Принтеры для прямой печати по ткани

Варианты конструкции

Все текстильные принтеры делятся на две группы:

1. Принтеры непрямой печати, которые используют промежуточный носитель для нанесения изображения на ткань. К этому классу относятся термотрансферные (сублимационные, печать на бумагу и перенос на материал) и термопринтеры (DTF, печать на пленку и перенос на материал) Материалы по сублимационным принтерам можно почитать тут, по термопринтерам можно почитать тут.
2. Принтеры прямой печати. Наносят изображение на ткань без использования промежуточного носителя*.

*Носитель – общий термин для всех классов материалов по которым возможна печать

Сразу внесем ясность. В текстильной промышленности есть строгое деление на ТКАНЬ и ТРИКОТАЖ.

Ткань — это материал, полученный методом ткачества на ткацких машинах. Ткань не эластичная, может иметь разную текстуру, содержать рисунок, полученный методом ткачества с использованием нитей разных цветов.

Трикотаж — это материал, полученный методом вязки на плосковязальной (5% от общего объема производства) или кругловязальной машине (95% от всего объема производства). Трикотаж эластичный, может иметь разную растяжимость, в зависимости от типа вязания и вида использованной пряжи (ниток). Как и при ткачестве, во время процесса вязания есть возможность использования ниток разного цвета, тем самым создается многоцветный (по количеству цветных нитей) узор, орнамент, графический рисунок.

Клиенты ищут оборудование для печати по запросу «Принтер для прямой печати на ткани» или «Принтер для печати по трикотажу». По сути, это принтеры разных конструкций. 

Принтеры для прямой печати по текстилю делятся на два вида:

1. Принтеры с использование транспортного ремня для подачи материала в зону печати. Профессионалы называют транспортный ремень «кирзой» или «бэлтом» (от английского слова belt - ремень). Такая конструкция обеспечивает работу как с тканью, так и с трикотажем.
2. Принтеры без транспортного ремня. Качество проводки текстиля в принтерах такой конструкции уступает моделям с транспортным ремнем. Без ремённая конструкция позволяет печатать на ткани, но печать по трикотажу ввиду его эластичных свойств фактически невозможна.

Конструктивные особенности текстильного принтера прямой печати без транспортного ремня

Принтер без транспортного ремня для печати по текстильным материалам максимально близок по конструкции к рулонным принтерам для печати по бумаге, винилу, пленке (так называемые жесткие носители). Подавляющее количество принтеров для прямой печати по текстилю представляют собой переделанные (модифицированные) варианты принтеров по жестким носителям. Особенность жестких носителей – эти материалы можно выталкивать из зоны печати, то есть достаточно одного приводного ролика непосредственно перед зоной печати. При работе с текстильными материалами такой способ подачи не подходит, так как ткани и трикотажи нельзя толкать, они легко сминаются, образуют волны и заломы. Для вывода текстиля после печати обязательно необходим как минимум один моторизированный вал, который за счет вращения вытягивает текстиль из зоны печати. Второй важный момент – принтеры для жестких носителей имеют не менее одного балансирного вала, отвечающего за регулировку усилия намотки отпечатанного материала. Так как бумага, пленка или винил не подвержены растяжению, балансирный вал создает значительное усилие для натяжения материала и обеспечения корректной работы модуля подмотки. Но это не работает для трикотажа и не очень подходит для печати по ткани. Дело в том, что трикотаж материал эластичный, усилие балансирного вала приводит к чрезмерному вытягиванию трикотажного материала в длину, и как следствие к серьезным нарушениям геометрических размеров как самого материала так и отпечатанного изображения. Прямая печать по ткани возможна, но требует (помимо вытягивающего материал вала после зоны печати) возможности регулировки усилия натяжения балансирного вала. Для прямой печати по текстилю крайне желателен вал расправки материала перед входом в зону печати и точная регулировка усилия натяжения материала при смотке в рулон после печати. Стоит отметить еще одно важно отличие принтера для прямой печати по ткани – наличие более мощной сушки. Расход чернил при печати по жестким носителям редко превышает 6–8 г/м2. Расход чернил при прямой печати по ткани, и особенно по трикотажу, может доходить до 20 г/м2. Поэтому требуется значительно более производительная сушка по сравнению с сублимационными (термотрансферными) моделями.

