呂繼紅，鄢友娟，汝新偉，肖 紅

(1.中國(guó)紡織工程學(xué)會(huì)，北京 100025;2.武警后勤裝備研究所，北京 100071;3.總后勤部軍需裝備研究所，北京 100010)

軍警迷彩織物有別于普通印花織物，具有自身顯著特點(diǎn)。一是顏色特殊:模擬綠色植被的綠色和模擬沙土的棕色或棕褐色，成為世界各國(guó)絕大多數(shù)迷彩必不可缺的顏色;二是圖案自成體系:包括二戰(zhàn)時(shí)發(fā)源和流行起來(lái)的大斑塊迷彩、20世紀(jì)90年代起源的數(shù)碼迷彩和近幾年開(kāi)發(fā)的多地形漸變迷彩等;三是大部分戰(zhàn)時(shí)偽裝用迷彩具有近紅外偽裝功能;四是基體織物的功能性要求高，比如阻燃迷彩作戰(zhàn)服，需要具有阻燃和迷彩偽裝功能，高的斷裂和撕破強(qiáng)力、良好的印花牢度等都是基本要求。

軍警迷彩織物的特點(diǎn)，導(dǎo)致了對(duì)印花的高要求和特殊性。本文介紹了軍用迷彩的分類、特點(diǎn)及設(shè)計(jì)原則，闡述了軍警迷彩織物的印花要求及現(xiàn)有印花技術(shù)、近紅外迷彩偽裝印花的實(shí)現(xiàn)方式，最后對(duì)新印花技術(shù)在軍警迷彩上的應(yīng)用進(jìn)行了探討。

1 迷彩發(fā)展特點(diǎn)及其對(duì)印花的要求

1.1 典型迷彩的特點(diǎn)

根據(jù)發(fā)展年代和圖案類型，結(jié)合技術(shù)進(jìn)步，迷彩圖案可分為3個(gè)階段和類型:一是從二戰(zhàn)開(kāi)始使用至今的傳統(tǒng)斑塊迷彩;二是基于計(jì)算機(jī)技術(shù)、從20世紀(jì)90年代發(fā)展使用至今的數(shù)碼迷彩;三是近些年發(fā)展起來(lái)的多地形迷彩。幾種迷彩的典型圖案如圖 1所示［1-2］。

傳統(tǒng)的斑塊迷彩盡管在顏色、尺寸和形狀間差異很大，但其共同點(diǎn)在于:這些斑點(diǎn)、條紋或斑塊彼此間界限分明，邊緣清晰;顏色較少，一般在3～6色，以4～5色居多;每種斑塊的顏色單一、顯著;斑塊之間具有較為明顯地對(duì)比特征;在合適的距離內(nèi)觀察，能夠明顯的辨出清晰的斑塊。

1997年加拿大軍隊(duì)最先采用了CADPAT(Canadian Pattern)的數(shù)碼迷彩，開(kāi)啟了數(shù)碼迷彩的新紀(jì)元。無(wú)論采用什么顏色，數(shù)碼迷彩圖案顯著不同于傳統(tǒng)的大斑塊圖案。1)數(shù)碼迷彩運(yùn)用像素點(diǎn)陣的視覺(jué)原理，把傳統(tǒng)迷彩的斑塊、不同顏色間的邊緣進(jìn)一步模糊化，在視覺(jué)上有顯著混色效果。數(shù)碼迷彩模糊化斑塊邊緣后，相當(dāng)于用小斑塊迷彩取代大斑塊迷彩涇渭分明的邊緣。2)遠(yuǎn)距離看時(shí)，人眼已無(wú)法分辨細(xì)節(jié)，效果等同于大斑塊迷彩;從近距離看，數(shù)碼迷彩的圖案就像把顯像熒光屏的點(diǎn)放大，呈現(xiàn)小斑塊迷彩的偽裝效果。3)從技術(shù)上看，用數(shù)碼技術(shù)生成斑塊比較方便［3］。

