5主要數(shù)碼印花機生產廠家及機型簡介

隨著數(shù)碼印花工藝的蓬勃發(fā)展，越來越多的國內外廠家投入力量對數(shù)碼印花設備進行研發(fā)，目前在市場上的數(shù)碼印花機種類繁多，在此結合噴印墨頭的情況對部分高速數(shù)碼印花機進行簡要

介紹：

1.目前市場主流墨頭概況（圖6）

圖6

眾所周知，噴頭是噴墨印花機的核心部件。伴隨著噴頭技術水平的逐步提高，穩(wěn)定、高速的數(shù)碼印花生產才能逐步成為現(xiàn)實。

按噴頭的技術原理來，數(shù)碼噴墨技術可分為連續(xù)噴墨技術（CIJ）和按需噴墨技術（DOD）。（圖7）在連續(xù)噴墨系統(tǒng)中，連續(xù)的墨滴流由直徑10～100微米的噴嘴噴出，用一個選擇閥門使產生的墨滴流有選擇的噴射到布面上形成印花圖案。CIJ技術具有給墨量大，墨滴穩(wěn)定均勻的特點，有利于提高顏色深度及飽和度，可達到較高的印花速度。但因墨滴控制及回收系統(tǒng)非常復雜，且印花精度太低，因而CIJ噴頭已逐漸被紡織品印花市場淘汰。目前在紡織品印花市場上的主流高速噴頭均采用按需噴墨技術（DOD），其中按驅動墨滴噴射的方式又分為壓電陶瓷噴頭（PIJ）及熱泡式噴頭（TIJ）。熱泡式噴頭在噴墨過程中需對墨水進行快速加熱，利用墨水加熱后產生氣泡的動力來驅動墨滴噴出。因熱泡式噴頭對墨水的熱穩(wěn)定性要求較高，且易產生堵頭現(xiàn)象，目前使用熱泡式噴頭的廠家已寥寥無幾。因此，我們將主要圍繞壓電陶瓷噴頭展開介紹。

壓電陶瓷噴頭的材料為鋯鈦酸鉛（PZT）陶瓷，陶瓷材料上黏附著電接觸器材，當以特定的方向施加高電壓時，PZT陶瓷材料會產生變形，從而造成墨囊的體積變化，將墨水從噴嘴擠壓噴出，形成墨滴。電訊號消失后，壓電晶體恢復原狀，墨囊依靠毛細效應重新填滿墨水（圖8）。壓電陶瓷式噴頭可達到很高的工作頻率，通常在15000～20000Hz左右。因噴頭的噴墨頻率及墨滴大小的范圍基本可代表其性能的優(yōu)劣，目前各噴頭生產廠家都在不斷提高噴頭的打印頻率及擴大墨滴體積的范圍。以日本Kyocera京瓷公司生產的KJ4B-Z最新型號的噴頭為例：頻率可高達65000Hz,墨滴范圍1～18pl。

圖8

目前市場主要數(shù)碼印花機及其配用噴頭，請參看圖9

圖9

數(shù)碼印花噴頭的生產制造涉及壓電陶瓷材料，精密鑄造，微電子等多領域尖端技術，目前數(shù)碼印花噴頭的生產技術幾乎全部由日美等少數(shù)廠家壟斷。我國在此領域還處于非常落后的地位。

為滿足高速印花的工藝要求，未來數(shù)碼印花噴頭的發(fā)展趨勢應有以下幾個方面：

a. 提高打印速度， 這主要通過增加每只噴頭的噴嘴數(shù)，加大打印寬度，提高噴墨頻率的途徑來實現(xiàn)。

b. 采用可變墨滴技術，擴展墨滴體積的可調節(jié)范圍，使印花效果更加自然細膩。

c. 提高噴頭的工作可靠性，延長噴頭的使用壽命。因為高速噴頭價格一般都相當昂貴，噴頭的使用壽命對用戶的生產成本影響很大。據(jù)相關資料介紹，目前最先進工業(yè)級噴頭，每只噴孔的預期工作壽命已可達到50億次。

