冷转移印花的技术创新

纺织导报 China Textile Leader 2011 No.342Special Feature本期特稿 文|钟博文 刘新刚作者简介：钟博文，男，1965年生，董事长，主要从事纺织印花技术项目的研究和市场分析及推广工作。作者单位：上海长胜纺织制品有限公司。冷转移印花的技术创新Innovation of Cold-Transfer Printing Technology本文详细介绍了冷转移印花技术的 5 个创新优势，即它能适应快速反应的市场、提高产品附加值、绿色环保、节能降耗、运用了专利策略来保护其知识产权。In this paper,the fi ve innovation points of cold-transfer printing technology have been described,namely,it can adapt to the rapid market reaction,increase product added value,protect the environment,conserve energy and use the patent strategy to protect its intellectual property rights.面对国内印染业逐渐激烈的竞争，国外发达国家日益提高的环保壁垒，为了生存和发展，走高附加值、高科技含量的绿色印染之路是中国印染企业的必然选择。中国 纺织工业“十二五”发展规划与2020年强国纲要 指出：纺织行业需要加快产业结构和产品结构的升级调整，特别强调印染企业的清洁生产和环保技术。那么，每一个印染企业如何在保证或者提高效益的前提下响应国家政策的要求呢？企业可以提升工艺技术，拓宽营销渠道，变革商业模式。比如，冷转移印花工艺就体现了创新和环保的价值。1 冷转移印花技术及其特点转移印花是在上世纪50年代左右发明的，即升华法，它是通过热量和压力，使染料升华促使油墨层从转印纸上剥离，将转印纸上的图案转印到织物上。但这种热转移印花技术只能用在涤纶等化纤的面料上。这种转移印花（热压法）有它的缺点和局限性，如染料选择面很狭窄，许多必用的染料在转移时能分解成致癌芳香胺物质。一般用升华法在转移印花时，从转印纸转移到织物上的染料不能全部吸收到纤维内部，总有一部分染料残留在织物表面，成为转移印花织物色牢度较差的原因。其次，升华法转移印花用油墨均采用溶剂配制，废弃转移纸的再生利用有很大的困难，而生产转印纸时对环境污染严重。由于以上因素，整个印制转移纸及向织物转移印花的生产过程中无法符合进入发达国家市场必备的Oeko Tex 标准，导致热转印的产品缺乏竞争力，无法冲破国际市场绿色壁垒。新兴的冷转移印花技术由于其工艺的独特性，在节能、降耗、排污及提高纺织品印花附加价值方面具有显著的优势，能够生产出高档纺织印花产品及畅通国际市场的生态纺织品。冷转移印花又被称为湿法转移印花。它在棉、毛、丝等天然纤维织物的印花上具有显著的优势。对于棉、毛、丝等天然纤维织物，由于常用水溶性染料，如活性染料或弱酸性染料，因此不能通过升华法来实现转移印花。因此先用印刷方法将合适的染料油墨在特种纸上印刷出所要印花的图案或文字，印制成一种转移印花纸。经轧碱后的织物与转移纸同时进入转印辊筒，转移印花纸上有染料油墨的一面与被印的织物密合，通过压力作用使染料油墨从纸上脱离，将转移印花纸上的图案或文字转印到织物上。CoolTransTM 冷转移印花技术的短流程工艺（图 1）能适应市场的快速反应；它可以印染出数码喷印效果的细腻图案，提高棉等天然纤维类面料的附加值；它在生产中用水量小，生产过程无三废产生；其染料及助剂的原料选用均无毒害成分，符合国际上的环保标准。所以它能实现节能降耗的“彩色环保”，完全符合 印染行业废水污染防治技术政策 的要求。它能保持原来天然纤维的良好手感，适用于机织物和针织物，包括棉、麻等天然纤维以及再生纤维素纤维等。图 1 冷转移印花工艺流程纺织导报 China Textile Leader 2011 No.344Special Feature本期特稿 2 冷转移印花的技术创新价值一些印花企业为了价格及成本造成环保污染，还有一些企业为了满足中国环保政策及国际环保要求，投入的相关节能防污配套设备的成本远远高于印花设备好几倍。冷转移印花技术能帮助相关企业解决成本和环保之间的矛盾。CoolTransTM 技术还利用专利策略取得在中国市场的领先地位，进而迫使国际品牌在中国市场降低竞争力。