CN103952922A - 一种植物染料数码印花墨水及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于油墨制备领域，特别涉及一种数码印花墨水及其制备方法。按照各组分的重量百分比，将植物染料、粘度调节剂、助溶剂、表面张力调节剂、pH调节剂、保湿剂、杀菌剂加入到去离子水中，常温下搅拌均匀，再升温至60～70℃条件下继续搅拌1小时，并保温(60～70℃)熟化2—3小时，降至常温后，将溶液依次经过孔径为0.45μm和0.22μm的膜过滤，得到最终产物。采用本发明的数码印花墨水，对织物进行数码印花喷印之前，无需对织物进行上浆前处理，并且上染工艺环保。

Description

一种植物染料数码印花墨水及其制备方法

技术领域

本发明属于油墨制备领域，特别涉及一种数码印花墨水及其制备方法。

背景技术

所谓数码喷墨印花，是用扫描仪、数字照相机等输入手段，将图案以数字形式输入计算机，经过图像软件处理后，再通过计算机控制的数码喷墨印花机，直接将印花墨水喷射到各种纤维织物上，印制出所输入的各种图案，从而得到各种印花织物。

数码印花设备飞速发展，作为数码印花中不可缺少的，决定印花效果的关键因素印花墨水也要随之发展。作为数码喷墨印花主要耗材之一的印花墨水，也是决定喷墨印花技术成功与否的关键性因素。

数码喷墨印花用墨水按使用的溶剂可分为水性墨水和非水性墨水，非水性墨水一般使用有机溶剂，产品不仅价格高，而且毒性大、环境污染严重，不能充分体现喷墨印花的环保优势。因此，水性墨水是发展的主要方向，也是目前数码印花墨水使用的主要品种。

水性喷墨印花墨水按使用的色素又可以分为染料型墨水和颜料型墨水两大类。染料型墨水相比于颜料型墨水，具有的主要优点有色谱齐全、色彩鲜艳、色浓度高、具有优良的水溶性，制作墨水方便，成本低，易于制成高浓度墨水，稳定性好，不易堵塞喷头，打印质量好，适用于快速喷墨印花，常用的染料水性墨水一般都是小分子染料，主要由染料、分散介质、抗菌剂、PH调节剂、保湿剂等配制而成。

当前市场上，所使用的染料型墨水用的染料基本上都是合成染料，存在如发色不稳定、色牢度、影响设备寿命以及产品环保性等弊端，在人们日益追求健康生活的今天，开发高性能、高牢度以及水性环保型的墨水为当前数码喷墨印花墨水发展的主要趋势。

另一方面，数码印花以无接触方式将墨水准确喷印到织物的表面，因此色牢度相对较低，因此现有技术中，在对织物进行数码印花喷印之前，需要对织物进行上浆前处理，以助于提高植物染料的固色率和色牢度等问题。但是这样会增加数码印花喷印上染的工序。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种以天然的植物染料为基础的数码印花墨水，并且采用该数码印花墨水对织物进行数码印花喷印染色时，无需对织物进行上浆前处理。

具体的技术方案为：

一种数码印花墨水，按重量百分比由以下组分组成：

其余为去离子水，

作为优选：粘度调节剂在数码印花墨水中的重量百分比为12％—18％，

其中，植物染料为茶树果红棕色素，是从天然植物茶树果中提取而来的，具体的提取工艺为：

(1)将茶树果洗净、烘干、粉碎至30～70目；

(2)将(1)中粉碎的茶树果以pH为9～10的弱碱性水溶液作为溶剂，按料液比1:20～50g/ml配成混合液，置于微波超声提取器中，以功率为400w～800w的微波，微波处理2min～4min；再以功率为600w～900w的超声波，超声处理20min～40min，过滤，分离出滤液；

(3)将步骤(2)中的滤渣以弱碱水溶液为溶剂，配成混合液，置于微波超声提取器中，以功率为400w～800w的微波，微波处理2min～4min；再以功率为600w～900w的超声波，超声处理5min～15min，过滤，分离出滤液；

