CN109914130A - 一种涤纶数码喷墨印花用抗静电预处理溶液及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种涤纶数码喷墨印花用抗静电预处理溶液，按质量分数配比，具体组成成分为：2.5～4.0％预缩体，1.0～2.0％交联剂，0.3～1.5％增稠剂，0.1～0.3％过氧化物，余量为水；涤纶织物在喷墨印花前先浸轧该预处理溶液，经该溶液处理过后的涤纶织物再喷墨印花能获得深的得色深度，优良的色牢度和优异的抗静电效果，且抗静电性能具有耐久性，同时，本发明所利用到的加工设备都是常规设备，是一种低能耗的环保一步法加工技术。
Description
技术领域
本发明涉及纺织印染技术领域，具体涉及一种涤纶数码喷墨印花用抗静电预处理溶液及其在处理涤纶织物时的应用。
背景技术
在现有技术中，对涤纶织物进行数码喷墨印花处理时的常用加工流程为：先浸轧预处理溶液，烘干；然后在数码喷墨印花机上采用分散染料墨水进行打印和烘干；接着进行高温染料发色处理和后处理(如还原清洗或热水洗)，最后经烘干制得印花制品。
在涤纶织物处理过程中存在一个问题，涤纶纤维作为一种疏水性纤维，容易产生静电，影响服用性能。生产商为了提升涤纶织物的抗静电性，通常还会事先将染色或印花制品浸轧抗静电溶液，再经烘干和高温处理，制得抗静电涤纶印染制品。但是，现有的适合涤纶纤维用的抗静电剂又存在与涤纶纤维的结合牢度比较差的问题，因此，要制备耐水洗的抗静电耐久型的涤纶织物仍较困难。
实际操作中，各种涤纶抗静电剂是可以添加在数码喷墨印花预处理溶液中的，但喷墨印花预处理剂本身的作用主要是增强染料的得色；在喷墨印花后处理过程中，要通过还原清洗、水洗等步骤去除多余的助剂，才能满足喷墨印花织物对色牢度的要求。现有的涤纶抗静电剂与涤纶纤维之间由于缺乏较好的结合牢度，容易在还原清洗、水洗过程中随预处理剂被一起去除，特别在有其他预处理剂存在下，涤纶抗静电剂与涤纶纤维的结合牢度更差，因此，喷墨印花处理后的涤纶面料很难获得良好的抗静电性，且不具备耐水洗性，其耐久抗静电性效果不佳。
同时，在现有技术中，为了制备耐久抗静电效果好的喷墨印花涤纶织物，通常需要经过较长的工业路线处理，如二浴法工艺加工方法，该方法对水、电、汽等能源消耗较大，不是一种理想科学的生产加工方法。
本发明的目的是想要开发研制一种能提高涤纶织物耐久抗电性的抗静电预处理溶液，不仅要求预处理溶液中的其它组分与抗静电剂有很好的相容性，而且要能同时满足喷墨印花获得高得色深度或提高染料固着率的要求，获得深色印花性能；借助该处理液也能简化工艺流程，减少对环境的污染，降低对能源的消耗。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中的不足，提供一种涤纶数码喷墨印花用抗静电预处理溶液及其应用，经该预处理溶液处理过的涤纶织物再喷墨印花，具有极佳的耐水洗抗静电效果，且织物得色较深，色牢度高。
本发明的技术方案为：一种涤纶数码喷墨印花用抗静电预处理溶液，按质量分数，由以下组分组成：
进一步地，所述预缩体为聚[丙烯酸丁酯～苯乙烯～烯丙醇聚氧乙基聚氧丙基醚]，由丙烯酸丁酯、苯乙烯、烯丙醇聚氧乙基聚氧丙基醚采用自由基乳液聚合得到。
进一步地，所述交联剂包括季戊四醇四丙烯酸酯和聚乙二醇二甲基丙烯酸酯中的一种或两种的混合物。
进一步地，所述增稠剂包括羧甲基纤维素和羟乙基纤维素中的一种或两种的混合物。
进一步地，所述过氧化物包括过硫酸钾、过硫酸钠和过硫酸铵的一种。
进一步地，所述聚[丙烯酸丁酯～苯乙烯～烯丙醇聚氧乙基聚氧丙基醚]的结构通式为：
