倪 冉，張 毅

(江南大學(xué) 紡織服裝學(xué)院，江蘇 無(wú)錫 214122)

16世紀(jì)的意大利港口城市熱那亞,商船上水手們所穿的褲子開(kāi)始使用耐磨的帆船布作為原料。19世紀(jì)中期,Levi Strauss在美國(guó)淘金熱時(shí)期，把帆船布作為直腿工裝長(zhǎng)褲的面料制作褲子,并用自己的名字Levi′s命名，第一條真正意義上的牛仔褲就此誕生。改革開(kāi)放后，牛仔服裝開(kāi)始進(jìn)入我國(guó)市場(chǎng)，經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，我國(guó)已經(jīng)成為全球最大的牛仔服裝生產(chǎn)和消費(fèi)國(guó)，每年生產(chǎn)牛仔面料達(dá)20億m左右，牛仔類(lèi)服裝近20億件，生產(chǎn)量約占全世界總量的66%，消費(fèi)總量約占全世界的33%[1]。

本文利用激光技術(shù)發(fā)展的契機(jī)，研究激光技術(shù)在牛仔服飾水洗磨砂工藝中的應(yīng)用，為有效解決牛仔服飾生產(chǎn)中出現(xiàn)的水資源污染與浪費(fèi)問(wèn)題提供參考。

1 快時(shí)尚對(duì)牛仔文化的影響

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們物質(zhì)生活極大豐富。在世界范圍內(nèi)涌現(xiàn)出一批以占社會(huì)大多數(shù)的中產(chǎn)階級(jí)消費(fèi)者為目標(biāo)顧客的平價(jià)時(shí)尚服裝零售品牌，這些品牌價(jià)位相對(duì)平實(shí)，產(chǎn)品設(shè)計(jì)緊跟時(shí)尚潮流，這些掌握時(shí)尚動(dòng)向的服裝品牌對(duì)時(shí)尚潮流的變化有著不同以往的快速反應(yīng)，這種現(xiàn)象被稱(chēng)為“快時(shí)尚”[2]。

快時(shí)尚產(chǎn)品不再以高質(zhì)量面料、工藝水平為首要條件，而是以不斷快速變換的新潮流為前提。消費(fèi)者為了不斷適應(yīng)快速變換的新潮流，衣物的更新速度大大加快。而隨著潮流熱度慢慢褪去，新潮的衣物終究成為舊衣而被丟棄?？鞎r(shí)尚的旋風(fēng)席卷到了牛仔服飾，不斷改變著牛仔服飾的文化。牛仔褲本是堅(jiān)韌、忍耐、勇敢、自由、粗獷、勤勞的象征，當(dāng)牛仔褲不再追求耐磨、堅(jiān)韌，牛仔服就失去了本身的靈魂。隨著這股旋風(fēng)帶來(lái)的衣物浪費(fèi)、牛仔面料生產(chǎn)過(guò)程中水資源浪費(fèi)、質(zhì)量不合格等問(wèn)題，也漸漸凸顯出來(lái)。

2 牛仔服生產(chǎn)現(xiàn)狀

“用即棄”成為快時(shí)尚市場(chǎng)上一種不正常的潮流。年輕一代生活在富足的時(shí)代，他們的時(shí)尚觀念、生活觀念與其父輩相比已發(fā)生了巨大的改變[3]。牛仔服不再只是工作之用，不再追求耐磨耐用，而是以追求時(shí)尚和個(gè)性為首要，衣物從原料走向廢棄的環(huán)節(jié)大大縮短，造成了大量的資源浪費(fèi)。

經(jīng)過(guò)水洗的牛仔褲如圖1所示。破舊和泛白是牛仔面料特有的氣質(zhì)，能給著裝者帶來(lái)一種滄桑與復(fù)古感，水洗是實(shí)現(xiàn)牛仔服裝該風(fēng)格的重要工序，包括石磨、化學(xué)洗、漂洗、砂洗、破壞洗、雪花洗、手砂、噴砂、噴馬騮、貓須、壓皺等工序。

