CN107956172A - 一种适用于京瓷喷头中高速印花的纳米水性热转印墨水 - Google Patents

一种适用于京瓷喷头中高速印花的纳米水性热转印墨水 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种适用于京瓷喷头中高速印花的纳米水性热转印墨水,其包括以下原料：纳米色浆、丙二醇、丙三醇、戊二醇、润湿剂、乳化剂B、杀菌剂和去离子水，所述色浆包括以下原料：无盐精制分散染料、分散剂A、分散剂B、乳化剂A、甘油、杀菌剂、消泡剂和去离子水；本发明的水性热转印墨水适用于京瓷头中高速打印，待机性能好，长时间打印性能稳定，无拉丝，其色彩稳定性和还原性好，具有水洗、干湿擦、耐晒等性能优异，满足数码印花需求(干湿擦4‑5级、水洗4‑4.5级、耐晒3.5‑4.5级)，并且环保、无毒害，通过REACH和绿叶认证，所述墨水与京瓷喷头兼容性好，可以广泛用于京瓷喷头(KJ4B‑300DPI)打印机印花。

Description

一种适用于京瓷喷头中高速印花的纳米水性热转印墨水
技术领域
本发明属于喷墨墨水技术领域，特别是一种适用于京瓷喷头中高速印花的纳米水性热转印墨水及其制备方法。
背景技术
数码转印印花，也称数码热转印印花或数码喷墨转移印花，即利用数码技术对含人造化纤成分纺织品进行印花加工，其加工过程简单来说就是通过各种数字化手段，将图像输入到计算机，通过印花软件系统编辑处理后，形成所需要的图案，再由输出软件控制打印，将各种专用热转印墨水打印在纸上，然后经过180-220℃的加热固色转印到化纤面料上，获得印有高精度图案的印花纺织品，其水洗牢度4-4.5级，干湿擦4-5级完全满足纺织品标准。
纺织品数码喷墨印花技术依靠其明显的绿色印花技术和独特的印花方式，已在全球逐步替代传统的纺织品印花技术。数码印花由国外西班牙、意大利率先进入，在国内已有10多年的发展，主要采用以爱普生喷头为代表的进口写真机，如MUTOH(武藤)、MIMAKI(御牧)、ROLAND(罗兰)、Epson(爱普生)，以及国产爱普生喷头写真机，占据国内大部分数码印花市场，然而它们均是低速写真机。随着国内数码印花工业化进程发展需要，低速的写真机难以满足数码印花工厂对于印花产量、速度及降低综合成本的要求。根据欧美的数码印花经验，大部分数码印花采用非爱普生喷头的中高速打印机。因此以京瓷喷头为代表的高精度的工业喷头数码印花喷墨打印机就应运而生。京瓷喷头工业印花喷墨打印机是其中的佼佼者，其优势是：第一、高速，京瓷数码印花打印机的速度达到100-300米/小时，是一般单头Epson打印机(12平米/小时)的5-30倍以上；第二、高精度，京瓷喷头的物理精度为300DPI，能打印适应各种精度的加工，最小墨滴4PL，是最接近写真级别的Epson喷头精度的工业级喷头；第三、水性热转印墨水和京瓷喷头使用的稳定性好、喷头寿命长，终端客户实际使用两年时间，喷头状态良好。由于相对于京瓷喷头有以上的三点优势，从而节省人力资本、降低印花成本及减少交货时间，是数码印花厂扩大产能，或传统印花厂和服装厂降低污染及产业升级的最佳选择。但是，目前市场上尚未有适用于京瓷喷头印花喷墨打印机的纳米水性热转印墨水。
除了服装、服饰、鞋材、家居床上用品、窗帘地毯、箱包外，户外运动装备，旗帜广告等等生活方方面面都广泛使用热转印印花产成品。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种适用于京瓷喷头的水性中高速喷墨墨水及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供了一种适用于京瓷喷头中高速印花的纳米水性热转印墨水，包括以下按重量百分比计的原料：
优选地，所述纳米水性色浆包括以下按重量比计的原料：
优选地，所述润湿剂为炔二醇乙氧基类表面活性剂和聚醚改性聚硅氧烷类表面活性剂中的至少一种。
进一步优选地，所述炔二醇乙氧基类表面活性剂选自Surfynol 104E、Surfynol465、Surfynol485，天津赛菲520、天津赛菲508、天津赛菲DS960、Dynol 604和Dynol 607中的至少一种。
