一种基于液体炭黑@分散染料黑制备功能涤氨纶针织物的印花方法专利检索-·用分散染料如醋酸酯纤维染料专利检索查询-专利查询网

一种基于液体炭黑@分散染料黑制备功能涤氨纶针织物的印花方法

专利类型	发明授权	法律事件	公开; 实质审查; 授权; 未缴年费;
专利有效性	失效专利	当前状态	权利终止
申请号	CN202210393995.7	申请日	2022-04-15
公开(公告)号	CN114855469B	公开(公告)日	2023-07-04
申请人	苏州大学;	申请人类型	学校
发明人	李姗姗; 艾丽; 曹红梅; 朱亚伟;	第一发明人	李姗姗
权利人	苏州大学	权利人类型	学校
当前权利人	苏州大学	当前权利人类型	学校
省份	当前专利权人所在省份：江苏省	城市	当前专利权人所在城市：江苏省苏州市
具体地址	当前专利权人所在详细地址：江苏省苏州市相城区济学路8号	邮编	当前专利权人邮编：215137
主IPC国际分类	D06P1/16	所有IPC国际分类	D06P1/16 ; D06P1/44 ; D06P3/82
专利引用数量	0	专利被引用数量	0
专利权利要求数量	6	专利文献类型	B
专利代理机构	苏州创元专利商标事务所有限公司	专利代理人	孙周强; 陶海锋;
摘要	本发明公开了一种基于液体炭黑 @分散染料黑制备功能涤氨纶针织物的印花方法。采用含液体炭黑@分散染料黑、合成增稠剂和粘合剂的印花方法，能制备出白地不沾色的黑白印花，且织物具有优良的色牢度、抗静电性、抗熔滴性，具有优异的拒水性（印花区）和亲水性、优良的透气性和透湿性。本发明公开技术制备的功能涤氨纶针印花织物，工艺流程简单，是一种绿色印染技术。
权利要求	1.一种基于液体炭黑@分散染料黑制备功能涤氨纶针织物的印花方法，包括液体炭黑@分散染料黑的制备、印花色浆的配制以及印花处理，其特征在于，将粉状炭黑、分散蓝、分散橙、分散紫、研磨剂、水混合，然后研磨2～3小时，制得液体炭黑@分散染料黑；将液体炭黑@分散染料黑、增稠剂、粘合剂、水混合，得到印花色浆；以粉状炭黑、分散蓝291:1、分散橙 288、分散紫93、研磨剂、水的重量和为100%，粉状炭黑、分散蓝291:1、分散橙288、分散紫93、研磨剂的重量百分数分别为15～17%、5～6%、4.5～5%、3～3.5%、8.5～10.5%，余量为水；液体炭黑@分散染料黑、增稠剂、粘合剂、水的重量和为100%，液体炭黑@分散染料黑、增稠剂、粘合剂、水的重量百分数分别为4.8～5.2%、1.1～1.3%、2～2.3%，余量为水。 2.根据权利要求1所述基于液体炭黑@分散染料黑制备功能涤氨纶针织物的印花方法，其特征在于，印花处理包括印花、焙烘和烘干。 3.根据权利要求2所述基于液体炭黑@分散染料黑制备功能涤氨纶针织物的印花方法，其特征在于，焙烘温度为180℃～190℃，焙烘时间为2～3min；焙烘完成后，织物经水洗和烘干，制得功能涤氨纶针织物。 4.根据权利要求1所述基于液体炭黑@分散染料黑制备功能涤氨纶针织物的印花方法制备的功能涤氨纶针织物。 5.一种基于液体炭黑@分散染料黑的印花色浆，其特征在于，将粉状炭黑、分散蓝、分散橙、分散紫、研磨剂、水混合，然后研磨2～3小时，制得液体炭黑@分散染料黑；将液体炭黑@分散染料黑、增稠剂、粘合剂、水混合，得到基于液体炭黑@分散染料黑的印花色浆；以粉状炭黑、分散蓝291:1、分散橙288、分散紫93、研磨剂、水的重量和为100%，粉状炭黑、分散蓝 291:1、分散橙288、分散紫93、研磨剂的重量百分数分别为15～17%、5～6%、4.5～5%、3～ 3.5%、8.5～10.5%，余量为水；液体炭黑@分散染料黑、增稠剂、粘合剂、水的重量和为100%，液体炭黑@分散染料黑、增稠剂、粘合剂、水的重量百分数分别为4.8～5.2%、1.1～1.3%、2～ 2.3%，余量为水。 6.权利要求5所述基于液体炭黑@分散染料黑的印花色浆在制备功能涤氨纶针织物中的应用。
