CN108824026A - 适于single-pass数码印花机的活性染料墨水 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适于single‑pass数码印花机的活性染料墨水，包括如下原料组分：3‑20质量份的活性染料、20‑50质量份的有机溶剂、1‑5质量份的保湿剂、0.5‑2质量份的高分子增稠剂、0.1‑0.5质量份的防腐剂、0.2‑3质量份的非离子表面活性剂、0.1‑2质量份的稳定剂、0.1‑1质量份的pH调节剂、40‑70质量份的去离子水，具体通过将以上原料组分混合搅拌1‑2h后过滤制得。通过以上方式，本发明活性染料墨水浓度高，可保证墨水打印颜色和存储稳定性，适用于single‑pass数码印花机，可满足其高速打印不飞墨、流畅性好的要求。

Description

适于single-pass数码印花机的活性染料墨水
技术领域
本发明涉及墨水，具体涉及一种适于single-pass数码印花机的活性染料墨水。
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。
Single-Pass数码印花机与扫描式数码印花机都属于数码打印机，Single-Pass数码印花机的工作原理不同于扫描式数码印花机。普通的数码印花机工作速度在50m/H，Single-Pass数码印花机的工作速度为5000m/H，在速度上Single-Pass数码印花机占尽优势，同时节约了生产成本、人工成本等问题。但是随着Single-Pass数码印花机新技术的出现，对墨水的打印质量、存储稳定性、打印颜色都有了很大的要求。与传统的数码印花活性染料墨水相比，Single-Pass数码印花机的活性染料墨水浓度要求更高，同时要满足高速度打印不飞墨、流畅性好不断线，墨水在喷头中长时间放置不堵头。现有的传统数码印花活性染料墨水无法满足以上要求，而现在市面上的Single-Pass数码印花机活性染料墨水大多为国外墨水，价格高同时由于海运到国内导致墨水保质期变短，打印质量不佳。所以急需开发一款适用于Single-Pass数码印花机的活性染料墨水。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种适于single-pass数码印花机的活性染料墨水，该活性染料墨水浓度高，可保证墨水打印颜色和存储稳定性，适用于single-pass数码印花机，可满足其高速打印不飞墨、流畅性好的要求。
本发明所采用的技术方案是：一种适于single-pass数码印花机的活性染料墨水，包括如下原料组分：3-20质量份的活性染料、20-50质量份的有机溶剂、1-5质量份的保湿剂、0.5-2质量份的高分子增稠剂、0.1-0.5质量份的防腐剂、0.2-3质量份的非离子表面活性剂、0.1-2质量份的稳定剂、0.1-1质量份的pH调节剂、40-70质量份的去离子水。
优选地，所述有机溶剂中至少包括一种挥发性有机溶剂，如二甘醇、聚乙二醇和甘油等，所述挥发性有机溶剂的添加量为5-10质量份。采用以上挥发性有机溶剂，可防止墨水发生物理性质迁移，尽量避免产生杂质、染料析出等问题的发生，增加稳定性。
优选地，所述有机溶剂为醇溶剂或醇醚混合溶溶剂，具体包括二丙二醇、乙二醇、聚乙二醇、二甘醇、丁二醇、三甘醇、丙二醇、聚丙二醇、甘油、乙二醇－甲醚混合溶剂、二甘醇－甲醚混合溶剂、二甘醇－丁醚混合溶剂中的至少两种。
优选地，所述稳定剂为萘磺酸及其衍生物、木质素磺酸及其衍生物中的至少一种。例如可为烷基萘磺酸钠盐、木质素磺酸钠盐；进一步优选地，烷基萘磺酸钠盐与木质素磺酸钠盐添加比例为1：2。以上稳定剂的加入可以增加染料颗粒的润湿效果，提高存储稳定性，对墨水提供一个线性粘度，提高喷墨稳定性；另外，由于以上稳定剂分散性效果高，配合非离子表面活性剂可以对墨水中的染料提供双重增溶效果，极大地提高了活性染料墨水的浓度。
