摘要：本文从镍网、制版、圆网直驱（DD）、不同带式直线轨道滚筒防跑偏、印花糊在线循环、自动套准、自动整理等技术改革角度，重点阐述圆网印花系统的重大变化。通过揉纹式圆网印花机节能减排技术改革和少用尿素、无尿素印花工艺的改进，说明蒸化机是印花工艺节能减排的重点技改单元，双相活性染料工艺是当前印花工艺技术改革的重点。
关键词：圆网印花、精细印花、双相印花、湿法印花、节能减排
0 简介
织物印花是艺术创作与生产工艺相结合的衍生产品。精细印花是纺织品印花技术中的高端技术，精细程度随产品的要求不同而不同，分为几个等级。选择精细印花加工方式时，涉及到加工成本、利润大小、加工量等问题。无论采用哪种印花加工方式，节能减排都是当务之急，减少工艺生产中水、电、蒸汽、化学染料的消耗成本，通过少用或不用尿素减少氨氮的排放。
印刷生产工艺是核心技术，半成品的质量、制版技术、印刷设备传动链的对位精度、印刷糊料的适用性等都是该工艺的重要条件。
圆网印花以其生产效率高、成本低、机器周期短、品种适应性强等特点，已成为国内主要的织物印花方法。随着国际贸易的日益发展，我们经常接到一些精度高、绘画性、真实感强的高难度图案，常采用点、线、面、云纹、水渍等手段相互融合和朦胧的处理手法，细腻清晰，色彩形象饱满，素净明亮，深浅明暗适宜，使织物上的图案栩栩如生。
精细高科技图案的印刷最终要在圆网印花机上实现。除了浆料的量、网版的渗透性、渗透性、均匀性等因素外，图案套准精度也是印花质量的重要指标。要求印花设备的图案套准误差小于+0.15mm，否则很难印出高科技精细图案。
独立的圆网传动系统由电脑控制，对图案进行精确定位，垂直对位精度可达万分之一，机电一体化的圆网传动链是实现精细印刷的重要基础。
1圆网印花技术进步
1.1 精细印刷用圆网
镍网按网目大小及结构可分为以下几种类型：
（1）标准网（），规格有60、80、100目，根据设计它是六角网，网片是以镍网圆柱体的轴线为基准，按0°、60°、120°三个方向的轴对称分布。
（2）潘特网，规格有105目、125目、155目、185目。网孔呈圆形，相对于镍网筒轴线以30°、90°、150°对称分布。
（3）诺夫网有135目、165目、195目等规格，是织物圆网印制精细图案的理想圆网坯，具有网目数高、网孔大、网坯较厚等特点。
圆网印刷精细图案时，要达到理想的印刷效果，镍圆网坯的选择应根据精细图案的质量要求和织物印刷面的条件而定。根据印刷工艺的要求，考虑使用特殊规格的网坯，如：ED网，具有特殊的厚度；V网，适用于精细的几何图案；H网，适用于多层次的莫尔纹图案；PL网，开口率较小，适用于一般的深浅度等。
1.2 电脑圆网印花技术
电脑喷射圆网技术是一种新型的无胶片制版技术，目前有喷蜡网、喷墨网、蓝光网、激光网，这些制网技术的共同特点是工艺流程简单，操作过程简便，制网精度高，制版精度可在720-之间选择，对于织物印花图案制版有足够的选择余地，特别适合精细图案、满地图案、层次感图案的制版印刷，彻底解决了圆网包感光连网印刷问题。
1.3 回转筛直驱（DD）技术进步
（1）Stock公司圆网印花机直驱式各环形电机均直接与镍网相连，中间无齿轮。直驱（DD）方式消除了减速机构、联轴器引起的齿隙和变形，还可以减少摩擦扭矩，简化传动链结构，更容易实现高精度控制和高速运行，从而提高可靠性。除了对环形电机的材料、结构和各项性能指标提出非常严格的要求外，更关键的要求是对直驱中伺服传感器的精度要求会提高。
（2）中国纺织工程学会国家平网圆网印花机技术研发中心、福建省晋江市吉龙机械实业有限公司的圆网印花机产品系列和祥云系列圆网印花机，成功应用了先进的圆网直驱环形伺服电机系统，适合精细印花。