说明书全文	一种基于液体炭黑@分散染料黑制备功能涤氨纶针织物的印花方法技术领域 [0001] 本发明涉及一种液体炭黑和分散黑的制备技术，具体涉及制备功能涤氨纶针织物，具体为一种基于液体炭黑@分散染料黑制备功能涤氨纶针织物的印花方法。背景技术 [0002] 黑白图案的涤氨纶针织物是一种重要的运动服装面料。在涤氨纶针织物的黑白图案印花过程中，需要解决下列问题：1）降低水消耗，防止黑色图案的染料沾染白地；2）黑色图案（印花区）和白色图案（未印花区）的对比强烈，且黑色图案具有优异的耐摩擦色牢度和耐皂洗色牢度。目前，常采用黑色分散染料对涤氨纶针织物进行直接印花，如选择常规的和价格便宜的分散黑染料。因常规分散黑染料的耐摩擦色牢度和耐皂洗色牢度较差，在印花后处理过程中，印花区的染料极容易脱落，沾染未印花区的白色图案；如此，需要加大印花后处理负担，还需要采用多次的还原清洗或皂洗来提高印花区的色牢度，增加未印花区的白度，如此，造成在印染过程中助剂和水消耗量的增加，是印花织物高废水和高污染的根源。 [0003] 随着涤氨纶针织物户外服装面料的快速发展，黑白图案的涤氨纶针织物在使用过程中，涤氨纶针织服装需要具有拒水和易去污功能，具有优良的耐日晒（耐光照）色牢度，具有优异的透气性和透湿性，良好的抗燃烧熔滴性。这些织物功能需要选择多种功能整理剂和多步骤的加工工艺，经合理配合才能具有部分功能性。 [0004] 在黑色～白色图案印花中，选择经济的黑色分散染料，极容易造成未印花区白色图案的沾色；如此，会选择价格高的和涤氨纶针织物专用的黑色分散染料，如选择耐日晒色牢度优良的黑色分散染料，与经济的黑色分散染料相比，未印花区白色图案的沾色程度得到减轻，但仍需要一定的还原清洗或皂洗来提高未印花区的白度。 [0005] 在黑色～白色图案印花中，选择经济的黑色涂料，在粘合剂作用下，涂料能与纤维牢固结合，未印花区白色图案是不沾色的，但黑色涂料的色泽深度达不到黑色分散染料的深度。且因粘合剂的成膜作用，会阻塞针织物的多孔结构和毛细结构，导致织物透气性和透湿性的大幅度下降。另外，涂料印花织物因粘合剂的成膜，后续的功能整理剂很难均匀吸附和固着在纤维上。 [0006] 用液体炭黑来印花，因液体炭黑的黑度不够，会选择添加一定量的黑色分散染料，包括涤氨纶针织物专用的黑色分散染料或经济的黑色分散染料。目前，制备液体炭黑和液体黑色分散染料已有很多报道。因液体炭黑中的炭黑是球状结构，尽管有资料报道炭黑中除球状结构外，还存在少量片层状结构，但是球状结构的炭黑存在，缺乏与纤维结合力；可借助粘合剂作用将球状炭黑包覆在纤维上，但炭黑容易在摩擦作用下脱落，造成印花产品的干摩擦牢度较差。 [0007] 现有技术用炭黑和分散染料黑混合液印花时，不能有效解决印花区染料对未印花区白色图案（或白地）的沾色问题，也很难提炭黑与纤维的粘接牢度，同样，呈二维片层状晶体结构的石墨烯，一是价格高，二是染色黑色深度不够，三是片层晶体相互聚集时弱相互作用，也是不能解决沾色和色牢度问题。 [0008] 综上，虽然有很多液体分散染料、液体炭黑、液体石墨烯（包括氧化石墨烯、氧化还原石墨烯等）及上述混合物用于涤氨纶和涤纶织物的印染加工，仍不能解决集“白地沾色、良好色牢度”、“低成本原材料、低废水排放的绿色生态工艺”、“拒水、易去污”、“粘合剂、柔软手感、透气透湿”等相互矛盾问题的统一。即使采用功能助剂，也很难满足多功能黑白印花涤氨纶面料的要求。发明内容 [0009] 本发明是针对现有技术复杂问题展开的。