其中：n＝1～4，m＝1～4，p+q＝6～7，p≥1，q≥1。
进一步地，所述聚[丙烯酸丁酯～苯乙烯～烯丙醇聚氧乙基聚氧丙基醚]的制备方法为：
1)将丙烯酸丁酯、苯乙烯、乳化剂、1/2质量的引发剂和适量水混合乳化，制得乳液A；
2)取2/3质量的乳液A与烯丙醇聚氧乙基聚氧丙基醚和适量水混合，制得乳液B；
3)将1/2质量的引发剂、1/3质量的乳液A和余量水混合搅拌，升温至 80℃，搅拌反应30min；再慢慢加入乳液B，保持温度为80～85℃，搅拌反应 100～120min；得到预缩体。
进一步地，乳液聚合制备预缩体时，丙烯酸丁酯的质量分数为8.0～ 12.0％，苯乙烯的质量分数为2.0～5.0％，烯丙醇聚氧乙基聚氧丙基醚的质量分数为18.0～25.0％；乳化剂的质量分数为3.0～4.0％，引发剂的质量分数为 1.0～2.0％，其余为水。
进一步地，所述聚乙二醇二甲基丙烯酸酯中聚乙二醇的聚合度分别为400 和800。
所述抗静电预处理溶液在处理涤纶织物时的具体应用步骤为；
1)按照质量分数配比关系将预缩体、交联剂、增稠剂、过氧化物和水混合配制成抗静电预处理溶液；
2)将涤纶织物浸轧抗静电预处理溶液，然后进行烘干处理；
3)在数码印花机上，选择分散染料喷墨墨水打印所需图案，然后进行烘干处理；
4)在高温定形或焙烘机上，进行高温处理，处理温度为170～190℃，处理时间为45～60S；
5)在水洗设备上，进行热水洗处理，处理温度为80～85℃，处理时间为 5～10min。
本发明的有益效果为：
1)经本发明公开的抗静电预处理溶液处理的喷墨印花涤纶织物具有较好的耐久抗静电性能和喷墨印花得色深度；
2)整个处理过程用时短，设备简单，能明显降低对水电汽的能源消耗，是一种低能耗的环保一步法加工方法；
3)经本发明公开的抗静电预处理溶液处理的喷墨印花涤纶织物具有优良的色牢度。
附图说明
图1是本发明实施例一～五与对比例一～四的相关测试结果对比表。
具体实施方式
以下实施例进一步说明本发明的内容，但不应理解为对本发明的限制。在不背离本发明实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的修改和替换，均属于本发明的范围。
实施方式中的化学试剂和助剂都是市售产品。
合成例：
合成例一
将8.0kg丙烯酸丁酯、2.0kg苯乙烯、1.0kg过硫酸铵、4.0kg乳化剂AES 和39.0kg水混合，并充分搅拌成乳液，制得乳液A1；
取36.0kg乳液A、23.0kg烯丙醇聚氧乙基聚氧丙基醚(p＝3，q＝3)和 15.0kg水混合，并充分搅拌成乳液，制得乳液B1；
在反应装置中，分别加入18.0kg乳液A1、1.0kg过硫酸铵、7.0kg水混合，边搅拌边升温至80℃，在此反应温度下继续反应30min；再在搅拌状态下慢慢加入74.0kg乳液B1；加料完成后，继续在80～85℃下反应100min，冷却制得预缩体A。
合成例二
将12.0kg丙烯酸丁酯、4.0kg苯乙烯、1.0kg过硫酸铵、3.2kg乳化剂 AES和33.8kg水混合，并充分搅拌成乳液，制得乳液A2；
取36.0kg乳液B1、19.0kg烯丙醇聚氧乙基聚氧丙基醚(p＝2，q＝4)和 15.0kg水混合，并充分搅拌成乳液，制得乳液B2；
在反应装置中，分别加入18.0kg乳液A2、0.5kg过硫酸铵、11.5kg水混合，边搅拌边升温至80℃，在此反应温度下继续反应30min；再在搅拌状态下慢慢加入70.0kg乳液B2；加料完成后，继续在80～85℃下反应120min，冷却制得预缩体B。
实施例
实施例一
