CN113668265A - 一种汉麻织物喷墨印花预处理剂及预处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种汉麻织物喷墨印花预处理剂及预处理工艺，预处理剂包括0～3％黄原胶、0～14％尿素、0～5％碳酸氢钠，余量为水；预处理工艺特征在于，恒温25～30℃下将预处理剂搅拌均匀，通过浸轧的方式施加在织物上，然后烘干。用活性染料墨水对经过表面预处理的汉麻织物进行喷墨印花，然后经过汽蒸等工艺得到汉麻织物的喷墨印花产品。用此预处理剂处理过汉麻织物得到的喷墨印花产品，具有更高的颜色深度、图案更加清晰。同时本发明流程简单、易于操作，处理过程成本低能耗少，而且对纤维损伤小。
Description
技术领域
本发明属于纺织品数字喷墨印花技术领域，尤其涉及一种汉麻织物的喷墨印花预处理剂及预处理方法。
背景技术
纺织品喷墨印花技术也称数码喷墨印花，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。喷墨印花工艺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；并且能够显著地改善直接印花所产生的资源浪费现象，因此，喷墨印花工艺的发展十分迅速。作为一种不接触织物的印花方式，数码喷墨印花机根据指令通过控制喷嘴喷出不同颜色的微小墨滴，然后在织物表面碰撞混合形成所需要的印花图案。所以，墨滴与织物间的相互作用就非常关键，墨滴在织物上的碰撞、铺展和被吸收的过程都影响着印制图案的质量和精细程度。
汉麻纤维是一种绿色、环保、健康的纺织原料，有许多优良性能，如良好的吸湿散湿性、抗霉抑菌性和耐热、耐晒、耐腐蚀性能，还具有屏蔽紫外线，消散声波光波等功能。汉麻可用作抗菌纺织品，也是军用服装、高档纺织品的原料，有很大的发展前景。但汉麻纤维的果胶和木质素含量较高且难以去除，加之其结晶度和取向度较高，因此，汉麻纤维的染色印花始终是一个难题，从而影响了其在纺织中的应用。
专利CN105239381A将氢氧化钠处理的汉麻织物置于硅烷季铵盐阳离子改性剂整理液中进行处理，随后焙烘洗涤烘干完成改性，改性后的织物上染率有所提高，但使用氢氧化钠进行改性会对纤维造成一定的损伤。专利CN102733189A用离子液体1-丁基-3甲基咪唑氯盐离子液体对麻进行改性，处理后的麻织物具有较高的染色性能，且加工过程简单，离子液体处理时安全无毒，处理后可回收利用，但此改性过程会对纤维的强力造成损伤。专利CN102899926A涉及了一种碱改性黄原胶用于织物传统印花的方法，此发明具有重现性好，设备要求低，方法简单便利的优点，经过改性后的糊料更易透过网孔转移到织物上，印花织物具有更高的表面得色量。专利CN110306364A提供了一种淀粉复合增稠剂，其中包括淀粉聚合物、羧甲基纤维素、水性膨润土、黄原胶、聚乙二醇以及防腐剂，该复合物作为平网刮印的增稠剂具有成糊率高、得色量高、绿色环保的特点。黄原胶用做传统印花的增稠剂具有明显的优势，同样的，黄原胶用做数码印花预处理剂，也能使织物获得良好的印花效果。专利CN110195361A将黄原胶、聚丙烯酸钠、柠檬酸溶于去离子水中，然后加入壳聚糖/纳米蒙脱土复合材料，混合后加入柔软剂、消泡剂用做涤纶织物数码印花的预处理剂。经此预处理剂预处理的涤纶织物得到的数码印花产品，具有印花效果好、图案更加漂亮精致的特点，且其工艺流程简单，成本低。
综上所述，已报道的专利提出的试剂及工艺能够改善汉麻织物染料与纤维结合的性能，但会引起织物强力下降，部分工艺还不符合绿色环保的主题。喷墨印花过程中，墨滴与织物门的相互作用非常关键，墨滴在织物上的碰撞、铺展和被吸收的过程都影响着印制图案的质量和精细程度。使用聚合物对织物进行预处理，改变织物表面的微观结构，以达到提高织物喷墨印花质量的目的。黄原胶用做传统印花的增稠剂具有明显的优势，同样的，其用做数码印花的预处理剂，也能使织物获得不错的印花效果。
本申提出了一种汉麻织物喷墨印花预处理剂及处理工艺，其喷墨印花产品具有良好的颜色深度和清晰度。