圖1 牛仔褲水洗效果

傳統(tǒng)水洗脫色的原料包括丙烯酸樹(shù)脂、黏合劑、漂白粉、酚類(lèi)化合物、偶氮化合物、次氯酸鹽、偶氮染料、高錳酸鉀等化學(xué)物質(zhì)。在噴馬騮工序中，噴槍將配有高錳酸鉀的溶液按要求噴到牛仔面料上，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)使面料褪色。水洗過(guò)程中所需要的用水量很大，生產(chǎn)1條牛仔褲平均產(chǎn)生200～250 kg廢水，目前我國(guó)牛仔褲年產(chǎn)量近20億條，未具備廢水處理能力的小型服裝企業(yè)污染廢水排放量很大。

牛仔服的做舊效果是用噴砂機(jī)把白砂打在牛仔面料上，將其表面的顏色磨掉，但因力量過(guò)大會(huì)對(duì)織物有一定損傷，有些打磨工序還需要用人工完成，打磨的工人多數(shù)是傳幫帶式培訓(xùn)，培養(yǎng)技術(shù)熟練的專(zhuān)業(yè)人才較慢，導(dǎo)致牛仔面料生產(chǎn)效率有所制約[4-5]。因此傳統(tǒng)牛仔服飾行業(yè)對(duì)用水資源和勞動(dòng)力的需求都很大。對(duì)于整個(gè)牛仔服產(chǎn)業(yè)而言，水洗工序所產(chǎn)生的水資源污染與浪費(fèi)，是產(chǎn)業(yè)革新的首要環(huán)節(jié)。

3 牛仔服的激光化處理

在自然資源日益枯竭的今天，生態(tài)環(huán)保觀念已經(jīng)成為當(dāng)下社會(huì)的主流共識(shí)。我國(guó)近年來(lái)大力倡導(dǎo)建設(shè)“資源節(jié)約型，環(huán)境友好型”社會(huì)，在發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的大環(huán)境下，廢舊服裝的再利用是人們應(yīng)有的環(huán)保意識(shí)，也是紡織行業(yè)的發(fā)展方向之一。

3.1 激光加工技術(shù)的運(yùn)用

激光器在1960年研制成功之后，所催生出的激光加工技術(shù)在不同產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用廣泛，被譽(yù)為“萬(wàn)能的加工工具”。激光加工速度快，被加工物體表面變形小，可加工各種材料[6]。

在紡織服裝行業(yè)，采用激光裁剪面料時(shí)速度快、效率高，其優(yōu)勢(shì)為：①激光切割機(jī)對(duì)單層面料的切割速度可達(dá)1.4 m/s，是人工裁剪速度的4～5倍；②損耗少，激光裁切的布料可以做到切口整齊不變形，需要裁切的衣片可通過(guò)專(zhuān)業(yè)CAD軟件緊密排列，激光切口最細(xì)可達(dá)0.1 mm，故能節(jié)省布料；③加工靈活，激光束沒(méi)有鈍角，由數(shù)控系統(tǒng)控制，工作時(shí)不受任何形狀的限制；④適應(yīng)性強(qiáng)，激光束的能量大小及激光頭的移動(dòng)速度均可調(diào)節(jié)，所以激光加工適宜絕大多數(shù)面料加工；⑤激光技術(shù)對(duì)操作要求低，激光雕刻機(jī)是由數(shù)控軟件控制，比較容易學(xué)習(xí)，可降低人工成本和避免人工錯(cuò)裁事故[7]。

3.2 牛仔服的激光化處理

牛仔面料的激光化處理是采用數(shù)字化加工手段取代傳統(tǒng)生產(chǎn)工序中的裁剪、手擦、貓須、噴馬騮等工藝，縮短了整個(gè)生產(chǎn)流程。相比傳統(tǒng)手工操作只能加工較簡(jiǎn)單的貓須、馬騮圖形，激光加工技術(shù)可以產(chǎn)生清晰雕刻效果的藝術(shù)圖案，包括文字、標(biāo)志、圖像等時(shí)尚元素，不受圖形限制，提升了廣闊的個(gè)性化增值空間。

