浅谈国内热转印纸产业发展

张国庆

(科艺盛世(北京)国际数码科技有限公司 北京 100000)

引言

1998年,转印纸最早由荷兰公司Coldenhove Papier推出,因其新颖便捷的属性一上市便成为数码印花业的宠儿,推动了印花由传统向数码的转变。而随着打印机打印幅宽、打印精度、打印速度等性能的快速提升,热转印纸也发生翻天覆地的变化,在幅款、转印率、干燥速度等应用性能方面有了很大改善,同时也增加了抗弯性能、薄纸高热量传导等附加性能以适应数码打印的高速化发展。现在市场上常用的是第三代热转印纸,可以适应绝大部分打印机设备,且成本较低。2005年,国产转印纸的推出改变了国内市场严重依赖高价进口产品的局面,也拉开了国内转印纸产业快速发展的序幕。

1 热转印纸制作工艺

作为一种间接转移的特种印刷工艺,热转印由国外传入不过10多年,打印速度从最开始的桌面单张打印提升到现在的single-pass数百米速度,带来了数码印花行业的整体变革。转印纸也从A4纸大小到现在几千米大卷纸得到广泛运用。近年来,国内热转印纸厂商技术不断改进,专利频发,如能降低生产成本的超薄热转印纸,适应机内高速生产和硬质材料的热转印纸等,积极推动国产品牌走向世界,在稳步发展的数码印刷行业分一杯羹。

热转印纸按照原纸厚度可以分热转移纸、转印印花纸和数码喷绘纸。不同类型的热转印纸应用范围不同,热转移纸主要用于纪念品、陶瓷、门窗等日用品图案印制;转印印花纸通过热升华的方式将图案转印到衣物上,主要用于纺织行业;数码喷绘纸则主要用于图文印刷,户外广告等。制作热转印纸的工艺较为复杂,涉及到原纸选择、预涂布技术、防粘层涂布工艺和转移层涂布工艺,每层工艺相对独立又互相联系:

1.1 首先在转印纸的制作过程中,对原纸的选择要求较高。原纸要具有较强的耐热性能,特别是加热过后,其原纸仍需要保持一定强度,这样才能保证转印结束后剥离原纸时不会被撕裂。通过反复实验对比,发现可以选择针叶木和阔叶木浆按照7:3比例混合,得到的原纸耐热性强度好,打印的图像在转移到承印物后颜色鲜艳,不易褪色,耐磨性更高。

1.2 然后采用特殊工艺对原纸进行预涂以提升原纸表面性能,增加平整度,以便后续涂布防粘层和转移层。研究表明,当预涂布颜料碳酸钙和瓷土比例7:3混合时,涂层性能表现最好。而不同的涂布量会直接影响原纸的光泽度、粗糙度和光度。当涂布量在25g/m2,粗糙度在 3.35μm,原纸光泽度和光度可以满足预涂布的工艺要求。在预涂布环节还需要增加胶粘剂和防水剂,以达到粘结作用和防渗功能。

1.3 第三步涂布防粘层,起到防粘、支撑作用,以防止转移层在加热后与原纸发生粘连,反渗透到原纸中去。国内使用最为广泛的是溶剂型有机硅防粘剂,可以适应各种纸张,而且防粘效果好,用量易控制,但对环境污染较大。而相对绿色环保的无溶剂型有机硅防粘剂和光固化型有机硅防粘剂则因为使用成本较高,在国内推广较为困难。有机硅防粘剂的使用量并不是越大越好,用量过大会使得后续涂料难以附着,产生分层现象;用量太小,则容易使转移层和原纸发生粘连,不容易玻璃。一般来说有机硅25g/m2的用量可以作为热转印纸的最优配方,达到良好防粘效果的同时有较强的防水性能。

1.4 最后一步是涂布转移层,主要由热塑性树脂、聚合物胶粘剂和无机颜料组成。加热热塑性数脂,其微粒可以形成透明薄膜,渗透到承印物上,达到转印的目的。一般需要将两种或者两种以上树脂混合使用[1],效果最好,常用的是聚乙烯和聚酯按照一定比例混合[2]。 胶粘剂需要选热塑性聚合物,加热后流动性和弹性较好,可采用淀粉和乳胶以6:4比例配比,物理性能最优,转印效果最好。更重要的一步是加入无机颜料,其用量对打印性能和保存性能有重要的影响[3],应用最广的是氧化铝辅助微粒颜料,可以在改善打印质量的同时对转印性能损伤较小,用量在20份较合适。为了保持颜色的逼真和稳定,还需要加入固色剂,一般为0.6份,保存转印色彩效果良好。

