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(lái)了一個(gè)新概念。它的先進(jìn)生產(chǎn)方法和方法給紡織印染行業(yè)帶來(lái)了前所未有的發(fā)展機(jī)遇。它推動(dòng)了企業(yè)生產(chǎn)方式和經(jīng)營(yíng)模式的轉(zhuǎn)變,最大限度地滿(mǎn)足人們的個(gè)性化需求,直接促進(jìn)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(gè)性化邁進(jìn)大生產(chǎn)、工業(yè)化的過(guò)程中卻存在著諸多的障礙,現(xiàn)對(duì)如何實(shí)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(wèn)題談下個(gè)人見(jiàn)解。一、4位數(shù)字印花原理和技術(shù)特點(diǎn)1.系統(tǒng)的控制原理數(shù)碼印花是通過(guò)各種數(shù)字化手段,如掃描、數(shù)字相片、圖像或計(jì)算機(jī)制作處理的各種數(shù)字化圖案輸入計(jì)算機(jī),再通過(guò)電腦分色印花系統(tǒng)處理后,由專(zhuān)用軟件驅(qū)動(dòng)芯片通過(guò)對(duì)其噴印系統(tǒng)的控制,對(duì)染液施加外力,使染料通過(guò)噴嘴噴印到織物(或介質(zhì))上,形成一個(gè)個(gè)色點(diǎn),數(shù)字技術(shù)控制著噴射與不噴以及X、Y方向上的移動(dòng),形成相應(yīng)的準(zhǔn)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(shì)數(shù)碼印花較傳統(tǒng)印花有著無(wú)可比擬的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。(1)簡(jiǎn)化工藝流程,縮短生產(chǎn)周期。由于數(shù)碼印花過(guò)程擺脫了傳統(tǒng)印花在生產(chǎn)過(guò)程中分色描搞、制片、制網(wǎng)版等許多工藝過(guò)程,從而大大縮短了生產(chǎn)時(shí)間。另外,生產(chǎn)工藝的簡(jiǎn)化,也使打樣成本大大降低,能夠快速理解客戶(hù)的需求,提供出滿(mǎn)意的小樣。(2)色彩豐富,圖案設(shè)計(jì)空間大。傳統(tǒng)印花印10套色以上就很困難,數(shù)碼印花過(guò)程由計(jì)算機(jī)控制,能實(shí)現(xiàn)1670萬(wàn)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(guò)程中不存在“花回”的概念,實(shí)現(xiàn)絕對(duì)的無(wú)接版印花。極大拓展了紡織品圖案設(shè)計(jì)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(shì)。(3)按需噴墨,降低污染,節(jié)能減排。高精度的噴印過(guò)程中不再用水調(diào)制色漿,噴印過(guò)程中,染料按需分配,幾乎沒(méi)有染料的浪費(fèi)和廢水的產(chǎn)生,從而擺脫了“三高”,實(shí)現(xiàn)了清潔生產(chǎn)。(4)滿(mǎn)足個(gè)性化需求。數(shù)碼印花的出現(xiàn)將最大限度地滿(mǎn)足人們追求個(gè)性化需求,設(shè)計(jì)樣稿可在計(jì)算機(jī)上任意修改,充分表現(xiàn)服裝師的設(shè)計(jì)理念。計(jì)算機(jī)屏幕上的效果就是成形后面料圖案的效果,客戶(hù)滿(mǎn)意后便可直接噴印,做到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)、現(xiàn)場(chǎng)制作,使服裝真正實(shí)現(xiàn)個(gè)性化。(5)數(shù)碼印花實(shí)現(xiàn)了小批量、快反應(yīng)的生產(chǎn)過(guò)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(wèn)題1.數(shù)碼印花的污染情況2011年,我國(guó)各種型號(hào)的數(shù)碼噴墨印花機(jī)約700臺(tái),相當(dāng)于2008年的3.3倍。2011年,全國(guó)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(zhǎng)?？梢?jiàn),數(shù)碼噴墨印花織物在我國(guó)印花行業(yè)的比重尚不足1%。與國(guó)內(nèi)情況有所不同的是,目前國(guó)外數(shù)碼印花機(jī)占有量要大得多。國(guó)外權(quán)威有關(guān)研究報(bào)告預(yù)測(cè),2009~2014年,全球紡織數(shù)碼印花機(jī)年復(fù)合增長(zhǎng)率可以達(dá)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(shì)逐漸開(kāi)始顯現(xiàn)。有關(guān)數(shù)字表明,使用傳統(tǒng)印花設(shè)備進(jìn)行印花時(shí),大約有30%的染料用量不能與纖維結(jié)合,在水冼時(shí)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(shí)被洗去,產(chǎn)生的污染量?jī)H為傳統(tǒng)印花工藝的1/15~1/25。也正是數(shù)碼印花機(jī)具有方便、快捷、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn),印染企業(yè)對(duì)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(shí)達(dá)到傳統(tǒng)印花難以達(dá)到的高度,但由于數(shù)碼印花在實(shí)現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的過(guò)程中仍存在諸多問(wèn)題,它不會(huì)大規(guī)模地取代傳統(tǒng)印花工藝,二者將長(zhǎng)期并存、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。2.數(shù)碼印花的特點(diǎn)在整個(gè)數(shù)碼印花產(chǎn)業(yè)鏈上面,設(shè)備供應(yīng)商費(fèi)盡心思不斷揣摩下游客戶(hù)需求,但用戶(hù)企業(yè)并沒(méi)有報(bào)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(shí)間不超過(guò)5年,而其中不滿(mǎn)意者高達(dá)2/3。筆者認(rèn)為有以下原因。(1)功能不如廠(chǎng)家宣傳的強(qiáng)大。