CN113774690B - 一种涤纶织物处理液及其数码印花用途 - Google Patents

一种涤纶织物处理液及其数码印花用途 Download PDF

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Abstract

公开了一种涤纶织物处理液，其配方为：丙烯酸聚合物改性β‑环糊精25‑55g/L；次亚磷酸钠4‑16g/L；尿素2‑8g/L；有机酸5‑15g/L；去离子水余量。此外，还公开了所述涤纶织物处理液在涤纶织物数码印花中的用途。该涤纶织物处理液针对涤纶织物不仅获得较高清晰度，而且获得更高耐湿摩擦色牢度。

Description

一种涤纶织物处理液及其数码印花用途
技术领域
本发明属于纺织染整技术领域，具体涉及一种涤纶织物处理液及其数码印花用途。
背景技术
数码印花作为一种高科技的新兴技术，它通过扫描仪等输入设备将印花图案数字化，并输入到计算机中；在利用专用软件控制微压电式喷墨系统，将印花墨水直接喷射到纺织介质上，形成所需的印花图案。随着劳动力成本的逐年提升和环境保护法规趋于严格，越来越多的印花企业开始转变生产方式向数码印花行业转型。
但数码印花在工业化发展的过程中存在一些问题有待解决。首先，印花速度慢。一般情况下，普通的印花工厂可每分钟以几米至几十米的速度印花，但数码印花却是一米几分钟，虽然开发了高速的数码印花机，但仍无法与圆网和平网印花机相比。其次，印花机的设计和制造涉及精密机械、计算机、光电一体化等先进技术，要求高、成本高，数码打印机对喷嘴有特殊的技术要求，限制了可应用墨水的种类。第三，许多数码印花织物必须进行预处理，使织物达到喷墨印花所需要求，具有一定的清晰度和色牢度。第四，目前墨水的成本高，种类少，适应性差，墨水稳定性差，易堵塞喷嘴，影响生产的连续性。第五，喷墨印花对墨水的粘度、纯度、导电性、表面张力、粒径等因素有特殊要求。目前墨水中添加剂繁多，研制困难。正是这些缺点，限制了喷墨印花技术的大规模应用，因此目前的研究主要集中在如何解决上述的问题，促进喷墨印花的规模化生产。尤其研制出性能优良的墨水和织物的预处理剂，防止墨水在织物表面的渗化，获得较高清晰度和色牢度。
喷墨印花的印刷质量在很大程度上取决于墨水在冲击承印物表面时的扩散和渗透情况，而这与织物性质有较大相关性。织物的原料组成、织造类型、纱线密度、纱线尺寸、纤维排列和织物克重等共同决定着织物性质，成为数码印花效果的影响因素。
织物印花效果可由预处理工艺进行改善。在传统印花过程中，印花浆料里可包含增稠剂、尿素或其他助剂来改善此类现象，提升印花性能。然而，如果在喷墨墨水中加入大量助剂可能会腐蚀甚至堵塞数码印花机喷墨打印头。因此，为了提高数码印花效果，常常根据织物的特性和应用目的进行有针对性的预处理和后处理。
陈丽等人采用β-环糊精和柠檬酸为原料合成柠檬酸-β-环糊精，将其用于涤纶织物颜料墨水喷墨印花预处理，改善喷墨印花的清晰度和颜色深度。柠檬酸-β-环糊精处理后的涤纶织物喷墨印花清晰度由12.5％增加至70.0％，说明印花宽度更接近于设置宽度，渗化现象减弱。织物上印花色块的K/S值由3.6增至5.9，颜色深度增加。柠檬酸-β-环糊精处理后涤纶织物的润湿性和柔软度相比未处理织物略有下降。扫描电镜图进一步表明，涤纶纤维表面及纤维之间的空隙处覆盖着一层柠檬酸-β-环糊精薄膜，增加了纤维表面的粗糙度，降低了毛细管效应，提高了织物的防渗化性能。但该预处理会使涤纶织物的润湿性和柔软度下降，同时会降低印花的耐湿摩擦色牢度。
