CN115029942B - 数码喷墨印花前处理液 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了尿囊素在制备数码喷墨印花前处理液中的应用以及一种含有尿囊素的数码喷墨印花前处理液。所述一种数码喷墨印花前处理液，包括如下按重量百分比计算的组分：成膜剂0.5％～5％；钠盐0.01％～4％；尿囊素0.3％～1％；亲水整理剂1％～10％；pH调节剂0～1％；水，余量至100％。尿囊素能加速染料从增稠膜向纤维迁移，能够满足数码喷墨印花表面得色深、手感好、色牢度高同时也保持织物的原始手感和风格的要求。本发明同时提供了一种以尿囊素作为唯一吸湿剂的数码喷墨印花前处理液，该数码喷墨印花前处理液不含尿素，使用过程中不会产生令人不快的气味，并且用量更低，更符合环保的要求。
Description
技术领域
本申请属于数码喷墨印花的技术领域，具体涉及一种数码喷墨印花前处理液。
背景技术
数字喷墨印花技术是21世纪染整工业实现技术革命的关键技术之一。数码喷墨印花相对于传统印花技术具有印花精度高、污染低、低能耗、无污水、占地面积小、生产灵活、成本低等优点。在满足客户个性化需求的同时完美诠释了绿色生产的环保潮流。
数码打印机的喷头是一个具有一定化学和物理性能的精细部件，传统色浆中的助剂会对其喷嘴造成堵塞甚至严重损害机器。而市面上使用的墨水粘度低、表面张力高，将其直接打印在织物上容易发生渗化，影响印花图案的清晰度，其对织物喷墨印花效果影响很大，特别对印花轮廓精细度与清晰度的影响更不容忽视。印花图案的清晰度差是因为微小墨滴的传播方式造成图案的渗化，染料墨水直喷时，染料在织物上的黏附性比较弱，编针织涤纶织物的表面张力较高，直喷时墨水会在织物上产生渗透现象喷墨。同时存在颜色浅，牢度差等问题，而前处理是引起墨滴与织物作用力变化的关键。织物的前处理是此项技术在国内急需解决的主要问题之一。
前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。前处理液就是为了实现上述前处理目的而制造的。其可以使纤维膨胀，使染料能够迅速渗透到纤维中。尿素是前处理液中常见的吸湿剂成分，其可以促使纤维膨胀。但以尿素作为吸湿剂，其使用量较大，一般在3重量％以上，而尿素在使用过程中容易产生令人不快的气味。另一方面，2013年1月1日起实施的新版GB 4287-2012《纺织染整工业水污染物排放标准》中提高了污染物排放控制要求，其中对氨氮、总氮含量和化学需氧量都作了严格的特别排放限值，因此，替代尿素的配方开始受到关注。CN103952931A中提供一种低尿素的浆料，其采用三甘醇或丙三醇与尿素进行复配，从而降低浆料中的尿素含量，经换算，浆料中尿素的含量最低可以达到1.2重量％。虽然降低了尿素的含量，但尿素最终仍然会进入污水中，需要进一步处理。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种无需尿素的数码喷墨印花前处理液。
本发明的另一目的在于提供尿囊素的一种新应用。
本发明的另一目的在于提供所述数码喷墨印花前处理液的制备方法。
本发明的另一目的在于提供一种采用所述数码喷墨印花前处理液的织物数码喷墨打印方法。
本发明的上述目的通过如下技术方案予以实现：
尿囊素在制备数码喷墨印花前处理液中的应用。
尿囊素学名为1-脲基间二氮戊烷-2,4-二酮或5-脲基已内酰胺。由于尿囊素最早在牛的尿囊液中发现，广泛存在于哺乳动物的尿液中和动植物的胚胎内，所以俗称尿囊素，分子式为C4H6N4O3，结构式如式(Ⅰ)所示。