发明内容
本发明旨在研究并探索适合用于汉麻织物喷墨印花预处理的相关工艺，为进一步解决汉麻织物喷墨印花后得色浅的问题提供技术和理论依据；提升汉麻织物的喷墨印花效果，还具有绿色环保的优点。
为解决上述问题，本发明采取的技术方案是：一种汉麻织物喷墨印花的预处理剂，其特征在于水溶性聚合物、碱剂、吸湿剂和水配比而成；其特征在于，该预处理液包括以下质量百分比的组分：0～3％聚合物： 0～5％碱剂；0～14％吸湿剂；余量为水。
一种汉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)通过两浸两轧的方法将预处理液施加到汉麻织物表面，
(2)将经过步骤(1)的汉麻织物进行烘干。
作为优选，所述聚合物黄原胶、海藻酸钠、瓜尔胶、淀粉的至少一种。
作为优选，所述碱剂为碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠中的至少一种。
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，所述的一种汉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：将质量百分比为10％的尿素和2％碱剂搅拌溶于蒸馏水中，并在搅拌下缓慢加入水溶性聚合物的水溶液，其中水溶性聚合物质量占预处理液总质量的0～2％，继续搅拌至混合均匀，得到汉麻织物喷墨印花预处理剂。
作为优选，所述浸轧的轧液率为90％～110％。步骤(2)中，所述汉麻织物烘干后的含水率为5％～20％。
经过聚合物预处理的汉麻织物使用活性染料墨水进行喷墨印花，然后经过烘干、汽蒸、水洗、烘干等步骤得到汉麻织物的喷墨印花产品。
使用上述技术方案所产生的有益效果在于：使用上述的预处理液对织物进行预处理，汉麻喷墨印花织物有更加清晰的图案，其喷墨印花产品经测试表明其具有较高的颜色深度。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
下面对本发明实施例中的技术方案进行了更为清楚地描述，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：
汉麻织物为汉麻平纹织物，克重为188g/m2，购自山西绿洲纺织有限责任公司；
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；
黄原胶为工业级，购自郑州普尔化工产品有限公司；
碳酸氢钠为分析纯，购自天津科密欧化学试剂有限公司；
尿素为分析纯，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；
本发明的喷墨印花效果由经喷墨印花织物的颜色数据、防渗化性能进行验证。
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
一种适用于汉麻织物的喷墨印花预处理液配方，包括以下质量百分比组分：2％黄原胶、10％尿素、2％碳酸氢钠，余量为水。
预处理方法：使用搅拌器RW20在500r/min的搅拌速度下将聚合物缓慢的加入到一定量的水中，得到4％的聚合物原糊，放置过夜，称取上述量的尿素和碳酸氢钠用一定量的水搅拌均匀，然后称取50％的原糊(聚合物用量为2％)，随后在500r/min的搅拌速率下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预处理剂浸轧到汉麻织物上，压辊两侧压力为 0.1kg/cm2，本过程控制轧液率在90～110％，将浸轧预处理剂的汉麻织物置于60℃烘箱中平放烘干，得到预处理后的汉麻织物。使用活性染料墨水对处理后织物进行喷墨印花，印花后于60℃烘箱中烘干，然后汽蒸 10min，经水洗工艺(冷水洗→温水洗→皂洗(2g/L皂片)→温水洗→冷水洗)后烘干得到喷墨印花汉麻织物。
比较例1
