CN113699806A

CN113699806A - 一种棉织物数码印花前处理剂

Info

Publication number: CN113699806A
Application number: CN202111220983.6A
Authority: CN
Inventors: 李栋; 沈飞; 王越平
Original assignee: Beijing Institute Fashion Technology
Current assignee: Beijing Institute Fashion Technology
Priority date: 2021-10-20
Filing date: 2021-10-20
Publication date: 2021-11-26
Anticipated expiration: 2041-10-20
Also published as: CN113699806B

Abstract

公开了一种棉织物数码印花前处理剂，该前处理剂的配方为：改性海藻酸衍生物0.5‑1.3％；尿素6‑14％；碳酸氢钠3‑5％；防染盐S 0.5‑2.5％；碳酸钠0‑1％；去离子水余量。与现有技术相比，本发明棉织物数码印花前处理剂不仅脱糊率更优，同时耐摩擦色牢度方面更优。

Description

一种棉织物数码印花前处理剂

技术领域

本发明属于数码印花技术领域，涉及一种棉织物数码印花前处理剂。

背景技术

目前，传统印花行业的人工和原料成本费用不断攀升。此外，许多采购公司的订单特点也趋于数量小、多样化，这使得数码印花成为越来越多的纺织印花生产商的最佳选择。数码印花是基于细小流体在特定的驱动力下分裂成均匀液滴的原理而开发出的一种新型印花方式。相比于传统的印花技术而言，数码印花有许多技术层面的革新，具有很大的领先优势。

在欧洲印花行业，已经有90％以上的企业采用喷墨印花打样，数码喷墨印花产品产量已经占到其整个印花产品产量的25％以上。我国数码印花设备的保有量也从2014年的1万台左右增长至2020年的3.5万台，成为全球数码喷印设备的主力军，其中直喷和转印设备的年均复合增长率均在27％左右。

在常规印花的色浆中，除了染料之外，通常加入增稠剂、尿素、释酸剂或碱剂等化学药剂。色浆的作用在于使染料固色以及获得染色牢度和保持印花清晰度。但对于纺织品数码印花机而言，却不能直接使用这种色浆。印花机的喷头是具有特定物理化学性能的精细部件，常规色浆会导致喷嘴造成堵塞甚至严重损害机器。因此，喷墨印花所使用的墨水必需符合一定的要求。除染料外的其他药剂需通过其他的方式附着在织物上。

通常，根据不同种类的织物会选择相应的工艺来对织物进行预处理。预处理的目的一方面在于控制墨滴与织物之间的相互作用，另一方面则是为墨水上染织物纤维提供必要的环境。其成分主要包括：防渗化剂、膨化剂、酸/碱剂、无机盐等。

防渗化剂主要是一些印花增稠剂。其作用是在织物纤维表面形成一层薄膜，对织物中的毛细管起到堵塞作用，在印花时抑制墨水的铺展(经纬向渗化)。同时在织物烘干或汽蒸时能够防止染料的扩散，达到提高印花精度的目的。增稠剂主要有海藻酸钠、羧甲基纤维素钠(CMC)、改性淀粉(羧甲基化、羟乙基化或高醚化度)以及一些合成增稠剂(聚丙烯酰胺类)。这其中，海藻酸钠分子中没有伯羟基，而有羧基阴离子，不但和活性染料作用少，而且有利于染料阴离子从色浆中上染纤维，因此在活性染料印花中应用最为广泛。

酸/碱剂主要是提供酸性染料、活性染料与织物反应的pH环境。一般活性染料常用Na₂CO₃或NaHCO₃，其作用相当于固色剂，促进染料在汽蒸过程中与织物的固色反应，使得墨水具有一定的固色率。

膨化剂一般使用的是尿素或乙二醇。尿素的作用机理比较复杂，但对提高染料的上染率有很明显的作用。其原因在于经尿素处理过的织物在喷印后的烘干过程中织物上附着的尿素会发生水合作用，形成染料-尿素-水这一形态的共融化合物。汽蒸固色时纤维表面凝结的水量增多织物被润湿和溶胀，染料以共融化合物的形式存在更有利于纤维内部扩散，并与纤维上的羟基发生化学键合反应。

