CN104725936A - 适用于工业头喷墨打印机的活性墨水及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用于工业头喷墨打印机的活性墨水及其制备方法，该活性墨水含有以下重量比的组分：5-21％活性染料、10-20％保湿剂、1-10％粘度调节剂、0.1-2％表面活性剂、0.1-2％pH缓冲液、0.1-1％管道疏通剂、0.1-1％杀菌剂、0-1％富电子基捕捉剂、余量为去离子水。本发明就工业喷头打印适应性，墨水稳定性，打印织物色度，工业喷头保护等方面做了创新性开发，所提供的活性墨水性能参数能够很好的适应工业头纺织印花喷墨打印机，无论是对于常见的理化参数，诸如粘度和表面张力等指标，还是内在的溶剂配比合理性等，均可以适应工业打印机的使用。

Description

适用于工业头喷墨打印机的活性墨水及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种活性墨水，特别涉及一种使用在工业头打印机上的活性墨水。
背景技术
数字喷墨印花技术具有传统印花不可比拟的优势，其中环保的特点，引领传统行业更多的业内人士选择数码印花，由于棉织物的活性印花巨大的市场需求，使活性墨水逐渐成为研究的热点。数码活性印花的主要优点为：一，印花档次高，环保压力小。由于喷墨印花采用晶体压电技术，将活性墨水通过高精度的喷嘴打印在织物表面，从而得到具有色彩层次高，花型逼真的印花图案，极大的满足了人们对纺织品印花更高层次的要求。同时由于喷印过程仅发生在织物表面，后期的固色工艺使染料和织物发生充分的发色，从而极大了提高了活性染料的使用率。节约染料使用量的同时避免了多余染料对环境的污染。二，可以满足小批量，多批次的个性需求。在社会发展更加强调个性需求的今天，数码印花由于占用空间小，市场反应迅速，不受批量的制版花回限制，可以充分响应客户的及时需求。虽然数码印花有着诸多优点，但是目前还存在着一些问题制约着数码印花的发展，但其中最关键的数码印花的速度，这点对于棉织物活性的巨大市场需求显得尤为重要，如现有活性墨水的粘度多在3-4cp，在此粘度参数下，墨水不能满足工业头快速打印要求；与此同时对墨水的稳定性提出了更高的需求。现阶段随着工业打印机的陆续投产，印花速度有了很大的提升，与之配套的墨水必然需要在打印适应性和稳定性方面有更大的提升。特别在于长期的打印过程对打印机喷嘴的保护显得尤为重要，因此，急需研发一种性能更好的活性墨水。
发明内容
为解决以上问题，本发明提供一种适用于工业头喷墨打印的活性喷墨墨水，其常温下墨水粘度在6-8cp。本发明的墨水稳定性高，具有优异的耐摩擦牢度和耐水洗牢度等优势。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种适用于工业头喷墨打印机的活性墨水，其含有以下重量比的组分：5-21％活性染料、10-20％保湿剂、1-10％粘度调节剂、0.1-2％表面活性剂、0.1-2％pH缓冲液、0.1-1％管道疏通剂、0.1-1％杀菌剂、0-1％富电子基捕捉剂、余量为去离子水。
优选地，该适用于工业头喷墨打印机的活性墨水，其含有以下重量比的组分：12-14％活性染料、18-20％保湿剂、4-6％粘度调节剂、0.5％表面活性剂、1-1.5％pH缓冲液、0.1-0.5％管道疏通剂、0.1％杀菌剂、0.1-0.5％富电子基捕捉剂、余量为去离子水。
作为本发明的另一目的，提供该适用于工业头喷墨打印机的活性墨水的制备方法，是通过以下技术方案来实现的：
一种适用于工业头喷墨打印机的活性墨水的制备方法，其步骤为：将所述份量的保湿剂、粘度调节剂与助溶剂的混合液与所述份量的去离子水放入反应釜中，在加入所述份量的pH缓冲液、管道疏通剂、表面活性剂及富电子捕捉剂，并加入分散剂，设置400r速度搅拌30min后，加入所述份量的杀菌剂，并加入助溶剂,设置400r速度搅拌30min后，投入所述份量的活性染料，设置600r速度搅拌30min，之后静置24h，采用0.2um聚醚砜超滤膜进行过滤后得活性墨水。
