CN112601855A - 具有对激光精加工的增强响应特性的织物 - Google Patents
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Abstract
一种织物，具有对激光精加工的增强响应特性。该织物可以是诸如牛仔裤之类的牛仔布服装的牛仔布。软件和激光器被用来对由该织物制成的服装进行精加工，以产生期望的磨损或做旧图案或其他设计。该织物允许：响应于激光器的相对快速的颜色变化、色调从靛蓝色到白色的颜色变化、许多灰度等级、以及维持强度和拉伸性能。用于制造织物的方法包括纺纱、染色和编织纱线，以获得期望的对激光精加工的增强响应特性。
Description
相关申请的交叉引用
本专利申请要求于2018年6月14日提交的美国专利申请62/685,260的权益，该美国专利申请与该申请中引用的所有其他参考文献一起通过引用并入本文。于2017年12月13日提交的美国专利申请15/841,263和于2016年12月13日提交的美国专利申请62/433,739也通过引用并入本文。
技术领域
本发明涉及纺织品，并且更具体地，涉及材料和织物及其制造，其中，材料和织物将具有对激光精加工(finishing)的增强响应特性，尤其是牛仔布和牛仔布服装(包括牛仔裤、衬衫、短裤、夹克、背心和裙子)，以获得褪色、做旧、水洗、或磨损饰面(finish)或外观。
背景技术
1853年，在加利福尼亚淘金热期间，24岁的德国移民Levi Strauss带着少量布匹离开纽约前往旧金山，打算开设他兄弟的纽约布匹业务的分店。在到达旧金山后不久，Strauss先生意识到，矿工和探矿者(称为“四十矿工”)需要足够坚固的裤子以熬过他们忍受的艰苦工作条件。因此，Strauss先生开发了现在流行的牛仔裤，并将其卖给了矿工。他创立的公司Levi Strauss&Co仍然销售牛仔裤，并且是世界上最知名的牛仔裤品牌。Levi’s是Levi Strauss&Co的商标。
虽然淘金热时期的牛仔裤被用作工作服，但牛仔裤已经发展成为男女日常穿着的时装，出现在广告牌、电视广告和时装秀上。时尚是美国乃至全球最大的消费产业之一。牛仔裤和相关服装是该行业的重要部分。
作为时尚，人们关注牛仔裤的外观。很多人都希望穿着褪色或破旧的蓝色牛仔裤。过去，牛仔裤通过正常的水洗和磨损变得褪色或做旧。服装行业认识到人们对磨损蓝色牛仔裤外观的渴望，并开始生产具有不同磨损图案的牛仔裤和服装。磨损图案已成为牛仔裤风格和时尚的一部分。磨损图案的一些示例包括梳子或蜂窝、须状物、堆叠和火车轨道。
尽管牛仔裤已经获得了广泛的成功，但是生产具有磨损图案的现代牛仔裤的工艺需要处理时间，具有相对高的加工成本并且是资源密集型的。生产牛仔裤的典型工艺使用大量的水、化学品(例如，漂白剂或氧化剂)、臭氧、酶和浮石。例如，精加工每条牛仔裤可能需要约20至60升的水。
因此，需要改进的材料和织物来用于牛仔裤和其他服装的激光精加工，其减少环境影响、处理时间和加工成本，同时保持传统精加工技术的外观和风格。
发明内容
一种织物具有对激光精加工的增强响应特性。该织物可以是用于诸如牛仔裤之类的牛仔布服装的牛仔布。软件和激光器被用来对由该织物制成的服装(apparel)进行精加工，以产生期望的磨损或做旧图案或其他设计。该织物允许：响应于激光器的相对快速的颜色变化、色调从靛蓝色到白色的颜色变化、许多灰度等级、以及维持强度和拉伸性能。用于制造该织物的方法包括纺纱、染色和编织纱线，以获得期望的对激光精加工的增强响应特性。
在一个实现方式中，一种方法包括：使用靛蓝染料对棉纱进行处理以获得具有外环和内芯的横截面，其中，外环的厚度约为纱线总厚度的例如10％(例如，约7.5％至约12.5％)，并且外环由于被靛蓝染料渗透而为靛蓝色，而内芯由于未被靛蓝染料渗透而为白色或米色(off-white)；以及将经染色棉纱编织成牛仔布织物，其中，经纱包括经染色棉并且纬纱包括未染色棉，并且该牛仔布织物将通过使经染色棉纱暴露于激光器而被精加工。
当暴露于激光器时，激光器基于被提供给该激光器的激光输入文件在服装的表面上创建精加工图案。该激光输入文件包括用于不同激光像素位置的激光曝光值。对于每个激光曝光值，激光器从牛仔布材料的表面移除深度或厚度与该激光曝光值相对应的材料。
与精加工图案的较暗像素位置相比，对于精加工图案的较亮像素位置，较大深度的经靛蓝环染棉纱被移除，从而使经染色纱线的较大宽度的内芯被显露，而在精加工图案的较暗像素位置处，较小深度的经靛蓝环染棉纱被移除，从而使经染色纱线的较小宽度的内芯被显露。
在另一实现方式中，一种方法包括：提供由牛仔布材料的织物面料制成的服装。这些织物面料使用线缝合在一起。牛仔布材料将通过使用激光器在服装的选定位置处从牛仔布材料的表面移除选定量的材料而被精加工。
牛仔布材料包括经靛蓝环染棉纱，该经靛蓝环染棉纱的横截面包括外环和内芯。外环相对于内芯的横截面轮廓与激光器兼容，以获得至少32个不同的灰度等级或至少64个不同的灰度等级。对于横截面轮廓，外环的厚度为例如纱线总厚度的约10％(例如，约7.5％至约12.5％)。
外环由于被靛蓝染料渗透而为靛蓝色，而内芯由于未被靛蓝染料渗透而为白色或米色。具有激光器兼容横截面轮廓的经靛蓝环染棉纱通过染色工艺来获得。
该工艺可包括：在碱性溶液中将未染色纱线进行丝光化，以获得经丝光化未染色纱线；将经丝光化未染色纱线浸入pH介于例如约10.7至约12.0的范围内的至少一种靛蓝染料溶液中；以及将服装暴露于激光器，以基于被提供给激光器的激光输入文件而在服装的表面上创建精加工图案。激光输入文件具有激光曝光值，每个激光曝光值用于不同的激光像素位置。
对于每个激光曝光值，激光器将从服装的表面移除深度与该激光曝光值相对应的材料。与精加工图案的较暗像素位置相比，对于精加工图案的较亮像素位置，较大深度的经靛蓝环染棉纱被移除，而在精加工图案的较暗像素位置处，较小深度的经靛蓝环染棉纱被移除。
考虑到以下具体实施方式和附图，本发明的其他目的、特征和优点将变得明显，其中，相同的附图标记在所有附图中表示相同的特征。
附图说明
图1示出了制造服装(如牛仔裤)的工艺流程，其中服装使用激光器而被精加工。
图2示出了生产激光敏感精加工织物的织物加工的流程。
图3示出了染色工艺的流程。
图4示出了使用染料排列(range)来对纱线进行染色的技术。
图5示出了牛仔布织物的编织图案。
图6示出了具有环染效果的经染色纱线的横截面。
图7示出了对由经环染纱线制成的牛仔布织物进行激光精加工的技术。
图8示出了计算机***，该计算机***是用于制造具有对激光精加工的增强响应特性的织物的服装或***的激光精加工***的一部分。
图9示出了计算机***的***框图。
图10至图13示出了激光器如何改变经环染纱线的颜色。
图14至图16示出了环染的厚度或深度对激光器改变经环染纱线的颜色的能力的影响。
图17至图18示出了在激光加工之前和之后的经纱的横截面的显微照片。
图19和20分别示出了针对相同环染厚度或深度的细纱和粗纱的暴露白色纤维的百分比。
图21和22分别示出了具有弹性纤维芯的粗纱和细纱的横截面。
具体实施方式
图1示出了用于制造服装(如牛仔裤)的工艺流程101，其中服装使用激光器进行精加工。用于包括牛仔裤的各种服装的织物或材料由天然或合成纤维106或这些的组合制成。织物研磨机取得纤维并加工109这些纤维以生产激光敏感精加工织物112，其具有对激光精加工的增强响应特性。
天然纤维的一些示例包括棉、亚麻、***、剑麻、黄麻、洋麻和椰子；动物来源的纤维，包括丝绸、羊毛、羊绒和马海毛。合成纤维的一些示例包括聚酯、尼龙、氨纶或弹性纤维以及其他聚合物。半合成纤维的一些示例包括人造丝、粘胶纤维、莫代尔纤维和莱赛尔纤维，其由再生纤维素纤维制成。织物可以是单独的天然纤维(例如，棉)、单独的合成纤维(例如，单独的聚酯)、天然纤维和合成纤维的混合物(例如，棉和聚酯混合物，或棉和氨纶)、或天然纤维和半合成纤维的混合物、或这些或其他纤维的任何组合。
对于牛仔裤，织物通常是牛仔布，其是坚固的棉经面纺织品，其中纬纱在两根或更多根经线下穿过。这种斜纹编织产生斜条纹。纱线(例如，经纱)使用靛蓝或蓝色染料进行染色，这是蓝色牛仔裤的特征。
尽管该专利关于牛仔裤描述了服装处理和精加工，但是本发明不限于牛仔裤或牛仔布产品，例如，衬衫、短裤、夹克、背心和裙子。所描述的技术和方法适用于其他服装和产品，包括非牛仔布产品和由针织材料制成的产品。一些示例包括T恤、毛衣、外套、运动衫(如连帽衫)、休闲服、运动服、外套、连衣裙、晚装、睡衣、家居服、内衣、袜子、包、背包、制服、雨伞、泳装、床单、围巾等。
制造商创建其产品的设计115(设计I)。该设计可以针对特定类型的衣服或服装(例如，男士或女士牛仔裤或夹克)、服装的尺寸(例如，小、中或大，或腰围尺寸和内缝长度)、或其他设计特征。可以通过用于形成图案片段的图案或切割来指定设计。基于该设计选择并图案化和切割118织物。通常通过缝纫将图案片段一起组装121在服装中，但是可以使用其他技术连接在一起(例如，铆钉、纽扣、拉链、箍和环、粘合剂、或其他技术和结构将织物和材料连接在一起)。
一些服装可以在组装后完成并准备出售。然而，其他服装未精加工122并且具有额外的激光精加工124。精加工可以包括染色、水洗、软化和固定。对于做旧牛仔布产品，精加工可包括使用激光器根据设计127(设计II)产生磨损图案。激光精加工的一些额外细节在2016年8月19日提交的美国专利申请62/377,447中有所描述，该专利申请通过引用结合于此。于2017年12月13日提交的美国专利申请15/841,267、15/841,268、15/841,271和15/841,272；于2017年8月21日提交的美国专利申请15/682,507；以及于2016年12月13日提交的美国专利申请62/433,746也通过引用结合于此。
设计127用于服装的后组装方面，而设计115用于服装的预组装方面。在精加工之后，精加工产品130完成并准备出售。精加工产品被库存和分发133，交付到商店136，并出售给消费者或顾客139。消费者可以购买和穿着磨损蓝色牛仔裤而不必自己将牛仔裤穿破，这通常需要花费大量的时间和精力。
