5主要数码印花机生产厂家及机型简介
随着数码印花工艺的蓬勃发展，越来越多的国内外厂家投入力量对数码印花设备进行研发，目前在市场上的数码印花机种类繁多，在此结合喷印墨头的情况对部分高速数码印花机进行简要
介绍：
1.目前市场主流墨头概况（图6）
图6
众所周知，喷头是喷墨印花机的核心部件。伴随着喷头技术水平的逐步提高，稳定、高速的数码印花生产才能逐步成为现实。
按喷头的技术原理来，数码喷墨技术可分为连续喷墨技术（CIJ）和按需喷墨技术（DOD）。（图7）在连续喷墨系统中，连续的墨滴流由直径10～100微米的喷嘴喷出，用一个选择阀门使产生的墨滴流有选择的喷射到布面上形成印花图案。CIJ技术具有给墨量大，墨滴稳定均匀的特点，有利于提高颜色深度及饱和度，可达到较高的印花速度。但因墨滴控制及回收系统非常复杂，且印花精度太低，因而CIJ喷头已逐渐被纺织品印花市场淘汰。目前在纺织品印花市场上的主流高速喷头均采用按需喷墨技术（DOD），其中按驱动墨滴喷射的方式又分为压电陶瓷喷头（PIJ）及热泡式喷头（TIJ）。热泡式喷头在喷墨过程中需对墨水进行快速加热，利用墨水加热后产生气泡的动力来驱动墨滴喷出。因热泡式喷头对墨水的热稳定性要求较高，且易产生堵头现象，目前使用热泡式喷头的厂家已寥寥无几。因此，我们将主要围绕压电陶瓷喷头展开介绍。
压电陶瓷喷头的材料为锆钛酸铅（PZT）陶瓷，陶瓷材料上黏附着电接触器材，当以特定的方向施加高电压时，PZT陶瓷材料会产生变形，从而造成墨囊的体积变化，将墨水从喷嘴挤压喷出，形成墨滴。电讯号消失后，压电晶体恢复原状，墨囊依靠毛细效应重新填满墨水（图8）。压电陶瓷式喷头可达到很高的工作频率，通常在15000～20000Hz左右。因喷头的喷墨频率及墨滴大小的范围基本可代表其性能的优劣，目前各喷头生产厂家都在不断提高喷头的打印频率及扩大墨滴体积的范围。以日本Kyocera京瓷公司生产的KJ4B-Z最新型号的喷头为例：频率可高达65000Hz,墨滴范围1～18pl。
图8
目前市场主要数码印花机及其配用喷头，请参看图9
图9
数码印花喷头的生产制造涉及压电陶瓷材料，精密铸造，微电子等多领域尖端技术，目前数码印花喷头的生产技术几乎全部由日美等少数厂家垄断。我国在此领域还处于非常落后的地位。
为满足高速印花的工艺要求，未来数码印花喷头的发展趋势应有以下几个方面：
a. 提高打印速度， 这主要通过增加每只喷头的喷嘴数，加大打印宽度，提高喷墨频率的途径来实现。
b. 采用可变墨滴技术，扩展墨滴体积的可调节范围，使印花效果更加自然细腻。
c. 提高喷头的工作可靠性，延长喷头的使用寿命。因为高速喷头价格一般都相当昂贵，喷头的使用寿命对用户的生产成本影响很大。据相关资料介绍，目前最先进工业级喷头，每只喷孔的预期工作寿命已可达到50亿次。
每种数码印花机因使用的喷头不同，而体现出各自不同的性能特点。但目前市场主流的高速数码印花机，一般都应具备以下功能：
1.采用专用的进布，贴布机构
随着数码印花机速度不断提高，目前主流的高速数码印花机已普遍采用具有开幅，对中及张力控制的专用进布装置，以保证良好的贴布效果。如意大利美佳公司（Reggiani）的 ReNOIR机型采用连续式贴布机构，有利于进布张力稳定，并可提供E+L 开幅对中装置，特别适合于轻薄及弹性面料的印花生产。
2.印花导带装置
目前的高速数码印花机基本都采用高精度印花导带系统，且随着印花速度不断提升，印花导带的长度需适当加长。一方面长导带有利于提高贴布的平直度，同时可以保证导带清洗后适时干燥。
3.采用工业级喷头，具备防撞，防刮擦设计及自动清洗功能
现今大多数高速数码印花机多采用第3代工业喷头，其特点是喷墨频率高，墨嘴数量多，印花宽度大。以日本京瓷（Kyocera）JK4B 喷头为例，每只喷头的喷嘴数为2656个，喷墨频率18000～20000Hz,打印宽度10cm, 原始打印清晰度（1Pass）600dpi.喷头表面喷涂特殊的保护涂层，以增加喷头的使用寿命。
4. 集中式供墨系统