进一步优选地，所述聚醚改性聚硅氧烷类表面活性剂选自TEGO 410、TEGO440、TEGO450、TEGO100、TEGO245、TEGO270、Dynol 960、Dynol 980、BYK346、348和EFKA3580中的至少一种。
优选地，所述乳化剂A和乳化剂B为聚氧乙烯醚润湿剂和高分子分散润湿剂中的至少一种。
进一步优选地，所述乳化剂A和乳化剂B选自优卡690W、OP-15和A233S中的至少一种。本发明中选用乳化剂可以起到乳化润湿的效果，提升色浆研磨效率和色浆稳定性，从而改善和解决打印过程中的拉丝斜喷以及待机等问题。
优选地，所述丙二醇为1，3-丙二醇；所述戊二醇为1，5-戊二醇、1，2-戊二醇和1,3-戊二醇中的至少一种。
优选地，所述杀菌剂选自ROCIMA520S、PROXEL GXL、罗门哈斯LEX、TROY公司的TROYSAN186中的至少一种，其起到杀菌抑菌作用，提升墨水保质期。
优选地，所述分散染料是经过提纯精制研磨的超细分散染料，不含盐分，所述分散染料选自B359、B72、B60、B360、R60、R146、Y54、Br027、Y82、R364、O25和O47中的至少一种。
进一步优选地，分散蓝、翠兰染料选自B359、B72、B60和B360中的一种。
进一步优选地，分散红染料选自R60和R146中的一种。
进一步优选地，分散黄染料为Y54。
进一步优选地，分散宝蓝染料为B360。
进一步优选地，分散荧光黄染料为Y82。
进一步优选地，分散荧光红染料为R364。
进一步优选地，分散橙色染料选自O25和O47中的至少一种。
进一步优选地，分散黑染料为B360、Br027与Y54按重量比为分别15-50：30-70：515混合而成。
优选地，所述分散剂A为木质素Dispersant Reax85A、970、HAYACT等中的至少一种，所述分散剂B为高分子分散剂路博润44000、46000等中的至少一种。
优选地，所述消泡剂为改性硅氧烷消泡剂和炔二醇类消泡剂中的至少一种。
进一步优选地，所述改性硅氧烷消泡剂选自BYK019、BYK094、Airase5100、Airase540和Airase5500中的至少一种。
进一步优选地，所述炔二醇类消泡剂选自Surfynol MD20和Surfynol 104E、DF110中的至少一种。
优选地，所述墨水还包括pH调节剂、螯合剂中的一种或几种。
进一步优选地，所述pH调节剂选自陶氏的AMP-95、三乙醇胺、二乙醇胺和Tris碱中的至少一种。
进一步优选地，所述螯合剂选自EDTA和EDTA-2N中的至少一种。
本发明还提供了一种制备上述纳米水性热转印墨水的方法，包括以下步骤：
(1)制备纳米色浆：将精制的无盐分散染料、分散剂A、乳化剂A、分散剂B、甘油、杀菌剂和去离子水共计200KG，依次投入分散桶，1200-1300rpm分散2-3h，再经过80目滤袋过滤后转移至研磨机中进行分散研磨，研磨机转速在1200-1250rpm，研磨时间控制在45-60小时，出料口流量在6-8kg/min，出料口温度控制在35-45℃，得到粒径为100nm≤D50≤130nm，250nm≤D99≤280nm的纳米级分散色浆；其中所述研磨机为德国进口耐驰、布勒，或国产拓帕10L卧式纳米砂磨机，研磨机缸体和梢帮为耐磨钢结构或碳化硅，研磨球为直径为0.15mm-0.25mm进口锆珠；
(2)墨水配制：开启搅拌机，加入水后，以400-600rpm的速度边搅拌边加入丙二醇、丙三醇、戊二醇、润湿剂、乳化剂B及杀菌剂，搅拌均匀，优选地搅拌时间为20-30min，加入步骤(1)所得的纳米级分散色浆，以600-800rpm的速度继续搅拌混匀，优选地搅拌时间为30-60min；
(3)陈化与过滤：投料完成后测试粘度与表面张力，粘度合格范围为4.5-7.5mpa.s，优选5-6.5mpa.s，表面张力合格范围为25-45mN/cm，优选30-40mN/cm，合格后在15-35℃下陈化24-48h，使墨水中成分完全溶解以及分散体系达到平衡，不溶类物质和不稳定胶体析出；陈化完成后用1um PP熔喷滤芯和0.2um PP折叠滤芯正压过滤第一遍去除大颗粒及树脂沉淀，再用0.5um玻璃纤维滤芯除去胶体和0.8um聚乙烯砜折叠滤芯(绝对精度滤芯)正压过滤第二遍去除较小沉淀和絮凝胶体，最后用0.2um pp滤膜负压过滤并使用PALL除泡囊除泡后，得到最终产物。