传统上，为了生产做旧牛仔布产品，精加工技术包括干磨、湿加工、氧化或其他技术，或这些技术的组合，以加速材料的磨损以便产生期望的磨损图案。干磨可以包括喷砂或使用砂纸。例如，织物的一些部分或局部区域被打磨以磨损织物表面。湿加工可包括在水中水洗、用氧化剂(例如，漂白剂、过氧化物、臭氧或高锰酸钾)水洗、用氧化剂喷雾、用研磨剂(例如浮石、石头或砂砾)水洗。
这些传统的精加工方法花费时间、产生费用、并由于利用资源和产生废物而影响环境。期望减少水和化学品使用，其可包括减少使用诸如高锰酸钾和浮石之类的药剂。对这些传统的精加工方法的替代方案是激光精加工。
图2示出了生产激光敏感精加工织物的织物加工109的流程。在具体实现方式中，织物是用于激光精加工的激光敏感牛仔布，其中激光器产生做旧饰面。
牛仔布织物通常由棉花制成，棉花是植物基纤维素纤维。有许多不同品种的棉花，包括陆地棉和长绒棉，也称为皮马(Pima)棉。陆地棉的纤维长度约为13至35毫米，而长绒棉的纤维长度约为25至65毫米。牛仔布的纤维长度通常为约28毫米或更大。牛仔布通常由陆地棉制成，但可以来自其他品种的棉花或不同品种棉花的混合物。
棉花采摘机从棉花植物采摘棉铃。棉铃是棉花植物的果实，包括棉绒和棉花种子。棉纤维缠绕并螺旋在一起。轧棉机将棉绒与棉花种子和其他碎片分离，将棉花种子和其他碎片丢弃并用于其他目的(例如，提取棉籽油)。棉花通常是白色或米色。棉纤维是中空的，允许纤维吸收水分-使得棉花冬天温暖并且夏天凉爽。
纤维106可以是100％棉纤维。或者纤维106可以是混合物，包括棉和其他非棉纤维，以改变织物的特性。例如，氨纶、弹性纤维、或其他弹性聚氨酯纤维可以与棉纤维混合，使得牛仔布具有拉伸特性。
通过纺纱211纤维，获得未染色纱线214。在纺纱期间，棉短纤维或棉和其他纤维的混合物被捻合在一起以形成连续细纱。根据具体的纺纱工艺，纱线的直径和捻数可以变化。未染色纱线的颜色与棉纤维相同，为白色或米色。
纺纱可以通过例如环锭纺纱、转杯纺纱、或其他纺纱技术来进行。另一种纺纱技术是包芯纺纱，其中，纤维(例如，短纤维)围绕另一种材料(例如，聚酯或弹性纤维)的芯缠绕。可以使用包芯纺纱来制造弹力牛仔布材料。
在纺纱之后和染色之前，纱线可以被丝光化218以获得丝光化(mercerize)纱线223。也可以在编织之后进行丝光处理(mercerization)。当在未染色纱线上进行时，丝光化可称为预丝光化。当在织物上进行时，丝光化可称为织物丝光化。丝光化是可选的，并且纱线和织物不一定被丝光化。如果使用，则丝光化通常在该工艺中仅进行一次，纱线预丝光化或织物丝光化。
丝光化增强了纱线，并使纱线外观更加光泽。丝光化改变了棉纤维的化学结构。丝光化导致棉纤维的细胞壁膨胀。这使得表面积和反射率增加，并使纤维具有更柔软的感觉。在一种实现方式中，对于预丝光化，纱线在氢氧化钠浴(或其他化学品，通常是高碱性溶液，其导致纤维膨胀)中处理。然后是中和氢氧化钠的酸浴。
在纺纱和可选的丝光化之后，染色工艺227，其中纱线被染色。对于蓝色牛仔布，使用靛蓝染料来对未染色纱线进行染色，以获得染色纱线230，其将是靛蓝色。将染色纱线编织243以获得编织织物246，其可以通过织物精加工259来进一步精加工。织物精加工可包括例如预缩水。这产生激光敏感精加工织物112。
图3示出了包括使用靛蓝进行染色的染色工艺217的流程。靛蓝染料是蓝色染料，化学式为C16H10N2O2。靛蓝染料可以是植物基或合成的。靛蓝染料在水中的溶解度非常低，并被认为是不溶的。为了溶解，靛蓝染料通过还原过程转化为可溶形式。化学还原过程使用例如亚硫酸氢钠或其他化学成分，其在从约30至60摄氏度的温度下在溶液中快速还原靛蓝。其他还原过程包括细菌还原和电化学还原。
对于染色，还原靛蓝溶液的pH可以为从约10.5至约13的范围，这是碱性溶液。在化学中，pH是指定水溶液的酸度或碱度(或碱性)的数值标度，其中，7被认为是中性的。水的pH为7。pH值被定义为溶液中氢离子活性的倒数的十进制对数。pH大于7的溶液将被认为是碱性的，而pH小于7的溶液则被认为是酸性的。pH的通常范围是0至14，但pH值可以低于0或高于14。pH是相对值：pH越高，表示溶液的碱度越大或酸度越小。pH越低，表示溶液的碱度越小或酸度越大。
在用靛蓝染色之前，靛蓝染色工艺可选地可以包括硫化打底(sulfur bottoming)306。为了硫化打底，纱线首先使用硫化染料或硫着色剂进行染色。硫化染料通常是黑色或灰色，但也可以是其他颜色。通常，硫化打底用于赋予纱线特定的偏色。硫化打底是可选的，并且可以从染色工艺中省略。
通过将纱线浸渍310或浸入具有还原靛蓝染料的桶中来进行靛蓝染色。还原靛蓝染料溶液的颜色不是靛蓝色或蓝色，而是浅绿色或黄绿色。当将白色纱线浸入具有还原靛蓝染料的桶中并从其中取出时，纱线将呈黄绿色。然而，通过暴露在空气中的氧中，靛蓝会氧化315，并且随着时间推移，黄绿色纱线将慢慢变成与靛蓝相关的熟悉的蓝色。蓝色是由织物中捕获的发色团引起的，其将光反射为蓝色。靛蓝的蓝色具有约420至465纳米之间的波长。
染料浸渍和氧化步骤可以重复多次319，例如，2、3、4、5、6、7、8、12或更多次。可以使用多次浸渍来获得更深的蓝色色调。随着每次浸渍，染料更多地朝向纱线的中心或芯渗透(例如，迁移或扩散)，而不是停留在纱线的表面上或靠近纱线的表面。
在靛蓝染色完成后，该工艺可选地可以包括硫化打顶(sulfur topping)324。硫化打顶类似于硫化打底，但硫化打顶在靛蓝染色之后而不是之前进行。硫化打顶是可选的，并且可以从染色工艺中省略。
在一实现方式中，染色工艺包括硫化打底、靛蓝染色和硫化打顶。在一实现方式中，不使用硫化打底和硫化打顶，并且仅使用靛蓝来对纱线进行染色。另一实现方式包括硫化打底和靛蓝染色，但不包括硫化打顶。另一实现方式包括靛蓝染色和硫化打顶，但不包括硫化打底。
应该理解，本发明不限于所提出的具体流程和步骤。本发明的流程可以具有附加步骤(在该专利中未必描述)、替换所呈现的一些步骤的不同步骤、所呈现的步骤的更少步骤或子集、或者以不同于所呈现的顺序的步骤、或这些项的任何组合。此外，本发明的其他实现方式中的步骤可以与所呈现的步骤不完全相同，并且可以针对特定应用或基于数据或情况进行适当的修改或改变。
图4示出了使用靛蓝染料排列408来染色纱线的技术。染料排列机器具有多个盒或桶，用于保持将浸渍纱线的溶液。染料排列可以具有任意数量的盒，例如，6个盒、8个盒、或12个盒、或更多。利用更多盒，更多浸渍是可能的。
用于染料排列的盒或桶412通常容纳在建筑物的一个楼层(例如，第一层或地下室)上。染料排列具有滑动机构416，其延伸穿过该楼层的天花板，并且盒进入建筑物的上方楼层，例如，第二层和第三层、或更高楼层。例如，对于三层单元，每层大约12英尺，滑动单元可以延伸到空气中至少24英尺。
在操作过程中，未染色纱线214经由滚轴、滑轮和其他机构和通道传导或输送通过各个盒(例如，桶1、桶2和桶3)，以将纱线浸渍在盒内的溶液中。盒中的溶液可以用于硫化打底(可选)、还原靛蓝溶液中的靛蓝浸渍、以及硫化打顶(可选)。在浸渍之间，纱线经由滑动器在盒或桶(或瓮或容器)上方传导，这使纱线暴露于氧气，因此它可以氧化并且靛蓝可以变成蓝色。在该工艺结束时，获得染色纱线220。
染色的类型多种多样，包括绳索染色、刀线染色和循环染色，并且这些方法中的任何一种都可以用于生产用于激光精加工的增强型织物。对于绳索染色，首先将纱线的线缠绕成绳索，并且然后进行重复的浸渍和氧化步骤。浸渍和氧化的频率越高，靛蓝色调越强。
对于刀线染色，对单根纱线进行染色。经纱以经轴形式反复通过数个靛蓝染料浴，然后进行定型和缠绕以进行编织。循环染色包括将纱线的绳索拉过靛蓝染料的桶，然后向上拉到工厂的屋顶上，使纱线有时间被氧化，然后返回到染料浴中。
图5示出了牛仔布织物220的编织图案。织布机完成编织。在编织中，经纱是一卷中的纵向或经线纱线或线，而纬线或纬纱是横向线。纬纱通过经纱拉伸以形成织物。在图5中，经纱沿第一方向505(例如，南北)延伸，而纬纱沿方向516(例如，东西)延伸。纬纱被示出为横跨纬纱的连续纱线(例如，由织布机的梭子或剑杆承载)。替代地，纬纱可以是单独的纱线。在一些具体实现方式中，经纱具有与纬纱不同的重量或厚度。例如，经纱可以比纬纱更粗糙。
对于牛仔布，经染色纱线220用于经纱，而未染色或白色纱线通常用于纬纱。在一些牛仔布织物中，纬纱可以被染色并且具有除白色之外的颜色，例如红色。在牛仔布编织中，纬纱在两根或更多根经纱下穿过。图5示出了纬纱在两根经线下穿过的编织。具体地，织物编织被称为2x1右手斜纹织品。对于右手斜纹织品，对角线的方向是从左下到右上。对于左手斜纹织品，对角线的方向是从右下到左上。但在其他牛仔布编织中，纬纱可以在不同数量的经线下穿过，例如，3、4、5、6、7、8或更多。在其他实现方式中，牛仔布是3x1右手斜纹织品，这意味着纬纱在三个经线下穿过。
由于编织，织物的一侧暴露出更多的经纱(例如，经向面)，而另一侧暴露出更多的纬纱(例如，纬向面)。当经纱为蓝色且纬纱为白色时，编织的结果是经向面将大部分显示为蓝色，而反面(纬向面)则大部分显示为白色。
在牛仔布中，经纱通常是100％棉。但是一些经纱可以与例如弹性纤维混合以允许经纱拉伸。并且用于其他织物的一些纱线可以包含其他纤维，例如，聚酯或弹性纤维。尽管以牛仔布为例进行说明，但是该专利中的技术可以应用于其他材料，包括斜纹织品、其他编织材料(斜纹织品除外)、棉质斜纹织品、混纺斜纹织品、混纺材料、平纹针织物以及许多其他材料。
图6示出了具有环染效果的经染色纱线的横截面。当纱线的染色不完全扩散或穿透纱线时，发生环染效果。相反，纱线的表面层606被染色，而纱线的芯612未被染色。芯将保持未染色，例如，白色。在牛仔布中，经纱被靛蓝染色，并且经环染经纱的横截面将类似于图6中所示的横截面。
纱线的直径为622，环染色部分的厚度为626，并且芯的直径为629。纱线的区域A(纱线)是Pi*(D622/2)^2，其中，Pi是数学常数，圆周长与其直径的比值，近似为3.14159，D622是直径622，并且^2表示括号中的量的2次幂或平方。芯的区域A(芯)是Pi*(D612/2)^2，其中，D612是直径612。环染部分的面积是A(纱线)减去A(芯)。