激光設(shè)備小型化的發(fā)展為個(gè)性時(shí)尚牛仔服飾的創(chuàng)意加工提供了技術(shù)支持，由臺(tái)灣某大學(xué)研制的掌上激光雕刻機(jī)，命名為“Cubiio”，在2018年上半年推向市場(chǎng)。Cubiio激光雕刻機(jī)如圖2所示。該激光雕刻機(jī)外形類(lèi)似立方塊，寬度只有5～6 cm，質(zhì)量約為150 g，其通過(guò)專(zhuān)門(mén)的APP控制，可以在常見(jiàn)的木板、皮革、亞克力、紙、面料等非金屬物質(zhì)上雕刻，甚至可以在松餅或馬卡龍上進(jìn)行處理，具有趣味性。該款小型激光雕刻機(jī)適合在個(gè)性時(shí)尚牛仔服飾的創(chuàng)意加工中應(yīng)用。

圖2 Cubiio激光雕刻機(jī)

3.3 牛仔服激光處理工藝流程

3.3.1裁剪工序

牛仔面料激光雕花系統(tǒng)如圖3所示。牛仔面料高速激光裁床，采用輸出功率為150 W的CO2RF金屬射頻激光器，工作平臺(tái)采用當(dāng)下較為常用的履帶式設(shè)計(jì)，為了保證裁剪時(shí)面料能夠被平整地處理，覆帶式工作臺(tái)還設(shè)有負(fù)壓吸附功能。工作臺(tái)的有效裁剪幅面為160 cm×300 cm，在該范圍內(nèi)可進(jìn)行裁剪。履帶式自動(dòng)送料系統(tǒng)可選配帶糾偏功能，可以達(dá)到精確送料與連續(xù)自動(dòng)化裁剪同時(shí)進(jìn)行，切割精度可達(dá)±0.1 mm左右。

圖3 牛仔面料激光雕花系統(tǒng)

對(duì)長(zhǎng)度超過(guò)切割幅面的面料進(jìn)行超長(zhǎng)排版時(shí)，機(jī)器可以對(duì)面料連續(xù)送料裁剪，使得面料進(jìn)行整版裁剪。

裁剪專(zhuān)業(yè)軟件支持通用CAD軟件，文件以PLT，DXF，DST，AI，BMP等格式輸入或輸出。軟件支持導(dǎo)入圖形后的編輯，有縮放、旋轉(zhuǎn)、陣列等功能。為了將面料利用率達(dá)到最大，系統(tǒng)采用人工和自動(dòng)交互排版，簡(jiǎn)便快捷。系統(tǒng)自帶液晶屏顯示各個(gè)操作數(shù)值，支持多種數(shù)據(jù)傳輸方式，可接互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行云處理或脫機(jī)操作。所得數(shù)據(jù)都自動(dòng)存儲(chǔ)在電腦所建數(shù)據(jù)庫(kù)中，隨時(shí)保存，隨調(diào)隨取，減少紙版成本。

3.3.2水洗工序

牛仔面料激光雕花水洗系統(tǒng)是針對(duì)牛仔成衣裁剪及水洗工序的，采用500 W的CO2RF金屬射頻激光器和三軸動(dòng)態(tài)大幅面振鏡打標(biāo)技術(shù)。在加工過(guò)程中，該系統(tǒng)可將雕花圖案通過(guò)工作臺(tái)上方的投影，框畫(huà)出牛仔產(chǎn)品所需的指定位置，再通過(guò)傳送帶自動(dòng)將牛仔服送料至水洗工作區(qū)域，在牛仔服裝表面投影位置加工指定圖案，進(jìn)而進(jìn)行貓須等各種個(gè)性圖案的激光水洗。

