CN111501378A - 一种亚麻织物喷墨印花预处理剂及预处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种亚麻织物喷墨印花预处理剂及预处理方法，其中预处理剂包括非离子型纤维素醚、吸湿剂和碱剂；将上述预处理剂浸轧到亚麻织物上，烘干后得到预处理的亚麻织物。使用活性染料墨水对预处理后的亚麻织物进行喷墨印花，烘干后经过汽蒸、水洗处理得到喷墨印花亚麻织物。本发明得到的喷墨印花亚麻织物的图案更加清晰，颜色的鲜艳度增加，提高了织物的表观色深度和固色率；同时所述预处理剂及处理工艺具有易于操作、流程短，对纤维的损伤较小的优点。

Description

一种亚麻织物喷墨印花预处理剂及预处理方法
技术领域
本发明属于亚麻织物的数字喷墨印花技术领域，尤其涉及一种亚麻织物的喷墨印花预处理剂及预处理方法。
背景技术
亚麻纤维是一种天然纤维素纤维，其具有优良的吸湿调温、抗静电和抗菌性能，因此亚麻织物被广泛应用于家纺和工业用纺织品。但是，亚麻纤维的聚集态结构排列整齐，结晶度和取向度高，导致活性染料墨水的可及区较少。因此，亚麻织物的染色和印花存在得色浅，染料利用率低的问题。
纺织品喷墨印花技术也称数字喷墨印花，是通过各种数字输入手段把花样图案输入计算机，经计算机分色处理后，将各种信息存入计算机控制中心，再由计算机控制各色墨喷嘴的动作，将需要的印刷图案喷射在织物表面，再通过固色等后整理工艺使染料或颜料固着在织物上，获得具有印花图案的纺织品加工过程。其能够创造性地生产出具有卓越色彩表现和高分辨率的差异化优质面料，可以满足不断增长的小批量订单市场的需求，因此，喷墨印花工艺的发展十分迅速。由于喷墨印花的特性，织物的表面结构和性质影响着喷墨印花图案的质量和颜色深度。因而需要对亚麻织物进行预处理或改性，通过改善织物表面的微观结构和性能来控制墨滴与织物的相互作用。
对亚麻织物进行预处理或改性的方法通常有以下几种，一是对纤维进行膨化预处理，改变纤维的微观结构和物理形态，甚至引起晶型的变化，可显著改善纤维的吸附性能，提高染色深度和牢度。CN104047168A在进行亚麻织物活性染料染色前，使用尿素对织物进行处理，可以提高织物的上染率。二是利用物理、物理化学的方法对纤维的表面进行处理，CN1024278542A申请了一种亚麻次辉放电接枝改性的染色方法，极大的提高了亚麻染色的上染率和色牢度，但此方法过于依赖设备。三是利用化学的方法改善亚麻纤维的表面或内部结构，CN109826024A使用阳离子改性剂溶液对经纤维素酶处理后的亚麻织物进行处理，处理后的织物染色后的上染率和色牢度明显提升。除此以外，使用聚合物对亚麻织物进行预处理，可以显著提高喷墨印花效果，CN104131478A使用海藻酸钠预处理剂对亚麻织物进行单面上浆，并将活性染料墨水以喷墨印花的方式施加到织物上，得到了较为优异的颜色效果。此预处理工艺具有流程短，便于实现规模化生产的优点，因此受到了广泛关注。但是，印染工艺中常用的海藻酸钠处理剂价格稍高，CN103938469A制备了一种主要包括纳米二氧化硅改性淀粉、羧甲基纤维素和瓜尔胶的亚麻织物活性印染糊料，降低了印染生产的成本。
综上所述，已报道的专利提出的试剂及工艺对于解决亚麻织物喷墨印花得色浅的问题具有较显著的效果，但是，所得到的喷墨印花亚麻织物存在着日晒牢度低，固色率不高；处理工艺不利于亚麻织物喷墨印花的工业化生产等问题。因此，需要提出一种既能够提高喷墨印花亚麻织物的得色深度和固色率，同时能更便捷地实现工业化生产的预处理剂及处理工艺。
本申请提出一种适用于亚麻织物喷墨印花预处理剂及处理工艺，通过对亚麻织物进行预处理来改变织物的表面的微观形态，改善纤维与染料结合的途径，从而大幅度提高亚麻织物的颜色深度和活性染料墨水的固色率；同时处理工艺简单、对织物损伤小，便于实现工业化生产。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种亚麻织物的喷墨印花预处理剂及预处理方法，以达到提高亚麻织物喷墨印花的颜色效果和清晰度、活性染料墨水固色率；并能够简便地实现工业化生产的目的。
