楊 軍，陳 鎮(zhèn)，*，蔣國華，粟建權

(1.湖南工程學院 生態(tài)紡織材料及染整新技術湖南省高校重點實驗室，湖南 湘潭 411104； 2.湖南工程學院 紡織服裝學院，湖南 湘潭 411104； 3.廣州市簡高紡織品有限公司，廣東 廣州 511400)

我國紡織品數(shù)碼印花的發(fā)展現(xiàn)狀及研究趨向

楊 軍1，陳 鎮(zhèn)1，*，蔣國華2，粟建權3

(1.湖南工程學院 生態(tài)紡織材料及染整新技術湖南省高校重點實驗室，湖南 湘潭 411104； 2.湖南工程學院 紡織服裝學院，湖南 湘潭 411104； 3.廣州市簡高紡織品有限公司，廣東 廣州 511400)

紡織品數(shù)碼印花市場反應迅速、花型精美時尚、工藝降耗減排，順應了當前我國制造業(yè)綠色、智能、可持續(xù)化發(fā)展的要求，符合當前人們對個性、時尚和高品質(zhì)紡織品印花的需求，大大加快了傳統(tǒng)印花產(chǎn)業(yè)變革進程，是紡織品印花技術發(fā)展的重要方向。對我國紡織品數(shù)碼印花行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀進行了分析，闡述了紡織品數(shù)碼印花的優(yōu)勢，指出了潛在的主要問題，介紹了數(shù)碼印花近期的主要研究方向。

數(shù)碼印花；紡織品；現(xiàn)狀；研究趨向

數(shù)碼印花是印花技術與計算機技術有機結合的產(chǎn)物，它以電腦制圖、數(shù)字制造、計算機網(wǎng)絡為依托，通過對印花設備及生產(chǎn)工藝智能化控制，把圖像信息輸入電腦，經(jīng)分色系統(tǒng)編輯計算，再由噴印系統(tǒng)把染料直接噴印到織物或介質(zhì)上，從而獲得精美的印花圖案。

1 中國數(shù)碼印花概況

上世紀60-70年代美國Miliken公司和奧地利Zimmer公司開發(fā)出可用于地毯印花的低分辨率(9～18 dpi)數(shù)碼印花設備；上世紀80-90年代后，荷蘭Stork公司將數(shù)碼印花的分辨率提高到360～720 dpi，速度提高到4.6 m2/h，具備了工業(yè)應用的可能；進入本世紀以后，高性能數(shù)碼印花設備不斷涌現(xiàn)，如意大利Reggiani公司Dream數(shù)碼印花機、美國DuPont公司Artistri數(shù)碼印花機等[1]。與此同時，數(shù)碼印花也開始進入到中國。

2014年，全球數(shù)碼印花市場總值約為8.54億美元，其中，歐洲占46.5%居首位，亞太地區(qū)占27.2%(如圖1)。產(chǎn)值前6強國家依次是：意大利>中國>美國>土耳其>印度>巴西，年復合增長率前6強國家依次為：印度>中國>巴西>土耳其>美國>意大利[2]。雖然市場總值和年復合增長率中國都排在第二位，但中國市場發(fā)展?jié)摿薮?，是全球未來最重要的市場基地之一?/p>

圖1 2014年全球各地區(qū)數(shù)碼印花產(chǎn)值分布

2014年亞太地區(qū)主要國家數(shù)碼印花市場產(chǎn)量及產(chǎn)值排序為：中國>印度>印度尼西亞>泰國，中國均遙遙領先于其他國家(圖2、圖3)。

