ITMA 2019 toonde de nieuwste innovaties op het gebied van digitaal printen van vroege innovators en nieuwkomers op de markt.
door dr. Lisa P. Chapman, technisch redacteur
Voor het eerst geïntroduceerd op ITMA 1991, waren textielinkjetprinters een nieuw kleurproces dat op de markt werd gebracht voor steekproeven en hoogwaardige korte runs vanwege de lage productiesnelheid van 10 meter per uur (m/u). Op ITMA 2019, bijna 30 jaar nadat deze technologie voor het eerst werd getoond, bereikten textielinkjetprinters snelheden van 90 meter per minuut (m/min), waardoor deze technologie nu zeer concurrerend is met rotatiezeefdruk.
Met snelheden die gelijk zijn aan en in sommige gevallen zelfs die van roterende printers, heeft textielinkjetprinten een concurrentievoordeel omdat het het schermvoorbereidingsproces elimineert en de mogelijkheid biedt om printinformatie in een digitaal formaat vast te houden tot aan de productie. Door het scherm te elimineren en de kleurstof te spuiten, zorgt inkjetprinten voor meer flexibiliteit in de afdrukherhalingsgrootte, een toename van het aantal kleuren zonder hogere kosten, voor fijnere lijndetails en minder water- en energieverbruik. Het fijne lijndetail en het grotere aantal kleuren kunnen een bijna fotografisch beeld op het textielsubstraat produceren; en de eliminatie van herhalingsformaten stelt de printontwerper in staat een print te ontwerpen binnen de schaal, vorm en optimale positie van het textielproduct, waardoor nieuwe productcategorieën mogelijk worden. Het digitale karakter van inkjetprinten drijft deze technologie echter aan, aangezien fabrikanten op zoek zijn naar manieren om producten sneller op de markt te brengen om snel te kunnen reageren op de vraag van de consument.
De toename van de snelheden van inkjetprinters wordt toegeschreven aan veranderingen in de configuratie van het printkopsysteem, waardoor het aantal nozzles toenam. Printers van het scantype werken door de printkopwagen heen en weer over het substraat te bewegen. Hoewel aanzienlijk sneller dan bij de eerste introductie, is de bovengrens van printers van het scantype doorgaans ongeveer 300 m/u, met uitzondering van de Mini Lario — vervaardigd door het in Italië gevestigde MS Printing Solutions Srl — die tot 600 m/u kan afdrukken. H. Single-pass printers printen met aanzienlijk hogere snelheden omdat het printkopsysteem zo is opgesteld dat de stof onder een vaste printeenheid wordt gevoerd en de stof met een constante snelheid onder de printbalken beweegt en het printbeeld over de volledige breedte van de substraat met één slag of doorgang van het verticale beeld. Bij single-pass printen spuit elk printkopstation één kleur cyaan, magenta, geel of zwart (CMYK) met de mogelijkheid om maximaal vier extra stations met kleuren toe te voegen, zoals blauw, groen, violet, grijs, rood of oranje . De footprint van single-pass printers is aanzienlijk groter dan die van scanmodusprinters, maar de snelheid van single-pass printers rechtvaardigt vaak de grote vierkante meters.
Op ITMA 2019 werden vijf single-pass printers getoond. Tegenwoordig zijn er wereldwijd tientallen geïnstalleerd. Het in Italië gevestigde EFI Reggiani — een divisie van Electronics For Imaging (EFI) Inc., Fremont, Californië — introduceerde de nieuwste single-pass printer, de 1,8 meter brede Reggiani BOLT, die printsnelheden van 90 m/min bij een resolutie van 600 x 600 dots per inch (dpi). De printkop heeft de mogelijkheid van variabele druppelgroottes variërend van 5 tot 30 picoliter (pL). Een innovatief, optioneel kenmerk van de Bolt-printer is dat een of meer geïntegreerde analoge printstations kunnen worden opgenomen om te worden gebruikt voor speciale effecten zoals een metaalpigment of als voorbehandelingsapparaat.
