世纪之初全球和我国印花技术的发展趋势

　　一、前言 　　二十世纪末在全球纺织产业链中，受市场时尚的需求影响，纺织和染色生产量有了上升趋势，相反印花布的增长却产生了负面影响。据欧洲一家知名公司的近两年全球调查，全球印花布的产量仅以每年1%的缓慢速度增长，这一增长速度在全球范围内各地差别很大，欧洲和美国将部分生产转移至亚洲和中东地区，特别是亚洲地区仍然是高速增长，方兴未艾。据统计，2001年全球印花布产量达186.8亿米，其中亚洲占50%，西欧占11%，拉美占10%，北美占9%，非洲占8%，中东占7%，东欧占5%。由于受本地经济不振和环保要求的影响以及亚洲和中东地区低价印花布的压力，欧洲和北美印花布的产量从1999年至2001年出现了持续下降趋势，今后仍不容乐观。我国2001年印花布生产43亿米，在亚洲占了首位，印花布生产主要是技术含量有了明显的提高，从粗放型和劳动密集型逐步转变成集约型和科技密集型的产业，最突出的是铜辊印花机已很少使用，手工描稿也基本被计算机电脑CAD取代，劳动强度大大减轻，人员大量减少。印花产品是直接面对消费者的喜好，时尚性很强，选择性很大，在市场经济中适销或滞销最为敏感。我国印花产业只有紧紧围绕着全球信息化、小批量、快交货和生态平衡等主题参与市场竞争才能持续发展。近年我国印花行业引进不少国外先进技术，积极吸收消化，自主开发一批关键设备，取得可喜效果，现综述世纪之初全球和我国印花主要技术的发展和前景。 　　二、印花生产基本情况 　　印花布既是工业产品又是工艺产品，不仅要求好用又要好看，和消费者喜爱以及市场变化分不开，而且和全球金融气候、经济兴衰紧密联系。近年北美和欧洲印花产业受经济和生态环境多种因素的影响和限制，当地纺织行业相继滑坡，印花行业不断向亚洲和中东地区，如印度、巴基斯坦、土耳其等低收入、高成本国家转移，拉丁美洲的印花业受北美南下的影响，处在逐渐上升的好势头；只有阿根廷受本国金融危机的冲击，印花行业非但失去难得的机遇，几乎停滞不前，甚至原有这部分产业也向其他国家转移。现就印花布一般生产情况分述如下。 　　1、印花布最终用途（END-USE AREAS） 　　由于全球汽车工业和其他新兴工业附加值高、利润大，这类工业用布（TECHNICAL TEXTILES）印花布不断扩大，而2001年面料（CLOTHING）和装饰用布（INTERIOR TEXTILES）略有下降，综合全球三类最终用途的比例是：面料54%，装饰布38%，工业用布8%。其中亚洲地区主要是服装面料为主，比例较高占71%，拉美地区以装饰布为主占60%，中东地区也是装饰布为主占72，北美地区装饰布仍保持50%。 　　由于各国生活水平和工业发达程度差异，工业用布比例相关很大，如北美工业用布达20%，其他地区均不算高，在5%-8%之间。我国2000年综合三类产品测算比例是面料67%，装饰布20%，产业用布13%。 　　2、机织、针织印花布和无纺布比例（WOVEN&KNITTED，NON-WOVEN）及使用原料情况 全球从1992年到2001年的十年，针织面料和无纺布都有很大增长，而机织面料下降很大，几乎减少了12%。尤其是西德针织面料的市场份额达22%，比全球针织面料平均17%还高出5%。 　　全球2001年棉纤维面料仍是印花布中比例最高的占54%，聚酯纤维面料由于纤维质量、品种、性能不断开发和改进，因此仍占有相当高的比例占22%，粘胶纤维面料2001年和1997年比，没有多大变化，基本都是7%，但是和1994年13%相比，下降了5%。 　　