數(shù)碼印花技術(shù)發(fā)展的機(jī)遇和挑戰(zhàn)——記第6期紡織科技新見(jiàn)解學(xué)術(shù)沙龍

白瓊瓊

(中國(guó)紡織工程學(xué)會(huì)，北京 100025)

為活躍學(xué)術(shù)思想，促進(jìn)科技創(chuàng)新，中國(guó)紡織工程學(xué)會(huì)于2014年10月23日在上海舉辦了主題為“數(shù)碼印花技術(shù)研究與應(yīng)用”的第6期紡織科技新見(jiàn)解學(xué)術(shù)沙龍。本期沙龍邀請(qǐng)了中國(guó)工程院周翔院士、姚穆院士，浙江理工大學(xué)邵建中教授，青島大學(xué)房寬峻教授和上海紡織科學(xué)研究院沈安京教授級(jí)高工共同擔(dān)任領(lǐng)銜科學(xué)家;杭州萬(wàn)事利絲綢科技有限公司郭文登教授級(jí)高工、杭州宏華數(shù)碼科技股份有限公司金小團(tuán)教授級(jí)高工和長(zhǎng)勝紡織科技發(fā)展(上海)有限公司鐘博文工程師擔(dān)任特邀專(zhuān)家，與來(lái)自高校、企業(yè)的知名專(zhuān)家、科研人員等近60名代表，圍繞轉(zhuǎn)移印花、噴墨印花、新型環(huán)保印花等技術(shù)及其推廣應(yīng)用中的問(wèn)題，以及未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)等方面，從各自的研發(fā)與應(yīng)用角度展開(kāi)前沿交流，引發(fā)學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界對(duì)數(shù)碼印花技術(shù)發(fā)展方向的思考和產(chǎn)學(xué)研用的合作，為我國(guó)數(shù)碼印花技術(shù)的深度研發(fā)和推廣應(yīng)用提供新見(jiàn)解、新思路。本期沙龍的主持人為《紡織學(xué)報(bào)》編委會(huì)常務(wù)副主任，來(lái)自總后勤部軍需裝備研究所的施楣梧教授級(jí)高工。

數(shù)碼印花是一項(xiàng)集機(jī)械、電子、信息處理及色彩、精細(xì)化工等多學(xué)科為一體的綜合性高新技術(shù)。與傳統(tǒng)印花技術(shù)相比，數(shù)碼印花工藝省略了分色、制版、配色、打樣等步驟，極大縮短了印花加工流程，具有花色豐富、快速反應(yīng)的特色，非常適合小批量產(chǎn)品加工。這項(xiàng)技術(shù)的不斷完善，必將給紡織印染行業(yè)帶來(lái)了一個(gè)前所未有的發(fā)展機(jī)遇。然而，數(shù)碼印花技術(shù)在進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用中遇到了許多問(wèn)題，嚴(yán)重影響了其推廣范圍和速度。

本文匯集了第6期紡織科技新見(jiàn)解學(xué)術(shù)沙龍上與會(huì)專(zhuān)家和學(xué)者的主要觀點(diǎn)，介紹了我國(guó)數(shù)碼印花技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，總結(jié)了在數(shù)碼印花領(lǐng)域的最新研究成果、新觀點(diǎn)、新見(jiàn)解，以期為紡織企業(yè)決策發(fā)展方向提供指導(dǎo)和幫助。

1 數(shù)碼印花技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀

根據(jù)最新的Smithers Pira研究報(bào)告《數(shù)碼印花2017年展望》，從2009～2012年，世界數(shù)碼印花產(chǎn)品數(shù)量以每年23%的速度增長(zhǎng)，且未來(lái)有加速發(fā)展的趨勢(shì)。預(yù)計(jì)到2015年，數(shù)碼印花面料總年產(chǎn)量將達(dá)25～30億m2，占到全球印花總量的10%，其中數(shù)碼印花發(fā)展最快的是歐洲。預(yù)計(jì)到2015年，歐洲數(shù)碼印花面料年產(chǎn)量比例將從目前的約40%增加至64%，美國(guó)為15%，印度為5%，其他為10%，而我國(guó)只占6%，故可以認(rèn)為我國(guó)數(shù)碼印花技術(shù)的研發(fā)與推廣應(yīng)用尚有很大空間。

