CN104746362B - 一种纺织印花用水性纳米颜料墨水 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种墨水，尤其是一种纺织印花用水性纳米颜料墨水，其配方中主要包括以下质量含量的组份:12.4～18.6质量份的水性颜料色浆；9.5～14.9质量份的水性树脂；5.3～9.6质量份的快干型溶剂；5.4～9.8质量份的保湿型溶剂；0.5～2质量份的表面活性剂；0.05～0.2质量份的抗菌剂；50.9～65.55质量份的去离子水。本发明是无须对纺织品进行预处理、无须经过加热，即可直接打印在纺织品上健康环保型水性纳米颜料墨水，且以该墨水制备的数字喷墨印花纺织物具有极佳的耐水洗色牢度、色彩还原率和优异的手感。

Description

一种纺织印花用水性纳米颜料墨水

技术领域

本发明涉及一种墨水，尤其是一种纺织印花用水性纳米颜料墨水。

背景技术

数字喷墨印花是通过数字化输入方式将所需图案输入计算机，经电脑分色处理后，再由计算机专用软件驱动喷墨印花机将墨水直接喷印到纺织品上，经一定的后处理而完成的印花过程。相比于传统印花技术，喷墨印花技术具有产品质量高、能耗低、污染小等特点，是未来印花领域的主要发展方向。墨水是喷墨印花的关键材料，决定了喷墨印花织物的品质。因此，喷墨印花墨水的开发是发展喷墨印花技术必不可少的组成部分，成为纺织用精细化工和材料领域的研究热点。

喷墨印花墨水分染料型墨水和颜料型墨水，染料墨水由于自身固有的缺陷，应用在纺织品上，纺织品的色彩会不防水、不耐光、难以长久保存；而且会对人体造成严重的危害，轻则造成人皮肤过敏、引起湿疹，重则造成人呼吸困难，抽搐，甚至昏迷，休克，并且还会致癌。这些都决定了染料型墨水无法在喷墨印花墨水领域实现真正的应用。

颜料墨水综合性能优异，色彩鲜艳，耐光牢度及耐气候牢度好，克服了染料型墨水存在的不足，已成为喷墨印花墨水的主要发展方向。现有的颜料型墨水，摩擦色牢度尤其是湿摩擦色牢度普遍较差，为了克服这一缺陷，目前普遍使用聚丙烯酸酯类及聚氨酯类的水性树脂作为成膜剂，但其成膜性及流变性远不能满足喷墨印花墨水系统的要求，并且相应的印花织物手感较硬；且在相应的生产过程中会添加胺类物质作为pH调节剂、芳香烷类物质作为分散剂，导致制造出的颜料墨水中会含有对人体有致癌作用的芳香胺。为了改善上述的问题，现有的方法是添加大量的强极性溶剂作为分散剂和主体溶剂，改性成为弱溶剂型颜料墨水，这样的墨水在使用过程中需要在印前对织物进行预处理，印花后对织物进行加热固色，会因为溶剂的强极性而腐蚀、损坏喷头和织物，并且会有大量的VOC排放，损害人体健康。因此，针对市场的需求，研发一种有效改善墨水流畅性、印后织物的耐湿摩擦色牢度，而且健康环保的水性颜料墨水就成为数字喷墨印花急需解决的技术难题。

发明内容

所要解决的问题：针对现有技术的不足，提供一种无须对纺织品进行预处理、无须经过加热，即可直接打印在纺织品上健康环保型水性纳米颜料墨水，且以该墨水制备的数字喷墨印花纺织物具有极佳的耐水洗色牢度、色彩还原率和优异的手感。

技术方案

一种纺织印花用水性纳米颜料墨水，其配方中主要包括以下质量含量的组份:

12.4～18.6质量份的水性颜料色浆

9.5～14.9质量份的水性树脂

5.3～9.6质量份的快干型溶剂

5.4～9.8质量份的保湿型溶剂

0.5～2质量份的表面活性剂

0.05～0.2质量份的抗菌剂

50.9～65.55质量份的去离子水。

作为本发明的进一步改进，所述的水性颜料色浆的平均粒径小于或等于200nm。

作为本发明的进一步改进，所述的水性颜料色浆的颜料颗粒为颜料黑系列、颜料蓝系列、颜料红系列和颜料黄系列中的一种以上的组合。

作为本发明的进一步改进，所述的颜料黑系列为C.I.颜料黑6,7,11中的一种或者几种；所述的颜料蓝系列包括C.I.颜料蓝10,15:1,15:3中的一种或者几种；所述的颜料红系列包括C.I.颜料红170,175,184中的一种或者几种；所述的颜料黄系列包括C.I.颜料黄83,139,155中的一种或者几种。

作为本发明的进一步改进，所述的水性树脂包括马来酸酐树脂、醇酸树脂、乙烯酯树脂中的一种或者几种。

作为本发明的进一步改进，所述的快干型溶剂包括乙醇，异丙醇，丙醇，异丁醇，仲丁醇，叔丁醇中的一种或者几种。

作为本发明的进一步改进，所述的保湿型溶剂包括：乙二醇、二乙二醇、甘油、三乙二醇单丁醚、1,5-戊二醇、1，6-己二醇中的一种或者几种。

作为本发明的进一步改进，所述的主体溶剂为去离子水。

作为本发明的进一步改进，所述的表面活性剂为美国空气化学的Surfynol 440，465和德国毕克化学的BYK 346中的一种或几种。

作为本发明的进一步改进，所述的抗菌剂是咪唑类、噻唑类、异噻唑酮衍生物中的一种或几种。

有益效果

与现有的纺织印花用染料墨水相比，本发明使用了颜料作为显色剂，具有防水、耐光、不褪色的使用特性，便于长久保存，而且所用原料全部为水性原料，不会对人体健康造成伤害；与现有的纺织印花用颜料墨水相比，本发明未添加聚丙烯酸酯类及聚氨酯类的水性树脂作为成膜剂，保证了墨水的打印流畅性和打印后织物的手感，而且也未添加强极性溶剂，避免了使用中的VOC排放以及因腐蚀喷头而引起的喷头堵塞。本发明所提供纺织印花用水性纳米颜料墨水，使用时无须对纺织物表面进行预处理，也无须在打印后进行加热烘焙，即可获得优异的色彩还原率、舒适的织物手感和极佳的耐水洗色牢度。这种墨水性能稳定、使用方便，便于大规模的生产和推广。其中，选择平均粒径小于或等于200nm的水性颜料色浆主要是防止喷墨打印中颗粒堵塞喷头，从而改善颜料墨水的使用性能，保证打印质量；本发明选择常用的颜料色浆作为色料，既降低了原料生产成本，又保证了墨水色彩的准确；本发明选用常用的美国空气化学的Surfynol 440，465和德国毕克化学的BYK 346等中的一种或几种作为表面活性剂，以用于匹配所选择的颜料色浆，保证墨水的流畅性，从而保证墨水的打印质量；本发明选用的保湿型溶剂能有效延长喷头的寿命和打印稳定性；选用的快干型溶剂能保证墨水打印在纺织物上之后，不发生流挂、堆墨、缩孔和粘连的现象，保证印后的质量；尤其是选用甘油作为保湿剂、乙醇作为快干剂，既杜绝了溶剂在使用过程中的污染，又降低了生产成本，提高了生产稳定性；本发明选用马来酸酐树脂、醇酸树脂、乙烯酯树脂中的一种或者几种，作为水性树脂，既能够在砂磨时起到润滑的作用，降低设备损耗，同时在使用时利用其在纺织品纤维表面的成膜作用，而将被其包覆的颜料颗粒牢固地粘附于纺织物表面，来达到提高颜料墨水喷墨印花织物牢度的目的，并且还可以给打印出的纺织物色彩提供一个很好的亮度。

所选用的表面活性剂和其他组分相匹配，能保证墨水的流畅性，从而保证墨水的打印质量；所选用的保湿型溶剂能有效延长喷头的寿命和打印稳定性；所选用的快干型溶剂能保证墨水打印在纺织物上之后，不发生流挂、堆墨、缩孔和粘连的现象，保证印后的质量。

