等離子體技術(shù)在羊絨織物數(shù)碼噴墨印花上的應(yīng)用

繆永梅

(江蘇華創(chuàng)檢測(cè)技術(shù)服務(wù)有限公司,江蘇 南通226333)

近年來,數(shù)碼噴墨印花技術(shù)在紡織染整領(lǐng)域的應(yīng)用逐步受到人們的關(guān)注,是一種能耗低、用水少、綠色環(huán)保型的生產(chǎn)技術(shù)。等離子體處理可以改變纖維和紡織品的諸多特性,如吸水性、染色性、防縮性、黏著性和抗靜電性等[1-3],是一種干式、低成本,可實(shí)現(xiàn)高功能、高附加值加工的生態(tài)技術(shù),已廣泛用于多種生產(chǎn)領(lǐng)域,而在紡織品染整加工中的應(yīng)用也有不少報(bào)道[4-5]。本文探討了采用低溫等離子體技術(shù)對(duì)羊絨織物處理前后噴墨印花性能的變化。

1 試驗(yàn)部分

1.1 材料、試劑及儀器

材料:斜紋羊絨半制品圍巾(5×2 tex,42 g/m2,江蘇中孚達(dá)科技股份有限公司)。

試劑:海藻酸鈉醚化淀粉混合糊(工業(yè)純,自配)、尿素(分析純,上海展云化工有限公司)、元明粉(分析純,西隴化工股份有限公司)、甘油(分析純,江蘇強(qiáng)盛功能化學(xué)股份有限公司)、硫酸銨(分析純,汕頭市西隴化工廠有限公司)、活性墨水Cyan R-GN、Magenta R-5B、Yellow R-5 G、Deep Black R-DB(工業(yè)級(jí),上海安諾其數(shù)碼科技有限公司)。

儀器:EL303電子天平、YB571預(yù)置式染色牢度摩擦儀、常壓等離子體混合處理設(shè)備(自制)、101 AB-1電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱(上海一恒科技有限公司)、SDF高速導(dǎo)帶式數(shù)碼印花系統(tǒng)(杭州賽順機(jī)電設(shè)備有限公司)、JV33-160 A TYPEB噴墨打印機(jī)(MI MAKI Engineering Co.Lt d)、SF600 X型計(jì)算機(jī)測(cè)色配色儀(美國(guó)Datacolor公司)。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 等離子體處理方法

采用氬等離子體處理方法,根據(jù)需要準(zhǔn)備好羊絨試樣,將試樣放入等離子體處理器反應(yīng)臺(tái)內(nèi),壓緊兩邊的橡膠墊片,避免氬氣泄露,打開氬氣閥門開關(guān),調(diào)節(jié)進(jìn)氣壓強(qiáng)和流量,讓氣體進(jìn)入處理臺(tái),并使壓強(qiáng)穩(wěn)定在試驗(yàn)所需要的值,預(yù)熱20 min后,打開射頻發(fā)生器開始放電并開始計(jì)時(shí),達(dá)到預(yù)設(shè)的時(shí)間后停止放電,關(guān)閉進(jìn)氣閥,打開反應(yīng)臺(tái),取出處理樣品。采用已經(jīng)優(yōu)化的等離子體工藝(電壓200 V,時(shí)間10 s)進(jìn)行處理[6]。

1.2.2 羊絨織物數(shù)碼噴墨印花工藝

工藝流程:羊絨織物(已等離子體處理)→上漿→烘干→數(shù)碼噴墨印花→預(yù)烘→蒸化→水洗→烘干。

數(shù)碼噴墨印花漿料配方:海藻酸鈉醚化淀粉糊2.2%、尿素8%、元明粉7%、甘油4%、硫酸銨2%、加水合成100%。

制漿:首先取糊料溶解在去離子水中,使用攪拌器連續(xù)攪拌,即可制得印花原糊,然后再分別加入尿素、元明粉、甘油、硫酸銨,繼續(xù)攪拌制得均勻穩(wěn)定的印花色漿。

上漿:使用80目篩網(wǎng)上漿,刮刀數(shù)目為6刀,80℃烘干。

數(shù)碼噴墨印花:采用SDF高速導(dǎo)帶式數(shù)碼印花系統(tǒng)對(duì)上漿織物進(jìn)行數(shù)碼噴墨印花,印制活性墨水100%色塊,噴嘴高度6 mm,分辨率720 dpi×720 dpi;預(yù)烘溫度80℃,時(shí)間15 min;織物100℃汽蒸15 min,取出冷水洗滌3遍,再用40℃溫水洗1遍,然后進(jìn)行皂洗(皂片2 g/L,80℃,30 min,浴比1∶50)處理,最后冷水洗織物,低溫烘干織物。