为了简化该图，图6示出了经染色部分和未染色芯部分之间的实心或硬边界。在实践中，经染色部分和未染色部分之间的边界可以归因于染料扩散、梯度，其中，染料逐渐变淡或渐变为蓝色。
环染通常被认为是不期望的，因为染料不均匀地分布在纱线中。然而，对于激光精加工，经环染纱线可以改进织物对激光的响应特性。具有经环染纱线的织物具有改进的灰度分辨率，从而允许激光器获得更多数量的在视觉上彼此可区分的灰度等级。
图7示出了对具有经环染纱线708的牛仔布织物703进行激光精加工的技术。在牛仔布中，经环染纱线是经纱。织物或服装被放置在激光器712的前面，激光器712发射撞击织物的激光束717。计算机721控制激光器的功率水平和曝光时间。所得到的激光束从织物移除具有发色团的至少一部分经染色纱线。取决于所移除的具有发色团的经染色纱线的量，织物的蓝色色调可以在深蓝色到白色之间改变或变化。
计算机可以控制定位机构726来定位激光器以将例如做旧图案或任何其他图案印刷到服装上。例如，激光器可以逐行(或逐列)打印图案。此外，激光器可以跨一个或多个行(或列)多次通过。多次通过可用于进一步提高或增强灰度分辨率。还可以在行(例如，一半或四分之一行)之间进行激光器通过，这可以提高像素分辨率。
激光精加工是一种包括使用激光器的技术。激光器是一种通过基于电磁辐射的受激发射的光学放大过程发光的设备。激光器用于条形码扫描、医疗过程(例如，矫正眼科手术)和工业应用(例如，焊接)。用于精加工服装的特定类型的激光器是二氧化碳激光器，其发射红外辐射束。
激光器可以由输入文件和控制软件来控制，以在特定方位或位置以特定功率电平将激光束发射到织物上达特定时间量。此外，激光束的功率可以根据波形而变化，例如，具有特定频率、周期、脉冲宽度、或其他特性的脉冲波。可以控制的激光器的一些方面包括占空比、频率、标记或烧制速度、以及其他参数。
占空比是激光发射时间的百分比。占空比百分比的一些示例包括40％、45％、50％、55％、60％、80％和100％。频率是激光脉冲频率。低频率可以是例如5千赫兹，而高频率可以是例如25千赫兹。通常，较低频率将具有比高频率更高的表面穿透性，高频率具有较小的表面穿透性。
激光器像打印机一样起作用，并且将磨损图案(由例如输入文件指定)“打印”、“标记”或“烧制”到服装上。暴露于红外光束的织物改变颜色，基于激光器功率、曝光时间和所使用的波形使织物在指定位置变淡一定量。激光器从一个位置继续到另一位置，直到磨损图案完全打印在衣服上。
在特定实现方式中，激光器具有约34点/英寸(dpi)的分辨率，其在服装上为约0.7毫米/像素。本专利中描述的技术不依赖于激光器的分辨率，并且将与具有大于或小于34点/英寸的分辨率的激光器一起工作。例如，激光器可以具有10、15、20、25、30、40、50、60、72、80、96、100、120、150、200、300或600点/英寸、或者高于或低于任何这些值或其他值的分辨率。通常，分辨率越高，在单次通过中可以在服装上打印的特征越精细。通过利用激光器使用多次通过(例如，2、3、4、5或更多次通过)，可以提高有效分辨率。在一个实现方式中，使用多个激光器通过。
激光精加工的***可包括计算机以控制或监测操作，或两者。图8示出了作为激光精加工***的组件的计算机的示例。计算机可以是连接到激光器***的单独单元，或者可以嵌入在激光器***的电子设备中。在实施例中，本发明包括在计算机工作站***上执行的软件，如图8所示。
此外，用于制造具有对激光精加工的增强响应特性的织物的***也可以包括计算机以控制或监测操作，或两者。图8还示出了作为织物制造***的组件的计算机的示例。例如，计算机可以被连接以控制纺纱机、染色排列或染色机、织布机或编织机、或用于制造或加工织物的其他机器、或这些项的组合。
图8示出了计算机***801，其包括监视器803、屏幕805、外壳807、键盘809、以及鼠标811。鼠标811可以具有一个或多个按钮，例如，鼠标按钮813。外壳807(也可以称为***单元、机壳或壳体)容纳熟悉的计算机组件，其中一些组件未示出，例如，处理器、存储器、大容量存储设备817等。
大容量存储设备817可以包括大容量磁盘驱动器、软盘、磁盘、光盘、磁光盘、固定盘、硬盘、CD-ROM、可记录CD、DVD、可记录DVD(例如，DVD-R、DVD+R、DVD-RW、DVD+RW、HD-DVD、或蓝光光盘)、闪存和其他非易失性固态存储装置(例如，USB闪存驱动器或固态驱动器(SSD))、电池备份的易失性存储器、磁带存储装置、读取器、和其他类似介质、以及这些介质的组合。
本发明的计算机实现的或计算机可执行的版本或计算机程序产品可以使用计算机可读介质来实现、存储在计算机可读介质上、或与计算机可读介质相关联。计算机可读介质可以包括参与向一个或多个处理器提供指令以供执行的任何介质。这种介质可以采用许多形式，包括但不限于非易失性、易失性和传输介质。非易失性介质包括例如闪存、或光盘或磁盘。易失性介质包括静态或动态存储器，例如，缓存存储器或RAM。传输介质包括布置在总线中的同轴电缆、铜线、光纤线和电线。传输介质还可以采用电磁、射频、声波或光波的形式，例如，在无线电波和红外数据通信期间产生的那些。
例如，本发明的软件的二进制、机器可执行版本可以存储或驻留在RAM或缓存存储器中，或者大容量存储设备817上。本发明的软件的源代码也可以存储或驻留在大容量存储设备817(例如，硬盘、磁盘、磁带或CD-ROM)上。作为另一示例，本发明的代码可以通过有线、无线电波、或通过诸如互联网之类的网络来传输。
图9示出了用于执行本发明的软件的计算机***801的***框图。如图9所示，计算机***801包括监视器803、键盘809和大容量存储设备817。计算机***801还包括子***，例如，中央处理器902、***存储器904、输入/输出(I/O)控制器906、显示器适配器908、串行或通用串行总线(USB)端口912、网络接口918和扬声器920。本发明还可以与具有附加或更少的子***的计算机***一起使用。例如，计算机***可以包括多于一个的处理器902(即多处理器***)，或者***可以包括缓存存储器。
处理器可以是双核或多核处理器，其中，在单个集成电路上存在多个处理器核。该***还可以是分布式计算环境的一部分。在分布式计算环境中，各个计算***连接到网络，并且可用于根据需要将计算资源借给网络中的另一个***。网络可以是内部以太网网络、互联网或其他网络。
诸如922之类的箭头表示计算机***801的***总线架构。然而，这些箭头说明了用于链接子***的任何互连方案。例如，扬声器920可以通过端口连接到其他子***，或者具有到中央处理器902的内部连接。图8中所示的计算机***801只是适用于本发明的计算机***的示例。适用于本发明的子***的其他配置对于本领域普通技术人员来说是明显的。
计算机软件产品可以用各种合适的编程语言中的任何一种来编写，例如，C、C++、C#、Pascal、Fortran、Perl、Matlab、SAS、SPSS、JavaScript、AJAX、Java、Python、Erlang和Ruby on Rails。计算机软件产品可以是具有数据输入和数据显示模块的独立应用。替代地，计算机软件产品可以是可实例化为分布式对象的类。计算机软件产品还可以是组件软件，例如，Java Beans(来自Oracle Corporation)或Enterprise Java Beans(来自OracleCorporation的EJB)。
***的操作***可以是下列项之一：Microsoft 
系列的操作***(例如，Windows 95、98，Me、Windows NT、Windows 2000、Windows XP、Windows XP x64版本、Windows Vista、Windows 7、Windows 8、Windows 10、Windows CE、Windows Mobile、Windows RT)、Symbian OS、Tizen、Linux、HP-UX、UNIX、Sun OS、Solaris、Mac OS X、AppleiOS、Android、Alpha OS、AIX、IRIX32或IRIX64。可以使用其他操作***。MicrosoftWindows是Microsoft Corporation的商标。可以使用其他操作***。分布式计算环境中的计算机可以使用与其他计算机不同的操作***。
本专利中使用的任何商标或服务标记均为其各自所有者的财产。本专利中的任何公司、产品或服务名称仅用于标识目的。使用这些名称、徽标(logo)和品牌并不意味着认可。
此外，计算机可以连接到网络，并且可以使用该网络与其他计算机连接。例如，网络中的每个计算机可以并行地执行本发明的许多系列步骤的任务的一部分。此外，网络可以是内联网、因特网或互联网等。网络可以是有线网络(例如，使用铜)、电话网络、分组网络、光网络(例如，使用光纤)、或无线网络、或这些的任何组合。例如，数据和其他信息可以使用无线网络在本发明的计算机和***组件(或步骤)之间传递，该无线网络使用协议，例如，Wi-Fi(IEEE标准802.11、802.11a、802.11b、802.11e、802.11g、802.11i、802.11n、802.11ac和802.11ad，仅举几个例子)、近场通信(NFC)、射频识别(RFID)、移动或蜂窝无线(例如，2G、3G、4G、3GPP LTE、WiMAX、LTE、LTE高级、Flash-OFDM、HIPERMAN、iBurst、EDGE演进、UMTS、UMTS-TDD、lxRDD和EV-DO)。例如，来自计算机的信号可以至少部分地无线传输到组件或其他计算机。
图10至图13示出了激光器如何改变经环染纱线的颜色。图10示出了撞击具有经靛蓝染色纤维1018和白色芯纤维1022的经环染纱线1013的激光束1007。激光器移除经染色纤维，这可以通过激光束产生的热或高温进行蒸发或以其他方式破坏棉纤维。