将炭黑、研磨剂和水进行研磨制备液体炭黑时，炭黑呈球状结构，CN202110336710.1公开的片层状炭黑仍不能满足多功能涤氨纶面料的黑白印花要求。本发明意外地发现，在炭黑溶液中加入分散染料，同样在研磨剂和机械解理作用下，得到炭黑与色素呈一体的溶剂化片层结构，而且二维片状结构不会回复到球状结构，二维片状炭黑在微晶结构上发生吸附和生长，形成稳定的多边形二维片状结构。如此，随着炭黑的继续解理，能生成集“炭黑、染料微晶”于一体的多边形二维片状结构。本发明制备了液体炭黑@分散黑，在增稠剂和粘合剂作用下，能制备出满足多功能涤氨纶针织物的黑白印花制品。 [0010] 为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是： [0011] 一种基于液体炭黑@分散染料黑制备功能涤氨纶针织物的印花方法，包括液体炭黑@分散染料黑的制备、印花色浆的配制以及印花处理；其中，将粉状炭黑、分散蓝、分散橙、分散紫、研磨剂、水混合，然后研磨，制得液体炭黑@分散染料黑。 [0012] 优选的，将粉状炭黑、分散蓝291:1、分散橙288、分散紫93、研磨剂、水混合，研磨2～3小时，制得液体炭黑@分散染料黑；以粉状炭黑、分散蓝291:1、分散橙288、分散紫93、研磨剂、水的重量和为100%，粉状炭黑、分散蓝291:1、分散橙288、分散紫93、研磨剂的重量百分数分别为15～17%、5～6%、4.5～5%、3～3.5%、8.5～10.5%，余量为水。 [0013] 本发明中，将液体炭黑@分散染料黑、增稠剂、粘合剂、水混合，得到印花色浆；优选的，以液体炭黑@分散染料黑、增稠剂、粘合剂、水的重量和为100%，液体炭黑@分散染料黑、增稠剂、粘合剂、水的重量百分数分别为4.8～5.2%、1.1～1.3%、2～2.3%，余量为水。 [0014] 本发明中，利用印花色浆在涤氨纶针织物上进行常规的印花、焙烘和烘干，得到功能涤氨纶针织物。优选的，焙烘温度为180℃～190℃，焙烘时间为2～3min；焙烘完成后，织物经水洗和烘干，制得功能涤氨纶针织物。 [0015] 由于上述技术方案运用，本发明具有下列优势： [0016] 1）采用一步法制备的液体炭黑@分散染料黑，炭黑结构和性能显明区别于单独的液体炭黑、液体炭黑和液体分散染料的混合物，其呈片层状结构，且炭黑与分散染料形成强的相互作用，形成了多边形二维片状结构。如此，能在纤维上也能形成多边形二维片状结构。既提高了炭黑与纤维的粘接牢度，又阻止了分散染料对白地的沾染。 [0017] 2）液体炭黑@分散染料黑的印花区，能获得色深度高的黑色印花图案，且摩擦色牢度不低于4级，皂洗色牢度不低于4级；无印花区（白底）的白度很高，无沾色现象。且工艺流程简单，印花后处理任务较轻，仅需要通过水洗去除织物上未固着助剂，废水色度很低。 [0018] 3）液体炭黑@分散染料黑的印花区，能获得优良的拒水性，水润湿接触角高达o o130 ；而非印花区及涤氨纶织物反面（非印花面）具有优良的亲水性，水润湿接触角为0 ；如此，解决了拒水性与易去污性的矛盾。 [0019] 4）印花区纤维表面能均匀覆盖二维片状炭黑，因炭黑的无定形多孔结构，不会导致织物透气性和透湿性下降。这明显区别于现有炭黑和粘合剂存在时，导致的织物透气性和透湿性下降。 [0020] 5）除上述优势外，液体炭黑@分散染料黑制备的涤氨纶织物黑白印花织物，具有优异的抗静电性和燃烧抗熔滴性。重要的是这些功能性仅依赖于液体炭黑@分散染料黑以及增稠剂、粘合剂的辅助作用，而无需使用功能化学助剂，比如分散剂等。附图说明 [0021] 附图1为实施例二涤氨纶织物印花后经热水洗的实样图。 [0022] 附图2为实施例二涤氨纶织物印花织物的扫描电镜图。 [0023] 附图3为实施例三涤氨纶织物印花织物的扫描电镜图。 [0024] 附图4为实施例二涤氨纶织物印花织物的水润湿接触角测试图。 [0025] 附图5为未印花涤氨纶织物的水润湿接触角测试图。具体实施方式 [0026] 本发明公开了基于液体炭黑@分散染料黑制备功能涤氨纶针织物的印花方法，包括液体炭黑@分散染料黑的制备、印花色浆的配制以及印花处理；其中，将粉状炭黑、分散蓝、分散橙、分散紫、研磨剂、水混合，然后研磨，制得液体炭黑@分散染料黑； [0027] 1）制备液体炭黑@分散染料黑原料的质量百分数为： [0028] 粉状炭黑 15‑17% [0029] 分散蓝291:1 5.0‑6.0% [0030] 分散橙288 4.5‑5.0% [0031] 分散紫93 3.0‑3.5% [0032] 研磨剂 8.5‑10.5% [0033] 水余量 [0034] 2）配制印花色浆和印花：将液体炭黑@分散染料黑、增稠剂、粘合剂、水混合，搅拌均匀，在涤氨纶针织物上进行常规的印花、烘干和焙烘；优化的焙烘温度为180℃‑190℃，焙烘时间为2‑3min。焙烘完成后，织物经水洗和烘干，制得功能涤氨纶针织物； [0035] 所述印花色浆原料的质量百分数为： [0036] 液体炭黑@分散染料黑 4.8‑5.2% [0037] 合成增稠剂 1.1‑1.3% [0038] 粘合剂 2.0‑2.3% [0039] 水余量。 [0040] 下面结合实施例对本发明作进一步描述： [0041] 实施例中所有的原料都是市售产品，如市售粉状炭黑 CT‑5（安徽黑钰颜料新材料有限公司），分散蓝291:1原料，分散橙288原料，分散紫93原料，研磨剂AL50（阴/非离子表面活性剂复合物，苏州常春藤进出口有限公司），黏合剂 HF（仿活性涂料印花黏合剂，合肥聚合辐化技术有限公司），合成增稠剂PTF‑ A（聚丙烯酸的改性物，广州盈瑞化工科技有限公司)；研磨在氧化锆研磨机内进行，印花在筛网印花机上进行，焙烘在连续式定型焙烘机上进行，都为常规技术。 [0042] 实施例一 [0043] 将16.7克粉状炭黑CT‑5、5.5克分散蓝291:1、4.7克分散橙288、3.3克分散紫93、9.0克研磨剂AL50和60.8克水混合，氧化锆研磨2.5小时，制得液体炭黑@分散染料黑。 [0044] 实施例二 [0045] 将5.0克液体炭黑@分散染料黑（实施例一）、1.2克合成增稠剂PTF‑ A、2.1克黏合剂 HF、91.7克水制备成印花色浆。在涤氨纶针织物（克重为125克/平方米）上进行常规的印花、焙烘和烘干，焙烘温度为180℃，焙烘时间为3min。焙烘完成后，织物经常规热水洗（如80℃，10min）和烘干，制得功能涤氨纶针织物，以焙烘完成的织物作对照。 [0046] 实施例三 [0047] 将5.0克液体炭黑@分散染料黑（实施例一）、1.1克合成增稠剂PTF‑ A、2.2克黏合剂 HF、91.7克水制备成印花色浆。在涤氨纶针织物（克重为125克/平方米）上进行常规的印花、焙烘和烘干，焙烘温度为190℃，焙烘时间为2min。焙烘完成后，织物经常规热水洗（如80℃，10min）和烘干，制得功能涤氨纶针织物，以焙烘完成的织物作对照。 [0048] 实施例四 [0049] 将16.0克粉状炭黑CT‑5、5.5克分散蓝291:1、4.5克分散橙288、3.2克分散紫93、9.0克研磨剂AL50和61.8克水混合，氧化锆研磨2.0小时，制得液体炭黑@分散染料黑。进一步制得功能涤氨纶针织物，不沾色。 [0050] 实施例五 [0051] 将16.5克粉状炭黑CT‑5、5.5克分散蓝291:1、4.7克分散橙288、3.2克分散紫93、8.8克研磨剂AL50和61.3克水混合，氧化锆研磨3.0小时，制得液体炭黑@分散染料黑。