将2.5kg预缩体A、1.0kg季戊四醇四丙烯酸酯、0.4kg羧甲基纤维素、 0.2kg过硫酸钾和95.9kg水混合，制得预处理溶液C1。然后将涤纶织物浸轧预处理溶液C1，经烘干；再用喷墨打印机打印所需要的印花图案，喷墨墨水为美国杜邦公司的D2551-R分散红色墨水。打印完成后，再在热定形机上烘干和焙烘处理，焙烘温度为170℃，焙烘时间为60S。最后将上述涤纶织物在水洗机上水洗处理，水洗温度为80℃，水洗时间为10min；水洗完成后在烘燥设备上烘干，制得抗静电喷墨印花织物。
实施例二
将4.0kg预缩体A、2.0kg季戊四醇四丙烯酸酯、1.3kg羧甲基纤维素、 0.3kg过硫酸钠和92.4kg水混合，制得预处理溶液C2。然后将涤纶织物浸轧预处理溶液C2，经烘干；再用喷墨打印机打印所需要的印花图案，喷墨黑水为美国杜邦公司的D2551-R分散红色墨水。打印完成后，再在热定形机上烘干和焙烘处理，焙烘温度为175℃，焙烘时间为55S。最后将上述涤纶织物在水洗机上水洗处理，水洗温度为85℃，水洗时间为8min；水洗完成后在烘燥设备上烘干，制得抗静电喷墨印花织物。
实施例三
将3.0kg预缩体B、1.0kg聚乙二醇(聚合度＝400)二甲基丙烯酸酯、1.0 kg聚乙二醇(聚合度＝800)二甲基丙烯酸酯、0.7kg羟乙基纤维素、0.2kg过硫酸铵和94.1kg水混合，制得预处理溶液液C3。然后将涤纶织物浸轧预处理溶液C3，经烘干；再用喷墨打印机打印所需要的印花图案，喷墨黑水为美国杜邦公司的D2551-R分散红色墨水。打印完成后，再在热定形机上烘干和焙烘处理，焙烘温度为180℃，焙烘时间为50S。最后将上述涤纶织物在水洗机上水洗处理，水洗温度为80℃，水洗时间为10min；水洗完成后在烘燥设备上烘干，制得抗静电喷墨印花织物。
实施例四
将3.5kg预缩体B、2.0kg聚乙二醇(聚合度＝400)二甲基丙烯酸酯、1.0 kg羟乙基纤维素、0.1kg过硫酸钾、0.2kg过硫酸钠和93.2kg水混合，制得预处理溶液C4。然后将涤纶织物浸轧预处理溶液C4，经烘干；再用喷墨打印机打印所需要的印花图案，喷墨黑水为美国杜邦公司的D2551-R分散红色墨水。打印完成后，再在热定形机上烘干和焙烘处理，焙烘温度为190℃，焙烘时间为45S。最后将上述涤纶织物在水洗机上水洗处理，水洗温度为85℃，水洗时间为8min；水洗完成后在烘燥设备上烘干，制得抗静电喷墨印花织物。
实施例五
将2.0kg预缩体A、2.0kg预缩体B、1.0kg季戊四醇四丙烯酸酯、0.5kg 聚乙二醇(聚合度＝400)二甲基丙烯酸酯、1.0kg羧甲基纤维素、0.5kg羟乙基纤维素、0.1kg过硫酸钠、0.2kg过硫酸铵和92.7kg水混合，制得预处理溶液C5。然后将涤纶织物浸轧预处理溶液C5，经烘干；再用喷墨打印机打印所需要的印花图案，喷墨黑水为美国杜邦公司的D2551-R分散红色墨水。打印完成后，再在热定形机上烘干和焙烘处理，焙烘温度为170℃，焙烘时间为60S。最后将上述涤纶织物在水洗机上水洗处理，水洗温度为85℃，水洗时间为10 min；水洗完成后在烘燥设备上烘干，制得抗静电喷墨印花织物。
对比例
对比例一
将1.3kg羧甲基纤维素、98.7kg水混合，制得预处理溶液D1。然后将涤纶织物浸轧预处理溶液D1，经烘干；再用喷墨打印机打印所需要的印花图案，喷墨黑水为美国杜邦公司的D2551-R分散红色墨水。打印完成后，再在热定形机上烘干和焙烘处理，焙烘温度为175℃，焙烘时间为55S。最后将上述涤纶织物在水洗机上水洗处理，水洗温度为85℃，水洗时间为8min；水洗完成后在烘燥设备上烘干，制得喷墨印花织物。
对比例二