为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案是：一种亚麻织物喷墨印花预处理剂，其特征在于，它由非离子型纤维素醚的水溶液、吸湿剂和碱剂配制而成；其中，非离子型纤维素醚、吸湿剂和碱剂质量比为(0.5～2.5):10:1。
一种亚麻织物的喷墨印花预处理剂的预处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)使亚麻织物浸轧按照非离子型纤维素醚、吸湿剂和碱剂质量比为(0.5～2.5):10:1配制的预处理剂工作液；
(2)将经过步骤(1)的亚麻织物置于烘箱中烘干。
作为优选，所述非离子型纤维素醚为甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羟乙基甲基纤维素中的至少一种。
作为优选，所述非离子型纤维素醚的水溶液粘度为500～20000mPa·s；取代度为0.5～1.5。
作为优选，所述吸湿剂为丙三醇、乙二醇、聚乙二醇、尿素中的至少一种。
作为优选，所述碱剂为碱剂、碳酸氢钠中的一种或两种。
作为优选，所述预处理剂的配制方法为：将质量比为10:1的吸湿剂和碱剂搅拌溶于蒸馏水中，并在搅拌下缓慢加入所含非离子型纤维素醚与碱剂质量比为(0.5～2.5):1的纤维素醚水溶液，继续搅拌至混合均匀。
作为优选，所述预处理方法中的轧液率为70％～100％，烘干后织物的含水率为5％～20％。
预处理后的亚麻织物使用活性染料墨水进行喷墨印花，烘干后于饱和蒸汽中汽蒸，经过水洗处理后得到喷墨印花织物。
使用上述技术方案所产生的有益效果在于：使用所述预处理剂对亚麻织物进行预处理，可以改善织物表面的微观结构，破坏纤维间的毛细管，降低墨滴在织物表面的芯吸效应；同时，降低织物的润湿性能，处理后织物对水的静态接触角变大；因此，墨滴在织物表面不易渗化，得到更清晰的图案。非离子型纤维素醚良好的保水性能使墨滴大量附着在纤维表面发生固着，能够显著改善织物的喷墨印花颜色深度和色彩鲜艳度、固色率也得到有效提升。并且，本发明处理时间短，工艺流程简便，对织物的损伤小。
具体实施方式
为了进一步理解本申请，下面结合实施例对本申请提供的亚麻织物的预处理剂及处理工艺进行具体地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一系列实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在下面的描述中阐述了具体细节以便于对本发明的充分理解，但是还可以采用其它不同于所描述的其他方式来实施，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
以下实施例中，所涉及的主要材料：
亚麻织物为亚麻平纹织物，克重为152g/m2；
印染级海藻酸钠为工业级，购自青岛明月海藻基团有限公司；
非离子型纤维素醚为工业级，购自湖北摆渡化学品有限公司；
尿素及碱剂为分析纯，购自天津科密欧化学试剂有限公司；
活性染料墨水为工业级，购自杭州宏华数码科技股份有限公司，墨水的染料结构为一氯均三嗪型，墨水粘度范围15～40mPa·s；
本发明对喷墨印花亚麻织物的颜色数据、防渗化性能及渗透性能进行了测量，从而验证预处理剂对亚麻织物印花效果的作用。
本申请所述的颜色数据包括L*、a*、b*、C*、h°和K/S值等，其中L*值表示颜色的亮度，数值越大表明颜色越亮；a*和b*分别表示红绿色光和黄蓝色光，二者皆有正负数值之分，正值代表红色和黄色，负值代表绿色和蓝色；C*表示颜色的饱和度，数值越大表明色彩的饱和度越高；h°表示颜色色相，K/S表示喷墨印花织物的颜色深度。
上述颜色数据的测试方法为：将标准白棉布置于印花后下作为底衬，将要测量的色块平整放置于Datacolor SF-600plus测色仪的测色孔前固定，测试条件设置为D65光源，10°视角；每块织物上进行多次测量取平均值。织物的表观颜色深度K/S值由如下公式计算得到：
(K/S)＝(1-R)2/(2×R)
式中，K表示织物对光的吸收系数，S表示散射系数，R表示最大吸收波长下的反射率。
本申请所述防渗化性能的表征方法为使用RH-2000生物相称光学显微镜测量打印线条的宽度，测得的宽度越小，织物的防渗化性能越好，即喷墨印花得到的图案清晰度越高。