2 国内热转印纸产业发展现状

2021年中国热转印纸产量在23万吨,同比增长9.5%,国内城市化的快速进程,叠加下游商务、旅游、娱乐等产业需求旺盛,拉动热转印产业的持续增长。从行业结构上看,占比最多的是转移印花纸60%,其次是数码喷绘纸为30%,热转移纸占10%,也从侧面反映了数码喷印在不同行业应用程度不同。

2.1 国内政策环境优良

为了实现全球双碳目标和实现产业绿色可持续发展,近年来国家连续出台各种政策推动包括热转印纸在内的特种纸张产业发展,给国内转印纸产业提供了优良宽松的政策空间。2011年,国家推出《造纸工业发展“十二五”规划》,鼓励重点研发高性能纸、特种纸和纸板纸,重点开发含机械浆的未涂布和涂布印刷纸[4]。2017年,《造纸制造业改造提升实施方案(2017-2020年)》推出,旨在发展高性能、多功能、高附加值特种纸,促进造纸制造业创新发展。除了相关法律法规的出台,政府还会对热转印纸生产企业实施相应的税收减免和财政资金支持以扶持产业发展。而在热转印行业规范方面,国内出台一系列规范标准,包括产品质量标准、安全标准和环保标准等。如2018年出台的《架空输电线路标识热转印技术规范》,结束了电力系统中热转印标识应用相对混乱的局面,让热转印标识有从此有法可依,热转印标识行业也迎来新起点。

2.2 纺织行业应用最为广泛-转移印花纸

作为传统纺织生产大国,传统热转印技术在我国纺织领域得到了最为充分的利用,因为其便捷,印花效果优异且综合成本远,所以备受生产商追捧。与之相关的转移印花纸市场占有率也随之升高,达到60%。传统热转印印花方式有两种,分别是升华转印和热固转印,两种方式都消耗大量的印花转印纸,通过丝印、凹印、胶印热转印等方式将印花图案转印到承印物上。相对于热固转印,升华转印不改变原有材料质感,手感好,观感优异。而近几年数码喷印的快速发展也催动一些企业引进设备,充分利用其无需制版的优点,走定制化个性产品路线。但相对于欧美数码直喷技术的广泛使用,国内纺织业倾向于采用数码转印技术,以弥补传统热转印色彩还原度弱和应用范围有限的缺点,因此“传统+数码”转印技术目前作为纺织业主流生产方式,在满足大众市场需求的同时,也可聚焦附加值更高的个性化市场。

2.3 产业链上游对外依赖程度较高

热转印纸产业上游主要指由木材所生成的木浆,由于国内中下游产业的持续带动,行业供需缺口巨大,严重供不应求。2021年,国内木浆产量1089万吨,消费4151万吨,需进口3000多万吨。除木材原料不足外,国内木浆生产技术相对落后,生产成本高,与国外相比竞争力不足,这也促使众多转印纸生产商选择进口产品。但受疫情的影响,国外木浆价格也水涨船高,严重挤压国内热转印纸产业的利润和生存空间。为了打破这一局面,中国近几年也加大了木浆资源的开发和利用力度,如全面禁止商业性森林砍伐,推广林下经济,鼓励林木废弃物循环利用;实施垃圾分类,推动回收利用废纸和纸板等资源;出台政策鼓励木材等可再生资源的开发利用等。国内造纸企业也在积极开发新技术工艺,降低能耗和资源消耗,如充分利用当地资源优势,布局“林浆纸用一体化”全产业链,同时投产木浆线和原纸产能,弥补上游制浆短板。