将4.0kg预缩体A、1.3kg羧甲基纤维素和94.7kg水混合，制得预处理溶液D2。然后将涤纶织物浸轧预处理溶液D2，经烘干；再用喷墨打印机打印所需要的印花图案，喷墨黑水为美国杜邦公司的D2551-R分散红色墨水。打印完成后，再在热定形机上烘干和焙烘处理，焙烘温度为175℃，焙烘时间为55 S。最后将上述涤纶织物在水洗机上水洗处理，水洗温度为85℃，水洗时间为8 min；水洗完成后在烘燥设备上烘干，制得抗静电喷墨印花织物。
对比例三
将3.5kg市售抗静电剂、2.0kg聚乙二醇(聚合度＝400)二甲基丙烯酸酯、1.0kg羟乙基纤维素、0.1kg过硫酸钾、0.2kg过硫酸钠和93.2kg水混合，制得预处理溶液D3。然后将涤纶织物浸轧预处理溶液D3，经烘干；再用喷墨打印机打印所需要的印花图案，喷墨黑水为美国杜邦公司的D2551-R分散红色墨水。打印完成后，再在热定形机上烘干和焙烘处理，焙烘温度为 190℃，焙烘时间为45S。最后将上述涤纶织物在水洗机上水洗处理，水洗温度为85℃，水洗时间为8min；水洗完成后在烘燥设备上烘干，制得抗静电喷墨印花织物。
对比例四
将3.5kg市售抗静电剂、1.0kg羟乙基纤维素、和95.5kg水混合，制得预处理溶液D4。然后将涤纶织物浸轧预处理溶液D4，经烘干；再用喷墨打印机打印所需要的印花图案，喷墨黑水为美国杜邦公司的D2551-R分散红色墨水。打印完成后，再在热定形机上烘干和焙烘处理，焙烘温度为190℃，焙烘时间为45S。最后将上述涤纶织物在水洗机上水洗处理，水洗温度为85℃，水洗时间为8min；水洗完成后在烘燥设备上烘干，制得抗静电喷墨印花织物。
性能测试
K/S值：采用电脑测色配色仪(测色配色仪，UltraScan XE，美国Hunter- Lab公司)测试织物的K/S值，试样折叠四层，测4次取平均值。
色牢度：摩擦牢度参照GB/T 3920-2008“纺织品色牢度试验耐摩擦牢度”测试，皂洗色牢度参照GB/T 3921-2008“纺织品色牢度试验耐皂洗色牢度”测试，
抗静电性能：参照GB/T 12703.1-2008《纺织品静电性能的评定第1部分: 静电压半衰期》，采用静电衰减测试仪(HO110V2静电衰减测试仪，日本SSD 公司)测定织物感应静电压(kV)和半衰期(S)。
抗静电耐久性测试：配制皂洗液，中性皂片：2g/L、润湿剂JFC 2g/L、碳酸钠2g/L。浴比1﹕20，在家用洗涤机上洗涤，温度为室温，时间为30min，即水洗次数为1次。总的水洗次数为10次。测试其抗静电性能。
经实施例一～五和对比例一～四制得的预处理溶液处理过的涤纶织物的耐水抗静电性能测试结果见图1。
由图1可知，实施例一～实施例五制备的喷墨印花织物具有较高的K/S值 (11.76～12.32)，得色较深；干摩擦色牢度达4～5级，湿摩擦色牢度达4级，皂洗色牢度达4级，未水洗涤纶织物的静电电压较低(0.19～0.28kV)，半衰期较低(0.22～0.26s)，具有优良的抗静电性；经10次家用水洗，涤纶织物的静电电压也较低(0.43～0.47kV)，半衰期较低(4.56～4.93s)，具有良好的抗静电性，即采用本发明公开的技术方案处理的喷墨印花织物不仅具有优良的得色深度，且具有优良的抗静电性和耐久抗静电性。
对比例二采用预缩体A，但未采用交联剂，随在最初具有优良的抗静电性，但经10次家用水洗后，不再具有抗静电性，即其不具有耐久抗静电效果。且干摩擦色牢度仅4级，湿摩擦色牢度仅3～4级，皂洗色牢度仅3～4级。
其他对比例的得色深度较低，干摩擦色牢度仅4级，湿摩擦色牢度仅3～4 级，皂洗色牢度仅3～4级。静电电压很高(1.98～2.06kV)，半衰期都大于60 s，无抗静电效果。