本发明的有益效果
1.本发明的适用于京瓷喷头的纳米水性热转印墨水中高速打印流畅，待机性能好，长时间打印性能稳定，不会产生拉丝、斜喷现象，可以实现上500-1000米大卷热转印纸24H无人看守生产，提高了生产效率及降低了印花综合成本；
2.本发明的适用于京瓷喷头的纳米水性热转印墨水稳定性和色彩还原性好，具有防水耐擦耐晒(干湿擦4-5级、水洗4-4.5级、耐晒3.5-4.5级)等性能，满足数码印花需求，打印前后批次颜色一致性好；
3.本发明的适用于京瓷喷头的纳米水性热转印墨水的分散染料采用无盐精制染料，分散研磨时间短、墨水稳定性好、高纯度染料印花颜色鲜艳、减少无机盐对喷头金属配件的电化学腐蚀的风险、墨水分散稳定不堵塞喷头，从而延长喷头寿命，多数客户使用两年以上喷头状况较好，相对一般用热转印的EPSON、理光GEN5的喷头寿命长1倍以上，减少换喷头成本；
4.本发明的适用于京瓷喷头的水性热转印墨水环保、无毒害，通过REACH和绿叶认证，所述墨水与京瓷喷头兼容性好，可以广泛用于京瓷喷头数码印花。
具体实施方式
下面将结合下文的实例对本发明做更详细的描述，但所述实例不构成对本发明的限制。
实施例1-8和对比例1-8
实施例1
一种色浆的原料准备：按重量比称取R60 20％、木质素970 8.5％、乳化剂A233S3％、44000 3.5％、690W 1.5％、甘油20％、PROXEL GXL 0.2％、消泡剂104E 0.05％，余量为去离子水。
纳米色浆的制备方法：将R60、木质素907、木质素907、44000、A233S、690W、甘油、PROXEL GXL、消泡剂104和去离子水共计200KG,依次投入分散桶1200rpm分散2h，再经过80目滤袋过滤后转印至研磨机中进行分散研磨，研磨机转速在1200-1250rpm，研磨时间控制在45-60h左右，出料口流量在6-8kg/min，出料口温度控制在40±5℃，得到粒径为100nm≤D50≤130nm，250nm≤D99≤280nm的纳米级色浆；其中所述研磨机为德国进口耐驰10L卧式纳米砂磨机，研磨机缸体和梢帮为耐磨钢结构，研磨锆珠直径为0.15-0.25mm的进口锆珠。
测试色浆稳定性
将上述得到的纳米级色浆以10000rpm速度离心、用进口PALL的1um PP熔喷滤芯过滤后取1KG的样品进行60℃老化稳定性(色浆热稳定性)测试，时间为2-4周，色浆老化后用岛津UV1800紫外可见光分光光度计测试上下层吸收光谱，上下层差值控制在3％-5％以内则色浆的热稳定性比较理想，然后将老化后色浆继续用杭州科百特0.2um的直径150mm PP滤膜过滤，能一次过滤10KG以上较快且无杂质为佳，另外，老化测试后用岛津SALD-2300粒径仪测试色浆和墨水粒径D50和D99前后变化应在5-10nm以内。
以和实施例1相同的制备方法、不同的配方制备得到实施例2-8和对比例1-8的纳米级分散色浆，具体配方如表1和2所示。
表1 实施例1-8的纳米级分散色浆的配方及其性能测试结果
表2 对比例1-8的纳米级分散色浆的配方及其性能测试结果
实施例9-16和对比例9-16
实施例9
一种纳米水性热转印墨水的原料准备：按重量比计，称取实施例1的色浆28％，1，3-丙二醇5％，丙三醇25％，1，5-戊二醇10％，DS960 0.8％，乳化剂B 690W 0.5％，ProxelGXL0.1％，余量为去离子水。
上述纳米水性热转印墨水的制备方法，包括以下步骤：
(1)开启搅拌机，加入去离子水后，以500rpm的速度边搅拌边依次加入1，3-丙二醇、丙三醇、1，5-戊二醇、DS960、乳化剂690W及Proxel GXL，搅拌20-30min至混合均匀，加入实施例1的纳米级分散色浆，以600rpm的速度继续搅拌30-60min；
