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等离子体对喷墨印花织物表面的影响

  • 发布日期:2010-08-07 浏览次数504

采用常压等离子体对涤纶织物进行预处理,可以提高其印花性能,处理后的织物印花颜色加深,鲜艳度增加,防渗化性能明显提高,且不会降低印花色牢度。有文献报道,在空气中混入一定比例的氩气后,等离子体在某些方面的作用有所增强,这被认为是由于氩气的击穿电位比空气低得多,在相同条件下比空气更容易放电。

    本试验分别使用空气(以下简称Air)和50%空气/50%氩气(以下称Air/Ar)作为反应气体,对涤纶织物进行常压等离子体处理,从物理刻蚀和表面化学组分等方面进一步研究常压等离子体对涤纶的表面改性及喷墨印花性能的影响。

    1试验部分

    1.1材料和设备

    材料涤纶平纹织物(织物克重为61.4g/m2,纱线细度为63D);蓝色纳米颜料墨水(江南大学纳米色素与数字印花研发中心)。

    设备ST/RI脉冲常压等离子体改性设备(上海市纺织科学研究院研制),MimakiJV4—180喷墨印花机(日本武藤有限公司),Minnithermo一350Roaches焙烘箱(英国Roaches公司),DSA一100液滴形状分析仪(德国Krtiss有限公司),UnionDZ3视频显微镜(日本西努光学仪器有限公司),JSM-5610扫描电镜(日立株式会社),X—RiteColorpremier8400型台式分光光度计(美国X—Rite有限公司),PHI-5000CESCA型X射线光电子能谱仪(美国PHI公司)。

    1.2等离子体处理涤纶织物及喷墨印花工艺

    1.2.1常压氩等离子体处理

    先对放电室抽真空,然后通入氩气和空气,设定处理参数后开始放电,处理一定时间后停止放电,取出样品。

    1.2.2涤纶织物喷墨印花工艺

    涤纶织物→常压等离子体处理→喷墨印花→焙烘(120℃×3min)

    1.3性能测试

    1.3.1润湿时间

    使用DSA一100液滴形状分析仪,测量去离子水液滴在织物表面完全铺展所需的时间,评价其润湿性能(取织物表面5处,分别测量液滴铺展时间,取平均值)。

    1.3.2喷墨印花防渗效果

    沿喷墨印花边界线的经纬方向,在放大75倍的视频显微镜下拍照,观测未处理和经等离子体处理,以及不同处理条件下印花织物的渗化情况。

    1.3.3颜色参数测量

    采用测色仪CIE—Lab测色系统,于D65光源、10°视场测试织物的K/S值(将织物折叠4层,测量4次,取平均值)。

    1.3.4表面元素分析

    采用PHI5000CESCA型x射线光电子能谱仪(经过美国RBD公司升级),分析样品表面各元素的相对含量比例。分析条件为铝/镁靶,高电压14.0kV,功率250W,真空度1X10-8Torr。采用美国RBD公司的RBDl47数据采集卡和AugerScan3.21软件采集样品在0~1200eV的全扫描谱(通能为93.9eV)。

    1.3.5扫描电子显微镜

    测试条件:加速电压20kV,电流5mA。完成等离子体处理后,立即对织物表面形貌进行表征。

    2结果与讨论

    2.1等离子体处理对涤纶织物润湿性的影响

    将去离子水分别滴在未经处理和经Air/Ar等离子体处理的涤纶织物试样上,观察液滴在不同时间点的状态,记录其在织物表面完全铺展所需的时间。

    对于未经过处理的涤纶织物,液滴接触90S后仍然很难将其润湿。经过常压Air/Ar等离子体处理后,织物的润湿性明显提高,液滴接触织物表面457ms内即可完全铺展。这主要是由于等离子体处理不仅可在纤维表面形成刻蚀,而且可将一些亲水性基团(如羟基、羧基、氨基等)引入到纤维表面,使亲水性得到显著提高。

    2.2等离子体处理对涤纶织物防渗性的影响

    水平打印线和竖直打印线的宽度分别体现了织物经、纬向的防渗化能力。织物沿经纬方向的渗化现象不同,沿经向的渗化较严重,这可能与织物的组织结构有关。经等离子体处理后,水平和竖直打印的线宽明显变窄。

    经Air/Ar等离子体处理后,织物经纬方向的防渗性能都得到了明显改善,印花边缘线更为清晰。这是由于等离子体处理在纤维表面产生了刻蚀作用,且在纤维表面引入的亲水性基团提高了织物的吸水性,瞬时加速对墨水的吸收,从而起到防渗效果。

    2.3等离子体处理时间对织物印花颜色的影响

    织物经常压Air、Air/Ar等离子处理后,印花织物K/S值变大,颜色变深;L值(明度)减小,颜色偏暗;C值(色度)变大,鲜艳度提高。这是由于等离子体的刻蚀和氧化作用,提高了织物的防渗性能,使单位面积上墨水色素增多,

 

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