數(shù)碼直接印經(jīng)技術(shù)與數(shù)碼直接印經(jīng)桑蠶絲織物的特征

歐陽順生，李 妮，宋志臻，陳冬冬，白世琪，周小紅

(1.杭州印象數(shù)碼科技有限公司，杭州310006;2.浙江理工大學(xué)材料與紡織學(xué)院，杭州310018)

數(shù)碼印花是將圖案花紋通過數(shù)字形式輸入到計算機，用圖形圖像軟件進行處理，并通過計算機印花分色描稿系統(tǒng)編輯后，由計算機控制微壓電式噴墨嘴把專用染料直接噴射到介質(zhì)上，形成所需的圖案[1-2]。自1987年國際紡織機械展覽會首次展出用于地毯的噴墨印花設(shè)備以來，意大利Reggiani公司、Robustelli公司、美國DuPont公司、中國宏華數(shù)碼等，推出了一系列的噴墨印花設(shè)備[3-7]。同時，噴墨印花的介質(zhì)也在不斷得到發(fā)展，如織物、皮革、轉(zhuǎn)移紙、金屬、陶瓷、塑料、玻璃等。本研究介紹一種在經(jīng)絲介質(zhì)上的噴墨印花技術(shù)，即數(shù)碼直接印經(jīng)技術(shù)，并以數(shù)碼直接印經(jīng)桑蠶絲織物為例，論述數(shù)碼直接印經(jīng)織物的關(guān)鍵工藝和織物特征。

1 數(shù)碼直接印經(jīng)技術(shù)

織物印經(jīng)工藝是一種傳統(tǒng)工藝，多采用假織，即首先按常規(guī)方法生產(chǎn)經(jīng)軸，然后在織機上每隔20～30 cm經(jīng)絲長度范圍內(nèi)，稀疏地織入幾根緯絲，固定其經(jīng)絲位置，防止紊亂。假織后的織物平展在印花臺板上，用印花紙版或篩網(wǎng)印上花紋，重新卷成經(jīng)軸，同時拆除織入的緯絲，成為可供正式織造的印經(jīng)織軸。該工藝生產(chǎn)工藝流程長，印經(jīng)時經(jīng)絲容易發(fā)生紊亂，勞動成本高，制成率低，顏色以3～4套為主，難以規(guī)?；a(chǎn)。近幾年，將轉(zhuǎn)移紙上的花型圖案，利用分散染料的熱升華特性印制到經(jīng)絲片上的印經(jīng)工藝得以發(fā)展，生產(chǎn)時在印花機的經(jīng)絲送出與卷取部位間安裝鋼筘。該印經(jīng)工藝僅用于滌綸等化纖織物的經(jīng)絲印花，印經(jīng)前經(jīng)絲需要充分定形，保持經(jīng)面的平整和硬挺，避免在轉(zhuǎn)移印經(jīng)時產(chǎn)生絲條收縮等質(zhì)量問題。

數(shù)碼經(jīng)絲印花與數(shù)碼織物印花的區(qū)別在于印花的介質(zhì)不同[8]。圖1是數(shù)碼經(jīng)絲印花設(shè)備示意圖。包括經(jīng)絲放卷區(qū)Ⅱ、數(shù)碼噴印區(qū)Ⅰ和經(jīng)絲收卷區(qū)Ⅲ。數(shù)碼噴印區(qū)Ⅰ包括噴墨打印頭和經(jīng)絲片驅(qū)動裝置，經(jīng)絲片驅(qū)動裝置采用壓輪加摩擦輪驅(qū)動，主要包括放卷裝置1、壓輪3、摩擦輪4、經(jīng)絲均勻排列裝置2、噴墨打印頭5、打印臺板6及收卷裝置7。其中，兩套經(jīng)絲均勻排列裝置2在數(shù)碼噴印花區(qū)Ⅰ的經(jīng)絲片入口和經(jīng)絲片出口端。打印臺板6為經(jīng)絲片提供一輔助支撐面，經(jīng)絲片8與摩擦輪4之間的包角使經(jīng)絲片8與摩擦輪4之間存在摩擦力，從而使經(jīng)絲片8與摩擦輪4不存在相對滑動，在印花過程中，通過控制摩擦輪4的轉(zhuǎn)動，使經(jīng)絲片8向前傳送。印花前通過放卷裝置1和收卷裝置7，給予經(jīng)絲片8施加一定的預(yù)張力，使經(jīng)絲片8張緊。