中国专利申请公开CN108060591A公开了一种海藻酸钠及其制备方法和应用，海藻酸钠的制备方法包括在中和工序后加入山梨醇，混匀，造粒、烘干、粉碎得到最终产品，制得的海藻酸钠具有外观好、流变性高等优点；制备工艺简单，易实施推广；海藻酸钠印花糊料的PVI值为0.65-0.73，可以有效减少印花中刀条、堵网等疵点的产生；海藻酸钠印花糊料配方中含有山梨醇，可以促进染料与织物的固着，使织物上染均匀，提高印花得色量和牢度，从而可以减少印花中尿素的使用量；还可以提高海藻酸钠的流变性，减少印花疵点的产生，使织物印花均匀，得色鲜艳，花纹清晰。

中国专利申请公开CN106283740A公开了一种活性印花复合糊料及其制备方法和应用。该活性印花复合糊料包括如下组分：15～45重量％无机增稠剂、15～40重量％合成高分子增稠剂、25～55重量％纤维素醚增稠剂、0～5重量％聚C2-3烷二醇和0～2重量％分散剂，以所述活性印花复合糊料的总重量计。该发明印花深度高、成本低、手感好、加工方便。该发明复合糊料中不含海藻酸钠，综合印制效果与海藻酸钠接近，可以取代海藻酸钠。

中国专利申请公开CN102767100A公开了一种印花糊料组合物，所述印花糊料组合物包含海藻酸钠、亲水性聚醚聚合物和助印剂：其中海藻酸钠3.9-5.6wt％，亲水性聚醚聚合物0.7-1.75wt％，助印剂0.07-0.35wt％，其余为水。该印花糊料组合物与传统的印花糊料相比，具有渗透性好，得色量高，白的沾污少，印花精度高的效果，大大改善了活性染料印花性能，改善印花糊料的流变性能，工艺流程简单，生产效率提高，生产成本和印花废水减少。

上述专利申请公开均通过海藻酸钠与其它类型的糊料进行拼混，通过合理的配比以及助剂的使用改善海藻酸钠的得色量、清晰度和渗透性等印花性能。但上述专利申请公开的含有海藻酸钠的预处理剂在脱糊率和色牢度方面仍然不能令人满意。

因而，针对现有技术的种种缺陷，需要寻找一种棉织物数码印花前处理剂。

发明内容

针对上述问题，本发明目的在于提供一种棉织物数码印花前处理剂。与现有技术相比，本发明的前处理剂不仅脱糊率更优，同时色牢度方面更优。

为实现上述目的，一方面，本发明采取以下技术方案：一种棉织物数码印花前处理剂，所述前处理剂的配方为：

其特征在于，所述衍生物由海藻酸钠在pH为5.0-7.0的条件下与聚醚单胺反应得到；其中，所述聚醚单胺选自式I的化合物，

NH₂-(PO)_m(EO)_nRa 式I

m和n各自独立地选自1-30的整数，P表示CH(CH₃)CH₂，E表示CH₂CH₂，Ra选自1-6个碳原子的烷基。

根据本发明所述的前处理剂，其中，所述前处理剂的配方为：

组分	含量/wt％
		改性海藻酸衍生物	0.7-1.1
尿素	8-12
		碳酸氢钠	3.5-4.5
防染盐S	1-2
		碳酸钠	0-0.8
去离子水	余量

根据本发明所述的前处理剂，其中，m选自2-6的整数，n选自15-25的整数，Ra选自1-3个碳原子的烷基。

在一个具体的实施方式中，所述聚醚单胺选自

M-1000(CAS号：83713-01-3)。

根据本发明所述的前处理剂，其中，所述聚醚单胺海藻酸钠的摩尔比为1：(4-6)，基于海藻酸钠糖单元实际平均摩尔质量222Da计算。

在一个具体的实施方式中，所述聚醚单胺海藻酸钠的摩尔比为1：5，基于海藻酸钠糖单元实际平均摩尔质量222Da计算。

根据本发明所述的前处理剂，其中，海藻酸钠的重均分子量Mw＝160-200kDa；PDI＝1.8-2.3。

在一个具体的实施方式中，海藻酸钠的重均分子量Mw＝180kDa；PDI＝2.1。

根据本发明所述的前处理剂，其中，所述反应在N-羟基琥珀酰亚胺磺酸钠盐和1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐存在下进行。

