CN105419484B - 一种适用于工业喷头的喷墨印花酸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喷头的喷墨印花酸性墨水及其制备方法，墨水包括酸性染料、增溶剂、表面活性剂、有机溶剂、保湿剂和水等，其中，所述增溶剂为聚醚多元醇、己内酰胺、环氧乙烷与环氧丙烷共聚物中的至少一种，所述表面活性剂包括EH‑6、EH‑9等中的至少两种，所述保湿剂为氨基酸保湿剂，所述消泡剂为SUFYNOL DF‑110D、BYK‑094、104E的至少一种，所述墨水采用该增溶剂，能够有效提高酸性染料在墨水中的溶解度和改善墨水在墨路和喷头中的流动性和喷射性，选用具有低接触角及动态表面张力较低的表面活性剂组合，能够赋予墨水更好的流平性和润湿性，所述增溶剂、表面活性剂、保湿剂的组合效果使得墨水具有很好的通用性、流畅性能，使之能够用于工业喷头使用。
Description
技术领域
本发明涉及墨水技术领域，尤其涉及一种适用于工业喷头的喷墨印花酸性墨水及其制备方法。
背景技术
数码喷墨印花技术是一种新的纺织印花技术，是将专用染料墨水或颜料墨水通过喷墨打印机直接喷印在纺织品上，相对于传统印花技术，数码喷墨印花技术具有无需制版、节约染化料、节能节水、周期短、节能减排、色彩丰富等特点，是生态型、环保型的清洁生产技术，满足印染行业环保低碳可持续发展的要求。现在国内的纺织印花企业面临缩短交货期、提高产品质量、降低库存成本和改善服务的压力，必须对不断变化的市场作出快速反应，不断地开发满足个性化需求的产品，而且消费者己经不满足于以往大批量生产提供的标准化产品，在产品中融入消费者的个性化和多样化需求逐渐成为纺织业发展的大趋势。所以数码喷墨印花契合了个性化、时尚化和快速变化的消费趋势，并适应从传统商业模式向“小批量、个性化、快速反应”新型商业模式的转变，随着数码印花行业的发展，工业喷头的数码印花机已经占据了80％以上的印花机的市场。另外，由于计算机技术和色彩软件的应用，印制同一图案不同色调的系列图案，以及在生产过程中设计师对图案和颜色的随时修改，均是数码喷墨印花的技术优势。
但是目前数码喷墨印花所使用的墨水多是活性墨水为主，但活性墨水的使用具有一定的局限性，活性墨水不能用于锦纶，而且用于羊毛、羊绒及丝绸等其印花后色彩的鲜艳度、印花后的手感蓬松度都远不如酸性墨水。然而常用酸性墨水因酸性染料溶解度比活性染料的溶解度还要低，难以配制高浓度酸性染料墨水，且酸性染料浓度越高墨水的稳定性越差，加之酸性墨水通用性、流畅性能差，无法应用于工业喷头，不能满足工业生产的需要。上述问题极大地阻碍了头酸性墨水的推广应用，开发一种适用于工业喷头的喷墨印花酸性墨水具有十分重要的意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种适用于工业喷头的喷墨印花酸性墨水及其制备方法。
本发明所采取的技术方案是：
一种适用于工业喷头的喷墨印花酸性墨水，所述墨水包括以下组分：2-16质量份的酸性染料、1-20质量份的增溶剂、0.2-3质量份的表面活性剂、10-40质量份的有机溶剂、1-5质量份的保湿剂、0.1-0.5质量份的防腐剂、0.05-0.5质量份的消泡剂、0.05-1质量份的pH调节剂和20-70质量份的去离子水，其中，所述增溶剂为聚醚多元醇、己内酰胺、环氧乙烷与环氧丙烷共聚物中的至少一种，所述表面活性剂包括EH-6、EH-9、EH-14、420、440、465、485、104E、E1010、EXP.4300中的至少两种，所述保湿剂为氨基酸保湿剂，所述消泡剂为SUFYNOL DF-110D、BYK-094、104E的至少一种。
