[发明专利]一种改性棉纤维及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于纺织品印染领域，更具体而言，本发明是一种可使用分散染料制成的墨水进行喷墨及热转印的改性棉纤维，以及其制备方法和应用。

背景技术

随着电子计算机技术的飞速发展，近年来，人们将纸张喷墨打印技术应用于纺织品印花，广告喷绘，服装等。以其具有流程短、少批量、变化多、交货快等优点，引起印染行业的广泛关注。特别是随着喷墨印花设备的不断改进和染料价格的下降，这项技术已被广泛应用。

目前，纺织工业中所使用的纺织纤维种类很多，但归纳起来就是天然纤维和化学纤维两大类。纺织品种可作表1分类。

表1.

天然纤维的染色根据纤维结构、生产工艺的不同，可以选择不同染料，其中有直接染料、活性染料、还原染料、硫化染料、酸性染料、阳离子染料等。化学纤维中的再生纤维在印染行业中，由于性能欠佳及价格昂贵等原因，未能获得大量的发展，而合成纤维是化纤中的主要应用种类，合成纤维的染色以分散染料为主。

分散染料热转印印花是当前印染行业使用和研究的热点，分散染料热转印印花有色彩艳丽丰富、耐水洗、耐擦、耐晒等优异性能，且对皮肤温和，对环境友好。分散染料是一种水溶性低，疏水性很强的非离子型染料。由于分散染料分子量小，结构简单，不含如-SO₃H，-COOH等水溶性基团，而具有一定量的非离子极性基团，如-OH，-NH₂，-NHR，-CN，-CONHR等，分散染料可用于涤纶、锦纶、丙纶、腈纶、氨纶等多种合成纤维，特别是对涤纶的染色和印花。

由于棉纤维含亲水基较多，对分散染料没有亲和力，在转印过程中染料大部分逸散或停留在热转印纸上。为了使棉织物能够进行分散染料热转印，必须对棉纤维进行化学改性，使其对分散染料有亲和力，并使分散染料在热压时可以上染。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种改性棉纤维，其对分散染料具有亲和力，使分散染料能与其相结合，并达到色彩艳丽、耐水洗、耐擦、耐晒等各项基本指标。

本发明的另一个目的是提供上述改性棉纤维的制备方法。

本发明还有一个目的是提供上述改性棉纤维在采用分散染料进行上染及热转印工艺中的应用。

本发明的目的是这样实现的：一种改性棉纤维的制备方法，其特征在于：采用多元羧酸作为改性剂，在高温下，多元羧酸的其中一个羧基与棉纤维上的羟基反应脱水生成酯，同时其他羧基间失水生成环状酸酐。

一种改性棉纤维，其有效成分的结构式如I式或II式：

I            II

其中，R、R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆、R₇、R₈选自H、C_nH_2n+1(n≥1)、-OH、-NH₂、-SH、-NNO₂、-NO₂、-CONH₂或苯基等其他基团。

本发明通过化学改性反应，将棉纤维中的亲水基团替换成疏水基团，在棉纤维上嫁接上分散染料的受体，使其对分散染料具有亲和力，分散染料在热压升华时能与疏水基团相结合，从而达到上染的目的，而且改性后的棉纤维具有很稳定的结构，保证上染后可达到各项检测指标。

具体实施方式

本发明使用多元羧酸对棉纤维进行改性，在160℃-200℃的高温下，多元羧酸相邻的羧基间容易失水生成环状酸酐，同时能与棉纤维上的羟基反应脱水生成酯，酯属于疏水基团，并根据相似相溶原理，能与结构上含有苯环的分散染料产生较大的亲和力，所以经过多元羧酸处理改性后的纯棉织物，就可以用分散染料进行热转印上染印花了。

所述的多元羧酸优选带有至少三个羧基的多元羧酸。其中可选用单一多元羧酸进行反应，也可选用复配多元羧酸进行反应。最优选的是选自带有三个羧基的多元羧酸，因为在高温下，多元羧酸在棉纤维上主要会有两个反应发生，其一是多元羧酸自身发生脱水反应，其中两个羧基失水生成相应的环状酸酐，反应如下：