每種數(shù)碼印花機因使用的噴頭不同，而體現(xiàn)出各自不同的性能特點。但目前市場主流的高速數(shù)碼印花機，一般都應具備以下功能：

1.采用專用的進布，貼布機構

隨著數(shù)碼印花機速度不斷提高，目前主流的高速數(shù)碼印花機已普遍采用具有開幅，對中及張力控制的專用進布裝置，以保證良好的貼布效果。如意大利美佳公司（Reggiani）的 ReNOIR機型采用連續(xù)式貼布機構，有利于進布張力穩(wěn)定，并可提供E+L 開幅對中裝置，特別適合于輕薄及彈性面料的印花生產。

2.印花導帶裝置

目前的高速數(shù)碼印花機基本都采用高精度印花導帶系統(tǒng)，且隨著印花速度不斷提升，印花導帶的長度需適當加長。一方面長導帶有利于提高貼布的平直度，同時可以保證導帶清洗后適時干燥。

3.采用工業(yè)級噴頭，具備防撞，防刮擦設計及自動清洗功能

現(xiàn)今大多數(shù)高速數(shù)碼印花機多采用第3代工業(yè)噴頭，其特點是噴墨頻率高，墨嘴數(shù)量多，印花寬度大。以日本京瓷（Kyocera）JK4B 噴頭為例，每只噴頭的噴嘴數(shù)為2656個，噴墨頻率18000～20000Hz,打印寬度10cm, 原始打印清晰度（1Pass）600dpi.噴頭表面噴涂特殊的保護涂層，以增加噴頭的使用壽命。

4. 集中式供墨系統(tǒng)

高速數(shù)碼印花機因生產速度高，需墨量大，對供墨系統(tǒng)的要求也相應較高。一般都采用集中式供墨站，墨水罐容量大（10升），無需生產過程中頻繁加注墨水。供墨系統(tǒng)具有過濾和消泡功能，因墨水中的細小雜質及管路當中的微小氣泡都會造成噴頭的堵塞及噴印瑕疵。另外像Reggiani ReNoir等機型還采用了墨路壓力調節(jié)及探測技術，可精確控制墨路內部墨水壓力范圍，如壓力出現(xiàn)異常，機器會自動停機進行墨路清洗，保證了生產過程中噴頭處于最佳的工作狀態(tài)。

5. 具備墨水回收功能

為降低生產過程中墨水的耗量，現(xiàn)在有些高速數(shù)碼印花機配備了墨水回收裝置，可對噴頭清洗過程中的部分墨水進行回收。如日本東伸2040，意大利美佳（Reggiani）的ReNOIR 都配有此類裝置。（圖10）據(jù)統(tǒng)計，采用此裝置可以節(jié)省10～15%的墨水耗量。

圖10

6.配備大熱容量在線烘箱

數(shù)碼印花噴印完成后，及時的烘干是非常重要的環(huán)節(jié)。烘干是否均勻徹底，對印花品質有重要影響。以前有部分設備的在線烘箱功率較小，導致在生產上墨量較高的深色花型時，烘箱無法及時烘干面料，造成面料搭色及發(fā)色不勻等疵點。

6主要墨水種類及生產廠家簡介

目前在工業(yè)化的數(shù)碼噴墨印花生產中，針對不同的纖維面料，主要使用活性、分散和酸性染料墨水。其中活性染料墨水，主要用于棉及絲綢織物印花；分散染料墨水，主要用于滌綸化纖織物印花；酸性染料墨水比重較小，主要用于絲綢、羊毛、尼龍等織物印花。染料墨水中的色素在水或溶劑中以分子形態(tài)存在，故墨水性質比較穩(wěn)定。高品質的數(shù)碼噴墨墨水具有色澤穩(wěn)定，保質時間長，流暢性好，無墨水霧化等優(yōu)點。制造墨水所選用的染料品質及結構直接影響著墨水的性能，染料批次之間的色差也會直接導致墨水批次之間存在色差。目前市場上有杜邦（Dupont），亨斯邁（Huntsmann）等公司生產的高端墨水，因生產量批量較大，可對染料質量及批次差異進行嚴格控制，因而不同批次墨水之間的色澤差異較小，且物理化學指標穩(wěn)定，可保證使用者穩(wěn)定的印花生產。