圖2 2014年亞太地區(qū)主要國家數(shù)碼印花產(chǎn)量

從圖4和圖5可以看出，我國傳統(tǒng)印花織物產(chǎn)量從2001年的43.67億m發(fā)展到2014年的195.5億m(為全球產(chǎn)量的近30%)，但增長率在2004年達到33%的峰值后一路下滑至個位數(shù)，2014年增長率僅為4.6%，這說明傳統(tǒng)印花在需求量和技術上已難有新的突破。相反，數(shù)碼印花卻在近年來呈現(xiàn)著快速增長的態(tài)勢，2011年曾創(chuàng)出年增長55.6%的記錄，但是在產(chǎn)量上和傳統(tǒng)印花相比卻還不足其4%，在發(fā)展上也遠遠落后于歐美國家[3]，根據(jù)SmithersPira最新的研究顯示：2015年歐洲的數(shù)碼印花布產(chǎn)量占到全球總產(chǎn)量的64%，中國僅占6%(圖6)，這說明中國數(shù)碼印花市場還潛力巨大，中國印染行業(yè)協(xié)會會長陳志華認為數(shù)碼印花行業(yè)即將進入大爆炸時期[4]。

圖3 2014年亞太地區(qū)主要國家數(shù)碼印花產(chǎn)值

圖4 2001-2014年國內(nèi)傳統(tǒng)印花織物產(chǎn)量

圖5 2002-2014年國內(nèi)傳統(tǒng)印花年產(chǎn)量增長率

圖6 2015年全球數(shù)碼印花產(chǎn)量分布

2 紡織品數(shù)碼印花的優(yōu)勢

(1)數(shù)碼印花精度已可達到2 880 dpi(傳統(tǒng)的篩網(wǎng)印花約200 dpi)，理論上數(shù)碼印花的顏色可達1 670萬種，精度和套色的提升和突破，及計算機對顏色精準控制、印品與原稿圖像的高度一致性，使得數(shù)碼印花相比傳統(tǒng)印花有了無可比擬的優(yōu)勢，大大拓展了花型圖案的設計空間，使產(chǎn)品花紋清晰、花型逼真、色彩豐富、過渡自然、視感精美、質(zhì)量穩(wěn)定、檔次提升。同時，21世紀作為一個彰顯個性的時代，消費者已開始通過量身訂制，再將圖案、資料和需求通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸給廠商，獲得個性靚麗、撞色大膽的服裝來展示自己的風格。因此，數(shù)碼印花成為當今時尚界達人們用來詮釋流行的最佳元素之一[2]，產(chǎn)品精美、時尚、個性、有檔次。

(2)數(shù)碼印花生產(chǎn)過程全部由計算機智能化控制，無需制版，不受花型套色限制，圖像可隨時修改，訂單數(shù)量可大可小，交貨速度快。相比之下，傳統(tǒng)印花需分色、制網(wǎng)、配色、調(diào)漿、打樣、印花、后處理等繁瑣過程，花型顏色越多，需要的版數(shù)越多，準備時間就越長，且生產(chǎn)批量越小，生產(chǎn)成本就越高，已無法適應“快時尚”的需求。數(shù)碼印花可對庫存做到精準控制，企業(yè)僅需精確印制所接訂單產(chǎn)品數(shù)量，倉庫里僅需儲存白布，當新單來臨時，可以使用倉庫中的白布來印花，不會產(chǎn)生印花產(chǎn)品庫存，有利于節(jié)約成本和倉儲管理[5]，生產(chǎn)過程反應快速、加工智能、生產(chǎn)靈活、庫存精控。