图11示出了使用第一功率水平设置或第一曝光时间设置、或这些项的组合的激光器来移除一些经染色纤维，但不暴露任何白色芯纤维。未染色纤维仍然被覆盖。无颜色变化。
图12示出了使用第二功率水平设置或第二曝光时间设置、或这些项的组合的激光器来移除比图11中更多的经染色纤维。第二功率水平大于第一功率水平，或者第二曝光时间设置大于第一曝光时间设置，或这些项的组合。结果是一些未染色纤维被暴露。存在颜色变化，稍微突出。
图13示出了使用第三功率水平设置或第三曝光时间设置、或这些项的组合的激光器来移除甚至比图12中更多的经染色纤维。第三功率水平大于第二功率水平，或者第三曝光时间设置大于第二曝光时间设置、或这些项的组合。结果是更多的未染色纤维被显露。存在颜色变化，更明亮的突出。
此外，可以调节或改变激光束的直径。还可以调节镜头和织物之间的焦距以使激光器保持聚焦。在具体的激光精加工***中，激光器被设定为允许其从顶部(例如，腰带)到底部(例如，腿部开口端部)达到整条裤子的尺寸；在该焦距处，激光器的分辨率为1毫米。可以提高分辨率，但是激光器将需要移动到更接近织物，并且激光器将不能从顶部到底部到达一条典型的裤子。
激光器***具有扫描速度，也称为像素时间或曝光时间设置。这是激光器花费在每个像素上的时间量。作为示例，“0”的黑色像素(其在牛仔布上打印为“白色”)是100％像素时间，并且每个渐变灰色是该像素时间的百分比。因此，较轻文件(例如，较少突出)将比较强文件在服装上更快地移动。在使用增强型激光敏感织物时，需要更少的时间和能量来制作图案。在一个实现方式中，当激光器功率水平或强度固定时，使用曝光时间来确定服装的像素所暴露的能量。
在另一实现方式中，曝光时间是固定的，并且激光器功率水平或强度是可调节的或可变的，以确定服装的像素所暴露的能量。在另一实现方式中，激光器功率水平和曝光时间都是可变的，以确定服装的像素所暴露的能量。
图14至图16示出了环染的厚度或深度对激光器改变经环染纱线的颜色的能力的影响。图14示出了环染的第一厚度或深度。图15示出了环染的第二厚度或深度。图16示出了环染的第三厚度或深度。第一厚度比第二厚度更厚，并且第二厚度大于第一厚度。
图14示出了由于第一厚度相对较厚，激光器不会移除足以暴露芯纤维的经染色区域的量。无颜色变化，并且结果是没有突出。
图15示出了由于第二厚度是中等厚度，激光器移除一些经染色区域，使得暴露出一些白色芯纤维。结果是轻微突出。
图16示出了由于第三厚度是相对窄的厚度，激光器移除经染色区域，使得暴露出许多白色芯纤维。结果是非常明亮的突出。
图17示出了在激光加工之前的牛仔布织物的经纱的横截面的显微照片。经纱表现出环染。
图18示出了在激光加工之后的牛仔布织物的经纱的横截面的显微照片。一些经环染部分已被激光器移除，并且芯的白色纤维被暴露。经染色部分(例如，靛蓝色或蓝色部分)可以称为外环，而未染色或较少染色的部分(例如，白色或米色部分)可以称为内芯。
如图18所示，一些测得的环染厚度为91、108和92微米。纱线表面与暴露的纤维长度的测量距离约为406微米。从纱线表面到暴露的纤维长度的测量距离约为406微米。从芯边缘到暴露的纤维长度的测量距离约为289微米。
在环染纱线的具体实现方案中，环染厚度或深度从所有表面(或侧面)渗透不超过纱线厚度的约10％。因此，总直径的约20％被染色，并且芯是直径的80％。
此外，由于工艺变化，总环染厚度(包括两侧)可以变化，例如，在一些情况下，20％加或减10、15、20、25或甚至高达50％。因此，范围可以是从约18％至22％、约17％至23％、约16％至24％、约15％至25％、或至多约10％至30％。单侧的环染厚度将为这些值的约一半。更具体地，单侧环染厚度的范围将为约9％至11％、约8.5％至11.5％、约8％至12％、约7.5％至12.5％、或至多约5％至15％。
例如，在一种实现方式中，对于来自激光精加工的更大突出，总环深深度(包括外环两侧的厚度)应为纱线厚度或直径的约15％至约25％。当低于15％时，环染可能冲洗得过快，并且没有足够的有色材料供激光器操作。在超过25％时，环染不能响应以提供大量的灰度等级(例如，不能提供64个或更多不同的等级、128个或更多不同的等级、或256个或更多不同的等级)。因此，对于单侧，外环厚度可以是约7.5％(例如，15％除以2)至约12.5％(例如，25％除以2)。
作为制造织物的工艺的结果，织物具有对激光精加工的响应特性。期望织物具有以下良好或较强的性能特性，包括：(i)在最小激光照射下快速或相对快速的颜色变化，(ii)颜色变为接近白色的色调(例如，64个或更多的灰度等级、128个灰度等级，或256个或更多的灰度等级)，以及(iii)强度或拉伸属性的最小退化，或这些项的任何组合。不期望织物具有以下不良性能特性，例如：(i)缓慢颜色变化，(ii)颜色变为具有明显色调的颜色(例如，灰色、蓝色或绿色)，而不是白色，或者(iii)强度或拉伸属性的不可接受的退化，或这些项的任何组合。
具有对激光精加工的良好特性的织物具有这样的纱线，这些纱线具有更接近其表面的未染色芯纤维(白色纤维)。一种工艺是制造纱线，并且该织物可以包括下列技术中的一种或多种(以任何方式组合)：
1.较低pH。降低pH减少靛蓝染料对纱线纤维的亲和性(affinity)，从而减少渗透。在具体实现方式中，在染色工艺中使用的靛蓝染料溶液的pH为约11.6或更低、11.5或更低、11.4或更低、11.3或更低、11.2或更低、或11.1或更低。在一种实现方式中，pH将在从约10.7至11.2的范围内。通过将pH维持在这些水平，染料纱线将表现出环染效果。
2.预丝光化。纤维的膨胀使得靛蓝染料渗透更加困难，从而减少环染深度。当纱线已被预丝光化，可以略微增加pH并且纱线仍具有期望的环染。例如，通过预丝光化，靛蓝染料溶液的pH可以增加到11.2，而不是使用10.7或10.8。
3.较低染料浓度、较快染色速度、浸渍次数、较低温度、或这些项的任何组合。如果色调匹配不重要，则技术减少染料渗透的机会。例如，染料浓度可以在例如约1.0至1.05克/升的范围内。在其他实现方式中，该范围可以延伸至3克/升。
对于浸渍，可以进行例如约8次染料浸渍。在其他实现方式中，可以进行8次或更少的染料浸渍，例如，2、3、4、5、6或7次。可以进行6次或更少的染料浸渍。在其他实现方式中，可进行多于8次染料浸渍，例如，9、10、11、12或多于12次染料浸渍。在较多次浸渍的情况下，可以使用较低染料浓度(或其他参数的调整)来获得相同的色调和芯直径。在较少次浸渍的情况下，可以使用较高染料浓度(或其他参数的调整)来获得相同的色调和芯直径。
所有浸渍都可以在靛蓝染料浴中，例如8次靛蓝染料浸渍。但是，并非所有浸渍都一定是靛蓝浸渍。可进行一次黑色或棕色浸渍以获得特定的期望靛蓝色调。例如，可进行10次靛蓝染料浸渍和1次黑色或棕色染料浸渍(或其他颜色)。可进行9次靛蓝染料浸渍和1次黑色或棕色染料浸渍(或其他颜色)。可进行8次靛蓝染料浸渍和1次黑色或棕色染料浸渍(或其他颜色)。可进行6次靛蓝染料浸渍和1次黑色或棕色染料浸渍(或其他颜色)。可进行5次靛蓝染料浸渍和1次黑色或棕色染料浸渍(或其他颜色)。可进行4次靛蓝染料浸渍和1次黑色或棕色染料浸渍(或其他颜色)。
替代地，或者与较低染料浓度组合，可以在靛蓝中进行更快速靛蓝浸渍，或者减少纱线在靛蓝浸渍中的时间。染料排列的机器速度可以是例如约25米/分钟。染料排列的机器速度可超过25米/分钟，这将减少染料浸渍时间。在其他实现方式中，机器速度可以小于25米/分钟，并且可以使用诸如染料浓度之类的其他参数来获得相同的色调和芯直径。在其他实现方式中，机器速度可以大于28米/分钟。在其他实现方式中，机器速度可以大于30米/分钟。
较低温度降低了扩散速率，因此在较低温度下，环染效果将增强并且更可控。桶或染料盒通常具有温度控制器，用于控制靛蓝溶液的加热。靛蓝溶液的温度通常为室温(例如，20摄氏度)或更高。在一个实现方式时，靛蓝溶液的温度范围为约20摄氏度至约30摄氏度。例如，温度可以是30摄氏度或更低。在一种实现方式中，靛蓝溶液的温度范围为约30摄氏度至约40摄氏度。例如，温度可以是40摄氏度或更低。在一种实现方式中，靛蓝溶液的温度范围为约40摄氏度至约50摄氏度。例如，温度可以是50摄氏度或更低。在一个实现方式中，靛蓝溶液的温度范围为约50摄氏度至约60摄氏度。例如，温度可以是60摄氏度或更低。在一个实现方式中，靛蓝溶液的温度范围为约60摄氏度至约70摄氏度。例如，温度可以是70摄氏度或更低。例如，温度可以是80摄氏度或更低。例如，温度可以是90摄氏度或更低。可以调节各种其他参数(例如，染料浓度或浸渍次数)，以对较高或较低的温度进行补偿。
4.较高纱线捻合。高纱线捻合使得染料渗透更加困难，从而减少环染深度。例如，用于牛仔布的纱线在4.2至4.8捻合/英寸或TPI的范围内被捻合。TPI是指一英寸纱线中捻合螺旋的数量。通常，4.6或更高的任何捻合都被认为是较高捻合纱线。对于一些收缩至合身(shrink-to-fit)产品，纱线捻合可以是约4.8捻合/英寸。
5.粗糙的纱线支数。环染深度是总纱线直径的较低百分比，从而留下较大未染色纱线芯。留下更多纤维以改善撕裂或拉伸属性。对于等效浴浓度和经纱端部，浴中的染料与纤维质量的比率较低。细纱有变为染色到中心的风险，使得没有未染色纤维来提供颜色变化和突出。
对于细纱，染料渗透占总纱线直径的较大百分比，仅留下较小白色芯，这意味着蓝色相对于白色纤维的比率较高。这使得突出显得偏蓝而不是白色。由于总纤维的较大百分比被移除，在实现突出之前，细纱也更容易被物理破坏。
图19和图20分别示出了针对相同环染厚度或深度的细纱和粗纱的暴露白色纤维的百分比。在图19中，细纱具有例如28％的暴露白色纤维。在图20中，粗纱具有例如50％的暴露白色纤维。
6.减少、最小化或消除硫化打底。由于硫化染料对棉的亲和性，硫化染料渗透到纱线芯中，从而使一度为白色的芯纤维染色。织物现在将突出为硫化打底的颜色。如果芯纤维被染色成可忽略的颜色变化，则少量的硫是可接受的。如果期望硫化打底，则深色靛蓝染料可以通过与底色的对比而产生明亮突出的错觉。