陈少瑜等人采用氯化胆碱、环氧氯丙烷对β-环糊精进行改性，制备季铵盐阳离子β-环糊精，其Zeta电位显著高于β-环糊精，用于涤纶织物预处理，可提高其对涤纶纤维的亲和力；涤纶织物上季铵盐阳离子β-环糊精具有包合性能，阻碍带有负电荷的墨滴向周围扩散，改善涤纶织物喷墨印花颜色深度和图案清晰度。分析涤纶预处理温度和pH对颜色深度的影响，结果表明，提高预处理温度和pH可增加喷墨印花颜色深度。但该预处理同样会影响涤纶织物的润湿性。
王嘉欣等人通过高碘酸钠氧化β-环糊精制备二醛β-环糊精，将涤纶织物依次于壳聚糖溶液、二醛β-环糊精溶液中进行轧-烘-焙处理，得到改性涤纶织物。探究高碘酸钠用量(高碘酸钠与脱水葡萄糖单元的量比)、二醛β-环糊精质量浓度与壳聚糖质量分数对改性涤纶织物亲水性能的影响。结果表明：在脱水葡萄糖单元/高碘酸钠的量比为1∶1、壳聚糖质量分数为3％、二醛β-环糊精质量浓度为80g/L的条件下，二醛β-环糊精/壳聚糖交联改性涤纶织物的回潮率高达2.28％，相比原涤纶织物提高了1.88％，接触角在2s内下降为0；改性后涤纶织物经过30次皂洗后质量减少率控制在7％以内。然而，该预处理不能获得较高清晰度，同时会降低印花的耐湿摩擦色牢度。
因而，针对涤纶织物，仍然需要寻找一种获得较高清晰度和色牢度的涤纶织物处理液及其数码印花用途。
发明内容
本发明的目的在于提供一种涤纶织物处理液及其数码印花用途。相对于现有技术，所述涤纶织物处理液针对涤纶织物不仅获得较高清晰度，而且获得更高耐湿摩擦色牢度。
为了解决上述技术问题，一方面，本发明采用以下技术方案：一种涤纶织物处理液，其配方为：
丙烯酸聚合物改性β-环糊精25-55g/L；
次亚磷酸钠4-16g/L；
尿素2-8g/L；
有机酸5-15g/L；
去离子水余量。
根据本发明所述的处理液，其中，其配方为：
丙烯酸聚合物改性β-环糊精30-50g/L；
次亚磷酸钠6-14g/L；
尿素3-7g/L；
有机酸7-13g/L；
去离子水余量。
根据本发明所述的处理液，其中，其配方为：
丙烯酸聚合物改性β-环糊精35-45g/L；
次亚磷酸钠7.5-12.5g/L；
尿素4-6g/L；
有机酸8-12g/L；
去离子水余量。
根据本发明所述的处理液，其中，所述有机酸选自柠檬酸。
根据本发明所述的处理液，其中，所述丙烯酸聚合物改性β-环糊精由丙烯酸、甲基丙烯酸磺酸钠、4-羟丁基聚乙二醇乙烯基醚和末端丙烯酸酯的β-环糊精单体共聚反应得到。
根据本发明所述的处理液，其中，所述末端丙烯酸酯的β-环糊精单体与4-羟丁基聚乙二醇乙烯基醚的摩尔比为1：(2-4)。
优选地，所述末端丙烯酸酯的β-环糊精单体与4-羟丁基聚乙二醇乙烯基醚的摩尔比为1：(2.5-3.5)。
根据本发明所述的处理液，其中，所述末端丙烯酸酯的β-环糊精单体由β-环糊精与对苯磺酰氯按照摩尔比1：1反应后，再依次与2-羟基乙胺和甲基丙烯酸缩水甘油酯反应得到。
根据本发明所述的处理液，其中，4-羟丁基聚乙二醇乙烯基醚的数均分子量Mn＝1500-3500g/mol。
优选地，4-羟丁基聚乙二醇乙烯基醚的数均分子量Mn＝1800-3000g/mol。
根据本发明所述的处理液，其中，所述末端丙烯酸酯的β-环糊精单体与丙烯酸和甲基丙烯酸磺酸钠的摩尔比为1：(5-9)：(0.5-1.5)。
优选地，所述末端丙烯酸酯的β-环糊精单体与丙烯酸和甲基丙烯酸磺酸钠的摩尔比为1：(6-8)：(0.8-1.2)。
根据本发明所述的处理液，其中，所述共聚反应的引发体系为过氧化氢/Vc体系。
有利地，过氧化氢与Vc的摩尔比为(2.4-3.6)：1；优选地，过氧化氢与Vc的摩尔比为(2.7-3.3)：1。
根据本发明所述的处理液，其中，过氧化氢的加入量为所有共聚单体摩尔数之和的5-15％。
优选地，过氧化氢的加入量为所有共聚单体摩尔数之和的8-12％。
根据本发明所述的处理液，其中，所述共聚反应的反应温度为40-80℃。
优选地，所述共聚反应的反应温度为50-70℃。