已采用等離子體優(yōu)化工藝處理的羊絨織物,上漿后分別選用Cyan R-GN、Magenta R-5B、Yell ow R-5 G、Deep Black R-DB 4種活性墨水和花型圖案對(duì)羊絨織物進(jìn)行數(shù)碼噴墨印花,并對(duì)羊絨數(shù)碼噴墨印花織物的表觀得色量、色牢度、防滲性能和氈縮率進(jìn)行分析。

1.3 測(cè)試方法

1.3.1 表觀得色量

使用SF600X型測(cè)色配色儀對(duì)印花織物進(jìn)行表觀得色量測(cè)試。分別測(cè)定400～700 n m范圍內(nèi)每隔10 n m的可見光譜,最大吸收波長(zhǎng)處K/S值作為測(cè)量結(jié)果,用K/S值表征織物表觀得色量[7]。

1.3.2 色牢度測(cè)試

按照GB/T 3920-2008《紡織品 色牢度試驗(yàn) 耐摩擦色牢度》,對(duì)印花羊絨織物進(jìn)行耐摩擦色牢度測(cè)試。按照GB/T 3921-2008《紡織品 色牢度試驗(yàn) 耐洗色牢度》,對(duì)印花羊絨織物進(jìn)行耐洗色牢度測(cè)試。按照GB/T 251-2008《紡織品 色牢度試驗(yàn) 評(píng)定沾色用灰色樣卡》對(duì)印花織物進(jìn)行沾色評(píng)定。

1.3.3防 滲性能

用數(shù)字噴墨印花機(jī)分別對(duì)等離子體處理前后的羊絨織物進(jìn)行CMYK色塊(打印尺寸4 c m×10 c m)及經(jīng)緯向的色線(打印寬度1 mm)打印,而后掃描色塊和色線用PHOTOSHOP軟件尺寸測(cè)定功能測(cè)量5個(gè)位置的線寬,并取平均值,以此評(píng)價(jià)等離子處理前后印花織物滲化情況[8]。

1.3.4氈 縮率

按《毛針織物經(jīng)機(jī)洗后的松弛及氈化收縮試驗(yàn)方法》,試樣需在標(biāo)準(zhǔn)大氣下調(diào)濕4 h及以上,試樣放平,在無張力的情況下輕輕地將試樣上的皺紋撫平,然后取兩個(gè)標(biāo)記之間的距離。以GB8629中規(guī)定的7A程序進(jìn)行洗滌一次,然后自然晾干或在低于60℃的烘箱中烘干,然后再按照GB8629中規(guī)定的5 A程序連續(xù)洗滌兩次,干燥后量取氈化后長(zhǎng)度。通過以下公式計(jì)算氈化收縮率和面積收縮率:

經(jīng)向收縮率Ls(%)=(LRM-LFM)/LRM(1)

緯向收縮率Ws(%)=(WRM-WFM)/WRM(2)

面積收縮率(%)=Ws+Ls+Ws×Ls/100(3)

式中 LRM為松弛后長(zhǎng)度(c m);LFM為氈縮后的長(zhǎng)度(c m);Ls為經(jīng)向收縮率(%);Ws為緯向收縮率(%)。

若面積收縮率低于10%時(shí),Ws×Ls/100這個(gè)因素影響較小可以省略[9]。

2 結(jié)果與討論

2.1 等離子處理對(duì)表現(xiàn)得色量和染色牢度的影響

采用4種活性墨水Cyan R-GN、Magenta R-5B、Yellow R-5G、Deep Black R-DB和不同花型圖案對(duì)等離子體處理前后的羊絨織物進(jìn)行數(shù)碼噴墨印花,其印花圖案效果如圖1所示。

圖1 等離子體處理前后羊絨織物數(shù)碼噴墨印花效果圖

其中色塊1、3、5、7、9是未經(jīng)等離子體前處理的羊絨織物數(shù)碼噴墨印花效果圖,色塊2、4、6、8、10是對(duì)應(yīng)的經(jīng)等離子體處理的羊絨織物數(shù)碼噴墨印花效果圖。對(duì)其進(jìn)行印花測(cè)試分析,其結(jié)果如表1所示。

表1 等離子體處理前后噴墨印花羊絨織物K/S值及色牢度

由表1可知,與未經(jīng)過等離子體處理織物相比,經(jīng)等離子體處理后的羊絨織物的K/S值均有一定程度的提高,且不同墨水增加幅度不同,均達(dá)到30%～40%,等離子體處理前后印花織物干摩擦牢度、濕摩擦牢度均達(dá)到3-4級(jí),耐洗牢度變色達(dá)到3-4級(jí),而沾色達(dá)到4級(jí)。羊絨織物經(jīng)過等離子體處理后的潤(rùn)濕性得到明顯的改善,染料在纖維上的上染率提高。由于活性染料與羊絨纖維以共價(jià)鍵相結(jié)合,因此印花織物的K/S值增加,色牢度較高。此外,由圖1可知,印花織物圖案輪廓清晰,色彩鮮艷,基本無滲化現(xiàn)象。