7.硫化打顶。由于许多染料部位已经被靛蓝占据，因此硫化打顶的风险低于硫化打底，并且松散的靛蓝减缓了硫到纱线中的渗透。然而，硫化打顶仍然对总染料量产生贡献；高浓度仍会导致不良性能，特别是对于细纱。
8.减少或最小化经纱中的弹性纤维。一些经纱弹力织物可能表现出不良性能，因为弹性纤维芯是透明的而不是白色的。这将意味着白色突出的“目标”是环形渐变纱线芯，这是更难以击中的目标，特别是在精细的纱线支数中。性能更强的经纱弹力织物应具有浅环染和大纱线直径二者。
一些经纱弹力失效可能与弹性纤维芯的半透明性质有关。由于弹性纤维芯是半透明的而不是不透明的白色，因此靛蓝染色纤维通过纱线芯是可见的。图21和图22分别示出了具有弹性纤维芯的粗纱和细纱的横截面。
在一个实现方式中，具有优异性能特性的织物具有(i)无过度染色、无涂层，(ii)在尽可能低的pH下染色的纯靛蓝(靛蓝溶液具有11.2或更低的pH)，和(iii)经预丝光化经纱。
具有次要影响的其他一些重要因素包括：(i)粗经纱(例如7s-8s Ne而不是13s-14s Ne)，(ii)高捻合经纱(4.6捻合以上)，(iii)以能够允许实现期望色调的最高速度进行染色(可基于机器在供应商之间变化)，(iv)无硫化打底或打顶，以及(v)100％棉经纱。
通常，对于牛仔布，纱线支数的范围为7s Ne到16s Ne，但支数粗糙到5s或者支数精细到20s也不罕见。“Ne”代表英国棉纱支数***(被丝织品工业用于棉纺纱线)。它是指示纱线的粗糙度的间接方式，其中，数值越低，纱线越粗糙。较低的数值是较粗糙的纱线。较高的数值是较不粗糙或较细的纱线。通常，相对于较粗的纱线，染料将更快地渗透到较细的纱线中。
英国棉纱支数***如下计算：“Ne”是指以磅为单位的绞数。一绞等于840码的纱线。例如，7s Ne(或7s支数)等于1磅840码纱线的7倍。并且，16s Ne(或16s支数)等于1磅840码纱线的16倍。
一些牛仔布纱线具有粗纺线(slub)，这意味着纱线已经被设计制造有较厚和较薄的地方，以创造独特的美感。纱线的直径不均匀，并且可以在沿着其长度变化。粗纺线图案的平均重复长度为约为0.25英里，因研磨机而异。因此，Ne计算给出了纱线的平均精细度或厚度。通常，纱线通过其纱线支数、纺纱方法和捻合倍数来描述。例如，男士牛仔布织物通常使用粗糙支数(如7s和8s)，而女士牛仔布织物通常使用精细支数(10s、12s和14s)。对于弹力产品，使用一些更精细支数。
尽管本专利具体描述了对经编织织物的激光精加工，但该技术也适用于用于针织服装的针织织物。针织织物由一系列互锁的纱环制成。所描述的用于生产或获得经环染纱线的技术适用于对针织物的激光精加工。经环染纱线被用来生产针织物。通过环染制成的针织物可以被激光精加工。
在一个实现方式中，一种方法包括使用靛蓝染料对棉纱进行处理以获得具有外环和内芯的横截面，其中，外环的厚度约为纱线总厚度的例如约7.5％至约12.5％，并且外环由于被靛蓝染料渗透而为靛蓝色，而内芯由于未被靛蓝染料渗透而为白色或米色；以及将经染色棉纱编织成牛仔布织物，其中，经纱包括经染色棉并且纬纱包括未染色棉，并且牛仔布织物将通过经染色棉纱暴露于激光器而被精加工。
当被暴露于激光器时，激光器基于被提供给激光器的激光输入文件在服装的表面上创建精加工图案。激光输入文件包括用于不同激光像素位置的激光曝光值。对于每个激光曝光值，激光器从牛仔布材料的表面移除深度或厚度与激光曝光值相对应的材料。
与精加工图案的较暗像素位置相比，对于精加工图案的较亮像素位置，较大深度的经靛蓝环染棉纱被移除，从而使经染色纱线的较大宽度的内芯被显露，而在精加工图案的较暗像素位置处，较小深度的经靛蓝环染棉纱被移除，从而使经染色纱线的较小宽度的内芯被显露。
激光文件包括要通过激光的每个像素位置的灰度值。例如，对于多达256个灰度等级，值可以是从0到255(例如，8位二进制值)。在一个实现方式中，值越低，将被移除的材料的厚度越大。对于值255，可以不移除材料，而对于0，移除最大量的材料以实现非常白的颜色，这将表示精加工图案中的充分磨损点(或像素)。0值可表示移除例如纱线的厚度的50％(或更多或更少)。
在其他实现方式中，可以使用反逻辑或负逻辑，其中，值越大，将被移除的材料的厚度越小。例如，值越大，将被移除的材料的厚度越大。对于值0，可以不移除材料，而对于255，移除最大量的材料以实现非常白的颜色，这将表示精加工图案中的充分磨损点(或像素)。255值可表示移除纱线的厚度的50％(或更多或更少)。
在各种实现方式中，对棉纱进行处理可包括将棉纱浸入具有约10.7至约11.6的范围内的pH的至少一种靛蓝染料溶液中。对棉纱进行处理可包括将棉纱浸入具有约11.6或更低的pH的至少一种靛蓝染料溶液中。
对棉纱进行处理可以包括将棉纱浸入具有约10.7至约11.2的范围内的pH的至少一种靛蓝染料溶液中，并且当棉纱被浸入时，将靛蓝染料溶液的温度维持在约50摄氏度或更低(例如，或60摄氏度或更低、或70摄氏度)。
对棉纱进行处理可包括在将未染色纱线初始浸入靛蓝染料溶液中之前，在碱性溶液中对未染色棉纱进行丝光化。这可以称为对纱线进行预丝光化。
对棉纱进行处理可包括在将棉纱初始浸入靛蓝染料溶液中之前，不将棉纱浸入包括硫化染料(dyestuff)的溶液中。这可以称为在处理期间不使用硫化打底。
激光精加工可以在牛仔布织物上产生至少64个不同的灰度等级(例如，至少128个或至少256个)。这些将是在牛仔布织物上的光学可区分的(例如，通过相机、光谱仪等光学可区分的)灰度等级。这允许精加工图案显示出更好的突出，或者图案中的高点和低点的更好的区分。这有利于服装激光图案化为具有更好的美感，而不是更暗淡、更不吸引人的饰面。在其他实现方式中，激光精加工可以产生至少32个不同的灰度等级、至少128个不同的灰度等级或至少256个不同的灰度等级。通常，特定织物可达到的灰度等级数量越多，织物对激光精加工的响应性就越好。
此外，基于被存储在激光输入文件中的值，激光器从纱线的外表面开始移除所选择的深度的材料。作为结果，内芯的介于纱线总厚度的0％至约85％的范围内的垂直部分通过激光器在外芯部分之间(例如，左外环厚度和右外环厚度)显露。这在牛仔布材料上产生至少64个不同的灰度等级(例如，至少128个或至少256个)。
棉纱可具有约4.2至约4.8捻合/英寸。对棉纱进行处理可以包括：在将未染色纱线初始浸入靛蓝染料溶液中之前，在碱性溶液中将未染色棉纱进行丝光化，并且将经丝光化棉纱浸入具有约1.6或更低的pH的靛蓝染料溶液中单独浸渍五次或更少次。
该专利描述了一些特定于实现方式的细节，这些细节指定了特定的尺寸、测量值、百分比、温度、特性、时间、压力、pH、毫伏、比重和其他值。这些细节不旨在是详尽的或将本发明限制于所描述的精确形式。这些值是近似值。这些值可以由于例如测量或制造变化或公差或其他因素而变化。例如，根据制造公差的严格程度，这些值可以变化正负5％、正负10％、正负15％或正负20％。
此外，这些值用于过程的一些特定实现方式，并且其他实现方式可以具有不同的值，例如对于较大规模的实现方式增加某些值，或者对于较小尺寸的实现方式则减小某些值。通过成比例地调整相对成分(例如，在不同成分之间维持相同或大约相同的比率)，可以使该过程成比例地变大或变小。在各种实现方式中，这些值可以：与给定的值相同；大约与给定的值相同、至少等于给定的值或大于给定的值、或者可以最多等于给定的值或小于给定的值，或者这些项的任何组合。
表A至表G给出了用于制造激光精加工服装的激光敏感或光敏织物的制造工艺的一些示例。具体地，该工艺用于对将被编织成织物(例如，牛仔布或斜纹织品)的纱线或绳染色。如上所述，这些工艺可用于获得纱线的环染轮廓，该轮廓在激光精加工中特别适用。
每个表都具有描述被优化以创建对激光敏感的织物之前的工艺的列，并且具有描述已被优化以生产用于激光精加工的织物之后的工艺的另一列。在经优化工艺中，已更改或调整了参数，使得所生产的织物具有针对激光精加工的改进的特性。一些参数未被更改，而它们被列为公共参数。可以单独地或与其他参数的任何组合使用以下参数和该专利中其他地方描述的参数，以获得提供增强的激光精加工结果的环染横截面轮廓。
在这些表中，基于主观评估，激光灵敏度得分给出通过该工艺产生的材料对激光精加工的响应程度。数字越小，材料对激光精加工的响应越好。激光灵敏度得分为1是最低且最佳的得分。从表中可以看出，优化后的激光灵敏度得分低于优化前的得分。
可以基于响应于一组测试饰面(例如，基准饰面)的视觉评估来对激光灵敏度得分或激光性能进行分级。例如，等级1可以表示在样品上可见的颜色范围内，95％的饰面可实现。等级2可以表示75％的饰面可实现。等级3可以表示50％的饰面可实现。等级4可以表示不足50％的饰面可实现。并且等级5可以表示几乎看不到变化或看不到变化。
表A描述了工艺A1和A2的工艺参数。A1是优化之前的工艺，而A2是优化之后的工艺。在优化之前，A1的激光灵敏度得分为3，而在优化之后，对于A2，该得分提高到2。
表A：工艺A1和A2
用于这些工艺的润湿剂在Cotto KD工业中是已知的，其是阴离子和非离子表面活性剂。
在阴离子表面活性剂中，亲水基团带负电。阴离子表面活性剂在其头部处含有阴离子官能团，例如，硫酸盐、磺酸盐、磷酸盐和羧酸盐。杰出的烷基硫酸盐包括月桂基硫酸铵、月桂基硫酸钠(十二烷基硫酸钠、SLS或SDS)和相关的烷基醚硫酸钠月桂基硫酸钠(月桂基醚硫酸钠或SLES)和米勒硫酸钠。
这些表面活性剂不带电荷，并且通常与阴离子表面活性剂一起使用。非离子表面活性剂具有共价键合的含氧亲水基团，其键合至疏水母体(parent)结构。氧基团的水溶性是氢键结的结果。氢键结随温度升高而降低，并且因此非离子表面活性剂的水溶性随温度升高而降低。
对织物进行染色时，室温或环境温度可能会变化。例如，在巴基斯坦的一家制造工厂中，夏季的平均室温约为35摄氏度，而冬季的平均室温约为25摄氏度。对于在土耳其进行制造，染色时的平均室温约为28至30摄氏度。