优选地，所述有机溶剂为醇溶剂、醇醚混合溶剂、PEG-26、2-吡咯烷酮中的任一种。
优选地，所述墨水中还包括0.05-0.5质量份的重金属沉淀剂。
进一步优选地，所述重金属沉淀剂为黄原酸酯或二硫代胺基甲酸盐类衍生物。
优选地，所述酸性染料为C.I.酸性黑172、C.I.酸性黑194、C.I.酸性黑31、C.I.酸性黑235、C.I.酸性黄72、C.I.酸性黄79、C.I.酸性黄116、C.I.酸性黄121、C.I.酸性红52、C.I.酸性红114、C.I.酸性红131、C.I.酸性红122、C.I.酸性红213、C.I.酸性红407、C.I.酸性蓝86、C.I.酸性蓝180、C.I.酸性蓝185、C.I.酸性蓝193、C.I.酸性蓝260、C.I.酸性蓝350、C.I.酸性橙33、C.I.酸性橙51、C.I.酸性橙60、C.I.酸性橙87、C.I.酸性橙88中的至少一种。
优选地，所述pH调节剂为三乙醇胺、3-吗啉丙磺酸、4-吗啉丙磺酸、三羟甲基氨基甲烷或氢氧化锂的任一种。
优选地，所述防腐剂为1,2-苯并异噻唑啉-3-酮或4-氯-3-甲基苯酚。
本发明还提供了一种如上所述适用于工业喷头的喷墨印花酸性墨水的制备方法，包括以下步骤：
S1：称取2-16质量份的酸性染料、1-20质量份的增溶剂、0.2-3质量份的表面活性剂、10-40质量份的有机溶剂、1-5质量份的保湿剂、0.1-0.5质量份的防腐剂、0.05-0.5质量份的消泡剂、0.05-1质量份的pH调节剂和20-70质量份的去离子水，搅拌混合均匀，其中，所述增溶剂为聚醚多元醇、己内酰胺、环氧乙烷与环氧丙烷共聚物中的至少一种，所述表面活性剂包括EH-6、EH-9、EH-14、420、440、465、485、104E、E1010、EXP.4300中的至少两种，所述保湿剂为氨基酸保湿剂，所述消泡剂为SUFYNOL DF-110D、BYK-094、104E的至少一种；
S2：过滤，得到墨水。
优选地，所述有机溶剂为醇溶剂、醇醚混合溶剂、PEG-26或2-吡咯烷酮中的任一种。
优选地，所述S1中还包括称取0.05-0.5质量份的重金属沉淀剂，并搅拌混合均匀的步骤。
本发明的有益效果是：
本发明提供了一种适用于工业喷头的喷墨印花酸性墨水及其制备方法，所述墨水包括以下组分：2-16质量份的酸性染料、1-20质量份的增溶剂、0.2-3质量份的表面活性剂、10-40质量份的有机溶剂、1-5质量份的保湿剂、0.1-0.5质量份的防腐剂、0.05-0.5质量份的消泡剂和20-70质量份的去离子水，其中，所述增溶剂为聚醚多元醇、己内酰胺、环氧乙烷与环氧丙烷共聚物中的至少一种，所述表面活性剂包括EH-6、EH-9、EH-14、420、440、465、485、104E、E1010、EXP.4300中的至少两种，所述保湿剂为氨基酸保湿剂，所述消泡剂为SUFYNOL DF-110D、BYK-094、104E的至少一种，所述墨水采用聚醚多元醇、己内酰胺、环氧乙烷与环氧丙烷共聚物中的至少一种作为增溶剂，能够有效提高酸性染料在墨水体系中的溶解度和改善墨水在墨路和喷头中的流动性和喷射性，采用多种表面活性剂的组合方式，选用具有低接触角及动态表面张力较低的表面活性剂，能够赋予墨水更好的流平性和润湿性，添加氨基酸保湿剂，能很好地保持喷嘴处的湿润状态，保证在湿度较低时仍旧能有良好的打印性能，所述增溶剂、表面活性剂、保湿剂的组合效果使得墨水具有很好的通用性、流畅性能，喷印性能好，使墨水能够用于工业喷头使用。
具体实施方式
实施例1：