根据本发明所述的处理液，其中，所述丙烯酸聚合物改性β-环糊精的重均分子量Mw＝10000-18000g/mol；数均分子量Mn＝4000-6000g/mol；PDI＝2.5-2.9。
优选地，所述丙烯酸聚合物改性β-环糊精的重均分子量Mw＝12000-15000g/mol；数均分子量Mn＝4500-5500g/mol；PDI＝2.6-2.8。
另一方面，本发明还提供了一种根据本发明所述处理液在涤纶织物数码印花中的用途。
发明人发现，相对于现有技术，所述涤纶织物处理液针对涤纶织物不仅获得较高清晰度，而且获得更高耐湿摩擦色牢度。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
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。
实施例1—末端丙烯酸酯的β-环糊精单体
在30min内，向350mL含有25g(22mmol)β-环糊精的悬浮液中加入160mL NaOH溶液(2.34M)，在室温搅拌下剧烈搅拌反应3h，然后加入8.39g(44mmol)对苯磺酰氯，在4℃条件下剧烈搅拌反应5h。过滤除去未反应的对苯磺酰氯，加入盐酸中和至pH＝6.5，在4℃条件下静置过夜。抽滤得到白色沉淀。在水中重结晶3次，60℃条件下真空干燥24h，得到白色固体1。
将20g(15.5mmol)白色固体1，20mL DMF和20mL 2-羟基乙胺依次加入到圆底烧瓶中，75℃条件下搅拌反应6h，冷却至室温，反应结束。将反应液倾入300mL冷丙酮中，得到白色沉淀作为粗产物。将粗产物再次溶解于水中，并且使用丙酮再沉淀；反复3次。60℃条件下真空干燥48h，得到白色固体2。
将30g(25.5mmol)白色固体2溶解于80mL体积比1：1的DMF/H2O混合溶液中，加入4.35g(30.6mmol)甲基丙烯酸缩水甘油酯，80℃条件下搅拌反应10h。冷却至室温，反应结束。将反应液倾入400mL冷丙酮中，得到白色沉淀作为粗产物。将粗产物再次溶解于水中，并且使用丙酮再沉淀；反复3次。室温条件下真空干燥48h，得到白色固体3，即末端丙烯酸酯的β-环糊精单体。1HNMR(600MHz,DMSO-d6)δ:6.08(s,1H),5.97(d,1H),5.82-5.55(m,14H),4.87(s,5H),4.82(s,2H),4.53-4.35(m,7H),4.06(m,1H),3.98(m,1H),3.78-3.46(m,28H),3.45-3.22(m,16H),3.17(m,1H),2.94(m,1H),2.74-2.35(m,4H),1.89(s,2H),1.87(s,1H)。
实施例2—丙烯酸聚合物改性β-环糊精
将23.8g(18mmol)末端丙烯酸酯的β-环糊精单体和130g(54mmol)4-羟丁基聚乙二醇乙烯基醚(数均分子量Mn＝2400g/mol)加入到圆底烧瓶中，再加入200mL去离子水。在氮气气氛保护下，水浴升温至60℃，搅拌条件下得到透明溶液。加入0.73g(21.6mmol)过氧化氢。再将1.26g(7.2mmol)Vc溶于50mL去离子水中，得到引发剂溶液。再将9.2g(126mmol)丙烯酸和2.9g(18mmol)甲基丙烯酸磺酸钠溶解于30mL去离子水中，得到单体溶液。将单体溶液和引发剂溶液滴加到前述透明溶液中，滴加完毕继续反应1h。反应完毕，冷却至室温。使用30wt％氢氧化钠溶液调节pH＝6.5，得到浅黄色透明溶液。将浅黄色透明溶液倾入500mL冷无水乙醇中，得到淡黄色沉淀作为粗产物。将粗产物再次溶解于水中，并且使用无水乙醇再沉淀；反复3次。室温条件下真空干燥48h，得到丙烯酸聚合物改性β-环糊精。IR(KBr)ν＝3390cm-1，2930cm-1，1722cm-1，1643cm-1，1460cm-1，1340cm-1，1082cm-1，960cm-1。使用安捷伦PL-GPC50测定丙烯酸聚合物改性β-环糊精的重均分子量Mw＝13684g/mol；数均分子量Mn＝5035g/mol；PDI＝2.71。
