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一种纺纱线的生态着色方法 【EN】A kind of ecological color method of yarn

申请(专利)号:CN201810120260.0国省代码:北京 11
申请(专利权)人:【中文】北京纳米生色科技有限公司【EN】Beijing nano chromophore Technology Co., Ltd.
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摘要:
【中文】本发明公开了一种纺纱线的生态着色方法。本发明采用磁控溅射真空沉积方法,在纺纱线上沉积不同的金属膜层、金属氧化物膜层、金属氮化物膜层。各种材料膜层具有不同的光学性质,通过调节各膜层厚度,可以使纺纱线显示出不同的颜色。在这个过程中,没有任何的水污染和空气污染问题,所用材料也都是对人体无害的,所以此方法是完全生态环保的纺织品着色方法。而且磁控溅射真空镀膜方法是一种快速、连续的膜层沉积生长方式,非常适合工业化大生产。 【EN】Paragraph:The invention discloses a kind of ecological color methods of yarn.The present invention uses magnetron sputtered vacuum deposition method, and different metallic diaphragms, metal oxide film layer, metal nitride film layers are deposited on yarn.A variety of materials film layer has different optical properties, by adjusting each thicknesses of layers, yarn can be made to show different colors.In this process, not any water pollution and air pollution problems inherent, material therefor are also all harmless, are the textile coloration method of full ecological environmental protection in this approach.And magnetic control sputtering vacuum coating method is a kind of film deposition growth pattern rapidly, continuously, is very suitable for industrialized production.Image:

主权项:
【中文】1.一种纺纱线的生态着色方法,其特征在于:采用磁控溅射技术,在纺纱线上真空沉积不同的金属膜层、金属氧化物膜层、金属氮化物膜层,通过调节各膜层的厚度,使纺纱线显示出不同的颜色。 【EN】1. a kind of ecological color method of yarn, it is characterised in that:Using magnetron sputtering technique, the vacuum deposition on yarn Different metallic diaphragm, metal oxide film layer, metal nitride film layers keep yarn aobvious by adjusting the thickness of each film layer Different colors is shown.


说明书

一种纺纱线的生态着色方法

技术领域

本发明涉及纺织品的印染技术。

背景技术

传统的印染行业是通过化工染料的配料来对纺织品进行印染上色。其整个过程会

造成大量的水污染和空气污染,我国水污染中有十分之一是来源于印染行业。而且化工染

料很多是对人体有危害的,会对人们的健康产生长期的影响。而直接将人体中含有的,对人

体无害的金属,如钛、铁、铝、锌、镁、银等,及其氧化物和氮化物,通过物理方法,如真空蒸

镀、磁控溅射、离子溅射等,沉积在纺织品表面形成纳米级薄膜,利用各种材料膜层不同的

光学性质,调节各膜层厚度,可以实现各种颜色。在这个过程中,没有任何的水污染和空气

污染问题,所用材料也都是对人体无害的,所以这些物理方法是完全生态环保的纺织品着

色方法。但真空蒸镀的能量较低,膜层的附着力不够,会有脱膜掉色的情况;离子枪的能量

较高,会使纺织品基底的温度快速升高而脆化;磁控溅射是一种非常适合的方法,其能量适

中,膜层的附着力高,均匀性好,易于工业化大生产。

磁控溅射法对纺织品成膜生色可以有两种方式:一种是在成品织物上沉积膜层,

在较大的面积上形成连续膜层来实现不同的颜色。另一种方式是对基础的单根纺纱线进行

溅射沉积,直接生产出不同颜色的纺纱线。第二种方法的好处是,不同颜色的纺纱线可以通

过纺织技术做出各种图案、花色,而第一种方法很难实现图案、花色的一次性制作;而且第

二种方法可以完全保留经线和纬线的空隙,保证透气性。

这种通过不同的金属材料,及其氧化物和氮化物材料组合的复合膜层来生色,是

利用了光线在不同膜层中及膜层界面处的折射、反射、散射效果,膜层的设计及各膜层厚度

的精确控制是实现不同颜色的基础。

发明内容

本发明的目的是提供一种纺纱线的生态着色方法,采用磁控溅射技术,在纺纱线

上沉积不同的金属膜层、金属氧化物膜层、金属氮化物膜层,通过调节各膜层的厚度,使纺

纱线显示出不同的颜色。这种纺纱线的着色方法过程没有任何水污染和空气污染,所用金

属靶材和陶瓷靶材也都是对人体无害的,所以是一种生态环保的纺纱线着色方法。

为达到上述目的,本发明采用的技术方案是:

(1)对纺纱线进行前期处理以清除织物表面污垢;

(2)对纺纱线进行红外加热处理清除其蕴含的水气;