由于尿囊素已经广泛应用于日化领域、医学领域、农业领域等，但未有用于数码喷墨印花前处理液的报道。发明人发现，尿囊素具有无毒、无味、无刺激性、无过敏性、吸湿性强等优点，可以代替尿素作为数码喷墨印花前处理液的吸湿剂。而且尿囊素还能加速染料从增稠膜向纤维迁移，能够满足数码喷墨印花表面得色深、手感好、色牢度高同时也保持织物的原始手感和风格的要求。
优选地，所述数码喷墨印花前处理液中的吸湿剂成分包括尿囊素。
优选地，尿囊素作为所述数码喷墨印花前处理液中的唯一吸湿剂成分。
优选地，所述尿囊素在数码喷墨印花前处理液中的含量为0.3～1重量％。
一种数码喷墨印花前处理液，包括如下按重量百分比计算的组分：
所述吸湿剂为尿囊素。
成膜剂的作用是使前处理液喷撒在纤维表面烘干后能成膜，使其更好地停留在纤维表面。所述成膜剂可以是本领域常用的成膜剂。优选地，所述成膜剂为聚丙烯酸酯、海藻酸钠或膨润土中的一种或几种。当所述成膜剂为聚丙烯酸酯时，优选其分子量在4000～100000。
聚丙烯酸酯作为成膜剂的成分时，其添加量优选占数码喷墨印花前处理液总重量0～0.5％。
海藻酸钠作为成膜剂的成分时，其添加量优选占数码喷墨印花前处理液总重量0～4％。
膨润土作为成膜剂的成分时，其添加量优选占数码喷墨印花前处理液总重量0～3％。
成膜剂的用量不能过高，发明人发现，当成膜剂总量超过数码喷墨印花前处理液总重量的5％时，一方面容易导致打印后手感发硬，另一方面，数码喷墨印花前处理液的流动性变差，增加了喷撒的困难。因此控制成膜剂总量不超过5％。
优选地，所述成膜剂为聚丙烯酸酯、海藻酸钠、膨润土三者的混合物。
一种具体的方案，所述数码喷墨印花前处理液，含有占数码喷墨印花前处理液总重量0.01％的聚丙烯酸酯、0.5％的海藻酸钠、0.5％的膨润土。
优选地，所述聚丙烯酸酯的分子量为20000。
钠盐的作用是提供中性电解质来抑制纤维素的电离，从而减少布料纤维的负电性，以及减少阴离子染料在染色过程中所受的静电斥力，进而使染料上染容易。所述钠盐可以是本领域常用的钠盐。优选地，所述钠盐为间硝基苯磺酸钠、碳酸钠或碳酸氢钠中的一种或几种。
亲水整理剂的作用是提供化学纤维结构中缺少亲水基团，便于数码印花的加工。所述亲水整理剂可以是本领域常用的亲水整理剂。优选地，所述亲水整理剂为乙二醇、丙三醇、酒石酸铵或氯化胆碱中的一种或几种。亲水整理剂的用量也不宜过高，发明人研究后认为，亲水整理剂最高占数码喷墨印花前处理液总重量10％以下比较合适。
乙二醇作为亲水整理剂的成分时，其添加量优选占数码喷墨印花前处理液总重量0～10％。
丙三醇作为亲水整理剂的成分时，其添加量优选占数码喷墨印花前处理液总重量0～10％。
酒石酸铵作为亲水整理剂的成分时，其添加量优选占数码喷墨印花前处理液总重量0～0.5％。
氯化胆碱作为亲水整理剂的成分时，其添加量优选占数码喷墨印花前处理液总重量0～0.5％。
优选地，所述亲水整理剂为乙二醇、酒石酸铵、氯化胆碱三者的混合物。除了该优选方案外，所述亲水整理剂中，还可以加入丙三醇。
一个具体方案是，所述数码喷墨印花前处理液，含有占数码喷墨印花前处理液总重量2.5％的乙二醇、0.2％的酒石酸铵、0.2％的氯化胆碱。
作为一种含有丙三醇的具体方案是，所述数码喷墨印花前处理液，含有占数码喷墨印花前处理液总重量2.5％的乙二醇、1.5％的丙三醇、0.2％的酒石酸铵、0.2％的氯化胆碱。
优选地，所述数码喷墨印花前处理液的pH值在7～8。
