CN101363195A - 一种改善喷墨打印牢度的复合溶胶的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于改善喷墨打印牢度的SiO₂/TiO₂复合溶胶的制备方法，属于纺织化工技术领域。本发明选用硅和钛前驱体、溶剂、催化剂和水制备复合溶胶。用该复合溶胶固色方便，可使得形成的复合溶胶膜中的网络结构更加致密，成膜性比单一溶胶效果更好，可改善涂料墨水喷墨打印基布的干湿摩擦牢度、皂洗褪色牢度和日晒牢度等，而且用此方法固色不会引入Cu²⁺、Cr³⁺等金属离子，不会对环境造成污染。

Description

一种改善喷墨打印牢度的复合溶胶的制备方法

技术领域

本发明属于纺织化工技术领域，具体涉及一种用于改善喷墨打印牢度的SiO₂/TiO₂复合溶胶的制备方法。

背景技术

数字喷墨打印技术是通过计算机控制喷印系统，将专用染料或涂料直接喷射在纤维或其它基布上，从而印出各种图案和花纹。现在数字喷墨打印技术广泛应用于纺织服装、广告等行业中。现在服装业的发展推动着数字喷墨印花技术的进步，喷墨印花技术广泛应用于传统印花打样、现代个性服装设计等领域中。喷墨印花技术“柔性化”的、非接触的、瞬间的打印特点一方面造就了服装设计的方便快捷、色彩艳丽的特性，但另一方面也带来了服装颜色牢度低的缺点。在现在的信息社会里，广告业是增长最快的一个领域。很多布类喷墨打印广告牌广泛应用于各种室外广告展示，挂旗、人物或者风景图象、国画、油画、版画、水彩画等。但是这种布类喷墨打印广告牌的牢度低，经雨水淋洗后很容易褪色，缩短了广告的使用寿命。

市场中常用到的墨水有染料墨水和涂料墨水。涂料墨水色谱齐全，色泽鲜艳，对纺织品或其它基布的通用性强，具有广泛的应用前景。但是涂料对基布没有亲和力，打印后的色牢度较差，而且当墨水中加入固色成份或偶联成份时打印常会出现喷头堵塞的现象，这严重影响了喷墨打印质量和打印速度。专利US6113680公开了一种涂料型喷墨墨水，其由有机颜料、含有作为亲水部分的环乙氧烷和作为疏水部分的烷基和芳香烃基的化合物及水组成，该墨水可用于各种纺织品的喷墨打印，色泽鲜艳，但是打印牢度较低。在工业生产中用传统的固色处理会有很多局限性，如会引起基布的色光改变、颜色鲜艳度降低、经常引入金属离子增加了废水处理的难度以及甲醛释放等问题。

溶胶-凝胶法是基布表面改性的一种新技术。利用溶胶-凝胶技术制备的纳米溶胶通过涂层等方法，可在基布表面形成一层薄而透明的网络结构的凝胶膜，能够有效改善基布表面性能。专利CN1888297公开了一种Si/Ti复合溶胶用于织物防毡缩整理的方法。使用该方法对羊毛织物进行防毡缩处理可以减小对羊毛的损伤，同时解决了织物泛黄严重的问题。溶胶凝胶技术在基布染色中也有应用。专利CN1425825中制备了一种硅溶胶，采用染色织物浸轧后整理的方法，对纺织品进行100-180℃的热处理，使在织物上形成一层无机网络结构的薄而透明的凝胶薄膜，将染料分子网在织物上，对纺织品上的染料起到固色作用。该专利适用于染料染色后整理，而对涂料染色或打印的固色效果却没有提及。

本专利采用硅和钛金属醇盐水解的方法制得SiO₂/TiO₂复合溶胶，使得形成的复合溶胶膜中的网络结构更加致密。利用这种SiO₂/TiO₂复合溶胶可以提高纺织品和广告布纤维表面优良的成膜性能，对喷墨打印后纺织品进行固色处理，将涂料颗粒锚固在凝胶膜中，可以提高涂料墨水喷墨打印的摩擦牢度、皂洗牢度和日晒牢度等。

