纺织品数字喷墨印花设备发展现状及趋势

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摘要：结合2015年米兰国际纺织机械展和2016全球纺织品数码印花峰会，综述了近年来纺织品数字喷墨印花机、喷头、颜色管理系统及数码喷墨印花辅助设备的发展现状和趋势，介绍了MS公司LaRio型、SPGPrints公司PIKE型、Konica Minolta公司Nassenger SP-1型和宏华公司VEGA One型等 4 类Single-Pass数码印花机。

关键词：纺织品；数字喷墨印花；Single-Pass印花机；颜色管理

中图分类号：TS194.3 文献标志码：A

The Current Situation and Development Trends of Digital Inkjet Printing Machine for Textile

Abstract： In this paper， the digital inkjet printing printer， Single-Pass device， nozzle technology， color management system and auxiliary equipment for digital printing were summarized with the information from the exhibition of ITMA 2015 and the GDITP 2016. MS LaRio， SPGPrints PIKE， Konica Minolta Nassenger SP-1 and Atexco VEGA One which represented the latest Single-Pass printer were introduced.

Key words： textile； digital inkjet printing； Single-Pass printing machine； color management

纺织品数字喷墨印花反应迅速、印花精度高、图案表现力强、染化料浪费少，符合当前人们对个性化、小批量、多品种和高品质纺织品印花的要求，是当前纺织品印花技术发展的主要方向。近年来，随着数字喷墨印花整套技术能力的不断提升，纺织品数字喷墨印花呈现了显著加速的趋势。据统计，2015年全球纺织市场印花总量达到380亿m2，其中数码喷墨印花量达到14亿m2，相较于2014年增长了约25%。据WTIN公司预测，到2019年全球纺织数码印花产业将占到整个纺织品印花市场的7%。数字喷墨印花设备作为衡量纺织品数字喷墨印花技术发展水平的重要标志，同样得到了飞速发展。本文结合2015年ITMA米兰国际纺织机械展和2016全球纺织品数码印花峰会，综述了纺织品近年来数字喷墨印花机、喷头及数字喷墨印花辅助设备发展现状，重点介绍了几款Single-Pass数字喷墨印花机。

1 纺织品数字喷墨印花机发展现状

适合纺织品印花的数字喷墨印花机必须具有较宽的打印幅度，合理的进出布和烘干装置，较快的印花速度，以及可处理不同规格纺织品图像的软件和系统。目前，数字喷墨印花机主要有连续喷墨和按需喷墨两类，其中按需喷墨是喷墨印花机开发的主要方向。

数字喷墨印花机快速发展主要体现在印花速度和精度方面。荷兰SPGprints（施托克）公司生产的JAVELiN数字喷墨印花机，印花速度达到了550 m2/h；日本武藤（Mutoh）数码喷墨印花机，有 3 种打印幅宽模式，有效幅宽分别为1 263、1 641和2 230 mm，印花速度在 3 ～43 m2/h范围内可调，印花精度分为360和720 dpi两档；中国宏华VEGA超高速数码印花机，该设备中含有2 558个工业级喷头和超凡的控制系统，最高印花速度达400 m2/h。

随着快时尚的发展，零售商和品牌商将更加重视更短的交期以及更强大的瞬间生产能力和补充库存能力，开发稳定性高和价格适中的数字喷墨印花机仍然是未来喷墨印花机发展的重要方向。

2 Single-Pass数字喷墨印花机发展现状

以往的喷墨印花基本上采用扫描方式，即通过打印头的左右往复移动，采用多次循环将墨水打印在面料上，这种印花速度慢，很难满足现代快速印花的发展需求。2010年意大利MS公司推出了Single-Pass数字喷墨印花机，该机器喷头横向固定排列，并按所需墨水颜色数确定纵向排列，喷印时面料在喷头下面传送，实现高速印花，成为喷墨印花设备的最大热门。

目前有数家公司推出Single-Pass数字喷墨印花机，如MS公司开发的LaRio型数码印花机，印花幅宽1.8 ～3.2 m，最高打印速度为75 m/min。施托克公司开发的PIKE型数码印花机，印花幅宽1.85 m，带有 6 组全幅宽43个富士胶片Samba喷头、Archer墨水准备和输出系统，最高印花速度为75 m/min，印花精度1 200 × 1 200 dpi，印花图案快速切换，无缝过渡；另外其喷头能够在离布面较远的距离精准喷墨，在处理厚重织物及凹凸织物时，能够减低对喷头的损伤。柯尼卡美能达（Konica Minolta）公司开发的Nassenger SP-1型数码印花机，印花幅宽1.6 ～ 1.83 m，在 720×360 dpi印花速度为 6 400 m2/h。宏华公司开发的VEGA One型数码印花机，采用富士胶片Samba喷头，印花精度1 200×1 200 dpi ，印花幅宽1.6 ～ 3.2 m，带有 4 ～ 8 个印花模块，最高速度80 m/min，与前面 3 款机型相比，VEGA One还配有印制地色的圆网印花装置，并且可以实现泡沫、金粉等特殊材料印花，这些特殊材料印花是目前数码印花技术无法完成的。

Single-Pass印花机尽管在印花速度上可与传统印花媲美，但仍然存在一些问题，如一个喷嘴堵塞或斜喷，会产生局部留白或搭色，且Single-Pass印花机价格昂贵，稳定性不高。笔者认为，随着技术的进步和纺织印染节能环保问题要求日益迫切，传统印染和印花作为污染和耗能大户，必须向数码印花方向转型，Single-Pass无疑是其中一种非常好的解决方案。另外，喷墨印花+圆网/平网等传统印花复合印花机，可以实现喷墨印花与传统印花优势互补也将是未来印花机发展的重要方向。

