專利名稱：一種絲綢圖案的生態(tài)打印法的制作方法
—種絲綢圖案的生態(tài)打印法
背景技術(shù)：
紡織是傳統(tǒng)的人工密集型行業(yè)，隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，纖維種類從單一的天然纖維發(fā)展到了現(xiàn)在的人造纖維，化學(xué)纖維，光導(dǎo)纖維，但真絲綢(真絲織物，簡稱Silk)仍以其高雅，優(yōu)異的觸感等獨有的優(yōu)勢深受廣大消費者的歡迎，特別是不少絲綢產(chǎn)品伴有或妙趣橫生、或豐富多彩圖案，更是錦上添花，讓絲綢產(chǎn)品更具有生命力。然而至今為止，這些圖案通常是通過手繪或噴霧，織造或繡等方法形成。雖然這些方法各有其優(yōu)點，如手繪可得到個性化和豐富多彩的圖案，而織造可獲得重復(fù)性良好的圖案，并且生產(chǎn)效率高。但其共同特點是都需要染料需要對絲線或織物進行染色或涂噴于絲綢，而染料的使用，不僅會增加生產(chǎn)工序，增加生產(chǎn)成本，而且會造成環(huán)境污染，有的還會影響身體健康。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種絲綢圖案的生態(tài)打印法，無需染料，圖案清晰整潔，不損傷絲綢織物，高效節(jié)能環(huán)保。為了實現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明采用以下的技術(shù)方案
一種絲綢圖案的生態(tài)打印法，其特征在于所采用的打印機為光束細的激光打印機，打印線速度為200-1000 mm/s，檔功率5-50W。打印速度優(yōu)選為300、600、900mm/s，相應(yīng)的功率組合(Power I / Power 2)為
6.6/9.0,12. 0/18.0，18. 0/24. O (W)。即打印速度為300mm/s時對應(yīng)的最低和最高功率分別為 6. 6,9. Ow0


圖1.絲綢激光生態(tài)打印時的微細結(jié)構(gòu)電鏡圖(圖中泥狀物中的裂縫并非激光打印所致，而是事后保存過程中受外力作用下產(chǎn)生)；所采用的顯微鏡為掃描電子顯微鏡(FE-SEM, Ultra Plus Field Emission Scanning Electron Microscope ；Carl Zeiss NTSGmbH, Oberkochenj Germany)；
圖2.絲綢激光打印前的結(jié)構(gòu)(a，b)及其打印后典型碳化微細結(jié)構(gòu)的局部放大圖。(c)Power I (d)Power 2 ；
圖3.生絲的TG和DTA曲線。(a)氮氣氣氛，(b)空氣氣氛；用STA 409 P C/PG(NETZSCH, Germany)熱量儀測定打印紙(絲綢素縐緞，16姆米的，20/22的生絲)，升溫速率均為IO0C /min。圖4.熱烤條件與效果。(a)熱烤色塊及其明度L*，(b)文字樣品；
圖5激光生態(tài)打印時文字邊界處紙的碳化微細結(jié)構(gòu)。(a、c、e) Power l、(b、d、f )Power
2。(白色虛線為打印的分界線，字母“P”的為經(jīng)過打印的一側(cè)，圖中所用其它記號的意義同圖1)。
具體實施方式

微細結(jié)構(gòu)類型及其形成過程:
圖1為絲綢激光生態(tài)打印時的微細結(jié)構(gòu)電鏡圖，其中激光功率同行左低右高，同列上低下高(功率組合(Power I / Power 2)為:6.6/9.0，12.0/18.0 , 18.0/24.0 W ;參見圖4b)，打印速度也是上低下高(依次是:300、600、900mm/s)。為了對比，圖2(a，b)給出了沒有經(jīng)過熱烤打印時SEM照片，圖2 (c，d)例示了典型碳化微細結(jié)構(gòu)的局部放大圖。從圖1可以清楚地觀察到，生態(tài)激光打印時絲綢的碳化微細結(jié)構(gòu)可為帶小孔的泥狀物(圖中星號、簡稱泥狀物)和條形疙瘩(寬箭頭，簡稱疙瘩)兩類。就不同打印工藝參數(shù)而言，同為低功率打印(圖1左側(cè)各圖)，打印速度較快的兩個樣號才能觀察到較為完整的纖維(圖1 c、e寬箭頭)，說明打印速度快，受熱作用時間短，樣品不容易被碳化(泥狀化)；就同一打印速度(圖中同一行的照片)而言，圖1左側(cè)為疙瘩多，且多帶有織物交織形成的溝槽，而圖1右側(cè)均為泥狀物，而且基本上已經(jīng)相互融合在一起，形成一個帶許多小孔的整體。這說明速度相同，功率越大，纖維碳化程度越高，泥狀物越多。而且碳化程度受功率的影響要比打印速度更大一些(圖lb、d、f);相反，疙瘩主要分布在激光功率底的樣號中(圖lc、e)。對于挖瘡之間存在的溝槽(圖2a、C、e),由圖未經(jīng)處理的絲綢本身的結(jié)構(gòu)照片圖2(a，b)可知，這是樣品本身因經(jīng)紗和緯紗交織時而成的空隙，并非是由于碳化分解所致。由此可推測到絲織物在激光作用下碳化過程如下:首先是從分布在表面生絲開始融化，形成膨大的疙瘩，隨著激光功率或打印時間的增加，融化向縱橫方向發(fā)展，最終融合成分布有小孔的平整的泥狀物。樣品的熱失重/熱解特性及其影響要因
