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紡織品印花技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程古老綿長(zhǎng)。在人類紀(jì)元的第一個(gè)千年中，我們的祖先在織物印花技藝的發(fā)展上作出了卓越的貢獻(xiàn)，現(xiàn)今常見的各種印花工藝如直接印花、防染印花以及軋染、蠟染工藝的發(fā)源地都在中國(guó)。而蘇格蘭人在17世紀(jì)發(fā)明的機(jī)器印花在織物印花步入現(xiàn)代化的歷史變革中功不可沒，并由此奠定了西方工業(yè)國(guó)在現(xiàn)代織物印花技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的領(lǐng)先地位。在那之后的幾個(gè)世紀(jì)里，紡織品印花借助技術(shù)革命的動(dòng)力，取得了令人驚嘆的進(jìn)步。尤其在剛剛過去的一個(gè)世紀(jì)里，由于篩網(wǎng)印花技術(shù)的不斷完善、合成纖維和新型染料的相繼問世以及數(shù)碼技術(shù)的突飛猛進(jìn)，使織物印花從技藝的作坊步入了科學(xué)的殿堂，取得的成就是前所未有的。
印花機(jī)的發(fā)展
?平網(wǎng)印花機(jī)
盡管圓網(wǎng)印花顯示出絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)，并且在精細(xì)度方面有了較大提高，但平網(wǎng)印花仍然不會(huì)被淘汰。事實(shí)上，平網(wǎng)印花技術(shù)正在重新得到重視，原因在于印花小批量的趨勢(shì)正在日益增加，從經(jīng)濟(jì)的角度出發(fā)，在這種情況下，使用平網(wǎng)印花是有利的。數(shù)碼制網(wǎng)和縮短換網(wǎng)時(shí)間的自動(dòng)化技術(shù)的引進(jìn)，便利平網(wǎng)印花更加成為一種不能忽視的印花技術(shù)。有兩種新的機(jī)型，印花導(dǎo)帶可加熱至50℃，可以獲得與工臺(tái)板印花相同的濃艷和精細(xì)效果。一種多功能的KOMBIPRINT印花機(jī)結(jié)合了平網(wǎng)和圓網(wǎng)的特點(diǎn)，配備了機(jī)器人換網(wǎng)和刮印裝置，實(shí)現(xiàn)了完全的自動(dòng)化。
?圓網(wǎng)印花機(jī)
印花機(jī)制造者一直把他們的廾發(fā)興趣集中在圓網(wǎng)印花機(jī)上，尤其致力于研究和開發(fā)一種有效的系統(tǒng)，以減少印花過程中織物和色漿的浪費(fèi)。英國(guó)萊切斯特的De MontFort大學(xué)對(duì)從8家印花廠收集來的印花疵病資料的分析報(bào)告顯示，最常見的疵病是對(duì)花不準(zhǔn)和定線不準(zhǔn)。在老式的設(shè)備上，對(duì)花和校準(zhǔn)是通過肉眼觀察和手工調(diào)整來完成的，要浪費(fèi)相當(dāng)多的織物。近10年中，這方面有了許多的改進(jìn)，例如，可以用激光束校準(zhǔn)篩網(wǎng)的排列，也可以用來校正每一個(gè)篩網(wǎng)的定位。為了消除因齒輪間隙或驅(qū)動(dòng)軸扭力形變引起的誤差，在Zimmer印花機(jī)上采用了AC伺服馬達(dá)，而Stork印花機(jī)則采用了直接驅(qū)動(dòng)篩網(wǎng)的分級(jí)或無級(jí)環(huán)形馬達(dá)。Stork提供的提高精度的其他改進(jìn)措施之一是利用安裝在每一臺(tái)印花機(jī)頭上的傳感器探測(cè)固定在導(dǎo)帶上的金屬片，借助產(chǎn)生的脈沖來精確控制單一篩網(wǎng)的驅(qū)動(dòng)，確保導(dǎo)帶和篩網(wǎng)同步，這一技術(shù)是STORK公司的專利，簡(jiǎn)稱BPMS。例如，最新的RD-DD型和侗加蘇斯型圓網(wǎng)印花機(jī)，在每個(gè)印花機(jī)頭上均安裝了單獨(dú)的傳動(dòng)系統(tǒng)，各自配備一臺(tái)環(huán)形馬達(dá)，圓網(wǎng)可直接與馬達(dá)環(huán)形轉(zhuǎn)子連接，省卻了容易產(chǎn)生誤差的齒輪傳動(dòng)，依靠馬達(dá)內(nèi)的脈沖發(fā)生器與電極測(cè)量器結(jié)合，可以非常精確地控制轉(zhuǎn)速和矯正圓網(wǎng)的角度位置，配備BPMS定位測(cè)量系統(tǒng)的導(dǎo)帶的傳動(dòng)是與機(jī)頭脫離的，兩者通過電子控制實(shí)現(xiàn)精確聯(lián)動(dòng)。這類單獨(dú)傳動(dòng)的圓網(wǎng)印花機(jī)，相鄰兩網(wǎng)之間的對(duì)花精度可達(dá)0.06mm。