數(shù)碼印花區(qū)別于傳統(tǒng)印花的技術(shù)優(yōu)勢(shì)并沒(méi)有完全體現(xiàn)出來(lái):首先,數(shù)碼印花豐富的色彩、廣闊的色域以及獨(dú)特的數(shù)碼藝術(shù)風(fēng)格還未被企業(yè)生產(chǎn)者運(yùn)用得淋漓盡致;其次,數(shù)碼印花機(jī)并不是萬(wàn)能印花機(jī),不是無(wú)論什么紡織產(chǎn)品都能印出高質(zhì)量的圖案來(lái),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(shí)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(guó)產(chǎn)化率低,主要依賴(lài)進(jìn)口,價(jià)格高,因而成本高。目前對(duì)于染料型數(shù)碼噴墨印花墨水的開(kāi)發(fā)已經(jīng)日趨成熟,實(shí)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(duì)纖維具有通用性的顏料墨水方面的研究和市面上銷(xiāo)售的成品都不夠成熟。(3)數(shù)碼印花機(jī)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(guò)程擺脫了傳統(tǒng)印花在生產(chǎn)過(guò)程中分色描稿、制片、制網(wǎng)版等許多工藝過(guò)程,但印花速度還是難以達(dá)到傳統(tǒng)印花標(biāo)準(zhǔn),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(shí)間較長(zhǎng),客戶(hù)無(wú)法接受。而且數(shù)碼印花機(jī)價(jià)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(xì)、繁瑣,需要同時(shí)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(guó)還沒(méi)有針對(duì)數(shù)碼印花技術(shù)的專(zhuān)門(mén)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(wèn)題突出。三、碼印花的發(fā)展方向雖然我國(guó)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(duì)“綠色紡織”的追求,消費(fèi)者個(gè)性化的需求,數(shù)碼印花一定會(huì)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(guó)得到真正的快速發(fā)展,我認(rèn)為可以從以下幾個(gè)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(chǎng)上噴印墨水還是以染料墨水為主。近幾年來(lái),許多國(guó)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(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)與產(chǎn)品,占領(lǐng)了大部分印花市場(chǎng)。而我國(guó)噴墨墨水發(fā)展尚屬于起步階段,開(kāi)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(guó)當(dāng)前紡織品噴墨印花發(fā)展的首要問(wèn)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(jiàn)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(yùn)用分散墨水,適用于人造化纖面料,多用于聚酯纖維。相對(duì)導(dǎo)帶印花,其步驟較為簡(jiǎn)單,基本操作順序:打印→晾圖→熱轉(zhuǎn)印。導(dǎo)帶印花設(shè)備運(yùn)用較廣,運(yùn)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(guò)程需要有前、后整理步驟,整套設(shè)備包含的基本機(jī)器為上漿機(jī)、導(dǎo)帶數(shù)碼印花機(jī)、蒸箱、水洗機(jī)及烘干機(jī)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(duì)簡(jiǎn)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(jī)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(wèn)題對(duì)于數(shù)碼印花加工企業(yè)來(lái)說(shuō),還須克服印花、汽蒸、固色等前后處理設(shè)備的配套問(wèn)題。雖然數(shù)碼印花機(jī)的銷(xiāo)售商一般會(huì)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(zhuān)業(yè)人員經(jīng)長(zhǎng)期的實(shí)際操作才能解決。在實(shí)際運(yùn)用中要克服前后道調(diào)試不穩(wěn)定等多種問(wèn)題,降低印花成本。要做到這點(diǎn),還必須從工藝中各個(gè)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(guò)程中應(yīng)根據(jù)不同客戶(hù)的要求去調(diào)整漿料配比。比如有的客戶(hù)要求滲透要好,有的客戶(hù)要求正面顏色要艷。這些都需要通過(guò)調(diào)整漿料的配比來(lái)適應(yīng)。另外,上漿過(guò)程中對(duì)面料緯斜要及時(shí)發(fā)現(xiàn)和調(diào)整,如果緯斜厲害的話(huà),在打印過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)面料起皺和起泡,影響打印質(zhì)量和速度,嚴(yán)重的會(huì)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(guò)程中要保證蒸箱的上下溫差要小,蒸化時(shí)要保證溫度達(dá)到(102~110)℃,溫度過(guò)高,水蒸氣含量小會(huì)影響滲透。不同的面料要選用不同的蒸化時(shí)間。(4)水洗:蒸化結(jié)束后要經(jīng)水洗去除浮色,在水洗過(guò)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(bào)廢。同時(shí)在洗絲綢面料時(shí)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(shí)候溫度不能太高,否則面料容易發(fā)脆。同時(shí)對(duì)不同面料根據(jù)不同的縮水率決定是否需要打卷。