称取45.6质量份的去离子水、0.1质量份的消泡剂SUFYNOL DF-110D、0.7质量份的气体化学的表面活性剂465、0.3质量份的日信化学的表面活性剂E1010、0.1质量份的三乙醇胺、0.1质量份的1,2-苯并异噻唑啉-3-酮、15质量份的己内酰胺、18质量份的乙二醇、5质量份的2-吡咯烷酮、2质量份的氨基酸保湿剂、0.1质量份的二硫代胺基甲酸盐类衍生物、13质量份的酸性黑172放入容器中搅拌，高速以500rpm的转速搅拌60分钟，过滤搅拌后的物料，依次使用孔径为1.0μm滤芯、0.45μm滤芯、0.22μm滤芯进行3级过滤。并对墨水进行脱气，含氧量要求在3.0ppm以下，得到酸性黑色墨水成品。
实施例2：
称取43.35质量份的去离子水、0.1质量份的消泡剂104E、1质量份的气体化学的表面活性剂485、0.3质量份的日信化学的表面活性剂EXP.4300、0.05质量份的氢氧化锂、0.1质量份的1,2-苯并异噻唑啉-3-酮、20质量份的己内酰胺、18质量份的二丙二醇、2质量份的二甘醇、2质量份的氨基酸保湿剂、0.1质量份的二硫代胺基甲酸盐类衍生物、2质量份的C.I.酸性蓝180放入容器中搅拌，高速以500rpm的转速搅拌60分钟，过滤搅拌后的物料，依次使用孔径为1.0μm滤芯、0.45μm滤芯、0.22μm滤芯进行3级过滤。并对墨水进行脱气，含氧量要求在3.0ppm以下，得到酸性蓝色墨水成品。
实施例3：
称取20质量份的去离子水、0.1质量份的消泡剂104E、0.1质量份的气体化学的表面活性剂420、0.3质量份的陶氏化学的表面活性剂EH6、0.3质量份的日信化学的表面活性剂EXP.4300、0.1质量份的3-吗啉丙磺酸、0.1质量份的4-氯-3-甲基苯酚、1质量份的聚醚多元醇、22质量份的丙二醇、21质量份的乙二醇、2质量份的1,6-己二醇、1质量份的氨基酸保湿剂、0.1质量份的二硫代胺基甲酸盐类衍生物、3质量份的C.I.酸性红131放入容器中搅拌，高速以500rpm的转速搅拌60分钟，过滤搅拌后的物料，依次使用孔径为1.0μm滤芯、0.45μm滤芯、0.22μm滤芯进行3级过滤。并对墨水进行脱气，含氧量要求在3.0ppm以下，得到酸性红色墨水成品。
实施例4：
称取40.9.9质量份的去离子水、0.1质量份的消泡剂104E、0.05质量份的气体化学的表面活性剂440、0.1质量份的气体化学的表面活性剂465、0.05质量份的日信化学的表面活性剂E1010、1质量份的三羟甲基氨基甲烷、0.1质量份的4-氯-3-甲基苯酚、3质量份的环氧乙烷与环氧丙烷共聚物(EO-PO共聚物)、22质量份的丙二醇、21质量份的乙二醇、2质量份的1,6-己二醇、1质量份的氨基酸保湿剂、0.1质量份的二硫代胺基甲酸盐类衍生物、9质量份的C.I.酸性黄79放入容器中搅拌，高速以500rpm的转速搅拌60分钟，过滤搅拌后的物料，依次使用孔径为1.0μm滤芯、0.45μm滤芯、0.22μm滤芯进行3级过滤。并对墨水进行脱气，含氧量要求在3.0ppm以下，得到酸性黄色墨水成品。
实施例5：
称取70质量份的去离子水、0.05质量份的消泡剂SUFYNOL DF-110D、1.7质量份的气体化学的表面活性剂104E、1.3质量份的日信化学的表面活性剂E1010、0.1质量份的三乙醇胺、0.1质量份的1,2-苯并异噻唑啉-3-酮、15质量份的己内酰胺、10质量份的硫二甘醇、5质量份的2-吡咯烷酮、2质量份的氨基酸保湿剂、0.1质量份的二硫代胺基甲酸盐类衍生物、16质量份的酸性黑172放入容器中搅拌，高速以500rpm的转速搅拌60分钟，过滤搅拌后的物料，依次使用孔径为1.0μm滤芯、0.45μm滤芯、0.22μm滤芯进行3级过滤。并对墨水进行脱气，含氧量要求在3.0ppm以下，得到酸性黑色墨水成品。