pH调节剂的目的是使数码喷墨印花前处理液在合适的水平。所述pH调节剂可以是本领域常用的pH调节剂。优选地，所述pH调节剂为醋酸和/或苹果酸。
所述数码喷墨印花前处理液的制备方法，将除pH调节剂以为的成分混合均匀，得到稳定体系，再加入pH调节剂调节pH至7～8，即得所述数码喷墨印花前处理液。
当成膜剂采用海藻酸钠或膨润土时，在混合后即能得到稳定体系。
而当成膜剂采用聚丙烯酸酯时，需要在静置12～24小时，以获得稳定体系。
一种织物数码喷墨打印方法，将所述数码喷墨印花前处理液喷撒在织物待打印部位上，直至织物待打印部位表面完全润湿，然后使用压烫机在140～180℃条件下烘干织物60～90秒，然后采用活性染料进行数码喷墨打印，数码喷墨打印结束后，在140～180℃下再次烘干织物60～90秒，完成打印。
本发明中，所述织物种类不限，优选地，所本发明的织物数码喷墨打印方法尤其适合含棉量为50～100％的平纹布、斜纹布。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明公开尿囊素的新应用，尿囊素可代替尿素作为数码喷墨印花前处理液的吸湿剂。而且尿囊素还能加速染料从增稠膜向纤维迁移，能够满足数码喷墨印花表面得色深、手感好、色牢度高同时也保持织物的原始手感和风格的要求。本发明同时提供了一种以尿囊素作为唯一吸湿剂的数码喷墨印花前处理液，该数码喷墨印花前处理液不含尿素，使用过程中不会产生令人不快的气味，并且用量更低，更符合环保的要求。
附图说明
图1为前处理对数码喷墨印花染料与织物接触时的影响示意图，a图表示未经前处理，染料接触织物时容易发生渗化，b图表示经前处理后，染料接触织物时能较为集中；
图2为经实施例1数码喷墨印花前处理液的处理后在75％含棉量的平纹布进行上打印的效果；
图3为图2产品扫描电镜图(右上图为放大10倍)；
图4为经对比例1数码喷墨印花前处理液的处理后在75％含棉量的平纹布进行上打印的效果；
图5为图4产品扫描电镜图(右上图为放大10倍)；
图6为经实施例2数码喷墨印花前处理液的处理后在95％含棉量的平纹布进行上打印的效果；
图7为图6产品扫描电镜图(右上图为放大10倍)；
图8为经对比例2数码喷墨印花前处理液的处理后在95％含棉量的平纹布进行上打印的效果；
图9为图8产品扫描电镜图(右上图为放大10倍)。
具体实施方式
下面结合具体实施例和对比例对本发明做进一步的详细说明，但本发明并不限于下述实施例。
实施例中，未有特别说明的原料均为常规市售商品。
实施例1～2
按照表1的配方，制备实施例1～2、对比例1～2的数码喷墨印花前处理液。
实施例、对比例中所述数码喷墨印花前处理液按如下方法制备，将除pH调节剂以为的成分混合均匀，并静置24小时后，再加入pH调节剂调节pH至7～8，即得所述数码喷墨印花前处理液。
表1
具体应用效果实验
数码喷墨打印的方式为：
数码喷墨印花前处理液喷撒在织物待打印部位上，直至织物待打印部位表面完全润湿，然后使用压烫机在160℃条件下烘干织物80秒，然后采用广州诺彩生产的NOVI-DTG-PRO数码喷墨打印机，配置涂料墨水CMYKWW进行数码喷墨打印，数码喷墨打印结束后，在160℃下再次烘干织物80秒，完成打印。
将实施例1和对比例1制备的数码喷墨印花前处理液用于75％含棉量的平纹布上，进行数码喷墨打印，观察具体效果；实施例2和对比例2制备的数码喷墨印花前处理液用于95％含棉量的平纹布上，进行数码喷墨打印，观察具体效果，具体结果如表2和图2～9所示。