按照实施例1中的方法配制预处理剂并对汉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羟丙基淀粉、瓜尔胶、聚丙烯酸钠、海藻酸钠、羧甲基羟丙基纤维素、非离子聚丙烯酰胺、阴离子聚丙烯酰胺来代替黄原胶。使用活性染料墨水对处理后织物进行喷墨印花，印花后于60℃烘箱中烘干，然后汽蒸10min，经水洗工艺(冷水洗→温水洗→皂洗(2g/L皂片)→温水洗→冷水洗)后烘干得到喷墨印花汉麻织物。
将实验例1与比较例1预处理的汉麻织物在同一批次下进行喷墨印花、烘干、汽蒸、水洗后续处理，对喷墨印花的汉麻织物进行颜色数据进行测量，结果如表1所示。
表1不同预处理剂对汉麻织物喷墨印花颜色指标的影响
用Datacolor SF-600plus测试颜色数据，在D65光源，10°视角下下对汉麻织物喷墨印花色块进行测量，将要测量的单色色块折叠四次放置于测色仪的测色孔前固定，随机取8个点进行颜色数据的测量，使得误差小于0.1。织物的表观颜色深度K/S值的计算公式为：
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表示染料最大吸收波长处的反射率。
根据表1数据可知，以黑色为例，经过聚合物处理后的喷墨印花汉麻织物的亮度值L*较未处理的减小，表明织物的颜色变暗；部分水溶性聚合物处理的汉麻织物其a*、b*的绝对值减小；同时色彩饱和度C*减小，表明黑色色光更纯正；部分水溶性聚合物处理后织物的K/S值大于未经聚合物处理织物，其中实施例 1所得到的织物的颜色深度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。
实施例2
按照实施例1中的方法配制预处理液对汉麻织物进行预处理，随后对预处理织物进行喷墨印花等后续处理。
比较例2
按照比较例1中的方法配制预处理液对汉麻织物进行预处理，随后对预处理织物进行喷墨印花等后续处理，比较例2中使用的聚合物为海藻酸钠来代替黄原胶。
将实验例2与比较例2预处理的汉麻织物在同一批次下进行喷墨印花、烘干、汽蒸、水洗后续处理，对喷墨印花的汉麻织物的防渗化性能进行表征，结果如表2所示。
表2不同预处理剂对青色墨水喷墨印花织物经纬向线条宽度参数的影响
用RH-2000生物相称光学显微镜测量打印线条的宽度，来表征织物的防渗化性能，汉麻织物喷墨印花的线条经过多次测量取平均值，线条的宽度越细，织物的防渗化性越好。
由表2的数据显示，经水溶性聚合物预处理的汉麻织物其经纬向的线条宽度均比未经聚合物处理的织物线宽减小，其中实施例2得到的织物线宽最小，织物的防渗化性能越好，其喷墨印花图案有较高清晰度。
实施例3
按照实施例1中的方法配制预处理液对汉麻织物进行预处理，随后对与处理织物进行喷墨印花等后续处理，实施例2中的聚合物用量与实施例1不同，其中黄原胶所占的质量百分比分别为0％、0.5％、1％、 1.5％、2％。
将实施例预处理的汉麻织物在同一批次下进行喷墨印花，以及汽蒸、水洗后续处理，对喷墨印花的汉麻织物进行颜色数据及渗化性进行测量。结果如表3、4所示。
表3聚合物用量对汉麻织物活性染料喷墨印花颜色指标的影响
由表3数据显示，以青色墨水为例，随着预处理剂中聚合物的质量浓度的增加，印花织的亮度逐渐减低，表明织物变暗，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，鲜艳度也随聚合物质量浓度的增加而不断增大。表观颜色深度K/S值不断增加，在浓度为1.5％时达到最大值，织物色深最大。
实施例4
按照实施例1中的方法配制预处理液对汉麻织物进行预处理，随后对与处理织物进行喷墨印花等后续处理，实施例1中的聚合物用量与实施例1不同为1.5％，碳酸氢钠用量也与实验例1中不同，其中碳酸氢钠所占的质量百分比分别为0％、1％、2％、3％、4％、5％。
将实施例4预处理的汉麻织物在同一批次下进行喷墨印花，以及汽蒸、水洗后续处理，对喷墨印花的汉麻织物进行颜色数据测量，实验结果间表4。
表4碳酸氢钠用量对汉麻织物活性染料喷墨印花颜色指标的影响