De Montfort大學(xué)的研究表明，假如安裝了上述先進(jìn)的系統(tǒng)，在印花開始階段用于對(duì)花的織物可以節(jié)省大約90％。該項(xiàng)研究的最終目標(biāo)是為印花機(jī)配備一個(gè)智能的錄象監(jiān)測(cè)和疵病識(shí)辨系統(tǒng)，目前，已經(jīng)可以應(yīng)用EVS攝像系統(tǒng)來檢測(cè)印花織物并報(bào)告疵病。
提高小批量產(chǎn)品印制效率關(guān)鍵是篩網(wǎng)更換時(shí)間。改進(jìn)的途徑是提高機(jī)械化程度和安裝電子控制系統(tǒng)。印花機(jī)大多采用開放式網(wǎng)架和開啟式軸承，便于更換刮刀和圓網(wǎng)。Buser公司聲稱，應(yīng)用適當(dāng)?shù)难b置，一臺(tái)7色印花機(jī)的換網(wǎng)時(shí)間僅需15分鐘。如果每天換網(wǎng)25次，該機(jī)的效率可達(dá)70％?，F(xiàn)在已經(jīng)有了在線洗網(wǎng)系統(tǒng)，例如，Stork公司的Print@Change印花機(jī)的每個(gè)機(jī)頭配備有可伸縮的簾閘，能夠橫跨機(jī)臺(tái)，在篩網(wǎng)下伸展，以防止換/洗網(wǎng)時(shí)色漿滴落到織物上。假如一臺(tái)16色印花機(jī)要連續(xù)印制兩種8套色的花樣，該系統(tǒng)可以確保最小的因換網(wǎng)而導(dǎo)致的時(shí)間拖延。根據(jù)Reggiani和Ichinose介紹，借助在線清洗，15套色的圓網(wǎng)的清洗，10分鐘左右即可完成。
不同的刮漿系統(tǒng)得到了研究，圓網(wǎng)中刮刀和刮輥的剪切行為的系列理論研究結(jié)果已見諸報(bào)道。研究表明，與刮刀相比，磁性刮輥并無特別的優(yōu)勢(shì)。Zimmer公司開發(fā)的液壓條縫式給漿刮漿裝置可以用液壓方式通過網(wǎng)內(nèi)的狹縫式給漿器拖加色漿，對(duì)絨類織物有很好的滲透效果，但也存在狹縫外緣與篩網(wǎng)之間的摩損問題。該裝置適用于地毯印花或泡沫印花。 除傳統(tǒng)的水平方式印花外，日本東伸公司（Ichinose）推出了傾斜式圓網(wǎng)印花方式。色漿由上往下輸入，始終保持均勻地供給定量的新鮮色漿，減少了因色漿中刀架雜質(zhì)導(dǎo)致的刮刀瘢痕和印供漿不均勻造成的段痕，產(chǎn)品的印花質(zhì)量得以提高。
設(shè)備制造商也嘗試通過限制“廢漿”量和重新利用剩余色漿的辦法來減少印花色漿的浪費(fèi)。Stork公司采用獨(dú)特的色漿回收系統(tǒng)，用一個(gè)特殊的泵通過一只膠球?qū)埩粼跐{管內(nèi)的漿液壓回色漿桶。為了將色漿的浪費(fèi)控制在最小限度，預(yù)測(cè)一個(gè)色回印制長(zhǎng)度所需色漿用量是很有價(jià)值的。對(duì)影響圓網(wǎng)和平網(wǎng)印花實(shí)際生產(chǎn)中用漿量的設(shè)備參數(shù)進(jìn)行了研究，結(jié)果顯示，對(duì)于確定的印制速度、織物結(jié)構(gòu)、篩網(wǎng)目數(shù)和刮漿器尺寸，預(yù)測(cè)的色漿用量誤差可控制在15％之內(nèi)。
國(guó)內(nèi)的印花機(jī)開發(fā)和制造也有了一定進(jìn)步，湖北黃石、上海、浙江新昌等廠家通過與國(guó)外合作和引進(jìn)技術(shù)，都開發(fā)生產(chǎn)了先進(jìn)的平網(wǎng)或圓網(wǎng)印花設(shè)備。但與國(guó)外設(shè)備相比，在功能、性能和穩(wěn)定性上仍有一定差距。
?數(shù)碼印花系統(tǒng)
數(shù)碼印花不僅可以省卻制版工序，降低成本，還可以以數(shù)碼式儲(chǔ)存印花花樣，這使得該印花方法變得越來越具有吸引力，這方面的研究方興未艾。目前，最具應(yīng)用前景的織物噴墨印花采用了紙張打印機(jī)的“引擎”，其噴射系統(tǒng)采用的不外乎DOD（按需噴射）方式或連續(xù)帶電液滴流方式。盡管有報(bào)道認(rèn)為壓電式噴墨方式比泡噴方式可靠，但以這兩種原理為基礎(chǔ)的印花機(jī)目前均已進(jìn)入市場(chǎng)，主要用于棉織物。這些噴墨印花機(jī)均配置有與噴墨打印機(jī)相似的掃描噴印頭，輸出速度介于1m/h和1m/min之間。