实施例6：
称取51.35质量份的去离子水、0.5质量份的消泡剂BYK-094、1质量份的陶氏化学的表面活性剂EH-6、0.3质量份的日信化学的表面活性剂EXP.4300、0.05质量份的氢氧化锂、0.1质量份的1,2-苯并异噻唑啉-3-酮、20质量份的己内酰胺、10质量份的甘油醚-26、5质量份的二甘醇、2质量份的氨基酸保湿剂、0.1质量份的二硫代胺基甲酸盐类衍生物、10质量份的酸性蓝180放入容器中搅拌，高速以500rpm的转速搅拌60分钟，过滤搅拌后的物料，依次使用孔径为1.0μm滤芯、0.45μm滤芯、0.22μm滤芯进行3级过滤。并对墨水进行脱气，含氧量要求在3.0ppm以下，得到酸性蓝色墨水成品。
实施例7：
称取49.9质量份的去离子水、0.05质量份的消泡剂104E、0.1质量份的陶氏化学的表面活性剂EH-9、0.3质量份的表面活性剂EH6、0.3质量份的日信化学的表面活性剂EXP.4300、0.1质量份的3-吗啉丙磺酸、0.1质量份的4-氯-3-甲基苯酚、3质量份的聚醚多元醇、17质量份的三甘醇、16质量份的硫二甘醇、2质量份的1,6-己二醇、1质量份的氨基酸保湿剂、0.1质量份的二硫代胺基甲酸盐类衍生物、10质量份的C.I.酸性红131放入容器中搅拌，高速以500rpm的转速搅拌60分钟，过滤搅拌后的物料，依次使用孔径为1.0μm滤芯、0.45μm滤芯、0.22μm滤芯进行3级过滤。并对墨水进行脱气，含氧量要求在3.0ppm以下，得到酸性红色墨水成品。
实施例8：
称取70质量份的去离子水、0.1质量份的消泡剂104E、0.1质量份的陶氏化学的表面活性剂EH-14、0.3质量份的表面活性剂465、0.3质量份的日信化学的表面活性剂E1010、0.1质量份的3-吗啉丙磺酸、0.5质量份的4-氯-3-甲基苯酚、3质量份的EO-PO共聚物、12质量份的1,6-己二醇、21质量份的三甘醇－丁醚、2质量份的二甘醇－丁醚、5质量份的氨基酸保湿剂、0.1质量份的二硫代胺基甲酸盐类衍生物、16质量份的C.I.酸性黄79放入容器中搅拌，高速以500rpm的转速搅拌60分钟，过滤搅拌后的物料，依次使用孔径为1.0μm滤芯、0.45μm滤芯、0.22μm滤芯进行3级过滤。并对墨水进行脱气，含氧量要求在3.0ppm以下，得到酸性黄色墨水成品。
由上述实施例1-4制备得到的墨水粘度为9-11厘泊(cP)，表面张力为27-39达因/厘米，含氧量在3.0ppm以下。将上述实施例1-4制备得到的墨水成品分别在精工508GS、1024GS、星光1024、理光GE5喷头的印花机上测试，连续打印性能、清洗性能、待机性能均表现良好，可以满足数码印花工业生产需要；实施例5-8的墨水粘度为6-8厘泊(cP)，表面张力为27-39达因/厘米，含氧量在3.0ppm以下。将上述实施例5-8制备得到的墨水成品分别在精工1024GS、京瓷喷头的印花机上测试，连续打印性能、清洗性能、待机性能均表现良好，可以满足数码印花工业生产需要。
本发明所述酸性墨水由于增加了增溶剂，能够有效地提高酸性染料在墨水体系中的溶解度，提高酸性墨水的浓度使得墨水能够满足工业数码印花的色彩需求，采用多种表面活性剂的组合方式，选用具有低接触角及动态表面张力较低的表面活性剂，能够赋予墨水更好的流平性和润湿性，使墨水有良好的打印性能。重金属沉淀剂能有效的扑捉墨水体系有可能混入的重金属离子，从而有效的去除重金属，经检测达到了本发明所述墨水达到了环保墨水的要求。