根据本发明所述的前处理剂，其中，N-羟基琥珀酰亚胺磺酸钠盐和1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐与海藻酸钠的摩尔比分别为1：(8-12)和1：(4-6)，基于海藻酸钠实际糖单元平均摩尔质量222Da计算。

在一个具体的实施方式中，N-羟基琥珀酰亚胺磺酸钠盐和1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐与海藻酸钠的摩尔比分别为1：10和1：5，基于海藻酸钠实际糖单元平均摩尔质量222Da计算。

根据本发明所述的前处理剂，其中，所述反应温度为30-70℃，反应时间为2-10h。

在一个具体的实施方式中，所述反应温度为50℃，反应时间为6h。

根据本发明所述的前处理剂，其中，所述反应之后，进一步使用截留分子量10000Da的透析袋透析。

本发明具有以下有益技术效果：与现有技术相比，本发明棉织物数码印花前处理剂不仅脱糊率更优，同时耐摩擦色牢度方面更优。

具体实施方式

下列实施例仅仅是为了向本领域的普通技术人员提供如何制得和评价本发明所述并受权利要求书保护的化合物、组合物、制品、装置和/或方法的完整公开内容和描述，并且旨在仅仅为示例性的，而非旨在限制发明人视为其发明的范围。已做出了努力以确保关于数字(例如数量、温度等)的准确性，但是应当考虑到一些误差和偏差。

除非另外指明，否则份数均为重量份，温度均以℃表示或处于环境温度下，并且压力为大气压或接近大气压。存在反应条件(例如组分浓度、所需的溶剂、溶剂混合物、温度、压力和其它反应范围)以及可用于优化通过所述方法得到的产物纯度和收率的条件的多种变型形式和组合。将只需要合理的常规实验来优化此类方法条件。

实施例1

将海藻酸钠(重均分子量Mw＝180kDa；PDI＝2.1)加入到pH＝6.0的0.1M 2-(N-吗啉基)乙磺酸缓冲液中，海藻酸钠与2-(N-吗啉基)乙磺酸缓冲液的重量体积比为10mg：1mL，搅拌使其混合均匀。在室温下，进一步向其中加入

M-1000，其与海藻酸钠的摩尔比为1：5，基于海藻酸钠糖单元实际平均摩尔质量222Da计算。添加完毕，搅拌上述反应混合物2h。随后，向上述反应混合物中加入N-羟基琥珀酰亚胺磺酸钠盐和1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐，二者与海藻酸钠的摩尔比分别为1：10和1：5，基于海藻酸钠实际糖单元平均摩尔质量222Da计算。升温至50℃，反应6h。反应完毕，使用截留分子量10000Da的透析袋透析3天，中间换水2次。最后冷冻干燥得到产物。

与海藻酸钠原料相比，产物的FT-IR光谱图在2889cm^-1(ν_C-H)、1668cm^-1(ν_C＝O)、1573cm^-1(ν_N-H)、1368cm^-1(ν_CH3)、1346cm^-1(ν_CH2)、1240cm^-1(ν_C-N)、1108cm^-1(ν_C-O-C)、1010cm^-1(ν_C-O-C)等处新增或强化了特征吸收峰；同时在3455cm^-1(ν_O-H)、1620cm^-(ν_O-C＝O)和1438cm^-(ν_O-C＝O等处弱化了特征吸收峰。