高速数码印花机因生产速度高，需墨量大，对供墨系统的要求也相应较高。一般都采用集中式供墨站，墨水罐容量大（10升），无需生产过程中频繁加注墨水。供墨系统具有过滤和消泡功能，因墨水中的细小杂质及管路当中的微小气泡都会造成喷头的堵塞及喷印瑕疵。另外像Reggiani ReNoir等机型还采用了墨路压力调节及探测技术，可精确控制墨路内部墨水压力范围，如压力出现异常，机器会自动停机进行墨路清洗，保证了生产过程中喷头处于最佳的工作状态。
5. 具备墨水回收功能
为降低生产过程中墨水的耗量，现在有些高速数码印花机配备了墨水回收装置，可对喷头清洗过程中的部分墨水进行回收。如日本东伸2040，意大利美佳（Reggiani）的ReNOIR 都配有此类装置。（图10）据统计，采用此装置可以节省10～15%的墨水耗量。
图10
6.配备大热容量在线烘箱
数码印花喷印完成后，及时的烘干是非常重要的环节。烘干是否均匀彻底，对印花品质有重要影响。以前有部分设备的在线烘箱功率较小，导致在生产上墨量较高的深色花型时，烘箱无法及时烘干面料，造成面料搭色及发色不匀等疵点。
6主要墨水种类及生产厂家简介
目前在工业化的数码喷墨印花生产中，针对不同的纤维面料，主要使用活性、分散和酸性染料墨水。其中活性染料墨水，主要用于棉及丝绸织物印花；分散染料墨水，主要用于涤纶化纤织物印花；酸性染料墨水比重较小，主要用于丝绸、羊毛、尼龙等织物印花。染料墨水中的色素在水或溶剂中以分子形态存在，故墨水性质比较稳定。高品质的数码喷墨墨水具有色泽稳定，保质时间长，流畅性好，无墨水雾化等优点。制造墨水所选用的染料品质及结构直接影响着墨水的性能，染料批次之间的色差也会直接导致墨水批次之间存在色差。目前市场上有杜邦（Dupont），亨斯迈（Huntsmann）等公司生产的高端墨水，因生产量批量较大，可对染料质量及批次差异进行严格控制，因而不同批次墨水之间的色泽差异较小，且物理化学指标稳定，可保证使用者稳定的印花生产。
数码喷墨印花发展初期，墨水普遍采用乙烯砜型结构染料，该种染料因化学性质不稳定，容易发生水解而成酸性，从而对喷头造成腐蚀。另外该型染料的除盐提纯不充分，残存的金属离子在喷嘴内部逐渐堆积形成颗粒，容易堵塞喷头。目前市场上有些廉价墨水多使用此种染料。国际上高端品牌墨水现均采用一氯均三氰结构染料，该染料性质稳定，色光艳丽，但生产工艺复杂，要达到良好的流畅性对墨水的除盐要求很高，因而墨水造价相对较高。
墨水配制中，为保持墨水长期存放的稳定性及使用过程中的各项性能，还需添加多种助剂。如防止墨水霉变的防菌剂；防止对喷头及墨道腐蚀，需添加PH调节剂；针对不同的喷头，调节墨水的粘度及防止墨水沉淀，需添加表面活性剂等；保湿剂的添加，则可防止喷口墨水干竭过快，同时可以调节墨水在织物上的扩散及渗透等。一般在墨水的配制过程中，需添加20多种助剂。由此可见，数码印花墨水的制备的技术难度是相当高的。
各种墨水适用的纤维面料种类（参见图11）
图11
喷墨印花的色域主要取决于墨水的色彩。一般说来，墨水的颜色纯度即饱和度越高，色域越大。因此，用户应当根据喷墨印花图案的要求，选择合适的喷墨印花墨水。目前市场上能够提供比较完整种类、色系墨水的生产厂家主要有美国Dupont杜邦公司和德国Huntsman 亨斯迈公司。另外如荷兰Stork公司，德国Solunaris,英国Xennia也都在销售各自的高品质数码印花墨水。使用者应购买已通过喷头厂家或设备厂家的测试或质量认证的墨水，这样对喷头的使用寿命及印花质量都比较有保证。
因为进口高端墨水的价格都比较高，客观上制约了数码印花工艺在国内广泛应用。近年来国内一些有实力的染化料生产企业都在积极研发数码喷墨印花墨水。如上海新威，台湾永光也都推出了数码印花墨水，因质量稳定、价格具有竞争力，目前市场占有率已相当高。
7数码喷墨印花工艺简介
数码印花工艺相对于传统印花工艺主要减少了分色制版等工序，从而大大节约了客户的等待时间。数码印花与传统印花的的生产准备流程对比参见图12。
图12
不同于圆网平网等传统印花，用染料墨水进行喷墨印花时，染料与纤维结合所需的酸性或碱性条件无法在墨水中实现，同时染料墨水本身粘度低，墨水直接打印在织物上容易渗化，所以必须对织物进行预处理（上浆）。针对不同墨水及面料，前处理的配方也不尽相同，但应尽量满足以下工艺要求：
1.通过前处理，使被印面料尽量平整光滑（去除散毛），便于印花工序形成精细的印花效果。