De Bolt-printer is de vijfde single-pass printer die op ITMA wordt getoond, waarvan er vier eerder in première gingen op ITMA 2015. De vier andere single-pass printers zijn Lario, de in Japan gevestigde Nassenger SP-1 van Konica Minolta, Nederland- Pike van SPGPrints en Vega One uit China van Atexco. Op ITMA werd ook informatie verstrekt over een zes-single-pass printer uit het in Zwitserland gevestigde Mouvent, waarvan de naam nog te bepalen is, maar de printer werd niet getoond en is nog niet in de handel verkrijgbaar.
MS Printing Solutions, een bedrijf uit Dover, heeft wereldwijd 27 Larios geïnstalleerd; 24 daarvan worden voornamelijk gebruikt voor direct-to-text printen, twee voor textielsublimatie en één voor een niet-textieltoepassing (zie tabel 1). De Lario heeft productieprintsnelheden van 75 m/min voor textielsubstraten — waardoor 20.000 tot 80.000 meter per dag bedrukte stof mogelijk is — en 120 m/min voor afdrukken op papier. Op ITMA toonde MS een innovatieve in-line voorbehandelingsmethode voor reactieve inkten die bestond uit het leggen van een schuim op de riem onder de stof en vervolgens druk uitoefenen op de bovenkant van de stof om de penetratie van de voorbehandeling te forceren.
Konica Minolta's Nassenger SP-1 heeft in totaal 1024 kanaalkoppen met onafhankelijke aandrijving en variabele druppelgroottes van 6-30 pL. Het bedrijf ontwikkelde een eigen printkop die flexibiliteit in de inktaanpassing mogelijk maakt, zodat donkere en lichte kleuren tijdens het printproces kunnen worden gecombineerd. De printer kan worden geconfigureerd voor maximaal negen kleuren met de mogelijkheid om reactieve, disperse of zure kleurstoffen te gebruiken.
De Nassenger SP-1 drukt high-definition prints af met een redelijk goede inktpenetratie van de voorkant naar de achterkant van de stof. Een ander opmerkelijk vermogen van deze printer is een automatische printkopreiniging en een detectiesysteem voor lege spuitmondjes om een stabiele productie en minder uitvaltijd te behouden. Om de uitvaltijd van de printer verder te verminderen, is de Nassenger SP-1 uitgerust met een kreukdetectiefunctie en concave printkopmondstukken om transportproblemen te voorkomen. De Nassenger SP-1 kan printsnelheden halen van 60 m/min.
De Pike-printer van SPG Prints heeft printsnelheden van 40 tot 90 m/u, afhankelijk van de gewenste printkwaliteit. De Pike maakt gebruik van Samba-printkoppen van het in Santa Clara, Californië gevestigde Fujifilm Dimatix Inc. met een recirculerend inktkanaalsysteem dat verstopping van de inkt voorkomt. Bovendien handhaaft de printkop thermische stabiliteit gedurende de printrun. Door dit robuuste ontwerp kan SPG 18 maanden garantie geven op de printkoppen. Uniek aan de Pike is dat deze gebruik maakt van de Archer® technologie, waarbij de kopprintplaten 3 tot 6 millimeter (mm) van het substraat kunnen worden gepositioneerd, waardoor de kans op een kopstoot aanzienlijk wordt verkleind. Doorgaans worden printkoppen 2 tot 3 mm boven het substraat geplaatst, wat een risico vormt voor de printkop als de stof gekreukt is. Archer-technologie kan nauwkeurig over een veel grotere afstand spuiten dan andere printkoppen, terwijl toch een native resolutie van 1200 x 1200 dpi wordt bereikt. De Pike kan worden geconfigureerd met zes tot negen printstations, en elk printstation heeft een speciale Archer-printbalk met 43 printkoppen met variabele druppelgroottes van 2-10 pL en een jetting-frequentie van 32 kilohertz (kHz).
Atexco's single-pass Vega One high-speed printer kan 80 m/min printen voor een productiecapaciteit van 8.000 tot 10.000 meter per dag. De zeer nauwkeurige printkopsproeiers kunnen printen met maximaal 1.900 pixels per inch. De Vega One is ook in staat om één zijde van de stof te bedrukken, te scannen op uitlijning en vervolgens de achterkant te bedrukken. Deze nieuwe functie is geschikt voor het dubbelzijdig printen van producten zoals sjaals en vlaggen en kan het probleem van slechte inktpenetratie oplossen die problematisch is gebleken voor inkjetprints.