将上述实施例1-8制备得到的墨水成品分别在精工508GS、1024GS、星光1024、理光GE5、京瓷喷头的印花机上测试该墨水的性能，得到流畅性、连续打印性能测试结果如表1，得到老化流畅性测试结果如表2，得到色牢度性能测试结果如表3，所述墨水通过上浆－打印－汽蒸－水洗－烘干的工艺分别在锦纶、真丝的梭织布及针织布等纺织布料上印花，然后进行AATCC标准测试，得到实验结果如表4和表5。由测试结果可以看出本发明所述墨水流畅性、老化流畅性、稳定性均表现良好，打印的各种色牢度符合纺织品标准，本发明所述墨水在精工1024GS、京瓷喷头的机型上的流畅性、连续打印性能、清洗性能、待机性能均表现良好，均能够合格稳定地打印，无断线无斜喷。本发明所述墨水在储存过程中稳定性好，酸性染料不会因为浓度高而积出，所述墨水可以稳定储存18个月，大大提升了酸性染料喷墨打印墨水色浓度及墨水的长期稳定性。本发明所述墨水适用于锦纶、真丝、羊毛纤维的梭织布及针织布等纺织布料，布料上的印花效果及各项牢度符合纺织品标准等；印花的图案与普通酸性染料墨水印花相比，图案色彩鲜艳精细、过渡颜色丰富、手感柔软。将实施例1-8制备得到的酸性墨水与市场上购买的常规的酸性墨水分别用于锦纶、羊绒的面料上印花，进行色密度值分析，得到对比实验结果如表6，市场上常规的酸性墨水无法用于工业喷头，本发明所述墨水能够适用于工业喷头，通过表6中数据可知，本发明所述的酸性墨水色密度值大，鲜艳度好，与市场上普通墨水相比具有较高优势。
将实施例1-8制备得到的酸性墨水分别用于羊绒印花，印花后采用标准EN14362-2012的检测方法对羊绒进行染料分析，得到检测结果如表7，由表7中的检测结果可以看出，羊绒中各种偶氮染料均未检出，符合要求。将实施例1-8制备得到的酸性墨水分别用于锦纶印花，印花后对印花后的锦纶进行重金属分析，得到检测结果如表8，由表8中的检测结果可以看出，锦纶中铅、镉、铬等重金属均未检出，符合要求。
表1实施例1-8制备得到的墨水的流畅性、稳定性测试结果
表2实施例1-8制备得到的墨水的老化流畅性能测试结果
表3：实施例1-8制备得到的墨水的色牢度性能测试结果
表4实施例1-8制备得到的墨水的AATCC标准测试报告一
表5实施例1-8制备得到的墨水的AATCC标准测试报告二
表6实施例1-8所述酸性墨水与市场上普通墨水的色密度值对比
表7羊绒印花后偶氮染料含量检测报告
表8酸性锦纶印花重金属含量检测报告
Claims (8)
1.一种适用于工业喷头的喷墨印花酸性墨水，其特征在于，所述墨水包括以下组分：2-16质量份的酸性染料、1-20质量份的增溶剂、0.2-3质量份的表面活性剂、10-40质量份的有机溶剂、1-5质量份的保湿剂、0.1-0.5质量份的防腐剂、0.05-0.5质量份的消泡剂、0.05-1质量份的pH调节剂和20-70质量份的去离子水，所述墨水中还包括0.05-0.5质量份的重金属沉淀剂，其中，所述增溶剂为聚醚多元醇、己内酰胺、环氧乙烷与环氧丙烷共聚物中的至少一种，所述表面活性剂包括EH-6、EH-9、EH-14、420、440、465、485、104E、E1010、EXP.4300中的至少两种，所述保湿剂为氨基酸保湿剂，所述消泡剂为SUFYNOLDF-110D、BYK-094、104E的至少一种，所述酸性染料为C.I.酸性黑172、C.I.酸性黑194、C.I.酸性黑31、C.I.酸性黑235、C.I.酸性黄72、C.I.酸性黄79、C.I.酸性黄116、C.I.酸性黄121、C.I.酸性红52、C.I.酸性红114、C.I.酸性红131、C.I.酸性红122、C.I.酸性红213、C.I.酸性红407、C.I.酸性蓝86、C.I.酸性蓝180、C.I.酸性蓝185、C.I.酸性蓝193、C.I.酸性蓝260、C.I.酸性蓝350、C.I.酸性橙33、C.I.酸性橙51、C.I.酸性橙60、C.I.酸性橙87、C.I.酸性橙88中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的适用于工业喷头的喷墨印花酸性墨水，其特征在于，所述有机溶剂为醇溶剂、醇醚混合溶剂、PEG-26、2-吡咯烷酮中的任一种。
