一种二氧化钛改性机织物的染色方法与流程

文档序号:12057428阅读:775来源:国知局

本发明涉及一种二氧化钛改性机织物的染色方法,属于纺织品加工技术领域。



背景技术:

机织物是一种由经纬纱按照一定规律纵横交错而成的织物,广泛的应用在服装、帽子、装饰布、生物医用和工业用布等领域。随着科学技术的进步和发展,人们对机织物的要求越来越高,机织物的功能化改性技术也逐渐成熟起来。其中,采用二氧化钛对机织物进行改性最为常见,该方法能够赋予机织物良好的抗紫外性能、防红外性能和抗菌性能,提高机织物的附加值和使用领域。

但是,机织物经过二氧化钛改性后,不管采用染料染色或涂料染色,均无法获得颜色鲜艳的机织物产品。这主要是因为二氧化钛为纯白色,且其直径尺寸小于1微米,对可见光范围具有较高的反射率,因此致使染色后的机织物显现一定的哑白色,削弱了机织物颜色的鲜艳性和光泽度。

目前,国内外尚无有效的方法解决二氧化钛改性导致机织物颜色的哑白问题,所有的二氧化钛改性机织物产品均展现着其特殊的哑白色系。



技术实现要素:

针对上述存在问题,本发明的目的在于克服上述缺陷,提供一种二氧化钛改性机织物的染色方法,该染色方法可有效的解决二氧化钛改性机织物染色后产生的哑白问题,为满足本发明目的的技术解决方案是:

一种二氧化钛改性机织物的染色方法,染色方法按以下步骤进行,

A二氧化钛改性机织物的回潮处理

将二氧化钛改性机织物放入温度为35-48℃,标准湿度为75-90%的恒温恒湿箱中进行回潮处理,回潮处理3-5h后的二氧化钛改性机织物的回潮率为0.5-0.8%;

B回潮后二氧化钛改性机织物表面的硅烷偶联剂键合

将经回潮处理后的二氧化钛改性机织物放入硅烷偶联剂乙醇溶液中进行浸泡,浸泡温度为50-60℃,浸泡30-50min后放入温度为80℃的干燥箱中进行干燥,干燥5h后得到表面键合有硅烷偶联剂的二氧化钛改性机织物,其中,硅烷偶联剂乙醇溶液中硅烷偶联剂的质量百分比为0.5-2%,二氧化钛改性机织物与硅烷偶联剂乙醇溶液的质量比为1:200;

C键合后的二氧化钛改性机织物表面自组装

将表面键合有硅烷偶联剂的二氧化钛改性机织物放入按如下质量百分比,

十二烷基苯磺酸钠 0.5-3%

氯化钠 0.1%

磷酸氢二钠 0.05%

去离子水 96.85-99.35%

调配的自组装溶液中进行自组装,自组装温度为80℃,自组装20-30min后在表面键合有硅烷偶联剂的二氧化钛改性机织物的表面形成厚度为200-1200nm的自组装层,其中,二氧化钛改性机织物与自组装溶液的质量比为1:200;

D自组装后二氧化钛改性机织物表面的涂层处理

将经C步骤得到的自组装后二氧化钛改性机织物放入按如下质量百分比,

天然蛋白质纤维粉体 5%

聚乙烯醇 0.6%

去离子水 94.4%

混配的涂层溶液中进行浸泡,浸泡温度为50℃,浸泡10min后放入温度为80℃的烘箱中进行干燥,干燥2h后在自组装后二氧化钛改性机织物的表面形成1μm厚的涂层,其中,二氧化钛改性机织物与涂层溶液的质量比为1:200;

E二氧化钛改性机织物表面的染色

将经D步骤得到的附着有涂层的二氧化钛改性机织物放入按如下质量百分比,

偶氮类酸性染料 3-5%

硫酸钠 0.5-1%

去离子水 94-96.5%

调配的染液中进行染色,并在染液中滴加乙酸使染液pH值的范围为3-4,二氧化钛改性机织物与染液的质量比为1:200,染色温度为80℃,染色60-120min后得到染色后的二氧化钛改性机织物。

所述的二氧化钛改性机织物的平方米克重为80-220g/m2,经纬纱密度的范围为32-75根/10cm,经纬纱的纱支范围为50-90S。

所述的硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-570或硅烷偶联剂KH-580或硅烷偶联剂KH-590或硅烷偶联剂SG-Si 123中的一种。

