淺談國內熱轉印紙產業發展

張國慶

(科藝盛世(北京)國際數碼科技有限公司 北京 100000)

引言

1998年,轉印紙最早由荷蘭公司Coldenhove Papier推出,因其新穎便捷的屬性一上市便成為數碼印花業的寵兒,推動了印花由傳統向數碼的轉變。而隨著打印機打印幅寬、打印精度、打印速度等性能的快速提升,熱轉印紙也發生翻天覆地的變化,在幅款、轉印率、干燥速度等應用性能方面有了很大改善,同時也增加了抗彎性能、薄紙高熱量傳導等附加性能以適應數碼打印的高速化發展?，F在市場上常用的是第三代熱轉印紙,可以適應絕大部分打印機設備,且成本較低。2005年,國產轉印紙的推出改變了國內市場嚴重依賴高價進口產品的局面,也拉開了國內轉印紙產業快速發展的序幕。

1 熱轉印紙制作工藝

作為一種間接轉移的特種印刷工藝,熱轉印由國外傳入不過10多年,打印速度從最開始的桌面單張打印提升到現在的single-pass數百米速度,帶來了數碼印花行業的整體變革。轉印紙也從A4紙大小到現在幾千米大卷紙得到廣泛運用。近年來,國內熱轉印紙廠商技術不斷改進,專利頻發,如能降低生產成本的超薄熱轉印紙,適應機內高速生產和硬質材料的熱轉印紙等,積極推動國產品牌走向世界,在穩步發展的數碼印刷行業分一杯羹。

熱轉印紙按照原紙厚度可以分熱轉移紙、轉印印花紙和數碼噴繪紙。不同類型的熱轉印紙應用范圍不同,熱轉移紙主要用于紀念品、陶瓷、門窗等日用品圖案印制;轉印印花紙通過熱升華的方式將圖案轉印到衣物上,主要用于紡織行業;數碼噴繪紙則主要用于圖文印刷,戶外廣告等。制作熱轉印紙的工藝較為復雜,涉及到原紙選擇、預涂布技術、防粘層涂布工藝和轉移層涂布工藝,每層工藝相對獨立又互相聯系:

1.1 首先在轉印紙的制作過程中,對原紙的選擇要求較高。原紙要具有較強的耐熱性能,特別是加熱過后,其原紙仍需要保持一定強度,這樣才能保證轉印結束后剝離原紙時不會被撕裂。通過反復實驗對比,發現可以選擇針葉木和闊葉木漿按照7:3比例混合,得到的原紙耐熱性強度好,打印的圖像在轉移到承印物后顏色鮮艷,不易褪色,耐磨性更高。

1.2 然后采用特殊工藝對原紙進行預涂以提升原紙表面性能,增加平整度,以便后續涂布防粘層和轉移層。研究表明,當預涂布顏料碳酸鈣和瓷土比例7:3混合時,涂層性能表現最好。而不同的涂布量會直接影響原紙的光澤度、粗糙度和光度。當涂布量在25g/m2,粗糙度在 3.35μm,原紙光澤度和光度可以滿足預涂布的工藝要求。在預涂布環節還需要增加膠粘劑和防水劑,以達到粘結作用和防滲功能。

1.3 第三步涂布防粘層,起到防粘、支撐作用,以防止轉移層在加熱后與原紙發生粘連,反滲透到原紙中去。國內使用最為廣泛的是溶劑型有機硅防粘劑,可以適應各種紙張,而且防粘效果好,用量易控制,但對環境污染較大。而相對綠色環保的無溶劑型有機硅防粘劑和光固化型有機硅防粘劑則因為使用成本較高,在國內推廣較為困難。有機硅防粘劑的使用量并不是越大越好,用量過大會使得后續涂料難以附著,產生分層現象;用量太小,則容易使轉移層和原紙發生粘連,不容易玻璃。一般來說有機硅25g/m2的用量可以作為熱轉印紙的最優配方,達到良好防粘效果的同時有較強的防水性能。

1.4 最后一步是涂布轉移層,主要由熱塑性樹脂、聚合物膠粘劑和無機顏料組成。加熱熱塑性數脂,其微?？梢孕纬赏该鞅∧?滲透到承印物上,達到轉印的目的。一般需要將兩種或者兩種以上樹脂混合使用[1],效果最好,常用的是聚乙烯和聚酯按照一定比例混合[2]。 膠粘劑需要選熱塑性聚合物,加熱后流動性和彈性較好,可采用淀粉和乳膠以6:4比例配比,物理性能最優,轉印效果最好。更重要的一步是加入無機顏料,其用量對打印性能和保存性能有重要的影響[3],應用最廣的是氧化鋁輔助微粒顏料,可以在改善打印質量的同時對轉印性能損傷較小,用量在20份較合適。為了保持顏色的逼真和穩定,還需要加入固色劑,一般為0.6份,保存轉印色彩效果良好。