中东地区粘胶纤维及其长丝交并交织的织物占有很高比例为23%，超过全球平均7%的水平，这种粘胶纤维面料在东欧市场也很俏，比例达21%，相反这些地区聚酯纤维织物使用率却不高，中东地区为5%，东欧为12%。 　　3、印花布幅宽 　　全球印花布成品幅宽平均177厘米，指128厘米至185厘米，这类幅宽为数量最多占78%；185厘米至240厘米占9%；240厘米至320厘米占13%。亚洲地区以中国为代表177厘米窄幅数量最多，主要是亚洲地区以服装面料为主；中东地区以装饰印花布为主，以巴基斯坦为代表，280厘米至320厘米约占90%。所以幅宽是和最终用途有关，从全球看总的趋势今后将缓慢地向阔幅转化。 　　4、每一个花样的色位和每一色位的印制数量 　　全球平均一个花样是6套色，北美和西欧的套色数却在减少，如北美1994年平均为7.9套色，至2001年已降至5.9套色；西欧1994年平均为6.9套色，如今也降至5.9套色。恰恰相反拉丁美洲从1994年的5.1套色增至2001年的5.9套色，远东更是从1994年的6套色增至2001年的7.3套色。主要是远东和拉丁美洲地区以出口为主，要满足进口地区客户追求多花样和小批量的需求，就得是买方市场说了算。 　　印花布每一色位印制数量，全球平均已从1992年的4160米下降至2001年的2235米，下降幅度40%。拉丁美洲的印花批量在扩大，主要是美洲的装饰布转移到拉丁美洲，批量大小还是和最终用途有关。欧洲地区有的批量相当小，有的公司一个色位甚至低到400至500米。 　　5、印花使用的染料 　　全球印花布使用的染料主要是涂料、活性、分散三大类，涂料2001年的45%比1997年52%下降7%；活性染料2001年的30%比1997年27%上升3%；分散染料2001年的19%比1997年的17%上升2%，这和使用聚酯纤维增加有关。 　　三、印糊技术 　　印花糊料是印花质量的关键，又是降低成本和减少污染的重要环节，选用好糊料不仅可以使花样轮廓清晰不渗化，而且可以提高深度和鲜艳度，从而节省染料降低成本。当今强调生态平衡、绿色生产，要求污染度低排放量少，因而对印花糊料提出了新的更高要求。印染厂向来是耗水大户，漂练前处理用水量占全球印染生产用水50-60%以上，而印花后处理用水也不容忽视，占印染生产用水20-30%。印染厂历来对关系印染布质量的坯布上浆十分关注，坯布上浆和印花糊料有相似之处，上浆既要有利于织布又要顾及印染后工序的易洗易退，不能只瞻前而不顾后。今年一些国家的坯布上浆采用变性淀粉呈上升趋势，亚太地区有紧跟欧美使用淀粉上浆，尽量少用或不用化学浆料，可以帮助印染厂不使用氧化剂或碱剂去退除化学浆料。印染厂与此相似也应己所不欲勿施于人，少用印花化学糊料，积极开展使用天然类糊料，开发和使用用水量少易于清洗、易于降解、有利于降低能耗和减少污染的天然印花糊料或变性糊。国外已经使用多年的自动调浆设备，我国前些年也有引进安装使用，近年来国内自行研制开发的自动调浆设备在当今新的形势下越来越引起印染厂的重视，计量精确、快速制糊、节省用料、环境整洁，不仅稳定制糊质量，而且节约劳力和减少污染。自动调浆设备有以下一些特点： 　　1、具有水和粉高效混合制糊装置，保证混合均匀，实现快速调糊； 　　2、具有大小不同流量的自动切换喷头结构，保证流量速度和准确储量； 　　3、根据生产需要自行调节制糊粘度； 　　4、有剩浆回收功能，避免糊料浪费。 　　可以预计我国今后使用自动配液调浆技术将更趋普遍。 　　