它同时拥有“技术创新+环保+印花质量”的价值。相对于圆平网印染技术，CoolTransTM 的创新点如下：（1）能适应市场的快速反应；（2）提高印花的附加值；（3）绿色环保；（4）节能低耗；（5）运用了专利策略保护国内市场。2.1 快速反应利用冷转印优化技术可简化印染行业的复杂工序 （表 1），满足从设计、确认样品、下订单、印花大货生产和销售等环节的市场快速反应需求。表 1 工厂数码取样工艺流程流程12345工序设计创意打样下订单生产冷转移印花冷堆固色备注以冷转印数码喷墨技术制作客户来稿、样品给客户样品做演示、核批以柔、凹版冷转移印刷技术可媲美数码印花效果印花布大货生产客户试样如果采用比较传统的方法，即经过花样设计、制版、雕刻等，用印刷机将染料油墨印制在转印纸上，再转印到纺织品上，经客户确认后才能再印制大样，如此造成出样耗时耗能，环境成本和经济成本都很高。而CoolTransTM 技术采用冷转移数码喷墨印花，即设计的花样直接从电脑喷墨到暂载体再转印到面料；由色彩管理软件管理数码冷转移印花用的墨水，实现了交货时间短、小批量多样订单的生产。这可作为柔、凹版冷转移印花工厂的产前数码制样工艺流程。以往的喷墨印花工艺还无法适应冷转移印花工艺，因为喷墨印花的染料油墨不完全适应冷转移印花纸印刷用，因此CoolTransTM 技术采用一套冷转移印花的染料油墨和一套完整的数码喷墨印花试样工艺，实现了快速、经济、环保地打样。由此整个CoolTransTM 冷转移印花从试样到大生产全流程均适应市场快速需求。2.2 提高印花加工附加价值由于印花市场竞争激烈，传统印花工艺生产出的畅销新品往往会很快地被广泛模仿。CoolTransTM 柔、凹版冷转移印花的印花效果能达到纺织数码印花色彩及质量，这样的产品品质是传统印花工艺较难模仿的，由此可以避免新品被低廉商品所模仿（表 2、表 3）。表 2 印花品质表现情况对照表CoolTransTM 冷转移印花9595分色 电雕 辊坯原稿效果的 98%分色 电雕 树脂版原稿效果 95%分色 显影 印版原稿效果的 90%（8 12 色以上）全棉改性转移印花7570分色 电雕 辊坯原稿效果的 98%工艺无法制作工艺无法制作圆网、平网印花80工艺无法制作工艺无法制作分色 显影 印版原稿效果 85%（8 12 色以上）工艺类别纸张转移率（%）固色率（%）工艺 效果 工艺 效果 工艺 效果凹版柔版网屏图案制作表 3 CoolTransTM 冷转移印花与圆网、平网印花的产品品质对照评价项目花样套色能力图案表现力适用织物印花后织物手感日晒牢度摩擦牢度水洗牢度CoolTransTM 冷转移印花优（对花精度 0.01 mm）能表现高画质高层次三维效果图案天然纤维及化学纤维均适用非常柔软高优优圆网、平网印花好（套色精度 0.1 mm）无法表现多层次立体图案天然纤维及化学纤维均适用手感中等可达 400 h日晒后摩擦牢度差一般2.3 绿色环保 CoolTransTM 冷转移印花节能降耗的实现主要归功于 2 个主要的技术特点。（1）应用隔离剂对暂载体进行涂布处理CoolTransTM 冷转移印花暂载体是先用印刷方法将合适的染料油墨在特种介质上印刷所要印花的图案或文字，印制成一种转移印花图案，再将这种转移印花暂载体上有染料的一面与被印的织物密合。冷转移印花暂载体上涂层的作用主要有两点：一是在印刷过程中，避免染料墨水渗透到纸张木质素纤维、导带材料或附着于薄膜中；二是使染料墨水与印花暂载体表面涂层暂时结合，在转印过程中，染料油墨从介质上脱离与剥离，并转印到织物上。涂层剂本身既要印刷时能够吸收水性墨，又能在压力条件下与预润湿的面料充分接触，达到拒水性与抗压性的平衡，能同时释放染料并转移染料到面布上。CoolTransTM 冷转移印花通过从单一隔离涂层到复合型涂层的不断发展，现已可以实现以导带或塑料薄膜为暂载体的无纸化转移印花。印花暂载体对染料墨水的阻隔性好，可达 99%以上高转移率。要达到同样深度的图案，其染料纺织导报 China Textile Leader 2011 No.345Special Feature本期特稿 用量比圆网、平网减少 50%左右，而圆网、平网K型染料印花上染率一般在 60%70%。（2）应用染料快速溶解、高染料包容量、高效染料脱糊的糊料配方配制的印花色浆CoolTransTM 冷转移印花的色浆特点是有充分的渗透性、良好的染料传递性、高固色牢度，并可适用于活性染料冷堆固色。