專利名稱：一種陽(yáng)離子雜化溶膠及提高印花清晰度和牢度的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種陽(yáng)離子雜化溶膠及提高印花清晰度和牢度的方法，屬于 紡織化工技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，單一性能的材料已不能滿足人們的需要。目前通 過(guò)兩種或多種材料的功能互補(bǔ)和優(yōu)化，可以制備出性能優(yōu)異的復(fù)合材料，因 此具有廣闊的應(yīng)用前景。有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化材料是無(wú)機(jī)材料和有機(jī)材料在納米尺 度結(jié)合的復(fù)合材料，兩相間存在強(qiáng)的作用力或形成互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。由于其兼 備有機(jī)高分子材料和無(wú)機(jī)材料的性能，可以克服單一的有機(jī)或無(wú)機(jī)材料的局 限性，同時(shí)在光學(xué)、力學(xué)、電學(xué)以及電化學(xué)等方面呈現(xiàn)出許多新的特性，因 此有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化材料是復(fù)合材料領(lǐng)域的一個(gè)重要的研究方向。目前有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化材料常用的制備方法為溶膠凝膠法，該方法是一般是將金屬的有機(jī)醇鹽或無(wú)機(jī)鹽在控制一定條件下，如溶液的pH值、溫度和濃度 等，進(jìn)行水解縮聚反應(yīng)形成溶膠，凝膠，并經(jīng)熱處理而成為氧化物或其他固 體化合物的方法。溶膠凝膠法制備材料，由于反應(yīng)組分在納米級(jí)均勻混合， 因此材料的均一性好，化學(xué)成分可以有選擇的摻雜，制品的純度高，可以制 得薄膜、纖維等不同形態(tài)的制品。溶膠凝膠技術(shù)可以應(yīng)用于紡織品制備功能性織物，由于納米溶膠易于進(jìn) 行化學(xué)或物理改性，使用不同的納米溶膠可以提高織物的性能，如提高羊毛 織物的防縮絨性和保水性，提高染色織物的固色牢度。還可以制備具有生物 活性的織物，或改變織物的表面性能、光學(xué)性能。CN1546781A通過(guò)溶膠-凝 膠法制備硅溶膠和鈦溶膠混合水溶膠處理織物，達(dá)到提高織物固色的目的。 CN1546781A中制備的溶膠，采用浸軋整理方法，在100 18(TC的熱處理，以 提高紡織品的色牢度。有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化材料是在無(wú)機(jī)網(wǎng)絡(luò)中摻入有機(jī)的功能分子或者聚合物，無(wú) 機(jī)相一般是氧化硅、氧化鈦、氧化鋁等，有機(jī)相一般是有機(jī)聚合物。在無(wú)機(jī) 溶膠中雜化陽(yáng)離子性物質(zhì)，無(wú)機(jī)金屬醇鹽水解、縮合形成溶膠，再選擇共溶 劑，使得溶膠和陽(yáng)離子性物質(zhì)在溶劑中共混，這樣就賦予雜化材料陽(yáng)離子的特性。