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德技|数码喷墨印花技术的发展

作者:habao 来源:未知 日期:2017-9-6 22:30:27 人气: 标签:数码喷墨印花技术
导读:有关喷墨印花的前期研究都是从一些基础的理论和以及利用这些理论制作的简易装置或设备开始的。早在1686年, Edme Marintte出版了他的有关流体力学的开创性的研究,

  有关喷墨印花的前期研究都是从一些基础的理论和以及利用这些理论制作的简易装置或设备开始的。早在1686年, Edme Marintte出版了他的有关流体力学的开创性的研究,其中包括对于流体流经喷嘴形成液滴的观察,这为喷墨印花技术的发展奠定了基础。自1748年 Ebenezer Kinnersley证明电流可以在水中通过,1749年I’AbbNollet验证了静电对从毛细管中流出的液滴的作用,喷墨印花的理论基础被进一步提高。十九世纪二三十年代,有关喷墨印花装置的发明专利和专著层出不穷。1867年 LordKelvin发表了第一篇有关电报接收和记录的喷墨系统的专利。

  1878年,Lord Rayleigh描述了一束流体成液滴的机理。1948年, Siemens Elem利用 Lord Rayleigh所描述机理申请了发明喷墨装置专利,在此发明中,墨水被加压成一束墨流,用于在不断移动的介质上记录信号。次年,Elmquist中请了记录类型的测试设备的专利,两年后,西门子公司基于Elmquist的专利,制造出世界上第一用喷墨记录仪。1959年,开始探索利用液体着色液发展静电图像技术的发明。1965年CareHelmuth Hertz和Sven Erie Simmonsson申请了高分辨率的连续喷墨印花机的专利,这种连续喷墨技术的特点是相互带相反电荷的液滴在高频下产生精细的小墨滴,从而产生视觉明显的灰色和半灰色调水平的高分辨率图案。此后在Hertz与他的同事的努力下,Stork和Scitex Iris打样系统得到了发展。该系统的打印机自被引进就在纺织品和其他服装设计产业得到了应用。Stork联合DuPont公司成功开发了应用于商业印刷的打样系统。

  1967年,斯坦福大学的Sweet和Cummings教授申请了二位连续喷墨系列印花机的专利,1968年A.B.Diek公司将 Sweet的发明商业化生产了Videojet9600喷墨打印机。该设备在数码的道上激活了喷墨印花的市场。早期该技术主用应用在罐头、容器和其他包装的条码打印,以及织物的标识。

  早在1970年,来自美国南卡罗莱那州的MIlliken公司发展了数字地毯印花机,该设备从沿着喷墨打印机宽度方向的一系列喷嘴喷射连续的液体染料,形成带电液滴,这些墨滴在偏转电极的作用下发生偏转,返回储墨器中被重新回收利用,没有发生偏转的液墨滴直接喷射在毛毯上形成图案。1976年,Zimmer公司展示了他们的地毯喷墨印花机。该时期美国的IBM公司对连续喷墨技术在计算机喷墨打印中的应用进行了大量的研究。很多人认为,纺织品的喷墨印花正是源于此时期的地毯印花。

  19世纪70年末出现了最早的按需喷墨技术。按照其机理,先后出现了热能、压电、静电、声频按需喷墨技术,此后,许多按需喷墨系统被开发并商业化。1979年佳能 (Canon)公司发明了气泡喷墨(bubble ink jet)技术,该技术是利用靠近喷嘴的一个小加热器控制表面水蒸汽气泡的产生和消失,将墨水从喷嘴处喷射出来。同期,美国的惠普(Hewllet-Packard)公司发明了类似的喷墨技术,并称之为Thinkjet,即热气泡喷墨 (thermal inkjet)技术。气泡喷墨技术是目前成本最低的喷墨技术,被广泛应用于中低档喷墨打印机中。

  20世纪80年代数字激光版的光电复印技术的出现使得纸张印刷技术向装饰织物,特别是T恤和其他的缝装及附件转移。1987年的国际纺织机械展览会(ITMA)上展出了第一台用于地毯印花的喷墨印花机,这是喷墨印花机的第一代产品,也是现在连续式喷墨印花机的最早商业化产品。

