紡織品數碼印花的昨天、今天和明天

近年來，在印染行業有一個熱點日漸受到人們的關注，這就是新興的數碼印花工藝。伴隨著市場上數碼印花訂單的快速增加及數碼印花工藝的日臻完善，每一個有前瞻眼光的領導者，都在關注這項新興技術給傳統印花行業帶來的挑戰與機遇。盡管作為新生事物的數碼印花在發展過程中還存在這樣或那樣的問題，但作為未來印花工藝發展的趨勢，數碼印花已得到了業界的廣泛認同。作為有幸較早接觸數碼印花的從業者，現將自己近年來在工作中接觸收集到與數碼印花有關的信息結合自己的一些個人理解匯集成此文，希望能給關注數碼印花的業界朋友們一些有益的幫助。

數碼印花的概念及發展歷程

我們今天談及的紡織品數碼印花，通常指數碼噴墨印花，其基本的工作原理與噴墨打印機相似，即通過各種數字化手段，如掃描儀、數碼相機等將印花圖案輸入到計算機，經專業的圖像軟件及分色軟件編輯處理后，由計算機控制噴頭直接把染液噴射到經過特殊前處理的紡織品面料上，獲得高精度的圖案，再經相應后道處理后，成為成品印花面料。

噴墨打印技術成熟于20世紀六七十年代，并最先在辦公，印刷等領域得到應用。20世紀九十年代，伴隨著計算機技術的迅猛發展，噴墨打印技術得到更加廣泛的應用，并很快被移植到廣告及紡織品印花領域。1987年國際紡機展(ITMA)上，奧地利Zimmer公司展出了世界上第一臺用于地毯印花的數碼噴墨印花機，這被認為是數碼印花機在紡織行業最早的應用。因為脫胎于噴繪寫真行業，所以今天很多生產噴墨印花機的廠家其實是由噴繪機生產商轉變而來，如市場常見的MIMAKI,OLAND,MUTOH等品牌。

本世紀初，隨著數碼印花市場日趨成熟，歐美日等傳統印花機生產商開始重視專業紡織品數碼印花機的研發，并陸續推出了第一代適用于工業化生產的高速數碼印花機，像美國Dupont杜邦公司的Artistri,荷蘭Stroke公司的Amethyst,意大利Reggiani美佳尼的Dream，日本ICHINOSE東伸的2020等機型，均是專門為紡織品印花而設計制造的機型，這些專業的紡織品數碼印花機無論在性能和速度上已經完全超越了由廣告噴繪機改裝的小型印花機。

數碼印花工藝在中國的發展時間有超過20年歷史，上世紀90年代，陸續有行業人士對數碼印花工藝及設備進行研發。2000年，杭州宏華(ATEXCO)數碼科技股份有限公司推出了中國第一臺數碼印花機，成為中國紡織品數碼印花發展的里程碑。在國家政策的積極扶持下，宏華數碼得到了快速的發展，為推動中國數碼印花行業的發展做出了巨大貢獻。2007年該公司推出了新一代Vega3/6系列高速數碼印花機，可使用4～8色墨水，理論速度最高可達400平米/小時。

但我們也應看到，我國的數碼印花產業長期處于無序競爭、低水平徘徊的境況，由寫真噴繪機改制的低速數碼印花機價格低廉，生產工藝簡單，產品利潤豐厚。在2005年前后，曾有一波投資數碼印花的高潮，許多不具備專業紡織品印花經驗的企業、個人投資購買此類低速機，即進行紡織品數碼印花生產。由于品質良莠不齊，市場價格也十分混亂，導致數碼印花一度在業界造成工藝質量不穩定，設備貶值快，投資風險高的錯誤印象。據統計，截至2010年，中國大陸地區的數碼印花產量約5000萬平米/年，數碼印花產量占總印花產量(150億平米/年)的比例不到1%。設備約800余臺，主要多為由寫真噴繪機改進而來的低速印花機，此類設備多采用寫真級噴頭，墨水多以4色為主。速度20～50平米/小時。

近兩年，隨著國家產業政策的指導及市場上對高品質數碼印花紡織品的需求不斷增加，代表國際先進水平的高速數碼印花機在大陸地區有了快速的推廣。如意大利Reggiani(美佳)公司的產業化高速數碼印花機ReNOIR，意大利MS公司的JPK系列，及奧地利Zimmer公司的COLARIS等機型。此類進口主流高速數碼印花機速度都可達到400平米/小時以上，普遍采用8色墨水，正常打印清晰度在300～800dpi左右，噴頭多采用日本Kyocera(京瓷)，Seiko(精工)，EPSON等第3代工業級噴頭。此類高端機型代表著當今全球數碼印花機的最高水平，也使我國數碼印花裝備水平有了長足的進步。