所述活性染料为活性青为Reactive Blue-72，Reactive Blue–49，Everpluscyan G power其中一种或者多种混和，活性红为Reactive Red–218，ReactiveRed–245，Reactive Red–24，Reactive Red–195，Everplus Red 6B power其中一种或者多种混和，活性黄为Reactive Yellow–37，Reactive Yellow–95，Everplus yellow 6G power其中一种或者多种混和，活性黑为Reactive Black–MIX，Reactive Black–39，Everplus Black SGR power其中一种或多种混合。
所述保湿剂为甘油，二丙二醇，1,5戊二醇，羟甲基纤维素，乙基纤维素中的一种或多种混合。
所述粘度调节剂可选自丙三醇，二甘醇，聚乙二醇200，聚乙二醇400，聚乙二醇600，聚乙二醇1000中的一种或多种混合。
所述表面活性剂为Surfynol 440，Surfynol 465，Dynol 607中的一种或多种混合。
所述pH缓冲液为三羟甲基氨基甲烷-EDTA,三羟甲基氨基甲烷-盐酸,三羟甲基氨基甲烷-草酸,三羟甲基氨基甲烷-BES,磷酸二氢钠-磷酸氢二钠，TAPS-MES，TAPS-ADA,TAPS-MOPSO中的一种或多种混合。
所述富电子捕捉剂可选自苯磺酸，对硝基苯磺酸，氢氧化锂中的一种或多种混合。富电子捕捉剂的加入可以抑制染料的水解，同时与缓冲剂的合理选择搭配下，进而可以最大限度的消除活性墨水中染料的水解，使得本发明的墨水具有很好的抗水解性能和优良储存稳定性。
所述管道疏通剂为琉基苯并噻唑、苯并三氮唑、膦羧酸、磺化木质素其中一种或多种混合。配方设计中充分考虑到喷头的使用寿命，由于工业打印头点火频率高，墨滴较大，而对于纯钢结构的喷头，长期打印过程中容易与墨水发生电化学腐蚀，影响喷头的使用寿命，所以本发明在配方中引入了管道疏通剂，加强了对喷头的保护，长期打印不会对喷头造成损伤，
该管道疏通剂可形成抗氧化膜，防止发生电化学腐蚀，防止墨水中的游离离子对喷头腐蚀，从而起到保护喷头的作用。本发明限定此类管道疏通剂适用于针对工业喷头的使用中。
所述杀菌剂为GXL。
除上述各组分外，活性墨水配方中按性能需求还可加入添加剂，包括助溶剂，分散剂。其中，助溶剂选自N甲基甲酰胺，N-甲基吡咯烷酮，己内酰胺，尿素或亚乙基脲中的一种或多种混合，用量可占本发明的墨水配方总重量的0-5％；分散剂可选自Ultrazine NA,Borresperse NA,Borresperse AM-320(MWV分散剂)中的一种或多种混合，用量占墨水总重量的0-3％。
与现有技术相比，本发明就工业喷头打印适应性，墨水稳定性，打印织物色度，工业喷头保护等方面做了创新性开发，所提供的活性墨水性能参数能够很好的适应工业头纺织印花喷墨打印机，无论是对于常见的理化参数，诸如粘度和表面张力等指标，还是内在的溶剂配比合理性等，均可以适应工业打印机的使用：可以赋予活性墨水优良的流动性能，良好的喷头润湿性，并且可以在喷印过程中形成完美的液滴，具有很好的打印稳定性和打印适应性；在纤维素纤维织物和蛋白织物上具有优良的上染率和固色率，绝佳的色彩表现力，且在此类织物上具有很好的耐水洗牢度，耐汗渍牢度，耐摩擦牢度和耐日晒牢度，可以满足多款工业头压电高速打印机的工作，如使用konica 512，konica1024，GS255,GS508等喷头的机型使用。
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
