CN106702793A - 无机‑有机复合喷墨印花糊料的配制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无机‑有机复合喷墨印花糊料的配制方法，采用特殊改性后的膨润土作为印花原糊，完全或部分替代传统喷墨印花糊中的有机原糊来配制环保型喷墨印花糊料的方法。与传统的海藻酸钠等有机喷墨印花糊料相比，采用本发明糊料所产生的印花废水因有机糊料被无机物替代污染程度大大降低，而且，与未改性膨润土的无机有机复合糊料相比，采用本发明糊料所生产的印花织物得色量更高，线条清晰度更好。因此是一种低污染的环保型复合印花糊料。本发明不仅适用于蚕丝、棉、麻等天然纤维织物的喷墨印花，也可以应用于天然纤维织物的平网、圆网印花。
Description
技术领域
本发明属于纺织化学技术领域，具体是涉及一种无机-有机复合喷墨印花糊料的配制方法。
背景技术
数码印花，是目前国际上公认的最高档次的印花产品。数码印花较传统印花有4个优点：（1）数码印花省去了传统印花方法中的制花网、花版的工序，使印花打样速度大大加快，而且打样成本降低。（2）数码印花不受花样的花围大小、套色的限制，对花精准、层次丰富，印花效果好，可用于高档纺织品的印花。（3）数码印花生产实现了小批量、快反应的客户需求，可生产高档化、个性化的印花产品。（4）数码印花是按需喷墨水，所以印花前后的污染很少。印染业内对数码印花的优越性已经达成了共识，称之为“一次纺织印花工艺技术的革命”。数码印花符合国家节能减排、产品转型、用高新技术改造传统产业政策，是国家政策优先支持的领域和范围。
数码喷墨印花技术是对传统印花技术的一个重大突破，我国对这项最新技术涉足较早，并多次跻身于国际展厅展出自己的数码喷墨印花机。目前，数码印花技术的发展正呈现出群雄并起、百花齐放的态势，并广泛应用于服装、家用纺织品、墙纸、地毯、机织缎带、标签、旗帜、领带和围巾等产品之中。然而，目前数码喷墨印花还需要上浆和水洗，还存在大量废水排放的问题。因此，在当前国家和社会对环境污染问题越来越重视的情况下，要实现织物数码喷墨印花清洁生产仍有一系列问题迫切需要解决，包括：（1）当前广泛使用的有机糊料在排放的废水中COD、BOD值很高，对水体造成严重污染；（2）有机糊料研发技术及其上浆工艺技术不够完善，目前使用的糊料及其前处理技术易产生花纹渗化和得色量不高等问题；（3）对高速的数码印花机性能熟悉不够，蒸化、水洗工艺技术不够完善等，造成水的用量偏大，产生的废水多。
在纺织品印花过程中，糊料是印花色浆中最重要的组分之一，它的作用包括防止渗化，使花纹轮廓清晰；作为载体把染料、助剂转移到纤维；作为溶解染料、助剂的介质；作为保护胶体，防止助剂间反应等等。目前，常用的印花糊料主要为有机高分子化合物，包括天然糊料，如淀粉类、植物胶类、海藻类等，还有合成糊料，如乙烯衍生物、聚丙烯酸衍生物、合成橡胶等，其中，海藻酸钠及天然植物是传统的糊料原料，因其价位高，原料少，近年来各种合成糊料被竞先开发出来，用于取代传统糊料。然而，上述这些糊料在印花中用量较大，在印花完成后，经过水洗，脱离纤维表面后进入到水体，如不经过处理，这些有机物会消耗水中溶解氧，造成水体缺氧，水生生物无法生存，水质恶化、变臭，对水体造成一定的污染。因此，如果采用无机矿物替代有机糊料，将大大减少水体的有机污染，降低废水处理成本。
目前，国内外已有采用膨润土（见CN 93105604.7）、凹凸棒石（见CN88102788）及硅藻土（CN102433776A）等无机矿物取代印花色浆中有机糊料的报道。其中，无机膨润土用作印花糊料的研究报道最多，它是一种白色颗粒状粉末，配制的糊料呈白色或灰土色，整体来看均匀细腻，拥有较好的化学稳定性和良好的耐酸碱稳定性，是当前无机矿物糊料中应用最广泛的一种。然而，膨润土矿物糊料的流动性较差，使用时导致织物的渗透率降低，得色量不高，印花图案的清晰度不高。因此，我们需要对膨润土进一步改性以适用于喷墨印花工艺。而膨润土中的蒙脱石原矿具有层状结构，可以通过插层剂剥离或扩大其层间距，减小它的粒径，并提高其流动性，同时再通过加入其它印花协同改性剂进行改性，因此可以获得良好的印花效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种环保型的无机-有机复合喷墨印花糊料的配制方法，不仅适用于蚕丝、棉、麻等天然纤维织物的喷墨印花，也可以应用于天然纤维织物的平网、圆网印花。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种无机-有机复合喷墨印花糊料的配制方法，其特征是包括如下步骤：