绳染色包括将纱线捻成绳，然后将其在靛蓝浴中快速浸渍。与其他靛蓝染色技术(例如，刀线染色)相比，绳染色可实现改进的染色均匀性。
作为绳染色的示例，通过各种导向器和张力装置将32条绳同时送入绳染色机，以将绳引入包含苛性液体的冲刷盒中。冲刷后，有两个清洗盒，一个是热清洗盒，然后是一个冷清洗盒。清洗后，绳已准备好进入染料盒。如前所述，通常存在多个染料盒或染料浴(例如，八个染料盒)，并且该数目可以根据所需染色的类型而变化。可以通过不同的计量泵或机制将染料(例如，液体或粉状靛蓝染料)添加到染料盒中。
退出每个染料盒后，将填充、挤压或压制绳纱线以去除多余的染料。例如，压力可以是不均匀的，例如在第一个染料盒和最后一个染料盒处最高(例如，55磅/平方英寸(psi)及以上，而在中间染料盒处为约40至50磅/平方英寸)。或者，甚至所有染料盒处的压力也可以是均匀的。
填充后，绳经过许多天辊(sky roller)以提供足够的氧化时间，从而使绳和纱线变成靛蓝色。染料盒后，绳可以通过清洗盒，在清洗盒中可以执行热清洗、冷清洗和中和。有时在清洗盒中也要进行柔软剂处理。盒体(例如，染料盒或清洗盒、或任何组合)的温度可以借助于恒温器通过控制面板进行控制。
比较A1和A2，染料浴的pH保持相同，在约11.8至12.0的范围内。机械运行速度更快，从约25米/分钟增加到约28米/分钟，速度提高了大约12％。这意味着每个盒花费的时间更少。盒中的停留时间从约20秒减少到18秒，减少了大约10％。这意味着更少的染料被吸收到纱线中。
靛蓝浓度从约1.9克/升增加到约2.35至2.5克/升。结合减少的停留时间，靛蓝染料浓度的这种增加可导致更多的靛蓝染料沉积在纱线的表面上，而不是渗透到芯中。
吡胺提取或靛蓝剥离。关于靛蓝的提取百分比，通常，经优化工艺中，靛蓝占纱线重量的百分比与从靛蓝剥离方法中扣除的原始靛蓝的百分比的偏差应不大于15％。在存在硫的织物中，偏差较小。在纯靛蓝中，偏差较大。
另外，硫化打底浓度增加，这意味着芯具有更高浓度的硫化染料，这可以帮助防止靛蓝染料深入地渗透到纱线芯中。并且纱线捻合从约4.3捻合/英寸增加到4.8捻合/英寸(例如，增加了约11.6％)。纱线捻合的增加会增加纱线的张力，从而有助于防止染料深入地渗透到芯中。
从A1变为A2的结果是为纱线获得了优化的环染轮廓，该环染轮廓的性能将更好并且针对激光精加工获得更好的结果。例如，A2可以获得具有包括外环和内芯的横截面的纱线，其中外环的厚度为例如纱线总厚度的约7.5％至约12.5％，并且外环由于被靛蓝染料渗透而呈靛蓝色，而内芯由于未被靛蓝染料渗透而呈白色或米色。
表B描述了工艺B1和B2的工艺参数。B1是优化之前的工艺，并且B2是优化之后的工艺。优化之前，B1的激光灵敏度得分为4，而在优化之后，对于B2，该得分提高到2。
表B：工艺B1和B2
对于给定的纱线尺寸，纱线捻合从约4.3捻合/英寸增加到了4.8捻合/英寸(例如，增加了约11.6％)。纱线捻合的增加会增加纱线的张力，从而有助于防止染料深入渗透到芯中。
从B1变为B2的结果是为纱线获得了优化的环染轮廓，该环染轮廓的性能将更好并且针对激光精加工获得更好的结果。例如，B2可以获得具有包括外环和内芯的横截面的纱线，其中外环的厚度为例如纱线总厚度的约7.5％至约12.5％，并且外环由于被靛蓝染料渗透而呈靛蓝色，而内芯由于未被靛蓝染料渗透而呈白色或米色。
表C描述了工艺C1和C2的工艺参数。C1是优化之前的工艺，而C2是优化之后的工艺。在优化之前，C1的激光灵敏度得分为4，而在优化之后，对于C2，该得分提高到3。
表C：工艺C1和C2
比较C1和C2，染料浴的pH已经从约11.8降低至约11.5至11.6。该pH的降低有助于防止靛蓝染料被吸收到纱线的芯中，从而增强了环染效果。机械运行速度更快，从约25米/分钟增加到约28米/分钟，速度提高了大约12％。这意味着每个盒花费的时间更少。盒中的停留时间从约21秒减少到19秒，减少了大约10％。这意味着更少的染料被吸收到纱线中。
靛蓝浓度从每升约2.2克增加到每升约2.6克。浸渍次数从1+8减少到6。含盐量从30增加到40，大约增加了33％。染色时的挤压压力已从75磅/平方英寸降低到约60磅/平方英寸。这些因素的结合可导致更多的靛蓝染料沉积在纱线的表面上，而不是渗透到芯中。
染料盒中的盐或染料盒中的比重。染料浴中的盐会增加染料浴中的亲和性离子化。这通过电导率仪或比重仪测量，并且合适的范围是约30至45毫西门子/厘米。如果小于30，则色调固定得太深而无法清洗。如果超过45，则色调洗得太快且难以控制。一旦达到染料浴中的盐的饱和点，工厂应准备新鲜的染料浴，以免影响染料的渗透。可以使用液体比重计手动进行测试，也可以通过电导率进行电气测试。
纱线捻合从每英寸约4.6捻合增加到了4.7捻合(例如，增加了约2％)。纱线捻合的增加会增加纱线的张力，从而有助于防止染料深入渗透到芯中。
从C1变为C2的结果是为纱线获得了优化的环染轮廓，该纱线的性能将更好并针对激光精加工获得更好的结果。例如，C2可以获得具有包括外环和内芯的横截面的纱线，其中外环的厚度为例如纱线总厚度的约7.5％至约12.5％，并且外环由于被靛蓝染料渗透而呈靛蓝色，而内芯由于未被靛蓝染料渗透而呈白色或米色。
表D描述了工艺D1和D2的工艺参数。D1是优化之前的工艺，并且D2是优化之后的工艺。在优化之前，D1的激光灵敏度得分为4，而在优化之后，对于D2，该得分提高到3。
表D：工艺D1和D2
比较D1和D2，染料浴的pH从约11.9降低至约11.5。该pH的降低有助于防止靛蓝染料被吸收到纱线的芯中，从而增强了环染效果。机械运行速度更快，从约28米/分钟增加到约30米/分钟，速度提高了大约7％。这意味着每个盒花费的时间更少。盒中的停留时间从约19秒减少到16.4秒，减少了大约14％。这意味着更少的染料被吸收到纱线中。
靛蓝浓度从约1.3克/升降至约1.1克/升。浸渍次数从1+5减少到1+4。含盐量从25毫西门子/厘米增加至35毫西门子/厘米，增加了约40％。染色时的挤压压力从70磅/平方英寸降低到约55磅/平方英寸。这些因素的结合可导致更多的靛蓝染料沉积在纱线的表面上，而不是渗透到芯中。
纱线捻合从约4.6捻合/英寸增加到了4.7捻合/英寸(例如，增加了约2％)。纱线捻合的增加会增加纱线的张力，从而有助于防止染料深入渗透到芯中。
硫化打底浓度从约30克/升降低到约15克/升。并且硫化打底速度从28米/分钟增加到32米/分钟；这样导致硫化打底盒中的浸渍时间减少。由于纱线中硫化打底染料较少，因此会导致芯中的纱线较白，而不是当沉积大量的硫化打底染料并允许其渗透时的淡黄色。
从D1变为D2的结果是为纱线获得了优化的环染轮廓，该环染轮廓的性能将更好并且针对激光精加工获得更好的结果。例如，D2可以获得具有包括外环和内芯的横截面的纱线，其中外环的厚度为例如纱线总厚度的约7.5％至约12.5％，并且外环由于被靛蓝染料渗透而呈靛蓝色，而内芯由于未被靛蓝染料渗透而呈白色或米色。
表E描述了工艺E1和E2的工艺参数。E1是优化之前的工艺，并且E2是优化之后的工艺。在优化之前，E1的激光灵敏度得分为3，并且在优化之后，对于E2，该得分提高到2。
表E：工艺E1和E2
比较E1和E2，染料浴的pH从约12.1下降至约11.72至11.75。该pH的降低有助于防止靛蓝染料被吸收到纱线的芯中，这增强了环染效果。机械运行速度更快，从约26米/分钟增加到约30米/分钟，速度提高了大约14％。这意味着每个盒花费的时间更少。盒中的停留时间从约20秒减少到18秒，减少了大约10％。这意味着更少的染料被吸收到纱线中。
靛蓝浓度从约2克/升降至约1.97克/升。浸渍次数从10+1减少到6+1。含盐量从18至19毫西门子/厘米增加到25毫西门子/厘米，增加了约18％。染色时的挤压压力从70磅/平方英寸降低到约60磅/平方英寸。这些因素的结合可导致更多的靛蓝染料沉积在纱线的表面上，而不是渗透到芯中。
纱线捻合从约4.2捻合/英寸增加到了4.4捻合/英寸(例如，增加了约5％)。纱线捻合的增加会增加纱线的张力，这有助于防止染料深入地渗透到芯中。
硫化打底速度从28米/分钟增加到30米/分钟；这导致硫化打底盒中的浸渍时间减少。由于纱线中存在较少的硫化打底染料，因此会导致芯中的纱线较白，而不是当沉积大量的硫化打底染料并允许其渗透时的淡黄色。
从E1变为E2的结果是为纱线获得了优化的环染轮廓，该环染轮廓的性能将更好并且针对激光精加工获得更好的结果。例如，E2可以获得具有包括外环和内芯的横截面的纱线，其中外环的厚度为例如纱线总厚度的约7.5％至约12.5％，并且外环由于被靛蓝染料渗透而呈靛蓝色，而内芯由于未被靛蓝染料渗透而呈白色或米色。
表F描述了工艺F1、F2和F3的工艺参数。F1是优化之前的工艺，并且F2和F3是优化之后的工艺。在优化之前，F1的激光灵敏度得分为4，并且在优化之后，对于F2，该得分提高到3，并且对于F3，该得分提高到3。
表F：工艺F1、F2和F3
比较F1和F2，染料浴的pH从约12.50至12.55降低到约12.55至12.59。该pH的降低有助于防止靛蓝染料被吸收到纱线的芯中，从而增强了环染效果。机械运行速度更快，从约20米/分钟增加到约25米/分钟，速度提高了大约25％。这意味着每个盒花费的时间更少。盒中的停留时间从约25.2秒减少到20.2秒，减少了大约25％。这意味着更少的染料被吸收到纱线中。
靛蓝浓度从约2.68克/升降低到约1.66至1.71克/升。含盐量从55毫西门子/厘米降低到41至42毫西门子/厘米，减少了约25％。染色时的挤压压力从70至80磅/平方英寸增加到约70至90磅/平方英寸。硫化打顶速度从20米/分钟增加到25米/分钟。这导致硫化打底盒中的浸渍时间减少。这些因素的结合可导致更多的靛蓝染料沉积在纱线的表面上，而不是渗透到芯中。
从F1变为F2的结果是为纱线获得了优化的环染轮廓，该环染轮廓的性能将更好并且针对激光精加工获得更好的结果。例如，F2可以获得具有包括外环和内芯的横截面的纱线，其中外环的厚度为例如纱线总厚度的约7.5％至约12.5％，并且外环由于被靛蓝染料渗透而呈靛蓝色，而内芯由于未被靛蓝染料渗透而呈白色或米色。