在國(guó)內(nèi)，可用于進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的數(shù)碼印花技術(shù)有轉(zhuǎn)移印花和噴墨印花。轉(zhuǎn)移印花又分為發(fā)展較為成熟的熱轉(zhuǎn)移印花和近幾年興起的冷轉(zhuǎn)移印花技術(shù)。噴墨印花分為發(fā)展較快的染料噴墨印花和正受到極大關(guān)注的顏料噴墨印花。從20世紀(jì)90年代引進(jìn)、應(yīng)用數(shù)碼印花技術(shù)，經(jīng)過(guò)近20年的發(fā)展，國(guó)產(chǎn)設(shè)備水平已大幅提高，轉(zhuǎn)印載體和高品質(zhì)墨水研發(fā)也進(jìn)入高速發(fā)展期，基本不構(gòu)成產(chǎn)業(yè)應(yīng)用大障礙，但數(shù)碼印花技術(shù)的市場(chǎng)推廣和應(yīng)用步伐始終不大，究其原因主要可以歸納如下。

1)數(shù)碼印花技術(shù)有承印局限性。如:傳統(tǒng)的熱轉(zhuǎn)移印花方法只能用于疏水且明顯具有玻璃化溫度的化學(xué)纖維，染料噴墨印花對(duì)纖維有選擇性，不適用于受市場(chǎng)歡迎的多組分織物;顏料噴墨印花易造成噴頭堵塞帶來(lái)產(chǎn)品質(zhì)量缺陷等。

2)數(shù)碼印花技術(shù)的應(yīng)用成本高。紡織行業(yè)是一個(gè)低利潤(rùn)率行業(yè)。1 m織物采用傳統(tǒng)印花方式的成本為2元多，采用噴墨印花方式要15元多。生產(chǎn)成本高，主流客戶(hù)無(wú)法盈利，也就失去了應(yīng)用的主動(dòng)性，對(duì)于轉(zhuǎn)移印花，其轉(zhuǎn)印載體的成本較高，也不利于小批量產(chǎn)品加工。

3)數(shù)碼印花技術(shù)的環(huán)保和節(jié)能優(yōu)勢(shì)可能被夸大了。如:轉(zhuǎn)印載體制備對(duì)環(huán)境帶來(lái)的污染更嚴(yán)重;與傳統(tǒng)印花工藝相比，印花(噴墨)前、后的預(yù)處理與固色和水洗處理等工序并沒(méi)有完全取消，故雖有優(yōu)勢(shì)，但被商業(yè)化地夸大了。目前行業(yè)內(nèi)非常缺乏關(guān)于數(shù)碼印花工藝整體加工流程的能耗、排放物指標(biāo)與傳統(tǒng)工藝的對(duì)比研究報(bào)道，鮮見(jiàn)科學(xué)的、客觀的環(huán)保和節(jié)能方面的整體評(píng)價(jià)。

由此可以看出數(shù)碼印花技術(shù)在設(shè)備、工藝、材料等方面都存在有待解決的技術(shù)難題，需要廣大的染整科技人員來(lái)攻關(guān)。

2 數(shù)碼印花技術(shù)前沿研究項(xiàng)目

2.1 采用藍(lán)光固化的紡織品數(shù)碼印花技術(shù)

