CN114855479A - 一种纯棉织物喷墨印花预处理剂及预处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种纯棉织物喷墨印花预处理剂及预处理方法，所述的预处理剂包括1％‑3％的水溶性聚合物、1％‑10％的吸湿剂、1％‑5％的碱剂和余量的水；将吸湿剂和碱剂搅拌溶于蒸馏水中，然后边搅拌边缓缓加入水溶性聚合物，搅拌均匀后得到所述的纯棉织物喷墨印花预处理剂。对纯棉织物进行喷墨印花预处理时，将纯棉织物喷墨印花预处理剂使用卧式轧车，采用二浸二轧的方式将预处理剂施加到纯棉织物表面，然后将纯棉织物置于热烘焙机中进行烘干。本发明制糊简单，工艺流程时间短，对织物损伤小，适合工业化生产。

Description

一种纯棉织物喷墨印花预处理剂及预处理方法
技术领域
本发明涉及一种纯棉织物的喷墨印花预处理剂及预处理方法，属于纺织品数字喷墨印花技术领域。
背景技术
纺织品数字喷墨印花技术是将图案输入计算机，经计算机分色处理后，将输入的图案打印在织物表面，其按需给墨的生产方式能有效减少印花废水的排放。同时，纺织品数字喷墨印花技术无需制版，生产灵活性好，分辨率高，生产周期短，目前，在纺织印染行业快速发展。
棉纤维是一种天然的纤维素纤维，其具有优异的吸湿透气性，穿着舒适性等优点，备受消费者的青睐。但是，棉纤维的结晶度相对较高，活性染料墨水与棉纤维中无定形区反应的位点有限，导致活性染料在棉织物的印染过程中的染料利用率较低，印染废水排放较高，印花织物的颜色深度较低。同时，在棉织物数字喷墨印花过程中，由于棉纤维较好的亲水性以及织物特殊的组织结构，墨滴喷射到织物上时发生剧烈渗化，导致印花织物的轮廓清晰度下降，印花产品的质量降低。因此，为了获得高品质的数字喷墨印花产品，基于棉织物本身的性质和数字喷墨印花技术的特性，需要对棉织物织物进行预处理，通过改变棉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。
为消除棉织物自身性质对数字喷墨印花产品带来的不利影响。中国专利CN110158322A公开了一种用于棉织物数码喷墨印花前处理的整理剂及其制备方法、使用方法，其整理剂成分包含双壁材黄原胶微胶囊负载的纳米氧化钛颗粒1-4份，纳米级羧基化壳聚糖微球1-3份，海藻酸钠2-4份，尿素8-13份，氯化钙1-3份，增稠剂1-1.5份，交联剂EH0.6-1.2份，去离子水40-80份。将该整理剂采用平网磁棒刮样机施加在棉织物上，并对其进行喷墨印花，所得的印花织物具有较好的轮廓清晰度，色彩鲜艳度以及色牢度。中国专利CN109235088A公开了一种增加棉织物印花色深的数码印花方法，其使用的上浆剂包含数码印花糊料(羧基化多糖化合物或者羧基化多醇化合物)4％～8％、氧化剂0～1％、碱剂0～8％、蒸馏水85％～95％。将上浆剂刮涂到棉织物上，进行喷墨印花，所得印花棉织物具有较好的颜色深度。
然而，上述专利所制得的数字喷墨印花棉织物虽然具备较好的颜色深度，轮廓清晰度以及色牢度，但是其糊料用量较高，成本高，同时上浆过程繁琐，难以进行大规模生产。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的棉织物数字喷墨印花产品颜色深度较低，轮廓清晰度较差，印花废水排放多等技术不足，而提供一种适用于纯棉织物的数字喷墨印花预处理剂及预处理工艺，通过改变棉纤维的表面性质，来改善印花棉织物的颜色深度和轮廓清晰度。本发明通过一种简易的预处理方式，提高喷墨印花棉织物的颜色深度，轮廓清晰度和染料利用率，达到节能减排，绿色环保的要求。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明的目的之一是提供一种纯棉织物喷墨印花预处理剂，包括以下质量百分比的组分：1％-3％的水溶性聚合物、1％-10％的吸湿剂、1％-5％的碱剂和余量的水。