具体实施例

实施例一

本例是黑色水性纳米颜料墨水的制备实施例

(1)将65.55质量份的去离子水、3.4质量份的甘油、2质量份的三乙二醇单丁醚加入到液体搅拌器中，搅拌速度为1000r/min，搅拌0.5小时，溶液搅拌均匀；(2)将2.7质量份马来酸酐树脂、6.8质量份醇酸树脂加入到溶液中，升温至60℃，继续搅拌，搅拌速度为1000r/min，搅拌1小时，水性树脂完全溶解；

(3)将1质量份BYK346，0.05质量份的2-咪唑烷酮加入到溶液中，继续搅拌，搅拌速度为1600r/min，搅拌3小时，溶液搅拌均匀；

(4)将12.9质量份的水性黑色颜料色浆(C.I.颜料黑6)加入到溶液中，继续搅拌，搅拌速度为1600r/min，自然冷却至室温；

(5)将5.6质量份的乙醇加入到溶液中，继续搅拌，搅拌速度为1600r/min，搅拌1小时；

(6)将所得的溶液进行脱气，然后经过1μm级的滤网过滤，除去杂质和细菌，即可得到成品墨水。

实施例2

本例是蓝色水性纳米颜料墨水的制备实施例

(1)将50.9质量份的去离子水、4.2质量份的甘油、3.6质量份的三乙二醇单丁醚加入到液体搅拌器中，搅拌速度为1000r/min，搅拌0.5小时，溶液搅拌均匀；

(2)将5.2质量份乙烯酸树脂、9.5质量份醇酸树脂加入到溶液中，升温至60℃，继续搅拌，搅拌速度为1000r/min，搅拌1小时，水性树脂完全溶解；

(3)将1.5质量份Surfynol 465、0.2质量份的2-咪唑烷酮加入到溶液中，继续搅拌，搅拌速度为1600r/min，搅拌3小时，溶液搅拌均匀；

(4)将15.3质量份的水性蓝色颜料色浆(C.I.颜料蓝15:3)加入到溶液中，继续搅拌，搅拌速度为1600r/min，自然冷却至室温；

(5)将9.6质量份的乙醇加入到溶液中，继续搅拌，搅拌速度为1600r/min，搅拌1小时；

(6)将所得的溶液进行脱气，然后经过1μm级的滤网过滤，除去杂质和细菌，即可得到成品墨水。

实施例3

本例是红色水性纳米颜料墨水的制备实施例

(1)将52.6质量份的去离子水、5.2质量份的甘油、3.7质量份的三乙二醇单丁醚加入到液体搅拌器中，搅拌速度为1000r/min，搅拌0.5小时，溶液搅拌均匀；