2010年，美軍駐阿富汗戰(zhàn)場(chǎng)官兵首次裝備了漸變多地形迷彩“MultiCam?”。

圖1 典型的斑塊、數(shù)碼和多地形迷彩Fig.1 Typical plaques，digital and multi-terrain camouflage.(a)M81 woodland camouflage;(b)Chocolate core desert camouflage;(c)MARPAT digital camouflage of US Marines;(d)07 woodland digital camouflage;(e)US military ″Multicam? ″multi-terrain camouflage;(f)British army ″Multiterrain? ″multi-terrain camouflage

這類圖案和傳統(tǒng)的大斑塊圖案及數(shù)碼圖案存在明顯的差異，特點(diǎn)如下:1)顏色斑塊之間邊界不明顯，呈現(xiàn)漸變趨勢(shì)，無(wú)論是顏色還是形狀均發(fā)生漸變，比如由中綠色慢慢過(guò)渡到淺綠色，即使是近距離也很難找出具體的界限;2)具有立體層次感和豐富的顏色，顏色增多到6色以上，比如，3種不同的綠色、2～3種不同的褐色等;3)顏色漸變和圖形漸變，斑塊尺寸也不好具體計(jì)算。

任何一個(gè)迷彩圖案的產(chǎn)生都有其特定的作戰(zhàn)環(huán)境和歷史背景?，F(xiàn)行的軍警迷彩逐漸分化為2種:一是以標(biāo)識(shí)為目的迷彩，尤其是武警和軍隊(duì)兵種迷彩，如武警現(xiàn)役迷彩和特戰(zhàn)迷彩，如圖2所示;二是以戰(zhàn)場(chǎng)偽裝為目的的迷彩，如為滿足阿富汗地區(qū)開(kāi)闊的背景下、復(fù)雜多變的地形而開(kāi)發(fā)的“Multicam?”一樣，這類迷彩是戰(zhàn)場(chǎng)偽裝永恒的追求。

圖2 武警現(xiàn)役迷彩及武警特戰(zhàn)迷彩Fig.2 Active camouflages(a)and special army camouflages(b)of armed police

1.2 軍警迷彩發(fā)展趨勢(shì)及其對(duì)印花的要求

從最初模擬自然環(huán)境顏色和形狀的較大斑塊和圖形尺寸的3～6色迷彩圖案，發(fā)展到90年代借助計(jì)算機(jī)技術(shù)設(shè)計(jì)的、基于邊緣像素化、廣泛使用的四色數(shù)碼迷彩圖案，再到阿富汗戰(zhàn)場(chǎng)最新裝備的漸變迷彩圖案，迷彩圖案的發(fā)展趨勢(shì)如下。1)各圖形斑塊的尺寸逐漸變小。這點(diǎn)在數(shù)碼迷彩中最為突出。數(shù)碼迷彩借助計(jì)算機(jī)圖形處理技術(shù)，使得邊緣尺寸和獨(dú)立單元的尺寸最小化，在印花技術(shù)許可下，可達(dá)到人眼分辨率的極限尺寸。2)圖形色彩中，深色斑塊逐漸減小。無(wú)論是美現(xiàn)役陸軍數(shù)碼迷彩還是Multicam?，都不約而同地采用了飽和度和明度較低的顏色，整個(gè)服裝遠(yuǎn)看是很淺淡的顏色，包括美空軍數(shù)碼迷彩。3)圖形之間的輪廓越來(lái)越不明顯。除了以標(biāo)識(shí)為目的的迷彩，迷彩圖形斑塊間的輪廓越來(lái)越不明顯，大斑塊已經(jīng)很少見(jiàn)。4)顏色有增加趨勢(shì)。從最初的5色、4色，到大量使用的4色林地迷彩以及3色和6色沙漠迷彩，到目前7色的“Multicam?”，顏色有增加趨勢(shì)。5)圖形的各斑塊之間呈現(xiàn)融合趨勢(shì)，而不是以往的強(qiáng)烈對(duì)照。