1.4 DSP运动控制系统的应用
西安德高的圆网自主传动系统应用了先进的DSP数字处理技术，新一代运动控制系统，工作频率高达160ns，结合自主双总线控制技术，远远优于一般国产自主传动的10ys运行速度，接近MKS目前的120ns。
对于轮转丝网印花机来说，高速运动处理是精细印花的保障，尤其是升降速过程，DSP运动控制能保持高精度的图案套准效果，在80m/min的高速下，急停、再启动不会出现“错花”现象。
1.5 皮带跑偏防跑偏装置
印刷跑偏异常直接影响印刷品的套准与错位，常规纠偏总会造成迟滞现象，无法安全防止跑偏，吉龙公司祥云系列圆网印花机采用轨道滚轮控制不同皮带的直线运动，所以不会出现跑偏现象。
1.6 印花糊料循环
印花即将开始前，印花色浆从上部泵入网板，在自然重力作用下，色浆不断流至网板底部，其量通过输入泵的转速进行调节。
由于向刮墨辊供应的浆料流动是自由的，因此整个印刷宽度上的着色是均匀的。由于浆料流动是连续的，因此印刷浆料不会出现流变性差异，印刷结果也不会出现差异。这是间歇或分散浆料供应的众所周知的问题。在丝网底部，印刷浆料被吸走并返回到浆料容器中。凭借其恒定的印刷浆料循环和完全无压力的浆料流动，“”为工艺技术和一致的印刷质量提供了新的解决方案。
1.6.1 刮研技术
磁性刮墨辊在实现均匀印刷方面起着重要作用。使用起来非常简单：只需插入并按入到位即可！
在“”上，刮墨辊在安装或拆卸时不会倾斜。辅助磁铁将刮墨辊保持在“待命位置”。在印刷操作期间，磁束的磁场克服辅助磁铁的保持力，将刮墨辊准确地拉到印刷位置。在印刷一个颜色周期结束时，刮墨辊返回到“待命位置”，并且可以轻松移动。使用单个电磁铁可以在很大范围内调整磁束的磁场。常见的温度问题也得到有效解决。
1.6.2 机洗
“”一流解决了轮转丝网印刷的常见问题，丝网和刮墨辊的清洗无需从机器上拆下来，同时是全自动的，不需要复杂的设备，节省时间非常显著！
在一色印刷结束后，残留的印花浆被吸出网版和管道，并返回到浆料容器中。抽吸过程很彻底，因为网版上残留的印花浆受到固有的梯度作用，会“自行”流回抽吸点，而管道中吸入的残渣则没有问题。剩余的残渣仅限于少量的浆膜。除了完全合理化之外，在环保方面还有两个重要的好处，尽可能多地回收印花浆。而且由于没有太多的浆料需要去除，因此洗涤过程的用水量减少了。
色浆抽出后，用泵抽入工业用水，工业用水流经进水管、网版和刮墨辊周围，在网版底部，水清洗包括泵在内的吸水管，并返回工业水槽。从网版流出的洗涤水经印刷衬里流入排水管，同样返回工业水槽。最后用经济计量的淡水清洗色浆供给系统、网版和刮墨辊。
湿网和湿辊是常见问题。只需几滴水就能使几米长的织物变成二流织物。为了防止这种情况，压缩空气与洗涤水一起进入网内。这通过加强水的冲洗效果来支持洗涤过程，同时气流将任何残留的水滴从织物上吹走。
从印刷工艺角度来看，在机器上同时清洗网版和刮墨辊无疑是一种合理化。合理化还有进一步的效果，因为当不需要拆卸网版时，就不需要重新调整重复图案。可以避免调整错误，节省机器时间、织物和印刷浆料。此外，不经常折叠的网版“寿命”更长，损坏更少，从而减少印刷缺陷。
1.6.3古龙的圆网印花机拥有专利的网框单侧升降机构
当栅栏单侧升降时，可进行机器内部维护及磁台面清理，方便更换磁台摩擦片；栅栏单侧升降功能可使网版内残浆顺利流出，通过浆泵回收，节省成本，减少污染。对于宽幅机器，还可有效避免卸网时圆网起皱的风险；当印刷台处于倾斜状态时，浆料循环系统可保持浆料颜色的均匀性，有效控制因圆网旋转而引起的浆料粘度变化和气泡的产生。