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種陽(yáng)離子雜化溶膠及提高印花清晰度和牢度的 方法，陽(yáng)離子雜化溶膠對(duì)織物浸軋整理，再經(jīng)過(guò)熱處理，在織物的表面形成 一層薄膜，織物噴墨印花以后，從而將墨水固著在織物的表面上，阻止了墨 水的滲透和擴(kuò)散，可以提高噴墨印花產(chǎn)品的清晰度、顏色的深度和鮮艷度。本發(fā)明的主要解決方案是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明陽(yáng)離子雜化溶膠的制備向反應(yīng)容器中依次加入溶劑為15 30份、陽(yáng)離子性化合物為5 20份、前驅(qū)體為24 32份，去離子水為50 80份，在攪拌器上攪拌，混合均勻， 在攪拌的條件下將0.05 1份催化劑滴加到混合液中，在室溫下攪拌得到透明的陽(yáng)離子雜化溶膠。 本發(fā)明一種陽(yáng)離子雜化溶膠及提高印花清晰度和牢度的方法采用以下工藝步驟1. 預(yù)處理向反應(yīng)容器中依次加入溶劑為15 30份、陽(yáng)離子性化合物為5 20份、前驅(qū)體為24 32份，去離子水為50 80份，在攪拌器上攪拌，混合均勻， 攪拌速度為150 500轉(zhuǎn)/分；在攪拌的條件下將0.05 1份催化劑滴加到混 合液中，在室溫下攪拌20 30h，得到透明的陽(yáng)離子雜化溶膠。將上述制備的陽(yáng)離子雜化溶膠和去離子水按l: 2 1: IO比例稀釋后，將 織物在溶膠溶液中浸軋整理，浸漬10 30min;軋液率為60 卯％;2. 預(yù)烘將整理后的織物在鼓風(fēng)烘箱內(nèi)烘干，烘干溫度為60 卯。C;3. 焙烘在溫度為110 l卯'C條件下焙烘3 10min;4. 噴墨印花在溫度為22 28。C，相對(duì)濕度60 80%的條件下用噴墨印花墨水通過(guò)噴墨印花機(jī)噴印到織物上，然后進(jìn)行烘干和固色處理，得到噴墨印花產(chǎn)品；分辨率為360 1440dpi。本發(fā)明所述的前驅(qū)體為N-丙基三乙氧基硅垸、N-辛基三甲氧基硅烷、Y-氨丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三((3-甲氧基乙氧基)硅烷、苯胺甲基三乙氧基 硅烷、Y-巰丙基三乙氧基硅烷、Y-硫氰基丙基三乙氧基硅垸、Y-縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、N-辛基三乙氧基硅垸、Y-氨丙基三乙氧基硅烷、N-丙 基三甲氧基硅烷、Y-氯丙基甲基二甲氧基硅烷、Y-氯丙基甲基二乙氧基硅烷、 N-十二烷基三甲氧基硅垸、乙烯基三乙氧基硅烷或正硅酸甲酯、正硅酸乙酯中的一種或兩種。本發(fā)明所述的催化劑可以是鹽酸、p-甲苯磺酸、乙酸、馬來(lái)酸、琥珀酸、 硝酸、醋酸；氨水、氫氧化鈉或乙二胺四乙酸中的一種或兩種。本發(fā)明所述的溶劑可以是甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、乙二醇、環(huán)氧乙烷或 三乙醇胺中的一種或兩種。本發(fā)明所述的陽(yáng)離子化合物可以是低分子水溶性的陽(yáng)離子物質(zhì)和陽(yáng)離子聚合物；低分子水溶性的陽(yáng)離子物質(zhì)包括十二烷基三甲基氯化銨、十四烷基 三甲基氯化銨、十六垸基三甲基氯化銨、十八烷基三甲基氯化銨、十二烷基 三甲基溴化銨、十四烷基三甲基溴化銨、十六垸基三甲基溴化銨、十八烷基 三甲基溴化銨中的一種或兩種；陽(yáng)離子聚合物是聚乙烯亞胺、聚酰胺樹脂、 聚二甲基二烯丙基氯化銨、聚乙烯胺、聚酰胺聚脲樹脂中的一種或兩種。