數碼印花目前的市場狀況

作為高耗能、高污染的夕陽產業，傳統印染行業在歐美市場已快速轉向數碼印花工藝，落后的印染產能被大量轉移到亞太，南美等發展中國家。但數碼印花工藝的出現，給歐美的印染企業帶來了巨大的轉機。起初，數碼印花作為一種打樣及小批量生產的手段，在歐美一些專注于精品生產的印染企業得以推廣。隨著工藝設備的不斷成熟及成本的逐漸下降，數碼印花工藝已作為大規模生產的成熟技術在歐美市場得到廣泛應用。據了解目前歐洲印染企業已停止新增傳統印染加工能力，其中平網生產線因操作復雜，生產速度慢，已基本淘汰，其市場份額基本由數碼印花替代。圓網印花因速度較快，成本較低，還有部分企業維持運行，但隨著高速數碼印花設備的推陳出新，傳統印花的市場份額會被不斷壓縮。現今歐美地區新增加的印花產能幾乎全部為數碼印花。

有資料顯示，2012年全球印花行業產量約300億平米/年，年產值約1650億美金，年均增長率約1～2%。而根據最新的SmithersPira研究報告《數碼印花2017年展望》介紹，數碼印花從2009年到2012年，每年以23%的速度增長，且未來有加速發展的趨勢。預計到2015年，數碼印花面料總產量將達25～30億平米/年，其中數碼印花發展最快的歐洲，2013年的數碼印花產量已占到全年總印花產量的40%。全球數碼印花的市場概況參見圖1，其中歐美占有比率最高，對比傳統印花的全球分布情況圖2，我們可以很清楚的看到，作為傳統印染行業最集中的亞洲地區(中國，印度，東南亞)，在數碼印花發展上卻遠遠落后于歐美國家。例如歐洲最大的印花企業之一德國KBC公司，上世紀80年代曾到中國開設合資企業，因經營不佳后返回歐洲，近年來借助數碼印花技術重新崛起，目前該公司擁有20余臺高速數碼印花機，數碼印花加工能力在歐洲首屈一指。西班牙印花巨頭Athenea公司成立于1976年，起初作為一家名不見經傳的小型印花企業，面對歐洲大型印染企業的技術壁壘及亞洲企業的低價競爭，該公司只能在市場夾縫中苦苦支撐。5年前該公司向數碼印花轉型。利用美佳公司(Reggiani)的ReNOIR3.4米寬幅數碼印花機的靈活性及快速反應能力，結合自身優秀的設計理念，Athenea不僅在原來具有優勢的家紡市場不斷創新并取得巨大成功，同時也在快速變化的服裝面料市場獲益良多。目前該公司的數碼印花能力已超過300萬米/年。

數碼印花與傳統印花的對比優勢

中國作為一個紡織品生產大國，其傳統印花行業(圓網，平網)有著悠久的歷史，也經歷了曾經的輝煌。但作為一個高耗能，高污染，工作環境惡劣，邊際附加值低的傳統夕陽產業，傳統印染工藝已無法滿足當今市場快速變化的要求，也無法適應國家越來越嚴苛的環保政策。因此以數碼印花為代表的新技術、新工藝將成為傳統印染企業升級轉型的不二選擇。

1.傳統印花工藝采用的專色印花技術，需要根據印花圖案進行分色、調色、制版，打樣等工序。考慮到成本及設備的技術水平等因素，網版精度及數量(套色數)是有一定限制的，基于現有的工藝水平，套色數及印花精度已無法大幅度提高。目前較為先進的平網及圓網印花機套色數可達16～20套色，網版精細度一般在250～300dpi。而且在進行多套色印花時，工藝要求嚴格，對設備及人員的操作水平要求也很高。相比傳統印花的復雜流程，數碼印花工藝就簡便許多。只需將印花圖案在電腦中編輯完成，經分色軟件處理后，就可輸入數碼印花機進行打印。數碼印花工藝流程參見圖3。數碼印花采用CMYK四分色拼色原理，所有顏色均由4個基準色拼疊形成，對印花圖案的顏色完全沒有限制，理論上可拼出1670萬種色彩。同時印花的清晰度也大幅度提高，最高可實現2400dpi的清晰度，達到照片級的印花效果。采用數碼印花可輕松實現各種色彩的濃淡過渡效果(云紋)及明暗變化，這些在傳統印花機上是很難做到的。數碼印花靈活快速、圖案細膩、色彩絢麗等特點給現代服裝設計師帶來了巨大便利，他們可以利用現代科技的各種手段及素材，給印花圖案設計帶來無限的可能。近年來，眾多設計師喜歡將數碼印花作為主要元素應用到時裝設計當中，顛覆了印花面料僅能作為點綴裝飾的傳統理念。

2.20世紀80年代以來，紡織品印花的市場發生了很大的變化。市場希望印花企業能夠滿足“快速反應，周期短;彈性生產，靈活多變;高品質，色彩豐富;低成本;生態環保”等要求。傳統印花因制版，對小樣等原因，制作小樣時間通常需要2周左右時間。在生產繁忙季節，企業根本無法滿足客戶快速試樣的要求。考慮到成本因素，對于小批量，多花色的時裝訂單，很多工廠更是有心無力。而數碼印花工藝恰恰契合了當今市場快速變化的要求。無需制版，按照客戶的要求，可實現1米起印。正常情況下，采用數碼印花工藝，企業1～2天內就可交單。大大縮短了生產周期。參看圖4.