1.7 圆网印花机自动套准系统
基于机器视觉的圆网印花质量在线监控系统采用图像传感器以一定的间隔在线采集印花图像，然后通过图像处理单元进行相关的图像处理和模式识别，将各单色图案的相对位置与标准印花图案的套色位置进行比较，输出处理信号，判断印花布是否有“错位”或“错位”的情况，是否需要进行相应的网头调整。最后将检测结果送入电气控制系统，调整各印花网筒，实现自动对位。
圆网印刷在线智能检测与控制系统需要实时检测多张圆网的相对位置是否发生偏差，并根据偏差量在线调整圆网的位置。利用图像处理与分析，判断圆网间是否存在相对位置偏差，判断哪张圆网发生偏差，并根据偏差量自动调整两张圆网的位置。
当圆网数量较多（超过6套颜色）时，它们之间的色彩非常复杂，直接根据特征点或轮廓进行判断非常困难。常州宏达科技（集团）在开发此项目时采用了粗定位和精定位相结合的算法。先采用粗定位算法，利用光流法获取当前图像与模板图像之间的运动矢量，判断是否有偏差以及偏差发生在哪个区域。当存在较大光流矢量（偏差）时，在底片区域采用相位相关法获取偏差量，从而控制偏差圆网的位置，实现自动对位。圆网印刷机图像识别自动对位系统是国家科技部支持的项目，深受印刷企业的欢迎。
1.8蜡染拉幅机自动控制系统
蜡染印花工序后，进行渗透印花（正反面图案无色差）时，半成品为带有底色图案的布。这就要求圆网印花工序前的卷布工序必须保证图案无纬斜或纬弯。传统的生产工序总是需要人工检查、人工调整才能达到图案的要求，非常耗费人力。
常州宏大科技（集团）利用机器视觉图像处理技术，在拉幅机的纬纱纠偏点处对蜡染图像进行连续实时在线检测。通过图像分析，计算出花纹的纬偏数据，实时调整纬纱纠偏机构，保证花纹纬向的一致性。图为蜡染拉幅机自动纬纱纠偏控制系统示意图。
从蜡染拉幅机自动控制系统框图可以看出，摄像系统获取的半成品背景花纹数据通过以太网总线传输到工控机，通过图像处理获取蜡染布花纹的尾箱数据。通过程序运行，输出图像跑偏调整信号给调纬机构，调纬执行指令调整花纹。整个测控过程为实时智能控制，人为干预较少。
2 圆网印花节能减排
2.1吉龙圆网印花机印花带清洗系统
洗涤系统。印花导带印花一次后，需将导带表面粘附的纱头、残浆等污物洗净后，方可进行下一次贴片印花。预洗由两根喷淋管、平刮刀及海绵擦洗组成，可除去大部分纱头及印花浆。主洗由喷淋管、刷辊及两块间隔排列的T型刮刀组成，对导带反复冲刷、刷洗并刮干。后喷淋管冲洗后的水可经过滤回收，用于第一次预洗喷淋。上述洗涤装置装有可移动的滚轮及轨道，可方便地从机内拉出清洗。循环水洗涤可节水40%。
2.2吉龙圆网印花小型烘干房节能
热风烘干机内热风不断循环，是由湿织物蒸发出来的水蒸气与热空气形成的混合气体。吉龙公司彩蝶印花机采用小型烘干房进行烘干，具有以下节能效果：
（1）烘干室越小，能连续循环的热风就越少。风机流量与转速成正比，轴功率与转速的三次方成正比。这样，蝴蝶印花机烘干室循环风的装机容量就减少了一半，由原来的88kW减少到44kW。
（2）热风干燥机体积的减小也使散热量减少，当箱体外壁与环境温度温差为20℃时，箱体散热面积每小时每平方米平均散热量为.H以上。
（3）烘干室的缩小也使热辐射减少。烘干机为箱体结构，容易保温，外壁约在40-50℃工作温度范围内，辐射热损失大致等于箱体散热损失。（工信部在《印染行业准入条件》中规定：“箱体保温板外表面与环境温差不得超过15℃”）
2.3 印花烘干织物回潮率的控制