(2)将6.3质量份马来酸酐树脂、8.6质量份醇酸树脂加入到溶液中，升温至60℃，继续搅拌，搅拌速度为1000r/min，搅拌1小时，水性树脂完全溶解；

(3)将2质量份Surfynol 440、0.1质量份的2-咪唑烷酮加入到溶液中，继续搅拌，搅拌速度为1600r/min，搅拌3小时，溶液搅拌均匀；

(4)将12.4质量份的水性红色颜料色浆(C.I.颜料红175)加入到溶液中，继续搅拌，搅拌速度为1600r/min，自然冷却至室温；

(5)将9.1质量份的乙二醇加入到溶液中，继续搅拌，搅拌速度为1600r/min，搅拌1小时；

(6)将所得的溶液进行脱气，然后经过1μm级的滤网过滤，除去杂质和细菌，即可得到成品墨水。

实施例4

本例是黄色水性纳米颜料墨水的制备实施例

(1)将51.9质量份的去离子水、9.8质量份的甘油加入到液体搅拌器中，搅拌速度为1000r/min，搅拌0.5小时，溶液搅拌均匀；

(2)将6.4质量份马来酸酐树脂、6.3质量份醇酸树脂加入到溶液中，升温至60℃，继续搅拌，搅拌速度为1000r/min，搅拌1小时，水性树脂完全溶解；

(3)将1.5质量份Surfynol 440、0.2质量份的2-咪唑烷酮加入到溶液中，继续搅拌，搅拌速度为1600r/min，搅拌3小时，溶液搅拌均匀；

(4)将18.6质量份的水性黄色颜料色浆(C.I.颜料黄83)加入到溶液中，继续搅拌，搅拌速度为1600r/min，自然冷却至室温；

(5)将5.3质量份的异丙醇加入到溶液中，继续搅拌，搅拌速度为1600r/min，搅拌1小时；

(6)将所得的溶液进行脱气，然后经过1μm级的滤网过滤，除去杂质和细菌，即可得到成品墨水。

测试方法：

将所得的水性纳米颜料墨水经喷墨印花机喷印到织物上，然后将织物自然放置30分钟，测试以下的指标：

(1)耐水洗色牢度：依据GB/T3291.3-1997的相关标准，采用SW-12型耐洗色牢度试验仪进行测试。

(2)色彩还原率：采用X-Rite eye-one进行测试，其他色彩分析设备同样能达到近似的效果。根据相关标准，若色彩还原率在95％以上，相应的色差值须控制在0≤ΔE_CMC≤4，控制的最佳值为0～1之间。

测试结果见表-1

测试结果表明：本发明实施例1-4制备的纺织印花用水性纳米颜料墨水无须对纺织品进行预处理、无须经过加热，即可将墨水直接打印在纺织品上，以该墨水制备的数字喷墨印花纺织物具有极佳的耐水洗色牢度和色彩还原率。

应理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。对本领域普通技术人员而言，可以根据上述说明加以改进或变换，所做出的改进或变换均应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种纺织印花用水性纳米颜料墨水，其特征在于，其配方中主要包括以下质量含量的组份:

12.4～18.6质量份的水性颜料色浆

9.5～14.9质量份的水性树脂

5.3～9.6质量份的快干型溶剂

5.4～9.8质量份的保湿型溶剂

0.5～2质量份的表面活性剂

0.05～0.2质量份的抗菌剂

50.9～65.55质量份的去离子水；

不包含pH调节剂；

所述的水性树脂包括马来酸酐树脂、醇酸树脂、乙烯酯树脂中的一种或者几种。

2.根据权利要求1所述的一种纺织印花用水性纳米颜料墨水，其特征在于，所述的水性颜料色浆的平均粒径小于或等于200nm。

3.根据权利要求1所述的一种纺织印花用水性纳米颜料墨水，其特征在于，所述的水性颜料色浆的颜料颗粒为颜料黑系列、颜料蓝系列、颜料红系列和颜料黄系列中的一种以上的组合。

4.根据权利要求3所述的一种纺织印花用水性纳米颜料墨水，其特征在于，所述的颜料黑系列为C.I.颜料黑6,7,11中的一种或者几种；所述的颜料蓝系列包括C.I.颜料蓝10,15:1,15:3中的一种或者几种；所述的颜料红系列包括C.I.颜料红170,175,184中的一种或者几种；所述的颜料黄系列包括C.I.颜料黄83,139,155中的一种或者几种。

5.根据权利要求1所述的一种纺织印花用水性纳米颜料墨水，其特征在于，所述的快干型溶剂包括乙醇，异丙醇，丙醇，异丁醇，仲丁醇，叔丁醇中的一种或者几种。

6.根据权利要求1所述的一种纺织印花用水性纳米颜料墨水，其特征在于，所述的保湿型溶剂包括：乙二醇、二乙二醇、甘油、三乙二醇单丁醚、1,5-戊二醇、1，6-己二醇、2-甲基-2，4-戊二醇中的一种或者几种。

7.根据权利要求1所述的一种纺织印花用水性纳米颜料墨水，其特征在于，所述去离子水为主体溶剂。

8.根据权利要求1所述的一种纺织印花用水性纳米颜料墨水，其特征在于，所述的表面活性剂为美国空气化学的Surfynol 440，465和德国毕克化学的BYK 346中的一种或几种。

9.根据权利要求1所述的一种纺织印花用水性纳米颜料墨水，其特征在于，所述的抗菌剂是咪唑类、噻唑类、异噻唑酮衍生物中的一种或几种。