所述的天然蛋白质纤维粉体为平均粒径为50-500nm的羊毛纤维粉体或蚕丝纤维粉体或羽绒纤维粉体或兔毛纤维粉体或马海毛纤维粉体中的一种。

所述的聚乙烯醇的聚合物为1700,醇解度为99%。

所述的偶氮类酸性染料为酸性嫩黄2G或酸性橙Ⅱ或酸性红B或酸性坚牢绿BBL中的一种。

由于采用了以上技术方案,本发明具有如下特点:

二氧化钛改性机织物常采用染料或颜料的方式进行上染,这些现有的方法使得染料或颜料与二氧化钛紧紧的接触在一起,或者间距较小,导致二氧化钛对光的高反射性削弱了染料或颜料的色深值和艳丽性。本发明所述的颜料上色方法区别于现有的染色技术和方法,在二氧化钛改性机织物表面先形成一层200-1200nm的分子层,该分子层由内至外依次由硅烷偶联剂和和十二烷基苯磺酸钠构成,然后在该分子层的外层以聚乙烯醇为粘结剂,将天然蛋白质纤维粉体固着在最外层,最终二氧化钛改性机织物上的二氧化钛与天然蛋白质纤维粉体之间形成几百纳米至几个微米的间隔。天然蛋白质纤维粉体对偶氮类酸性染料具有极高的上染性能,能够上染更多的染料分子并显示出色度深和鲜艳度高的颜色,同时对太阳光中的紫外线和红外线无较大的相互作用。因此,采用偶氮类酸性染料对天然蛋白质纤维粉体进行染色后,在二氧化钛改性机织物外表面形成色彩层,当其受到光线照射时,天然蛋白质纤维粉体上的染料对可见光的高敏性可以使二氧化钛改性机织物显现出色度深和鲜艳度高的颜色。而紫外线和红外线可以透射过天然蛋白质纤维粉体层而进入间隔,间隔中的十二烷基苯磺酸钠的多分子层结构不会干扰紫外线和红外线,也不会发生耦合作用。当紫外线和红外线射入二氧化钛改性机织物上的二氧化钛时,紫外线和红外线均会被二氧化钛反射或散射,紫外线作用于二氧化钛诱发自由基可以使机织物保持抗菌作用,红外线被二氧化钛反射后可以使机织物具有一定的凉爽感。本发明所述的染色方法可以使二氧化钛改性机织物获得色彩艳丽的颜色,同时保持二氧化钛改性机织物的功能性。另外,硅烷偶联剂乙醇溶液的质量、自组装溶液的质量、涂层溶液的质量和染液的质量均以二氧化钛改性机织物的质量为基准,二氧化钛改性机织物与它们之间的质量比均为1:200。

本发明所述的一种二氧化钛改性机织物的染色方法,染色后的二氧化钛改性机织物可显现出色泽艳丽的黄、橙、红和绿等色系,且本发明所述的染色方法工艺简单,设备要求低,操作控制方便,易于实现工业化生产,无需特殊设备。

具体实施方式

一种二氧化钛改性机织物的染色方法,染色方法按以下步骤进行,

A二氧化钛改性机织物的回潮处理

将平方米克重为80-220g/m2,经纬纱密度的范围为32-75根/10cm,经纬纱的纱支范围为50-90S的二氧化钛改性机织物放入温度为35-48℃,标准湿度为75-90%的恒温恒湿箱中进行回潮处理,回潮处理3-5h后的二氧化钛改性机织物的回潮率为0.5-0.8%,二氧化钛改性机织物中二氧化钛的粒径为50-2000nm,机织物的原料可以为棉或麻或羊毛或蚕丝或涤纶或氨纶或锦纶或黏胶中的一种或几种组合,,二氧化钛以化学键或分子间力附着在机织物表面上,二氧化钛在机织物表面的面积覆盖率≧95%;

B回潮后二氧化钛改性机织物表面的硅烷偶联剂键合

将经回潮处理后的二氧化钛改性机织物放入硅烷偶联剂KH-570或硅烷偶联剂KH-580或硅烷偶联剂KH-590或硅烷偶联剂SG-Si 123中的一种乙醇溶液中进行浸泡,浸泡温度为50-60℃,浸泡30-50min后放入温度为80℃的干燥箱中进行干燥,干燥5h后得到表面键合有硅烷偶联剂的二氧化钛改性机织物,其中,将经回潮处理后的二氧化钛改性机织物放入硅烷偶联剂乙醇溶液中进行浸泡,浸泡温度为50-60℃,浸泡30-50min后放入温度为80℃的干燥箱中进行干燥,干燥5h后得到表面键合有硅烷偶联剂的二氧化钛改性机织物,其中,硅烷偶联剂乙醇溶液中硅烷偶联剂的质量百分比为0.5-2%,二氧化钛改性机织物与硅烷偶联剂乙醇溶液的质量比为1:200,硅烷偶联剂乙醇溶液是将按一定的质量百分比将硅烷偶联剂溶解在乙醇中形成的溶液,乙醇的纯度为≧99.5%;