Terwijl de verhoogde productiesnelheid van single-pass printers werd benadrukt op ITMA 2019, gold dat ook voor de verfijning van scan-type printers. Nieuw op de markt voor speciaal printen, Twine Solutions Ltd., Israël, bracht een machine in première voor het on-demand bedrukken van naaigaren. Draad kan direct en op aanvraag in miljoenen kleuren worden geverfd, waardoor unieke kleuren, tinten of zelfs gradiënten ontstaan. Nieuw op de markt voor textielinkjetprinters, Hewlett-Packard Co. (HP), Palo Alto, Californië - van oudsher een fabrikant van printers voor papier en borden en banners - toonde de STITCH S-printerserie voor verspreid printen op zowel transferpapier als textiel broodjes. Daarnaast toonde het in Spanje gevestigde KERAjet, uitvinder en pionier van digitale keramische printtechnologie voor vloertegels, een snelle digitale textielprinter.
Het in Oostenrijk gevestigde Zimmer Austria Inc. demonstreerde zijn capaciteit voor pigmentafdrukken met de COLARIS 96-3400 - een 3,4 meter brede digitale inkjetprinter die kan worden uitgerust met maximaal 96 printkoppen. Deze vlaggenschipprinter is geschikt voor textieltoepassingen en heeft een capaciteit van meer dan 1.000 vierkante meter per uur (m2/h). Zimmer demonstreerde een inline droogsysteem met een kleine footprint dat een unieke infraroodtechnologie gebruikt in combinatie met een vacuümzuigsysteem om het pigment uit te harden. Colaris-printers kunnen worden gebruikt met een verscheidenheid aan kleurstoffen, zoals reactieve, disperse, zuur-, pigment- en btw-printers voor het bedrukken van lichtgewicht tot zeer zware stoffen die kleurstofpenetratie door het substraat vereisen, zoals vloerbedekking, handdoeken en pluche of zware auto- en woondecoraties stof. Zimmer heeft verschillende Colaris-pigmentinstallaties in Europa en Azië en onlangs is ook de eerste unit in de Verenigde Staten geïnstalleerd. Voor de Amerikaanse markt heeft Zimmer zich gericht op woondecoratie en digitaal camouflageprinten, dus de nadruk op pigment- en btw-kleurstoffen.
De Colaris-serie scanprinters heeft een printbreedte van 2,2 tot 5,2 meter, terwijl de COLARIS-NF een single-pass printer is voor smalle stoffen. In-line voor- en nabehandelingssystemen kunnen worden toegevoegd om de printkwaliteit te verbeteren en de inktpenetratie te vergroten. De MAGNOROLL GMA en CHROMOJET (CHR-DPT) zijn inline-voorbehandelingsapplicators, de eerste voor lichtere tot middelzware stoffen en de tweede voor middelzware tot zware ondergronden zoals badstof handdoeken, gevlokte stoffen, velours en zelfs tapijt. Het SUPRAPRESS-persstation kan worden toegevoegd als een apparaat voor verhoogde penetratie en egalisatie om maximale penetratie op producten zoals tapijten of PES-dekens te garanderen. De SUPRAFIX SHS is een gecombineerd, horizontaal kleurfixatiesysteem dat gebruik maakt van naar keuze verzadigde stoom, oververhitte stoom of hete lucht, afhankelijk van de hoeveelheid inkt die wordt gebruikt. De fixatie-activiteit wordt gecontroleerd door een stroom door stoom/hete luchtstroom en zorgt voor de hoogste penetratie, inktfixatie en droging in een enkele doorgang en in de kortst mogelijke tijd.
De Colaris-printers zijn uitgerust met Fujifilm Dimatix's StarFire™ SG1024 compacte industriële printkoppen. De printkop is verkrijgbaar in vier modellen voor Colaris-printers, elk met verschillende druppelgroottes:
Als zowel fijne lijndefinitie als penetratie nodig zijn, zijn er twee opties: kies het kleine SA-printkopformaat en print met een hogere resolutie om meer inktafzetting te bereiken; of gebruik een medium MA of grote LA printkop, bedien de kop alleen met de kleinste druppelgrootte om de fijne contouren te krijgen.