陽(yáng) 離子聚合物的分子量一般為2， 000 20， 000。本發(fā)明所述的織物包括天然纖維，如棉、麻、羊毛和真絲織物，合成纖 維，如滌綸和錦綸，人造纖維，如粘膠和天絲，以及其它混紡織物。本發(fā)明所述的墨水為顏料墨水和陰離子型染料墨水。本發(fā)明與已有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明的陽(yáng)離子雜化溶膠對(duì)織物浸軋整理，再經(jīng)過(guò)熱處理，在織物的 表面形成一層薄膜，織物噴墨印花以后，陽(yáng)離子雜化溶膠接觸到陰離子染料 或顏料分子時(shí)，就會(huì)生成不溶于水的絡(luò)合物，從而將墨水固著在織物的表面上，阻止了墨水的滲透和擴(kuò)散，可以提高噴墨印花的防滲化性能。2、可以提 高噴墨印花產(chǎn)品的清晰度、顏色的深度和鮮艷度，及提高噴墨印花產(chǎn)品的各 項(xiàng)牢度。3、與其它的預(yù)處理方法相比，經(jīng)過(guò)陽(yáng)離子雜化溶膠處理后織物的手 感也較好。
具體實(shí)施方式
下面本發(fā)明將結(jié)合實(shí)施例作進(jìn)一步描述 本發(fā)明陽(yáng)離子雜化溶膠及提高印花清晰度和牢度的方法采用以下工藝步驟實(shí)施例一
陽(yáng)離子雜化溶膠的制備向三頸燒瓶中依次加入乙醇26.2g、聚二甲基二烯丙基氯化銨23.0g、正硅酸乙酯46.0g、 Y-縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基 硅烷23.6g和去離子水132.2g，在磁力攪拌器上攪拌，使它們混合均勻，攪 拌速度為300轉(zhuǎn)/分；在攪拌的條件下將鹽酸9.6g滴加到混合液中，鹽酸 的濃度為0.01mol/L，在室溫下攪拌24h，得到透明的陽(yáng)離子雜化溶膠。本發(fā)明陽(yáng)離子雜化溶膠及提高印花清晰度和牢度的方法采用以下工藝步驟本發(fā)明采用顏料墨水噴墨印花；選用六色顏料墨水(青、品紅、黃、黑、 淺青和淺紅)墨水和滌綸織物(80g/m2);具體的工藝歩驟如下1、 預(yù)處理將上述實(shí)施例一中制備的陽(yáng)離子雜化溶膠和去離子水按l: 4稀釋后，將 漆綸織物在溶膠整理液中一浸一軋，浸漬10min軋液率為70%;2、 預(yù)烘將整理后的織物在鼓風(fēng)烘箱內(nèi)烘干，烘干溫度為60°C;3、 焙烘在溫度為17(TC條件下焙烘3min;4、 噴墨印花在溫度為22。C，相對(duì)濕度60%的條件下用顏料墨水通過(guò)噴 墨印花機(jī)噴印到織物上，得到噴墨印花產(chǎn)品；分辨率為360dpi。5、 焙烘在17(TC的條件下焙烘3min。經(jīng)上述處理過(guò)的滌綸織物噴墨印花以后，線條的寬度徑向由未處理的 47.59pm改善到19.86nm，緯向由未處理的36.65)im改善到17.82pm，噴墨印 花的清晰度有較大的提高；K/S值(顏色深度)由未處理的6.54提高到8.67， 顏色鮮艷度有較大的提高；皂洗牢度可以提高0.5 1級(jí)，干濕摩擦牢度也可 以提高0.5級(jí)。6、 測(cè)試方法，具體分述如下 (1)、清晰度的測(cè)試用DZ-3視頻變焦顯微鏡測(cè)試，打開計(jì)算機(jī)中圖像采集軟件(Pinnade Studio Version 8.0),選擇低倍鏡(放大倍數(shù)為25x 350x)，用反射光源，將樣 品放在載物臺(tái)上，調(diào)整試樣位置至計(jì)算機(jī)屏幕上有圖像，連續(xù)調(diào)節(jié)物鏡的放 大倍數(shù)和焦距至計(jì)算機(jī)屏幕上的圖像清晰，采集圖片，打開圖像分析軟件 (Imager-Proplus)，進(jìn)行測(cè)量分析。