色浆中不含尿素，减少了对空气与水质的污染。转印后用冷堆固色，能耗少。且由于固色率高达 95%以上，水洗落色少，有利于废水的处理回收利用，减少排放，回收利用率达 90%左右。此外固色率高，重现性好，生产稳定性高，前后头尾色差小，成品率高，也减少了生产废料的产生（如表 4、表 5）。表 4 CoolTransTM 冷转移印花与圆网、平网水污染情况对照工艺CoolTransTM 冷转移印花平网、圆网印花废水类别印花布水洗废水水洗机清洗废水蒸色后水洗废水 38.02.0200.0pH值7.010.510.0浓度（mg/L）4052 0002 300产生量（t/万m）0.0 1550.5 6000.0 65025200500 600COD水量（t/万m）色度浓度（倍）表 5 CoolTransTM 冷转移印花与圆网水污染情况对照CoolTransTM 柔凹版冷转移30 g/m2纸张，薄膜导带；拒水性材质，可重复使用残留油墨 99仅 轧烘焙 湿短蒸 轧蒸 冷轧堆。表 6 各种活性染料印花工艺能耗情况 轧烘轧蒸冷轧堆轧烘焙湿短蒸轧蒸 打底显色平洗合计轧卷堆显色平洗合计打底（焙烘）显色平洗合计打底显色平洗合计显色平洗水（L/h）48010 10010 5804809 5009 9804809 5009 9804809 5009 98010 100电（kWh）169.101 44.880213.981 41.310 34.470 74.230181.256 32.470213.726169.101 32.470201.57 53.125蒸汽（kg/h）511.951 429.841 941.791 129.841 129.84 840.451 129.841 970.29 529.021 129.841 658.861 429.84能耗（kg标煤/100 m布）10.283 324.219 234.502 5 1.349 219.075 820.425 014.278 319.075 833.354 110.556 819.075 829.632 624.441 3工艺设备单元对比CoolTransTM 冷转移印花与其他印花工艺在能源消耗上的数据（表 7），可以看到，冷转移印花工艺在能耗方面有着较明显的优势。表 7 冷转移印花与圆网印花工艺能源消耗对照CoolTransTM 冷转移印花3.580.38 处理后可循环应用 耗电（度/100 m）耗水（t/100 m）万元产值耗电（kWh/万元）万元产值耗水（t/万元）排污（t/万元）CoolTransTM 冷转移喷墨印花3.9600.320 处理后可循环应用 5.253.00 210.00项目圆网印花46.5623.0026.0000.023210.08108.002.5 专利策略CoolTransTM 冷转移印花工艺目前拥有较为完整的知识产权。拥有多项中国专利及美国专利形成的自有知识产权，保护了CoolTransTM 冷转移印花的技术优势。CoolTransTM 冷转移印花工艺分别在水资源利用、原辅材料利用、减少排污等方面申请了多项相关专利，形成了较完善的知识产权体系。3 冷转移印花技术的经济效能从表 8 中可见，CoolTransTM 冷转移印花相较于全棉改性转移印花和圆网、平网印花具有成本上与传统印花相近，但其品质的优异特性，突出了其性价比。工艺流程布坯制作原纸、涂布、色浆等印花烘干、固色水洗、定形成本总计成本（元/万m）7 000 2 0008001 59627 096所占总成本的百分比（%）25.83 7.382.955.89100.00CoolTransTM 冷转移印花成本（元/万m）20 000 3 9003 9001 71643 016所占总成本的百分比（%）46.49 9.079.073.99100.00全棉改性转移印花 布坯制作原纸、涂布、色浆等印花烘干、固色水洗、定形成本总计成本（元/万m）7 0008 1002 0006 5001 76425 364所占总成本的百分比（%）27.6031.947.8925.636.95100.00圆网，平网印花工艺流程15 70057.9413 50031.38表 8 CoolTransTM 冷转移印花与其他印花工艺经济对比4 冷转移印花的发展方向CoolTransTM 冷转移印花工艺基本满足清洁生产的要求，并将进一步向提高染料转移率，提高生产效率，扩大规模，使我国的印花向节能环保的方向发展。CTL