上述技术方案中，所述的水溶性聚合物，为海藻酸丙二醇酯、羟乙基甲基纤维素、羧甲基羟丙基纤维素中任意一种、两种及以上以任意比例混合而成的混合物。
上述技术方案中，所述的吸湿剂，为尿素、丙三醇、乙二醇、聚乙二醇中任意一种、两种及以上以任意比例混合而成的混合物。
上述技术方案中，所述的碱剂，为碳酸氢钠、碳酸钠、氢氧化钠中任意一种、两种及以上以任意比例混合而成的混合物。
本发明的目的之二是提供一种纯棉织物喷墨印花预处理剂的配制方法，包括以下步骤：将1％-10％的吸湿剂和1％-5％碱剂搅拌溶于蒸馏水中，然后边搅拌边缓缓加入1％-3％的水溶性聚合物，搅拌均匀后得到所述的纯棉织物喷墨印花预处理剂。
本发明的目的之三是提供一种纯棉织物喷墨印花预处理方法，包括以下步骤：
(1)将所述的纯棉织物喷墨印花预处理剂使用卧式轧车，采用二浸二轧的方式将预处理剂施加到纯棉织物表面；
(2)步骤(1)完成后，将纯棉织物置于热烘焙机中进行烘干。
上述技术方案中，步骤(1)中，采用二浸二轧的方式将预处理剂施加到纯棉织物表面时，轧液率为80-100％。
上述技术方案中，步骤(2)中，烘干时，烘干的温度为100℃，烘干的时间为3min。
本发明中，纯棉织物经过预处理剂预处理后，使用活性染料墨水对处理后的纯棉织物进行喷墨印花，依次经烘干、汽蒸、水洗、烘干后得到喷墨印花织物。
与现有技术相比，具有以下特点：
本发明使用所述的预处理液对纯棉织物进行表面处理，改变了棉纤维的表面微观结构，堵塞了纤维之间的毛细管，降低了织物表面的润湿性，抑制了墨滴在织物上的铺展，有效的提高了印花织物的轮廓清晰度，同时印花织物的颜色深度和染料利用率得到有效的提升。本发明制糊简单，工艺流程时间短，对织物损伤小，适合工业化生产。
附图说明
图1为不同羟乙基甲基纤维素含量对橙色活性染料喷墨印花K/S的影响。
具体实施方式
以下对本发明技术方案的具体实施方式详细描述，但本发明并不限于以下描述内容：
本发明的以下实施例中，用到的主要材料如下：
纯棉织物为纯棉平纹织物，克重为120g/cm2，购自鲁丰织染有限公司；
海藻酸丙二醇酯为工业级，购自郑州明欣化工产品有限公司；
羧甲基羟丙基纤维素为工业级，购自湖北摆渡化学有限公司；
羟乙基甲基纤维素为工业级，购自山东优索化工科技有限公司；
尿素为分析纯，购自国药集团化学试剂有限公司；
碳酸氢钠为分析纯，购自国药集团化学试剂有限公司；
活性橙13为高纯度脱盐，购自中国台湾省永光化学工业股份有限公司，染料结构为一氯均三嗪型；
活性红218为高纯度脱盐，购自中国台湾省永光化学工业股份有限公司，染料结构为一氯均三嗪型。
下面结合具体的实施例对本发明进行阐述：
实施例1：
一种纯棉织物喷墨印花预处理剂，包括以下质量百分比的组分：2.5％的海藻酸丙二醇酯、2％的碳酸氢钠、8％的尿素和87.5％的水；将吸湿剂和碱剂搅拌溶于蒸馏水中，然后边搅拌边缓缓加入水溶性聚合物，搅拌均匀后得到所述的纯棉织物喷墨印花预处理剂。
使用实施例1得到的预处理剂对纯棉织物进行喷墨印花预处理：将上述预处理液充分搅拌均匀，使用卧式轧车，采用二浸二轧的方式对纯棉织物进行预处理，轧液率为90％，随后100℃烘干3min。
实施例2：
一种纯棉织物喷墨印花预处理剂，包括以下质量百分比的组分：包括以下质量百分比的组分：2％的羧甲基羟丙基纤维素、2％的碳酸氢钠、8％的尿素和88％的水；将吸湿剂和碱剂搅拌溶于蒸馏水中，然后边搅拌边缓缓加入水溶性聚合物，搅拌均匀后得到所述的纯棉织物喷墨印花预处理剂。
