基于智能自动化设备的服装后整理工艺设计

0 引言

我国服装市场与制造业在世界上占据着第一位的地位，特别是纺织品，以其高性价比得到了国际市场的广泛认可，成为全球最大的纺织品出口国[1]。虽然我国服装业发展快，但由于技术工艺、生产设备等方面比较落后，目前仍有一些先进的服装机械设备需要从国外引进，尤其是裁剪后整理专用加工设备薄弱，严重制约了我国服装工业的发展[2]。为此，必须强化裁剪设备、后整理工艺等专用高档后整理设备的研制。现阶段，针对我国服装生产的需要，服装整理设备分别采用国产设备和进口设备[3]。普通用户会选择国产设备，其熨烫质量和处理能力较强，而且价格便宜，适合大众用户的中、低端需求高档用户可以选择进口价格昂贵的整理机。

目前采用CMIS自动化服装后整理工艺，通过 CMIS服装后整理成套设备，采用无机磷酸盐染色法，进行服装后整理。但无机磷酸盐染色法的使用在自然条件下不易降解，积聚严重，对自然环境和水资源造成污染，严重影响工艺进程。为此，提出采用服装后整理工艺及全自动加工设备，结合纤维素酶-氧漂工艺，避免对环境的污染。

1 基于智能自动化设备的服装后整理工艺设计

为提高我国成衣生产的整体水平，解决当前服装行业中存在的问题，应积极研究和开发成衣机械设备，以填补国内的空白[4]。利用先进的计算机技术并结合基础理论，创新改造旧设备，开发高档成衣机械，促进我国服装自动化生产的高质量和高效率。

1.1 智能自动化服装后整理成套设备分析

基于智能自动化的服装后整理成套设备，如图1所示。

图1 基于智能自动化的后整理成套设备

由图1可知，成套设备由平台、支撑板和横梁等框架组成，安装有伸缩杆、缸体、压板、脱水箱、活动板和活动杆，以及滑块、导轨和排水槽等。所述的支撑板分别垂直于工作台顶部两侧设置，对设备起支撑作用[5]。设备台面上的两个支撑板之间的横梁连接等框架，分别安装有伸缩杆、筒体、压板水平箱体和活动杆，以及滑块、导轨和排水槽等。本实用新型的支撑板垂直于拱顶两侧设置，对设备起支撑作用[6]。该梁的顶部固定有两个圆筒，圆筒的输出轴连通垂直设置的伸缩杆，收缩杆从梁的底部向下伸展到梁的底部，收缩杆的底部固定有水平的压板，两个支撑板之间有一个顶部开口的脱水槽，两个支撑板的底部分别固定在脱水槽的两端[7-9]。该压力板下部设有活动板，活动板上有均匀排列的孔，活动板底端与两个安装了倾斜装置活动杆铰接，两个活动杆呈倒八字形，活动杆底端与滑块铰接[10]。台面两侧设有水平滑道，滑道两侧连接滑块，中间设有排水槽。集水箱设于工作台底部，通过水平杆连接，沿两侧设置水平滑道[11]。两根水平弹性绳通过连杆的一端固定在支撑板的侧壁上，两个挡板位于两个支撑板之间，在水箱底部设有垂直连接槽，活动杆位于连接槽内。

1.2 智能自动化服装后整理工艺

1.2.1 服装后整理自动粘合和缩绒工艺

对于附着在粘性树脂上的织物，使用NH-G1000型辊压自动粘合机，能够自动将附着在粘性树脂上的织物进行粘合处理，这种新型工艺粘合机主要由传动机构、驱动机构、加热机构、加压机构、清洗机构、剥离机构组成的，该装置体积小，维护方便，可调节温度、压力和速度[12]。NH-G1000型辊压自动粘合机可根据不同的温度、压力和速度要求进行调整，以达到最佳的胶合效果，有效提高服装产品质量。

当一些羊毛衫类衣服在一定湿热条件下，经过反复不规则的外力作用和持续不断的运动，使其体积缩小，重量增加，表面出现一层短毛的情况下，可采取缩绒整理的方法。高级蛋白纤维制品一般都是用精纺毛衣，经轻缩布处理后即可清洗。经收缩整理后的织物外观改善，手感更加饱满柔软，温暖而富有弹性。

1.2.2 服装后整理自动漂白、染色工艺

为防止色光和亮度的影响，颜色鲜艳的针织产品在染色前应先进行漂白。利用纤维素酶改善氧化过程中过氧化氢的稳定性的方法，可明显降低过氧化氢在高温、碱性条件下的分解速率，对环境无危害。