实施例2

一种棉织物数码印花前处理剂，所述前处理剂的配方为：

组分	含量/wt％
		实施例1改性海藻酸衍生物	0.9
尿素	10
		碳酸氢钠	4
防染盐S	1.5
		碳酸钠	0.5
去离子水	余量

比较例1

M-1000，其与海藻酸钠的摩尔比为1：5，基于海藻酸钠糖单元实际平均摩尔质量222Da计算。添加完毕，搅拌上述反应混合物2h。最后冷冻干燥得到产物。

比较例2

一种棉织物数码印花前处理剂，所述前处理剂的配方为：

组分	含量/wt％
		比较例1改性海藻酸衍生物	0.9
尿素	10
		碳酸氢钠	4
防染盐S	1.5
		碳酸钠	0.5
去离子水	余量

应用实施例

棉织物数码印花工艺流程如下：织物预处理剂上浆(卧式轧车，二浸二轧，压力3kg，带液率85％)→烘干→数码喷印(由CorelDraw软件制作12cm×12cm的青、品红、黄、黑四色色块，35％喷墨量，双向，8pass，720×720dpi)→烘干→汽蒸(102℃焙烘12min)→冷水洗→皂洗(皂洗剂DM-1522 1g/L，1：30，90℃，20min)→烘干→测试性能

性能测试

取一定大小的待测织物烘干至恒重，记录此时的重量W₀，喷印后汽蒸，汽蒸完成后再烘干至恒重，此时重量记为W₁，再经皂洗水洗后烘干至恒重，称重记为W₂。脱糊率T(％)＝(W₁-W₂)/(W₁-W₀)×100％。

结果参见表1。

表1

织物	脱糊率T(％)
		实施例2	94.8
比较例2	81.6

数码印花棉织物的耐摩擦色牢度依据《GB/T 3920-2008纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度》进行评价。

结果参见表2。

表2

摩擦色牢度	青	品红	黄	黑
					实施例2/干	4	4-5	5	3-4
实施例2/湿	3	3-4	4	2-3
					比较例2/干	3-4	4	4	3
比较例2/湿	3	3-4	3-4	2

由表1可以看出，与比较例2相比，本申请实施例2的棉织物数码印花前处理剂不仅脱糊率更优，同时耐摩擦色牢度方面更优。

应理解，本发明的具体实施方式仅用于阐释本发明的精神和原则，而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明的内容之后，本领域技术人员可以对本发明的技术方案作出各种改动、替换、删减、修正或调整，这些等价技术方案同样落于本发明权利要求书所限定的范围。

Claims

1.一种棉织物数码印花前处理剂，所述前处理剂的配方为：

组分含量/wt％改性海藻酸衍生物 0.5-1.3 尿素 6-14 碳酸氢钠 3-5 防染盐S 0.5-2.5 碳酸钠 0-1 去离子水余量

NH₂-(PO)_m(EO)_nRa 式I

2.根据权利要求1所述的前处理剂，其中，所述前处理剂的配方为：

3.根据权利要求2所述的前处理剂，其中，所述前处理剂的配方为：

组分含量/wt％改性海藻酸衍生物 0.9 尿素 10 碳酸氢钠 4 防染盐S 1.5 碳酸钠 0.5 去离子水余量

4.根据权利要求1-3任一项所述的改性海藻酸衍生物，其中，m选自2-6的整数，n选自15-25的整数，Ra选自1-3个碳原子的烷基。

5.根据权利要求1-3任一项所述的改性海藻酸衍生物，其中，所述聚醚单胺海藻酸钠的摩尔比为1：(4-6)，基于海藻酸钠糖单元实际平均摩尔质量222Da计算。

6.根据权利要求1-3任一项所述的改性海藻酸衍生物，其中，海藻酸钠的重均分子量Mw＝160-200kDa；PDI＝1.8-2.3。

7.根据权利要求1-3任一项所述的改性海藻酸衍生物，其中，所述反应在N-羟基琥珀酰亚胺磺酸钠盐和1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐存在下进行。

8.根据权利要求7所述的改性海藻酸衍生物，其中，N-羟基琥珀酰亚胺磺酸钠盐和1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐与海藻酸钠的摩尔比分别为1：(8-12)和1：(4-6)，基于海藻酸钠实际糖单元平均摩尔质量222Da计算。

9.根据权利要求1-3任一项所述的改性海藻酸衍生物，其中，所述反应温度为30-70℃，反应时间为2-10h。

10.根据权利要求1-3任一项所述的改性海藻酸衍生物，其中，所述反应之后，进一步使用截留分子量10000Da的透析袋透析。