5主要數(shù)碼印花機生產(chǎn)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(nèi)外廠家投入力量對數(shù)碼印花設(shè)備進(jìn)行研發(fā)，目前在市場上的數(shù)碼印花機種類繁多，在此結(jié)合噴印墨頭的情況對部分高速數(shù)碼印花機進(jìn)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(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。

按噴頭的技術(shù)原理來，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，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(shù)（DOD），其中按驅(qū)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(jìn)行快速加熱，利用墨水加熱后產(chǎn)生氣泡的動力來驅(qū)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(chǎn)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(dāng)以特定的方向施加高電壓時，PZT陶瓷材料會產(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最新型號的噴頭為例：頻率可高達(dá)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(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，未來數(shù)碼印花噴頭的發(fā)展趨勢應(yīng)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(shù)，擴展墨滴體積的可調(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，延長噴頭的使用壽命。因為高速噴頭價格一般都相當(dāng)昂貴，噴頭的使用壽命對用戶的生產(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(yīng)具備以下功能：

1.采用專用的進(jìn)布，貼布機構(gòu)

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(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機型采用連續(xù)式貼布機構(gòu)，有利于進(jìn)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(chǎn)。

2.印花導(dǎo)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(dǎo)帶系統(tǒng)，且隨著印花速度不斷提升，印花導(dǎo)帶的長度需適當(dāng)加長。一方面長導(dǎo)帶有利于提高貼布的平直度，同時可以保證導(dǎo)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(shè)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(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)碼印花機因生產(chǎn)速度高，需墨量大，對供墨系統(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），無需生產(chǎn)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(xì)小雜質(zhì)及管路當(dāng)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(diào)節(jié)及探測技術(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，機器會自動停機進(jìn)行墨路清洗，保證了生產(chǎn)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(chǎn)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(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，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(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，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(chǎn)廠家簡介

目前在工業(yè)化的數(shù)碼噴墨印花生產(chǎn)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(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(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直接導(dǎo)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(chǎn)的高端墨水，因生產(chǎn)量批量較大，可對染料質(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(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(diào)節(jié)劑；針對不同的噴頭，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快，同時可以調(diào)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(shù)難度是相當(dāng)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(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(zhì)數(shù)碼印花墨水。使用者應(yīng)購買已通過噴頭廠家或設(shè)備廠家的測試或質(zhì)量認(rèn)證的墨水，這樣對噴頭的使用壽命及印花質(zhì)量都比較有保證。

因為進(jìn)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(nèi)廣泛應(yīng)用。近年來國內(nèi)一些有實力的染化料生產(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，臺灣永光也都推出了數(shù)碼印花墨水，因質(zhì)量穩(wěn)定、價格具有競爭力，目前市場占有率已相當(dāng)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(chǎn)準(zhǔn)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(jìn)行噴墨印花時，染料與纖維結(jié)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(jìn)行預(yù)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(yīng)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(xì)的印花效果。

2.減少布面褶皺及毛邊，防止在生產(chǎn)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(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）
噴印過程中，應(yīng)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(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)及時停機維修清理，減少疵品的產(chǎn)生。

在印制過程中，要注意對相關(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(xì)度。一般情況下織物很難承受400％的總出墨量，通常總出墨量控制在230％～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(diào)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(zhì)的色域，同時提高圖案的印花精細(xì)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(chǎn)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(zhì)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(lán)（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(jīng)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(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(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(yīng)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(biāo)很低，廠家的污水處理成本也隨之大大降低。針對國內(nèi)數(shù)碼印花廠家快速增長的需求，國內(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。