2.2 滲化性能

為定量研究等離子體處理對(duì)噴墨印花滲化性能的影響,進(jìn)行了色塊色線打印試驗(yàn),結(jié)果如表2所示。

由表2數(shù)據(jù)可以看出,不同顏色墨水打印的線寬有所不同,這是因?yàn)椴煌伾诶w維上及纖維和纖維的孔隙之間滲化性能不同。通過比較處理前后的線寬可知,在未處理織物上的打印線寬較粗,經(jīng)等離子體處理后,噴墨打印色線線寬明顯變細(xì),4個(gè)顏色線寬值均降低明顯,說明滲化情況得到了顯著的改善。因?yàn)榈入x子體對(duì)羊絨纖維進(jìn)行處理后,其表面受到刻蝕,產(chǎn)生許多微小凹溝,纖維瞬時(shí)吸濕性提高,染料更容易留在這些凹溝中,不容易受到毛細(xì)效應(yīng)的影響發(fā)生滲化,同時(shí)由于等離子體處理后會(huì)在纖維表面引入一定數(shù)量的極性基團(tuán),也提高了纖維的吸水性,加快織物對(duì)墨水的吸收,從而起到了防滲效果。

2.3 氈縮率

羊絨織物經(jīng)過等離子體處理后,對(duì)其氈縮性能進(jìn)行測(cè)試,如表3所示。

表3 等離子體處理對(duì)織物氈縮率的影響

羊絨織物的氈縮率從6.95%降低到4.1%,毛織物氈縮的原因主要是羊毛鱗片層的定向摩擦效應(yīng)和羊毛的卷曲、彈性。因此毛織物防氈縮的方法主要有破壞鱗片層和使聚合物沉積在纖維表面這2種方法。等離子體處理羊絨使羊絨表面鱗片層破壞,發(fā)生部分脫落,在濕態(tài)時(shí)鱗片層的結(jié)構(gòu)變得柔軟,纖維單方向運(yùn)動(dòng)變得困難,纖維的定向摩擦效應(yīng)降低,使氈縮率進(jìn)一步減小[10]。

2.4 等離子體處理羊絨織物噴墨印花產(chǎn)品生產(chǎn)實(shí)踐

2.4.1品 種

5×2 tex、42 g/m2斜紋羊絨圍巾(江蘇中孚達(dá)科技股份有限公司)

2.4.2 生產(chǎn)流程

羊絨織物(等離子體處理200 V,10 s)→上漿→烘干→數(shù)碼噴墨印花(噴嘴高度6 mm,分辨率720 dpi×720 dpi)→預(yù)烘(80℃,15 min)→蒸化(100℃,15 min)→水洗(冷水洗3遍,40℃溫水洗1遍,皂洗)→烘干

2.4.3樣 品圖

經(jīng)等離子體處理后噴墨印花羊絨織物樣品如圖2所示。

圖2 等離子體處理羊絨織物噴墨印花樣品圖

2.4.4 產(chǎn)品檢測(cè)報(bào)告

通過南通市纖維檢驗(yàn)所檢測(cè),數(shù)碼噴墨印花羊絨產(chǎn)品符合FZ/T 24011-2010《羊絨機(jī)織圍巾、披肩》紡織行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(暫時(shí)無國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)),成分為羊絨100%,斷裂強(qiáng)力經(jīng)向?yàn)?8 N,緯向?yàn)?8 N(因本產(chǎn)品為精梳60 Nm/1或50 g/m2以下薄型結(jié)構(gòu)的特殊產(chǎn)品,符合產(chǎn)品合約要求),耐洗色牢度變色為3-4級(jí),沾色為4級(jí),耐干摩擦色牢度和耐濕摩擦色牢度達(dá)到3-4級(jí)。

3 結(jié)論

(1)與未經(jīng)過等離子體處理織物相比,等離子體處理后的羊絨織物的K/S值均有一定程度的提高,且不同墨水增加幅度不同;印花織物干摩擦牢度,濕摩擦牢度均達(dá)到3-4級(jí),耐洗牢度變色達(dá)到3-4級(jí),而沾色達(dá)到4級(jí)以上。此外,等離子體處理的數(shù)碼噴墨印花織物,表觀得色量更高,印花圖案色彩更加鮮艷,輪廓清晰,基本無滲化現(xiàn)象,氈縮率下降。

(2)通過中樣試驗(yàn)及產(chǎn)品檢測(cè),數(shù)碼噴墨印花羊絨產(chǎn)品符合FZ/T 24011-2010《羊絨機(jī)織圍巾、披肩》紡織行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),耐洗色牢度、耐干摩擦色牢度和耐濕摩擦色牢度較好,得色量提高,滲化性改善。