(2) 、 K/S值測(cè)試打印后的織物用XRITE-8400測(cè)色儀在CIELab測(cè)色系統(tǒng)下，D65光源， 10°視角，測(cè)試織物的K/S值，測(cè)量4個(gè)點(diǎn)取平均值。K/S值越大表示噴墨打 印的顏色深度越高。(3) 、皂洗牢度測(cè)試配制4g/L的皂洗液，將4cmxl0cm的布樣與同樣 大小的白布縫合，浸于l: 50的皂液中，放入皂洗牢度測(cè)試儀中，于40。C皂 洗30min后取出，用蒸餾水洗凈布樣，拆線，晾干。然后在測(cè)色配色儀上進(jìn) 行測(cè)試。(4) 、干濕摩擦牢度按照GB7565中規(guī)定采用退漿、漂白、不含任何整 理劑的棉織物，剪成5cmx5cm正方形用于圓形摩擦頭。將干摩擦布固定在試 驗(yàn)機(jī)的摩擦頭上，使5cmx20cm摩擦布的方向與摩擦頭的運(yùn)行方向一致，在 干摩擦試樣的長(zhǎng)度方向上，在10s內(nèi)摩擦10次，往復(fù)動(dòng)程為10cm，垂直壓 力為9N;濕摩擦布用三級(jí)水浸濕，并浸軋，軋液率為95% 105%，方法同上， 摩擦結(jié)束后，在室溫下晾干。實(shí)施例二本發(fā)明陽(yáng)離子雜化溶膠及提高印花清晰度和牢度的方法采用以下工藝步驟陽(yáng)離子雜化溶膠的制備向三頸燒瓶中依次加入丙醇20.5g、十六烷基 三甲基溴化銨20.6g、正硅酸乙酯32.5g、 Y-氨丙基三甲氧基硅烷13.2g和去 離子水112.0g，在磁力攪拌器上攪拌，使它們混合均勻，攪拌速度在350轉(zhuǎn)/ 分；在攪拌的條件下將乙酸9.2g滴加到混合液中，乙酸的濃度為0.02mol/L， 在室溫下攪拌22h，得到透明的陽(yáng)離子雜化溶膠。本發(fā)明采用活性染料噴墨印花，選用活性染料墨水(自制)和棉織物(密 度133/72，支數(shù)40x40， 120g/m2)。具體的工藝驟如下1、 預(yù)處理將上述實(shí)施例二中制備的陽(yáng)離子雜化溶膠和去離子水按l: 6稀釋后，將 棉織物在溶膠整理液中二浸二軋，浸漬15min;軋液率為75%;2、 預(yù)烘將整理后的織物在鼓風(fēng)烘箱內(nèi)烘干，烘干溫度為60°C;3、 焙烘在溫度為15(TC條件下焙烘4min;4、 噴墨印花在溫度為25'C，相對(duì)濕度70%的條件下用活性染料墨水通 過(guò)噴墨印花機(jī)噴印到織物上，得到噴墨印花產(chǎn)品；分辨率為720dpi。5、 烘干烘干溫度為60 90°C。6、 氣蒸固色在102 °C條件下汽蒸8min 。7、 水洗冷水洗(5min)—皂洗(2g/L皂片，98 °Cx5min)x2 —沸水漂洗(3 min)x2 — 溫水/冷水漂洗。8、 烘干烘干溫度為60 90°C。經(jīng)上述處理過(guò)的棉織物噴墨印花以后，線條的寬度徑向由未處理的 27.631im改善到19.22jim，諱向由未處理的24.61|im改善到17.49|im，噴墨印 花的清晰度有較大的提高；K/S值(顏色深度)由未處理的5.07提高到8.14， 顏色鮮艷度有較大的提高；皂洗牢度可以提高0.5 1級(jí)，干濕摩擦牢度可以 提高0.5級(jí)。