（1）基于印花应用的改性膨润土原糊制备：膨润土原料3～10份，有机胺插层改性剂1～3份，印花协同改性剂0.5～1.5份，加水，共100份；混合后高速搅拌加热至80 ℃以上反应1～2 h，静置后沉淀物析出，水洗，真空干燥，磨细后制成适用于喷墨印花的改性膨润土原糊。
（2）喷墨印花糊料的配制：上述改性膨润土原糊1～12份，常规有机印花原糊0～10份，尿素2～8份，碳酸氢钠4份，硫酸钠2份，防染盐S 1份，加水，共100份，混合后充分搅拌均匀，制得环保型无机-有机复合喷墨印花糊料。
进一步的，蚕丝、棉、麻等天然纤维织物采用上述步骤制得的印花糊料进行浸轧前处理，预烘后即可进行喷墨印花。
进一步的，所述膨润土为钠基膨润土、钙基膨润土。
进一步的，所述有机胺插层改性剂为甲胺、乙胺、正丙胺、正丁胺、十六烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基氯化铵、十八烷基二甲基苄基氯化铵等。
进一步的，所述印花协同改性剂为丙三醇、三甘醇。
进一步的，所述常规有机印花原糊，包括海藻酸钠、羧甲基纤维素、淀粉、加工淀粉、瓜儿豆胶、龙胶、合成龙胶、黄糊精、聚丙烯酸、聚丙烯酸酯等。
本发明通过对资源丰富、价格低廉的无机膨润土矿物进行特殊改性后，作为印花原糊原料，替代传统纺织品印花技术中的有机糊料，具有如下优点和特点：
（1）首先，采用无机膨润土原糊后可以大大减少印花后排放污水中的有机物含量，大大降低废水COD值，减少对水体的污染；
（2）其次，膨润土中的蒙脱石矿是一种颗粒极细的含水铝硅酸盐构成的层状矿物，因此可以通过有机胺插层进行层层剥离或增加其层间距，改性后的膨润土流动性提高，具有多孔、高比表面积、轻质、耐高温、化学性质稳定等特点，在印花后期的汽蒸步骤中不会发生任何化学变化，且可作为保护胶体，防止助剂间反应，非常适合用作印花糊料。
（3）同时，改性膨润土进入水体后可以作为一种污染物吸附剂，去除污水中的某些污染物，既减少印花污水本身的污染，而且可以去除水体中的污染物。
（4）最后，我们通过三甘醇或丙三醇等印花协同改性剂对膨润土进行协同改性，提高了改性膨润土的印花效果，这些印花协同改性剂分子中含有很多-OH基团，可与喷墨墨水分子结构中的羧酸基、磺酸基形成氢键，使墨水表面生成水合离子保护层，促进墨水的溶解和电离，从而增加墨水的渗透溶解；此外，印花面料在烘干后，含水分子量较低，若要在汽蒸过程中使墨水充分发色，最好要吸附一些水分，然而气蒸冷凝生成的水不能满足这个水量，在汽蒸工艺中，如果采用了这种印花协同剂，由于它们的分子比墨水中染料分子小很多，会先冷凝在纤维周围，温度增高时将其吸附的水分释放，使纤维充分溶胀，有利于墨水扩散进入纤维内部，并与其固着，促进墨水染料充分发色，从而提高印花得色量和精细度。
总之，本发明与传统技术相比，在完全能够达到印花效果的前提下，具有明显降低印花污水中的有机污染物的优点，而且印花产品的得色量和精细度较高。
具体实施方式：
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，以下实施例中的“份”均指“质量份”。
实施例1：无机-有机复合喷墨印花糊料的配制方法，依次进行如下步骤：
1）改性膨润土原糊制备：钠基膨润土原料3份，甲胺1份，三甘醇0.5份，加水，共100份；混合后高速搅拌加热至80 ℃以上反应1 h，静置后沉淀物析出，水洗，真空干燥，磨细后制成适用于喷墨印花的改性膨润土原糊。
2）喷墨印花糊料的配制：上述改性膨润土原糊12份，海藻酸钠原糊1份，尿素8份，碳酸氢钠4份，硫酸钠2份，防染盐S 1份，加水，共100份，混合后充分搅拌均匀，制得环保型无机-有机复合喷墨印花糊料。