打印色彩效果通过肉眼观察进行评价，观察晕染、图案形状以及颜色；晕染，分为无晕染、有晕染两级；图案缺陷，分为无缺陷、轻微瑕疵、有明显缺陷三级；图案颜色分为颜色鲜艳、颜色较暗沉两级。
气味效果通过9位测试人员对打印部位进行嗅吸评价，分为无刺激性气味、轻微刺激性气味，明显有刺激性气味三个等级，每个测试人员独立进行测试，测试结果以占多数量的测试人员选择为准。
手感效果通过9位测试人员触摸布料的打印部位和未打印部位进行比较，如认为无明显区别定义为手感相似。如认为有区别，视手感差异大小，分为轻微发硬、明显发硬两个等级。每个测试人员独立进行测试，测试结果以占多数量的测试人员选择为准。
表2
从实施例1和对比例1、实施例2和对比例2的对比均可以看出，以尿囊素代替尿素作为数码喷墨印花前处理液的吸湿剂，可以在低的添加量情况下达到好的颜色效果，对比例1或对比例2可以看出，当尿素含量较低时，容易导致颜色暗沉或发生晕染。
实施例3～6
采用与实施例1相同的方法，按照表3的配方，制备实施例3～6的数码喷墨印花前处理液。
表3
实施例7～10
采用与实施例1相同的方法，按照表3的配方，制备实施例3～6的数码喷墨印花前处理液。
表3
具体应用效果实验
数码喷墨打印的方式为：
数码喷墨印花前处理液喷撒在织物上直至织物打印部位表面完全润湿，然后使用压烫机在160℃条件下烘干织物80秒，然后采用广州诺彩生产的NOVI-DTG-PRO数码喷墨打印机，配置涂料墨水CMYKWW进行数码喷墨打印，数码喷墨打印结束后，在160℃下再次烘干织物80秒，完成打印。
将实施例3～10制备的数码喷墨印花前处理液用于75％含棉量的平纹布上，进行数码喷墨打印，观察具体效果，评价方法与表2方法相同，具体结果如表4所示。
表4
可以看出，本发明提供的尿囊素能很好地替代尿素作为数码喷墨印花前处理液的吸湿剂。本发明制备得到的以尿囊素作为唯一吸湿剂的数码喷墨印花前处理液，能够满足数码喷墨印花表面得色深、手感好、色牢度高同时也保持织物的原始手感和风格的要求。
Claims (6)
1.一种数码喷墨印花前处理液，其特征在于，包括如下按重量百分比计算的组分：
成膜剂0.5%~5%
钠盐0.01%~4%
吸湿剂0.3%~1%
亲水整理剂1%~10%
pH调节剂0~1%
水余量至100%；
所述吸湿剂为尿囊素。
2.根据权利要求1所述数码喷墨印花前处理液，其特征在于，成膜剂为聚丙烯酸酯、海藻酸钠或膨润土中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述数码喷墨印花前处理液，其特征在于，钠盐为间硝基苯磺酸钠、碳酸钠或碳酸氢钠中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述数码喷墨印花前处理液，其特征在于，所述亲水整理剂为乙二醇、丙三醇、酒石酸铵或氯化胆碱中的一种或几种。
5.权利要求1~4任一项所述数码喷墨印花前处理液的制备方法，其特征在于，将除pH调节剂以为的成分混合均匀，得到稳定体系，再加入pH调节剂调节pH至7~8，即得所述数码喷墨印花前处理液。
6.一种织物数码喷墨打印方法，其特征在于，将权利要求1~4任一项所述数码喷墨印花前处理液喷撒在织物待打印部位上，直至织物待打印部位表面完全润湿，然后使用压烫机在140~180℃条件下烘干织物60~90秒，接着采用活性染料进行数码喷墨打印，数码喷墨打印结束后，在140~180℃下再次烘干织物60~90秒，完成打印。
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