(3)據(jù)統(tǒng)計，傳統(tǒng)印花約有30%的染料不能與纖維結合，在水洗時被洗去而產(chǎn)生污染；而數(shù)碼印花通過電腦精確控制墨水按需分配，染料用量僅是傳統(tǒng)印花的40%左右，且?guī)缀跏橇憷速M，僅有5%在后處理時被洗去，產(chǎn)生的污染量僅為傳統(tǒng)印花的1/15[6]。另一方面?zhèn)鹘y(tǒng)印花還需要沖洗花版及印花后水洗、皂煮去浮色，能耗大，污染也大；而數(shù)碼印花過程中蒸化固色、皂洗和水洗程序較短，蒸汽、煤、水消耗少，同時也不需要絲網(wǎng)、銀筒等材料，因此，可實現(xiàn)50%以上的能源、材料節(jié)約率。另一方面，傳統(tǒng)印花需要專門的描稿間、制版間、寬敞的印花車間等，廠房造價高、投入大，且車間環(huán)境較差，印花工序復雜，需要4～5名工人操作，而數(shù)碼印花生產(chǎn)現(xiàn)場占地面積相對小，噪聲低，設備操作簡便，可縮減到一名工人操作電腦程序即可。同時，工作環(huán)境整潔，場地溫濕度恒定、適宜，工藝檔案數(shù)字化保存，節(jié)能減排、降耗降躁、省時省力、省工省地。

3 數(shù)碼印花存在的主要問題

盡管近年來數(shù)碼印花取得了長足發(fā)展，但也還存在一些問題。

3.1 噴頭昂貴易堵

當前國內(nèi)數(shù)碼印花的噴頭完全依賴進口，基本被日本精工SPT、英國XAAR賽爾、美國Spectra等巨頭壟斷，價格昂貴，因此，在很大程度上，噴頭的質(zhì)量和壽命決定了數(shù)碼印花產(chǎn)品的質(zhì)量和加工成本。噴頭的制造涉及到機械、材料、電子等多個行業(yè)，技術含量高，加工難度大，出現(xiàn)問題的幾率也大，常在高速印花時，因不同織物、不同的加工工藝及不同的墨水性能(表面張力、黏度和電導率等的差異)，引起噴頭斜噴或者堵塞而產(chǎn)生次品，另一方面，也影響了噴頭的壽命，增加了企業(yè)的生產(chǎn)成本[7]。

3.2 墨水成本高

數(shù)碼印花墨水價格較貴，在印花生產(chǎn)中占到成本的40%，同時，還存在一些問題[8]：(1)墨水不通用。由于不同墨水廠家的墨水顏色有差異，因此，在更換墨水時，易引起后續(xù)印花圖案顏色的準確性問題；同時，還需要請設備廠商專門人員對管路和噴頭進行清洗，重新制作ICC(色彩管理)曲線，耗時、耗力、耗錢。(2)墨水與前后加工匹配不準確。由于墨水廠家對墨水的配方、種類等保密，使企業(yè)只能根據(jù)經(jīng)驗判斷織物印花前、后處理的工藝條件，極容易出問題(如對色不穩(wěn)、不準)，同時也造成了墨水的浪費。(3)涂料墨水的質(zhì)量有待提高。由于水性涂料墨水中含有黏合劑，在存儲和使用過程中交聯(lián)劑易發(fā)生聚合，從而堵塞噴頭，而且很難再通過洗滌的辦法恢復，使噴頭壽命縮短，印花成本增加。

3.3 軟硬件配套不完善

由于數(shù)碼印花設備的初期投入較高，投資者希望能快速回本，部分企業(yè)常以一臺設備或者一套工藝來進行各種織物數(shù)碼印花的加工，而沒有針對織物的原料種類、組織結構、印花工藝等制訂規(guī)范化、流程化的加工工藝，從而導致印花質(zhì)量下降、設備故障頻出；另一方面，對印花織物的前、后處理重視程度不夠，加工工序不完善，導致產(chǎn)品質(zhì)量上不去。數(shù)碼印花是一項學科、專業(yè)交叉的生產(chǎn)技術，而印花企業(yè)若忽視專業(yè)培訓，就會出現(xiàn)圖案設計人員不懂工藝原理、設備操作人員不懂圖案色澤等系列問題，最終在實際生產(chǎn)中出現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量問題。