优选地，所述非离子表面活性剂为EH-6、EH-9、EH-14、420、440、465、485、104E、EXP.4300中的至少两种。
优选地，所述高分子增稠剂为聚氧乙烯二甘油酯，包括：SC-P400、SC-P750、SC-P1000、双甘油。进一步优选地，所述高分子增稠剂的用量为1-1.5质量份。高分子增稠剂的加入可以减少有机溶剂的用量，增加去离子水的用量，进而增加染料的溶解度和保湿性，提升墨水的稳定性，有效降低有机溶剂对活性染料墨水的影响。但若高分子增稠剂增加过多会造成墨水吸潮粘色，增加少时也起不到效果，因而其用量需严格控制。
优选地，所述活性染料为C.I.活性黑5、活性黑8、活性黑39、C.I.活性黄85、活性黄M-EXF、C.I.活性黄95、C.I.活性红24、活性红M-EXF、C.I.活性红141、C.I.活性红195、C.I.活性红218、C.I.活性红245、C.I.活性蓝5、活性蓝M-EXF、C.I.活性蓝15、C.I.活性蓝49、C.I.活性蓝72、C.I.活性蓝74、C.I.活性橙2、C.I.活性橙5、C.I.活性橙12、C.I.活性橙13、C.I.活性棕19中的至少一种。
优选地，所述保湿剂为氨基酸保湿剂，氨基酸保湿剂可以很好地锁住墨水中的水分，保证墨水在喷头中的润湿状态，可在湿度较低时仍能保证墨水的流畅性，使其具有良好的打印性能。
优选地，所述pH调节剂为三乙醇胺、二甲基乙醇胺、4-吗啉丙磺酸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。
以上活性染料墨水的粘度通常为25℃，8～15mPa.s，表面张力为25～40mN/m。
本发明还提供了一种上述适于single-pass数码印花机的活性染料墨水的制备方法，包括以下步骤：取各原料组分，混合搅拌，再过滤，得成品活性染料墨水。具体地，搅拌时间为1-2h；过滤包括：先使用孔径为0.45μm滤膜过滤，再将滤液用孔径为0.22μm滤膜进行过滤。
本发明的有益技术效果是：本发明提供一种适于single-pass数码印花机的活性染料墨水，该活性染料墨水由特定的原料组分按特定配比混合加工制得，其中，稳定剂的加入可以增加染料颗粒的润湿效果，提高活性染料的溶解度，提高存储稳定性和喷射稳定性，可保证墨水在长时间的存储和喷射中保持稳定；由于本发明所采用稳定剂的分散性效果高，配合非离子表面活性剂可以对墨水中的染料提供双重增溶效果，两者协同作用，可极大地提高活性染料墨水的浓度，提升稳定性，且可赋予墨水更好的流动性和润湿性。高分子增稠剂的特定量加入可减少有机溶剂的用量，增加去离子水的用量，与其他原料组分相互作用，可增加染料的溶解度和保湿性，提升墨水的稳定性，有效降低有机溶剂对活性染料墨水的影响。
综上，本发明活性染料墨水的各原料组分之间相互协同作用，使得产品墨水浓度高，颜色深、色彩艳丽，喷射稳定性好，在管路、喷头中润湿效果好，流动性强；存储稳定性好，长时间不变质，染料不会析出，保湿性能好，可满足不同环境的打印要求，适用于single-pass数码印花机的高速打印。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
按如下质量份取原料组分：50质量份的去离子水、1质量份的氨基酸保湿剂、0.5质量份的表面活性剂104E、0.7质量份的表面活性剂465、0.3质量份的表面活性剂EXP.4300、0.3质量份的稳定剂烷基萘磺酸钠盐、0.6质量份的木质素磺酸钠盐、0.5质量份的二甲基乙醇胺、1质量份的SC-P400、0.3质量份的1,2-苯并异噻唑啉-3-酮、20质量份的丙二醇、5质量份的二甘醇、8质量份的活性黑8和12质量份的活性黑39，然后将以上原料组分放入容器中搅拌，高速以500rpm的转速搅拌60分钟，过滤搅拌后的物料，先使用孔径为0.45μm滤膜过滤，再将滤液用孔径为0.22μm滤膜进行过滤2遍，得到黑色墨水成品。