由于顏料對(duì)纖維無(wú)選擇性，使顏料數(shù)碼印花具有較好的承印適應(yīng)性，且其后道僅需焙烘工序，省去了汽蒸、皂洗等，從而減少了水耗和廢水排放，正逐漸成為人們研發(fā)的熱點(diǎn)，但顏料墨水中大分子黏合劑的使用，易造成噴嘴堵塞，影響生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，浙江理工大學(xué)的邵建中教授帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研發(fā)出了藍(lán)光固化紡織品數(shù)碼噴墨印花技術(shù)。以適當(dāng)?shù)膯误w和低聚體代替常規(guī)顏料墨水體系中的高分子黏合劑，克服了噴嘴堵塞問(wèn)題;在噴墨打印后，應(yīng)用LED藍(lán)光引發(fā)聚合，使墨水體系中的單體和低聚體在原位聚合形成黏合劑大分子并成膜固化，省略了后道加工，大幅度節(jié)水、節(jié)能、減排，提高了噴印效率。

將該技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室推向產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用還面臨許多挑戰(zhàn)，如引發(fā)劑體系需要添加第3組分，提高引發(fā)效率，將引發(fā)劑和助引發(fā)劑合成為一體化的引發(fā)劑;如果能用天然材料代替現(xiàn)在的合成材料，工藝將更加環(huán)保;也希望將實(shí)驗(yàn)室里自建的固化裝置開(kāi)發(fā)成能產(chǎn)業(yè)用裝置。邵教授向與會(huì)的各位專(zhuān)家發(fā)出合作邀請(qǐng)，跨界融合，共同創(chuàng)新。

2.2 微水印花工藝

因冷轉(zhuǎn)移印花的消耗問(wèn)題暫時(shí)無(wú)法克服，所以在開(kāi)發(fā)無(wú)紙冷轉(zhuǎn)移印花技術(shù)中，長(zhǎng)勝紡織科技發(fā)展(上海)有限公司推出了微水印花工藝。工藝流程為:濕態(tài)前處理－正面四色印花－微濕－反面雙色印花－烘干－固色－水洗定型。特點(diǎn)是濕態(tài)前處理。優(yōu)勢(shì)是前處理定量給液，水分以纖維吸收水的形態(tài)存在，可實(shí)現(xiàn)雙面印花，印花精度高，進(jìn)一步減少排放。是對(duì)印刷和印染的跨界整合。

2.3 織物定量單面施加表面處理技術(shù)

織物定量單面施加表面處理技術(shù)是青島大學(xué)房寬峻教授正在研究的技術(shù)。通過(guò)對(duì)織物擬印花的表面進(jìn)行處理，不要整體上漿，既可以提高噴墨印花效果，又可以減少化學(xué)品用量，從而達(dá)到降低能耗、水耗和廢水COD值的目的。

2.4 純棉織物熱升華轉(zhuǎn)移印花

純棉織物的轉(zhuǎn)移印花一直是國(guó)內(nèi)外染整工業(yè)技術(shù)研發(fā)的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。來(lái)自四川大學(xué)的朱譜新教授介紹了他們的研究項(xiàng)目:一種新型聚酯涂層棉織物的熱升華轉(zhuǎn)移印花技術(shù)。用水基聚酯乳液作為新型織物涂層劑，對(duì)棉織物涂層后實(shí)現(xiàn)純棉織物的熱升華轉(zhuǎn)移印花。該方法具有轉(zhuǎn)印色彩鮮艷，手感柔軟并保持印花背面棉纖維的天然性能，工藝簡(jiǎn)單，成本低，但高溫下的染色牢度還不夠理想。

2.5 納米顏料/乳膠粒墨水的研發(fā)

顏料墨水噴射性能和摩擦牢度不能兼顧，依然是顏料墨水開(kāi)發(fā)中的主要矛盾。江南大學(xué)的付少海教授認(rèn)為，在顏料上包覆乳膠粒是改善顏料墨水品質(zhì)中最有發(fā)展?jié)摿Φ姆椒āＤ壳?，他們已?jīng)攻克了納米顏料/乳膠粒墨水制備的關(guān)鍵技術(shù)，相信該產(chǎn)品的研究與開(kāi)發(fā)將會(huì)極大地推進(jìn)顏料噴墨印花技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。