Вывод: рулонный принтер для работы с жесткими носителями крайне сложно адаптировать для печати по ткани и невозможно для печати по трикотажу даже при условии модификации на заводе-изготовителе.

Конструктивные особенности текстильного принтера прямой печати с транспортным ремнем

Исторически, первые принтеры для прямой печати начали производить европейские компании с многолетним опытом изготовления аналоговых печатных машин. Для подачи материала во всех рулонных аналоговых печатных машинах традиционно используют транспортный ремень, поэтому эта конструкция и была использована при построении машин цифровой печати.

Транспортный ремень представляет собой закольцованный транспортер, расположенный в горизонтальной плоскости. Ширина транспортёра на 10–20 см больше, чем рабочая ширина принтера. Поверхность транспортера покрывают специальным полимерным составом с клейкими свойствами. Назначение клейкого слоя – удерживать материал на ремне и предотвращать смещение относительно поверхности транспортера. Клеящий состав требует обновления каждые 3–4 недели. Принтеры с транспортным ремнем рассчитаны на уверенную работу как с тканью, так и с трикотажем. Ввиду более основательной конструкции и больших геометрических размеров (требуемых для установки транспортного ремня внутри принтера), балка печатной каретки рассчитана на вес тяжелой каретки с большим количеством головок, вплоть до 120 штук у ряда моделей. Такие принтер способны обеспечивать высококачественную печать на скоростях 700–1000 м2 в час.

Все принтеры для прямой печати по ткани и трикотажу с транспортным ремнем имеют похожую конструкцию. Но не все печатные головки одинаково хорошо работают с чернилами разных типов. Как мы писали ранее, материал может быть натуральным и синтетическим.

Прямая печать по синтетическим материалам дисперсными чернилами

Синтетическим является любой материал, который производится человеком из продуктов нефтегазовой отрасли*. Наиболее распространенным (популярным) среди всех синтетических материалов текстильной отрасли является полиэстер (международное обозначение PES, PL), вторым по популярности – полиамид, он же нейлон, он же капрон (международное обозначение PA, NY)

*Вискоза — это продукт химической реакции, в основе которого находится целлюлоза. Несмотря на свое химическое происхождение, вискоза относится к искусственным материалам, т. е. не является синтетическим в полном значении определения и требует обработки как для натуральных материалов.

Прямая печать по полиэстеру производится дисперсными чернилами и требует предварительной пропитки, которая препятствует растеканию чернил по поверхности. После печати материал необходимо подвергнуть термической обработке для закрепления чернил. Для этого материал прогревают до 190–210 градусов и выдерживают не менее 10 секунд. Термофиксацию необходимо проводить с помощью каландрового или плоского термопресса, валкового реактиватора или в конвекционной туннельной сушке. Текстильные комбинаты, имеющие в составе оборудования не только принтеры, но и аналоговые печатные машины, используют паровые зрельники. Насыщенный водяной пар догревают с помощью электрических нагревателей до 190–200 градусов, такая среда наилучшим образом прокрашивает материал и позволяет при соблюдении ряда условий получить полное совпадение по цвету лицевой и обратной сторон. В наиболее упрощенном варианте, без необходимости точного соблюдения цветов и полутонов, некоторые производители допускают использование ИК нагревателей. В этом случае материал может быть перегрет или недогрет ввиду сложностей контроля температуры поверхности материала. Второй вариант приводит к линьке и нестабильному окрашиванию. После термической обработки материал рекомендуется промыть (постирать) для удаления незакрепленных остатков красителя из материала. Минимально достаточным считается использование трех ванн с разной температурой воды (от 30 до 90 градусов) и соответствующей химии.  В противном случае материал может линять при стирке.