牛仔面料激光雕花水洗系統(tǒng)采用皮帶輸送方式，首先是帶投影儀的上料，操作人員在投影儀投出的輪廓范圍內(nèi)將被加工服裝擺放在皮帶輸送線(xiàn)上，踩下腳踏開(kāi)關(guān)，系統(tǒng)啟動(dòng)并開(kāi)始送料；然后三軸動(dòng)態(tài)振鏡加工，送料停止后，系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)加工程序，按要求進(jìn)行加工，加工完成后，等待上料完成信號(hào)；最后下料，加工完成的材料通過(guò)皮帶輸送線(xiàn)送出加工工位，并在下料工位落入料箱中。

3.4 激光加工的優(yōu)勢(shì)

①代替人工手擦工序，所有貓須、馬騮、破爛、磨舊等繁瑣工序，采用激光加工技術(shù)只需通過(guò)軟件導(dǎo)入一次性完成，省去大量人工成本，并且不需要依賴(lài)人工，解決招工難，成本高的現(xiàn)狀。激光可保證所有加工成品效果一致，避免傳統(tǒng)手工人為因素的品質(zhì)差異，將廢品率降到最低。

②傳統(tǒng)手工打磨工序只能生產(chǎn)出比較簡(jiǎn)單的馬騮貓須圖案，而激光加工可以在牛仔面料上產(chǎn)生多種具有藝術(shù)效果的圖案，其中包括文字、標(biāo)志、抽象或具體的圖象等各種個(gè)性化時(shí)尚元素，紋理清晰，不易褪色，且不受任何圖形限制，提升了牛仔服廣闊的個(gè)性化增值空間。

③牛仔面料激光雕花徹底摒棄噴砂、氧化、印染等各種高污染與水資源浪費(fèi)等工序，大大降低了含有染漿料、助劑、纖維屑等水洗廢水的排放，減少了水資源的污染與浪費(fèi)，并且改善了工人的生產(chǎn)環(huán)境，響應(yīng)國(guó)家的節(jié)能減排的政策。

④激光雕花系統(tǒng)維護(hù)成本低，機(jī)器全封閉結(jié)構(gòu)，吸煙效果好，系統(tǒng)安全可靠。一體式操作臺(tái)的配置，使操作更方便。

因?yàn)椴捎秒娔X控制生產(chǎn)，所以牛仔面料的激光處理生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，且生產(chǎn)過(guò)程中不需要水和化學(xué)藥劑，是一種安全高效的加工手段。因此激光加工處理將會(huì)在未來(lái)牛仔服水洗行業(yè)，甚至是紡織服裝產(chǎn)業(yè)發(fā)展中起到重要的作用。