使用实施例2得到的预处理剂对纯棉织物进行喷墨印花预处理：将上述预处理液充分搅拌均匀，使用卧式轧车，采用二浸二轧的方式对纯棉织物进行预处理，轧液率为90％，随后100℃烘干3min。
实施例3：
一种纯棉织物喷墨印花预处理剂，包括以下质量百分比的组分：2％的羟乙基甲基纤维素、2％的碳酸氢钠、8％的尿素和88％的水。
使用实施例3得到的预处理剂对纯棉织物进行喷墨印花预处理：将上述预处理液充分搅拌均匀，使用卧式轧车，采用二浸二轧的方式对纯棉织物进行预处理，轧液率为90％，随后100℃烘干3min。
对比实施例1：
未含水溶性聚合物的预处理液，包括以下质量百分比的组分：2％的碳酸氢钠、8％的尿素和90％的水；预处理纯棉织物的方法与实施例1相同。
验证实施例：
将实验例1，2，3和比较例1处理过的纯棉织物用红色和橙色活性染料墨水进行喷墨印花，印花后的织物在60℃烘箱中烘干10min，随后汽蒸十分钟，经充分水洗(冷水洗-热水洗-皂洗-热水洗-冷水洗)后，在60℃下烘干10min得到喷墨印花棉织物。
本发明对喷墨印花纯棉织物的颜色深度、防渗化性能及渗透性能进行了测试，从而验证预处理剂对纯棉织物印花效果的作用。所述的颜色深度用K/S表示，即为印花纯棉织物的表观颜色深度，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。
本发明所述防渗化性能的表征方法为使用DVM6超景深显微镜观察墨滴在棉织物上的渗打印线条的宽度，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。
本发明使用datacolor 850测色仪对印花棉织物进行颜色数据的测量，结果如表1和表2所示。
表1为不同预处理条件下的印花棉织物的颜色数据(橙色染料墨水)
Figure BDA0003613586550000071
使用Datacolor 850测试用橙色活性染料墨水的印花棉织物的颜色数据，将要测试的橙色印花色块叠三层放置于测色孔前固定，随机测试五次。
表1是以橙色为例，经实施例1，2，3处理过的喷墨印花棉织物的亮度值(L*) 相较于比较例1减小，这意味着印花棉织物的颜色变暗；橙色光中，a*和b*均为正值，且经水溶性聚合物处理后增大，表明橙色是由红色和黄色组成的，且橙色色光更红、更黄。实施例1，2，3的色彩饱和度(C*)和色相角(h°)相比于比较例1均增大，色彩更加鲜艳。同时，实施例3的K/S最大，实施例获得了较好的表观色深。
表2为不同预处理条件下的印花棉织物的颜色数据(红色染料墨水)
Figure BDA0003613586550000072
表2是以红色为例，经实施例1，2，3处理过的喷墨印花棉织物的亮度值(L*) 相较于比较例1减小，这意味着印花棉织物的颜色变暗；a*为正值，b*为负值，表明活性红218染料印花的棉织物的色光是由红光和蓝光组成的。实施例1，2， 3的色彩饱和度(C*)和色相角(h°)相比于比较例1均增大，色彩更加鲜艳。同时，实施例3的K/S最大，实施例获得了较好的表观色深。
本发明请使用datacolor 850测色仪对印花棉织物正面与背面进行颜色深度的测量，从而验证预处理剂对纯棉织物渗透率(PF)。所述的印花织物的正面的颜色深度用(K/S)f表示，印花织物的背面的颜色深度用(K/S)b表示，由如下公式计算得到：
PF＝(K/S)b/(K/S)f
式中，PF越大，意味着印花织物的防渗透性能越差；PF越小，意味着印花织物的防渗化性能越好。