实验1、采用上述实施例1所得的印花糊料对真丝织物进行一浸一轧前处理，然后在喷墨印花机上进行喷墨印花，具体流程及其工艺如下：
浸轧前处理→喷墨印花→烘干→汽蒸固色→冷水洗→热水洗（50℃）→皂洗→冷水洗→烘干
（1）浸轧条件：压力：2 kg/cm2，转速：5.1 RPM。
（2）喷墨印花参数：颜色模式：CMYK；打印模式：8-Color；分辨率：720.0×720.0dpi；ICC配置文件：epson-reactive solunaris-16s-600-2P-M-150311。
（3）固色条件：采用汽蒸机在102℃，14 min条件下固色。
（4）皂洗工艺：皂片2 g/l、浴比1:50、温度95℃，时间15 min。
对比实验1-1、采用海藻酸钠原糊13份、尿素8份，碳酸氢钠4份，硫酸钠2份，防染盐S 1份，加水，共100份，混合后充分搅拌均匀，制备传统喷墨印花糊料，对真丝织物进行一浸一轧前处理，然后在喷墨印花机上进行喷墨印花，具体流程及其工艺按照实验1进行。
对比实验1-2、采用未经过任何改性的膨润土原糊13份、尿素8份，碳酸氢钠4份，硫酸钠2份，防染盐S 1份，加水，共100份，混合后充分搅拌均匀，制备传统喷墨印花糊料，对真丝织物进行一浸一轧前处理，然后在喷墨印花机上进行喷墨印花，具体流程及其工艺按照实验1进行。
对比实验1-3、采用未改性膨润土原糊12份、海藻酸钠原糊1份、尿素8份，碳酸氢钠4份，硫酸钠2份，防染盐S 1份，加水，共100份，混合后充分搅拌均匀，制备喷墨印花糊料，对真丝织物进行一浸一轧前处理，然后在喷墨印花机上进行喷墨印花，具体流程及其工艺按照实验1进行。
上述实验及其对比实验的结果见表1所示。
表1 实验1及其对比实验的结果比较
*清晰度实验中线条宽度设计值为0.500mm。
实施例2：
无机-有机复合喷墨印花糊料的配制方法，依次进行如下步骤：
1）改性膨润土原糊制备：钙基膨润土原料10份，正丙胺3份，丙三醇1.5份，加水，共100份；混合后高速搅拌加热至80 ℃以上反应1 h，静置后沉淀物析出，水洗，真空干燥，磨细后制成适用于喷墨印花的改性膨润土原糊。
2）喷墨印花糊料的配制：上述改性膨润土原糊1份，羧甲基纤维素原糊10份，尿素2份，碳酸氢钠4份，硫酸钠2份，防染盐S 1份，加水，共100份，混合后充分搅拌均匀，制得环保型无机-有机复合喷墨印花糊料。
实验2：采用上述实施例2所得的印花糊料对棉织物进行一浸一轧前处理，然后在喷墨印花机上进行喷墨印花，具体流程及其工艺如同实施例1。
对比实验2-1、采用羧甲基纤维素原糊11份，尿素2份，碳酸氢钠4份，硫酸钠2份，防染盐S 1份，加水，共100份，混合后充分搅拌均匀，制备喷墨印花糊料，对棉织物进行一浸一轧前处理，然后在喷墨印花机上进行喷墨印花，具体流程及其工艺按照实验2进行。
对比实验2-2、采用未经过任何改性的膨润土原糊1份、羧甲基纤维素原糊10份，尿素2份，碳酸氢钠4份，硫酸钠2份，防染盐S 1份，加水，共100份，混合后充分搅拌均匀，制备喷墨印花糊料，对棉织物进行一浸一轧前处理，然后在喷墨印花机上进行喷墨印花，具体流程及其工艺按照实验2进行。
上述实验及其对比实验的结果见表2所示。
表2 实验2及其对比实验的结果比较
*清晰度实验中线条宽度设计值为0.500mm。
实施例3：
无机-有机复合喷墨印花糊料的配制方法，依次进行如下步骤：
1）改性膨润土原糊制备：钠基膨润土原料6份，正丁胺2份，三甘醇1份，加水，共100份；混合后高速搅拌加热至80 ℃以上反应1 h，静置后沉淀物析出，水洗，真空干燥，磨细后制成适用于喷墨印花的改性膨润土原糊。
2）喷墨印花糊料的配制：上述改性膨润土原糊6份，加工淀粉原糊6份，尿素4份，碳酸氢钠4份，硫酸钠2份，防染盐S 1份，加水，共100份，混合后充分搅拌均匀，制得环保型无机-有机复合喷墨印花糊料。
实验3：采用上述实施例3所得的印花糊料对棉织物进行一浸一轧前处理，然后在喷墨印花机上进行喷墨印花，具体流程及其工艺如同实施例1。