3.5 牛仔服激光化的綠色轉(zhuǎn)型

牛仔面料的激光化生產(chǎn)隨著激光技術(shù)的進(jìn)步逐漸擴(kuò)大，以廣東佛山均安鎮(zhèn)為例。均安鎮(zhèn)以牛仔服制造聞名于世，是我國(guó)四大牛仔名鎮(zhèn)之一，1979年，中國(guó)第1件工業(yè)牛仔服裝在均安誕生，到2016年，全鎮(zhèn)已有與牛仔服飾相關(guān)產(chǎn)業(yè)的配套加工及銷(xiāo)售企業(yè)達(dá)2 000多家，年產(chǎn)牛仔服裝2億多件，產(chǎn)值達(dá)60多億元[8]。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的防污治理與產(chǎn)業(yè)升級(jí)，十多年前大大小小的牛仔服飾加工廠(chǎng)每天肆意排放著牛仔面料洗水后未經(jīng)處理的污水、大量水資源被浪費(fèi)的現(xiàn)象已成為過(guò)去，目前均安已經(jīng)形成集紡織、服裝、智能制造、激光水洗、檢測(cè)于一體的牛仔服飾產(chǎn)業(yè)集群[9]。在2017中國(guó)國(guó)際面料及輔料展(春夏)博覽會(huì)上，“匠心均安、綠色牛仔”成為牛仔業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn)。近年來(lái)，均安牛仔研究院和武漢紡織大學(xué)開(kāi)發(fā)應(yīng)用的環(huán)保節(jié)能牛仔服裝無(wú)水水洗生產(chǎn)線(xiàn)，把激光加工技術(shù)應(yīng)用到牛仔面料的剪裁排版、水洗打磨工序中，采用臭氧水洗等先進(jìn)無(wú)水水洗技術(shù)并形成生產(chǎn)線(xiàn)，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的化學(xué)助劑水洗，實(shí)現(xiàn)了節(jié)約用水、減少排污、提高效率的目標(biāo)。激光加工技術(shù)已經(jīng)成為防治水污染，減少水資源浪費(fèi)，牛仔服飾產(chǎn)業(yè)升級(jí)的加速器，而均安鎮(zhèn)也成為全國(guó)牛仔服飾產(chǎn)業(yè)綠色轉(zhuǎn)型升級(jí)的先驅(qū)。

4 廢舊牛仔服的激光化綠色處理

全球生態(tài)環(huán)境的不斷惡化，使得人們不斷對(duì)自己消費(fèi)觀念進(jìn)行反思，“低碳”風(fēng)潮也悄然來(lái)襲，環(huán)保意識(shí)深入人心，而“支持廢舊紡織品循環(huán)利用”也被寫(xiě)進(jìn)了紡織工業(yè)的“十二五”規(guī)劃中[10]。將舊牛仔服進(jìn)行再創(chuàng)造是一次生命的重生，也是設(shè)計(jì)師與消費(fèi)者對(duì)牛仔面料的重新塑造[11]。

本文采用通用小幅面激光切割機(jī)或?qū)Ｓ门Ｗ屑す獾窕C(jī)(武漢金運(yùn)激光股份有限公司),激光類(lèi)型為玻璃管封離CO2RF金屬射頻激光器，數(shù)控軟件為AI(Adobe Systems公司提供)、PowerCut視覺(jué)激光切割控制軟件控制系統(tǒng)(深圳市智遠(yuǎn)數(shù)控有限公司提供)。激光后處理的舊牛仔服如圖4所示。采用AI軟件繪出圖形，導(dǎo)出DXF格式。將DXF格式文件導(dǎo)入PowerCut軟件，調(diào)整好所預(yù)定的尺寸與工作模式，通過(guò)對(duì)雕刻能量、雕刻速度、雕刻加速度、雕刻步距等參數(shù)的控制，對(duì)廢舊牛仔服進(jìn)行切割、雕鏤、去色、燒蝕等激光化處理，使得舊牛仔服獲得嶄新的面貌。把廢舊牛仔服作為可利用的元素進(jìn)行二次改造，既能賦予廢舊牛仔服新的生命，也體現(xiàn)了新牛仔服飾綠色環(huán)?？沙掷m(xù)的設(shè)計(jì)理念[10]。

圖4 激光處理的舊牛仔服

5 結(jié)束語(yǔ)

堅(jiān)韌、自由是牛仔文化最本質(zhì)的表達(dá)，陳舊的厚重和堅(jiān)韌的不屈既是牛仔特有的氣質(zhì)，也是中國(guó)人幾千年文化的寫(xiě)照。在新時(shí)期和新的環(huán)境下，牛仔服應(yīng)賦予新的使命。用科學(xué)的手段去革新傳統(tǒng)的工藝；用激光科技的進(jìn)步，推動(dòng)傳統(tǒng)牛仔服飾產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)模式的轉(zhuǎn)型，減少水資源污染與浪費(fèi)；將綠色生產(chǎn)，環(huán)保至上，循環(huán)利用，拒絕浪費(fèi)的理念植入每一個(gè)牛仔人的心中。