织物过度干燥是工艺操作过程中常见的现象。例如，织物在工艺速度为60m/min下经过10m长的烘房，织物回潮率达标。若工艺速度为54m/min，织物要经过9m的干燥长度，烘房内剩余1m的热能会降低织物的回潮率。织物掉落后，会慢慢吸收空气中的湿气（水分），回到“自然回潮”，过度干燥1m的能量（100%）就白白浪费了。对于印后烘干，如果过度干燥后立即进入蒸化工序，织物手感如纸，有碍“成圈”的整齐；织物含水率低，有碍蒸化效果，而且容易“过热”，消耗大量蒸汽。 织物的圆网干燥可节省热能并提高工艺质量。
2.4 蒸锅热平衡与节能要点
2.4.1 蒸锅热平衡分析表明
当供给100%蒸化热能时,织物蒸化过程有效热量为20.11%,排气损失热点占61.27%,织物进出料处散失的热量占12.82%,漏热占3.11%,外壁散失的热量占2.24%,正负热平衡计算误差为0.45%。
2.4.2 无尿素印花
在纤维素纺织品印花中去除或替代尿素通常有三种方法：
（1）改为两相打印（快速蒸发打印）；
（2）用其他化学品部分替代尿素；
（3）印刷品在进入蒸化机前，先进行湿润处理。
2.4.2.1 双相反应式高速蒸汽打印
（1）与单相印刷工艺的区别
① 传统反应型单相印花工艺
坯布前处理→活性染料（含碱、尿素等化学药剂）印花、干燥→蒸化、固色（102℃、7-8min）→水洗、干燥。
②主动高效快蒸双相印花工艺
白坯前处理→活性染料（不含碱、尿素等化学药品）单浆印花（第一阶段）干燥→轧碱固色液（第二阶段）→高效短蒸（110-140℃，10-30s）→洗涤、干燥。
（2）制浆
双相印花糊料不同于常规印花糊料，一般不用尿素、小苏打，用原糊（纯海藻酸钠糊料或混合糊料）加入染料，操作简单，由于不含碱，印花糊料十分稳定。
目前进口或国产的活性染料大多为超细粉末或颗粒状，溶解性较好，一般可采用撒粉法，边搅拌边将染料撒入原糊中。
（3）反应机理
在活性固色过程中，碱剂作为活性染料与纤维素纤维反应的活化剂，其pH值对染料与纤维素的反应速度影响很大。常规单相印花中，由于碱与染料是在同一浆体中印花，因此，为保持染料在印花干燥过程中稳定不分解，一般选用温和的弱碱剂(如小苏打)进行固色。在蒸化时，小苏打受热分解为纯灰分，pH值为11。因此常规活性印花固色需蒸化7～8min。在双相印花中，活性染料先作为一相印在纤维上，然后经卷染等待第二相的上染。 不受固色液碱剂限制，可采用烧碱或混合碱等强碱，pH值在13以上。强碱可促进纤维的离子化和染料的反应速度，激活染料与纤维形成共价键，通过高效蒸化机加速完成。染料与纤维的反应速度与染料在纤维上的浓度和纤维离子浓度成正比。根据pH值与纤维离子浓度的关系，作为碱的烧碱（pH13）的纤维离子浓度是纯碱（pH11）的39倍以上。这就是活性双相印花过程能在几十秒内迅速完成的原因。
（4）染料和碱的选择
为了达到高效、快速、固色率高、印花效果好的目的，染料的选择原则如下：
①染料的反应性
选择反应迅速的染料。
② 染料固色率
选用与纤维固色率高的染料，不宜选用X型冷染料（二氯三嗪型），因其固色速度快，但不稳定，遇强碱易水解，应优先选用双活性或多活性基团固色率高的染料。
③染料对纤维的亲和力
为了避免印花布在蒸化后，特别是双相印花、碱蒸后，被水解染料污染，使白地难以洗掉，应选用对纤维亲和力低的染料。
根据以上原理，对印花常用的K型染料(一氯三嗪型MCT)和双相染色常用的KN型染料(乙烯砜型VS)进行了筛选，发现乙烯砜型及双活性基团或多活性基团染料的双相印花效果均优于一氯三嗪型染料，双活性基团或多活性基团染料的得色量明显较高。
