數碼直接印經技術與數碼直接印經桑蠶絲織物的特征

歐陽順生，李 妮，宋志臻，陳冬冬，白世琪，周小紅

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

數碼印花是將圖案花紋通過數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備以來，意大利Reggiani公司、Robustelli公司、美國DuPont公司、中國宏華數碼等，推出了一系列的噴墨印花設備[3-7]。同時，噴墨印花的介質也在不斷得到發展，如織物、皮革、轉移紙、金屬、陶瓷、塑料、玻璃等。本研究介紹一種在經絲介質上的噴墨印花技術，即數碼直接印經技術，并以數碼直接印經桑蠶絲織物為例，論述數碼直接印經織物的關鍵工藝和織物特征。

1 數碼直接印經技術

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

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

圖1 數碼經絲印花設備示意Fig.1 Schematic diagram of digital warp printing equipment

該數碼直接印經技術克服了傳統假織印經的工藝流程長，印花套色數量受限制等缺陷，適合高檔桑蠶絲等天然纖維印經織物的開發。

2 數碼直接印經桑蠶絲織物的開發

2.1 桑蠶絲織物規格

絲纖維是一種特殊的三角形結構，并由于多層絲膠中絲蛋白獨特的層狀結構，使光線入射后，進行多層反射，反射光互相干涉，產生獨特的柔和光澤。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個數碼直接印經桑蠶絲織物規格如下。

2.1.1 數碼印經緞

經組合: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;經密:1 064根/10 cm;緯密:525根/10 cm;組織:五枚經緞;

織物平方米質量:85.23g/cm2。

2.1.2 數碼印經紡

經組合: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;經密:800根/10 cm;緯密:440根/10 cm;組織:平紋;

織物平方米質量:38.2g/cm2。

2.2 數碼直接印經桑蠶絲織物工藝流程與關鍵工藝

數碼直接印經桑蠶絲織物采用熟織工藝，具體加工流程如下:

經絲工藝流程:原料檢驗→浸漬→絡絲→并絲→捻絲→成絞→精練→再絡→整經→上漿→數碼印經→穿綜過筘→織造。

緯絲工藝流程:原料檢驗→浸漬→絡絲→并絲→捻絲→成絞→染色→色澤分檔→再絡→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絲的可織造性，傳統桑蠶絲織造經絲不上漿，而數碼直接印經桑蠶絲織物的上漿漿料是數碼印花染料的“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，結構單元中含2個仲羥基和一個羧基。pH值為5.8～11時穩定，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，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，防止染料流溢滲化，形成清晰度高的花紋圖案。

數碼直接印經桑蠶絲織物汽蒸時纖維和活性染料發生共價鍵結合。小蘇打是中和劑，中和活性染料與纖維發生鍵合反應時生成的酸類，使得反應朝著有利方向進行，并防止絲線產生脆損。

尿素作滲透劑，具有吸濕、染料助溶和纖維膨化的作用。數碼直接印經桑蠶絲織物進入蒸箱汽蒸時，染料處于干燥狀態，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

汽蒸采用連續式長環蒸化機，飽和水蒸氣作用15min，使數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、各種雜質及織物表面浮色，并加入適當的柔軟劑，獲得良好手感和服用性能。

3 數碼直接印經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、涂料及化學藥品印制到被加工的織物上，再經蒸化(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。

數碼直接印經工藝是將色彩鮮艷，輪廓清晰的圖案花紋印制在經絲片上，如圖2(a)、(c)和(e)。經過織造、后整理等工藝，圖2(a)、(c)和(e)的圖案花紋特征會發生變化，形成似花非花，若隱若現、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，渲染出獨特的風格，如圖2(b)、(d)和(f)。

圖2 數碼直接印經經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，由于經絲受到較大的張力，并因此產生伸長，且在織造過程中產生復雜的變化，各經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，織物在經絲方向色塊之間的界線發生變化，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品，如圍巾，特別是方形圍巾，印制在經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

印經后織造相當于熟織絲織物加工工藝。熟織絲織物的顯色與經絲顏色、緯絲顏色和織物組織有關。圖2(a)和2(c)是經絲上圖案花紋圖，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)經絲印花后與藍色緯絲5枚3飛經面緞紋交織的織物，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絲緯絲密度有關。

4 結語

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

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