從圖案的角度而言，圖案的變化對(duì)印花提出了越來(lái)越高的要求，尤其是漸變迷彩的出現(xiàn)，有大量的云紋和泥點(diǎn)效果，難以采用平網(wǎng)和圓網(wǎng)印花實(shí)現(xiàn)。從迷彩服面料的角度而言，從早期的全棉織物、到滌/棉和錦/棉織物、以及越來(lái)越多的高強(qiáng)耐磨阻燃織物等，面料中包含的纖維品種也多樣化和特殊化，特殊的纖維對(duì)染化料和工藝提出了更新更高的要求。從迷彩服承載的功能而言，多頻譜偽裝是趨勢(shì)，對(duì)熱紅外、雷達(dá)隱身的需求也要逐漸考慮，除采用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)外，吸波涂料、低紅外發(fā)射率的涂料也需要通過(guò)印花技術(shù)實(shí)現(xiàn)。

2 軍警迷彩印花現(xiàn)有技術(shù)

2.1 軍警迷彩服的特點(diǎn)

為實(shí)現(xiàn)軍警迷彩服的迷彩效果、服用性能及功能性，軍警迷彩印花和民用織物印花相比，具有以下特點(diǎn):一是印花大部分為深色，且色牢度要求高，比如日曬牢度，絕大部分顏色均要求在5～6級(jí)以上(黑色為6級(jí))，耐洗、耐干磨和耐汗?jié)n色牢度大部分要求4級(jí)以上，黑色耐濕摩擦色牢度要求3級(jí)以上;二是大部分軍用迷彩需要進(jìn)行近紅外偽裝印花，可通過(guò)降低基體織物的近紅外反射率或通過(guò)在印花漿料中加入碳黑實(shí)現(xiàn);三是部分基體織物比較特殊，比如多元協(xié)效阻燃混紡面料。

2.2 分散/還原一浴兩相印花技術(shù)

自20世紀(jì)80年代以來(lái)，我軍迷彩面料由滌/棉混紡面料發(fā)展到高強(qiáng)耐磨的滌/棉/維三元混紡面料。為達(dá)到軍警使用的高印花色牢度需求，軍警迷彩印花開(kāi)始探索采用分散/還原一浴兩相多套色印花工藝，并于90年代成熟、穩(wěn)定至現(xiàn)在。從印花方式而言，隨著技術(shù)進(jìn)步，也由臺(tái)板印花、滾筒印花、平網(wǎng)印花發(fā)展為現(xiàn)在的圓網(wǎng)印花。

分散/還原一浴兩相圓網(wǎng)印花工藝以色彩飽和濃郁和優(yōu)異的色牢度，較好地滿足了部隊(duì)的使用需求。對(duì)于現(xiàn)行迷彩及類似的傳統(tǒng)斑塊和數(shù)碼迷彩印花，其典型工藝流程如下:分色→描稿→制網(wǎng)→坯布檢驗(yàn)→縫頭→燒毛→退煮漂→絲光→預(yù)定型→印花→焙烘→蒸化水洗→烘干→定型→檢驗(yàn)→成品檢驗(yàn)。

這種印花工藝的優(yōu)點(diǎn)在于:1)該工藝使用分散和還原染料，先經(jīng)過(guò)焙烘或高溫汽蒸使分散染料固色，然后再經(jīng)還原浴快速汽蒸，使還原染料在棉或維綸纖維上固色，織物經(jīng)還原浴處理時(shí)，還原液將沾污在棉纖維上的分散染料清洗，從而提高了面料的色澤鮮艷度和色牢度;2)印漿中不加堿劑與還原劑，避免了印漿的不穩(wěn)定性和給色量低的缺點(diǎn)。同時(shí)印漿中造成分解的可能性極少，過(guò)度還原情況可完全避免。在通常條件下，印漿可長(zhǎng)期貯藏、不變質(zhì);3)二相法印花時(shí)，可不考慮相對(duì)空氣濕度、溫度及烘燥條件等的影響。印后織物可任意堆放若干時(shí)期不致變化，生產(chǎn)時(shí)易于調(diào)度。特別有利于產(chǎn)量較低的網(wǎng)印印花等，可集中一定數(shù)量后再還原蒸化;4)對(duì)于需要染底色的產(chǎn)品，在還原染料懸浮體軋染的淺底色上，經(jīng)二相法印制還原染料深色花型后，可一起浸軋還原液與汽蒸，工藝較簡(jiǎn)單。