2 國內熱轉印紙產業發展現狀

2021年中國熱轉印紙產量在23萬噸,同比增長9.5%,國內城市化的快速進程,疊加下游商務、旅游、娛樂等產業需求旺盛,拉動熱轉印產業的持續增長。從行業結構上看,占比最多的是轉移印花紙60%,其次是數碼噴繪紙為30%,熱轉移紙占10%,也從側面反映了數碼噴印在不同行業應用程度不同。

2.1 國內政策環境優良

為了實現全球雙碳目標和實現產業綠色可持續發展,近年來國家連續出臺各種政策推動包括熱轉印紙在內的特種紙張產業發展,給國內轉印紙產業提供了優良寬松的政策空間。2011年,國家推出《造紙工業發展“十二五”規劃》,鼓勵重點研發高性能紙、特種紙和紙板紙,重點開發含機械漿的未涂布和涂布印刷紙[4]。2017年,《造紙制造業改造提升實施方案(2017-2020年)》推出,旨在發展高性能、多功能、高附加值特種紙,促進造紙制造業創新發展。除了相關法律法規的出臺,政府還會對熱轉印紙生產企業實施相應的稅收減免和財政資金支持以扶持產業發展。而在熱轉印行業規范方面,國內出臺一系列規范標準,包括產品質量標準、安全標準和環保標準等。如2018年出臺的《架空輸電線路標識熱轉印技術規范》,結束了電力系統中熱轉印標識應用相對混亂的局面,讓熱轉印標識有從此有法可依,熱轉印標識行業也迎來新起點。

2.2 紡織行業應用最為廣泛-轉移印花紙

作為傳統紡織生產大國,傳統熱轉印技術在我國紡織領域得到了最為充分的利用,因為其便捷,印花效果優異且綜合成本遠,所以備受生產商追捧。與之相關的轉移印花紙市場占有率也隨之升高,達到60%。傳統熱轉印印花方式有兩種,分別是升華轉印和熱固轉印,兩種方式都消耗大量的印花轉印紙,通過絲印、凹印、膠印熱轉印等方式將印花圖案轉印到承印物上。相對于熱固轉印,升華轉印不改變原有材料質感,手感好,觀感優異。而近幾年數碼噴印的快速發展也催動一些企業引進設備,充分利用其無需制版的優點,走定制化個性產品路線。但相對于歐美數碼直噴技術的廣泛使用,國內紡織業傾向于采用數碼轉印技術,以彌補傳統熱轉印色彩還原度弱和應用范圍有限的缺點,因此“傳統+數碼”轉印技術目前作為紡織業主流生產方式,在滿足大眾市場需求的同時,也可聚焦附加值更高的個性化市場。

2.3 產業鏈上游對外依賴程度較高

熱轉印紙產業上游主要指由木材所生成的木漿,由于國內中下游產業的持續帶動,行業供需缺口巨大,嚴重供不應求。2021年,國內木漿產量1089萬噸,消費4151萬噸,需進口3000多萬噸。除木材原料不足外,國內木漿生產技術相對落后,生產成本高,與國外相比競爭力不足,這也促使眾多轉印紙生產商選擇進口產品。但受疫情的影響,國外木漿價格也水漲船高,嚴重擠壓國內熱轉印紙產業的利潤和生存空間。為了打破這一局面,中國近幾年也加大了木漿資源的開發和利用力度,如全面禁止商業性森林砍伐,推廣林下經濟,鼓勵林木廢棄物循環利用;實施垃圾分類,推動回收利用廢紙和紙板等資源;出臺政策鼓勵木材等可再生資源的開發利用等。國內造紙企業也在積極開發新技術工藝,降低能耗和資源消耗,如充分利用當地資源優勢,布局“林漿紙用一體化”全產業鏈,同時投產木漿線和原紙產能,彌補上游制漿短板。

