空氣／氬氣等離子體預(yù)處理滌綸織物的噴墨印花（一）

O 前言
織物噴墨印花前需進(jìn)行預(yù)處理，以提高印花質(zhì)量。與傳統(tǒng)方式，如對織物上漿或采用陽離子試劑改性等相比，等離子體對紡織品進(jìn)行表面改性具有適用范圍廣泛，不影響纖維和織物的整體性能，化學(xué)品消耗量低及可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。
現(xiàn)階段應(yīng)用于印染行業(yè)的等離子體技術(shù)主要有電暈放電、介質(zhì)阻擋放電和輝光放電。其中，適用于紡織品處理的是大氣壓下的次輝光放電。目前國內(nèi)外采用多氣氛等離子體對織物表面改性的研究，主要集中在織物脫色、纖維老化現(xiàn)象和化學(xué)鍍層等。關(guān)于混合氣體等離子體預(yù)處理對織物顏料噴墨印花效果影響的研究，國內(nèi)外鮮有文獻(xiàn)報(bào)道。
本試驗(yàn)嘗試采用含少量空氣／氬氣次輝光放電等離子體預(yù)處理滌綸織物，再用淺品色納米顏料墨水進(jìn)行噴墨印花，并與空氣單一氣體的預(yù)處理效果進(jìn)行對比；研究了多氣氛等離子體對織物印花后顏色、滲透性及色牢度等性能的影響。

1 試驗(yàn)
1．1設(shè)備和材料
設(shè)備 ST／RI脈沖常壓等離子體試驗(yàn)設(shè)備（上海市紡織科學(xué)研究院）、Mimaki JV4-180噴墨印花機(jī)（日本武藤有限公司）、Minni thermo-350 Roaches焙烘箱（英國Roaches公司）、Union DZ3視頻顯微鏡（日本西努光學(xué)儀器有限公司）、JSM-5610掃描電鏡（日立株式會社）、x-Rite Color premier 8400型臺式分光光度計(jì)（美國X-Rite有限公司）、PHI-5000C ESCA型x射線光電子能譜儀（美國PHI公司）
織物 滌綸平紋織物（56．7 g／m2）
墨水 淺品色納米顏料墨水（江南大學(xué)納米色素與數(shù)字印花研發(fā)中心）
1．2滌綸織物等離子體處理及噴墨印花
1．2．1 空氣／氬氣次輝光放電等離子體處理
試驗(yàn)采用的ST／RI脈沖式常壓等離子體試驗(yàn)設(shè)備結(jié)構(gòu)示意如圖1。該設(shè)備所用電極為銅鎳復(fù)合材料，電極面積為25 cm×25 cm，極板間距可在0～6 mm調(diào)節(jié)。兩塊電極均嵌入厚度為6 mm的玻璃阻擋介質(zhì)。對織物進(jìn)行表面改性處理時，直接將樣品水平置于下方阻擋介質(zhì)的表面即可?；趯Τ杀竞吞幚硇Ч目紤]，試驗(yàn)先采用90％空氣+10％氬氣混合氣氛，設(shè)定好處理參數(shù)后開始放電，處理一定時間后，停止放電，取出樣品。圖1 常壓空氣脈沖式等離子體試驗(yàn)設(shè)備結(jié)構(gòu)
1．2．2滌綸織物噴墨印花工藝
滌綸織物→次輝光放電等離子體處理→噴墨印花→焙烘（150℃×3 min）
1．3測試
1．3．1顏色參數(shù)測定
采用測色儀CIE-Lab測色系統(tǒng)，D65光源，10°視場測試織物的K／S值。
1．3．2防滲性能測試
沿噴墨印花織物經(jīng)緯向的噴墨印花邊界線，在放大倍數(shù)為75倍的視頻顯微鏡下拍照，觀測不同處理?xiàng)l件下處理前后的印花滲化情況。
1．3．3電鏡掃描
采用加速電壓20 kV，電流5 mA，對完成等離子體處理后的織物表面形貌進(jìn)行表征。
1．3．4 表面元素分析
采用x射線光電子能譜儀分析樣品表面各元素相對含量的條件為：鋁／鎂靶，高壓14．0 kV，功率250 W。
采用美國RBD公司的RBDl47數(shù)據(jù)采集卡和AugerScan3．21軟件，分別采集樣品0～1 200 eV的全掃描譜（通能為93．9 eV）。

2 結(jié)果與討論
2．1時間對K／S值的影響
將等離子體設(shè)備的處理功率和極板間距分別固定在300 W和3 mm；基于成本考慮，氬氣混合比暫定為10％；織物進(jìn)行預(yù)處理后用淺品色墨水噴墨印花。空氣和混合氣體次輝光放電等離子體處理時間對K／S值的影響見圖2。圖2混合氣體和空氣等離子體處理時間對K/S值的影響
由圖2可看出,混合氣體與空氣等離子體處理相似,織物經(jīng)空氣/氬氣混合氣體等離子體處理后，K/S值較未處理時有所增加,并隨處理時間延長而提高。與空氣等離子體處理所不同的是,當(dāng)處理時間超過150S后,K/S值開始降低。這是由于等離子體的刻蝕及極性基團(tuán)作用而引起的。等離子體處理過程中會產(chǎn)生大量的活性粒子,如電子、離子、自由基、光子以及激發(fā)態(tài)的原子和分子。在固定的處理功率下,當(dāng)處理時間控制在150s時,所產(chǎn)生的等離子體處理效果*；處理時間超過150s,由于等離子體內(nèi)各種粒子相互作用,達(dá)到一個動態(tài)平衡,使處理效果達(dá)到飽和。通過對比發(fā)現(xiàn)，90％空氣混合10％氬氣的等離子體處理效果好于單一的空氣等離子體,這可能是由于氬氣的擊穿電位比空氣低得多，氬氣比空氣更容易放電。
2．2極板間距對K/S值的影響
將處理功率和時間分別固定在300 W和150 S，研究混合氣體等離子體處理在不同極板間距對K／S值的影響，結(jié)果見表1。
表1不同氣氛下處理極板間距對K／S值的影響由表1知，極板間距為3 mm時，兩種氣氛下等離子體處理的K／S值達(dá)到zui大。間距小于3 mm或大于3 mm，K／S值都會降低。這可能是由于極板間距離過小時，板間的填充氣體減少，放電時可激發(fā)的粒子數(shù)量相應(yīng)減少，使等離子體對滌綸織物的作用減弱；反之，極板間距離過大，織物表面與極板間的距離也隨之增大，兩極板間的電場強(qiáng)度降低，激發(fā)粒子到達(dá)織物表面時的能量也會降低，導(dǎo)致處理效果減弱。
來源: 印染在線