圖1 數(shù)碼經(jīng)絲印花設(shè)備示意Fig.1 Schematic diagram of digital warp printing equipment

該數(shù)碼直接印經(jīng)技術(shù)克服了傳統(tǒng)假織印經(jīng)的工藝流程長，印花套色數(shù)量受限制等缺陷，適合高檔桑蠶絲等天然纖維印經(jīng)織物的開發(fā)。

2 數(shù)碼直接印經(jīng)桑蠶絲織物的開發(fā)

2.1 桑蠶絲織物規(guī)格

絲纖維是一種特殊的三角形結(jié)構(gòu)，并由于多層絲膠中絲蛋白獨特的層狀結(jié)構(gòu)，使光線入射后，進行多層反射，反射光互相干涉，產(chǎn)生獨特的柔和光澤。桑蠶絲織物具備吸濕、散熱、抗紫外、與人體有極好的生物相容性等特點，歷來是高檔織物的代名詞。本文研制的2個數(shù)碼直接印經(jīng)桑蠶絲織物規(guī)格如下。

2.1.1 數(shù)碼印經(jīng)緞

經(jīng)組合:22.2/24.4 dtex×2 S捻，8 捻/cm，桑蠶絲;

緯組合:[22.2/24.4 dtex×2 S捻，8捻/cm]×2 S捻，2捻/cm，桑蠶絲;經(jīng)密:1 064根/10 cm;緯密:525根/10 cm;組織:五枚經(jīng)緞;

織物平方米質(zhì)量:85.23g/cm2。

2.1.2 數(shù)碼印經(jīng)紡

經(jīng)組合:22.2/24.4 dtex×2 S捻，6 捻/cm，桑蠶絲;

緯組合:22.2/24.4 dtex×2 S捻，6 捻/cm，桑蠶絲;經(jīng)密:800根/10 cm;緯密:440根/10 cm;組織:平紋;

織物平方米質(zhì)量:38.2g/cm2。

2.2 數(shù)碼直接印經(jīng)桑蠶絲織物工藝流程與關(guān)鍵工藝

數(shù)碼直接印經(jīng)桑蠶絲織物采用熟織工藝，具體加工流程如下:

經(jīng)絲工藝流程:原料檢驗→浸漬→絡(luò)絲→并絲→捻絲→成絞→精練→再絡(luò)→整經(jīng)→上漿→數(shù)碼印經(jīng)→穿綜過筘→織造。

緯絲工藝流程:原料檢驗→浸漬→絡(luò)絲→并絲→捻絲→成絞→染色→色澤分檔→再絡(luò)→織造。

后整理工藝流程:汽蒸→水洗→烘干定形→卷繞。

2.2.1 上漿工藝

上漿的基本作用是提高經(jīng)絲的可織造性，傳統(tǒng)桑蠶絲織造經(jīng)絲不上漿，而數(shù)碼直接印經(jīng)桑蠶絲織物的上漿漿料是數(shù)碼印花染料的“載體”，要求能夠使染料充分合理滲透到絲素。漿料的主要成分包括海藻酸鈉、小蘇打、尿素等，各成分的作用如下:

海藻酸鈉是海藻中提取的海藻酸堿化后得到的，結(jié)構(gòu)單元中含2個仲羥基和一個羧基。pH值為5.8～11時穩(wěn)定，遇強堿、強酸、重金屬離子會沉淀析出;由于羧基的存在，大分子帶均勻的負電荷，對陰離子染料有斥力，有利于染料上染，而且不會與活性染料反應(yīng)，是理想的活性染料印花糊料。它的水溶性好，制糊簡便，脫糊容易。海藻酸鈉漿液黏度大，主要用來抑制印花時的毛細管效應(yīng)，防止染料流溢滲化，形成清晰度高的花紋圖案。

數(shù)碼直接印經(jīng)桑蠶絲織物汽蒸時纖維和活性染料發(fā)生共價鍵結(jié)合。小蘇打是中和劑，中和活性染料與纖維發(fā)生鍵合反應(yīng)時生成的酸類，使得反應(yīng)朝著有利方向進行，并防止絲線產(chǎn)生脆損。