比较F1和F3，染料浴的pH从约12.50至12.55降低到约12.43至12.45，这低于F2。这样的pH的进一步降低有助于防止靛蓝染料被吸收到纱线的芯中，从而增强了环染效果。机械运行速度更快，从约20米/分钟增加到约25米/分钟，速度提高了大约25％。这意味着每个盒中花费的时间更少。盒中的停留时间从约25.2秒减少到20.2秒，减少了大约25％。这意味着更少的染料被吸收到纱线中。
靛蓝浓度从约2.68克/升降低到约1.66至1.71克/升。含盐量从55毫西门子/厘米降低到33至35毫西门子/厘米(低于F2)，降低了约40％。染色时的挤压压力从70至80磅/平方英寸增加到70至90磅/平方英寸。这些因素的结合可导致更多的靛蓝染料沉积在纱线的表面上，而不是渗透到芯中。
F2和F3之间不同的参数包括：F3的染料盒pH较低；F2使用丝光硫化打顶，而F3使用丝光纯靛蓝；与F2相比，F3在染料浴中的含盐量更少；F2附加地在黑色染料盒中浸渍，而F3省略这一点。
从F1变为F3的结果是为纱线获得了优化的环染轮廓，该环染轮廓的性能将更好并且针对激光精加工获得更好的结果。例如，F3可以获得具有包括外环和内芯的横截面的纱线，其中外环的厚度为例如纱线总厚度的约7.5％至约12.5％，并且外环由于被靛蓝染料渗透而呈靛蓝色，而内芯由于未被靛蓝染料渗透而呈白色或米色。
表G描述了工艺G1和G2的工艺参数。G1是优化之前的工艺，并且G2是优化之后的工艺。在优化之前，G1的激光灵敏度得分为4，而在优化之后，对于G2，该得分提高到2。
表G：工艺G1和G2
比较G1和G2，染料浴的pH从约12.5至12.55降低到约11.55至11.65。该pH的降低有助于防止靛蓝染料被吸收到纱线的芯中，从而增强了环染效果。机械运行速度更快，从约20米/分钟增加到约25米/分钟，速度提高了大约20％。这意味着每个盒中花费的时间更少。盒中的停留时间从约25.2减少到20秒，减少了大约29％。这意味着更少的染料被吸收到纱线中。
靛蓝浓度从约2.3克/升增加到约2.73至2.86克每升。浸渍次数从9+1降低到5+1。含盐量从55毫西门子/厘米降低到32.5至33.7毫西门子/厘米，增加了大约40％。染色时的挤压压力从80至100磅/平方英寸降低到约70至90磅/平方英寸。这些因素的结合可导致更多的靛蓝染料沉积在纱线的表面上，而不是渗透到芯中。
从G1变为G2的结果是为纱线获得了优化的环染轮廓，该环染轮廓的性能将更好并且针对激光精加工获得更好的结果。例如，G2可以获得具有包括外环和内芯的横截面的纱线，其中外环的厚度为例如纱线总厚度的约7.5％至约12.5％，并且外环由于被靛蓝染料渗透而呈靛蓝色，而内芯由于未被靛蓝染料渗透而呈白色或米色。
棉花选择和一致的棉花来源。取决于所使用的棉花，工艺可能会有所不同。棉花来源或质量的变化可能影响织物的最终偏色(cast)，原因是棉花的色调直接影响最终的染色色调，或者长度和马克隆值(micronaire)的变化会影响染料的吸收。马克隆值或MIC是经压缩的棉纤维的透气性的量度。马克隆值或MIC可用作纤维细度和成熟度的指标。
改进的或最佳的马克隆值(例如，约4.2至4.6)可导致更好的环染。较粗的马克隆值(例如，约4.6至5.2)倾向于导致固定的靛蓝色和较蓝的色调。马克隆值越高，棉花的不成熟度越高。由于棉花不成熟(例如，小于约3.8)，因此细的马克隆值也会造成问题。棉花的成熟度高，具有大量的结晶区域，这可防止靛蓝分子的深入渗透。
使用高结晶的棉花或高成熟度的棉花通常可以导致更好的环染。另一方面，可以使用原料的丝光化来减少原料变化。丝光化有助于针对具有不同成熟度和马克隆值的不同棉花提供一致的色调。当工厂或制造厂进行丝光化时，区域数量(amorous)增加，并且更多的OH键结区域用于染料键合。丝光化还增加了棉纤维的面积，并且由于这一点，纱线被压缩并防止了靛蓝深入渗透到芯中。但是由于这个原因，表面上的色量增加，并且可能有必要通过增加染料浴的毫伏来放缓固定过程。同样，用于染料浴的较高毫伏增加盐度，并且有助于主要在纱线表面处产生一定亲和性。
对于棉纱，纱线在丝光化之前的横截面直径可以指定为值1。当丝光化时，将纱线浸泡在例如18％的氢氧化钠(NaOH)溶液中，这会引起膨胀。膨胀过程可以使纱线的横截面直径相对于预丝光化纱线增加到值1.3。这意味着纱线膨胀为具有比预丝光化纱线大约30％的直径。然后，在氢氧化钠浸泡之后，漂洗纱线并且其直径相对于在氢氧化钠浸泡中时略微收缩(例如，直径值为1.15)。在最终状态下，丝光化纱线相对于预丝光化纱线进一步收缩至直径值为0.8。这意味着纱线已经缩小到直径比预丝光化纱线小约20％。
在各种工艺实现方式中，染料浴的pH为约11.8至约12.0、约12.0或以下、约11.8或以下、约11.5或以下(从约11.9或以上降低)、约11.75至11.72或以下(从约12.1或以上降低)、约11.74或以下、约11.73或以下、约12.59至12.55或以下(从约12.55至12.50或以上降低)、约12.43至12.45或以下(从约12.55至12.50或以上降低)、约11.65至11.55或以下(从约12.55至12.50或以上降低)、约11.64或以下、约11.63或以下、约11.62或以下、约11.61或以下、约11.60或以下、约11.59或以下、约11.58或以下、约11.57或以下、或者约11.56或以下。
在各种工艺实现方式中，以米/分钟为单位的针对绳或纱线的机器速度为约28或更大(从约25或更低增加)、约30或更大(从约28或更低增加)、约30或更大(从约26或更低增加)、或者约25或更大(从约20或更低增加)。
在各种工艺实现方式中，以捻合/英寸为单位的纱线捻合为约4.8或更大(从约4.3或更低增加)、约4.7或更大(从约4.6或更低增加)、约4.4或更大(从约4.2或更低增加)、约4.6或更大、约4.5或更大、或者约4.2或更大。
在各种工艺实现方式中，以克/升为单位的靛蓝浓度为约2.35至2.5或更高(从约1.9或更低增加)、约2.35或更高、约2.36或更高、约2.37或更高、约2.38或更高、约2.39或更高、约2.4或更高、约2.41或更高、约2.42或更高、约2.43或更高、2.44或更高、2.45或更高、2.46或更高、2.47或更高、2.48或更高、2.49或更高、约2.6或更高(从约2.2或更低增加)、约1.1或更低(从约1.3或以上降低)、约1.71至1.66或更低(从约2.68或以上降低)、约2.73至2.86或更高(从约2.3或更低增加)、约2.74或更高、2.75或更高、2.76或更高、2.77或更高、2.78或更高、2.79或更高、2.80或更高、2.81或更高、2.82或更高、2.83或更高、2.84或更高、或者2.85或更高。
在各种工艺实现方式中，以磅/平方英寸为单位的染色时的挤压压力为约66或更低、约55或更低(从约70或更高降低)、约60或更低(从约70或更高降低)、约70至90或更低(从约80至100或更高降低)、约89或更低、约88或更低、约87或更低、约86或更低、约85或更低、约84或更低、约83或更低、约82或更低、约81或更低、约80或更低、约79或更低、约78或更低、约77或更低、约76或更低、约75或更低、约74或更低、约73或更低、约72或更低、或者约71或更低。
在各种工艺实现方式中，以毫西门子/厘米为单位的染料浴中的含盐量为约40或更高(从约30或更低增加)、约35或更高(从约25或更低增加)、约25或更高(从约18至19或更低增加)、约42至41或更低(从55或更高降低)、约35至33或更低(从55或更高降低)、约33.7至32.5或更低(从55或更高减少)，或者在约30到约45之间的范围内。
可以修改将纱线制造为织物的现有方法，以改进所得织物对激光精加工的响应性能。可以修改一些参数，包括：减少的染料百分比；减少的预润湿剂；较快的浸渍速度、较低的温度；预丝光化；较低的pH值、或较低的挤压压力，或者这些项的任意组合。通过这些制造修改，可以改进织物针对激光精加工的性能。
织物针对激光精加工的强大性能可描述为：(i)使用最少的激光照射，颜色变化快速；(ii)颜色变为接近白色的色调；以及(iii)强度或拉伸性能或这两者的劣化最小。性能不佳可描述为(i)颜色变化缓慢；(ii)颜色变为具有明显色调的颜色，例如，灰色、蓝色或绿色；或(iii)对强度或拉伸性能或这两者的不可接受的降低，或者(i)、(ii)和(iii)的任何组合。
对于激光精加工，通过去除纤维使织物(例如，牛仔布)变亮。通过激光改变颜色的速度取决于靛蓝环染的深度。并且，突出的最大白度取决于纱线芯的色调。
激光精加工的工作原理不同于以前增亮织物的技术，后者依赖于使用氧化剂(例如，高锰酸钾或KMnO4)。代替去除纤维，氧化剂从纤维本身去除染料，从而增亮材料。纤维本身并未被去除，且仍保留着。结合氧化剂，可以使用研磨剂(例如，砂纸)来选择相对于其他区域不同地变亮的区域。经研磨区域将比未研磨区域更亮。这是因为研磨剂会打碎棉纤维，使更多的纤维被显露，从而使经染色纤维被氧化剂侵蚀的表面积更大。这样，与未研磨区域中的充满的棉纤维相比，氧化剂可以更有效地工作以去除经研磨区域中的更多染料。研磨本身并不是为了使材料变亮。氧化工艺不同于激光精加工。
激光精加工通过挖入到经线中直到露出白色芯来创建突出。在露出白色芯之前，环染较厚的经纱需要去除更多的纤维。这意味着更多的激光、更多的时间、更多的能量、更多的损坏，这是不希望的，因为织物被削弱了。因此，用于激光精加工的增强型织物将包含具有浅深度环染的经纱。
可以使用某些技术来制造具有用于激光精加工的环染特性的纱线。希望通过使未染色的芯纤维保持靠近纱线表面来更容易地使这些纤维显露。这可以通过化学或纱线结构或这两者来实现。
针对化学反应，可以通过以下方法来实现用于激光精加工的较浅环染：(1)低或较低的pH。较低的pH降低靛蓝染料对纤维的亲和性，从而降低渗透率。(2)预丝光化。纤维的膨胀使靛蓝染料的渗透更加困难，从而降低环染深度。(3)较低的染料浓度和较快的染色速度。如果色调匹配不重要，则减少染料渗透的机会。