固色碱液配方的合理性至关重要。碱的选择与染料的反应性有关。对于反应性较低的染料，如乙烯基砜型及双活性基团或多活性基团染料，一般采用烧碱与纯碱或硅酸钠的混合碱为佳。强碱能促使纤维电离，加快染料的反应速度，但烧碱用量过多会使染料水解。实验发现，使用混合碱比单独使用烧碱效果更好，烧碱用量过多会使颜色变浅。
此外，盐作为电解质十分重要，高浓度的钠离子能加速染料阴离子与纤维离子的结合，盐还有抑制染料水解的作用，能有效提高固色率，减少碱轧时染料溶解在碱液中而沾污白底的量。但盐和纯碱过多会给固色液的配制和碱剂的平衡带来一定的困难，因此合理筛选碱固色液配方和完善设备的配料制度十分重要。染色的深浅、印花糊料的种类（海藻酸钠糊料和混合糊料）、花纹区印花糊料的用量、织物的厚薄等都与混合碱的浓度配方有直接关系。
（5）活性染料双相印花工艺条件
① 打印处方
染料x%，热水y%，防染盐1%，海藻酸钠（3%～6%）30%～50%（根据印刷方法调整）。碱轧配方见表3。
表3 碱轧配方
处方
1#
2#
烧碱（38°Be）/g
90
三十
水玻璃（38°Be）/g
50
50～100
纯碱g/L
50
盐分（克/升）
50～100
50～100
全部的
100毫升
注：配方1#适用于K型、M型、 H活性染料；配方2#适用于国产X型、KN型、、Demi- R活性染料。
加入盐的作用是促使纤维对染料阴离子的加速吸收，加快与纤维的键合反应，相应地抑制染料的水解，有利于提高固色率，也可防止染料溶解于碱液中而沾染白底。但盐不宜加入过多，因为会影响吸碱平衡和连续生产，也会影响染料的鲜艳度。
②碱轧法
采用低给液面轧花，面轧残率控制在60%～80%，如采用低给液机可控制在35%～40%，不能采用浸轧法，否则易增加染料水解，造成渗透或沾污疵点。
③蒸发条件
120～125℃，18～36s。
④洗涤
快蒸机可安装在印花后皂洗机前，组成蒸皂联合机，蒸洗后应立即进行水洗，以免产生各种疵点。
从试验和生产中我们发现，只要染料和糊料选择得当，印花、碱轧、蒸化等工序处于正常状态，就能获得较高的固色率。与常规的单相印花相比，水洗后褪色明显减少，用一般洗涤剂就很容易清洗，色牢度好。我们大样生产了33色浆印花产品，水洗后色牢度良好，其中黑色、深咖啡、深藏青色的湿摩擦牢度都在2-3级以上。
（6）粘胶及其混纺织物反应性双相印花
根据粘胶纤维的皮层结构，用普通活性染料印花要获得丰富的色彩必须采取以下措施：（a）棉前处理、苛化或预轧尿素等处理；（b）显著增加印花浆中尿素的用量。试验中发现，用双相法印花粘胶/麻织物时，印花浆中不加碱、尿素等助剂，织物不需预处理，在同等条件下，其得色量和花型效果均优于其它织物。这是因为粘胶纤维经高碱固色液轧制后，纤维充分溶胀膨胀，增加了纤维大分子之间的空间，染料可从纤维外皮层进入内核，增加了染料的扩散吸收，相当于纤维吸碱、苛化的过程。
（7）结论
活性高效快蒸双相印花具有节能环保、提高色牢度和生产效率等诸多优点。
① 设备简单
占地面积小，投资相对较低，生产效率高。
② 节省蒸汽
常规印刷定影蒸化需7至8分钟，而双相印刷高效蒸化箱则仅需10至30秒，快速蒸化的耗汽量是常规蒸化的1/3至1/5。
③ 环境保护
两相打印糊通常不需要尿素，尤其是人造丝，粘胶或混合织物，这些织物不需要尿素预处理，还可以减少环境（空气和水）污染，而两相打印过程的褪色和洗涤后的褪色较小，这是有益的。
④稳定过程
主动高效快速蒸熟的两相打印方法易于操作，具有高固定速度和良好的再现性，从而减少了大小样品的误差，从而使生产准备相对容易，而较高的生产稳定性和较小的颜色差异，并且在前面和背部之间的颜色差异很小，也可以在降低量的高效量中满足一定的特殊需求。