3 數(shù)碼印花技術(shù)的新見(jiàn)解

一個(gè)好的技術(shù)，在我國(guó)沒(méi)有得到充分的推廣和應(yīng)用，原因肯定是復(fù)雜的，其中是否也有傳統(tǒng)思維模式的禁錮呢。本期沙龍?zhí)匮紫茖W(xué)家周翔院士的發(fā)言帶給大家很好的思維啟迪:創(chuàng)新不應(yīng)只關(guān)注科技，還要關(guān)注服務(wù)和商業(yè)模式，重視行業(yè)和跨行業(yè)的合作，重視生產(chǎn)者與消費(fèi)者的互動(dòng)，因?yàn)橹圃鞓I(yè)服務(wù)化時(shí)代已經(jīng)到來(lái)。杭州宏華數(shù)碼科技股份有限公司金小團(tuán)教授級(jí)高工認(rèn)為，互聯(lián)網(wǎng)在我國(guó)能快速發(fā)展得益于我國(guó)特有的網(wǎng)絡(luò)需要的規(guī)?；瘍?yōu)勢(shì)，而噴墨數(shù)碼印花機(jī)是與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)銜接最好的智能設(shè)備。隨著技術(shù)的發(fā)展，設(shè)備成本下降，墨水品質(zhì)提高，網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)大幅消減設(shè)計(jì)和流通成本，以及傳統(tǒng)印花成本的上漲，噴墨數(shù)碼印花的綜合成本將下降或者具有優(yōu)勢(shì)。當(dāng)把噴墨數(shù)碼印花技術(shù)智能化、網(wǎng)絡(luò)化并與C2B商業(yè)模式鏈接在一起，大批量定制有可能實(shí)現(xiàn)。與互聯(lián)網(wǎng)連接后所爆發(fā)出來(lái)的市場(chǎng)前景是難以想象的，就像10年前，沒(méi)有人能想象互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展帶給我們今天的變化。數(shù)碼印花改變了傳統(tǒng)印花行業(yè)的游戲規(guī)則，這是來(lái)自亨斯邁紡織染化(中國(guó))有限公司黎華先生的觀點(diǎn)。數(shù)碼印花方式是一種工具、一種解決方案，適合小訂單，快速反應(yīng)，不會(huì)替代傳統(tǒng)印花方式。企業(yè)一定要了解數(shù)碼印花的優(yōu)勢(shì)和數(shù)碼產(chǎn)品的市場(chǎng)在哪里，不能人有我也跟風(fēng)上，這樣很容易造成訂單不足。此外，黎先生還給大家指出了一些現(xiàn)象:歐洲企業(yè)多是自主開(kāi)發(fā)花型，亞洲企業(yè)多為拿樣加工。其實(shí)樣品的精度不同，數(shù)碼印花所呈現(xiàn)的效果差異較大，過(guò)高的精度又會(huì)帶來(lái)墨水用量的大幅增加，這對(duì)來(lái)樣加工是不利的;一些紡織品快銷(xiāo)公司會(huì)購(gòu)買(mǎi)噴墨數(shù)碼印花機(jī)放在印花廠，借助印花廠的生產(chǎn)線(xiàn)開(kāi)發(fā)產(chǎn)品。此外，常州涵源新印花有限公司的王勇總工認(rèn)為:現(xiàn)在上漿的漿料都是從傳統(tǒng)印花的糊料中挑選的，如一般采用海藻酸鈉作為上漿糊料，但是其并不適合數(shù)碼印花;因?yàn)槔滢D(zhuǎn)移印花的制版費(fèi)較高，適宜大批量生產(chǎn)，未來(lái)會(huì)被直噴式印花方式替代。浙江藍(lán)宇數(shù)碼科技有限公司的郭振榮博士提醒與會(huì)代表，采用光固化技術(shù)開(kāi)發(fā)通用性較好的顏料墨水時(shí)，光引發(fā)產(chǎn)生的自由基會(huì)帶來(lái)苯的問(wèn)題，因國(guó)外對(duì)含苯產(chǎn)品控制嚴(yán)格，會(huì)給成品的出口帶來(lái)影響。