實(shí)施例三本發(fā)明陽(yáng)離子雜化溶膠及提高印花清晰度和牢度的方法采用以下工藝步驟陽(yáng)離子雜化溶膠的制備向三頸燒瓶中依次加入丁醇27.3g、十二垸基 三甲基氯化銨22.6g、正硅酸乙酯37.9g、 Y-巰丙基三乙氧基硅垸20.6g和去 離子水126.8g，在磁力攪拌器上攪拌，使它們混合均勻，攪拌速度在400轉(zhuǎn) /分；在攪拌的條件下將氨水8.7g滴加到混合液中，氨水的濃度為0.01mol/L， 在室溫下攪拌26h，得到透明的陽(yáng)離子雜化溶膠。本發(fā)明采用顏料墨水噴墨印花；選用六色顏料墨水(青、品紅、黃、黑、 淺青和淺紅)墨水和100%真絲雙縐；具體的工藝步驟如下1、 預(yù)處理將上述實(shí)施例三屮制備的陽(yáng)離子雜化溶膠和去離子水按l: 5稀釋后，將 真絲織物在溶膠整理液中一浸一軋，浸漬2 Omin;軋液率為80%;2、 預(yù)烘將整理后的織物在鼓風(fēng)烘箱內(nèi)烘干，烘干溫度為65°C;3、 焙烘在溫度為12(TC條件下焙烘5min;4、 噴墨印花在溫度為27"C，相對(duì)濕度60%的條件下用顏料墨水通過(guò)噴 墨印花機(jī)噴印到織物上，得到噴墨印花產(chǎn)品；分辨率為1440dpi。 5、焙烘在17(TC的條件下焙烘3min。經(jīng)上述處理過(guò)的真絲織物噴墨印花以后，線條的寬度徑向由未處理的 37.59(im改善到19.86(im，諱向由未處理的29.65(im改善到17.82pm，噴墨印 花的清晰度有較大的提高；K/S值(顏色深度)由未處理的6.74提高到8.65， 顏色鮮艷度有較大的提高；皂洗牢度可以提高0.5 1級(jí)，干濕摩擦牢度也可 以提高0.5級(jí)。
權(quán)利要求
1、一種陽(yáng)離子雜化溶膠，其特征是向反應(yīng)容器中依次加入溶劑為15～30份、陽(yáng)離子性化合物為5～20份、前驅(qū)體為24～32份，去離子水為50～80份，在攪拌器上攪拌，混合均勻；在攪拌的條件下將0.05～1份催化劑滴加到混合液中，在室溫下攪拌20～30小時(shí)為成品。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種陽(yáng)離子雜化溶膠，其特征在于所述的前驅(qū) 體是N-丙基三乙氧基硅垸、N-辛基三甲氧基硅烷、Y-氨丙基三甲氧基硅垸、 乙烯基三((3-甲氧基乙氧基)硅烷、苯胺甲基三乙氧基硅烷、y-巰丙基三乙氧基 硅垸、Y-硫氰基丙基三乙氧基硅垸、Y-縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、 N-辛基三乙氧基硅垸、Y-氨丙基三乙氧基硅垸、N-丙基三甲氧基硅垸、y-氯 丙基甲基二甲氧基硅烷、Y-氯丙基甲基二乙氧基硅垸、N-十二烷基三甲氧基 硅垸、乙烯基三乙氧基硅垸、正硅酸甲酯、正硅酸乙酯中的一種或兩種。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種陽(yáng)離子雜化溶膠，其特征在于所述的催化 劑是鹽酸、p-甲苯磺酸、乙酸、馬來(lái)酸、琥珀酸、硝酸、醋酸；氨水、氫氧 化鈉、乙二胺四乙酸中的一種或兩種。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種陽(yáng)離子雜化溶膠，其特征在于所述的溶劑是 甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、乙二醇、環(huán)氧乙垸或三乙醇胺中的一種或兩種。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的陽(yáng)離子雜化溶膠，其特征在于所述的陽(yáng)離子化 合物是低分子水溶性的陽(yáng)離子物質(zhì)和陽(yáng)離子聚合物；低分子水溶性的陽(yáng)離子 物質(zhì)包括十二烷基三甲基氯化銨、十四烷基三甲基氯化銨、十六烷基三甲基 氯化銨、十八烷基三甲基氯化銨、十二烷基三甲基溴化銨、十四垸基三甲基 溴化銨、十六垸基三甲基溴化銨、十八烷基三甲基溴化銨中的一種或兩種； 陽(yáng)離子聚合物是聚乙烯亞胺、聚酰胺樹脂、聚二甲基二烯丙基氯化銨、聚乙 烯胺、聚酰胺聚脲樹脂中的一種或兩種。