四、涂料印花 　　中国纺织工程学会曾于10年前（1990年4月）在深圳首次召开相当规模的“国际涂料应用学术讨论会”，参会代表有全国21个省、市、区和来自英、德、美、瑞士等国及港台地区共250人。当年纺织工业部非常重视，两位副部长亲自主持会议，打算通过浩大的声势和国内外精辟的技术交流，互通信息，总织经济，提高我国涂料应用和涂料生产在染整行业的扩大应用。 　　涂料印花工序短、设备简、色谱全、能耗低、无污水，正品率高重演性好，深受从业人员的欢迎，然而涂料印花也存在一些印花涂料多磨擦牢度差，操作环境中释放出异味等，针对这些缺陷，世界各国多年来不遗余力地改进和开发新涂料及其配套新助剂的质量和品种，确实有了很大进步，但是还是难免在手感、牢度、渗化、环保等方面难以综合平衡。当今消费者对质量要求越来越高，加上客观情况在变化，一是多种纤维混纺交织物越来越多，涂料印花恰恰可以不受多种纤维的限制；二是装饰布的比重逐渐增大，作为室内装饰纺织品不同于穿着面料的要求，三是环保要求越来越严，涂料印花可以符合污染少、排水少的要求。因此，涂料印花越来越引起重视，仍然是一项重要的工艺技术，常规的改进印花浆和助剂质量已经能满足更高的要求。近年来国内外致力于寻求制备新的粘合剂，即以两种或两种以上共混聚合物，使其分子链相互贯穿，并以化学链的方式联接成网络结构，在两种聚合物材料中至少有一种聚合物呈网络状，两者相互溶解、溶胀、聚合，成为既是乳液聚合又是交联，成为互穿聚合物网络，简称IPN（Interpenetrating Polymer Network）它是一种新的复合材料技术，通过溶解性能、热分析及电镜表征了IPN结构的存在。新的粘合剂具有更优良的性能，提高了耐磨、耐水性，而且也提高了拉伸强度和粘合能力，特别是符合良好的环保要求，从而也解决了手感、牢度和环保多方面的综合平衡目的。新型涂料印花粘合剂要求具有透明无色，不泛黄，牢度好，有弹性，粘着力强，手感好而且不发粘无害等。当今全球涂料印花平均占有率45%，是所有印花使用染料量比重最大的。据调查装饰布使用涂料比较多，全球装饰布的最终用途中比例是38%，而我国装饰布比例仅占20%，从装饰布的发展趋势看，我国今后还会增长从各方面情况估算，涂料印花的发展前景广阔。 　　五、制版、制网技术 　　我国印花制版制网技术和全球同样是变化最大、进步最快、技术含量也最高，上世纪五六十年代我国缩小雕刻和铜花筒手工操作是主要的雕刻手段。当时是计划经济时代，每年都由少数商业人员代表消费者选了样定了产，批量很大，一只花样可以生产几万米到十多万米，缩小雕刻并不感到任务紧迫。七八十年代照相雕刻补充了缩小雕刻，两类制版制网技术相辅相成，提高了制版制网效率。八十年代末西欧推出激光雕刻制网，使制版制网技术又上了一个台阶，时隔不久相继又开发了喷蜡直接制网和喷墨直接制网技术。此时制版制网和CAD花样设计已可以快捷实现联网操作，上世纪九十年代印花制版制网技术是一次巨大的变革，传统的缩小雕刻基本淘汰，即使照相雕刻由于效率、成本、环保诸因素跟不上形势的需求，照相雕刻已不再是制版制网的主角。近年国外一系列先进制版制网设备我国已能自给，我国印花的制版制网技术完全可以说已进入国际先进水平行列。 　　我国开发的喷蜡制网机，如浙江开源技术有限公司的盛纳克（SANAK）园、平网喷蜡制网机，已批量供应国内外，具有质量高、精度细、速度快、有利于清洁生产，在各类制网技术综合比较有一定的优势。1997年在深圳华文公司组织的制网技术交流会上，开源公司初次获悉国外研制喷蜡制网技术的信息，1999年又在上海浦东保税区看到欧洲一家喷蜡网机，仅凭这些直观和搜集到的不完整的资料，自行一点一滴摸索研制，攻克一个一个关键技术，其中有不少自主开发的技术。