(2)将经过步骤(1)混合均匀的混合物进行测试粘度与表面张力，粘度范围为5-6.5mpa.s，表面张力范围为30-40mN/cm，均合格，然后在35℃下陈化48h，使墨水中成分完全溶解以及分散体系达到平衡，不溶类物质和不稳定胶体析出；陈化完成后用1um熔喷PP滤芯和0.2um PP折叠滤芯正压过滤第一遍去除大颗粒及树脂沉淀，再用0.5um玻璃纤维滤芯除去胶体和0.8um聚乙烯砜折叠滤芯(绝对精度滤芯)正压过滤第二遍去除较小沉淀和絮凝胶体，最后用0.2um pp滤膜负压过滤并使用PALL除泡囊除泡后得到所述墨水。
以和实施例9相同的制备方法、不同的配方制备得到实施例10-16和对比例9-16的墨水，具体配方分别如表3和表4所示。
将过滤后的墨水在京瓷KJ4B-300DPI喷头上用专用波形文件和测试图片测试墨水性能，连续打印时间不少于2h，打印前后测试条无断线、斜喷及白线等情况；测试完后关闭散喷待机30分钟，再次打印测试，测试条完好；最后打印机进行保湿处理后关闭电源，保持墨盒负压不滴墨情况下，72h后开机，清洗喷头时无堵孔斜喷现象，墨水性能优异，测试结果分别见表3和表4。
从对比试验的结果分析得出，乳化剂690W添加大大改善拉丝白线，乳化剂添加量在0.3％-1.5％，另外色浆配方也会直接影响到墨水流畅性存储稳定性、待机性能以及拉丝等性能，从而影响打印质量和长期使用稳定性。因此色浆分散剂和乳化剂的种类、比例和研磨工艺也是关键。
表3 实施例9-16的墨水配方及性能测试结果
表4 对比例9-16的墨水配方及性能结果
本领域技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入本发明要求保护的范围内。

Claims (10)

1.一种适用于京瓷喷头中高速印花的纳米水性热转印墨水，其特征在于，包括以下按重量百分比计的原料：
2.根据权利要求1所述的一种适用于京瓷喷头中高速印花的纳米水性热转印墨水，其特征在于，所述纳米色浆包括以下按重量比计的原料：
3.根据权利要求1或2所述的一种适用于京瓷喷头中高速印花的纳米水性热转印墨水，其特征在于，所述墨水还包括pH调节剂、螯合剂中的一种或几种。
4.根据权利要求1或2所述的京瓷喷头中高速印花的纳米水性热转印墨水，其特征在于，所述润湿剂为炔二醇乙氧基类表面活性剂和聚醚改性聚硅氧烷类表面活性剂中的至少一种。
5.根据权利要求2所述的一种适用于京瓷喷头中高速印花的纳米水性热转印墨水，其特征在于，所述乳化剂A和乳化剂B为聚氧乙烯醚润湿剂和高分子分散润湿剂中的至少一种。
6.根据权利要求1或2所述的一种适用于京瓷喷头中高速印花的纳米水性热转印墨水，其特征在于，所述丙二醇为1，3-丙二醇；所述戊二醇为1，5-戊二醇、1，2-戊二醇和1,3-戊二醇中的至少一种。
7.根据权利要求1或2所述的一种适用于京瓷喷头中高速印花的纳米水性热转印墨水，其特征在于，所述杀菌剂选自ROCIMA520S、PROXEL GXL、罗门哈斯LEX、TROY公司的TROYSAN186中的至少一种。
8.根据权利要求2所述的一种适用于京瓷喷头中高速印花的纳米水性热转印墨水，其特征在于，所述分散染料是经过提纯精制研磨的超细分散染料，不含盐分，所述分散染料选自B359、B72、B60、B360、R60、R146、Y54、Br027、Y82、R364、O25和O47中的至少一种。
9.根据权利要求2所述的一种适用于京瓷喷头中高速印花的纳米水性热转印墨水，其特征在于，所述分散剂A为美国产木质素REAX-85A、907、HYACT中的至少一种；所述分散剂B为高分子分散剂Lubrizol 46000、44000中的至少一种。
10.一种制备根据权利要求1-9中任一项所述的适用于京瓷喷头中高速印花的纳米水性热转印墨水的方法，包括以下步骤：
(1)将精制的无盐分散染料、分散剂A、分散剂B、乳化剂A、甘油、杀菌剂、消泡剂和去离子水进行分散、研磨，制成纳米级分散色浆；
(2)开启搅拌机，加入水后，边搅拌边加入丙二醇、丙三醇、戊二醇、润湿剂、乳化剂B及杀菌剂，搅拌均匀后，加入步骤(1)所得的纳米级分散色浆继续搅拌混匀；
(3)将经过步骤(2)混匀后的混合物进行陈化，过滤、除泡，即得所述纳米水性热转印墨水。
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