由于受喷墨印花设备及生产的实际限制，无法在同一批次中进行所有实验，因此，以下实施例是依据变量因素进行分批次实验的，而不同批次的印花织物由于喷墨量、印花图案以及其他工艺条件的波动，会导致喷墨性能检测的结果产生差异，因而不同批次喷墨印花得到的数据之间没有可比性。
实施例1
使用搅拌器RW20在200r/min的搅拌速度下将非离子型纤维素醚固体缓慢地溶于一定量蒸馏水中，配制成3％质量浓度的纤维素醚原糊。将质量比为10:1的尿素、碳酸钠在300r/min的速率下搅拌快速溶解在一定量的蒸馏水中，随后在200r/min的搅拌速率下缓慢加入所含非离子型纤维素醚与碳酸钠质量比为0.5:1的原糊溶液，继续搅拌至混合均匀得到表面预处理剂。
使用卧式轧车P-B0经过二浸二轧工序将配制的非离子型纤维素醚预处理剂浸轧到亚麻织物上，本过程控制轧液率在(75±2)％；将浸轧预处理剂的亚麻织物置于烘箱中平放烘干，得到预处理后的亚麻织物。使用活性染料墨水对处理后织物进行喷墨印花，印花后于100℃烘箱中烘干后于100～102℃饱和蒸汽下汽蒸10min，经水洗工艺(冷水洗→温水洗→皂洗→温水洗→冷水洗)后烘干得到喷墨印花亚麻织物。
比较例1
按照实施例1中的方法配制预处理剂并对亚麻织物进行处理后完成喷墨印花，不同的是，本比较例中分别使用海藻酸钠、黄原胶、聚丙烯酸钠、羧甲基纤维素钠以及不使用预处理剂来代替非离子型纤维素醚。使用活性染料墨水对处理后织物进行喷墨印花，印花后于100℃烘箱中烘干后于100～102℃饱和蒸汽下汽蒸10min，经水洗工艺(冷水洗→温水洗→皂洗→温水洗→冷水洗)后烘干得到喷墨印花亚麻织物。
将实施例1与比较例1中的亚麻织物按照上文所述的方法进行同一批次的喷墨印花，测定喷墨印花织物的颜色数据和防渗化性能，结果如表1～3所示。
表1不同预处理剂对亚麻青色活性染料喷墨印花颜色指标的影响
Figure BDA0002457534550000061
根据表1的数据显示，以青色为例，经过预处理剂处理后的喷墨印花亚麻织物的亮度值较未处理减小，表明织物的颜色变暗；青色光中a*、b*均为负值且绝对值增大，意味着青色织物的色光更绿、更蓝；同时，处理后的织物色彩饱和度C*增大，色彩更加鲜艳、预处理后织物的K/S值大于未处理织物，其中实施例1所得到的织物的K/S值最大，表明本发明所述预处理可以显著提升活性染料喷墨印花织物的表观颜色深度。
由表2所示，经过聚合物预处理后的织物的经纬向线条宽度均明显变窄，其中实施例1得到的织物的线宽最小，织物的防渗化性能越好，即喷墨印花图案的清晰度越好。
表2不同预处理剂对喷墨印花织物经纬向线条宽度参数的影响
Figure BDA0002457534550000071
实施例2
按照实施例1中的方法配制预处理剂并对亚麻织物进行处理后完成喷墨印花，所不同的是，实施例2中的非离子型纤维素醚的用量与实施例1不同，其中非离子型纤维素醚与碳酸钠的质量比为(0～2.5)：1。
将实施例2预处理得到的亚麻织物在同一批次下进行喷墨印花，进行前述烘干及汽蒸水洗工序后得到不同的喷墨印花亚麻织物，对印花亚麻织物的颜色数据和渗透性能进行测试，具体结果见表3。
由表3数据，以黄色为例，随着预处理剂中非离子型纤维素醚质量浓度的增加，印花织物的亮度没有明显变化，a*为负值，绝对值不断减小，b*为正值且不断增加，表明织物的颜色更绿、更黄。鲜艳度也随浓度的增加而不断变大，表观色深度K/S值不断增加，且在浓度为2％时达到最大值。
表3聚合物用量对亚麻织物活性染料喷墨印花颜色指标的影响
Figure BDA0002457534550000072
实施例3
按照实施例1中的方法配制预处理剂并对亚麻织物进行处理后完成喷墨印花，所不同的是，实施例3中尿素与碳酸钠的质量比为(0～12)：1，非离子型纤维素醚用量不变。将实施例3预处理得到的亚麻织物在同一批次下进行喷墨印花，进行前述烘干及汽蒸水洗工序后得到不同的喷墨印花亚麻织物，对印花亚麻织物的颜色数据进行测试，具体结果见表4。
表4尿素用量对亚麻织物活性染料喷墨印花颜色指标的影响
Figure BDA0002457534550000081
根据表4所示数据，以黄色为例，随着预处理剂中尿素的加入，印花织物的亮度逐渐减小，a*为正值且绝对值不断变化不大，b*为负值，绝对值明显减小，表明织物的颜色更黄；鲜艳度也明显变大；表观颜色深度K/S值随尿素浓度增加而先增加而后略有下降，在尿素与碳酸钠质量比为10％时印花织物的颜色最深。