該工藝對(duì)使用的設(shè)備、糊料和染化料等都提出了較高的要求。在糊料的選擇上，優(yōu)選海藻酸鈉、甲基纖維素等，其共同特點(diǎn)是遇有弱堿如碳酸鉀即可凝結(jié)，有利于提高印制效果，但價(jià)格較貴，影響生產(chǎn)成本。在染化料上，要求染料粒徑在2 μm以下，對(duì)大分子質(zhì)量大粒徑的還原染料提出了更高要求。在設(shè)備方面，軋還原液需要在快速蒸化機(jī)上進(jìn)行。此外，為滿足印制深色和一些特殊功能的需求，往往需要與涂料等同印，會(huì)帶來(lái)種種不利因素。如涂料加入量超過(guò)5%，攪拌不易均勻，有局部結(jié)粒情形;對(duì)某些含有對(duì)位硝基的色素(培司)，如紅 RL、紅 B等，在還原槽中遇保險(xiǎn)粉色光會(huì)變深;若與其他染料(如陽(yáng)離子)同印，需選擇能耐還原劑的涂料等。

根據(jù)前面的迷彩圖案，軍用迷彩多為滿地花型，加之采用了二相法印花工藝，印花面積達(dá)到100%，吃漿量大，且對(duì)于部分特殊迷彩如武警特戰(zhàn)迷彩，深色占整個(gè)布面的75%，增加了印花難度。

上述工藝的技術(shù)特點(diǎn)和要求使得軍警迷彩面料具有極好的色牢度，滿足了軍警迷彩服對(duì)使用頻率、耐穿、耐洗性能的高要求。

2.3 近紅外迷彩印花

近紅外偽裝主要體現(xiàn)在對(duì)綠色植被在近紅外波段的光譜曲線上的模擬，如圖3所示。含水分的綠色植被的光譜，有著明顯的“綠峰”和“紅邊”效應(yīng)，即在可見(jiàn)光550 nm處出現(xiàn)綠色的反射峰、在640～700 nm處反射率出現(xiàn)一個(gè)躍升。而普通的染化料，無(wú)論是酸性、分散，還是還原染料，尤其混合出來(lái)的綠色，雖然在可見(jiàn)光部分會(huì)出現(xiàn)“綠峰”，但在近紅外區(qū)域的反射率難以和綠色植被的光譜特征吻合，比如，絕大部分染化料在近紅外區(qū)域的反射率往往高出綠色植被，且躍升的區(qū)間不同。這樣，當(dāng)用綠色檢驗(yàn)鏡或近紅外相機(jī)照相時(shí)，普通綠色織物還是顯示綠色，而綠色植被則顯示紅色，或者兩者顯示出不同的灰度。

圖3 綠葉和染化料的光譜曲線Fig.3 Spectrum curves of green leaves and dyes

目前，大部分戰(zhàn)場(chǎng)偽裝用迷彩服都具有近紅外偽裝功能。該功能的實(shí)現(xiàn)可通過(guò)兩條途徑:一是降低基布的近紅外反射率，比如在織物中加入部分黑色纖維，如圖4所示。加入黑色纖維的坯布的近紅外反射率要比普通坯布的反射率低10%;二是在印花過(guò)程中加入可以降低近紅外反射率的涂料。迷彩往往具有至少4種以上的顏色，且為了實(shí)現(xiàn)近紅外區(qū)域的反射率的分散性，盡可能符合自然界背景的光譜分散性，需要對(duì)不同的顏色加入不同含量的、降低近紅外反射率的涂料，以實(shí)現(xiàn)各種顏色在近紅外反射率的分散性，而不是都如普通的分散染料一樣具有相同的近紅外反射率值。這要求迷彩印花，在分散/還原一浴兩相法的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步加入部分涂料同時(shí)印制。如前所述，涂料加入量、涂料的選擇等都需要滿足分散/還原印花的工藝條件。比如，涂料需要耐還原劑，且加入過(guò)程中要防止涂料的結(jié)塊等。

圖4 加入黑色纖維的坯布和普通坯布的光譜曲線Fig.4 Spectrum curves of gray fabric added black fibers and common fabric

3 轉(zhuǎn)移和噴墨印花在迷彩上的應(yīng)用

3.1 轉(zhuǎn)移印花和噴墨印花技術(shù)特點(diǎn)