C键合后的二氧化钛改性机织物表面自组装

将表面键合有硅烷偶联剂的二氧化钛改性机织物放入按如下质量百分比,

十二烷基苯磺酸钠 0.5-3%

氯化钠 0.1%

磷酸氢二钠 0.05%

去离子水 96.85-99.35%

调配的自组装溶液中进行自组装,自组装温度为80℃,自组装20-30min后在表面键合有硅烷偶联剂的二氧化钛改性机织物的表面形成厚度为200-1200nm的自组装层,其中,二氧化钛改性机织物与自组装溶液的质量比为1:200;

D自组装后二氧化钛改性机织物表面的涂层处理

将经C步骤得到的自组装后二氧化钛改性机织物放入按如下质量百分比,

天然蛋白质纤维粉体 5%

聚合物为1700,醇解度为99%的聚乙烯醇 0.6%

去离子水 94.4%

混配的涂层溶液中进行浸泡,浸泡温度为50℃,浸泡10min后放入温度为80℃的烘箱中进行干燥,干燥2h后在自组装后二氧化钛改性机织物的表面形成1μm厚的涂层,其中,二氧化钛改性机织物与涂层溶液的质量比为1:200,天然蛋白质纤维粉体为平均粒径为50-500nm的羊毛纤维粉体或蚕丝纤维粉体或羽绒纤维粉体或兔毛纤维粉体或马海毛纤维粉体中的一种;

E二氧化钛改性机织物表面的染色

将经D步骤得到的附着有涂层的二氧化钛改性机织物放入按如下质量百分比,

偶氮类酸性染料 3-5%

硫酸钠 0.5-1%

去离子水 94-96.5%

调配的染液中进行染色,并在染液中滴加乙酸使染液pH值的范围为3-4,二氧化钛改性机织物与染液的质量比为1:200,染色温度为80℃,染色60-120min后得到染色后的二氧化钛改性机织物,其中,偶氮类酸性染料为酸性嫩黄2G或酸性橙Ⅱ或酸性红B或酸性坚牢绿BBL中的一种,酸性橙Ⅱ中的Ⅱ为希腊数字Ⅱ。

下面结合具体实施例对本发明的二氧化钛改性机织物的染色方法做进一步详细描述:

实施例1

A二氧化钛改性机织物的回潮处理

将平方米克重为80g/m2,经纬纱密度为32根/10cm,经纬纱的纱支为50S的二氧化钛改性机织物100g放入温度为35℃,标准湿度为75%的恒温恒湿箱中进行回潮处理,回潮处理3h后的二氧化钛改性机织物的回潮率为0.5%;

B回潮后二氧化钛改性机织物表面的硅烷偶联剂键合

将经回潮处理后的二氧化钛改性机织物放入硅烷偶联剂KH-570乙醇溶液20000g中进行浸泡,硅烷偶联剂乙醇溶液中硅烷偶联剂KH-570的质量为100g,浸泡温度为50℃,浸泡30min后放入温度为80℃的干燥箱中进行干燥,干燥5h后得到表面键合有硅烷偶联剂的二氧化钛改性机织物;

C键合后的二氧化钛改性机织物表面自组装

将表面键合有硅烷偶联剂的二氧化钛改性机织物放入按如下质量,

十二烷基苯磺酸钠 100g

氯化钠 20g

磷酸氢二钠 20g

去离子水 19870g

调配的自组装溶液20000g中进行自组装,自组装温度为80℃,自组装20min后在表面键合有硅烷偶联剂的二氧化钛改性机织物的表面形成厚度为200nm的自组装层;

D自组装后二氧化钛改性机织物表面的涂层处理

将经C步骤得到的自组装后二氧化钛改性机织物放入按如下质量,

平均粒径为50nm的羊毛纤维粉体 1000g

聚合物为1700,醇解度为99%的聚乙烯醇 120g

去离子水 18880g

混配的涂层溶液中20000g进行浸泡,浸泡温度为50℃,浸泡10min后放入温度为80℃的烘箱中进行干燥,干燥2h后在自组装后二氧化钛改性机织物的表面形成1μm厚的涂层;