如圆网转速。喷头移动以及喷蜡频率三者的同步联动，采用主轴的光电编码器，把主轴运动信息反馈到主控板，用以调整喷头打印频率和动程，以及园网的转速，用这样的连锁相环路电路，完成三者精确的同步，这种数字流计算方法，解决了数值化的同步技术关键，达到了当今 国际同类产品的先进水平。由于国产数码喷蜡制网机开发进度快，赢得了时间，赶在国外设备还没有涌入中国市场之前，先期抢占了国内市场，加以进口设备高昂价格和服务难以及时到位等因素，即使进口设备再降价也难以打开中国市场了。在我国加入世贸组织一周年之际，国产喷蜡制网机的及早面世，既节省了大量外汇，又大振了我国民族工业的志气。 　　我国比较快地研制开发成功一批国际上最新技术，是一件大好事，是走了“后发优势”的路子，就是人家开发出来的产品，我们通过消化吸收，刻苦钻研，不断探索，在一些关键部件上走自己独特的技术路线，这样做可以不必付出初期开发过程中投入的大量研发资金，往往开始的研发资金是巨额的，这样既经济又争取时间，不仅发展中国家，甚至发达国家都是走这条路子，在战略上也是一条赶超的捷径。 　　六、印花机的发展 　　1963年德国汉诺威国际纺织机械展览会，荷兰STORK公司首次展出一台雏形的园网印花机，这种平台式机架上横卧了一排圆形筛网，取代了传统放射型印花机架上的铜花筒，截然不同的是印浆从园网内刮印到布面上。当时确实引起轰动，吸引了众多参观者，展览会上当场售出2台，自1963年首台荷兰STORK“RD”型园网印花机到新世纪（STORK）毕加索（PEGASUS）园网印花机的四十年来，全球印花技术有了长足发展，铜辊印花机数量已经很少。 　　我国自1973年首次从荷兰STORK公司引进2台RDⅢ型园网印花机，为此派遣三位工程技术人员去荷兰考察相关技术。回国后研制镀镍园网，以及又陆续引进各种型式的园网、平网印花机，从此打破了国内铜辊印花机一统印花生产的局面。我国纺机厂还和国外公司合作生产新型的园网、平网印花机，如郑州纺机厂和瑞士BUSSER合作生产HM5V平网印花机，黄石纺机和荷兰STORK合作生产RDⅣ-AF型园网印花机。自制镍网更是遍地开花。 　　全球范围印花布总的趋势仅以每年1%的缓慢速度增长，北美和欧洲印花布将不在数量上增加，主要是品种、质量、降低成本和提高利润，以及提高印花生产效率和反应速度来提高利润。因此一些印花机制造公司的发展趋势将是：一、提高单机效率，二、一机多用途和部件更新改造，三、满足环保节能节水要求。荷兰STORK毕加索智慧型园网印花机就是在这样新形势下应运而出的。该机高技术特点主要是：一、提高时效，换花网不信机，在园网和导带之间有活动挡板，当花网更换时挡板可以灵活卷起或打开，印浆不会溅落在布面上；二、在一台印花机上可同时配置普通刮刀、气流刮刀或磁棒刮浆等，以满足不同花型的刮浆要求，如浙江美欣达公司新购置的十六套色毕加索园网印花机，其中配置十二只普通刮刀、四只磁棒；三、具有剩浆回收装置，可以将管道里的剩浆压缩回浆桶，减少污染和浪费；四、清洗浆泵、浆管有漩涡式激流装置，循环使用清洗水，以加强水洗效率，只需最后使用少量新鲜水，用水比RDⅣ型节水三分之一。据介绍由于印花布批量小、套色多，全球园网印花机有效利用率平均35%，毕加索园网印花机有效利用率可提高到65-70%，提高效率固然和设备有关，同时要加强管理，准备工作要充分，印坯、印浆、花网要及时跟上，任何一个环节怠慢脱节，都难以提高有效利用率。 　　