自动漂白工艺流程如下：

在持续高温条件下，将该过氧化氢放置在碱性液体中进行分解处理，由此产生自由基，破坏棉织物天然颜色，进而完成漂白，提高织物白度。正是因为纤维素酶中铜、铁、铬、锰等重金属离子的存在，所以在水中能迅速分解过氧化氢生成氧气，不但不能起到漂白的作用，而且如果氧气渗入织物，还会引起严重的降解损伤。氧漂时，应添加一定量的稳定剂，防止重金属离子催化分解过氧化氢，以保证过氧化氢的有效浓度，提高过氧化氢的氧化能力，延长漂白期。工业上普遍使用烧碱，其主要作用是调节氧漂水的 pH值至一定的碱度，促进过氧化物的分解，从而对织物产生漂白作用。纤维素酶氨基酸残基中的氨基、梭形基、轻基等功能基能与重金属离子协同作用，降低了过氧化物分解速率，增加了其氧漂移稳定性。

衣服染色是对已经漂白完成后的织物进行染色和改色，通过使用环保无污染专业染料，能够避免皮肤被刺激，还能避免织物污渍。使用NC464B型智能自动化染色机结构，其结构如图2所示。

图2 NC464B型智能自动化染色机结构

由图2可知，智能自动化染色工作如下所示：

第一步：原布进入NC464B型散毛机上色后，进行散毛处理，并自动将其装入散毛筒内；

第二步：在100℃下退浆，煮熟30min后，加入1g/L皂洗剂进行脱油处理；

第三步：在染液循环泵中放入已溶解的染料助剂，将处理过的织物放入染液循环泵进行染色。

1.2.3 服装后整理自动蒸烫、定形工艺

蒸烫、定形的目的是使染过的衣服保持持久、稳定的尺寸，并保持外观平整，保证其光彩丰满。蒸烫、定形贯穿于服装后整理的始终，总的来说可将其分为两个步骤，分别是中间蒸烫和成品蒸烫。其中中间蒸烫是穿插在服装缝纫工序之间，是在局部进行的整理行为；成品蒸烫指的是缝纫完后，对服装进行定形处理。

服装后整理自动蒸烫工艺设计如图3所示。

图3 服装后整理自动蒸烫工艺

由图3可知，程序卡共有60s的执行时间，程序轨迹共有8个，在程序设计时，使用3mm宽的黑色胶带，贴在空白轨条中。当织物完成蒸烫处理后，对织物进行自动压领压袖工作，压领压袖机是专门针对衣领、袖口定形设计的专用设备，通过一定时间的加温、加压来完成衣领、袖口的定形。该设备由上、下模具、执行机构及控制系统等组成，可实现温度、压力的调节，其结构简单，可一机多用，通过更换模具零件可实现熨烫定形，生产效率高，定形效果好。

1.2.4 服装后整理自动烫印工艺

智能自动化烫印机主要包括电机、液压机构、烫印器、除尘装置和烘干装置等，布料被卷在出料辊上。支架顶端设有向下凹陷的圆弧形安装槽，出料辊被设置在安装槽内；除尘装置是由电机、外壳、风扇、吸尘罩、凸轮等组成[13]；风扇安装在外壳的顶部，通过管道与吸尘罩连通，吸尘罩位于布料的上方，当布料穿过除尘装置时，就会将布料上的灰尘吸附；凸轮安装在布料的下方，通过传动带与电机连接带动凸轮转动，当布料与凸轮接触，使布料抖动，将布料上的灰尘和杂质震掉，提高除尘效果[14]。

烫印机结构示意图，如图4所示。

图4 智能自动化烫印机结构示意图

由图4可知，服装后整理自动烫印工艺流程如下所示：

第一步：将布料绕过位于布料上方第一个导向辊，并把它固定在液压机上，避免布料与水接触[15]。

第二步：将液压机装在横梁上，用支撑杆固定在底座上。通过导辊将织物输送到烫印机的底部，烫印机的开关会自动识别织物并开始烫印。本工艺烫印面积大于支架面积，可防止烫印脱落；