综上所述，本发明专利公开的是一种一步法的预处理短流程工艺，经相关处理后能同时获得较深的喷墨打印色深度，色牢度优良，且具有优异的抗静电性和耐久抗静电效果的涤纶织物，且该工业中所用加工设备都是常规设备，是一种低能耗的环保一步法加工技术。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。但是以上所述仅为本发明的具体实施例，本发明的技术特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在不脱离本发明的技术方案下得出的其他实施方式均应涵盖在本发明的专利范围之中。
Claims (9)
1.一种涤纶数码喷墨印花用抗静电预处理溶液，其特征在于，按质量分数配比，由以下组分组成：
。
2.如权利要求1所述的一种涤纶数码喷墨印花用抗静电预处理溶液，其特征在于，所述预缩体为聚[丙烯酸丁酯～苯乙烯～烯丙醇聚氧乙基聚氧丙基醚]，由丙烯酸丁酯、苯乙烯、烯丙醇聚氧乙基聚氧丙基醚采用自由基乳液聚合得到；所述聚[丙烯酸丁酯～苯乙烯～烯丙醇聚氧乙基聚氧丙基醚]的结构通式为：
其中：n＝1～4，m＝1～4，p+q＝6～7，p≥1，q≥1。
3.如权利要求1所述的一种涤纶数码喷墨印花用抗静电预处理溶液，其特征在于，所述交联剂包括季戊四醇四丙烯酸酯和聚乙二醇二甲基丙烯酸酯中的一种或两种的混合物。
4.如权利要求1所述的一种涤纶数码喷墨印花用抗静电预处理溶液，其特征在于，所述增稠剂包括羧甲基纤维素和羟乙基纤维素中的一种或两种的混合物。
5.如权利要求1所述的一种涤纶数码喷墨印花用抗静电预处理溶液，其特征在于，所述过氧化物包括过硫酸钾、过硫酸钠和过硫酸铵中的一种。
6.如权利要求2所述的一种涤纶数码喷墨印花用抗静电预处理溶液，其特征在于，所述聚[丙烯酸丁酯～苯乙烯～烯丙醇聚氧乙基聚氧丙基醚]的制备方法为：
1)将丙烯酸丁酯、苯乙烯、乳化剂、1/2质量的引发剂和适量水混合乳化，制得乳液A；
2)取2/3质量的乳液A与烯丙醇聚氧乙基聚氧丙基醚和适量水混合，制得乳液B；
3)将1/2质量的引发剂、1/3质量的乳液A和余量水混合搅拌，升温至80℃，搅拌反应30min；再慢慢加入乳液B，保持温度为80～85℃，搅拌反应100～120min；得到预缩体。
7.如权利要求6所述的一种涤纶数码喷墨印花用抗静电预处理溶液，其特征在于，乳液聚合制备预缩体时，丙烯酸丁酯的质量分数为8.0～12.0％，苯乙烯的质量分数为2.0～5.0％，烯丙醇聚氧乙基聚氧丙基醚的质量分数为18.0～25.0％；乳化剂的质量分数为3.0～4.0％，引发剂的质量分数为1.0～2.0％，其余为水。
8.如权利要求3所述的一种涤纶数码喷墨印花用抗静电预处理溶液，其特征在于，所述聚乙二醇二甲基丙烯酸酯中聚乙二醇的聚合度分别为400和800。
9.如权利要求1-8任一项所述的一种涤纶数码喷墨印花用抗静电预处理溶液在处理涤纶织物时的应用，其特征在于，具体应用步骤为；
1)按照质量分数配比关系将预缩体、交联剂、增稠剂、过氧化物和水混合配制成抗静电预处理溶液；
2)将涤纶织物浸轧抗静电预处理溶液，然后进行烘干处理；
3)在数码印花机上，选择分散染料喷墨墨水打印所需图案，然后进行烘干处理；
4)在高温定形或焙烘机上，进行高温处理，处理温度为170～190℃，处理时间为45～60S；
5)在水洗设备上，进行热水洗处理，处理温度为80～85℃，处理时间为5～10min。
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