轉(zhuǎn)移印花是20世紀(jì)60年代興起的印花工藝，是繼圓網(wǎng)印花后的一次革命，并逐漸發(fā)展分化為熱轉(zhuǎn)移(干法轉(zhuǎn)移)和始于80年代的冷轉(zhuǎn)移(濕法轉(zhuǎn)移)印花2種工藝。熱轉(zhuǎn)移工藝是將印有花紋圖案的轉(zhuǎn)移印花紙與滌綸織物在一定溫度、一定壓力條件下一起經(jīng)過(guò)熱壓，紙上的圖案即染料升華轉(zhuǎn)移到織物表面，瞬時(shí)擴(kuò)散進(jìn)入纖維內(nèi)部，并以物理化學(xué)作用固著，達(dá)到印花的目的。熱轉(zhuǎn)移印花目前只能在滌綸織物上進(jìn)行，酸性染料對(duì)毛織物的熱轉(zhuǎn)移印花正在開(kāi)發(fā)中。冷轉(zhuǎn)移是將印有花紋圖案的轉(zhuǎn)移紙與帶有水分、充分潤(rùn)濕過(guò)的棉類織物在常溫、壓力條件下接觸，面料上的水溶解載體上的染料，使得轉(zhuǎn)移紙上的染料轉(zhuǎn)移到潤(rùn)濕過(guò)的織物表面?，F(xiàn)有的冷轉(zhuǎn)移印花多采用活性染料，適用于棉等纖維素織物、錦綸織物等，分散染料、酸性染料等的冷轉(zhuǎn)移印花技術(shù)正在開(kāi)發(fā)之中［4］。無(wú)論是何種轉(zhuǎn)移印花，都體現(xiàn)出對(duì)圖案極佳的表現(xiàn)力，最初采用凹版制版，制版后印到轉(zhuǎn)移紙或膜上;當(dāng)數(shù)碼打印機(jī)出現(xiàn)后，通過(guò)數(shù)碼打印圖案到轉(zhuǎn)移紙上，就形成了現(xiàn)在的數(shù)碼轉(zhuǎn)移印花技術(shù)［5］。

數(shù)碼印花包括數(shù)碼轉(zhuǎn)移印花和數(shù)碼噴墨印花，是完全不同于傳統(tǒng)平網(wǎng)和圓網(wǎng)印花的新型印花技術(shù)。與傳統(tǒng)的印花工藝相比，具有兩大優(yōu)勢(shì):一是數(shù)碼印花工藝在色彩層次、清晰度、色域上都達(dá)到了如打印相片的精細(xì)度和表現(xiàn)力，在多色立體圖案的表現(xiàn)力上達(dá)到了傳統(tǒng)印花工藝難以企及的高度［6］;二是這種印花工藝占地面積小，工藝流程短，省時(shí)省力省水，特別適宜小批量多品種的生產(chǎn)［7］。

數(shù)碼噴墨是直接將圖案通過(guò)打印機(jī)打印在織物上［8］，目前多在光潔的織物表面打印，織物表面的毛羽會(huì)產(chǎn)生堵頭等現(xiàn)象。

因此，數(shù)碼轉(zhuǎn)移和噴墨印花都具有同樣的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，即對(duì)圖案的高精細(xì)度的表現(xiàn)力和直接噴印無(wú)需制版，二者適合于不同的面料品種。目前，軍警的部分產(chǎn)品，如雨衣迷彩面料、鞋材和軍警用包材等率先采用了數(shù)碼熱轉(zhuǎn)移印花技術(shù)，一批軍品生產(chǎn)企業(yè)相繼購(gòu)買了相關(guān)設(shè)備。

3.2 轉(zhuǎn)移和噴墨印花用于軍警迷彩的探討

在軍警迷彩印花方面，由于迷彩圖案的多色化、精細(xì)化及漸變化，尤其是多色漸變迷彩圖案，對(duì)傳統(tǒng)印花提出了挑戰(zhàn)，而數(shù)碼印花技術(shù)以其對(duì)圖案的極佳表現(xiàn)力體現(xiàn)出誘人的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。盡管如此，轉(zhuǎn)移和噴墨印花還有一些需要深入研發(fā)、解決的問(wèn)題，才有望用于軍警迷彩的印花。