⑤总成本低
两阶段的快速蒸汽过程可以节省蒸汽和尿素，但是对印刷糊的原始糊状物的需求相对较高，但是滚动的碱性解决方案的额外成本。
⑥覆盖属性
两阶段的方法在蒸汽和还原染色方面具有效率，可以显着提高棉花级不良的织物的颜色产量，例如斜纹棉布，亚麻/棉布，粘粘/亚麻，这些材料的常规染色不佳。
⑦良好的产品质量
在生产中，织物通过高效蒸汽盒的总距离仅为12m，因为超热蒸汽的温度大于150℃，因此蒸汽的蒸汽时间为10至40 s。
2.4.2.2替代尿素的化学物质
印刷中使用的大量尿素使印刷废水中的氮含量很高五年计划“国家经济和社会发展计划概述清楚地提出了减少氨氮排放的10％。企业需要降低生产成本，而环境需要减少印刷和染色废水的排放。因此，许多取代尿素的化学物质已经出现。
染色（中国）有限公司，用于插入式PF系列染料和插入式FW-2固定剂，用于尿素的打印量为80％-90％，较少的浮动颜色，易于清洗，染料不容易水解，再加上的颜色是不容易的。三周前100％，5周后99％取代了传统的单氯二氮嗪和乙烯基磺化染料。
韩国制造的X-O1添加剂不包含胺物质，具体取决于所用的染料量，X-O1剂量可以减少30G/L-100G/L。 。
据报道，上海 Co.，Ltd。还生产无尿素的印刷染料。
2.4.2.3湿蒸过程的效果
织物打印后的颜色通常是在长期蒸笼中进行的，如何减少尿素的量（或尿素）的消耗是能量保存的重点，并且在此过程中均添加了几乎所有反应性染料，在此过程中均添加了较高的溶液式染料效果。在印刷布上的凝结可能会同时进行，尿素对促进粘液的效果更为明显。 ING是减排的重点。
蒸的目的是使印刷的织物吸收纤维和颜色，以便在织物进入蒸锅后促进染料的转移和固定在纤维中释放的热量会使蒸汽过热，并且蒸汽的特定热量很小，这会使盒子中的温度加剧。 例如，当纤维素纤维织物被蒸时，初始水分含量为4％，蒸汽流/织物吞吐量的比例为1：1，过热为8.3℃，而平衡水分含量为11.4％，如果蒸汽流量/织物的比率为4：1（传统的操作方法），则是4：1（传统的水分含量）。 3％；如果织物喷涂了8％的水分，蒸汽流/织物的吞吐量仍为1：1，超热从8.3℃降低到2.2℃，并且平衡水分含量从11.4％增加到20.5％。
一家公司有433艘汽车的换档A的气体消耗是300公斤/小时。
（1）反应性染料的一步过程表明，如果粘性纤维织物含有25％至30％的水分，并且纯棉织物含有20％至25％的水分，则在许多情况下可以改善最具反应性染料的颜色产量和水平。
例如，将初始水分含量为30％而没有尿素的绿松石蓝色P-g-v粘粘膜在反向侧喷涂，以获得96％的颜色固定速率。
（2）采用长环蒸汽染料的两步过程，在布入口上配置了WEKO转子润湿系统。比快速的蒸汽过程，从而减少水污染并具有良好的清洁特性。
当添加水量为30％至40％时，建议的固定溶液是：苛性钠（38°Be）10至20升；
3结论
（1）在旋转丝网印刷机上打印精美和高科技图案是旋转丝网印刷系统的重大变化。
（2） 进行了许多技术更改：旋转屏幕的直接驱动（DD），轨道滚轮的反撤离以进行皮带线性运动，网格框架的单方面提起机理，腰带的洗衣系统以及在小型打印室中的干燥，所有这些都导致了能源保护和精细的打印和流程，并在精美的印刷和流程中有助于。
（3）两相打印可以实现无尿素打印，节省过程时间并节省蒸汽消耗。
（4）低尿素或无尿素工艺有益于降低生产成本和降低氮的氮排放。
（5）可以在印刷蒸汽过程中控制织物的水分含量，这在印刷纯棉和粘胶织物的情况下非常有效，没有尿素和节省蒸汽。
参考
[1] Chen Liqiu。
[2]相关公司的产品信息。