الفوائد البيئية لأنظمة الحبر الرقمي لطباعة المنسوجات بدون ماء

تناقش ديبي ماكيغان مستقبل طباعة المنسوجات الصناعية وفوائد الطباعة الرقمية في تقليل البصمة البيئية.

تمثل صناعة طباعة الشاشة التقليدية للمنسوجات أكثر من 94% من الأقمشة المطبوعة في العالم من حيث الحجم. وفي حين يُنظر إلى التقنيات الرقمية الآن على نطاق واسع على أنها مستقبل طباعة المنسوجات الصناعية، إلا أن التقديرات تشير إلى أن التقنيات الرقمية تمثل نسبة الـ 6% المتبقية، حيث إن آلات الطباعة الرقمية تحدث تأثيرًا تدريجيًا، ولكن لا يزال أمامنا طريق طويل لنقطعه للوصول إلى أقصى قدر من الكفاءة وتقليل البصمة البيئية. وصلت ماكينة طباعة المنسوجات الرقمية EFI-Bolt – آلة طباعة المنسوجات الصناعية أحادية التمرير – مؤخرًا إلى 50 مليون متر مطبوع – وهي تشير إلى مستقبل إنتاج المنسوجات الصناعية باستخدام المعدات الرقمية.

من المعروف أن أنظمة طباعة المنسوجات التقليدية تستهلك كميات كبيرة من المياه والطاقة. فعلى سبيل المثال، تشير التقديرات مؤخراً إلى أن أنظمة إنتاج المنسوجات التناظرية تستهلك حوالي 93 مليار متر مكعب من المياه سنوياً. ويُؤخذ جزء كبير من هذه المياه من جداول المياه المحلية ومن المعروف أنها تسبب مشاكل في المناطق التي تعاني من ندرة المياه في جميع أنحاء العالم. يُعزى أكثر من 20% من تلوث المياه الصناعية على مستوى العالم إلى صباغة المنسوجات ومعالجتها. (مؤسسة إلين ماكارثر).

عند قياسها بنظيراتها التناظرية وطباعة الشاشة، فإن جميع أنظمة طباعة المنسوجات الرقمية لا تحتاج إلى الماء نسبياً.

خلص تقرير حديث صادر عن شركة Research and Markets (مارس 2021) إلى أن العوامل الرئيسية المؤثرة في نمو سوق الطباعة الرقمية للمنسوجات تشمل التحول نحو ممارسات الطباعة المستدامة للمنسوجات باستخدام مواد مستهلكة أنظف – مثل اليوريا وأحبار الطباعة الخالية من المركبات العضوية المتطايرة. وأن بعض العوامل التي تدفع إلى اعتماد تكنولوجيا الطباعة الرقمية تشمل أيضًا كفاءة الطاقة والمياه وتقليل الهدر الكيميائي.

تستمر الابتكارات في هذا المجال؛ فالمياه مورد نادر وثمين. ومن الأهمية بمكان تبسيط عملية الإنتاج لإزالة الاستخدام غير الضروري للمياه. لذلك تقدم الأحبار الصبغية حلاً فعالاً عند دمجها مع التقنيات الرقمية. ويذهب الإنتاج بخطوة واحدة إلى أبعد من ذلك – في إزالة الحاجة إلى الطلاء المسبق والتشطيب اللاحق للأقمشة. تقدم كورنيت ديجيتال عملية من خطوة واحدة في ماكينتها Kornit Presto، والتي تقوم بطلاء القماش باستخدام تقنية نفث الحبر في خط واحد، حيث يتم تطبيق الحبر على سطح القماش (رطب على رطب) ثم تجفيفه في مسار واحد – مما يوفر المياه والطاقة. تتحقق الطباعة عالية الجودة باستخدام رأس الطباعة Fujifilm – Dimatix Starfire من Fujifilm، وتولد دقة مليمترية لعلامات الطباعة من دون إهدار.

يمكن أن توفر الطباعة الرقمية على المنسوجات ما يصل إلى 95% من استخدام المياه الصناعية، بينما يمكن تقليل استهلاك الطاقة بنسبة 75% – مما يؤدي إلى الحد الأدنى من استخدام الموارد ونفايات المنسوجات (تحليلات السوق المتقدمة).

ويكمن السبب الرئيسي في ذلك في عملية الطباعة الرقمية نفسها:
في رأس الطباعة الرقمية، هناك قوى فيزيائية أقل بكثير للتغلب عليها أثناء تطبيق الحبر. يولد رأس الطباعة الكهربائية البيزو قطرة حبر بعد أن تقوم شحنة كهربائية بتشغيل لوحة اهتزاز داخل رأس الطباعة. وتتكون كل قطرة من كمية دقيقة من الحبر يتم إطلاقها في الوقت المناسب تماماً وفقاً لشحنة إلكترونية تتعلق بتفاصيل التصميم الذي تتم طباعته. على سبيل المثال، يمكن لرأس الطباعة Epson Precisioncore في الطابعة Epson ML8000 أن يقدم ما لا يزيد عن 1.5 بيكوليتر لكل قطرة، مما يكرر بالضبط الصورة الإلكترونية للتصميم أو النمط الذي يطبعه.