第三步：将烫印织物绕过与第一导辊高度相同的第二导辊，送至干燥装置，干燥装置可快速干燥烫印好的花纹，避免在收卷时花纹粘连不清，影响产品质量。

第四步：烫印和烘干处理后的织物末端接在集尘器上，收集烫印和烘干的织物；

第五步：由收料机将织物拉出，然后通过除尘装置的风扇，将织物中的残尘吹走，凸轮带动织物摆动，减少织物上的灰尘；

第六步：经过除尘后的织物送到烫印机下端，用液压机构和支架完成烫印，烫印效果好。

1.2.5 服装后整理自动熨烫工艺

智能自动化熨烫是成衣加工中的褶皱处理工艺，针对不同材料的织物，通过固定的温度、压力、湿度和时间，使布料的密度形状和结构发生变化，熨烫完成后的衣物平整挺阔，更加地丰满立体。智能自动化熨烫机由一至三个辊子组成，采用手动或电动旋转，当辊子加热至一定温度后，通过两个辊子之间的卷动，湿衣服将被除去大量的水分，以达到烫平和去皱的效果。

多辊组合式熨平机自动熨烫工艺步骤为：

第一步：设备运转时，先将布放在传送带上，由熨平辊带动三辊连续动压入熨平辊内；

第二步：熨辊转动后，由熨辊带动压力；

第三步：由自动压平滚筒驱动，使来自六台熨平机的布料正反两次熨平，通过传送带到达出口。

提升服装后整理自动熨烫的自动化效率，应采取以下改进措施：1）在第一熨烫辊和第二熨烫辊出口处加装牵引装置的不锈钢刮刀；2）将三个熨烫辊减少到两个，并增加第一熨烫辊与靠近第一熨烫辊的传动辊之间的接触面积；3）在每条输送带上加一个圆圈，以避免输送过程中的摩擦。

2 实验

为了验证基于智能自动化设备的服装后整理工艺设计合理性，以羊毛衫的漂染过程为例，对比分析无机磷酸盐漂染技术和纤维素酶氧漂技术漂白效果。

2.1 实验项目

我国现有服装企业近4万家，其中河南省企业近500家。但是，总体装备水平相对落后，难以完成2000年出口创汇350亿美元的任务。当前国内羊绒面料普遍缺乏光泽，手感暗淡，花色单调，毫无生气。

分别使用CMIS自动化服装后整理工艺和基于智能自动化设备整理工艺，对漂白效果进行对比分析，两种技术实验过程所需的设备及参数如下所示：

1）CMIS自动化服装后整理工艺

CMIS自动化服装后整理工艺中无机磷酸盐漂染技术所需设备如图5所示。

图5 无机磷酸盐漂染设备

由图5可知，本机辊带中心管上有小孔，主要用于将染色颜料流经此小孔。开机后，循环泵开始工作，此时染色温度较高，染色液逐渐从筒体中心流出，由内向外穿过纤维，这样循环。染色后，将松散的纤维放入锅中，用盖子压紧，然后放入染色槽。染液由循环泵自下向上输送，再由假底出锅形成循环染。

2）基于智能自动化设备整理工艺

使用浸漂工艺对羊毛衫进行氧漂，所需参数如表1所示。

表1 羊毛衫氧漂参数

经过氧漂后对羊毛衫进行常规水洗与烘干。

2.2 实验结果与分析

使用CMIS自动化服装后整理工艺和基于智能自动化设备整理工艺，对比分析双氧水分解率和羊毛衫漂白度，对比结果如图6所示。

图6 两种工艺双氧水分解率和羊毛衫漂白度对比分析

由图6可知，使用CMIS自动化服装后整理工艺随着时间增加，双氧水分解率逐渐下降，但下降幅度并不大，最终分解率达到34%。而漂白度随着时间增加逐渐升高，但升高幅度并不大，最终漂白度达到72%。

使用基于智能自动化设备整理工艺随着时间增加，双氧水分解率逐渐下降，下降幅度较大，最终分解率达到26%。漂白度随着时间增加逐渐升高，升高幅度较大最终漂白度达到80%，由此可知，使用基于智能自动化设备整理工艺漂白效果较好。

通过上述对比结果可确定所设计的工艺不会对环境造成威胁，为了进一步验证该工艺自动化整理效率较高，需再次将两种工艺的自动化整理效率进行对比分析，对比结果如图7所示。

图7 两种工艺自动化整理效率对比分析

由图7可知，使用基于智能自动化设备整理工艺自动化整理效率较高，最高可达到95%。

3 结语

提出的基于智能自动化设备的服装后整理工艺设计方法，在服装加工完成后，对服装进行后整理，使用纤维素酶氧漂技术，避免了环境污染，方便工作人员随时取出，给工作带来了便利。

尽管在当前的工作中取得了一些成绩，但为了企业的持续健康地发展，仍需在今后的工作中不断完善、创新，提高生产质量，完善服装后整理工艺。