3 纺织品数码喷墨印花机喷头发展现状

印花喷头是纺织品喷墨印花机的核心部件，关系到印花的分辨率、印花速度和印花墨水的适应性。喷头墨滴驱动方式主要有压电式、气泡式和阀门式等 3 种。其中，压电式喷墨印花机是通过电信号来控制喷头中压电晶体在电场方向上收缩的同时，在垂直方向上膨胀，使得墨滴从喷嘴喷出，这类系统喷射频率约为14 000滴/s，墨滴体积约为1.5×10-7 mL，可以印制高精细度的图案，市场上主要制造商有爱普生（Epson）、Brother、Tektronix、XAAR（赛尔）、Spectra、Trident和Aprion等公司。

热气泡式喷墨印花机通过外加电信号加热电阻（温度大于350 ℃），墨水中挥发性组分气化从喷嘴中喷出，这类系统喷射频率约为10 000滴/s，喷出的墨滴体积约为1.5×10-7 ～ 2.0×10-7 mL，制造成本低，但寿命较短、印花速度慢。阀门式喷墨印花装置利用装置中阀门的开关来调节墨水在空气流中的流动，墨水随空气流被喷射到纺织品表面，该类装置印花精度仅为25 dpi。

高端喷头生产方面，国内仍然处在研发阶段，其制造的核心技术仍然掌握在国外公司手上。当前，生产喷头的主要品牌有英国赛尔、日本富士胶片、柯尼卡美能达、精工SPT、东芝（TOSHIBA）、理光（RICOH）、爱普生、京瓷（KYOCERA）和美国的TRIDENT，部分喷头已经在数字喷墨印花机上得到了应用。如爱普生公司开发的Precision Core TFP高分辨率打印喷头，该喷头安装在了Monna Lisa Evo Tre数码印花机上，其特点是通过减小压电喷嘴的尺寸，提高了喷头的灵活性，适用于酸性、活性、分散和涂料墨水。

这些印花喷头，虽然其喷墨墨滴大小可调，但必须统一调节，墨滴大小不能根据需要智能调节，喷印时喷头整体降低精细度或整体降低颜色饱和度。可见，墨滴智能控制喷头技术将会成为喷头开发的一个重要方向。

4 纺织品数字喷墨印花颜色管理系统

所谓颜色管理是指在纺织品印花过程中，通过对所用数字喷墨印花设备的管理、补偿以及控制这些设备间的差别，从而得到精确的色彩复制和预测。目前所用的色彩都是依据计算机控制染料或颜料直接喷射到织物上，使印花不再受套色花回的限制，色彩表现更加细腻逼真。然而，由于如数字喷墨印花机系统的色域、计算机显色系统的色域、扫描仪系统的色域、水洗处理、蒸化处理和固色处理等均会对印花颜色精准性产生影响，导致颜色复制的准确性和稳定性不理想，这依然是制约数字喷墨印花发展的主要障碍。

喷墨打印软件和颜色管理体系不匹配是数码喷墨印花品颜色变化的主要因素。数字喷墨印花是通过电脑控制色彩，而电脑显示器上所展示的色彩与喷墨印花模式不同，显示器色彩是 RGB 模式，数码喷墨印花色彩是 CMYK 模式（图 1）。这就需要操作者根据经验通过反复打印修改与调整进行调色。任何一个参数的改动都会引起颜色的很大变化，从而导致印制出来的图案与电脑显示屏上看到的图案相差较大。另一方面大部分数码印花从业人员主要采用Photoshop软件进行调色，因Photoshop软件调色主要用印刷行业的油墨和纸张，从而使数码印花调色变得更加困难。

总之，通过颜色管理把颜色信息转换成数字形式，能够减少颜色表达和传递中产生的各种问题，要做到“所见即所得”依然是数码印花机软件设备发展的方向，采用大数据驱动的技术思路将会有效解决数码喷印颜色一致性问题。

5 数码喷墨印花辅助设备

纺织品数码印花墨水粘度低，喷射到织物表面会因毛细管效应发生渗化，从而影响印花的质量，为了保证喷印的精度、得色率和蒸化效果，数字喷墨印花织物需要进行预处理和后整理加工。目前常见的预处理设备，如上浆机、浸轧设备以及后整理设备，如汽蒸箱、热转移机等均是在传统设备的基础上，进行了缩小处理加工而成，缺乏真正针对数字喷墨印花工艺而开发的相关辅助设备，导致现有设备仍然存在较大的废水和能耗。数字喷墨印花织物上染化料与传统印花不同，因此前处理和后整理的要求也不同，可见开发数字喷墨印花专用辅助设备，对最大限度地实现喷墨印花的个性化、小批量生产，发挥其节能减排的优势至关重要。

6 结束语

综上所述，随着喷墨印花设备生产商的数量迅速增加，印花机性能和喷印速度不断提升，喷头等技术获得突破都为喷墨印花技术的产业化生产奠定了良好的基础。但是喷墨印花颜色管理系统和喷头的普遍适用性方面仍然制约着喷墨印花技术的快速发展，并且喷墨印花预处理和后整理工艺优化及设备的配套也亟待进一步研究。因此，加强喷墨印花设备研发者、喷嘴设计者和软件开发者之间的沟通与携手合作，是未来喷墨印花技术得以更好发展的首要条件。

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