǎn)生報廢。同時在洗絲綢面料時要注意不能產(chǎn)生灰傷。(5)烘干:經(jīng)水洗好的面料在烘干后就可以打包成成品了,在烘干的時候溫度不能太高,否則面料容易發(fā)脆。同時對不同面料根據(jù)不同的縮水率決定是否需要打卷。這對于圍巾、方巾等有尺寸要求的產(chǎn)品尤為重要。3.數(shù)碼印花的特點數(shù)碼印花過程由計算機控制,能實現(xiàn)1670萬種顏色,突破了傳統(tǒng)印花的套色限制。特別是在顏色漸變、云紋等高精圖案的印制上,數(shù)碼印花在技術(shù)上更具有無可比擬的優(yōu)勢,同時也能保證印花的效果與質(zhì)量。但目前數(shù)碼印花圖案設(shè)計的現(xiàn)狀卻是對設(shè)計師的思維創(chuàng)新的需求不大,能靈活運用數(shù)碼印花技術(shù)的特點的設(shè)計師人才還有所欠缺,絕大多數(shù)人依然不停地拷貝、裁減、粘貼,重復(fù)這些簡單的、沒有創(chuàng)造性的勞動。數(shù)碼印花市場的產(chǎn)品形式過于單一,缺乏感染力,許多創(chuàng)新思維限于軟件技術(shù)的匱乏而無法表達。這主要是目前從事數(shù)碼印花設(shè)計的人員過多依賴現(xiàn)有素材,沒有結(jié)合數(shù)碼印花圖案的特點進行創(chuàng)新設(shè)計和忽略自身創(chuàng)造力的挖掘造成的。因此在數(shù)碼印花圖形的選擇上要盡量避免選用能用傳統(tǒng)印花印制出的花型,靈活運用數(shù)碼印花技術(shù)的特點,優(yōu)越的設(shè)計潛力,設(shè)計出許多具有視覺震撼力的數(shù)碼印花圖案,最大限度地發(fā)揮數(shù)碼印花的優(yōu)勢。設(shè)計出富有創(chuàng)作性的數(shù)碼印花圖案來拓寬人們對紡織品印花的視覺領(lǐng)域,產(chǎn)生許多另類的設(shè)計風(fēng)格,如三維效果、運動效果、混合效果、光感效果、紋理效果等。突破傳統(tǒng)印花的套色和重復(fù)單元大小限制,靈活地創(chuàng)建色彩組合,輕松地繪制光滑曲線和任意重復(fù)排列使用,輕松完成色彩漸變,把創(chuàng)新設(shè)計和工程技術(shù)結(jié)合起來,設(shè)計出綜合藝術(shù)和技術(shù)的現(xiàn)代化新型數(shù)碼印花圖案。目前已經(jīng)出現(xiàn)專門根據(jù)數(shù)碼印花的特點設(shè)計花型和服裝的專業(yè)設(shè)計公司,說明數(shù)碼印花的應(yīng)用和影響已經(jīng)在改變一些行業(yè)了。4.數(shù)碼印花技術(shù)人才缺乏目前對我國的廣大消費群體來說,還缺乏對數(shù)碼印花產(chǎn)品廣泛的認同度。在宣傳上我們往往把數(shù)碼印花機描繪成一個萬能印花機,認為無論是什么紡織產(chǎn)品都能印出高質(zhì)量的圖案來。其實這是一個誤區(qū),目前對于某些布種來說,數(shù)碼印花印制出來的品質(zhì)與想象的產(chǎn)品的品質(zhì)還是有較大差距。加上有些企業(yè)認為只要引進了設(shè)備,什么都能靠電腦自動完成,他們忽視了對技術(shù)人才的充分培訓(xùn),導(dǎo)致后期數(shù)碼印花在運營過程中出現(xiàn)高成本、低效率現(xiàn)象,有個別企業(yè)不得不因此停產(chǎn)。其實數(shù)碼印花對于從業(yè)人員來說需要具備各種技能,不僅要有計算機基礎(chǔ),機電基礎(chǔ),還要了解各種紡織面料的基本知識。更重要的是,需要有一定印染經(jīng)驗,掌握各種面料對各種染料的上色和后處理等要求,因此培養(yǎng)專業(yè)的復(fù)合型人才是解決數(shù)碼印花發(fā)展的前提。數(shù)碼印花圖案創(chuàng)新設(shè)計與工程技術(shù)結(jié)合數(shù)碼印花是未來發(fā)展的必然趨勢,數(shù)碼印花正逐步從小批量、個性化邁進大生產(chǎn)、工業(yè)化的過程中。在數(shù)碼印花在產(chǎn)業(yè)化的道路上仍有諸多問題等待解決,我國目前已實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的噴墨墨水甚少;數(shù)碼印花圖案創(chuàng)新設(shè)計還處于起步階段,創(chuàng)新設(shè)計還未與工程技術(shù)完美結(jié)合;能將數(shù)碼印花機與印花工藝熟練應(yīng)用的人才還需培養(yǎng)。隨著國內(nèi)更多專家、學(xué)者加人到數(shù)碼印花技術(shù)的研發(fā)行列中,堅信在不久的將來很多技術(shù)難關(guān)將得到一一突破,中國的數(shù)碼印花行業(yè)將得到迅猛發(fā)展。1.墨水制備和性能要求墨水問題,數(shù)碼印花80%以上的品質(zhì)問題是由于墨水原因?qū)е碌?目前國內(nèi)市場常見的數(shù)碼活性墨水在應(yīng)用中仍存在色彩鮮艷度差、發(fā)色不穩(wěn)定、色光不正、深度不夠、色域偏小堵塞噴嘴等問題。雖然國外有生產(chǎn)墨水的廠家,但由于價格高,墨水成本與企業(yè)的印染利潤不相匹配。因此很難在生產(chǎn)中大量使用。1)數(shù)碼印花墨水的分類數(shù)碼噴墨印花墨水按照使用的色素可分為染料型墨水和顏料型墨水,染料墨水對織物具有上染選擇性,而顏料墨水利用樹脂作為黏合劑固著在織物上不具有選擇性,幾乎適用于所有纖維織物印花,如棉、毛、絲、麻、滌綸、錦綸、腈綸及混紡織物,尤其是混紡織物。因為組成的纖維成分不同而選擇不同的染料墨水,任何一種染料墨水均難以實現(xiàn)有效的噴墨印花,所以研發(fā)和使用顏料墨水成為目前噴墨印花行業(yè)關(guān)注的焦點。2)顏料墨水研究應(yīng)用于數(shù)碼噴墨印花的顏料墨水主要為水溶性顏料墨水,它是以水為主體溶劑,顏料而非染料作為發(fā)色劑,水溶性高分子樹脂作為顏料顆粒的穩(wěn)定劑、成膜劑和黏合劑,多種助劑協(xié)同配合而成的。顏料對紡織品纖維沒有親和力,必須借助樹脂黏合劑附著在紡織品上