4 數(shù)碼印花的研究趨向

4.1 印花工藝

4.1.1 前處理

為使織物獲得良好的噴印精度及染料在纖維固著，提高織物的防滲化性能和色深值，須在數(shù)碼印花前對織物進行前處理。前處理液中糊料、堿劑和保濕劑的種類、用量等都必須根據(jù)織物的具體情況具體對待，若一成不變或不匹配則會對固色率和顏色效果有很大影響，如常用的海藻漿調(diào)漿時吸水性太強，蒸化后會使噴印點變粗，造成花型清晰度差等[9]。另外，前處理還須考慮到印花加工的承印物組分、應用性能特點、預期用途、油墨系統(tǒng)及機器參數(shù)等因素，只有精確匹配，才能確保最佳的印制質(zhì)量[10]。

4.1.2 后整理

織物數(shù)碼印花的后整理對產(chǎn)品品質(zhì)同樣有著重要影響。不同的汽蒸溫度、壓力和時間對染料的固色率有很大影響，同時還需控制好相同產(chǎn)品不同批次間處理工藝的一致性，以確保批次間色差少；而后整理水洗時必須是先冷水洗，然后皂洗，再冷水洗，以便徹底洗凈噴印后織物上的漿料和浮色，如水洗不徹底會影響最后成品的色牢度[11]，因此，必須根據(jù)織物的性質(zhì)來研究、選擇具體的工藝條件和參數(shù)。

4.1.3 工藝過程的標準化

為提高數(shù)碼印花產(chǎn)品質(zhì)量，還須加強對數(shù)碼印花工藝過程的監(jiān)控和優(yōu)化，尤其是織物的印花前處理和后整理，比較合理的是企業(yè)針對不同的織物種類、墨水類型、產(chǎn)品要求設計并制定相對應的加工工序，并使工藝流程規(guī)范化、工藝參數(shù)標準化，這樣，可以大大減輕企業(yè)人員流動過程中新手上線操作時所引起的產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定問題。

4.2 印花耗材

4.2.1 印花墨水

噴墨印花墨水主要由色素、水、有機溶劑、添加劑(分散劑、pH調(diào)節(jié)劑、保濕劑等)組成，是數(shù)碼印花生產(chǎn)中主要的消耗性材料。在實際生產(chǎn)過程中，墨水易出現(xiàn)問題導致印花產(chǎn)品質(zhì)量下降和生產(chǎn)設備損壞，因此，須根據(jù)織物種類、加工工藝、產(chǎn)品要求等對印花墨水的色素純度、黏度、表面張力、電導率、穩(wěn)定性、pH值和起泡性等進行合理改進，滿足噴頭穩(wěn)定噴射的要求，減少墨水浪費，且不影響織物的色牢度和手感[12]。

4.2.2 配套助劑

織物的纖維成分不同，數(shù)碼印花所采用墨水往往也不同，所對應的印花助劑也有區(qū)別，因此，須加大力度開發(fā)相對應的專用助劑，以適應不同纖維織物的印花產(chǎn)品質(zhì)量標準及環(huán)保要求。如加快研發(fā)能取代尿素的活性染料印花的纖維溶脹劑，絲綢印花專用的增深劑，適用于涂料印花的預噴和后噴的交聯(lián)劑，專用于數(shù)碼印花的去浮色及脫糊能力特別強的凈洗劑等。

4.2.3 噴頭壽命

目前國產(chǎn)的數(shù)碼印花噴頭少、精度低、壽命短，而進口噴頭又價格昂貴。噴頭的制造涉及到材料、機械、電子、計算機等多個行業(yè)，單個紡機或紡織企業(yè)還難以在短時間內(nèi)突破，須國家層面集中多方優(yōu)勢資源，投入人力、物力實現(xiàn)技術突破。作為企業(yè)比較現(xiàn)實的、可行的是通過合理使用、墨水配置、工藝優(yōu)化、強化保養(yǎng)等方法和手段來延長噴頭的使用壽命，以減少設備的后期投入，從而攤薄數(shù)碼印花的運營成本，降低終端印花商品的價格，提高產(chǎn)品競爭力。