KERAjet heeft zijn industriële printkoptechnologie geïntroduceerd in textiel. De machines zijn verkrijgbaar in drie breedtes — de KERAtex MP 3400 heeft printbreedtes tot 3,4 meter; de KERAtex MP 2400 heeft printbreedtes tot 2,4 meter; en de KERAtex MP 1800 heeft een printbreedte tot 1,8 meter. Ongeacht het model zijn alle printers uit de Kerajet-serie volledig configureerbaar voor maximaal 10 kleuren van alle kleurstoffen op waterbasis of pigmenten, maximaal acht printkoppen, en hebben ze open platforms voor kleurstof- en rasterbeeldproces (RIP). Kerajet-printers zijn uitgerust met de StarFire 1024-printkop van Fujifilm Dimatix.
HP introduceerde de Stitch-serie printers met native 1.200 dpi printkopresolutie voor levendige kleuren en diep zwart. Deze onderhoudsarme printer kan onbeheerd printen met productiesnelheden tot 220 m2/u. HP is een van de weinige printerfabrikanten die ook printkopfabrieken bezit en exploiteert en het bedrijf profiteerde van zijn onderzoeks- en ontwikkelingscapaciteit om een reeks printers op de markt te brengen die thermische in plaats van piëzo-elektrische printkoppen gebruiken. Bij een piëzo-elektrische printkop wordt een elektrische lading op het piëzokristal aangebracht, waardoor een trilling ontstaat die inkt uit de printkopspuitmond dwingt. Bij thermische printkoppen wordt de inkt snel opgewarmd, waardoor er bellen ontstaan die de inkt via een spuitmondje uitdrijven. De overgrote meerderheid van de textielinktprinters op de markt gebruiken piëzo-elektrische printkoppen. Over het algemeen zijn thermische printkoppen goedkoper, maar in het verleden waren er compatibiliteitsproblemen met sommige soorten kleurstof. HP is erin geslaagd een disperse inkt te ontwikkelen die geschikt is voor een thermische printkop. Bovendien maken HP thermische printkoppen meer spuitmondjes mogelijk — tot vier keer zoveel — dus als een spuitmondje defect is, kunnen andere de opening opvullen. In tegenstelling tot piëzo-elektrisch, dat gevoelig is voor warmte, zorgt de thermische printkop ervoor dat er in de printzone wordt gedroogd, waardoor de inkt onmiddellijk kan drogen na afzetting op het papier, waardoor lichtere papiersoorten voor sublimatie mogelijk zijn.
De Stitch S1000 kan tot 3,2 meter breed printen met snelheden van 10 m/u voor een zes-pass print van de hoogste kwaliteit en tot 18,7 m/u op maximale snelheid. In de printer is een spectrofotometer ingebouwd om online kalibratie over meerdere printers mogelijk te maken, ongeacht de locatie van de printers. De Stitch S1000 is ook uitgerust met een geavanceerd systeem voor optische media met de mogelijkheid om foto's vast te leggen om een optimale mediuminvoer tijdens de afdrukrun te garanderen.
Single pass printers bieden snelheden en prijzen die concurrerend zijn met rotatiezeefdruk, maar scan-type printers zijn nog steeds het meest voorkomende type textielinkjetprinter omdat de lagere kosten printserviceproviders in staat stellen meer printers te installeren, met de flexibiliteit van verschillende kleurstoftypes of printerfabrikant in hun fabrieken. Scan-type printers zijn ook geschikt voor bedrijven die een inkjetprintafdeling starten en geen grote kapitaalinvestering willen voordat ze leren hoe ze de nieuwe technologie optimaal kunnen implementeren in hun bestaande productieproces. En natuurlijk voldoen de lagere kosten van deze printers nog steeds aan de behoeften van de markten voor sampling, prototyping en gespecialiseerde print. Onderzoek en ontwikkeling gaan door op het gebied van machinetechnologieën zoals stofverwerking, printkopcapaciteit en robuustheid, kwaliteitscontrolemechanismen voor mondstukstoringen en stofkreukdetectiesystemen; en chemische ontwikkelingen in kleurstof en voorbehandeling. Voor een succesvolle implementatie van deze technologie is nog optimalisatie van de print supply chain voor proces-, water-, energie- en prijsverlaging nodig.