实施例2
按如下质量份取原料组分：70质量份的去离子水、5质量份的氨基酸保湿剂、0.1质量份的稳定剂烷基萘磺酸钠盐、0.1质量份的表面活性剂EXP.4300、0.1质量份的表面活性剂EH-6、0.1质量份的4-吗啉丙磺酸、2质量份的SC-P750、0.1质量份的4-氯-3-甲基苯酚、5质量份的二甘醇、15质量份的乙二醇和15质量份的C.I.活性蓝72，然后将以上原料组分放入容器中搅拌，高速以500rpm的转速搅拌60分钟，过滤搅拌后的物料，先使用孔径为0.45μm滤膜过滤，再将滤液用孔径为0.22μm滤膜进行过滤2遍，得到蓝色墨水成品。
实施例3
按如下质量份取原料组分：55质量份的去离子水、4质量份的氨基酸保湿剂、0.3质量份的表面活性剂420、0.2质量份的表面活性剂485、0.6质量份的稳定剂烷基萘磺酸钠盐、0.6质量份的稳定剂木质素磺酸钠盐、0.3质量份的表面活性剂EXP.4300、1质量份的三乙醇胺、1.5质量份的SC-P1000、0.5质量份的4-氯-3-甲基苯酚、10质量份的甘油、20质量份的乙二醇和10质量份的C.I.活性红24，然后将以上原料组分放入容器中搅拌，高速以500rpm的转速搅拌60分钟，过滤搅拌后的物料，先使用孔径为0.45μm滤膜过滤，再将滤液用孔径为0.22μm滤膜进行过滤2遍，得到红色墨水成品。
实施例4
按如下质量份取原料组分：40质量份的去离子水、3质量份的氨基酸保湿剂、0.5质量份的表面活性剂440、0.5质量份的表面活性剂465、2质量份的表面活性剂EXP.4300、0.7质量份的稳定剂烷基萘磺酸钠盐、0.3质量份的稳定剂木质素磺酸钠盐、0.8质量份的氢氧化锂、10质量份的甘油、15质量份的二甘醇、25质量份的丙二醇、0.5质量份的双甘油、0.2质量份的1,2-苯并异噻唑啉-3-酮和3质量份的C.I.活性黄95，然后将以上原料组分放入容器中搅拌，高速以500rpm的转速搅拌60分钟，过滤搅拌后的物料，先使用孔径为0.45μm滤膜过滤，再将滤液用孔径为0.22μm滤膜进行过滤2遍，得到黄色墨水成品。
本发明活性染料墨水的原料组分中由于添加了稳定剂，能够有效地提高活性染料体系中的溶解度，增加了存储稳定性和喷射稳定性，可保证墨水在长时间的存储和喷射中保持稳定；由于本发明所采用稳定剂的分散性效果高，配合非离子表面活性剂可以对墨水中的染料提供双重增溶效果，相互协同作用，可极大地提高活性染料墨水的浓度，提升稳定性，且可赋予墨水更好的流动性和润湿性。按特定量添加高分子增稠剂，可降低有机溶剂的用量，降低有机溶剂对墨水颜色的影响；此外，其还可有助溶的效果，可增加染料在水中的溶解度。添加氨基酸保湿剂，其保湿性能是常规保湿剂(如甘油等)的保湿性能的十几倍，能很好地保持喷嘴处的湿润状态，保证在湿度较低时仍能有良好的打印性能。
为进一步证实和说明本发明活性染料墨水的效果性能，申请人进行了大量的试验，现将其中部分试验内容和结果陈列如下：
首先，针对以上实施例1-4设置了对比例1-4，具体如下：
对比例1
按如下质量份取原料组分：50质量份的去离子水、1质量份的氨基酸保湿剂、0.3质量份的稳定剂烷基萘磺酸钠盐、0.6质量份的木质素磺酸钠盐、0.5质量份的二甲基乙醇胺、1质量份的SC-P400、0.3质量份的1,2-苯并异噻唑啉-3-酮、20质量份的丙二醇、5质量份的二甘醇、8质量份的活性黑8和12质量份的活性黑39，然后将以上原料组分放入容器中搅拌，高速以500rpm的转速搅拌60分钟，过滤搅拌后的物料，先使用孔径为0.45μm滤膜过滤，再将滤液用孔径为0.22μm滤膜进行过滤2遍，得到黑色墨水成品。
对比例2