E二氧化钛改性机织物表面的染色

将经D步骤得到的附着有涂层的二氧化钛改性机织物放入按如下质量,

酸性嫩黄2G 600g

硫酸钠 100g

去离子水 19300g

调配的染液20000g中进行染色,并在染液中滴加乙酸使染液pH值为3,染色温度为80℃,染色60min后得到染色后的二氧化钛改性机织物。

实施例2

A二氧化钛改性机织物的回潮处理

将平方米克重为220g/m2,经纬纱密度为75根/10cm,经纬纱的纱支为90S的二氧化钛改性机织物200g放入温度为48℃,标准湿度为90%的恒温恒湿箱中进行回潮处理,回潮处理5h后的二氧化钛改性机织物的回潮率为0.8%;

B回潮后二氧化钛改性机织物表面的硅烷偶联剂键合

将经回潮处理后的二氧化钛改性机织物放入硅烷偶联剂KH-580乙醇溶液40000g中进行浸泡,硅烷偶联剂乙醇溶液中硅烷偶联剂KH-580的质量为800g,浸泡温度为60℃,浸泡50min后放入温度为80℃的干燥箱中进行干燥,干燥5h后得到表面键合有硅烷偶联剂的二氧化钛改性机织物;

C键合后的二氧化钛改性机织物表面自组装

将表面键合有硅烷偶联剂的二氧化钛改性机织物放入按如下质量,

十二烷基苯磺酸钠 1200g

氯化钠 40g

磷酸氢二钠 20g

去离子水 38740g

调配的自组装溶液40000g中进行自组装,自组装温度为80℃,自组装30min后在表面键合有硅烷偶联剂的二氧化钛改性机织物的表面形成厚度为1200nm的自组装层;

D自组装后二氧化钛改性机织物表面的涂层处理

将经C步骤得到的自组装后二氧化钛改性机织物放入按如下质量,

平均粒径为100nm的蚕丝纤维粉体 2000g

聚合物为1700,醇解度为99%的聚乙烯醇 240g

去离子水 37760g

混配的涂层溶液40000g中进行浸泡,浸泡温度为50℃,浸泡10min后放入温度为80℃的烘箱中进行干燥,干燥2h后在自组装后二氧化钛改性机织物的表面形成1μm厚的涂层;

E二氧化钛改性机织物表面的染色

将经D步骤得到的附着有涂层的二氧化钛改性机织物放入按如下质量,

酸性橙Ⅱ 2000g

硫酸钠 400g

去离子水 37600g

调配的染液40000g中进行染色,并在染液中滴加乙酸使染液pH值为4,染色温度为80℃,染色120min后得到染色后的二氧化钛改性机织物。

实施例3

A二氧化钛改性机织物的回潮处理

将平方米克重为150g/m2,经纬纱密度为45根/10cm,经纬纱的纱支为70S的二氧化钛改性机织物100g放入温度为40℃,标准湿度为80%的恒温恒湿箱中进行回潮处理,回潮处理4h后的二氧化钛改性机织物的回潮率为0.65%;

B回潮后二氧化钛改性机织物表面的硅烷偶联剂键合

将经回潮处理后的二氧化钛改性机织物放入硅烷偶联剂KH-590乙醇溶液20000g中进行浸泡,硅烷偶联剂乙醇溶液中硅烷偶联剂KH-590的质量为200g,浸泡温度为50-60℃,浸泡40min后放入温度为80℃的干燥箱中进行干燥,干燥5h后得到表面键合有硅烷偶联剂的二氧化钛改性机织物;

C键合后的二氧化钛改性机织物表面自组装

将表面键合有硅烷偶联剂的二氧化钛改性机织物放入按如下质量,

十二烷基苯磺酸钠 300g

氯化钠 20g

磷酸氢二钠 10g

去离子水 19670g

调配的的自组装溶液20000g中进行自组装,自组装温度为80℃,自组装25min后在表面键合有硅烷偶联剂的二氧化钛改性机织物的表面形成厚度为800nm的自组装层;

D自组装后二氧化钛改性机织物表面的涂层处理

将经C步骤得到的自组装后二氧化钛改性机织物放入按如下质量,

平均粒径为200nm的羽绒纤维粉体 1000g

聚合物为1700,醇解度为99%的聚乙烯醇 120g

去离子水 18880g

混配的涂层溶液20000g中进行浸泡,浸泡温度为50℃,浸泡10min后放入温度为80℃的烘箱中进行干燥,干燥2h后在自组装后二氧化钛改性机织物的表面形成1μm厚的涂层;