对比实验3-1、采用淀粉原糊12份，尿素4份，碳酸氢钠4份，硫酸钠2份，防染盐S 1份，加水，共100份，混合后充分搅拌均匀，制备喷墨印花糊料，对棉织物进行一浸一轧前处理，然后在喷墨印花机上进行喷墨印花，具体流程及其工艺按照实验3进行。
对比实验3-2、采用未经过任何改性的膨润土原糊6份、加工淀粉原糊6份，尿素4份，碳酸氢钠4份，硫酸钠2份，防染盐S 1份，加水，共100份，混合后充分搅拌均匀，制备喷墨印花糊料，对麻织物进行一浸一轧前处理，然后在喷墨印花机上进行喷墨印花，具体流程及其工艺按照实验3进行。
上述实验及其对比实验的结果见表3所示。
表3 实验3及其对比实验的结果比较
*清晰度实验中线条宽度设计值为0.500mm。
实施例4：
无机-有机复合喷墨印花糊料的配制方法，依次进行如下步骤：
1）改性膨润土原糊制备：钙基膨润土原料8份，十六烷基三甲基氯化铵2份，丙三醇1份，加水，共100份；混合后高速搅拌加热至80 ℃以上反应1 h，静置后沉淀物析出，水洗，真空干燥，磨细后制成适用于喷墨印花的改性膨润土原糊。
2）喷墨印花糊料的配制：上述改性膨润土原糊10份，尿素6份，碳酸氢钠4份，硫酸钠2份，防染盐S 1份，加水，共100份，混合后充分搅拌均匀，制得环保型无机-有机复合喷墨印花糊料。
实验4：采用上述实施例4所得的印花糊料对棉织物进行一浸一轧前处理，然后在喷墨印花机上进行喷墨印花，具体流程及其工艺如同实施例1。
对比实验4-1、采用海藻酸钠原糊10份，尿素6份，碳酸氢钠4份，硫酸钠2份，防染盐S 1份，加水，共100份，混合后充分搅拌均匀，制备喷墨印花糊料，对蚕丝织物进行一浸一轧前处理，然后在喷墨印花机上进行喷墨印花，具体流程及其工艺按照实验4进行。
对比实验4-2、采用未经过任何改性的膨润土原糊10份，尿素6份，碳酸氢钠4份，硫酸钠2份，防染盐S 1份，加水，共100份，混合后充分搅拌均匀，制备喷墨印花糊料，对蚕丝织物进行一浸一轧前处理，然后在喷墨印花机上进行喷墨印花，具体流程及其工艺按照实验4进行。
上述实验及其对比实验的结果见表4所示。
表4 实验4及其对比实验的结果比较
*清晰度实验中线条宽度设计值为0.500mm。
上述具体实施方式用来解释本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种无机-有机复合喷墨印花糊料的配制方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）基于印花应用的改性膨润土原糊制备：膨润土原料3～10份，有机胺插层改性剂1～3份，印花协同改性剂0.5～1.5份，加水，共100份；混合后高速搅拌加热至80 ℃以上反应1～2 h，静置后沉淀物析出，水洗，真空干燥，磨细后制成适用于喷墨印花的改性膨润土原糊；
（2）喷墨印花糊料的配制：上述改性膨润土原糊1～12份，常规有机印花原糊0～10份，尿素2～8份，碳酸氢钠4份，硫酸钠2份，防染盐S 1份，加水，共100份，混合后充分搅拌均匀，制得环保型无机-有机复合喷墨印花糊料。
2.如权利要求1所述的无机-有机复合喷墨印花糊料的配制方法，其特征在于：
蚕丝、棉、麻等天然纤维织物采用上述步骤制得的喷墨印花糊料进行浸轧前处理，预烘后即可进行喷墨印花。
3.根据权利要求1所述的无机-有机复合喷墨印花糊料的配制方法，其特征在于：所述膨润土为钠基膨润土、钙基膨润土。
4.根据权利要求1-3之一所述的无机-有机复合喷墨印花糊料的配制方法，其特征在于：所述有机胺插层改性剂为甲胺、乙胺、正丙胺、正丁胺、十六烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基氯化铵、十八烷基二甲基苄基氯化铵等。
5.根据权利要求1-3之一所述的无机-有机复合喷墨印花糊料的配制方法，其特征在于：所述印花协同改性剂为丙三醇、三甘醇。
6.根据权利要求1-3之一所述的无机-有机复合喷墨印花糊料的配制方法，其特征在于：所述常规有机印花原糊，包括海藻酸钠、羧甲基纤维素、淀粉、加工淀粉、瓜儿豆胶、龙胶、合成龙胶、黄糊精、聚丙烯酸、聚丙烯酸酯等。
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