实施例3—涤纶织物处理液
涤纶织物处理液配方为：
丙烯酸聚合物改性β-环糊精40g/L；
次亚磷酸钠10g/L；
尿素5g/L；
柠檬酸10g/L；
去离子水余量。
采取浸轧法对涤纶织物进行处理。涤纶织物为80g/m2的平纹涤纶织物(经纬纱线均为32tex，经密282根/10cm，纬密240根/10cm)。浸轧温度为40℃，浴比1：40，二浸二轧，带液率65％。在80℃预烘4min，随后在180℃焙烘2min。得到经处理的涤纶织物。
在室温和60％相对湿度条件下，使用Epson GS6000数码喷墨印花机印制1mm的青色条纹；设定印花参数为：720*540dpi(3pass)，出墨量100％。印花后160℃焙烘3min。
比较例1—涤纶织物处理液
采用背景技术部分的柠檬酸-β-环糊精替换丙烯酸聚合物改性β-环糊精，其余条件同实施例3。
性能测试
采用光学显微镜在50倍时拍摄印花织物的线条和色块。采用线宽测量软件测量织物印花线条两侧渗化最严重处的宽度作为打印宽度，按照下式计算经向和纬向的清晰度。清晰度＝设置宽度/打印宽度*100％。
印花织物的耐摩擦色牢度按照《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1。
表1
清晰度(经向/纬向) 耐湿摩擦色牢度
实施例3 82.3/79.5 3-4
比较例1 71.6/68.2 2-3
从表1可以看出，相对于比较例1，本发明实施例3所述涤纶织物处理液针对涤纶织物不仅获得较高清晰度，而且获得更高耐湿摩擦色牢度。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种涤纶织物处理液，其配方为：
丙烯酸聚合物改性β-环糊精 25-55g/L；
次亚磷酸钠 4-16g/L；
尿素 2-8g/L；
有机酸 5-15g/L；
去离子水 余量；
其中，丙烯酸聚合物改性β-环糊精由丙烯酸、甲基丙烯酸磺酸钠、4-羟丁基聚乙二醇乙烯基醚和末端丙烯酸酯的β-环糊精单体共聚反应得到；
所述末端丙烯酸酯的β-环糊精单体与4-羟丁基聚乙二醇乙烯基醚的摩尔比为1：(2-4)；所述末端丙烯酸酯的β-环糊精单体与丙烯酸和甲基丙烯酸磺酸钠的摩尔比为1：(5-9)：(0.5-1.5)；
所述末端丙烯酸酯的β-环糊精单体由β-环糊精与对苯磺酰氯按照摩尔比1：1反应后，再依次与2-羟基乙胺和甲基丙烯酸缩水甘油酯反应得到；
4-羟丁基聚乙二醇乙烯基醚的数均分子量Mn=1500-3500g/mol；
所述丙烯酸聚合物改性β-环糊精的重均分子量Mw=10000-18000g/mol；数均分子量Mn=4000-6000g/mol；PDI=2.5-2.9。
2.根据权利要求1所述的处理液，其中，其配方为：
丙烯酸聚合物改性β-环糊精 30-50g/L；
次亚磷酸钠 6-14g/L；
尿素 3-7g/L；
有机酸 7-13g/L；
去离子水 余量。
3.根据权利要求2所述的处理液，其中，其配方为：
丙烯酸聚合物改性β-环糊精 35-45g/L；
次亚磷酸钠 7.5-12.5g/L；
尿素 4-6g/L；
有机酸 8-12g/L；
去离子水 余量。
4.根据权利要求1所述的处理液，其中，所述有机酸选自柠檬酸。
5.一种根据权利要求1-4任一项所述涤纶织物处理液在涤纶织物数码印花中的用途。
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