E二氧化钛改性机织物表面的染色

将经D步骤得到的附着有涂层的二氧化钛改性机织物放入按如下质量,

酸性红B 800g

硫酸钠 160g

去离子水 19040g

调配的染液20000g中进行染色,并在染液中滴加乙酸使染液pH值为3,染色温度为80℃,染色90min后得到染色后的二氧化钛改性机织物。

实施例4

A二氧化钛改性机织物的回潮处理

将平方米克重为200g/m2,经纬纱密度的为40根/10cm,经纬纱的纱支为60S的二氧化钛改性机织物100g放入温度为40℃,标准湿度为80%的恒温恒湿箱中进行回潮处理,回潮处理3h后的二氧化钛改性机织物的回潮率为0.7%;

B回潮后二氧化钛改性机织物表面的硅烷偶联剂键合

将经回潮处理后的二氧化钛改性机织物放入硅烷偶联剂乙醇溶液40000g中进行浸泡,硅烷偶联剂乙醇溶液中硅烷偶联剂SG-Si 12的质量为720g,浸泡温度为58℃,浸泡35min后放入温度为80℃的干燥箱中进行干燥,干燥5h后得到表面键合有硅烷偶联剂的二氧化钛改性机织物;

C键合后的二氧化钛改性机织物表面自组装

将表面键合有硅烷偶联剂的二氧化钛改性机织物放入按如下质量,

十二烷基苯磺酸钠 800g

氯化钠 40g

磷酸氢二钠 20g

去离子水 39140g

调配的的自组装溶液40000g中进行自组装,自组装温度为80℃,自组装22min后在表面键合有硅烷偶联剂的二氧化钛改性机织物的表面形成厚度为500nm的自组装层;

D自组装后二氧化钛改性机织物表面的涂层处理

将经C步骤得到的自组装后二氧化钛改性机织物放入按如下质量,

平均粒径为300nm的兔毛纤维粉体 2000g

聚合物为1700,醇解度为99%的聚乙烯醇 240g

去离子水 37760g

混配的涂层溶液40000g中进行浸泡,浸泡温度为50℃,浸泡10min后放入温度为80℃的烘箱中进行干燥,干燥2h后在自组装后二氧化钛改性机织物的表面形成1μm厚的涂层;

E二氧化钛改性机织物表面的染色

将经D步骤得到的附着有涂层的二氧化钛改性机织物放入按如下质量百分比,

酸性坚牢绿BBL 1800g

硫酸钠 280g

去离子水 37920g

调配的染液40000g中进行染色,并在染液中滴加乙酸使染液pH值为3.5,染色温度为80℃,染色110min后得到染色后的二氧化钛改性机织物。

实施例5

A二氧化钛改性机织物的回潮处理

将平方米克重为180g/m2,经纬纱密度为65根/10cm,经纬纱的纱支为60S的二氧化钛改性机织物100g放入温度为43℃,标准湿度为88%的恒温恒湿箱中进行回潮处理,回潮处理4h后的二氧化钛改性机织物的回潮率为0.7%;

B回潮后二氧化钛改性机织物表面的硅烷偶联剂键合

将经回潮处理后的二氧化钛改性机织物放入硅烷偶联剂KH-570乙醇溶液20000g中进行浸泡,硅烷偶联剂乙醇溶液中硅烷偶联剂KH-570的质量为320g,浸泡温度为58℃,浸泡45min后放入温度为80℃的干燥箱中进行干燥,干燥5h后得到表面键合有硅烷偶联剂的二氧化钛改性机织物;

C键合后的二氧化钛改性机织物表面自组装

将表面键合有硅烷偶联剂的二氧化钛改性机织物放入按如下质量,

十二烷基苯磺酸钠 520g

氯化钠 20g

磷酸氢二钠 10g

去离子水 19450g

调配的的自组装溶液20000g中进行自组装,自组装温度为80℃,自组装26min后在表面键合有硅烷偶联剂的二氧化钛改性机织物的表面形成厚度为900nm的自组装层;

D自组装后二氧化钛改性机织物表面的涂层处理

将经C步骤得到的自组装后二氧化钛改性机织物放入按如下质量百分比,

平均粒径为400nm的马海毛纤维粉体 1000g

聚合物为1700,醇解度为99%的聚乙烯醇 120g

去离子水 18880g

混配的涂层溶液20000g中进行浸泡,浸泡温度为50℃,浸泡10min后放入温度为80℃的烘箱中进行干燥,干燥2h后在自组装后二氧化钛改性机织物的表面形成1μm厚的涂层;

E二氧化钛改性机织物表面的染色

将经D步骤得到的附着有涂层的二氧化钛改性机织物放入按如下质量百分比,

酸性嫩黄2G 800g

硫酸钠 160g

去离子水 19040g

调配的染液20000g中进行染色,并在染液中滴加乙酸使染液pH值为4,染色温度为80℃,染色110min后得到染色后的二氧化钛改性机织物。

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