实施例4
按照实施例1中的方法配制预处理剂并对亚麻织物进行处理后完成喷墨印花，所不同的是，实施例4中碳酸钠与尿素的质量比为(0～5)：10，非离子型纤维素醚与尿素的质量比为1:10。将实施例4预处理得到的亚麻织物在同一批次下进行喷墨印花，进行前述烘干及汽蒸水洗工序后得到不同的喷墨印花亚麻织物，对印花亚麻织物的颜色数据进行测试，具体结果见表5。
表5碳酸钠用量对亚麻织物活性染料喷墨印花颜色指标的影响
Figure BDA0002457534550000091
由表5数据可知，以黄色为例，随着预处理剂中碳酸钠的加入，印花织物的亮度明显减小，a*为正值且绝对值变化不大，b*为负值，绝对值先减小后增加，表明织物的颜色黄度先增加而后减小；鲜艳度也明显变大；表观颜色深度K/S值随碳酸钠浓度增加而先增加而后略有下降，在碳酸钠与尿素质量比为1:10时印花织物的颜色最深。
实施例5
按照实施例1中的方法配制预处理剂并对亚麻织物进行处理后完成喷墨印花，所不同的是，实施例5中喷墨印花后印花织物的汽蒸时间为0～16min。将实施例5预处理得到的亚麻织物在同一批次下进行喷墨印花，进行前述烘干及汽蒸水洗工序后得到不同的喷墨印花亚麻织物，对印花亚麻织物的颜色数据进行测试，具体结果见表6。
表6汽蒸时间对亚麻织物活性染料喷墨印花颜色指标的影响
Figure BDA0002457534550000092
由表6所示数据可知，以黄色为例，印花织物经过汽蒸工序后，亮度值明显减小，a*值和b*值变化不大，织物的表观色深度K/S值随汽蒸时间的增加而先变大后减小，表明在汽蒸时间为10min时，亚麻织物的喷墨印花效果最好。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干修改，这些修改也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种亚麻织物喷墨印花预处理剂，其特征在于，它由非离子型纤维素醚的水溶液、吸湿剂和碱剂配制而成；其中，非离子型纤维素醚、吸湿剂和碱剂的质量比为（0.5~2.5）:10:1。
2.根据权利要求书1中所述的一种亚麻织物喷墨印花预处理剂，其特征在于，所述非离子型纤维素醚为甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羟乙基甲基纤维素中的至少一种。
3.根据权利要求书1中所述的一种亚麻织物喷墨印花预处理剂，其特征在于，所述非离子型纤维素醚的水溶液粘度为500~20000 mPa·s；取代度为0.5~1.5。
4.根据权利要求书1中所述的一种亚麻织物喷墨印花预处理剂，其特征在于，所述吸湿剂为丙三醇、乙二醇、聚乙二醇、尿素中的至少一种。
5.根据权利要求书1中所述的一种亚麻织物喷墨印花预处理剂，其特征在于，所述碱剂为碳酸钠、碳酸氢钠中的一种或两种。
6.权利要求书1中所述的一种亚麻织物喷墨印花预处理剂的配制方法，其特征在于，它包括以下步骤：将质量比为10:1的尿素和碱剂搅拌溶于蒸馏水中，并在搅拌下缓慢加入所含非离子型纤维素醚与碱剂质量比为（0.5~2.5）:1的纤维素醚水溶液，继续搅拌至混合均匀。
7.权利要求书1中所述的一种亚麻织物喷墨印花预处理剂的预处理方法，其特征在于，它包括以下步骤：
（1）使亚麻织物浸轧按照非离子型纤维素醚、吸湿剂和碱剂质量比为（0.5~2.5）:10:1配制的预处理剂工作液；
（2）将经过步骤（1）的亚麻织物进行烘干。
8.根据权利要求书7中所述的一种亚麻织物喷墨印花预处理剂的预处理方法，其特征在于，步骤（1）中，所述浸轧的轧液率为70%~100%。
9.根据权利要求书7中所述的一种亚麻织物喷墨印花预处理剂的预处理方法，其特征在于，步骤（2）中，所述亚麻织物烘干后的含水率为5%~20%。
10.根据权利要求书7中所述的一种亚麻织物喷墨印花预处理剂的预处理方法，其特征在于，预处理后的亚麻织物使用活性染料墨水进行喷墨印花，烘干后于饱和蒸汽中汽蒸，经过水洗处理后得到喷墨印花亚麻织物。
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