4.3 企業(yè)軟實力

4.3.1 專業(yè)人才的培養(yǎng)

雖然數(shù)碼印花設備的發(fā)展對數(shù)碼印花行業(yè)的發(fā)展舉足輕重，但專業(yè)人才的培養(yǎng)卻對產(chǎn)品質(zhì)量、企業(yè)發(fā)展有著長效潛在影響。由于數(shù)碼印花加工涉及了印染、設計、機械、電子等多個專業(yè)，要想確保加工質(zhì)量的穩(wěn)定性及創(chuàng)新印花設計，企業(yè)必須加大在專業(yè)人才培養(yǎng)中的投入，鼓勵員工進行繼續(xù)教育，聘請高校專業(yè)教師進行理論基礎培訓，邀請行業(yè)專家來企業(yè)進行授課等[13]。

4.3.2 花型設計的創(chuàng)新

在印花設備和墨水等固定的條件下，印花的效果主要取決于印花圖案的設計，因此印花企業(yè)須重視花型圖案的創(chuàng)新性設計和個性化設計。理論上，數(shù)碼印花對圖案花回大小、套色等沒有限制，所有圖案都可呈現(xiàn)，因此，花型圖案設計時，原稿應盡量高清晰度、高色彩飽和度、高動態(tài)密度及細膩的圖像顆粒度，素材范圍應更加廣泛，色彩更加自由，構圖緊跟時代步伐，設計理念更具表現(xiàn)力，圖案裝飾效果豐富多樣。

4.3.3 衍生市場的開拓

目前，數(shù)碼印花已成功應用于服裝印花、家紡印花、廣告噴繪等細分行業(yè)市場，結合數(shù)碼印花所呈現(xiàn)的花型精美細致、圖案時尚個性、生產(chǎn)靈活快速等新特點、新功能，還可繼續(xù)開拓其在仿色織面料、3D數(shù)碼印花、繡花+數(shù)碼印花、裁剪縫制+數(shù)碼印花、汽車內(nèi)飾、個性家居等的高附加值紡織周邊衍生市場。

4.3.4 數(shù)碼印花C2B研究

當前紡織行業(yè)的專業(yè)電子商務網(wǎng)站和公共平臺大都為B2B、B2C模式，雖然給紡織企業(yè)帶來了很大幫助，但并不能徹底改變現(xiàn)狀。新一代C2B商業(yè)模式將為傳統(tǒng)紡織業(yè)帶來結構性的變革，其中，數(shù)碼印花技術是支撐紡織品C2B的關鍵技術之一[14]。數(shù)碼印花技術的特點使紡織品個性化定制成為可能，而由眾多數(shù)碼印花企業(yè)組成的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，將使個性化定制產(chǎn)業(yè)規(guī)模化。因此，各數(shù)碼印花企業(yè)須將數(shù)字化的數(shù)碼印花技術與信息化的網(wǎng)絡平臺相結合，研究、創(chuàng)新、推廣紡織品大批量個性化定制的C2B商業(yè)模式，為企業(yè)發(fā)展、行業(yè)發(fā)展注入新的活力。

5 結語

數(shù)碼印花的發(fā)明、發(fā)展和應用對現(xiàn)代紡織工業(yè)綠色發(fā)展、智能制造具有里程碑式的意義。我國作為傳統(tǒng)紡織大國，在邁向紡織強國的過程中，數(shù)碼印花擁有良好的發(fā)展空間和巨大的市場前景，中國數(shù)碼印花企業(yè)及科研工作者須抓住機遇，迎接挑戰(zhàn)，完善技術，豐富產(chǎn)品，在競爭中占得先機。

[1] 任建華，鄭光洪，李遠惠.數(shù)碼噴墨印花技術研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].成都紡織高等?？茖W校學報，2016，33(1)：172-176.