(4)合并步骤(2)、(3)所得滤液，设定进风温度140℃～160℃，出风温度80℃～90℃，进行喷雾干燥，得茶树果红棕色素粉末；

另外，上述组分中，粘度调节剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇200或聚乙二醇400；

助溶剂为聚醚多元醇，如聚氧化丙烯二醇PPG、聚四氢呋喃二醇PTMG；

表面张力调节剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷表面活性剂，如BYK–302、BYK–307等；

pH调节剂为氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、乙醇胺、柠檬酸、硫酸、盐酸中的一种或几种混合物，调节数码印花墨水的PH值为6—7；

保湿剂为乙二醇、二乙二醇或丙三醇；

杀菌剂为苯并异噻唑啉酮。

本发明还提供了一种上述数码印花墨水的制备方法，具体步骤为：

按照上述配方中各组分的重量百分比，将植物染料、粘度调节剂、助溶剂、表面张力调节剂、pH调节剂、保湿剂、杀菌剂加入到去离子水中，常温下搅拌均匀，再升温至60～70℃条件下继续搅拌1小时，并保温(60～70℃)熟化2—3小时，降至常温后，将溶液依次经过孔径为0.45μm和0.22μm的膜过滤，得到最终产物。

本发明的有益效果在于：本发明的数码印花墨水中，采用从绿色天然植物茶树果中提取而来的红棕色素作为植物染料，取代了现有技术的数码印花墨水中常使用的合成染料，大大减小了合成染料带来的环境污染问题和健康问题；并且采用本发明的数码印花墨水，对织物进行数码印花喷印之前，无需对织物进行上浆前处理，也可以得到色牢度理想的织物，节约了印染工序和生产成本。

具体实施方式

实施例1

将茶树果用清水洗净，烘干后粉碎至30目；取500g茶树果粉末，以pH为9的纯碱水溶液为溶剂，料液比为1:50g/ml，混合后置于微波超声提取器中，设定微波功率为800w，微波处理4min；再以600w的超声波功率，超声处理40min；过滤，分离出滤液；对滤渣进行二次提取，以pH为9的纯碱水溶液为溶剂，料液比为1:20g/ml，混合后置于微波超声提取器中，设定微波功率为800w，微波处理2min；再以600w的超声波功率，超声处理15min；过滤，分离出滤液；

合并两次滤液，进行喷雾干燥，进风温度140℃，出风温度80℃，喷雾干燥得茶树果红棕色素粉末，得率为22.15％(色素得率/％＝色素粉末质量/茶树果粉末质量*100％)。该色素在231nm处有最大紫外吸收波长。

采用上述工艺制备的茶树果红棕色素粉末作为植物染料，制备数码印花墨水，工艺如下：

其余为去离子水，

按照上述配方中各组分的重量百分比，将茶树果红棕色素粉末、粘度调节剂、助溶剂、表面张力调节剂、pH调节剂、保湿剂、杀菌剂加入到去离子水中，常温下搅拌均匀(体系PH值为6.5)，再升温至65℃条件下继续搅拌1小时，并保温(65℃)熟化3小时，降至常温后，将溶液依次经过孔径为0.45μm和0.22μm的膜过滤，得到最终产物。

实施例2

茶树果红棕色素粉末的制备方法如实施例1所示，另外，数码印花墨水制备工艺如下：

其余为去离子水，

按照上述配方中各组分的重量百分比，将茶树果红棕色素粉末、粘度调节剂、助溶剂、表面张力调节剂、pH调节剂、保湿剂、杀菌剂加入到去离子水中，常温下搅拌均匀(体系PH值为6)，再升温至70℃条件下继续搅拌1小时，并保温(70℃)熟化2小时，降至常温后，将溶液依次经过孔径为0.45μm和0.22μm的膜过滤，得到最终产物。

实施例3

将茶树果用清水洗净，晾干或烘干后粉碎至70目；取500g茶树果粉末以pH为10的烧碱水溶液为溶剂，料液比为1:30g/ml，混合后置于微波超声提取器中，设定微波功率为400w，微波处理4min；再以900w的超声波功率，超声处理20min；过滤，分离出滤液；对滤渣进行二次提取，以pH为10的烧碱水溶液为溶剂，料液比为1:20g/ml，混合后置于微波超声提取器中，设定微波功率为400w，微波处理2min；再以900w的超声波功率，超声处理10min；过滤，分离出滤液；合并两步所得滤液，进行喷雾干燥，进风温度160℃，出风温度90℃，喷雾干燥得茶树果红棕色素粉末，得率为18.67％。该色素在231nm处有最大紫外吸收波长。