尿素作滲透劑，具有吸濕、染料助溶和纖維膨化的作用。數(shù)碼直接印經(jīng)桑蠶絲織物進入蒸箱汽蒸時，染料處于干燥狀態(tài)，依靠尿素的吸濕性，促進染料溶解，形成局部微小染浴，然后擴散、滲透和上染到纖維。

2.2.2 其他工藝

汽蒸采用連續(xù)式長環(huán)蒸化機，飽和水蒸氣作用15min，使數(shù)碼印花染料能夠充分滲透到纖維，并得到較好的色牢度。

水洗采用平幅水洗機，去除上漿漿料、各種雜質(zhì)及織物表面浮色，并加入適當(dāng)?shù)娜彳泟@得良好手感和服用性能。

3 數(shù)碼直接印經(jīng)桑蠶絲織物的外觀特征

織物印花借助于糊料或其他載體，將染料、涂料及化學(xué)藥品印制到被加工的織物上，再經(jīng)蒸化(或焙烘)、水洗等后處理，使織物形成一定堅牢度，色光鮮艷，輪廓清晰的圖案花紋。

數(shù)碼直接印經(jīng)工藝是將色彩鮮艷，輪廓清晰的圖案花紋印制在經(jīng)絲片上，如圖2(a)、(c)和(e)。經(jīng)過織造、后整理等工藝，圖2(a)、(c)和(e)的圖案花紋特征會發(fā)生變化，形成似花非花，若隱若現(xiàn)、抽象含蓄、層次豐富的布面特點，立體感強烈，如中國畫濃淡墨色的滲化，渲染出獨特的風(fēng)格，如圖2(b)、(d)和(f)。

圖2 數(shù)碼直接印經(jīng)經(jīng)絲片印花效果與實物Fig.2 Printing effect of organzine pieces subject to digital direct direct warp printing and real fabrics

3.1 圖案花紋的尺寸

首先，織造過程中，由于經(jīng)絲受到較大的張力，并因此產(chǎn)生伸長，且在織造過程中產(chǎn)生復(fù)雜的變化，各經(jīng)絲之間的張力與張力變化是不一致的，伸長與伸長變化也是不一致的，織物在經(jīng)絲方向色塊之間的界線發(fā)生變化，界線是朦朧的。

其次，機織物織造下機縮率、后整理工藝縮率是有較大差異的，織物上的圖案花紋與經(jīng)絲片上的圖案花紋相比，尺寸有較大的變化。對于成品花型長寬比有明確要求的產(chǎn)品，如圍巾，特別是方形圍巾，印制在經(jīng)絲片上的圖案花紋尺寸要考慮這一變化。

3.2 圖案花紋的色彩

印經(jīng)后織造相當(dāng)于熟織絲織物加工工藝。熟織絲織物的顯色與經(jīng)絲顏色、緯絲顏色和織物組織有關(guān)。圖2(a)和2(c)是經(jīng)絲上圖案花紋圖，注意到圖案花紋是比較清晰的，圖2(b)是經(jīng)絲印花后與黑色緯絲平紋交織后的織物，圖案花紋各色塊均受到黑色緯絲的顯色影響，圖2(d)經(jīng)絲印花后與藍色緯絲5枚3飛經(jīng)面緞紋交織的織物，圖案花紋各色塊受到藍色緯絲的顯色影響較小。此外，織物成品顯色還與經(jīng)絲緯絲密度有關(guān)。

4 結(jié)語

在經(jīng)絲介質(zhì)上的噴墨印花技術(shù)，即數(shù)碼直接印經(jīng)技術(shù)克服了傳統(tǒng)假織印經(jīng)的工藝流程長，印花套色數(shù)量受限制等缺陷。數(shù)碼直接印經(jīng)桑蠶絲織物采用精練熟織工藝，在數(shù)碼印經(jīng)前，精練熟絲需進行上漿，以便使數(shù)碼印花用活性染料能夠充分滲透，織造后的半成品應(yīng)先采用汽蒸工藝進行固色，然后水洗、烘干定形制成成品。數(shù)碼直接印經(jīng)桑蠶絲織物的圖案花紋具有若隱若現(xiàn)、抽象含蓄、似寫意中國畫般的獨特風(fēng)格。

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