5主要數(shù)碼印花機(jī)生產(chǎn)廠家及機(jī)型簡(jiǎn)介

隨著數(shù)碼印花工藝的蓬勃發(fā)展，越來(lái)越多的國(guó)內(nèi)外廠家投入力量對(duì)數(shù)碼印花設(shè)備進(jìn)行研發(fā)，目前在市場(chǎng)上的數(shù)碼印花機(jī)種類繁多，在此結(jié)合噴印墨頭的情況對(duì)部分高速數(shù)碼印花機(jī)進(jìn)行簡(jiǎn)要

介紹：

1.目前市場(chǎng)主流墨頭概況（圖6）

圖6

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

按噴頭的技術(shù)原理來(lái)，數(shù)碼噴墨技術(shù)可分為連續(xù)噴墨技術(shù)（CIJ）和按需噴墨技術(shù)（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(gè)選擇閥門使產(chǎn)生的墨滴流有選擇的噴射到布面上形成印花圖案。CIJ技術(shù)具有給墨量大，墨滴穩(wěn)定均勻的特點(diǎn)，有利于提高顏色深度及飽和度，可達(dá)到較高的印花速度。但因墨滴控制及回收系統(tǒng)非常復(fù)雜，且印花精度太低，因而CIJ噴頭已逐漸被紡織品印花市場(chǎng)淘汰。目前在紡織品印花市場(chǎng)上的主流高速噴頭均采用按需噴墨技術(shù)（DOD），其中按驅(qū)動(dòng)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(guò)程中需對(duì)墨水進(jìn)行快速加熱，利用墨水加熱后產(chǎn)生氣泡的動(dòng)力來(lái)驅(qū)動(dòng)墨滴噴出。因熱泡式噴頭對(duì)墨水的熱穩(wěn)定性要求較高，且易產(chǎn)生堵頭現(xiàn)象，目前使用熱泡式噴頭的廠家已寥寥無(wú)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(dāng)以特定的方向施加高電壓時(shí)，PZT陶瓷材料會(huì)產(chǎn)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(hào)消失后，壓電晶體恢復(fù)原狀，墨囊依靠毛細(xì)效應(yīng)重新填滿墨水（圖8）。壓電陶瓷式噴頭可達(dá)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(chǎn)廠家都在不斷提高噴頭的打印頻率及擴(kuò)大墨滴體積的范圍。以日本Kyocera京瓷公司生產(chǎn)的KJ4B-Z最新型號(hào)的噴頭為例：頻率可高達(dá)65000Hz,墨滴范圍1～18pl。

圖8

目前市場(chǎng)主要數(shù)碼印花機(jī)及其配用噴頭，請(qǐng)參看圖9

圖9

數(shù)碼印花噴頭的生產(chǎn)制造涉及壓電陶瓷材料，精密鑄造，微電子等多領(lǐng)域尖端技術(shù)，目前數(shù)碼印花噴頭的生產(chǎn)技術(shù)幾乎全部由日美等少數(shù)廠家壟斷。我國(guó)在此領(lǐng)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(lái)數(shù)碼印花噴頭的發(fā)展趨勢(shì)應(yīng)有以下幾個(gè)方面：

a. 提高打印速度， 這主要通過(guò)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(lái)實(shí)現(xiàn)。

b. 采用可變墨滴技術(shù)，擴(kuò)展墨滴體積的可調(diào)節(jié)范圍，使印花效果更加自然細(xì)膩。

c. 提高噴頭的工作可靠性，延長(zhǎng)噴頭的使用壽命。因?yàn)楦咚賴婎^價(jià)格一般都相當(dāng)昂貴，噴頭的使用壽命對(duì)用戶的生產(chǎn)成本影響很大。據(jù)相關(guān)資料介紹，目前最先進(jìn)工業(yè)級(jí)噴頭，每只噴孔的預(yù)期工作壽命已可達(dá)到50億次。

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

1.采用專用的進(jìn)布，貼布機(jī)構(gòu)

隨著數(shù)碼印花機(jī)速度不斷提高，目前主流的高速數(shù)碼印花機(jī)已普遍采用具有開幅，對(duì)中及張力控制的專用進(jìn)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(jī)型采用連續(xù)式貼布機(jī)構(gòu)，有利于進(jìn)布張力穩(wěn)定，并可提供E+L 開幅對(duì)中裝置，特別適合于輕薄及彈性面料的印花生產(chǎn)。