表3为不同预处理条件下对橙色和红色喷墨印花织物的防渗透性能
Figure BDA0003613586550000081
由表3数据可以看出，比较例1中的渗透率最大，而实施例1,2,3的印花织物的渗透率较低，这意味着经过处理后的印花织物的防渗透性能能够显著提升，墨滴难以渗透到织物背面，导致颜色深度的降低。其中，实施例3中的羟乙基甲基纤维素的渗透率最低，其防渗透性能最好。
表4不同预处理条件下对橙色和红色喷墨印花织物的线条宽度的影响
Figure BDA0003613586550000082
Figure BDA0003613586550000091
使用DVM6超景深显微镜拍摄橙色和红色的印花线条，并测量其宽度，以表征喷墨印花织物的防渗化性能。所印得的线条需多次测量，取平均值，线条宽度越细，意味着处理后的印花棉织物的防渗化效果越好，印花织物的轮廓清晰度越高。
由表4的数据可以看到，在比较例1中，两种颜色打印出来的线条最宽，而实施例1，2，3打印出的来的线条相对于比较例中的较细。其中，实施例3中含羟乙基甲基纤维素预处理剂的打印出的线条最细，说明含羟乙基甲基纤维素处理的印花织物的轮廓清晰度最好。图1为对实施例3中含羟乙基甲基纤维素预处理剂的含量进行了优化，并进行喷墨印花。以活性橙13染料墨水为例，随着聚合物含量的增加，印花棉织物的颜色深度呈现先增加后降低再趋于平衡的趋势，在含量为2％时，印花织物的颜色深度达到了最大值，K/S值为19.6050。
上述实例只是为说明本发明的技术构思以及技术特点，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明的实质所做的等效变换或修饰，都应该涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种纯棉织物喷墨印花预处理剂，其特征在于，包括以下质量百分比的组分：1％-3％的水溶性聚合物、1％-10％的吸湿剂、1％-5％的碱剂和余量的水。
2.根据权利要求1所述的预处理剂，其特征在于，所述的水溶性聚合物，为海藻酸丙二醇酯、羟乙基甲基纤维素、羧甲基羟丙基纤维素中任意一种、两种及以上以任意比例混合而成的混合物。
3.根据权利要求1所述的预处理剂，其特征在于，所述的吸湿剂，为尿素、丙三醇、乙二醇、聚乙二醇中任意一种、两种及以上以任意比例混合而成的混合物。
4.根据权利要求1所述的预处理剂，其特征在于，所述的碱剂，为碳酸氢钠、碳酸钠、氢氧化钠中任意一种、两种及以上以任意比例混合而成的混合物。
5.一种权利要求1-4任意一项所述的纯棉织物喷墨印花预处理剂的配制方法，其特征在于，包括以下步骤：将1％-10％的吸湿剂和1％-5％碱剂搅拌溶于蒸馏水中，然后边搅拌边缓缓加入1％-3％的水溶性聚合物，搅拌均匀后得到所述的纯棉织物喷墨印花预处理剂。
6.一种使用权利要求1-4任意一项所述的纯棉织物喷墨印花预处理剂对纯棉织物进行喷墨印花预处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将所述的纯棉织物喷墨印花预处理剂使用卧式轧车，采用二浸二轧的方式将预处理剂施加到纯棉织物表面；
(2)步骤(1)完成后，将纯棉织物置于热烘焙机中进行烘干。
7.根据权利要求6所述的预处理方法，其特征在于，步骤(1)中，采用二浸二轧的方式将预处理剂施加到纯棉织物表面时，轧液率为80-100％。
8.根据权利要求6所述的预处理方法，其特征在于，步骤(2)中，烘干时，烘干的温度为100℃，烘干的时间为3min。
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