Stork公司的TruColor4000噴墨印花機(jī)（帶電液滴流方式）已作為一個(gè)設(shè)計(jì)/試樣評(píng)價(jià)/生產(chǎn)配方確定的綜合體系的組成部分得到很好的應(yīng)用。該公司目前推出了用于天然纖維的Amber和Amefhyst印花機(jī)以及用于聚酯纖維的Zircon印花機(jī)。
瑞士Perfecta AG公司在1999年法國(guó)紡機(jī)展上推出的Print Master2200R數(shù)碼印花機(jī)，速度可達(dá)100m2/h。
此外，Zimmer公司最近也推出了他們的Chromotex噴墨印花機(jī)，印制速度達(dá)到1.5m/min。該機(jī)采用了由Jemtex開發(fā)的多水平帶電液滴噴印方式，只使用點(diǎn)狀色彩，其液滴尺寸比其他印花機(jī)液滴大，但其花紋分辨率可以達(dá)到期望的100-125dpi。大多數(shù)的數(shù)碼印花機(jī)使用青、品紅、黃和黑（CMYK）四種色墨，按照數(shù)碼控制信號(hào)向織物噴射色墨，以點(diǎn)陣組合方式形成各種色彩。盡管越來越多的設(shè)備和軟件將“原色”的數(shù)量提高到了8種，這種組色方法仍然在顏色數(shù)量和色譜廣度上有局限性。對(duì)于印花機(jī)制造者來說，提供可靠的軟件以確保在花樣設(shè)計(jì)階段選定的顏色能在印花機(jī)上精確重現(xiàn)是十分必要的。
數(shù)碼印花是個(gè)系統(tǒng)工程，成功與否不僅與印花設(shè)備有關(guān)，也有賴于控制軟件和色墨的開發(fā)。國(guó)外企業(yè)在噴射印花技術(shù)的研究開發(fā)中，注重結(jié)合不同領(lǐng)域內(nèi)擁有領(lǐng)先技術(shù)的公司的專長(zhǎng)，例如Encad Nova Jet Pr060和TexPrint2000整體化噴墨印花系統(tǒng)就是由美國(guó)Encad公司、Iris公司和日本Innotech公司制造硬件、比利時(shí)Sophis系統(tǒng)公司設(shè)計(jì)軟件、汽巴精化公司提供特種色墨而聯(lián)合開發(fā)出來的。
汽巴公司在織物印花方面有長(zhǎng)期的經(jīng)驗(yàn)，因而在噴射印花色墨的開發(fā)上卓有成效?，F(xiàn)已經(jīng)開發(fā)成功一系列可用于不同纖維的高性能噴印色墨，如對(duì)纖維素有高耐光牢度的Cibacron MI活性染料色墨、用于聚酯的Terasi DI分散染料色墨以及用于絲綢的Lanaprint AI酸性染料色墨等。
Xerox（施樂）公司在開發(fā)紡織品數(shù)碼印花上采用了不同的途徑。該公司推出了一種靜電印花機(jī)，可以在紙載體上印制分散染料花樣，然后用這種紙?jiān)跓彷伾蠈?duì)聚酯織物進(jìn)行轉(zhuǎn)移印花。這種方法看起來效率不高，但轉(zhuǎn)印紙的數(shù)碼印花不需要監(jiān)控，可以在夜班完成，織物的轉(zhuǎn)印則安排在白班進(jìn)行，同樣有較高的產(chǎn)量。該印花技術(shù)得到一定的好評(píng)，但適用的調(diào)色劑很少。
數(shù)碼印花在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上的問題正在逐一被解決，并有望每年增加5％的市場(chǎng)份額。對(duì)噴墨印花機(jī)的液滴噴射現(xiàn)象進(jìn)行的理論研究表明，無論是壓電式裝置、泡噴式裝置還是電磁閥式裝置，對(duì)于DOD方式的印花機(jī)來說，觀察到的結(jié)果是十分相似的。
數(shù)碼織物印花技術(shù)是世紀(jì)之交紡織加工領(lǐng)域內(nèi)最先進(jìn)科技的代表，已在國(guó)內(nèi)業(yè)界引起廣泛關(guān)注。這方面具有代表性的是杭州宏華電腦技術(shù)有限公司。該公司從1999年開始倡導(dǎo)“數(shù)碼紡織”概念，并進(jìn)行以數(shù)碼噴射印花為基礎(chǔ)，以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為渠道的數(shù)碼紡織一體化解決方案的研究和實(shí)施，取得了進(jìn)展。目前推出的數(shù)碼印花打樣系統(tǒng)和數(shù)碼印花生產(chǎn)系統(tǒng)有兩個(gè)系列四個(gè)品種：Print Master2200R和2200B（生產(chǎn)系統(tǒng)），A’tex print Tex-1300和1600（打樣系統(tǒng)）。這些設(shè)備均采用微壓電式噴嘴，最高解析度1440dpi，最大有效噴印范圍2200mm，解析度360dpi時(shí)印制速度可達(dá)100m2/h。