2.印花導(dǎo)帶裝置

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

3.采用工業(yè)級(jí)噴頭，具備防撞，防刮擦設(shè)計(jì)及自動(dòng)清洗功能

現(xiàn)今大多數(shù)高速數(shù)碼印花機(jī)多采用第3代工業(yè)噴頭，其特點(diǎn)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(gè)，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(hù)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(jī)因生產(chǎn)速度高，需墨量大，對(duì)供墨系統(tǒng)的要求也相應(yīng)較高。一般都采用集中式供墨站，墨水罐容量大（10升），無(wú)需生產(chǎn)過(guò)程中頻繁加注墨水。供墨系統(tǒng)具有過(guò)濾和消泡功能，因墨水中的細(xì)小雜質(zhì)及管路當(dāng)中的微小氣泡都會(huì)造成噴頭的堵塞及噴印瑕疵。另外像Reggiani ReNoir等機(jī)型還采用了墨路壓力調(diào)節(jié)及探測(cè)技術(shù)，可精確控制墨路內(nèi)部墨水壓力范圍，如壓力出現(xiàn)異常，機(jī)器會(huì)自動(dòng)停機(jī)進(jìn)行墨路清洗，保證了生產(chǎn)過(guò)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(chǎn)過(guò)程中墨水的耗量，現(xiàn)在有些高速數(shù)碼印花機(jī)配備了墨水回收裝置，可對(duì)噴頭清洗過(guò)程中的部分墨水進(jìn)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(jì)，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(shí)的烘干是非常重要的環(huán)節(jié)。烘干是否均勻徹底，對(duì)印花品質(zhì)有重要影響。以前有部分設(shè)備的在線烘箱功率較小，導(dǎo)致在生產(chǎn)上墨量較高的深色花型時(shí)，烘箱無(wú)法及時(shí)烘干面料，造成面料搭色及發(fā)色不勻等疵點(diǎn)。

6主要墨水種類及生產(chǎn)廠家簡(jiǎn)介

目前在工業(yè)化的數(shù)碼噴墨印花生產(chǎn)中，針對(duì)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(zhì)比較穩(wěn)定。高品質(zhì)的數(shù)碼噴墨墨水具有色澤穩(wěn)定，保質(zhì)時(shí)間長(zhǎng)，流暢性好，無(wú)墨水霧化等優(yōu)點(diǎn)。制造墨水所選用的染料品質(zhì)及結(jié)構(gòu)直接影響著墨水的性能，染料批次之間的色差也會(huì)直接導(dǎo)致墨水批次之間存在色差。目前市場(chǎng)上有杜邦（Dupont），亨斯邁（Huntsmann）等公司生產(chǎn)的高端墨水，因生產(chǎn)量批量較大，可對(duì)染料質(zhì)量及批次差異進(jìn)行嚴(yán)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(xué)指標(biāo)穩(wěn)定，可保證使用者穩(wěn)定的印花生產(chǎn)。

數(shù)碼噴墨印花發(fā)展初期，墨水普遍采用乙烯砜型結(jié)構(gòu)染料，該種染料因化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，容易發(fā)生水解而成酸性，從而對(duì)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(nèi)部逐漸堆積形成顆粒，容易堵塞噴頭。目前市場(chǎng)上有些廉價(jià)墨水多使用此種染料。國(guó)際上高端品牌墨水現(xiàn)均采用一氯均三氰結(jié)構(gòu)染料，該染料性質(zhì)穩(wěn)定，色光艷麗，但生產(chǎn)工藝復(fù)雜，要達(dá)到良好的流暢性對(duì)墨水的除鹽要求很高，因而墨水造價(jià)相對(duì)較高。

墨水配制中，為保持墨水長(zhǎng)期存放的穩(wěn)定性及使用過(guò)程中的各項(xiàng)性能，還需添加多種助劑。如防止墨水霉變的防菌劑；防止對(duì)噴頭及墨道腐蝕，需添加PH調(diào)節(jié)劑；針對(duì)不同的噴頭，調(diào)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(guò)快，同時(shí)可以調(diào)節(jié)墨水在織物上的擴(kuò)散及滲透等。一般在墨水的配制過(guò)程中，需添加20多種助劑。由此可見(jiàn)，數(shù)碼印花墨水的制備的技術(shù)難度是相當(dāng)高的。

各種墨水適用的纖維面料種類（參見(jiàn)圖11）

圖11

噴墨印花的色域主要取決于墨水的色彩。一般說(shuō)來(lái)，墨水的顏色純度即飽和度越高，色域越大。因此，用戶應(yīng)當(dāng)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(chǎng)上能夠提供比較完整種類、色系墨水的生產(chǎn)廠家主要有美國(guó)Dupont杜邦公司和德國(guó)Huntsman 亨斯邁公司。另外如荷蘭Stork公司，德國(guó)Solunaris,英國(guó)Xennia也都在銷售各自的高品質(zhì)數(shù)碼印花墨水。使用者應(yīng)購(gòu)買已通過(guò)噴頭廠家或設(shè)備廠家的測(cè)試或質(zhì)量認(rèn)證的墨水，這樣對(duì)噴頭的使用壽命及印花質(zhì)量都比較有保證。