數(shù)碼噴墨印花發(fā)展初期，墨水普遍采用乙烯砜型結構染料，該種染料因化學性質不穩(wěn)定，容易發(fā)生水解而成酸性，從而對噴頭造成腐蝕。另外該型染料的除鹽提純不充分，殘存的金屬離子在噴嘴內部逐漸堆積形成顆粒，容易堵塞噴頭。目前市場上有些廉價墨水多使用此種染料。國際上高端品牌墨水現(xiàn)均采用一氯均三氰結構染料，該染料性質穩(wěn)定，色光艷麗，但生產工藝復雜，要達到良好的流暢性對墨水的除鹽要求很高，因而墨水造價相對較高。

墨水配制中，為保持墨水長期存放的穩(wěn)定性及使用過程中的各項性能，還需添加多種助劑。如防止墨水霉變的防菌劑；防止對噴頭及墨道腐蝕，需添加PH調節(jié)劑；針對不同的噴頭，調節(jié)墨水的粘度及防止墨水沉淀，需添加表面活性劑等；保濕劑的添加，則可防止噴口墨水干竭過快，同時可以調節(jié)墨水在織物上的擴散及滲透等。一般在墨水的配制過程中，需添加20多種助劑。由此可見，數(shù)碼印花墨水的制備的技術難度是相當高的。

各種墨水適用的纖維面料種類（參見圖11）

圖11

噴墨印花的色域主要取決于墨水的色彩。一般說來，墨水的顏色純度即飽和度越高，色域越大。因此，用戶應當根據(jù)噴墨印花圖案的要求，選擇合適的噴墨印花墨水。目前市場上能夠提供比較完整種類、色系墨水的生產廠家主要有美國Dupont杜邦公司和德國Huntsman 亨斯邁公司。另外如荷蘭Stork公司，德國Solunaris,英國Xennia也都在銷售各自的高品質數(shù)碼印花墨水。使用者應購買已通過噴頭廠家或設備廠家的測試或質量認證的墨水，這樣對噴頭的使用壽命及印花質量都比較有保證。

因為進口高端墨水的價格都比較高，客觀上制約了數(shù)碼印花工藝在國內廣泛應用。近年來國內一些有實力的染化料生產企業(yè)都在積極研發(fā)數(shù)碼噴墨印花墨水。如上海新威，臺灣永光也都推出了數(shù)碼印花墨水，因質量穩(wěn)定、價格具有競爭力，目前市場占有率已相當高。

7數(shù)碼噴墨印花工藝簡介

數(shù)碼印花工藝相對于傳統(tǒng)印花工藝主要減少了分色制版等工序，從而大大節(jié)約了客戶的等待時間。數(shù)碼印花與傳統(tǒng)印花的的生產準備流程對比參見圖12。

圖12

不同于圓網(wǎng)平網(wǎng)等傳統(tǒng)印花，用染料墨水進行噴墨印花時，染料與纖維結合所需的酸性或堿性條件無法在墨水中實現(xiàn)，同時染料墨水本身粘度低，墨水直接打印在織物上容易滲化，所以必須對織物進行預處理（上漿）。針對不同墨水及面料，前處理的配方也不盡相同，但應盡量滿足以下工藝要求：

1.通過前處理，使被印面料盡量平整光滑（去除散毛），便于印花工序形成精細的印花效果。

2.減少布面褶皺及毛邊，防止在生產過程中布面擦化噴頭，形成疵品。

3.增加布面的吸色能力，防止噴印及蒸化過程中墨水滲化。

當然為取得良好的發(fā)色效果及提高得色率，或更好的布面滲透效果，用戶還可以在漿料中添加相應助劑。由此可以看到前處理及上漿工序對數(shù)碼印花的品質影響非常重要。

普通數(shù)碼印花漿料配方成分為：海藻2.2%；尿素12%；小蘇打（碳酸氫鈉）3.5%；防染鹽（間硝基苯磺酸鈉）5%。（注：因各地海藻的粘度不同，客戶面料不同，以上數(shù)據(jù)僅供參考）
噴印過程中，應保持印花機特別是噴頭處于良好穩(wěn)定的工作狀態(tài)。生產車間的溫濕度及潔凈度應進行嚴格控制。溫度一般應控制在25攝氏度，相對濕度最好控制在50%左右。操作人員應勤檢布面，發(fā)現(xiàn)噴頭有漏墨或堵塞現(xiàn)象，應及時停機維修清理，減少疵品的產生。