3.傳統印花在帶給人們美感的同時，也帶來了嚴重的環境污染。據相關部門統計，我國印染廢水每天排放量為300～400萬立方米，占我國總工業廢水排放量的35%。生產萬米布能耗指標是國外先進水平的3倍，用水量是國外水平的2倍，污水水質超出Ⅲ類水質標準3～8倍。傳統印染行業已成為國家節能減排的重點受控對象，其產生的環境污染問題已經嚴重制約了該行業的可持續性發展。以我國印染行業集中地紹興地區為例，該地區集中了大大小小印染企業400多家。盡管傳統印染行業對紹興地區的經濟發展做出了巨大貢獻，但時至今日，當地的環境已無力支撐傳統印染行業的大規模運行。當地政府對針對印染企業出臺了嚴苛的減產整改政策，強制企業每年按20%比例減少廢水廢液排放，采取將部分印染企業遷移到專業工業區，對廢水廢氣集中處理等措施。盡管如此，當地印染企業面對高昂的能源費用及環保成本，深刻感受到傳統印染行業已陷入困境，進行升級換代是必由之路。而發展經濟附加值高，污染低的數碼印花工藝已成為業界的共識。

傳統印花大約有30%的染料不能與纖維結合，在水洗時被洗去而產生大量有色污水，而數碼噴墨印花因墨水色素粒度細，墨水色濃度高，因而得色率高。同樣深度的花型，數碼印花染料用量只有傳統印花的40%,而且只有5%的浮色在后道處理時被洗去。產生的污水量僅為傳統印花工藝的1/15～1/25.綜合能耗僅相當于傳統印花的1/3～1/4。數碼印花節能環保的優點解決了印染行業困擾已久的難題，我國政府已將新型數碼印花列為國家863計劃的重點項目，并在產業政策上給予積極扶持!

目前市場上幾種常見的數碼印花工藝

根據所使用的染料介質和采用的工藝路線，目前市場上主流紡織品數碼印花主要分為以下3大類。

1.分散升華染料數碼轉移印花。

伴隨著升華染料的使用及噴墨寫真機的成熟，最早在紡織品上進行批量數碼印花的是數碼轉移紙印花。該工藝采用數碼噴繪機將分散升華染料打印在專用的轉移印花紙上，形成圖案;再通過熱壓工序將轉移印花紙與紡織面料進行熱壓轉移，染料以氣態方式轉印到紡織面料上。因印花圖案首先噴印在光潔的紙張上，所以相對于具有紋理的紡織面料，該工藝具有色彩艷麗，圖案銳麗的特點，且印花完成后無需蒸化，水洗等工序。

工藝簡捷環保，目前在市場上所占份額較大。該工藝缺點是目前僅有分散升華型染料比較成熟，所以只能用于滌綸纖維面料。同時因染料是以氣態升華轉印到面料上，因而印花滲透效果差，手感比較干澀。另外，高質量的轉移印花紙的價格不菲，以上幾點因素限制了該工藝的進一步發展的空間。

2.顏料數碼直噴印花。

顏料(涂料)墨水可分為水性顏料墨水，溶劑型顏料墨水和UV光固化顏料墨水三種。該工藝首先需對紡織面料上進行預處理，涂覆粘接劑，然后采用數碼印花機將墨水直接噴印在面料上，經加熱烘干后形成成品。

此工藝具有纖維適應面廣、工藝流程短的特點，幾乎所有的纖維面料，甚至薄膜等材質上，均可以適用。因無需蒸化水洗，工藝非常環保，顏料墨水的特點是耐UV性(日曬色牢度)非常好，但因顏料是通過粘結劑與纖維以物理方式粘結在一起，所以摩擦及水洗等牢度指標較差且手感偏硬。另因色素是以微小顆粒懸浮在墨水中，所以顏料墨水的穩定性較差且容易堵塞噴頭。該工藝目前在家紡，成衣印花領域應用較多，目前市場上有以色列的Kornit公司及日本Brother公司推出了幾款使用水性顏料的數碼噴墨印花機，主要用于T恤衫等成衣印花領域。

3.染料墨水數碼直噴印花

所謂染料墨水是由水溶性或溶劑性的活性，分散，酸性染料調配而成，染料能夠完全溶解于水或溶劑中，過濾后的染料墨水不含顆粒性成分，故不容易造成噴頭的堵塞。染料墨水的最大特點是色域非常廣，色彩艷麗。且染料成分及發色機理與傳統印花最接近，所以印花效果(滲透，手感，色牢度等)與傳統印花最為接近,該工藝面料適用面廣，棉、毛、絲、麻、滌綸、錦綸等纖維面料均可使用相應染料墨水進行印花。目前該工藝已成為數碼印花的主流發展方向。