2.减少布面褶皱及毛边，防止在生产过程中布面擦化喷头，形成疵品。
3.增加布面的吸色能力，防止喷印及蒸化过程中墨水渗化。
当然为取得良好的发色效果及提高得色率，或更好的布面渗透效果，用户还可以在浆料中添加相应助剂。由此可以看到前处理及上浆工序对数码印花的品质影响非常重要。
普通数码印花浆料配方成分为：海藻2.2%；尿素12%；小苏打（碳酸氢钠）3.5%；防染盐（间硝基苯磺酸钠）5%。（注：因各地海藻的粘度不同，客户面料不同，以上数据仅供参考）
喷印过程中，应保持印花机特别是喷头处于良好稳定的工作状态。生产车间的温湿度及洁净度应进行严格控制。温度一般应控制在25摄氏度，相对湿度最好控制在50%左右。操作人员应勤检布面，发现喷头有漏墨或堵塞现象，应及时停机维修清理，减少疵品的产生。
在印制过程中，要注意对相关的技术指标进行合理设置，如出墨量的控制、ICC曲线的制作、墨水的色彩组合等等。
1）出墨量的控制
喷墨印花机出墨量的控制范围因机器不同，具有较大的差别。常见的CMYK四色喷墨印花机总出墨量为0％～400％，一般情况下单个墨道的出墨量不大于100％。而实际上，为了尽可能扩大喷墨印花色域，有时会尽量提高单墨道的出墨量及墨水的总出墨量。由于喷墨印花是一种非接触式印花方式，墨水是喷射在织物表面的，出墨量的提高会造成织物表面墨水堆积量的增加，引起墨水在织物上渗化，影响喷墨印花图案的精细度。一般情况下织物很难承受400％的总出墨量，通常总出墨量控制在230％～320％之间。对于以浅青Lc、浅品红Lm为深色补充的六色喷墨印花机来说，在做色彩校正曲线时，C及Lc作为青色通道，M及Lm共同作为品红通道，其总出墨量也不超过400％。
2）ICC特性曲线的制作
RIP软件是整个喷墨印花系统的中枢，它起着控制色彩、调节墨量、控制输出墨点大小的重要作用。一个好的RIP软件能够最大程度地表现出墨水、印花介质的色域，同时提高图案的印花精细度。ICC曲线是RIP的灵魂，一个好的RIP软件必须要有一条优秀的ICC曲线与之配伍。只有做好这条曲线，才能够获得理想的喷墨印花产品。对喷墨印花来说，选择合适的织物是非常重要的，但针对不同类型的织物制作高质量的ICC特性曲线，对喷墨印花效果来说也是极其重要和必不可少的。
3）墨水的色彩组合
除了喷墨印花机和喷墨印花软件，其所用墨水的色彩组合也影响着喷墨印花图案的色域。数字喷墨印花机按照所使用的墨水的颜色数目来分类，有四色、六色、八色甚至十色之分。喷墨印花机所使用的墨水颜色越多，从理论上来说，可以印制的颜色范围即色域也越大。目前市场高端的喷墨印花机以8色为主。常见的墨水组合方式是青（Cyan）、品红（Magenta）、黄（Yellow）、黑（Black）、桔（Orange）、宝蓝（Blue），大红（Red）, 灰（Grey）八种颜色。该组合的特点是喷墨印花色域较大，印花图案色彩艳丽。这里需要说明的是，一般印花图案的输出均采用CMYK模式，而该组合有时需采用RGB模式，才能获得更鲜艳的图案效果。
喷印好的织物必须经过汽蒸固色处理，汽蒸的目的是使染料分子在一定湿热条件下与纤维发生化学反应，使染料固着在纤维上面。数码印花汽蒸工艺与传统印花相似，汽蒸温度一般在102～105摄氏度，汽蒸时间为8～10min. 汽蒸时间过短，染料发色不够，得色较浅；汽蒸时间过长，会造成活性染料水解，得色率下降。因生产批量较小，目前很多数码印花厂家采用间歇式小型蒸箱，尽管价格便宜，使用成本低，但由于设备容积小，汽蒸箱内温湿度分布不均匀，蒸汽气压不稳定，这些都会造成印花图案发色不均匀，色牢度不够高等问题。因此，建议有条件的厂家应使用连续式蒸化机。
数码印花的得色率较高，因此水洗工序的耗能耗水相对于传统印花大大降低。一般先冷水（室温）漂洗，然后热水皂洗（90～95摄氏度），最后冷水漂洗后烘干即可。因浮色较少，所以水洗废水中的染料COD的指标很低，厂家的污水处理成本也随之大大降低。针对国内数码印花厂家快速增长的需求，国内众多设备制造厂家，如江阴福达，苏州美亚等厂家也都在积极推出适用于数码印花的蒸化、水洗等后处理设备。
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