2.4 热转印纸市场相对混乱

就国内热转印纸市场竞争格局看,国内热转印纸市场份额相对集中,主要被国内几家龙头行业瓜分。但随着市场需求的增大以及热传印纸生产技术门槛较低,越来越多的生产商涌入该产业,包括大型造纸厂、小型加工厂以及个体户等,导致市场竞争激烈,价格波动大,消费者眼花缭乱,选择难度增大。同时由于行业内缺乏有效专业技术和规范管理,产品质量也参差不齐,低质产品充斥市场,但无法得到有效的市场监管,消费者难辨优劣和真假。 因此为了促进产业健康发展,政府在积极加强行业监管,完善标准和规范,提高市场透明度[5],让消费者对国产热转印纸重振信心。

3 热转印纸产业发展前景

随着国内商品经济的迅猛发展,人们对于服饰、包装、商标、装饰的审美要求日益提高,给热转印技术提供了广阔的应用空间。印刷也不再是传统意义的纸张印字,而是更为先进的印刷技术在各行各业的实际运用。作为全球消费大国,热转印纸产业随着转印技术的应用在国内仍有着良好的发展前景。

3.1 下游产业发展潜力巨大

热转印纸产业下游包括服装、陶瓷、家居日用等行业,随着各行业对智能化、定制化和个性化的追求,图案转印需求增多带动了热转印纸的蓬勃发展。以服装行业为例,服装印花一般以数码转印、传统转印和丝网印刷为主,前两者热转印会消耗大量的转印纸。而2021年我国服装产量为235.41亿件,其庞大规模奠定了转印纸产业发展的潜力基础。再从标签印刷行业看,目前国内标签印刷规模约为1200亿元,标签印刷市场已经成为印刷业发展最快的子行业之一,未来其市场规模会进一步扩大,竞争也会更加激烈,为了快速抢占市场,降低生产成本,热转印技术成为标签印刷生产商的首选。因此热转印纸产业下游市场规模逐年扩大,有着强劲的发展潜力,反过来有望带动上游产业的稳步增长。

3.2 自主品牌会快速崛起

现有市场上,高质量热转印纸的代名词是来自美国AW公司、ATT公司和、韩国韩松公司和荷兰公司的产品,在国内接受度较高。为了迎合中高端市场需求,我国每年需要从美韩等地进口约1500t热升华转印纸。近几年,国内热转印纸生产厂家在不断增加,主要集中在江浙沿海一带,但质量不稳定,多专注于中低端市场。现有较为出色的自主品牌有甲骨文天之印、Jet、力武、绿文等,其企业专利成果频出。同时随着近几年服装纺织业在逐步向东南亚转移,地缘上看,中国距离东南亚更近,较欧美纸业在供应链上更具优势,因此也是中国头部品牌走出国门,抢占市场份额的好机会。未来相信随着人们对热转印产品认可度的提升,会有更多的国内外资金投入在转印纸产业,加大高质量转印纸的研发生产,以解决国产打印纸生产技术瓶颈问题,更多民族自主品牌会快速崛起,打破国外行业垄断。

3.3 降低热转印纸克重将成为行业趋势

低定量转印纸或将成为未来重要增长点,因为同重量下,低克重的转印纸单吨可覆盖面积增加,可以优化生产成本[6],提高生产效率,且更加绿色环保,因此市场反馈较好。随着近些年打印设备的革新和打印墨水升级,转印纸定量已经由70克降低到40克以下。配合高速工业打印机的使用,40克以下转印纸克服收卷困难和承墨量低的劣势,凭借低成本和高干燥速度优点迅速在市场上推广铺展,目前占有率超过60%。相信未来在工业打印机和高浓度热升华墨水的逐渐普及下,转印纸的克重会进一步降低,例如尚未大量应用的18克转印纸。因此热转印纸生产商应进行前瞻技术储备,积极推出新产品,在保证产品质量的前提下[7],顺应行业趋势,降低定量,引领市场发展方向。

4 结语

经过对国内热转印纸产业的研究,可以发现其市场前景十分广阔。目前该产业竞争格局逐渐形成,市场份额虽较为集中,但更多生产企业涌入市场,国内外竞争激烈。因此国内热转印纸产业必须不断创新,调整经营策略,适应市场需求。同时政府也应该给与更多政策扶持和指导,加强对行业的管理和监管,绿化行业经营环境,为资本投资增添信心。总的来说,国内热转印纸产业有着很大的发展空间和潜力,需共同努力、紧抓机遇,推进技术创新,确保行业的可持续健康发展。