喷墨印花是一项处于快速发展时期、并且十分具有创造性的技术,能够生产具有卓越色彩表现力、高分辨率和差异化的优质印花面料,符合个性化、小批量、快交货的市场需求。织物的表面形貌和化学性质,是决定喷墨印花色彩表现力和图案清晰度的重要因素。织物改性处理是喷墨印花的第一道工序,能够重新构建织物的表面结构和性质,是决定印花质量的关键工序。开展织物改性技术及其对喷墨印花效果影响机理方面的基础研究,有利于加速喷墨印花技术的工业化生产应用。本论文的研究内容主要包括两个部分:分别针对活性染料和颜料喷墨印花,研究棉织物的聚合物改性及其对喷墨印花颜色性能的影响规律。首先采用磁棒刮样机涂层法和浸轧-烘干法制得聚合物改性的棉织物,然后打印不同颜色填充率的单色色块,并使用测色仪测量颜色数据;借助扫描电镜对改性前后织物的表面结构进行表征;采用接触角测量仪测试探针液体在织物表面的接触角,并结合其表面张力数据,根据OWRK方法计算织物的表面自由能;利用光学显微镜观察织物上的墨点形状及分布:测试不同体积的液滴在织物、纱线和纤维上的铺展行为;揭示棉织物聚合物改性处理提升喷墨印花颜色效果的原因和机理。主要实验结果如下:(1)与海藻酸钠改性织物相比,经过海藻酸钠+高级脂肪酸衍生物(PT)改性处理的织物,活性染料喷墨印花图案的表观颜色深度(K/S值)提升幅度超过11%,同时色彩饱和度(C*)增加1.9～2.5;精细度和整体层次感得到明显提升。(2)与未改性织物相比,经过海藻酸钠和海藻酸钠+PT改性处理的棉织物疏水性能增加。由于纤维表面分布的改性剂不同,使得二次蒸馏水和二碘甲烷在织物上的接触角依次增加。织物表面自由能的色散组分逐渐降低,极性组分先增加后减小;总表面自由能呈减少趋势,分别降低4.34mJ/m2和15.3mJ/m2。(3)在织物上打印颜色填充率为20%的单色色块时,能够得到独立分布的墨点;由于墨滴沿着纤维长度方向和纤维直径方向的铺展速度存在差异,使得喷墨印花织物上的墨点呈现长条形。海藻酸钠+PT改性处理的织物,表面的疏水性增加,能够抑制墨滴的铺展和形成墨点的大小,可显著提升喷墨印花的精细度、鲜艳度和整体颜色效果。(4)采用磁棒刮样机涂层1次得到的海藻酸钠改性织物,纤维表面形成海藻酸钠薄膜层,纤维间和纱线间的空隙变小;涂层次数为2次和3次的改性织物,在烘干过程中,随着水分的挥发,工作液中的尿素逐渐向外迁移,待织物完全烘干后在纤维表面形成明显的尿素晶体,纤维间和纱线间的空隙基本被填平。(5)涂层1次、2次和3次改性处理的织物,打印填充率为50%的青色色块,采用102 ℃饱和蒸汽蒸化14 min的情况下,青色活性染料向织物内部的渗透率分别为77.9%、51.1%和37.5%。染料分布在织物表面,有助于提高喷墨印花的颜色效果。(6)施加到织物上改性剂的数量,是影响活性染料固色率的重要因素,改性剂不足或过量,均会降低固色率。与涂层1次和3次改性处理的织物相比,打印填充率为50%的青色色块时,相同的蒸化条件下,青色活性染料在涂层2次的改性织物上固色率最高。(7)与未改性处理的织物相比,经过阳离子聚合物改性的棉织物,能够显著提升颜料墨水喷墨印花图案的颜色深度和色彩饱和度;在最大吸收波长处,青色喷墨印花织物的K/S值提升幅度为31.2%,品红、黄色和黑色的提升幅度分别为65.2%、32.3%和46.5%;青色、品红和黄色喷墨印花织物的色彩饱和度(C*)依次增大2.5、6.1和6.9。(8)Zeta电位测试结果表明,墨水中的颜料颗粒带负电,电位大小介于-31.6 mV和-41.1 mV之间;阳离子聚合物乳液带正电,电位为26.7 mV。经过阳离子聚合物改性的棉织物进行颜料喷墨印花时,在静电引力的作用下,能够有效抑制墨水液滴在织物上的铺展。(9)体积为4.0 μL的青色、品红、黄色和黑色颜料墨水液滴,在未改性织物上的铺展面积依次为89.2 mm2、114.3 mm2、109.1 mm2和127.6 mm2;相比之下,在阳离子聚合物改性处理的织物上,对应颜色墨水液滴的铺展面积依次下降47.2%、50.0%、58%和57.4%。在阳离子聚合物改性织物上,皮升级墨水液滴的铺展程度也明显较低。本论文的主要研究价值在于,探明了棉织物聚合物改性对喷墨印花墨滴铺展的影响,揭示了喷墨印花颜色性能与墨滴铺展之间的规律,喷墨印花颜色效果与墨滴的铺展程度呈负相关,总结出控制活性染料和颜料墨滴铺展的织物改性技术,能够为喷墨印花的实际生产提供基本的理论指导。