  在20世纪的最后20年里,xeroxcolorgrafx,光栅图形学,3M投影机,Nippon芯片,Nippon Steel-synergy电脑制图、数控绘图机、silvereed、phoenix精度绘图以及其他此类高科技发展出现,极大地带动了喷墨印花技术的发展和应用。众多应用于广告板,建筑包装、等领域的数字喷绘印花方法被移植到纺织品的印花领域中。

  1990年stork公司和Luercher公司联合Gerber发明的专利技术推出了喷墨屏蔽系统,该系统在降低成本和提高速度方面具有较大优势。安大略湖的BetaColor公司发展了利用转印墨水在聚酯和尼龙66织物上进行印花的方式。在 1991年汉诺威ITMA展览会上,荷兰 Stork公司展出了其研制的用于织物印花的数字喷墨印花机。在1995年米兰ITMA展览会上,荷兰stork等公司展出了使用活性染料墨水、分辨率为360- 720dPi,生产能力为4.6m2/h的宽幅数字喷墨印花机,这是数字喷墨印花机的第二代产品,在欧洲得到了推广应用。

  在目前纺织品喷墨印花技术和设备制造工业中,意大利处于领先的优势。例如,DGS,Reggiani,Robustelli,MS,Algotex, ATPColor, Colorprinisne, MontiAntonio以及其他一些公司为纺织品的数字喷墨印花的应用做出了巨大的贡献。日本在关键的喷头和纺织品喷墨印花的打印机技术方面做出了卓越的贡献,日本Seiren公司也是世界上第一个把数字喷墨印花技术产业化的公司。可以说,20世纪80-90年代,采用喷墨打印技术的新型喷墨印花机的推出,是织物数字喷墨印花技术的一个新的里程碑,该时期的数字喷墨印花机采用了先进的按需喷墨技术。

  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,该机有220多个喷头,支持4PL-72PL墨滴16级可变,可以打印非常精细的花型,打印速度可达到75m/h超过传统平网印花机的速度。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,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 200dpi,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(KonicaMinolta)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 400m 2 /h。宏华公司开发的VEGA One型数码印花机,采用富士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80m/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。

  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。

  我国自从上世纪末也开始了纺织品喷墨印花的研究,目前,数码喷墨印花技术已被国家列入863计划的重点项目。国内一些企业如杭州宏华数码公司、杭州东城电子有限公司,杭州开源电脑技术有限公司,广东希望高科电子有限公司、鸿盛数码有限公司正在从事该方面的研究开发工作。国内的高校科研机构如沈阳化工研究院、大连理工大学、东华大学、江南大学等单位在国内也较早地从事了墨水开发方面的研究工作,已有产品应用到企业生产中。

  进入21世纪,纺织品数字喷墨印花技术得到了进一步的快速发展。首先,喷墨印花机生产商的数量迅速增加,印花机的性能不断提高。像意大利Reggiani公司的Dream数字印花机、美国DuPont公司的Artistri数字喷墨印花机、荷兰Stork公司的Amethyst数字喷墨印花机,是专门为纺织品印花而设计制造的印花设备,在性能上已经完全超出了广告喷绘机。

  其次,喷墨印花用墨水的品种和质量不断完善和提高。亨斯迈、杜邦、德司达等大公司都推出了品种和色谱齐全的染料和颜料墨水,为喷墨印花的产业化推广应用奠定了良好的基础。

  第三,数字喷墨印花的应用领域和产业化规模不断扩大,显示出良好的产业化前景。根据文献报道,截至2013年时,欧洲已有数字喷墨印花工厂超过30家,各有5-20台数码喷墨印花机,主要分布于意大利、西班牙、英国等国家,已形成了产业群。欧洲的数字喷墨印花机的速度以14时小的8色机为主,总量在300~500台,接受批量为300~500码的订单,产品系高端品牌的服装面料,已开始进入大规模的产业化生产。

  总之,纺织品数字喷墨印花在印花生产中所占的份额正在逐年增长,随着短流程生产和即时交货需求的增长,数字喷墨印花提供了最经济的解决方式,此技术也必将成为世界纺织品印花生产的主流技术。

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