Прямая печать по натуральным материалам (реактивные или кислотные чернила)

Натуральные (природные) материалы делятся на два класса в зависимости от происхождения.

1. Животного происхождения. Это шерсть и шелк.
2. Растительного происхождения. Это хлопок, лен, материалы из крапивы, конопли. Вискоза таже относится к этой группе.

Печать по натуральным материалам состоит из 5 этапов:

1. Предварительная пропитка материала
2. Печать реактивными чернилами (растительные волокна) или кислотными чернилами (животные волокна)
3. Фиксация в паровом зрельнике (12 минут реактивные чернила, 30 минут кислотные чернила)
4. Многостадийная мойка (стирка) материала. Как правило 5–9 ванн с разной температурой, плавное увеличение температуры воды, до 70-90 градусов, плавное снижение температуры воды до 20 градусов.
5. Финишная обработка и стабилизация размеров в сушильно-ширильной машине.

Ввиду сложности технологических процессов цифровая печать реактивными/кислотными чернилами представляет большую сложность и доступна только небольшому количеству профессиональных компаний.

Прямая печать по натуральным материалам пигментными чернилами

Наиболее перспективным способом является печать по натуральным материалам пигментными чернилами. Состоит из 3 этапов.

1. Предварительная пропитка материала. При правильном хранении обработанный материал сохраняет свои свойства до 6 месяцев.
2. Печать по материалу пигментными чернилами.
3. Фиксация пигментных чернил на материале при температуре 150–155 градусов от 120 до 180 секунд.

Значимым преимуществом использование пигментных чернил является отсутствие технологического процесса мойки (стирки) отпечатанной ткани. (Одна тонна хлопка требует для промывки не менее 17 тонн воды. Эту воду необходимо предварительно умягчить, нагреть до высоких температур и очистить от краски и химии. В последнее время затраты на очистку и утилизацию грязной воды после мойки материала могут превосходить стоимость самой воды и ее нагрева.) С середины 10-х годов нашего века прямая печать пигментными чернилами является самым перспективным и быстрорастущим видом цифровой печати в мире.

Перед покупкой комплекса для печати по текстилю необходимо определить список изделий, от продажи которых планируется получать не менее 60% прибыли компании.  Наиболее востребованные текстильные изделия в современной России — это верхняя и спортивная одежда, форма и экипировка для активного отдыха, интерьерная реклама и оформление мест продаж. От вида изделия, типа материала, свойств, плотности, фактуры зависит способ цифровой печати, состав печатного комплекса, требуемая производительность и прочие эксплуатационные характеристики. Изображение, которое планируется наносить на ткань или трикотаж, напрямую влияет на себестоимость намного больше, чем принято считать. В себестоимость необходимо включать все затраты. Если изображение требует более плотной заливки, вероятно оператор снизит скорость печати, тем самым увеличится время на печать изделия и повысится себестоимость. Более плотная заливка потребует более мощного режима работы сушки, что приведет к увеличению времени сушки и стоимости электричества. Цена изделия увеличится.

Стоит отметить, что на себестоимость конечной продукции существенно влияют стоимость аренды помещения, фонд заработной платы и цены на энергоносители. Поэтому такие города как Москва, Санкт-Петербург, Казань, Екатеринбург, Сочи и так далее не являются оптимальными для построения производства. Выгоднее построить производство в городе с населением 300–500 тыс. человек, где аренда и цены на коммунальные услуги ниже, чем в столичном регионе. Выбрать и купить оборудование для печати по ткани (трикотажу) удобнее в Москве, где сосредоточены все основные поставщики отрасли. Крупные игроки осуществляют доставку оборудования до места постоянной эксплуатации, к вам приедут специалисты поставщика и проведут запуск, настройку и обучение персонала.