2.4 熱轉印紙市場相對混亂

就國內熱轉印紙市場競爭格局看,國內熱轉印紙市場份額相對集中,主要被國內幾家龍頭行業瓜分。但隨著市場需求的增大以及熱傳印紙生產技術門檻較低,越來越多的生產商涌入該產業,包括大型造紙廠、小型加工廠以及個體戶等,導致市場競爭激烈,價格波動大,消費者眼花繚亂,選擇難度增大。同時由于行業內缺乏有效專業技術和規范管理,產品質量也參差不齊,低質產品充斥市場,但無法得到有效的市場監管,消費者難辨優劣和真假。 因此為了促進產業健康發展,政府在積極加強行業監管,完善標準和規范,提高市場透明度[5],讓消費者對國產熱轉印紙重振信心。

3 熱轉印紙產業發展前景

隨著國內商品經濟的迅猛發展,人們對于服飾、包裝、商標、裝飾的審美要求日益提高,給熱轉印技術提供了廣闊的應用空間。印刷也不再是傳統意義的紙張印字,而是更為先進的印刷技術在各行各業的實際運用。作為全球消費大國,熱轉印紙產業隨著轉印技術的應用在國內仍有著良好的發展前景。

3.1 下游產業發展潛力巨大

熱轉印紙產業下游包括服裝、陶瓷、家居日用等行業,隨著各行業對智能化、定制化和個性化的追求,圖案轉印需求增多帶動了熱轉印紙的蓬勃發展。以服裝行業為例,服裝印花一般以數碼轉印、傳統轉印和絲網印刷為主,前兩者熱轉印會消耗大量的轉印紙。而2021年我國服裝產量為235.41億件,其龐大規模奠定了轉印紙產業發展的潛力基礎。再從標簽印刷行業看,目前國內標簽印刷規模約為1200億元,標簽印刷市場已經成為印刷業發展最快的子行業之一,未來其市場規模會進一步擴大,競爭也會更加激烈,為了快速搶占市場,降低生產成本,熱轉印技術成為標簽印刷生產商的首選。因此熱轉印紙產業下游市場規模逐年擴大,有著強勁的發展潛力,反過來有望帶動上游產業的穩步增長。

3.2 自主品牌會快速崛起

現有市場上,高質量熱轉印紙的代名詞是來自美國AW公司、ATT公司和、韓國韓松公司和荷蘭公司的產品,在國內接受度較高。為了迎合中高端市場需求,我國每年需要從美韓等地進口約1500t熱升華轉印紙。近幾年,國內熱轉印紙生產廠家在不斷增加,主要集中在江浙沿海一帶,但質量不穩定,多專注于中低端市場?，F有較為出色的自主品牌有甲骨文天之印、Jet、力武、綠文等,其企業專利成果頻出。同時隨著近幾年服裝紡織業在逐步向東南亞轉移,地緣上看,中國距離東南亞更近,較歐美紙業在供應鏈上更具優勢,因此也是中國頭部品牌走出國門,搶占市場份額的好機會。未來相信隨著人們對熱轉印產品認可度的提升,會有更多的國內外資金投入在轉印紙產業,加大高質量轉印紙的研發生產,以解決國產打印紙生產技術瓶頸問題,更多民族自主品牌會快速崛起,打破國外行業壟斷。

3.3 降低熱轉印紙克重將成為行業趨勢

低定量轉印紙或將成為未來重要增長點,因為同重量下,低克重的轉印紙單噸可覆蓋面積增加,可以優化生產成本[6],提高生產效率,且更加綠色環保,因此市場反饋較好。隨著近些年打印設備的革新和打印墨水升級,轉印紙定量已經由70克降低到40克以下。配合高速工業打印機的使用,40克以下轉印紙克服收卷困難和承墨量低的劣勢,憑借低成本和高干燥速度優點迅速在市場上推廣鋪展,目前占有率超過60%。相信未來在工業打印機和高濃度熱升華墨水的逐漸普及下,轉印紙的克重會進一步降低,例如尚未大量應用的18克轉印紙。因此熱轉印紙生產商應進行前瞻技術儲備,積極推出新產品,在保證產品質量的前提下[7],順應行業趨勢,降低定量,引領市場發展方向。

4 結語

經過對國內熱轉印紙產業的研究,可以發現其市場前景十分廣闊。目前該產業競爭格局逐漸形成,市場份額雖較為集中,但更多生產企業涌入市場,國內外競爭激烈。因此國內熱轉印紙產業必須不斷創新,調整經營策略,適應市場需求。同時政府也應該給與更多政策扶持和指導,加強對行業的管理和監管,綠化行業經營環境,為資本投資增添信心?？偟膩碚f,國內熱轉印紙產業有著很大的發展空間和潛力,需共同努力、緊抓機遇,推進技術創新,確保行業的可持續健康發展。