进一步制得功能涤氨纶针织物，不沾色。 [0052] 对照例 [0053] 将16.7克粉状炭黑CT‑5、6.0克研磨剂AL50、40克水混合，氧化锆研磨2.5小时，得到液体炭黑；将5.5克分散蓝291:1、4.7克分散橙288、3.3克分散紫93、3.0克研磨剂AL50和20.8克水混合，氧化锆研磨2.5小时，制得分散染料黑；混合（常规搅拌30s）液体炭黑与分散染料黑，得到液体炭黑/分散染料黑；将5.0克液体炭黑/分散染料黑、1.2克合成增稠剂PTF‑ A、2.1克黏合剂 HF、91.7克水制备成印花色浆，再采用实施例二同样的方法进行常规的印花、焙烘和烘干，制得整理涤氨纶针织物，出现明显沾色且耐摩擦色牢度都小于3级。 [0054] 对比例一 [0055] 将5.5克分散蓝291:1、4.7克分散橙288、3.3克分散紫93、9.0克研磨剂AL50和60.8克水混合，氧化锆研磨135分钟，再与16.7克粉状炭黑CT‑5混合15分钟，制得液体炭黑/分散染料黑。 [0056] 将5.0克液体炭黑/分散染料黑、1.2克合成增稠剂PTF‑ A、2.1克黏合剂 HF、91.7克水制备成印花色浆，再采用实施例二同样的方法进行常规的印花、焙烘和烘干，制得整理涤氨纶针织物。 [0057] 对比例二 [0058] 将5.5克分散蓝291:1、4.7克分散橙288、3.3克分散紫93、9.0克研磨剂AL50和35.75克水混合，氧化锆研磨135分钟，再与41.75克纳米炭黑乳液（CN113122024A实施例5）混合15分钟，制得液体炭黑/分散染料黑。 [0059] 将5.0克液体炭黑/分散染料黑、1.2克合成增稠剂PTF‑ A、2.1克黏合剂 HF、91.7克水制备成印花色浆，再采用实施例二同样的方法进行常规的印花、焙烘和烘干，制得整理涤氨纶针织物。 [0060] 对比例三 [0061] 将16.7克块状炭黑（CN113122024A实施例1）、5.5克分散蓝291:1、4.7克分散橙288、3.3克分散紫93、9.0克研磨剂AL50和60.8克水混合，氧化锆研磨2.5小时，制得液体炭黑@分散染料黑。 [0062] 将5.0克液体炭黑@分散染料黑、1.2克合成增稠剂PTF‑ A、2.1克黏合剂 HF、91.7克水制备成印花色浆，再采用实施例二同样的方法进行常规的印花、焙烘和烘干，制得整理涤氨纶针织物。 [0063] 性能测试 [0064] 织物抗静电性：在 S‑5109 型静电测试仪上测试静电电压(kV)和半衰期(s)，测试条件为温度 20 ℃，湿度 35%，试样平衡 24 h。 [0065] 织物印花性能：在 Ultranscan‑XE 电脑测色配色仪上测试明度(L*值)。在 Model 670 型摩擦牢度仪上，按 GB/T3920‑2008《纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度》测试色牢度；在 Washtec‑P 水洗牢度仪上进行耐水洗性试验，水洗条件为温度 50 ℃，皂液 4 g/L，时间 45 min，浴比 1:10。 [0066] 织物白度：在ZBD白度仪上测试非印花区织物白度，白度越高，表明织物沾色性很低，防沾色效果很好。 [0067] 水润湿角：在动态接触角测量仪上测试织物的润湿性能，注射液体为去离子水，接触角拍摄在5 s 内完成。 [0068] 透湿性：在FX350 TEXTEST全自动织物透湿量试验仪上，按照《纺织品织物透湿性试验方法(第2部分):蒸发法(GB/T 12704.2‑2009)》测试，测试条件：温度38℃，相对湿度50%，样品为半径3.5厘米的圆。 [0069] 透气性：在YG461G全自动透气仪上，按照GB/T 5453—1997《纺织品织物透气性的测定》测定织物透气性，测试条件为孔面积为20平方厘米，压力为100Pa。 [0070] 表1为实施例二和实施例三织物明度和色牢度及非印花区白度的测试结果。可知，实施例二织物未热水洗和热水洗涤氨纶织物的明度分别为13.87和15.85，颜色为深黑色，图案花型清明（见附图1），非印花区织物白度与未印花织物白度的差别很小，说明黑白印花不存在沾色现象，即在热水洗过程中，因织物色牢度较好，不存在染料对非印花区织物的沾色；对比例一的整理织物存在染料对非印花区织物的沾色，白度75.6%；对比例二的整理织物存在染料对非印花区织物的沾色，白度76.7%。实施例二织物经热水洗涤氨纶织物的干态和湿态耐摩擦色牢度都不低于4级，耐皂洗擦色牢度不低于4级，经热水洗，能提高湿态耐摩擦色牢度0.5级；对比例三的整理织物存在色牢度低的问题，经热水洗涤氨纶织物的干态耐摩擦色牢度3级，耐皂洗擦色牢度3‑4级。同样，实施例三织物未热水洗和热水洗涤氨纶织物的明度分别为13.92和15.63，颜色为深黑色，经热水洗涤氨纶织物的干态和湿态耐摩擦色牢度都不低于4级，耐皂洗擦色牢度不低于4级。经热水洗，能提高湿态耐摩擦色牢度0.5级。非印花区织物白度与未印花织物白度的差别很小，说明黑白印花不存在沾色现象，即在热水洗过程中，不存在染料对非印花区织物的沾色。而且，与现有市售涤氨纶针织物专用的黑色分散染料相比，本发明的水洗用水量为现有最少用水量的三分之一以下。 [0071] [0072] 附图2和附图3分别是实施例二和实施例三的印花织物的扫描电镜图，一是佐证了纤维之间存在大量的空隙结构，二是未观察到球状结构，都呈二维片层状结构存在，这在附图3中极为明显，存在大量的呈多边形的二维片层状结构。这有力地证明了，本发明专利公开的液体炭黑@分散染料黑是一种新结构，具有比常规炭黑结构更优异性能。 [0073] 表2为实施例二和实施例三织物透湿性、透气性、抗静电性和水接触角的测试结果。可知，与未印花织物相比，实施例二和实施例三的透湿性分别下降了10.15%和10.21%，2 透湿性都超过了2800g/d/m ，具有优良的透湿性。实施例二和实施例三的透气性分别下降了1.75%和2.35%，透气性都超过了260mm/s，具有优良的透气性；现有市售涤氨纶针织物专用的黑色分散染料染色和整理的拒水织物，透气性下降大，都不超过245mm/s。实施例二和实施例三与未印花织物一样具有优异的抗静电性，半衰时间都小于1s，静电压约1.0KV。实o 施例二和实施例三印花区的水接触角都超过了130 ，具有优异的拒水性（见附图4）；而非印o 花区（包括织物另一面）是完全亲水的，水接触角为0，具有优异的亲水性（见附图5）。 [0074] [0075] 与未印花织物燃烧时有熔融滴落现象相比，实施例二和实施例三织物在燃烧时没有熔融滴落现象发生，这是二维片层状炭黑具有成炭作用的结果。 [0076] 现有技术制备片层状液体炭黑存在技术上的困难。虽然依靠机械解理石墨制备二维片层状晶体结构石墨烯的方法很多，但其不仅价格较贵，且也不能改善摩擦牢度，这是石墨烯的二维片层状晶体结构引起的，层状晶体之间的相互作用力较弱，即使在粘合剂的作用下也容易因外力摩擦而脱落，摩擦牢度不能得到明显提高；同样，石墨烯与黑色分散染料颗粒仍是相互分离的。本发明中，液体炭黑@分散染料黑呈片层状结构，相互聚集及在粘合剂存在下与纤维相互作用力会明显增大，能提与纤维结合牢度，改善摩擦牢度。

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