這對(duì)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(diǎn)數(shù)碼印花過(guò)程由計(jì)算機(jī)控制,能實(shí)現(xiàn)1670萬(wàn)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(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì),同時(shí)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(jì)的現(xiàn)狀卻是對(duì)設(shè)計(jì)師的思維創(chuàng)新的需求不大,能靈活運(yùn)用數(shù)碼印花技術(shù)的特點(diǎn)的設(shè)計(jì)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(jiǎn)單的、沒(méi)有創(chuàng)造性的勞動(dòng)。數(shù)碼印花市場(chǎng)的產(chǎn)品形式過(guò)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(wú)法表達(dá)。這主要是目前從事數(shù)碼印花設(shè)計(jì)的人員過(guò)多依賴(lài)現(xiàn)有素材,沒(méi)有結(jié)合數(shù)碼印花圖案的特點(diǎn)進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)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(yùn)用數(shù)碼印花技術(shù)的特點(diǎn),優(yōu)越的設(shè)計(jì)潛力,設(shè)計(jì)出許多具有視覺(jué)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(shì)。設(shè)計(jì)出富有創(chuàng)作性的數(shù)碼印花圖案來(lái)拓寬人們對(duì)紡織品印花的視覺(jué)領(lǐng)域,產(chǎn)生許多另類(lèi)的設(shè)計(jì)風(fēng)格,如三維效果、運(yùn)動(dòng)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(xiàn)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(jì)和工程技術(shù)結(jié)合起來(lái),設(shè)計(jì)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(zhuān)門(mén)根據(jù)數(shù)碼印花的特點(diǎn)設(shè)計(jì)花型和服裝的專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)公司,說(shuō)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(duì)我國(guó)的廣大消費(fèi)群體來(lái)說(shuō),還缺乏對(duì)數(shù)碼印花產(chǎn)品廣泛的認(rèn)同度。在宣傳上我們往往把數(shù)碼印花機(jī)描繪成一個(gè)萬(wàn)能印花機(jī),認(rèn)為無(wú)論是什么紡織產(chǎn)品都能印出高質(zhì)量的圖案來(lái)。其實(shí)這是一個(gè)誤區(qū),目前對(duì)于某些布種來(lái)說(shuō),數(shù)碼印花印制出來(lái)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(rèn)為只要引進(jìn)了設(shè)備,什么都能靠電腦自動(dòng)完成,他們忽視了對(duì)技術(shù)人才的充分培訓(xùn),導(dǎo)致后期數(shù)碼印花在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中出現(xiàn)高成本、低效率現(xiàn)象,有個(gè)別企業(yè)不得不因此停產(chǎn)。其實(shí)數(shù)碼印花對(duì)于從業(yè)人員來(lái)說(shuō)需要具備各種技能,不僅要有計(jì)算機(jī)基礎(chǔ),機(jī)電基礎(chǔ),還要了解各種紡織面料的基本知識(shí)。更重要的是,需要有一定印染經(jīng)驗(yàn),掌握各種面料對(duì)各種染料的上色和后處理等要求,因此培養(yǎng)專(zhuān)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(jì)與工程技術(shù)結(jié)合數(shù)碼印花是未來(lái)發(fā)展的必然趨勢(shì),數(shù)碼印花正逐步從小批量、個(gè)性化邁進(jìn)大生產(chǎn)、工業(yè)化的過(guò)程中。在數(shù)碼印花在產(chǎn)業(yè)化的道路上仍有諸多問(wèn)題等待解決,我國(guó)目前已實(shí)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(jì)還處于起步階段,創(chuàng)新設(shè)計(jì)還未與工程技術(shù)完美結(jié)合;能將數(shù)碼印花機(jī)與印花工藝熟練應(yīng)用的人才還需培養(yǎng)。隨著國(guó)內(nèi)更多專(zhuān)家、學(xué)者加人到數(shù)碼印花技術(shù)的研發(fā)行列中,堅(jiān)信在不久的將來(lái)很多技術(shù)難關(guān)將得到一一突破,中國(guó)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(wèn)題,數(shù)碼印花80%以上的品質(zhì)問(wèn)題是由于墨水原因?qū)е碌?目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)常見(jiàn)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(wèn)題。雖然國(guó)外有生產(chǎn)墨水的廠(chǎng)家,但由于價(jià)格高,墨水成本與企業(yè)的印染利潤(rùn)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(lèi)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(duì)織物具有上染選擇性,而顏料墨水利用樹(shù)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?yàn)榻M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(shí)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(diǎn)。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(shù)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(duì)紡織品纖維沒(méi)有親和力,必須借助樹(shù)脂黏合劑附著在紡織品上