针对纱线结构，可以通过以下方法来实现用于激光精加工的较浅环染以：(1)较高纱线捻合。高纱线捻合使得染料渗透更加困难，从而减少环染深度。(2)粗糙的纱线支数。环染深度是总纱线直径的较低百分比，留下较大未染色纱线芯。留下更多纤维以改善撕裂或拉伸。对于相等的浴浓度和经纱端部，浴中的染料与纤维质量的比率较低。细纱有变为被染色到中心的风险，使得没有未染色纤维来提供颜色变化和突出。
希望使纱线芯的颜色变亮。未染色芯导致更白的突出。这可以通过化学反应或纱线结构或这两者来实现。
通过化学作用，可以通过以下方法来实现用于激光精加工的更白的芯：(1)减少或消除硫化打底。由于硫化染料对棉的亲和性，硫化染料渗透到纱线芯中，从而对曾为白色的芯纤维进行染色。织物现在将突出为硫化打底的颜色。如果芯纤维被染色为可忽略的颜色变化，则少量的硫是可接受的。如果硫化打底是重要的，则可以通过深色靛蓝染料与底色的对比来产生明亮突出的错觉。
(2)硫化打顶。由于许多染料部位已经被靛蓝占据，因此硫化打顶比硫化打底难度要小，并且松散的靛蓝减缓了硫到纱线中的渗透。然而，硫化打顶仍然对总染料量产生贡献；高浓度仍会导致不良性能，特别是对于细纱。(3)较快的靛蓝浸渍。如果色调匹配不重要，则减少染料量，并减少染料渗透的机会。(4)较低的染料浓度。如果色调匹配不重要，则减少染料量，并减少染料渗透的机会。
通过纱线结构，可以通过以下方法来实现用于激光精加工的更白的芯：(1)粗糙的纱线支数。对于细纱，染料渗透占总纱线直径的较大百分比，仅留下较小白色芯，这意味着蓝色相对于白色纤维的比率较高。这使得突出显得更蓝而不是白色。由于移除了较大百分比的总纤维，在实现突出之前，细纱也更容易被物理破坏。
(2)减少经纱中的弹性纤维。一些经纱弹力织物可能表现出不良性能，因为弹性纤维芯是透明的而不是白色的。这将意味着白色突出的“目标”是环形渐变纱线芯，这是更难以击中的目标，特别是在精细的纱线支数中。性能更强的经纱弹力织物可能具有浅环染和大纱线直径二者。此外，一些翘曲拉伸破坏可能与弹性纤维芯的半透明性质有关。由于它是半透明的而不是不透明的白色，因此通过纱线芯可以看到靛蓝染色的纤维。
如所描述的，存在多种技术来实现具有对激光精加工的增强性能的织物(例如，牛仔布或斜纹织品)。在织物中获得优异性能的一些重要因素包括：无过度染色、无涂层；在尽可能低的pH下染色纯靛蓝；或预丝光化经纱，或这些项的任何组合。其他重要因素(但具有次要影响)包括：粗经纱(例如，7至8Ne，低于13至14Ne)。高捻合经纱(例如，4.6以上)；以实现期望色调所允许的最高速度染色，该最高速度基于所使用的机器而变化；无硫化打底或打顶；或100％棉经纱，或这些项的任意组合。
已经出于说明和描述的目的呈现了本发明的描述。其并非旨在穷举或将本发明限制于所描述的精确形式，并且鉴于上述教导，许多修改和变化是可能的。选择和描述实施例是为了最好地解释本发明的原理及其实际应用。该描述将使得本领域的其他技术人员能够在各种实施例中以及适合于特定用途的各种修改中最好地利用和实践本发明。本发明的范围由以下权利要求限定。
Claims (20)
1.一种方法，包括：
使用靛蓝染料来对包括棉纱的棉绳进行处理，使得棉纱的横截面将包括外环和内芯，其中，所述外环的厚度为所述棉纱的总厚度的约7.5％至约12.5％，并且所述外环由于被所述靛蓝染料渗透而为靛蓝色，而所述内芯由于未被所述靛蓝染料渗透而为白色或米色；以及
将经染色棉纱编制成牛仔布织物，其中，经纱包括经染色棉并且纬纱包括未染色棉，并且所述牛仔布织物将通过使所述经染色棉纱暴露于激光器而被精加工；并且
当被暴露于所述激光器时，所述激光器基于被提供给所述激光器的激光输入文件而在服装的表面上创建精加工图案，并且所述激光输入文件包括多个激光曝光值，每个激光曝光值用于不同激光像素位置；
对于每个激光曝光值，所述激光器从牛仔布材料的表面移除与该激光曝光值相对应的深度的材料；并且
与所述精加工图案的较暗像素位置相比，对于所述精加工图案的较亮像素位置，较大深度的所述经靛蓝环染棉纱被移除，从而使所述经染色纱线的较大宽度的内芯被显露，而在所述精加工图案的所述较暗像素位置处，较小深度的所述经靛蓝环染棉纱被移除，从而使所述染色纱线的较小宽度的内芯被显露。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，对所述棉绳进行处理包括：
将所述棉纱浸入pH介于约10.7至约11.8的范围内的至少一种靛蓝染料溶液中。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，对所述棉绳进行处理包括：
将所述棉纱浸入pH为约11.8或更低的至少一种靛蓝染料溶液中。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，对所述棉绳进行处理包括：
在将未染色纱线初始浸入靛蓝染料溶液中之前，在碱性溶液中对所述未染色棉纱进行丝光化。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，对所述棉绳进行处理包括：
将所述棉纱浸入pH介于约10.7至约12.0的范围内的至少一种靛蓝染料溶液中；以及
在所述棉纱被浸入时，使所述靛蓝染料溶液的温度维持在约75摄氏度或更低。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，对所述棉绳进行处理包括：
将所述棉纱浸入pH介于约10.7至约12.0的范围内的至少一种靛蓝染料溶液中；以及
在所述棉纱被浸入时，使所述靛蓝染料溶液的温度维持在约88摄氏度或更低。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，对所述棉绳进行处理包括：
在将所述棉纱初始浸入靛蓝染料溶液中之前，不将所述棉纱浸入包括硫化染料的溶液中。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述激光精加工能够在所述牛仔布织物上产生至少32个不同的灰度等级。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述激光精加工能够在所述牛仔布织物上产生至少64个不同的灰度等级。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述激光精加工能够在所述牛仔布织物上产生至少128个不同的灰度等级。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述棉纱的纱线捻合为约4.6捻合/英寸或更高。
12.根据权利要求1所述的方法，其中，对所述棉绳进行处理包括：
在将未染色棉纱初始浸入靛蓝染料溶液中之前，将未染色棉纱在碱性溶液中进行丝光化；以及
将经丝光化棉纱浸入pH为约11.8或更低的靛蓝染料溶液中单独浸渍五次或更少次。
13.一种方法，包括：
提供由牛仔布材料的织物面料制成的服装，其中，这些织物面料使用线缝合在一起，
所述牛仔布材料将通过使用激光器在所述服装的选定位置处从所述牛仔布材料的表面移除选定量的材料而被精加工；
所述牛仔布材料包括经靛蓝环染棉纱，所述经靛蓝环染棉纱的横截面包括外环和内芯，所述外环相对于所述内芯的横截面轮廓与所述激光器兼容以获得至少32个不同的灰度等级，并且所述横截面轮廓的所述外环的厚度为所述棉纱的总厚度的约7.5％至约12.5％，
所述外环由于被靛蓝染料渗透而为靛蓝色，而所述内芯由于未被所述靛蓝染料渗透而为白色或米色，并且具有激光器兼容横截面轮廓的所述经靛蓝环染棉纱通过以下方式来获得：
在碱性溶液中将未染色纱线进行丝光化，以获得经丝光化未染色纱线，以及
将所述经丝光化未染色纱线浸入PH介于约10.7至约12.0的范围内的至少一种靛蓝染料溶液中；以及
将所述服装暴露于激光器，以基于被提供给所述激光器的激光输入文件而在所述服装的表面上创建精加工图案，
其中，所述激光输入文件包括多个激光曝光值，每个激光曝光值用于不同的激光像素位置，以及
对于每个激光曝光值，使得所述激光器从所述服装的表面移除与所述激光曝光值相对应的深度的材料，
其中，与所述精加工图案的较暗像素位置相比，对于所述精加工图案的较亮像素位置，较大深度的所述经靛蓝环染棉纱被移除，而在所述精加工图案的所述较暗像素位置处，较小深度的所述经靛蓝环染棉纱被移除。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，基于被存储在激光输入文件中的值，所述激光器从所述纱线的外表面开始移除所选的深度的材料，使得所述内芯的介于所述纱线的总厚度的0％至约85％的范围内的垂直部分通过所述激光器在外芯部分之间显露，从而在所述牛仔布材料上产生至少64个不同的灰度等级。
15.根据权利要求13所述的方法，其中，未染色纱线的纱线捻合为约4.5捻合/英寸至约4.8捻合/英寸。
16.根据权利要求13所述的方法，其中，具有激光器兼容横截面轮廓的所述靛蓝环染棉纱进一步通过以下步骤来获得：
在所述经丝光化未染色纱线被浸入时，使所述靛蓝染料溶液的温度维持在约88摄氏度或更低。
17.根据权利要求13所述的方法，其中，具有激光器兼容横截面轮廓的所述靛蓝环染棉纱进一步通过以下步骤来获得：
在所述经丝光化未染色纱线被浸入时，使所述靛蓝染料溶液的温度维持在约88摄氏度或更低。
18.根据权利要求13所述的方法，其中，具有激光器兼容横截面轮廓的所述靛蓝环染棉纱进一步通过以下步骤来获得：
在所述经丝光化未染色纱线被浸入时，使所述靛蓝染料溶液的温度维持在约75摄氏度或更低。
19.根据权利要求13所述的方法，其中，具有激光器兼容横截面轮廓的所述靛蓝环染棉纱进一步通过以下步骤来获得：
在所述经丝光化未染色纱线初始浸入靛蓝染料溶液之前，不将所述经丝光化未染色纱线浸入包括硫化染料的溶液中。
20.根据权利要求13所述的方法，其中，不对所述未染色纱线执行硫化打底。
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