4 數(shù)碼印花產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向

視覺(jué)接受的信息占所有信息的70%左右，而色彩在視覺(jué)藝術(shù)中占有非常重要的地位。印花的目的主要是滿(mǎn)足消費(fèi)者的視覺(jué)需求。只要是消費(fèi)者喜歡的，與之相適應(yīng)的加工技術(shù)就有存在的必要，因此，新技術(shù)的出現(xiàn)不一定非要取代傳統(tǒng)技術(shù)，加之傳統(tǒng)印花技術(shù)也在不斷的改進(jìn)和提升，故相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，印染行業(yè)將呈多種技術(shù)共存的局面。

受局限性和轉(zhuǎn)印載體成本較高的影響，未來(lái)噴墨印花技術(shù)的發(fā)展較快，其成品占有量也相對(duì)較高，尤其是寬幅織物印花和直接在成衣上印花發(fā)展空間較大。

噴墨印花設(shè)備和墨水發(fā)展很快，但應(yīng)用技術(shù)還很落后。當(dāng)務(wù)之急是開(kāi)發(fā)出適應(yīng)設(shè)備和墨水發(fā)展的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用技術(shù)。

噴墨印花前織物的表面處理能夠顯著提高噴墨印花的顏色效果，應(yīng)針對(duì)織物結(jié)構(gòu)、墨水類(lèi)型和噴墨印花設(shè)備開(kāi)發(fā)相應(yīng)的織物表面處理方式、工藝和設(shè)備。如果能研發(fā)出在織造和印花工序都可用的通用性漿料，將會(huì)給噴墨印花技術(shù)帶來(lái)質(zhì)的提升。為減少退漿帶來(lái)的污染，開(kāi)發(fā)局部的、合適的表面處理技術(shù)也是非常值得研究的課題。

要積極轉(zhuǎn)變思維方式，從以制造者為中心的產(chǎn)業(yè)型經(jīng)濟(jì)向以消費(fèi)者為中心的服務(wù)型經(jīng)濟(jì)過(guò)渡，因?yàn)槲磥?lái)消費(fèi)者將成為稀缺資源。噴墨數(shù)碼印花可以把網(wǎng)絡(luò)上虛擬的產(chǎn)品變成現(xiàn)實(shí)中的產(chǎn)品，同時(shí)還具備了低成本、小批量、快反應(yīng)、高品質(zhì)的特征，與傳統(tǒng)生產(chǎn)相比具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，具備天然的與互聯(lián)網(wǎng)相連的特征，很適合互聯(lián)網(wǎng)的平臺(tái)經(jīng)濟(jì)。通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)把消費(fèi)者和設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、流通環(huán)節(jié)有機(jī)的聯(lián)系在一起，這種全新的生態(tài)鏈?zhǔn)俏磥?lái)發(fā)展的方向。此外，還要拓寬思路，試想當(dāng)噴墨印花機(jī)中的墨水換成整理液，會(huì)有什么奇特的效果出現(xiàn)，讓人浮想聯(lián)翩。

最后，用上海紡織科學(xué)研究院沈安京教授級(jí)高工的話(huà)做總結(jié):目前是紡織行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時(shí)期，誰(shuí)抓住了機(jī)遇就會(huì)站在今后的有力地位。我國(guó)的紡織業(yè)數(shù)量巨大，在轉(zhuǎn)型中，數(shù)碼印花技術(shù)或?qū)⒊蔀楹芎玫淖ナ帧?/p>