按如下质量份取原料组分：70质量份的去离子水、5质量份的氨基酸保湿剂、0.1质量份的稳定剂烷基萘磺酸钠盐、0.1质量份的表面活性剂EXP.4300、0.1质量份的表面活性剂EH-6、0.1质量份的4-吗啉丙磺酸、5质量份的SC-P750、0.1质量份的4-氯-3-甲基苯酚、5质量份的二甘醇、15质量份的乙二醇和15质量份的C.I.活性蓝72，然后将以上原料组分放入容器中搅拌，高速以500rpm的转速搅拌60分钟，过滤搅拌后的物料，先使用孔径为0.45μm滤膜过滤，再将滤液用孔径为0.22μm滤膜进行过滤2遍，得到蓝色墨水成品。
对比例3
按如下质量份取原料组分：55质量份的去离子水、4质量份的氨基酸保湿剂、0.3质量份的表面活性剂420、0.2质量份的表面活性剂485、0.6质量份的稳定剂烷基萘磺酸钠盐、0.6质量份的稳定剂木质素磺酸钠盐、0.3质量份的表面活性剂EXP.4300、1质量份的三乙醇胺、0.2质量份的SC-P1000、0.5质量份的4-氯-3-甲基苯酚、10质量份的甘油、20质量份的乙二醇和10质量份的C.I.活性红24，然后将以上原料组分放入容器中搅拌，高速以500rpm的转速搅拌60分钟，过滤搅拌后的物料，先使用孔径为0.45μm滤膜过滤，再将滤液用孔径为0.22μm滤膜进行过滤2遍，得到红色墨水成品。
对比例4
按如下质量份取原料组分：40质量份的去离子水、3质量份的氨基酸保湿剂、0.5质量份的表面活性剂440、0.5质量份的表面活性剂465、2质量份的表面活性剂EXP.4300、0.8质量份的氢氧化锂、10质量份的甘油、15质量份的二甘醇、25质量份的丙二醇、0.5质量份的双甘油、0.2质量份的1,2-苯并异噻唑啉-3-酮、3质量份的C.I.活性黄95，然后将以上原料组分放入容器中搅拌，高速以500rpm的转速搅拌60分钟，过滤搅拌后的物料，先使用孔径为0.45μm滤膜过滤，再将滤液用孔径为0.22μm滤膜进行过滤2遍，得到黄色墨水成品。
而后将上述实施例1-4制备所得的活性染料墨水与对比例1-4所制得的墨水成品进行如下性能测试：
1、墨水发色测试：
(1)测试机型：星光1024单头机
(2)测试布料：贡缎、丝光棉、丝绸
用星光1024单头机打印布料，然后对打印后的布料进行气蒸发色，对发色好布料用分光光度测试仪加以测试色密度值数据，本发明墨水色密度值大为OK，否则为NG。
2、墨水流畅性测试：
墨水连续打印100％色块3600m2，观察前后打印测试条，断孔小于2孔为OK，否则为NG。在环境温度为16～30℃，湿度为45～80％，待机24h测试喷孔状态，断孔小于2孔为合格(OK)，否则NG空打测试，在湿度为45％时，墨水在机器上进行不出墨打印1h，观察其网孔状态，断孔小于2为合格(OK)，断孔大于2孔或出现发虚现象为NG。
3、色牢度测试和判断依据
将墨水打印到棉布上，进行耐日晒牢度、耐皂洗色牢度、耐水渍色牢度、耐海水色牢度、耐汗渍色牢度测试。在国标测试条件进行测试，然后用标准变色用灰色样卡、沾色用灰色样卡以观感进行评定色牢度等级，变色用灰色样卡与沾色用灰色样卡均有5个等级，≥4等级为合格(OK)，否则为NG。
4、墨水保湿测试和测试方法
待机24h测试喷孔状态，断孔小于2孔为合格(OK)，否则NG空打测试，在湿度为45％时，墨水在机器上进行不出墨打印1h，观察其网孔状态，断孔小于2为合格(OK)，断孔大于2孔或出现发虚现象为NG。
5、存储性能测试
将实施例1-4所制得活性染料墨水与对比例1-4所制得墨水进行高温冷冻测试，高温60℃加热10天，低温-5℃冷冻5天后，拿出常温放置一个星期，进行自重过滤实验。滤网干净为OK，滤网有杂质为NG。
分别对本发明实施例1-4制备所得的活性染料墨水与以上对比例1-4所制得的墨水成品进行如上性能测试，所得结果如下表1所示：
表1墨水性能测试结果表
测试项目 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 对比例1 对比例2 对比例3 对比例4
打印流畅性 OK OK OK OK NG NG NG NG