具体实施方式
实施例1
其配比如下:
12.0％重量的活性染料Reactive Red-218；
25.0％重量的乙二醇,甘油,N-甲基吡咯烷酮的混合液,乙二醇,甘油,N-甲基吡咯烷酮以20:4：1(重量)比例组成；
1.5％重量三羟甲基氨基甲烷-EDTA pH缓冲液，调至PH＝8；
0.5％重量Surfynol 465；
0.1％重量GXL；
0.5％重量的苯并三氮唑；
1％重量尿素；
0.5％重量Ultrazine NA；
0.1％重量对硝基苯磺酸；
58.8％重量的去离子水。
实施例1的制备方法：
将25.0％重量的乙二醇,甘油与N-甲基吡咯烷酮的混合液(以重量比为20:4:1的比例组成)与58.8％重量的去离子水放入反应釜中，在加入1.5％重量三羟甲基氨基甲烷-EDTA pH缓冲液，0.5％重量Ultrazine NA，0.5％重量的苯并三氮唑，0.5％Surfynol 465，0.1％重量对硝基苯磺酸，设置400r速度搅拌30min后，加入0.1％重量GXL、1％重量尿素,设置400r速度搅拌30min后，投入12.0％重量的活性染料Reactive Red-218，设置600r速度搅拌30min，之后静置24h，采用0.2um聚醚砜超滤膜进行过滤后得活性墨水。
实施例2
其配比如下:
21.0％重量的活性染料Reactive Black-39；
25.0％的乙二醇,甘油,N-甲基吡咯烷酮的混合液,乙二醇,甘油,N-甲基吡咯烷酮以18:6:1(重量)比例组成；
2％重量三羟甲基氨基甲烷-BES pH缓冲液，调至PH＝8；
0.5％重量Surfynol 465；
0.1％重量GXL；
0.1％重量磺化木质素；
1％重量尿素；
0.5％重量Ultrazine NA；
0.1％重量苯磺酸；
49.7％重量的去离子水。
实施例2的制备方法：
将25.0％重量的乙二醇,甘油与N-甲基吡咯烷酮的混合液(以重量比为18:6:1的比例组成)与49.7％重量的去离子水放入反应釜中，在加入2％重量三羟甲基氨基甲烷-BES pH缓冲液,0.5％重量Ultrazine NA，0.1％重量磺化木质素，0.5％重量Surfynol 465，设置400r搅拌30min后，加入0.1％重量GXL,1％重量尿素,0.1％重量苯磺酸，400r搅拌30min后，投入21.0％重量的活性染料ReactiveRed-39，设置600r搅拌30min，之后静置24h，采用0.2um聚醚砜超滤膜进行过滤后得活性墨水。
实施例3
其配比如下：
5.0％重量的活性染料Reactive Yellow-37；
30.0％的乙二醇,甘油,N-甲基吡咯烷酮的混合液,乙二醇,甘油,N-甲基吡咯烷酮以22:6:2(重量)比例组成；
0.1％重量三羟甲基氨基甲烷-EDTA pH缓冲液，调至PH＝8；
0.5％重量Surfynol 440；
0.5％重量苯并三氮唑；
0.1％重量GXL；
1％重量尿素；
0.5％重量苯磺酸；
62.3％重量的去离子水。
实施例3的制备方法：
将30.0％重量的乙二醇,甘油与N-甲基吡咯烷酮的混合液(以重量比为22:6:2比例组成)与62.3％重量的去离子水放入反应釜中，在加入0.1％重量三羟甲基氨基甲烷-EDTA pH缓冲液,0.5％重量苯磺酸，0.5％重量苯并三氮唑，0.5％重量Surfynol 440，设置400r搅拌30min后，加入0.1％重量GXL；1％重量尿素,设置400r搅拌30min后，投入5.0％重量的Reactive Yellow-37，设置600r搅拌30min，之后静置24h，采用0.2um聚醚砜超滤膜进行过滤后得活性墨水。
实施例4
其配比如下：
14.0％重量的活性染料Reactive Blue-72；
26.0％的乙二醇,甘油,N-甲基吡咯烷酮的混合液,乙二醇,甘油,N-甲基吡咯烷酮的混合液以20:5:1(重量)比例组成；