3.根据权利要求1所述的适用于工业喷头的喷墨印花酸性墨水，其特征在于，所述重金属沉淀剂为黄原酸酯或二硫代胺基甲酸盐类衍生物。
4.根据权利要求1所述的适用于工业喷头的喷墨印花酸性墨水，其特征在于，所述pH调节剂为三乙醇胺、3-吗啉丙磺酸、4-吗啉丙磺酸、三羟甲基氨基甲烷或氢氧化锂的任一种。
5.根据权利要求1所述的适用于工业喷头的喷墨印花酸性墨水，其特征在于，所述防腐剂为1,2-苯并异噻唑啉-3-酮或4-氯-3-甲基苯酚。
6.一种权利要求1-5任一项所述适用于工业喷头的喷墨印花酸性墨水的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：称取2-16质量份的酸性染料、1-20质量份的增溶剂、0.2-3质量份的表面活性剂、10-40质量份的有机溶剂、1-5质量份的保湿剂、0.1-0.5质量份的防腐剂、0.05-0.5质量份的消泡剂、0.05-1质量份的pH调节剂和20-70质量份的去离子水，搅拌混合均匀，其中，所述增溶剂为聚醚多元醇、己内酰胺、环氧乙烷与环氧丙烷共聚物中的至少一种，所述表面活性剂包括EH-6、EH-9、EH-14、420、440、465、485、104E、E1010、EXP.4300中的至少两种，所述保湿剂为氨基酸保湿剂，所述消泡剂为SUFYNOL DF-110D、BYK-094、104E的至少一种；
S2：过滤，得到墨水。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为醇溶剂、醇醚混合溶剂、PEG-26或2-吡咯烷酮中的任一种。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述S1中还包括称取0.05-0.5质量份的重金属沉淀剂的步骤。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 518000 Building C, Building 101, Zhancheng Community High tech Park and Jinggong Industrial Zone, Fuhai Street, Bao'an District, Shenzhen, Guangdong Province Patentee after: Shenzhen Moku New Materials Group Co.,Ltd. Address before: 518000 Building 4, Fuqiao Industrial Zone 2, Fuyong Town, Bao'an District, Shenzhen City, Guangdong Province Patentee before: SHENZHEN INKBANK DIGITAL CONSUMABLE CO.,LTD. |
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| CP03 | Change of name, title or address |