保湿测试 OK OK OK OK OK OK OK OK
色牢度测试 OK OK OK OK OK OK OK OK
发色测试 OK OK OK OK NG OK NG OK
存储性能 OK OK OK OK NG NG OK NG
从以上墨水性能测试结果可以看出：相比于实施例1，对比例1的原料组分中未采用非离子表面活性剂，所制得墨水打印流畅性、发色和存储性能测试不合格；相比于实施例4，对比例4的原料组分中未采用稳定剂，所制得墨水流畅性和存储性能测试不合格；相比于实施例2，对比例2的原料组分中添加过量的高分子增稠剂，所制得墨水打印流畅性和存储性能不合格；相对于本发明实施例3，对比例3的原料组分中高分子增稠剂添加量过少，所制得墨水粘度低，流畅性和发色测试不合格。而本发明实施例1-4的活性染料墨水采用特定的原料和配比加工制得，所制得产品墨水打印流畅性佳，保湿待机性能优异，色牢度测试合格，打印的织物颜色深，色彩艳丽，墨水存储稳定性好，适用于single-pass数码印花机。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所述权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种适于single-pass数码印花机的活性染料墨水，其特征在于，包括如下原料组分：3-20质量份的活性染料、20-50质量份的有机溶剂、1-5质量份的保湿剂、0.5-2质量份的高分子增稠剂、0.1-0.5质量份的防腐剂、0.2-3质量份的非离子表面活性剂、0.1-2质量份的稳定剂、0.1-1质量份的pH调节剂、40-70质量份的去离子水。
2.根据权利要求1所述的活性染料墨水，其特征在于，所述有机溶剂中至少包括一种挥发性有机溶剂，所述挥发性有机溶剂的添加量为5-10质量份。
3.根据权利要求2所述的活性染料墨水，其特征在于，所述挥发性有机溶剂包括二甘醇、聚乙二醇和甘油中的任一种。
4.根据权利要求1所述的活性染料墨水，其特征在于，所述有机溶剂包括二丙二醇、乙二醇、聚乙二醇、二甘醇、丁二醇、三甘醇、丙二醇、聚丙二醇、甘油、乙二醇－甲醚混合溶剂、二甘醇－甲醚混合溶剂、二甘醇－丁醚混合溶剂中的至少两种。
5.根据权利要求1所述的活性染料墨水，其特征在于，所述稳定剂为萘磺酸及其衍生物、木质素磺酸及其衍生物中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的活性染料墨水，其特征在于，所述非离子表面活性剂为EH-6、EH-9、EH-14、420、440、465、485、104E、EXP.4300中的至少两种。
7.根据权利要求1所述的活性染料墨水，其特征在于，所述高分子增稠剂为聚氧乙烯二甘油酯。
8.根据权利要求1所述的活性染料墨水，其特征在于，所述活性染料为C.I.活性黑5、活性黑8、活性黑39、C.I.活性黄85、活性黄M-EXF、C.I.活性黄95、C.I.活性红24、活性红M-EXF、C.I.活性红141、C.I.活性红195、C.I.活性红218、C.I.活性红245、C.I.活性蓝5、活性蓝M-EXF、C.I.活性蓝15、C.I.活性蓝49、C.I.活性蓝72、C.I.活性蓝74、C.I.活性橙2、C.I.活性橙5、C.I.活性橙12、C.I.活性橙13、C.I.活性棕19中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的活性染料墨水，其特征在于，所述保湿剂为氨基酸保湿剂。
10.权利要求1-9中任一项所述活性染料墨水的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：取各原料组分，混合搅拌，再过滤，得成品活性染料墨水。
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