6、根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種陽(yáng)離子雜化溶膠，其特征在于所述的織物 包括天然纖維，如棉、麻、羊毛和真絲織物；合成纖維，如滌綸和錦綸，人 造纖維，如粘膠和天絲，以及其它混紡織物。
7、一種按權(quán)利要求1所述的一種陽(yáng)離子雜化溶膠提高印花清晰度和牢度的 方法采用以下工藝步驟(1)、預(yù)處理向反應(yīng)容器中依次加入溶劑為15 30份、陽(yáng)離子性化合物為5 20份、前驅(qū)體為24 32份，去離子水為50 80份，在攪拌器上攪拌，混合均勻， 攪拌速度為150 500轉(zhuǎn)/分；在攪拌的條件下將0.05 1份催化劑滴加到混 合液中，在室溫下攪拌20 30h，得到透明的陽(yáng)離子雜化溶膠。將上述制備的陽(yáng)離子雜化溶膠和去離子水按l: 2 1: IO比例稀釋后，將 織物在溶膠溶液中浸軋整理，浸漬10 30min;軋液率為60 90%;(2) 、預(yù)烘將整理后的織物在鼓風(fēng)烘箱內(nèi)烘干，烘干溫度為60 90°C;(3) 、焙烘在溫度為110 19(TC條件下焙烘3 10min;(4) 、噴墨印花在溫度為22 28"，相對(duì)濕度60 80%的條件下用噴墨 印花墨水通過(guò)噴墨印花機(jī)噴印到織物上，然后進(jìn)行烘干和固色處理，得到噴 墨印花產(chǎn)品；分辨率為360 1440dpi。
8、根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種陽(yáng)離子雜化溶膠提高印花清晰度和牢度的 方法，其特征在于所述的噴墨印花墨水為顏料墨水和陰離子型染料墨水。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種陽(yáng)離子雜化溶膠及提高印花清晰度和牢度的方法，屬于紡織化工技術(shù)領(lǐng)域，屬于紡織化工技術(shù)領(lǐng)域。特征是向反應(yīng)容器中依次加入溶劑、陽(yáng)離子性化合物、前驅(qū)體和去離子水，經(jīng)攪拌、混合均勻，再將催化劑滴加到混合液中，在室溫下攪拌，得到陽(yáng)離子雜化溶膠。取上述陽(yáng)離子雜化溶膠和去離子水按比例稀釋后，將織物在溶膠整理液中浸軋整理，再將整理后的織物烘干。本發(fā)明能提高織物噴墨印花的防滲化性能；可以提高噴墨印花產(chǎn)品的清晰度、顏色的深度和鮮艷度；對(duì)織物上的染料/顏料進(jìn)行固色，同時(shí)陽(yáng)離子雜化溶膠與染料/顏料的締合作用使它們聚集，便于將染料/顏料固著，可提高織物印花的色牢度。
文檔編號(hào)D06P5/30GK101117769SQ20071002415
公開日2008年2月6日 申請(qǐng)日期2007年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月23日
發(fā)明者付少海, 吳桂軍, 房寬峻, 王潮霞, 賈瑞靜 申請(qǐng)人:江南大學(xué)