التسمية التوضيحية: رأس طباعة Epson Precisioncore. رصيد الصورة: إبسون.

زادت سرعة طباعة آلات النسيج الرقمية، مدفوعة بالابتكارات في تصميم رأس الطباعة. تُولِّد طابعة Ricoh TH5241 1200 نقطة في البوصة بدقة 1200 نقطة في البوصة من 1280 فوهة، بينما تستخدم Kyocera KJ4 EX قوة وصلابة هيكلها لتوليد قطرات دقيقة تتيح الطباعة عالية الجودة بسرعة. توفر XAAR، مع رأس الطباعة 2002، سرعات طباعة متزايدة بشكل كبير تصل إلى 75 مترًا في الدقيقة بدقة 720 نقطة في البوصة باستخدام الإمكانات الكاملة لرأس الطباعة، حيث أصبح من الممكن الآن استخدام ترددات إطلاق أعلى بكثير تصل إلى 36 كيلوهرتز. وفي هذا المزيج من السرعة والدقة يتم تحقيق وفورات في المياه والطاقة.

ونتيجة لذلك، فإن متوسط حجم استهلاك المياه في الطباعة الرقمية للمنسوجات الذي يتراوح بين 5 و9 سنتيمترات مكعبة لكل متر، يتناقض مع الكمية الكبيرة من حجم السائل التي تتراوح بين 50 و60 سنتيمترًا مكعبًا لكل متر التي يتم استهلاكها في وضع الطباعة على القماش من خلال شاشة دوارة أو مسطحة. ويرجع السبب في ذلك إلى أن طباعة الشاشة تعتمد على دفع مستحلب حبر الطباعة ماديًا عبر شبكة الشاشة، المحفورة من فصل ألوان التصميم الذي تتم طباعته. وبغض النظر عن مدى دقة الشبكة أو مدى دقة النقش فإن هذه العملية في الأساس عملية بدائية مقارنة بالطباعة الرقمية.
في طباعة الشاشة، يُعد معدل الاسترداد المتغيرة الانسيابية لمستحلب الطباعة أمرًا حيويًا إذا كان سيقاوم قوى القص الهائلة التي يتعرض لها المستحلب أثناء دفعه عبر شبكة طباعة الشاشة، ولا يتحقق ذلك إلا من خلال كيمياء التركيب المعقدة التي تتطلب تشتت الحجم لتكون فعالة. وبالإضافة إلى ذلك – يجب أن تتنوع لزوجة مستحلب الحبر من لون إلى آخر حسب شبكة الشاشة وتعقيد التصميم.

يُعد الحفاظ على هذا الأمر أمرًا حيويًا لجودة عملية الطباعة على الشاشة، حيث يلزم وجود مستحلب مستقر مع لزوجة متحكم فيها إذا كان من الضروري الحفاظ على اللون وعلامة الطباعة باستمرار أثناء تشغيل الطباعة. وببساطة، تستهلك طريقة الطباعة على الشاشة نفسها كميات كبيرة من مستحلب الحبر المائي، لأنها عملية فيزيائية غير دقيقة، وتعتمد بشكل كبير على التثبيت الكيميائي المدفوع بالحجم لتحقيق طباعة مرضية.

بصرف النظر عن الفرق بين الفيزيائية الفعلية لطابعة الشاشة الدوارة مقارنة بطابعة المنسوجات الرقمية، فإن كمية المياه التي يتم تجفيفها في طباعة المنسوجات الرقمية أقل بكثير، ونتيجة لذلك يمكن تحقيق نسيج جاف بجزء بسيط من الطاقة المستخدمة في طباعة الشاشة التقليدية.

في عالم أصبح فيه المستهلك أكثر اهتماماً بالبيئة من أي وقت مضى، أصبحت المؤهلات البيئية ذات أهمية حيوية. تضمن الطباعة الرقمية للمنسوجات، مع دقة توصيل الحبر إلى القماش، استخدام الحد الأدنى من المياه أثناء إنشاء الأقمشة والأنماط الجميلة التي تشتهر بها بحق. تجتمع الدقة والتقتير لجعل عملية النسيج الرقمية خالية من المياه تقريبًا، وبالتالي فهي أكثر جاذبية بشكل تدريجي لكل من المستهلكين والمهتمين بالبيئة.

اكتشف أحدث الابتكارات في مجال طباعة المنسوجات الرقمية فيمعرض Global Print Expo 2021، المعرض الرائد في أوروبا للطباعة على الشاشة والطباعة الرقمية ذات التنسيقات العريضة وطباعة المنسوجات واللافتات. اكتشف أحدث المنتجات، وتواصل مع الأفراد ذوي التفكير المماثل، واستكشف فرص الأعمال الجديدة. سجّل الآن واستخدم الرمز الترويجي FESH101 للحصول على خصم 30 يورو.