Miljöfördelarna med vattenfria digitala textiltryckbläcksystem

Debbie McKeegan diskuterar framtiden för industriellt textiltryck och hur digitalt tryck gynnas av att minska miljöavtrycket.

Den traditionella textilscreentryckindustrin står för över 94 % av världens tryckta tyg i volym. Digital teknik, även om den nu allmänt ses som framtiden för industriellt textiltryck, beräknas stå för de återstående 6 % - digitala tryckmaskiner slår gradvis igenom, men vi har fortfarande en lång väg kvar att gå för att nå maximal effektivitet och minskad miljöavtryck. EFI-Bolt – industriell single pass – digital textiltryckmaskin, nådde nyligen milstolpen på 50 miljoner tryckta meter – och visar framtiden för industriell textilproduktion med digital utrustning.

Det är välkänt att traditionella textiltrycksystem är tunga på vatten- och energiförbrukning. Till exempel uppskattades nyligen att analoga textilproduktionssystem använder cirka 93 miljarder kubikmeter vatten årligen. Mycket av detta vatten tas från lokala grundvattennivåer och är känt för att orsaka problem i områden med vattenbrist över hela världen. Över 20 % av industriella vattenföroreningar globalt kan hänföras till färgning och behandling av textilier. (Ellen Macarthur Foundation).

Mätt mot deras analoga screentrycksmotsvarigheter är alla digitala textiltrycksystem jämförelsevis vattenfria.

En färsk rapport från Research and Markets (mars 2021) drog slutsatsen att viktiga faktorer som påverkar tillväxten på den digitala textiltrycksmarknaden inkluderade migrationen mot hållbara textiltrycksmetoder med renare förbrukningsvaror – som urea och VOC-fria tryckfärger. Och att några av faktorerna som driver antagandet av digital tryckteknik också inkluderade energi- och vatteneffektivitet och minskat kemiskt slöseri.

Innovationer fortsätter inom detta område; vatten är en knapp och värdefull resurs. Att förenkla produktionsprocessen för att ta bort onödig användning av vatten är av största vikt. Pigmentbläck erbjuder därför en effektiv lösning i kombination med digital teknik. Enstegsproduktion går längre - genom att ta bort behovet av förbeläggning och efterbehandling av tyger. Kornit Digital erbjuder en enstegsprocess i sin maskin Kornit Presto, som belägger tyget med hjälp av bläckstråleteknik in-line, när bläck appliceras, på ytan av tyget (vått i vått) och sedan torkar det i ett pass - spara vatten och energi. Högkvalitativa utskrifter uppnås med Fujifilm - Dimatix Starfire-skrivhuvudet och genererar millimetrisk noggrannhet av tryckmärket utan slöseri.


Digitalt textiltryck kan spara så mycket som 95 % av industriell vattenanvändning, medan energiförbrukningen kan minskas med 75 % - vilket leder till minimal användning av resurser och textilavfall (Advanced Market Analytics).

Den främsta anledningen till detta ligger i själva den digitala tryckprocessen:
I det digitala skrivhuvudet finns det mycket mindre fysiska krafter att övervinna när bläcket appliceras. Det piezoelektriska skrivhuvudet genererar en bläckdroppe efter att en elektrisk laddning aktiverar en vibrationsplatta inuti skrivhuvudet. Varje droppe består av en exakt mängd bläck som avfyras vid exakt rätt tidpunkt enligt en elektronisk laddning som relaterar till detaljen i en design som skrivs ut. Till exempel kan ett Epson Precisioncore-skrivhuvud på Epson ML8000 leverera så lite som 1,5 pikoliter per droppe, vilket exakt replikerar den elektroniska bilden av designen eller mönstret som den skriver ut.

Bildtext: Epson Precisioncore-skrivhuvud. Bildkredit: Epson.

Utskriftshastigheten för digitala textilmaskiner har ökat, drivet av innovationer inom design av skrivhuvuden. Ricoh TH5241 genererar exakta 1200 dpi från 1280 munstycken, medan Kyocera KJ4 EX använder styrkan och styvheten i sin konstruktion för att generera fina droppar som möjliggör högkvalitativa utskrifter med hastighet. XAAR, med sitt skrivhuvud från 2002, levererar avsevärt ökade utskriftshastigheter på upp till 75 meter per minut vid 720 dpi genom att använda skrivhuvudets fulla kapacitet, där mycket högre avfyrningsfrekvenser på upp till 36 kHz nu är möjliga. Det är i denna kombination av snabbhet och precision som fördelarna med vatten och energi genereras.

Som ett resultat av detta står den genomsnittliga vattenförbrukningen vid digitalt textiltryck på 5-9 cc per meter i kontrast till den stora mängden vätskevolym på 50-60cc per meter som förbrukas för att placera ett tryck på tyg genom en roterande eller platt skärm. Detta beror på att screentrycket förlitar sig på att fysiskt tvinga tryckfärgsemulsionen genom nätet av en skärm, graverad från en färgseparation av designen som trycks. Oavsett hur finmaskig maskvidd eller hur exakt graveringen är, är detta i grunden en grov process jämfört med digitalt tryck.
Vid screentryck är den tixotropa återhämtningshastigheten för en tryckemulsion avgörande om den ska motstå de enorma skjuvkrafter som emulsionen utsätts för när den tvingas genom ett screentryckningsnät och detta uppnås endast genom komplex formuleringskemi som kräver volymdispersion för att vara effektiv. Dessutom - bläckemulsionens viskositet måste varieras från färg till färg beroende på skärmnätet och designens komplexitet.


Att upprätthålla detta är avgörande för kvaliteten på screentryckprocessen, för en stabil emulsion med kontrollerad viskositet krävs om färgen och tryckmärket konsekvent ska bevaras under en tryckning. Enkelt uttryckt, själva screentryckmetoden förbrukar stora mängder vattenbaserad bläckemulsion, eftersom den, som en oprecis fysikalisk process, är mycket beroende av volymdriven kemisk stabilisering för att uppnå ett tillfredsställande tryck.

Bortsett från skillnaden mellan den roterande screentryckarens faktiska fysiska egenskaper jämfört med en digital textilskrivare, är mängden vatten som ska torkas i digitalt textiltryck så mycket lägre, med resultatet att ett torrt tyg kan uppnås med en bråkdel av energin som används i traditionell screentryck.

I en värld där konsumenten blir allt mer miljöfokuserad, har ekologiska uppgifter blivit mycket viktiga. Digitalt textiltryck, med sin precisionsleverans av bläck till tyg, säkerställer att den minsta mängden vatten används under skapandet av de vackra tyger och mönster som det med rätta är känt för. Precision och sparsamhet kombineras för att göra den digitala textilprocessen praktiskt taget vattenfri, och därmed successivt mer attraktiv för både konsumenter och miljöpartister.

Upptäck de senaste innovationerna inom digitalt textiltryck på G lobal Print Expo 2021, Europas ledande utställning för screen- och digitala bredformatstryck, textiltryck och skyltar. Upptäck de senaste produkterna, nätverk med likasinnade individer och utforska nya affärsmöjligheter. Registrera dig nu och använd kampanjkoden FESH101 ​för att få en rabatt på 30 euro.