在印制過程中，要注意對相關的技術指標進行合理設置，如出墨量的控制、ICC曲線的制作、墨水的色彩組合等等。

1）出墨量的控制

噴墨印花機出墨量的控制范圍因機器不同，具有較大的差別。常見的CMYK四色噴墨印花機總出墨量為0％～400％，一般情況下單個墨道的出墨量不大于100％。而實際上，為了盡可能擴大噴墨印花色域，有時會盡量提高單墨道的出墨量及墨水的總出墨量。由于噴墨印花是一種非接觸式印花方式，墨水是噴射在織物表面的，出墨量的提高會造成織物表面墨水堆積量的增加，引起墨水在織物上滲化，影響噴墨印花圖案的精細度。一般情況下織物很難承受400％的總出墨量，通?？偝瞿靠刂圃?30％～320％之間。對于以淺青Lc、淺品紅Lm為深色補充的六色噴墨印花機來說，在做色彩校正曲線時，C及Lc作為青色通道，M及Lm共同作為品紅通道，其總出墨量也不超過400％。

2）ICC特性曲線的制作

RIP軟件是整個噴墨印花系統(tǒng)的中樞，它起著控制色彩、調節(jié)墨量、控制輸出墨點大小的重要作用。一個好的RIP軟件能夠最大程度地表現(xiàn)出墨水、印花介質的色域，同時提高圖案的印花精細度。ICC曲線是RIP的靈魂，一個好的RIP軟件必須要有一條優(yōu)秀的ICC曲線與之配伍。只有做好這條曲線，才能夠獲得理想的噴墨印花產品。對噴墨印花來說，選擇合適的織物是非常重要的，但針對不同類型的織物制作高質量的ICC特性曲線，對噴墨印花效果來說也是極其重要和必不可少的。

3）墨水的色彩組合

除了噴墨印花機和噴墨印花軟件，其所用墨水的色彩組合也影響著噴墨印花圖案的色域。數(shù)字噴墨印花機按照所使用的墨水的顏色數(shù)目來分類，有四色、六色、八色甚至十色之分。噴墨印花機所使用的墨水顏色越多，從理論上來說，可以印制的顏色范圍即色域也越大。目前市場高端的噴墨印花機以8色為主。常見的墨水組合方式是青（Cyan）、品紅（Magenta）、黃（Yellow）、黑（Black）、桔（Orange）、寶藍（Blue），大紅（Red）, 灰（Grey）八種顏色。該組合的特點是噴墨印花色域較大，印花圖案色彩艷麗。這里需要說明的是，一般印花圖案的輸出均采用CMYK模式，而該組合有時需采用RGB模式，才能獲得更鮮艷的圖案效果。

噴印好的織物必須經過汽蒸固色處理，汽蒸的目的是使染料分子在一定濕熱條件下與纖維發(fā)生化學反應，使染料固著在纖維上面。數(shù)碼印花汽蒸工藝與傳統(tǒng)印花相似，汽蒸溫度一般在102～105攝氏度，汽蒸時間為8～10min. 汽蒸時間過短，染料發(fā)色不夠，得色較淺；汽蒸時間過長，會造成活性染料水解，得色率下降。因生產批量較小，目前很多數(shù)碼印花廠家采用間歇式小型蒸箱，盡管價格便宜，使用成本低，但由于設備容積小，汽蒸箱內溫濕度分布不均勻，蒸汽氣壓不穩(wěn)定，這些都會造成印花圖案發(fā)色不均勻，色牢度不夠高等問題。因此，建議有條件的廠家應使用連續(xù)式蒸化機。

數(shù)碼印花的得色率較高，因此水洗工序的耗能耗水相對于傳統(tǒng)印花大大降低。一般先冷水（室溫）漂洗，然后熱水皂洗（90～95攝氏度），最后冷水漂洗后烘干即可。因浮色較少，所以水洗廢水中的染料COD的指標很低，廠家的污水處理成本也隨之大大降低。針對國內數(shù)碼印花廠家快速增長的需求，國內眾多設備制造廠家，如江陰福達，蘇州美亞等廠家也都在積極推出適用于數(shù)碼印花的蒸化、水洗等后處理設備。