1)還原染料以其優(yōu)異的色牢度一直是軍警迷彩印花不可或缺的染化料之一，也是其他染化料難以超越的。由于其價(jià)格昂貴、工藝復(fù)雜，民用市場(chǎng)上并不常用。目前，活性染料、酸性染料和分散染料的數(shù)碼印花墨水都得到了商業(yè)化，但是還原染料墨水還處于研發(fā)階段。解決了還原染料墨水，配合傳統(tǒng)圓網(wǎng)印花的蒸化工藝，才能夠?qū)崿F(xiàn)軍警迷彩印花的高色牢度的要求。

2)軍警迷彩面料對(duì)印花的顏色及花型的一致性要求遠(yuǎn)高于普通印花面料，傳統(tǒng)的制版圓網(wǎng)印花能夠很好的保持一致性要求。目前，數(shù)碼印花的印制精度能夠達(dá)到1440 dpi，可獲得照片的效果，這一優(yōu)點(diǎn)可能并不利于顏色一致性的要求。相對(duì)于傳統(tǒng)篩網(wǎng)印花只能達(dá)到200 dpi的精度而言，數(shù)碼印花的精度過(guò)高?？椢锷系膱D案并不需要達(dá)到照片一樣的效果，適當(dāng)降低精度利于擴(kuò)大墨水、面料的適應(yīng)性以及顏色一致性的要求。

3)軍警迷彩面料逐漸向多組分、特殊功能纖維面料發(fā)展，比如多組分的阻燃面料、高強(qiáng)耐磨面料等，這意味著會(huì)有一些難以上染的纖維，如芳綸等;或者存在上染條件不同的多種纖維混紡面料，比如維綸在高溫長(zhǎng)時(shí)間處理發(fā)硬，而聚芳噁二唑則需要130℃上染等。對(duì)于這種情況，通常需要加入涂料解決，因此，在數(shù)碼印花上實(shí)現(xiàn)分散、還原及涂料的同時(shí)印花，對(duì)噴頭提出了高要求。同時(shí)，對(duì)于熱紅外、雷達(dá)隱身偽裝，也或多或少需要通過(guò)涂料印花技術(shù)解決，同樣提出了這個(gè)問(wèn)題。

除上述幾點(diǎn)軍警迷彩的特殊要求外，數(shù)碼印花還需要在印花效率和速度、印花批次的一致性等方面有所突破，這也是其在民用印花領(lǐng)域推廣的基本要求。轉(zhuǎn)移印花如果能解決對(duì)特殊基布的上染性能以及深色上染問(wèn)題，則非常適合批量大、花型層次豐富的迷彩印花。

4 結(jié)論

一方面，隨著軍警迷彩圖案向多色漸變方向發(fā)展，傳統(tǒng)圓網(wǎng)印花對(duì)漸變效果的表現(xiàn)力受到挑戰(zhàn)。另一方面，由于冷轉(zhuǎn)移印花對(duì)原料的適應(yīng)性不夠?qū)挘约皵?shù)碼還原染料墨水的缺乏，使得現(xiàn)有的轉(zhuǎn)移印花和噴墨印花技術(shù)均難以實(shí)現(xiàn)軍警迷彩印花的高色牢度需求。此外，軍警迷彩基布材料的多樣化和特殊化也對(duì)常規(guī)印花提出了要求。

就現(xiàn)有技術(shù)而言，傳統(tǒng)印花還將持續(xù)保持其在軍警迷彩印花上的優(yōu)勢(shì)，尤其是針對(duì)現(xiàn)行的斑塊迷彩和數(shù)碼迷彩。轉(zhuǎn)移和噴墨印花盡管在花型表現(xiàn)力上極具優(yōu)勢(shì)，但是多元混紡面料轉(zhuǎn)移印花染化料及其技術(shù)和高色牢度墨水的缺乏、過(guò)高精度的打印導(dǎo)致的一致性差、不同染料和涂料的同時(shí)印制等問(wèn)題限制了其在軍警迷彩上的批量應(yīng)用。無(wú)論是轉(zhuǎn)移印花、還是噴墨印花在軍警迷彩上的應(yīng)用都還需要一段時(shí)間。

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