(3)纺纱线进入连续的真空溅射腔体,每一个腔体都相对放置两块相同的靶材,纺

纱线在每个腔室的两个靶材之间穿过达到均匀镀膜,所述真空溅射腔体包括金属膜层溅射

腔体,氧化物膜层溅射腔体,氮化物膜层溅射腔体。

所述步骤(3)是真空磁控溅射沉积,纺纱线通过卷绕牵引进入真空区域,其表面自

内而外逐层沉积复合膜层,膜层的排列和厚度,由最终需要的颜色来确定。

所述步骤(3)的溅射腔体内装配的靶材包括金属靶材和陶瓷靶材,所述的金属靶

材包括金属钛靶,金属铝靶,金属银靶,金属锌靶,金属锡靶,合金锌锡靶,所述的陶瓷靶材

包括氧化钛陶瓷靶,硅铝靶,AZO陶瓷靶,氧化铁陶瓷靶。

所述步骤(3)的真空溅射腔体内的沉积气氛,包括惰性气体氩气或氪气,反应气体

氧气或氮气;在沉积金属膜层时,气氛为纯氩气或纯氪气;在沉积金属氧化物时,沉积气氛

为氧氩比为1%~95%的氧气和氩气的混合气体,优选的氧氩比为6%~70%;在沉积金属

氮化物时,沉积气氛为氩氮比为1%~85%的氩气和氮气混合气体,优选的氩氮比为30%~

50%;溅射腔体内的气压为0.1~5Pa,其中金属膜层溅射腔体的气压比氧化物膜层和氮化

物膜层溅射腔体的气压高。

所述步骤(3)的溅射腔体内的金属靶材为平面靶,接直流电源,溅射功率为1~

40kW;陶瓷靶材为圆靶,接中频交流电源,溅射功率为20~120kW。

由于上述技术方案的应用,可以实现对纺纱线的快速、大规模生态着色,过程中对

环境无任何污染,所用着色材料即靶材的材料也是对人体无害的。下面针对具体实施例对

本发明进行更清晰的说明。

具体实施方式

实施例1

普通棉线经过前期处理及红外加热处理,被牵引进入连续的真空溅射腔体进行磁

控溅射成膜。在第一个溅射腔体沉积金属钛膜层,靶材为金属钛靶,气氛为纯氩气,气压为

0.5Pa,直流电源溅射功率8kW;在第二个溅射腔体沉积氧化钛膜层,靶材为氧化钛陶瓷靶,

气氛为氩氧混合气体,气体比例92∶8,气压为0.4Pa,中频交流电源溅射功率为30kW。

经过测量,此批棉线在沉积膜层前后的颜色由白色变为浅蓝色,具体颜色数值为:

沉积膜层前颜色:L*=93.11,a*=0.05,b*=2.41

沉积膜层后颜色:L*=79.55,a*=0.20,b*=-10.51

实施例2

普通棉线经过前期处理及红外加热处理,被牵引进入连续的真空溅射腔体进行磁

控溅射成膜。在第一个溅射腔体沉积金属钛膜层,靶材为金属钛靶,气氛为纯氩气,气压为

0.8Pa,直流电源溅射功率10kW;在第二个溅射腔体沉积氧化锌膜层,靶材为AZO陶瓷靶,气

氛为氩氧混合气体,气体比例90∶10,气压为0.5Pa,中频交流电源溅射功率为25kW;第三个

溅射腔体沉积氧化钛膜层,靶材为氧化钛陶瓷靶,气氛为氩氧混合气体,气体比例92∶8,气

压为0.5Pa,中频交流电源溅射功率为30kW。

经过测量,此批棉线在沉积膜层前后的颜色由白色变为淡黄色,具体颜色数值为:

沉积膜层前颜色:L*=93.11,a*=0.03,b*=2.58

沉积膜层后颜色:L*=68.09,a*=2.06,b*=17.87

实施例3

普通棉线经过前期处理及红外加热处理,被牵引进入连续的真空溅射腔体进行磁

控溅射成膜。在第一个溅射腔体沉积金属钛膜层,靶材为金属钛靶,气氛为纯氩气,气压为

1Pa,直流电源溅射功率12kW;在第二个溅射腔体沉积氧化铁膜层,靶材为氧化铁陶瓷靶,气

氛为氩氧混合气体,气体比例67∶33,气压为0.5Pa,中频交流电源溅射功率为40kW;第三个

溅射腔体沉积氧化钛膜层,靶材为氧化钛陶瓷靶,气氛为氩氧混合气体,气体比例92∶8,气

压为0.5Pa,中频交流电源溅射功率为60kW。

经过测量,此批棉线在沉积膜层前后的颜色由白色变为红色,具体颜色数值为:

沉积膜层前颜色:L*=93.11,a*=0.06,b*=2.64

沉积膜层后颜色:L*=61.80,a*=37.62,b*=5.29

实施例4

普通棉线经过前期处理及红外加热处理,被牵引进入连续的真空溅射腔体进行磁

控溅射成膜。在第一个溅射腔体沉积金属钛膜层,靶材为金属钛靶,气氛为纯氩气,气压为

0.6Pa,直流电源溅射功率9kW;在第二个溅射腔体沉积氧化锌锡膜层,靶材为锌锡合金靶,

气氛为氩氧混合气体,气体比例30∶70,气压为0.5Pa,直流电源溅射功率为30kW;第三个溅

射腔体沉积金属银膜层,靶材为金属银靶,气氛为纯氩气,气压为0.6Pa,直流电源溅射功率

为20kW;第四个溅射腔体沉积金属钛膜层,靶材为金属钛靶,气氛为纯氩气,气压为0.6Pa,

直流电源溅射功率为10kW;第五个溅射腔体沉积氮化硅膜层,靶材为硅铝靶,气氛为氩氮混

合气体,气体比例为40∶60,气压为0.5Pa,中频交流电源功率100kW。

经过测量,此批棉线在沉积膜层前后的颜色由白色变为浅绿色,具体颜色数值为:

沉积膜层前颜色:L*=93.11,a*=0.04,b*=2.62

...

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图1
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