[2] 時尚印花. 面對國際市場，數(shù)碼印花已經(jīng)成為必要的選擇?[EB/OL].(2016-11-28) [2016-12-20]. http://www.168tex.com/ 2016-11-28/ 893064.html.

[3] 中國包裝印刷產(chǎn)業(yè)網(wǎng).數(shù)碼印花優(yōu)勢顯著，未來發(fā)展?jié)摿@人[EB/OL]. (2016-01-22) [2016-12-23]. http://www.ppzhan.com/news/detail/44213.html.

[4] 陳金燦.34%增長率！數(shù)碼印花要火了？[J].紡織機械，2016，(3)：14-15.

[5] 王 羽.數(shù)碼印花將是“十三五”研發(fā)重點，速度已不再是短板[EB/OL]. (2016-04-12)[2016-12-25]. http://www.fashionprint.com.cn/a/view/ec/2016/0412/266.html.

[6] 佚 名.紡織數(shù)碼印花機投資前景分析[J].網(wǎng)印工業(yè)，2016，(4)：55-58.

[7] 王建明.對紡織品數(shù)碼印花的幾點思考和建議[J].網(wǎng)印工業(yè)，2016，(6)：13-16.

[8] 李 震.數(shù)碼印花預處理研究[D].天津：天津工業(yè)大學，2016.

[9] 張 陽，沈蘭萍，王 瑄.織物數(shù)碼印花技術工序的研究進展[J].成都紡織高等?？茖W校學報，2016，33(4)：203-205.

[10]HEMELTJEN C, OEHME P, PURC J,etal.智能靈活的紡織品數(shù)碼印花預處理系統(tǒng)[J].國際紡織導報，2016，44(5)：42-44.

[11]張 陽，王 瑄，沈蘭萍.棉織物數(shù)碼印花工藝[J].印染，2016，(6)：31-33.

[12]陳志華，王玉豐，季 迪，等.活性噴墨印花墨水配置及性能[J].輕工科技，2016，(4)：89-91.

[13]張為海.微探數(shù)碼印花工藝流程及人才培養(yǎng)的重要性[J].絲網(wǎng)印刷，2016，(5)：40-43.

[14]孔 佳.工業(yè) 4.0 背景下的服飾生產(chǎn)企業(yè)“智造”轉型——以數(shù)碼印花技術的應用為例[J].藝術科技，2016，29(2)：37-38.

Development Status and Research Trends of Textile Digital Printing in China

YANG Jun1，CHEN Zhen1，*，JIANG Guo-hua2，SU Jian-quan3

(1.Key Laboratory of Ecological Textile Materials & Novel Dyeing and Finishing Technology, Hunan Provincial Education Department, Hunan Institute of Engineering, Xiangtan 411104, China; 2.School of Textile and Garment, Hunan Institute of Engineering, Xiangtan 411104, China; 3.Guangzhou Jingle Textile Co., Ltd., Guangzhou 511400, China)

There is rapid response, elegant and fashionable pattern, process consumption reducing and discharge abatement in textile digital printing market. It is conformed to the requirements of green, intelligent and sustainable development of China′s manufacturing industry. The current demand for personalized, fashionable and high quality of textile printing is satisfied. Technological innovation process of traditional printing industry is accelerated. It become an important development direction of textile printing technology. Development status of Chinese textile digital printing industry was analyzed, the advantages of digital printing was expounded, the main potential problems were pointed out, the main research directions of digital printing were introduced.

digital printing; textile; status; research trend

2017-05-11

楊 軍(1969-)，男，副教授，碩士，主要研究方向：紡織品印染新技術。

*通信作者：陳 鎮(zhèn)(1981-)，湖南隆回人，講師，博士，主要從事環(huán)境友好型染整技術與印染廢水處理研究，E-mail：chenzhen0732@163.com。

TS194

A

1673-0356(2017)07-0001-04