圖3(a) (b)分別為樣品在氮氣和空氣氣氛從常溫到800°C止的TG和DTA曲線。由圖3可見，在這兩種不同的環(huán)境下，盡管具體的失重臨界溫度，失重速度和失重率因氣氛而異，但它們的TG曲線均可分為五個階段，各臨界點(cpl-4)的溫度和失重情況參見表I ;其中，第一階段I失重慢，失重率約7%，為水分蒸發(fā)所致；臨界溫度為280°C的第二階段起到第五階段I1- V失重快(見圖3a)，為生絲熱解所致。說明TG曲線上這些臨界點受生絲的組成和結(jié)構(gòu)支配:，生絲(桑蠶絲素)由18種氨基酸組成，其中主要由乙氨酸(43%)，丙氨酸(32%)，絲氨酸(15%)和酪氨酸(12%),其余除繳氨酸為3%之外,均不到2%,而且有一半在1%以下(P.73)。而氨基酸本身都是無色晶體，熔點常在200-300°C之間，加之生絲(桑蠶絲素)一種纖維蛋白質(zhì)，前述的18種氨基酸在生絲中形成了一條分子量大的肽鏈(稱為H鏈)及1-3條分子量較小的肽鏈；H鏈通常以B-折疊或α-螺旋結(jié)構(gòu)的形態(tài)出現(xiàn)。因此生絲中各氨基酸已經(jīng)結(jié)合成大分子鏈的形式，其熔點出現(xiàn)在較高的300°C附近，在圖3a中表現(xiàn)為過了280°C，開始進入快速失重現(xiàn)象(I1- V)。至于第二到第五階段的不同失重速率，可認為主要受生絲的結(jié)構(gòu)形態(tài)支配一我們知道生絲可分為結(jié)晶區(qū)，非結(jié)晶區(qū)和過渡區(qū)；結(jié)晶區(qū)主要由側(cè)鏈較小的乙氨酸，丙氨酸，絲氨酸組成，比例接近按3:2:1，非結(jié)晶除了上述三種外，有側(cè)鏈較大或具有極性基團的氨基酸。生絲的結(jié)晶度為40-50%。因此，第二階段應(yīng)該主要是生絲中非晶區(qū)發(fā)生熱解。對于結(jié)晶區(qū)和過渡區(qū)的熱解，則因加熱氣氛而異:氮氣氣氛中，即便加熱到800°C，仍有32%以上的殘留物。而在空氣氣氛中加熱溫度不到650°C，殘留物已經(jīng)降至5%以下。這是因為氮氣氣氛相比，在空氣氛中并伴隨氧化，或水解反應(yīng)等，因此其失重速度快，失重臨界溫度底，失重率大(表1、圖3)。可見，加熱和氧氣的共同作用能極大地加快了生絲的熱解速度和失重程度。據(jù)此可通過設(shè)計合理的打印參數(shù)，來達到所需要的打印效果，換句話說，為生態(tài)激光打印提供了初步的理論基礎(chǔ)。表1.TG曲線上主要臨界點的溫度和失重率
權(quán)利要求
1.一種絲綢圖案的生態(tài)打印法，其特征在于所采用的打印機為光束細的激光打印機，打印線速度為200-1000 mm/s，檔功率5-50W。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的絲綢圖案的生態(tài)打印法，其特征在于打印速度優(yōu)選為300、600、900mm/s，相應(yīng)的功率組合(Power I / Power 2)為:6.6/9.0，12.0/18.0 , 18.0/24.0(W )。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種絲綢圖案的生態(tài)打印法，所采用的組裝激光打印裝置為光束細能量集中的激光能，打印時的打印線速度為200-1000mm/s，相應(yīng)的功率為5-50(W)，打印速度優(yōu)選為300、600、900mm/s，相應(yīng)的功率組合(Power1/Power2)為6.6/9.0，12.0/18.0，18.0/24.0(W)。本發(fā)明在絲綢打印的圖案主要分布在黃色調(diào)區(qū)間，邊界明確清晰，無需采用染料，節(jié)能環(huán)保，且不會損傷絲織物本身。
文檔編號B41M5/00GK103072395SQ201310004339
公開日2013年5月1日 申請日期2013年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月7日
發(fā)明者陳錦祥, 王勇, 謝娟, 李敏 申請人:東南大學(xué)