I vantaggi ambientali dei sistemi di inchiostri per la stampa digitale su tessuti senza acqua

Debbie McKeegan discute del futuro della stampa tessile industriale e dei vantaggi della stampa digitale nel ridurre l'impatto ambientale.

L’industria tradizionale della serigrafia tessile rappresenta oltre il 94% del tessuto stampato mondiale in volume. Si stima che le tecnologie digitali, sebbene ormai ampiamente viste come il futuro della stampa tessile industriale, rappresentino il restante 6%: i macchinari per la stampa digitale stanno gradualmente avendo un impatto, ma abbiamo ancora molta strada da fare per raggiungere la massima efficienza e un ridotto impronta ambientale. La macchina per la stampa tessile digitale industriale a passaggio singolo EFI-Bolt ha recentemente raggiunto il traguardo dei 50 milioni di metri stampati e segna il futuro della produzione tessile industriale utilizzando apparecchiature digitali.

È noto che i tradizionali sistemi di stampa tessile comportano un elevato consumo di acqua ed energia. Ad esempio, è stato recentemente stimato che i sistemi di produzione tessile analoghi utilizzano circa 93 miliardi di metri cubi di acqua all’anno. Gran parte di quest’acqua viene prelevata dalle falde acquifere locali ed è nota per causare problemi nelle regioni carenti d’acqua in tutto il mondo. Oltre il 20% dell’inquinamento delle acque industriali a livello globale è attribuibile alla tintura e al trattamento dei tessili. (Fondazione Ellen Macarthur).

Se confrontati con i loro omologhi serigrafici, tutti i sistemi di stampa tessile digitale sono comparativamente privi di acqua.

Un recente rapporto di Research and Markets (marzo 2021) ha concluso che i principali fattori che influenzano la crescita nel mercato della stampa tessile digitale includono la migrazione verso pratiche di stampa tessile sostenibili che utilizzano materiali di consumo più puliti, come inchiostri da stampa privi di urea e COV. E che alcuni dei fattori che guidano l’adozione della tecnologia di stampa digitale includono anche l’efficienza energetica e idrica e la riduzione degli sprechi chimici.

Le innovazioni continuano in questo campo; l’acqua è una risorsa scarsa e preziosa. Semplificare il processo produttivo per eliminare l’uso non necessario di acqua è fondamentale. Gli inchiostri pigmentati offrono quindi una soluzione efficiente se combinati con le tecnologie digitali. La produzione in un'unica fase va oltre, eliminando la necessità di pre-rivestimento e post-rifinitura dei tessuti. Kornit Digital offre un processo in un'unica fase nella sua macchina Kornit Presto, che riveste il tessuto utilizzando la tecnologia a getto d'inchiostro in linea, mentre l'inchiostro viene applicato, sulla superficie del tessuto (bagnato su bagnato) e quindi lo asciuga in un unico passaggio. pass - risparmio di acqua ed energia. La stampa di alta qualità si ottiene utilizzando la testina di stampa Fujifilm - Dimatix Starfire e genera una precisione millimetrica del segno di stampa senza sprechi.


La stampa tessile digitale può far risparmiare fino al 95% del consumo di acqua industriale, mentre il consumo di energia può essere ridotto del 75%, portando al minimo utilizzo di risorse e rifiuti tessili (Advanced Market Analytics).

La ragione principale di ciò risiede nel processo di stampa digitale stesso:
Nella testina di stampa digitale, ci sono forze fisiche molto più piccole da superare durante l'applicazione dell'inchiostro. La testina di stampa piezoelettrica genera una goccia di inchiostro dopo che una carica elettrica aziona una piastra vibrante all'interno della testina di stampa. Ogni goccia è costituita da una quantità precisa di inchiostro sparata esattamente al momento giusto secondo una carica elettronica relativa al dettaglio di un disegno in fase di stampa. Ad esempio, una testina di stampa Epson Precisioncore sulla Epson ML8000 può erogare appena 1,5 picolitri per goccia, replicando esattamente l'immagine elettronica del disegno o del motivo che sta stampando.

Didascalia: Testina di stampa Epson Precisioncore. Credito immagine: Epson.

La velocità di stampa dei macchinari tessili digitali è aumentata, spinta dalle innovazioni nella progettazione delle testine di stampa. La Ricoh TH5241 genera 1200 dpi precisi da 1280 ugelli, mentre la Kyocera KJ4 EX sfrutta la forza e la rigidità della sua costruzione per generare goccioline fini che consentono una stampa di alta qualità a velocità elevata. XAAR, con la sua testina di stampa del 2002, offre velocità di stampa significativamente aumentate fino a 75 metri al minuto a 720 dpi utilizzando tutta la capacità della testina di stampa, dove ora sono possibili frequenze di innesco molto più elevate fino a 36 kHz. È in questa combinazione di velocità e precisione che si generano le economie di acqua ed energia.

Di conseguenza, il volume medio di consumo di acqua nella stampa tessile digitale, pari a 5-9 cc per metro, contrasta con la grande quantità di volume liquido di 50-60 cc per metro consumato nel posizionare una stampa su tessuto attraverso un retino rotativo o piatto. Questo perché la serigrafia si basa sulla forzatura fisica dell'emulsione di inchiostro da stampa attraverso la rete di uno schermo, incisa da una separazione di colore del disegno da stampare. Non importa quanto sia fine la trama o quanto sia precisa l'incisione, questo è essenzialmente un processo grezzo rispetto alla stampa digitale.
Nella stampa serigrafica, il tasso di recupero tissotropico di un'emulsione di stampa è vitale se si vuole resistere alle enormi forze di taglio subite dall'emulsione mentre viene forzata attraverso una rete serigrafica e ciò si ottiene solo attraverso una formulazione chimica complessa che richiede dispersione di volume per essere efficace. Inoltre, la viscosità dell'emulsione dell'inchiostro deve variare da colore a colore a seconda della trama del retino e della complessità del disegno.


Mantenere questo aspetto è vitale per la qualità del processo di stampa serigrafica, poiché è necessaria un'emulsione stabile con viscosità controllata se si vuole preservare in modo coerente il colore e il segno di stampa durante una tiratura. In poche parole, il metodo di serigrafia stesso consuma grandi quantità di emulsione di inchiostro a base d’acqua, perché essendo un processo fisico impreciso, fa molto affidamento sulla stabilizzazione chimica basata sul volume per ottenere una stampa soddisfacente.

A parte la differenza tra la fisicità effettiva della stampante serigrafica rotativa rispetto a quella di una stampante tessile digitale, la quantità di acqua da asciugare nella stampa tessile digitale è molto inferiore, con il risultato che è possibile ottenere un tessuto asciutto con una frazione di l’energia utilizzata nella serigrafia tradizionale.

In un mondo in cui il consumatore è sempre più attento all’ambiente, le credenziali ecologiche sono diventate di vitale importanza. La stampa tessile digitale, con la sua distribuzione precisa dell'inchiostro sul tessuto, garantisce che venga utilizzata la quantità minima di acqua durante la creazione degli splendidi tessuti e modelli per i quali è giustamente rinomata. Precisione e parsimonia si combinano per rendere il processo tessile digitale praticamente privo di acqua, e quindi progressivamente più attraente sia per i consumatori che per gli ambientalisti.

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