關德輝，鄧天澤，王忠雨，熊少妹

（廣東欣豐科技有限公司，廣東開平 529300）

傳統(tǒng)染整行業(yè)中，織物的印染加工需耗費大量的水資源和化學染料、助劑等，這些化學物質的使用及排放對環(huán)境造成了極大的破壞。國家環(huán)保政策日趨嚴厲，傳統(tǒng)染整行業(yè)的發(fā)展日益艱難［1］。納米表面處理技術中的磁控濺射法可在織物表面沉積納米膜層，利用物理光學原理實現(xiàn)結構色，不需要化學試劑染色，并可節(jié)約大量水，是一種無污染的新型織物顏色制備方式，對于降低環(huán)境壓力、開發(fā)新的紡織品顏色生產方式有十分重要的意義［2-3］。

在織物基底上用磁控濺射法制備結構色的過程中，織物表面納米膜層的厚度直接關系到結構色的顏色表現(xiàn)，而膜層厚度往往與濺射電源的濺射效率、沉積時間等因素有關。因此，對于織物結構色生產的卷繞鍍膜來說，有必要關注濺射電流的調整、生產所需的靶材數量、靶材不同階段濺射速率的變化及其他干擾因素對膜厚及顏色的影響。由于織物的不透明性和表面的不平整性，很難用臺階儀或者電鏡分析出織物上膜層的光學厚度或物理厚度；而用光度計指導織物結構色的制備有一定實用性，但在生產工藝等因素發(fā)生變化時，很難量化調整相關的可控因素來實現(xiàn)織物結構色穩(wěn)定的重復生產［4］。本研究在卷繞鍍膜區(qū)域設置位置固定的膜厚儀，利用膜厚儀的監(jiān)測及相關數據換算指導織物表面結構色的重復、穩(wěn)定生產。

1 實驗

1.1 材料與設備

材料：新、舊圓柱鈦靶各一根（舊圓柱Ti靶的剩余壽命約50%），滌綸織物春亞紡（幅寬為24 cm），高純氬氣、氮氣、氧氣（純度99.999%）。

設備：卷繞磁控濺射鍍膜機（公司自主研發(fā)），SQM-160型膜厚儀［英福康（廣州）真空儀器有限公司，配有旋轉靶位、直流電源］，便攜式測色儀（深圳市三恩時科技有限公司）。

1.2 結構色的制備

采用卷繞磁控濺射鍍膜方法，樣品為幅寬24 cm的春亞紡長卷，基布安裝后進行必要的抽氣、預濺射。調整好膜厚儀的參數，由于此次制備的結構色由3層不同膜層組成，故在膜厚儀里依次設置好膜層1（FILM1）、膜層2（FILM2）、膜層3（FILM3）對應的密度因子、Tooling值、Z-比值以備用。

分別鍍覆3段春亞紡，每段2 m，傳動速度為0.5 m/min。靶材選用新圓柱Ti靶，保持膜層1和膜層2的參數不變，以膜層3的電流為變量，以總膜厚不變?yōu)槟繕?，記錄實際鍍膜層數，工藝參數見表1～3。

表1 第1段春亞紡工藝參數

表2 第2段春亞紡工藝參數

表3 第3段春亞紡工藝參數

靶材使用舊圓柱Ti靶，重復前面的實驗步驟，工藝參數見表4～6。

表4 第4段春亞紡工藝參數

表5 第5段春亞紡工藝參數

表6 第6段春亞紡工藝參數

1.3 測試

結構色的顏色：采用便攜式測色儀進行測試，輔以目視檢測。

色差：參照GB/T 8424.3—2001《紡織品 色牢度試驗色差計算》進行測試，計算式為：

ΔE*ab=[(ΔL*)2+(Δa*)2+(Δb*)2]1/2

式中，ΔE*為總色差；ΔL*、Δa*、Δb*均為顏色參數。

2 結果與討論

2.1 鍍膜春亞紡的顏色

上述6段工藝處理后，春亞紡的顏色測試結果見表7。

表7 鍍膜春亞紡的顏色

2.2 鍍膜春亞紡的色差

以第1段春亞紡顏色值作為基準，另外5段分別與第1段進行比較，色差分別為：ΔE*12=1.70、ΔE*13=1.14、ΔE*14=1.21、ΔE*15=1.66、ΔE*16=1.05。紡織品的變色評定（GB/T 250—2008《紡織品色牢度試驗評定變色用灰色樣卡》）見表8。參照紡織品變色國標評級，本實驗色差對應的色牢度等級可以達到4級及以上，目測色差較小，說明顏色的重現(xiàn)誤差已達到了國家標準。因此，參照膜厚儀顯示相同膜厚而進行的不同工藝生產的春亞紡顏色展現(xiàn)出良好的重現(xiàn)性。

表8 GB/T 250—2008色差評級標準

2.3 結果分析

在春亞紡基布結構色生色層膜厚一致的情況下，濺射電流或靶材壽命在一定程度上的改變僅影響顏色的生色速率，不影響最終顏色的重現(xiàn)性。不同工藝生產的基布顏色色差能控制在1.70以內，對應的色牢度變色達到4級，符合常規(guī)紡織品對色差的要求。

在生產速率改變時，膜厚儀可檢測膜厚，以此監(jiān)測春亞紡結構色生色層的顏色效果，確保春亞紡結構色的重現(xiàn)性，對紡織品結構色量產的生產控制具有實際指導意義。

3 結論

在卷繞磁控濺射法制備織物基底結構色的過程中，濺射電流或靶材壽命在一定范圍內的改變僅在生色速率上稍有影響，基本不影響最終顏色的重現(xiàn)性；用膜厚儀監(jiān)控各個膜層的總厚度，只要膜層總厚度保持與之前的生產工藝一致，就能夠使不同批次的紡織品顏色色差達到紡織品變色國標評級要求。本研究對紡織品結構色的量產具有實際指導意義。