采用上述工艺制备的茶树果红棕色素粉末作为植物染料，制备数码印花墨水，工艺如下：

其余为去离子水，

按照上述配方中各组分的重量百分比，将茶树果红棕色素粉末、粘度调节剂、助溶剂、表面张力调节剂、pH调节剂、保湿剂、杀菌剂加入到去离子水中，常温下搅拌均匀(体系PH值为7)，再升温至60℃条件下继续搅拌1小时，并保温(60℃)熟化3小时，降至常温后，将溶液依次经过孔径为0.45μm和0.22μm的膜过滤，得到最终产物。

对比实施例1

采用市售的C.I.活性红31作为染料，代替实施例1中的茶树果红棕色素粉末，数码印花墨水的其余组分与制备工艺均与实施例1相同。

对比实施例2

采用市售的K型一氯均三嗪活性染料(活性红KE—3B)，代替实施例3中的茶树果红棕色素粉末，数码印花墨水的其余组分与制备工艺均与实施例3相同。

对比实施例3

与实施例2相比，将配方中粘度调节剂(聚乙二醇400)在数码印花墨水中的重量百分比设定为20％，去离子水的含量相对减少，其余各组分的重量百分含量不变。数码印花墨水的制备工艺均与实施例2相同。

对比实施例4

与实施例1相比，将配方中粘度调节剂(聚乙二醇200)在数码印花墨水中的重量百分比设定为8％，去离子水的含量相对增加，其余各组分的重量百分含量不变。数码印花墨水的制备工艺均与实施例1相同。

分别采用实施例1、2、3，以及对比实施例1、2、3、4中制备的数码印花墨水，对同样的白色纯棉T恤进行喷印染色(采用MIMAKI JV33纺织品数码印花机)，染色前不对织物进行任何前处理，染色工艺均一致。产品织物上各项色牢度如表1所示：

表1

耐摩擦色牢度按GB/T3920—2008《纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度》测试；

耐皂洗色牢度按GB/T3921—2008《纺织品色牢度试验耐皂洗色牢度》测试；

耐光色牢度按GB/T8426—1998《纺织品色牢度试验耐光色牢度》测试。

从表1中(对比实施例1、对比实施例2)可以看出，采用市售的合成染料制备的数码印花墨水，对织物进行数码印花喷墨染色时，由于数码印花是以无接触方式将墨水喷印到织物的表面的，在没有进行任何前处理的情况下，色牢度相对较低。

Claims (10)

1.一种数码印花墨水，其特征在于：所述的数码印花墨水，按重量百分比由以下组分组成，

其余为去离子水，

其中，植物染料为茶树果红棕色素，是从天然植物茶树果中提取而来的。

2.如权利要求1所述的数码印花墨水，其特征在于：所述的粘度调节剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇200或聚乙二醇400。

3.如权利要求1所述的数码印花墨水，其特征在于：所述的助溶剂为聚丙二醇PPG或聚四氢呋喃二醇PTMG。

4.如权利要求1所述的数码印花墨水，其特征在于：所述的表面张力调节剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷表面活性剂。

5.如权利要求1所述的数码印花墨水，其特征在于：所述的粘度调节剂在数码印花墨水中的重量百分比为12％—18％。

6.如权利要求1所述的数码印花墨水，其特征在于：所述的保湿剂为乙二醇、二乙二醇或丙三醇。

7.如权利要求1所述的数码印花墨水，其特征在于：所述的杀菌剂为苯并异噻唑啉酮。

8.如权利要求1至7任一项所述的数码印花墨水的制备方法，其特征在于：所述制备方法的具体步骤为：

将植物染料、粘度调节剂、助溶剂、表面张力调节剂、pH调节剂、保湿剂、杀菌剂加入到去离子水中，常温下搅拌均匀，再升温继续搅拌1小时，并保温熟化2—3小时，降至常温后，将溶液依次经过孔径为0.45μm和0.22μm的膜过滤，得到最终产物。

9.如权利要求8所述的数码印花墨水的制备方法，其特征在于：所述的“升温”是指升温至60～70℃。

10.如权利要求8所述的数码印花墨水的制备方法，其特征在于：所述的“保温”是指保温温度为60～70℃。