发明内容

本发明的目的在于提供一种SiO₂/TiO₂复合溶胶。

本发明的另一目的是提供一种上述SiO₂/TiO₂复合溶胶的制备方法，该方法选用硅和钛前驱体、酸性催化剂、溶剂、水，可在室温下制备复合溶胶。

本发明的目的还提供一种上述SiO₂/TiO₂复合溶胶在涂料墨水喷墨打印纺织品或广告牢度方面的应用，即采用本发明的复合溶胶对涂料墨水喷墨打印基布进行浸轧或浸渍处理，再经热处理，复合溶胶在基布表面形成一层多孔的三维的网状薄膜，对基布上的涂料颗粒进行包埋固色，提高了打印色牢度。

本发明中的前驱体分为硅前驱体和钛前驱体。硅前驱体是正硅酸甲酯、正硅酸乙酯、正硅酸丁酯等；钛前驱体是钛酸四正丁酯、钛酸四乙酯、钛酸四正丙酯、钛酸四异丙酯等。

本发明中的酸性催化剂可以是盐酸、醋酸、硝酸等酸性催化剂。

本发明中的溶剂可以是乙醇、丙醇、乙二醇、异丙醇、丁醇等。

本发明所采用的基布是市场上常用的棉、涤纶、锦纶等及其混纺纤维制品，以及无纺布等。

本发明所采用的打印墨水是涂料墨水。

本发明与传统的提高牢度的方法相比有以下特点：

①固色方便，工艺简单；

②可改善涂料打印基布的手感；

③产物或中间产物中无甲醛；

④可改善涂料墨水喷墨打印基布的干湿摩擦牢度、皂洗褪色和日晒牢度。

具体实施方式

通过以下的实施例将有助于进一步的理解本发明，但不能限定本发明的内容。

(1)向锥形瓶中依次加入溶剂42-61份、硅前驱体10-29份和水9-38份。在磁力搅拌器上(100-1000rpm)搅拌2-30min，在此条件下将1-5份浓度为0.01mol/L的酸性催化剂以10-80drop/min的速度滴加到上述溶液中，搅拌2h后再加入钛前驱体5-11份调整磁力搅拌器的转速(200-1000rpm)，在室温下连续搅拌24h，静置陈化2天。

(2)用上述所制备的SiO₂/TiO₂复合溶胶对涂料墨水喷墨打印基布进行浸渍或浸轧处理。浸渍法处理：浴比1:20-1:50，温度40-80℃，处理时间5-30min。浸轧法处理：基布在复合溶胶浸2-10min，两浸两轧，轧余率60％-120％。基布浸渍或浸轧后在50-80℃预烘干，然后在90-180℃焙烘3-15min。

(3)对处理好的基布进行测试，方法具体如下：

①皂洗牢度测试

喷墨打印基布的耐洗色牢度按GB/T3921-1997《纺织品耐洗色牢度实验方法》测试，并在X-rite 8400测色仪上评级。

②摩擦牢度测试

喷墨打印基布的耐摩擦牢度按GB/T3920-1997《纺织品耐摩擦色牢度实验方法》测试，并在X-rite 8400测色仪上测试干、湿摩擦牢度。

③日晒牢度测试

喷墨打印基布的日晒牢度按按照国标GB730-1998《纺织品耐光色牢度实验方法》在Atlas-150S日晒牢度仪上进行日晒测试并在X-rite 8400测色仪上测定日晒牢度。

(4)实施例

实施例1：涂料墨水喷墨印花单色色块棉锦混纺机织物复合溶胶的处理

向锥形瓶中依次加入丙醇58份、正硅酸乙酯21份和水10份。在磁力搅拌器上(400rpm)搅拌20min，在此条件下将2份浓度为0.01mol/L的盐酸以40drop/min的速度滴加到上述溶液中，搅拌2h后再加入钛酸四乙酯9份。调整磁力搅拌器的转速(700rpm)，在室温下连续搅拌24h，静置陈化2天。用上述SiO₂/TiO₂复合溶胶对棉锦混纺机织物的涂料墨水喷墨印花单色色块进行浸轧处理，二浸二轧，轧余率为90％，在80℃下预烘30min后在140℃的温度下焙烘8min。

