数字喷墨印刷技术渗入壁纸印刷领域

屈瑶 周闯

伴随着国家对房地产调控力度的加大，房地产市场趋于理性回归，与该行业关联的壁纸行业也面临需求量下降、品种更加多样化、产品利润萎缩、生产成本提高等各方面的巨大挑战。如何在严峻的压力下寻找新的突破口成为当下各相关企业必须要思考、解决的问题，将传统技术与新技术、新工艺结合的诉求逐渐浮出水面。作为一种新的印刷技术，数字喷墨印刷技术因其高效、快捷、无版、环保等特性，正逐渐改变着传统生产方式，其与传统壁纸印刷工艺的相关对接工作正在逐步推进。本文拟针对这一现状简要谈谈数字喷墨印刷技术在壁纸行业的应用及发展前景。

传统壁纸生产的特点

受上下游产业链的影响，传统壁纸生产主要呈现以下特点。

（1）装饰需求强大，多样式、小批量的订单数量较多，印刷生产疲于应付。

（2）印刷生产中，凹版版辊数量随产品样式的增加而不断增加，但是使用率却不高，严重占用流动资金和库房场地。

（3）印刷油墨及相关溶剂等耗材品种多且杂，小批量印刷生产时浪费巨大。

（4）壁纸连线设备启停频繁，前期准备时间长、能源消耗多，直接影响生产成本和生产效率。

（5）在印品质量把控环节，对操作工的工作经验依赖性强，无法形成高效自动的检验标准，费工费时。

采用数字喷墨印刷技术生产壁纸的优势

由于数字喷墨印刷技术具有高速、精准、按需、可变、无版、环保、人为干预少、自动化程度高等优点，正在逐步应用于印刷行业各领域，特别是对壁纸印刷领域会发挥更大的作用。那么，数字喷墨印刷技术会为传统的壁纸印刷带来什么改变呢？

采用数字喷墨印刷技术进行壁纸生产，各种不同的订单会在数字印刷生产管理系统中自动排序，并设置对应的工艺参数。数字喷墨印刷机以200m/min的速度运行，进行连续印刷生产所需的墨水和溶剂都由供墨站、墨水控制系统自动供给喷墨分配器和喷墨头，所有过程在少量操作工的监控下进行，可实现自动控制。而且采用水性墨水印刷时，产品更加环保，数字化的喷墨使图案色彩更加精细美观。印刷结束后将半成品收成大卷供后续的发泡、压花、收小卷等工序使用。印刷过程中不需要版辊、人工配墨、人工调色、一天停机数次进行订单更换等，同时也可减少停机期间热源的消耗等。

数字喷墨印刷技术的工作原理

数字喷墨印刷技术将产品图像（PDF/VT等电子文件）分解成像素数字量，然后将其传输到喷墨头装置，该装置一方面通过墨水分配器调取相应比例的墨水，另一方面通过喷墨模块将图像数据转换成喷嘴加热脉冲，在该脉冲作用下将调取的墨水喷射到承印物上。数字喷墨印刷工作流程如图1所示。

数字喷墨印刷部件的组成及作用

由图1可知，数字喷墨印刷主要由生产印刷图像管理系统、喷墨头分配器、喷墨头（含喷墨模块）、墨水系统、供墨站、图像质量检测系统6部分组成。

（1）生产印刷图像管理系统

该系统为源头，按照合同订单将生产图像转换成数字量并发送到喷墨头，同时负责生产顺序、生产数量、生产编号的管理和调度。

（2）喷墨头分配器

喷墨头分配器负责提供喷墨头所需的对应比例的墨水，并监控进出墨水的状态和过程。其主要作用是通过比例阀控制喷墨所需墨水量、控制墨水在喷墨模块的装载和卸载过程、感应墨水温度和墨水压力、与墨水系统柜的中央处理器进行通讯交流。

（3）喷墨头

喷墨头作为核心单元，要接收来自三个部分的信号：印刷图像管理系统的生产图像数字信号、图像质量检测系统提供的套印反馈信号、检测辊编码器提供的主机速度信号。

对上述信号进行运算处理后，就会输出总的数字量给定，供喷墨模块和墨水分配器使用。其主要作用为：装载和卸载喷墨模块、向喷墨模块发送数据、过滤并调节气压实现墨滴偏离、准确控制定位墨滴状态用于喷墨模块中的给定。

这里提到的喷墨头还包括喷墨模块。喷墨模块按照嚴格的尺寸关系分布在喷墨头底部的球状板上，其排布决定了承印物的幅宽，具体关系如图2和表1所示。喷墨模块的主要作用如下：接收来自喷墨头的数据，将来自喷墨头的数据转换为喷嘴加热脉冲，从而产生印刷墨滴和非印刷墨滴。

（4）墨水系统

墨水系统主要接收墨水分配器的墨水需求指令并按指令提供所需的墨水。其主要功能为：给供墨站发出指令，让其输入喷墨所需墨水，向墨水分配器和喷墨头供应墨水，向墨水分配器和喷墨头供应喷墨所需溶剂、添加剂等，回收从喷墨头到墨水系统返回的墨水，将废弃的液体转送到供墨站外部墨桶。

（5）供墨站

供墨站是数字喷墨印刷墨水的供给站，其主要由供墨系统和数据接收传输系统两部分组成。

①供墨系统

供墨系统配备墨水输入口和输出口。在数字印刷过程中，其输入口和输出口分别通过输墨管和储墨桶以及墨水系统柜连接，整个墨路系统为全密封真空状态，避免墨水与外界接触，防止墨水特性发生变化。该装置分为专色墨水桶、储墨桶、补充墨桶、回收桶等。

②数据接收传输系统

数据接收传输系统主要包含检测装置和数据转换装置。检测装置主要用来检测专色墨水桶中的墨位高度；数据转换装置主要用来将检测到的数字信号转换为控制信号，再将控制信号传输到储墨桶或补充墨桶，以达到保证墨量的作用。

（6）图像质量检测系统

根据喷墨模块排布，用于壁纸印刷的数字喷墨印刷系统的图像质量检测系统可实现622mm或1244mm的配置宽度。摄像头读取图案和色标，自动实现摄像头和喷墨模块的校准、喷墨模块之间的缝合以及色组间的套准和控制等功能。

为了满足壁纸印刷的高性能要求，与其配套的数字喷墨印刷机的结构也需做相应改进和提高，图像质量检测系统对其平台的结构要求主要有如下几点。

①料卷通过偏差应控制为±0.65mm。

②料卷张力范围为10～25kg。

③料卷张力控制精度为±4.0%，料卷速度控制精度为±0.5%。

④测速辊输出编码器精度为3600脉冲/英尺。

⑤采用低惯性驱动辊。

⑥采用伺服电机或变频驱动控制结构。

⑦伺服电机直联驱动辊。

⑧驱动系统之间通过工业以太网、串行实时通信系统Ⅲ和SSCNET网络接口完成。

⑨印刷区域的导向辊数量最少化。

⑩料卷温度小于50℃，避免喷墨头墨滴的凝结。

？纸张类材料采用红外干燥技术进行干燥。

？去除空气中的水分对干燥过程至关重要。

新技术的应用必然建立在解决产业困境、促进产业发展的基础之上，正是由于壁纸行业面临重重挑战，数字喷墨印刷技术才开始进入壁纸印刷领域，其在该领域的应用潜力巨大，将使壁纸印刷领域向高速、高效、环保、产品多样化等方面实现纵深发展。