七、数码喷射印花 　　数码喷射印花是二十世纪九十年代国际上出现的最新印花技术，是对传统印花技术的一个重大突破，是集计算机、电子信息、机械多种学科于一体的综合性高新技术。我国对这项最新技术涉足较早，并多次跻身于国际展厅展出自己的数码喷射印花机。数码喷射印花机是近十年开发的新事物，第一代于1992年奥地利ZIMMER公司率先展出用于地毯的数码喷射印花样机，分辨率9-18dpi；第二代于1995年有荷兰STORK和日本MIMAKI在意大利米兰国际展览会上展出360和720dpi，速度为4.6平方米/小时样机，第三代于1999年6月在法国巴黎国际展览会上有较多国家展出，荷兰、日本、瑞士、美国、意大利和中国宏华公司（A’Tex1800，3600-720dpi，6平方米/小时）。近两年又有更多国家展出，2001年10月在德国法兰克福展出多种压电数码喷射印花机，而热气泡式和连续式已很少展出。2002年1月在新加坡国际纺机展，日本MIMAKI展出（TX-1600S）机架上安装了小型连续式蒸箱，使喷印和汽蒸连接处理，中国宏华公司也展出了40-80平方米/小时的样机。十年来一代接一代不断发展，说明各国都十分关注这项新技术，中国也不遗余力努力进取。 　　当前数码喷射印花主要是分散染料为主，先将染料喷射在转移纸上，然后再将染料热转到涤纶面料上，实际上相当于通常的热转移印花，这样就可以不再进行后处理。但是对棉、丝等天然纤维织物使用活性染料或酸性染料，就无法像分散染料进行热转移方法，必须对喷射的织物进行必要的前处理准备工作，最后还要对喷射后的织物进行常规的蒸化、水洗等后处理，随之带来一系列复杂的工艺技术要求。至于多种纤维混纺、交并、交织的织物要用不同染料其工艺就更复杂，使用涂料虽然工艺简单，但是又难以适应喷头等多方面的苛刻要求。 　　综上所述，数码喷射印花实现工业生产还有一系列技术问题有待进一步提高和解决。 　　1、喷头技术，国外不少公司研制了喷头，主要是提供印刷行业用于纸张数码喷射印花，但适用于纺织行业的不多，美国SEPECTOR Inc.等占有优势。当前对此均保留专利和知识产权，如果国内开发喷头需要另僻途径在财力、物力、人力方面要核算，而且需要时日。 　　2、数码喷射印花的墨水包括染料或涂料，载体（粘合剂/树脂）、添加剂（粘度调节剂）、防堵塞剂等，要适应微米级的喷嘴和管道相兼容而不容许沉积或堵塞，在规定的温度下保持一定的粘度和表面张力，不容许有细菌生长保持稳定相当时间。就国际而言迄今尚难以全部提供各种纤维织物，所需各种色谱齐全和廉价的墨水，所以都还在不断完善和提高的过程中。国内也有不少单位在抓紧研制，这毕竟不是仅仅属染料部门的课题，还需要协同设备制造和生产应用部门共同研发。 　　3、光栅化处理器是数码喷射印花中的重要软件，它的功能是将电脑中已设计完成的图像光栅化成为数码印花可接受的图像数据。由于纺织面料的RIP不同于纸张的RIP，对速度、精度都有严格要求，要有各种抖动方式，以避免有规律而产生龟纹。数码喷射印花公认有着广阔的前景，但是距工业化尚有待解决一系列关键问题。国内曾有一印染公司，原打算创建一座相当规模的数码喷射印花专厂，鉴于市场还不够成熟，销售渠道还有待开拓，成本也待全面核算，最后暂时搁置下来。正如北京高等院校的老教授综合各方面的信息分析，认为数码喷射印花“今天是补充，未来是方向”，这样的评估还是比较恰如其分。国际染色者杂志评论“数码印花仍处在幼年时期，要取代已形成规模的传统的园网印花技术还有一段很长的路要走”。最近荷兰STORK专家认为当前数码印花用于打样或印制高档领带还是很合适的。（中国印染行业协会　陶启贤）