由表4数据可知，以青色为例，预处理剂中加入碱剂能明显降低印花织物的亮度L*，a*和b*为负值且绝对值增大，色光更偏蓝、偏绿，饱和度C*增大，颜色更加鲜艳。表观颜色深度K/S值随碳酸氢钠浓度的增加然后略有降低，在碳酸氢钠质量分数为2％时，印花织物的颜色达到最深。
实施例5
按照实施例1中的方法配制预处理剂并对汉麻织物进行处理后完成喷墨印花，所不同的是，实施例1 中的聚合物用量与实施例1不同为1.5％，尿素用量也与实验例1中不同，其中尿素所占的质量百分比分别为0％、2％、4％、6％、8％、10％、12％、14％。
将实施例5预处理得到的汉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汉麻织物，对印花汉麻织物的颜色数据进行测试，结果如表5所示。
表5尿素用量对汉麻织物活性染料喷墨印花颜色指标的影响
由表5数据可知，以品红色为例，随着预处理剂中尿素的加入，印花色块的亮度L*逐渐降低；a*为正值且不断增大随后略有降低；b*为负值，其绝对值不断增加，表明织物的颜色更偏黄色；饱和度C*逐渐增大，颜色越来越鲜艳；印花织物的表观颜色深度K/S值随尿素用量的增加逐渐增加随后略有降低，在尿素的质量分数为10％时，汉麻织物的印花色块颜色最深。
实施例6
按照实施例1中的方法配制预处理剂并对汉麻织物进行处理后完成喷墨印花，所不同的是，实施例6 中喷墨印花后印花织物的汽蒸时间为0～16min。将实施例6预处理得到的汉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汉麻织物，对印花汉麻织物的颜色数据进行测试，结果如表6所示。
表6汽蒸时间对汉麻织物活性染料喷墨印花颜色指标的影响
由表6数据可知，以品红色为例，经过汽蒸处理的印花织物其亮度L*明显降低，a*、b*的绝对值有所增加，其中a*为正值，b*为负值，织物偏蓝光，饱和度C*有所增加，鲜艳度提升；织物的表观颜色度K/S 值随汽蒸时间的增加先增大后减小，汽蒸时间为10min时，汉麻织物的喷墨印花产品颜色最深。
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 (8)
1.一种汉麻织物喷墨印花的预处理剂，其特征在于它是由0～3％聚合物、0～14％吸湿剂、0～5％碱剂和水配比而成的。
2.根据权利要求1中所述的一种汉麻织物喷墨印花预处理剂，其特征在于，所述天然聚合物为海藻酸钠、黄原胶、瓜尔胶、淀粉中的至少一种。
3.根据权利要求1中所述的一种汉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、氢氧化钠中的至少一种。
4.根据权利要求1中所述的一种汉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。
5.一种汉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：在恒温25～30℃下，将质量百分比为0～14％的尿素和0～5％碱剂搅拌溶于蒸馏水中，并在搅拌下缓慢加入水溶性聚合物的水溶液，其中水溶性聚合物质量占预处理液总质量的0～3％，继续搅拌至混合均匀，得到汉麻织物喷墨印花预处理剂。
6.权利要求5中所述的一种汉麻织物喷墨印花预处理剂的预处理工艺，其特征在于，它包括以下步骤：
(1)通过两浸两轧的方法将预处理液施加到汉麻织物表面，
(2)将经过步骤(1)的汉麻织物进行烘干。
7.根据权利要求6中所述的一种汉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90％～110％。步骤(2)中，所述汉麻织物烘干后的含水率为5％～20％。
8.根据权利要求6中所述的一种汉麻织物喷墨印花预处理剂的预处理方法，其特征在于，经过聚合物预处理的汉麻织物使用活性染料墨水进行喷墨印花，然后经过烘干，汽蒸水洗烘干等步骤得到汉麻织物的喷墨印花产品。
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