因?yàn)檫M(jìn)口高端墨水的價(jià)格都比較高，客觀上制約了數(shù)碼印花工藝在國(guó)內(nèi)廣泛應(yīng)用。近年來(lái)國(guó)內(nèi)一些有實(shí)力的染化料生產(chǎn)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(tái)灣永光也都推出了數(shù)碼印花墨水，因質(zhì)量穩(wěn)定、價(jià)格具有競(jìng)爭(zhēng)力，目前市場(chǎng)占有率已相當(dāng)高。

7數(shù)碼噴墨印花工藝簡(jiǎn)介

數(shù)碼印花工藝相對(duì)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(shí)間。數(shù)碼印花與傳統(tǒng)印花的的生產(chǎn)準(zhǔn)備流程對(duì)比參見(jiàn)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(jìn)行噴墨印花時(shí)，染料與纖維結(jié)合所需的酸性或堿性條件無(wú)法在墨水中實(shí)現(xiàn)，同時(shí)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(duì)織物進(jìn)行預(yù)處理（上漿）。針對(duì)不同墨水及面料，前處理的配方也不盡相同，但應(yīng)盡量滿足以下工藝要求：

1.通過(guò)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(xì)的印花效果。

2.減少布面褶皺及毛邊，防止在生產(chǎn)過(guò)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(guò)程中墨水滲化。

當(dāng)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(yīng)助劑。由此可以看到前處理及上漿工序?qū)?shù)碼印花的品質(zhì)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(guò)程中，應(yīng)保持印花機(jī)特別是噴頭處于良好穩(wěn)定的工作狀態(tài)。生產(chǎn)車間的溫濕度及潔凈度應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格控制。溫度一般應(yīng)控制在25攝氏度，相對(duì)濕度最好控制在50%左右。操作人員應(yīng)勤檢布面，發(fā)現(xiàn)噴頭有漏墨或堵塞現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)停機(jī)維修清理，減少疵品的產(chǎn)生。

在印制過(guò)程中，要注意對(duì)相關(guān)的技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行合理設(shè)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(jī)出墨量的控制范圍因機(jī)器不同，具有較大的差別。常見(jiàn)的CMYK四色噴墨印花機(jī)總出墨量為0％～400％，一般情況下單個(gè)墨道的出墨量不大于100％。而實(shí)際上，為了盡可能擴(kuò)大噴墨印花色域，有時(shí)會(huì)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(huì)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(xì)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(duì)于以淺青Lc、淺品紅Lm為深色補(bǔ)充的六色噴墨印花機(jī)來(lái)說(shuō)，在做色彩校正曲線時(shí)，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(guò)400％。

2）ICC特性曲線的制作

RIP軟件是整個(gè)噴墨印花系統(tǒng)的中樞，它起著控制色彩、調(diào)節(jié)墨量、控制輸出墨點(diǎn)大小的重要作用。一個(gè)好的RIP軟件能夠最大程度地表現(xiàn)出墨水、印花介質(zhì)的色域，同時(shí)提高圖案的印花精細(xì)度。ICC曲線是RIP的靈魂，一個(gè)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(chǎn)品。對(duì)噴墨印花來(lái)說(shuō)，選擇合適的織物是非常重要的，但針對(duì)不同類型的織物制作高質(zhì)量的ICC特性曲線，對(duì)噴墨印花效果來(lái)說(shuō)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(jī)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(jī)按照所使用的墨水的顏色數(shù)目來(lái)分類，有四色、六色、八色甚至十色之分。噴墨印花機(jī)所使用的墨水顏色越多，從理論上來(lái)說(shuō)，可以印制的顏色范圍即色域也越大。目前市場(chǎng)高端的噴墨印花機(jī)以8色為主。常見(jiàn)的墨水組合方式是青（Cyan）、品紅（Magenta）、黃（Yellow）、黑（Black）、桔（Orange）、寶藍(lán)（Blue），大紅（Red）, 灰（Grey）八種顏色。該組合的特點(diǎn)是噴墨印花色域較大，印花圖案色彩艷麗。這里需要說(shuō)明的是，一般印花圖案的輸出均采用CMYK模式，而該組合有時(shí)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(jīng)過(guò)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(xué)反應(yīng)，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(shí)間為8～10min. 汽蒸時(shí)間過(guò)短，染料發(fā)色不夠，得色較淺；汽蒸時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)造成活性染料水解，得色率下降。因生產(chǎn)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(jià)格便宜，使用成本低，但由于設(shè)備容積小，汽蒸箱內(nèi)溫濕度分布不均勻，蒸汽氣壓不穩(wěn)定，這些都會(huì)造成印花圖案發(fā)色不均勻，色牢度不夠高等問(wèn)題。因此，建議有條件的廠家應(yīng)使用連續(xù)式蒸化機(jī)。

數(shù)碼印花的得色率較高，因此水洗工序的耗能耗水相對(duì)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(biāo)很低，廠家的污水處理成本也隨之大大降低。針對(duì)國(guó)內(nèi)數(shù)碼印花廠家快速增長(zhǎng)的需求，國(guó)內(nèi)眾多設(shè)備制造廠家，如江陰福達(dá)，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(shè)備。