1％重量三羟甲基氨基甲烷-草酸pH缓冲液，调至PH＝8；
0.5％重量Surfynol 465；
1％重量琉基苯并噻唑；
0.1％重量GXL；
1％重量尿素；
0.5％重量对硝基苯磺酸；
55.9％重量的去离子水。
实施例4的制备方法：
将26.0％重量的乙二醇,甘油与N-甲基吡咯烷酮的混合液(以重量比为20:5:1的比例组成)与55.9％重量的去离子水放入反应釜中，在加入1％重量三羟甲基氨基甲烷-草酸pH缓冲液,0.5％重量对硝基苯磺酸,1％重量琉基苯并噻唑,0.5％重量Surfynol 465，设置400r搅拌30min后，加入0.1％重量GXL；1％重量尿素,设置400r搅拌30min后，投入14.0％重量的活性染料Reactive Blue-72，设置600r搅拌30min，之后静置24h，采用0.2um聚醚砜超滤膜进行过滤后得活性墨水。
对比例：
其配比如下：
14.0％重量的活性染料Reactive Blue 72；
21.0％的乙二醇,甘油,N-甲基吡咯烷酮的混合液,乙二醇,甘油,N-甲基吡咯烷酮以16:4:1(重量)比例组成；
0.5％重量三羟甲基氨基甲烷-EDTA pH缓冲液，调至PH＝8；
0.5％重量Surfynol 440；
0.1％重量GXL；
1％重量尿素；
0.5％重量Ultrazine NA；
62.4％重量的去离子水。
对比例的制备方法：
将21.0％重量的乙二醇,甘油与N-甲基吡咯烷酮的混合液(以重量比为16:4:1的比例组成)与62.4％重量的去离子水放入反应釜中，在加入0.5％重量三羟甲基氨基甲烷-EDTA pH缓冲液0.5％重量Ultrazine NA；0.5％重量Surfynol 440，400r搅拌30min后，加入0.1％重量GXL；1％重量尿素,400r搅拌30min后，投入14.0％重量的活性染料Reactive Blue 72，600r搅拌三十分钟，静置24h，采用0.2um聚醚砜超滤膜进行过滤后得活性墨水。
将以上各实施例及对比例活性墨水按照如下方法评价测试：
1.粘度：使用Brookfield DV-Ⅱ+PRO粘度计，在25℃条件下测试各实施例及对比例粘度。
2.表面张力：使用SensaDyne表面张力测试仪，在25℃条件下测试各实施例及对比例表面张力。
3.PH值：采用上海雷磁PH计，在25℃条件下测试各实施例及对比例PH值。
4.K/S值：打印固定设置色块，按照上浆-烘干-打印-烘干-气蒸(102℃×8min)-皂洗-热水洗-冷水洗-烘干的工艺条件进行发色，测试样品为纯棉平纹160g/m2织物。采用X-Rite测色仪测试织物表观颜色深度。以△K/S表示墨水老化前后在织物上固色率的差值。
5.打印流畅性测试
打印纯色块1500m2，观察前后测试条，不断线为OK,断线或偏孔则为NG.。
6.墨水稳定性测试
用0.4um聚醚砜超滤膜过滤1kg墨水，正常墨水过滤时间计为t1,墨水密封放置60℃烘箱中老化两周，老化后墨水过滤时间计为t2，t2与t1的比值计为η，即η＝t2/t1,按如下标准评价:
A：0.9<η<1,稳定性优良；
B：0.7<η<0.9,稳定性一般；
C：η<0.7,稳定性差；
7.耐水洗色牢度
按照GB/T5713测试
8.耐汗渍牢度
按照GB/T3922测试
9.耐干/湿摩擦牢度
按照GB/T3920测试
10.耐日晒牢度
按照GB/T8462测试
以上各测试指标结果见下表：
表一流畅性及老化稳定性测试
表二色彩及牢度测试
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 对比例
△K/S 0.02 0.05 0.03 0.03 0.5
耐汗渍牢度 4～5 4～5 4～5 4～5 4～5
干摩擦牢度 4～5 4～5 4～5 4～5 4～5