SiO₂/TiO₂复合溶胶处理和未处理的棉锦混纺机织物的打印牢度见表1。

表1 喷墨印花单色色块棉锦混纺机织物复合溶胶的处理

从表1可以看出SiO₂/TiO₂复合溶胶处理可以改善棉锦混纺机织物喷墨打印后的牢度。其中干湿摩擦牢度可以提高1级以上，水洗褪色牢度可以提高半级以上。

实施例2：涂料墨水喷墨印花纯棉针织物复合溶胶的处理

向锥形瓶中依次加入乙二醇46份、正硅酸甲酯22份和水22份。在磁力搅拌器上(500rpm)搅拌20min，在此条件下将4份浓度为0.01mol/L的醋酸以70drop/min的速度滴加到上述溶液中，搅拌2h后再加入钛酸四正丁酯6份。调整磁力搅拌器的转速(1000rpm)，在室温下连续搅拌24h，静置陈化天。用上述制备的SiO₂/TiO₂复合溶胶对涂料墨水喷墨印花针织物进行浸渍处理：浴比1:30，温度50℃，处理时间10min。织物在60℃下预烘30min后在170℃的温度下焙烘5min。

SiO₂/TiO₂复合溶胶处理后，纯棉针织物的打印牢度有所提高，其中干摩擦牢度可提高1级，水洗褪色牢度提高1级，湿摩擦牢度可以提高半级。

实施例3：涂料墨水喷墨打印涤纶灯箱布复合溶胶的处理

向锥形瓶中依次加入乙醇41份、正硅酸丁酯26份和水17份。在磁力搅拌器上(800rpm)搅拌10min，在此条件下将5份浓度为0.01mol/L的硝酸以30drop/min的速度滴加到上述溶液中，搅拌2h后再加入钛酸四丙正酯11份。调整磁力搅拌器的转速(300rpm)，在室温下连续搅拌24h，静置陈化2天。用上述制备的SiO₂/TiO₂复合溶胶对涂料墨水喷墨打印涤纶灯箱布进行浸渍处理：浴比1:50，温度60℃，处理时间8min。灯箱布在60℃下预烘25min后在110℃的温度下焙烘15min。

涤纶灯箱布经SiO₂/TiO₂复合溶胶处理后，色牢度得到改善，其中水洗褪色牢度由1级提高到了2级，日晒牢度由3-4级提高到了5-6级。

Claims (8)

1.一种SiO₂/TiO₂复合溶胶，由以下成份组成：硅和钛前驱体、水、溶剂和酸性催化剂。

2.如权利要求书1所述的SiO₂/TiO₂复合溶胶的制备方法，其特征是采用如下方法制备：向锥形瓶中依次加入溶剂42-61份、硅前驱体10-29份和水9-38份。在磁力搅拌器上(100-1000rpm)搅拌2-30min，在此条件下将1-5份浓度为0.01mol/L的酸性催化剂以10-80drop/min的速度滴加到上述溶液中，搅拌2h后再滴加钛前躯体5-11份，调整磁力搅拌器的转速(200-1000rpm)，在室温下连续搅拌24h，静置陈化2天。

3.如权利要求书1所述的SiO₂/TiO₂复合溶胶的组成，其特征在于所用前驱体分为硅前驱体和钛前驱体。硅前驱体是正硅酸甲酯、正硅酸乙酯、正硅酸丁酯等；钛前驱体是钛酸四正丁酯、钛酸四乙酯、钛酸四正丙酯、钛酸四异丙酯等。

4.如权利要求书1所述的SiO₂/TiO₂复合溶胶的组成，其特征在于所用酸性催化剂是盐酸、醋酸、硝酸等酸性催化剂。

5.如权利要求书1所述的SiO₂/TiO₂复合溶胶的组成，其特征在于所用溶剂是乙醇、丙醇、甲醇、乙二醇、异丙醇、丁醇等。

6.如权利要求书1所述的SiO₂/TiO₂复合溶胶，其特征在于可用在纺织品和广告领域的涂料墨水喷墨打印牢度上，可采用如下处理方法：用上述制备的复合溶胶对涂料墨水喷墨打印基布进行浸渍或浸轧处理。浸渍法处理：浴比1:20-1:50，温度40-80℃，处理时间5-30min。浸轧法处理：基布在复合溶胶浸渍2-10min，两浸两轧，轧余率60％-120％。基布浸渍或浸轧后在50-80℃预烘干，然后在90-180℃焙烘3-15min。

7.如权利要求书6所述的SiO₂/TiO₂复合溶胶的应用，其特征在于所用基布是市场上常用的服装用和广告用布，主要有棉、涤纶、锦纶等及其混纺纤维制品，以及无纺布等。

8.如权利要求书6所述的SiO₂/TiO₂复合溶胶的应用，其特征在于所适用的打印墨水是涂料墨水。