湿摩擦牢度 4～5 4～5 4～5 4 4
耐水洗牢度 4～5 4～5 4～5 3～4 4
耐日晒牢度 7～8 5～6 6～7 7～8 7～8
本发明并不局限于上述实施方式，如果对本发明的各种改动或变型不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变型属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型。

Claims (10)

1.一种适用于工业头喷墨打印机的活性墨水，其特征在于，其含有以下重量比的组分：5-21％活性染料、10-20％保湿剂、1-10％粘度调节剂、0.1-2％表面活性剂、0.1-2％pH缓冲液、0.1-1％管道疏通剂、0.1-1％杀菌剂、0-1％富电子基捕捉剂、余量为去离子水。
2.如权利要求1所述适用于工业头喷墨打印机的活性墨水，其特征在于，其含有以下重量比的组分：12-14％活性染料、18-20％保湿剂、4-6％粘度调节剂、0.5％表面活性剂、1-1.5％pH缓冲液、0.1-0.5％管道疏通剂、0.1％杀菌剂、0.1-0.5％富电子基捕捉剂、余量为去离子水。
3.如权利要求1或2所述适用于工业头喷墨打印机的活性墨水，其特征在于：所述管道疏通剂为琉基苯并噻唑、苯并三氮唑、膦羧酸、磺化木质素其中一种或多种混合。
4.如权利要求1或2所述适用于工业头喷墨打印机的活性墨水，其特征在于：所述富电子捕捉剂为苯磺酸，对硝基苯磺酸，氢氧化锂中的一种或多种混合。
5.如权利要求1或2所述适用于工业头喷墨打印机的活性墨水，其特征在于：所述活性染料为活性青为Reactive Blue-72，Reactive Blue–49，Everpluscyan G power其中一种或者多种混和，活性红为Reactive Red–218，Reactive Red–245，Reactive Red–24，Reactive Red–195，EverplusRed 6B power其中一种或者多种混和，活性黄为Reactive Yellow–37，Reactive Yellow–95，Everplus yellow 6G power其中一种或者多种混和，活性黑为Reactive Black–MIX，Reactive Black–39，Everplus Black SGRpower其中一种或多种混合。
6.如权利要求1或2所述适用于工业头喷墨打印机的活性墨水，其特征在于：所述杀菌剂为GXL。
7.如权利要求1或2所述适用于工业头喷墨打印机的活性墨水，其特征在于：所述粘度调节剂为丙三醇，二甘醇，聚乙二醇200，聚乙二醇400，聚乙二醇600，聚乙二醇1000中的一种或多种混合。
8.如权利要求1或2所述适用于工业头喷墨打印机的活性墨水，其特征在于：所述保湿剂为甘油，二丙二醇，1,5戊二醇，羟甲基纤维素，乙基纤维素中的一种或多种混合。
9.如权利要求1或2所述适用于工业头喷墨打印机的活性墨水，其特征在于：所述pH缓冲液为三羟甲基氨基甲烷-EDTA,三羟甲基氨基甲烷-盐酸,三羟甲基氨基甲烷-草酸,三羟甲基氨基甲烷-BES,磷酸二氢钠-磷酸氢二钠，TAPS-MES，TAPS-ADA,TAPS-MOPSO中的一种或多种混合。
10.如权利要求1或2所述适用于工业头喷墨打印机的活性墨水的制备方法，其特征在于，其步骤为：将所述份量的保湿剂、粘度调节剂与助溶剂的混合液与所述份量的去离子水放入反应釜中，在加入所述份量的pH缓冲液、管道疏通剂、表面活性剂及富电子捕捉剂，并加入分散剂，搅拌30min后，加入所述份量的杀菌剂，并加入助溶剂,搅拌30min后，投入所述份量的活性染料，搅拌30min，静置，采用0.2um聚醚砜超滤膜进行过滤后得活性墨水。
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