CN111040515A

CN111040515A - 一种数字喷墨印刷后整理墨水及其应用

Info

Publication number: CN111040515A
Application number: CN201911316242.0A
Authority: CN
Inventors: 秦国胜; 王齐振
Original assignee: Hongsam Digital Science & Technology Co ltd
Current assignee: Hongsam Digital Science & Technology Co ltd
Priority date: 2019-12-19
Filing date: 2019-12-19
Publication date: 2020-04-21

Abstract

本发明公开了一种数字喷墨印刷后整理墨水，按重量百分比计，其由以下组分制成：牢度提升剂：1‑20％、增艳剂：1‑10％、润湿剂：0.1‑3％、有机共溶剂：5‑25％、粘度调节剂：1‑20％、pH稳定剂：0.1‑2％、杀菌剂：0.05‑0.5％、去离子：其余量。将各组分于25‑35℃下搅拌1‑2小时至溶解混合均匀后，于室温下静置12小时并经过过滤处理即得所述后整理墨水。此外，本发明还公开了所述后整理墨水的应用方法。将水性颜料喷墨墨水以及所述后整理墨水按照所需花型/图案先后依次打印在基材上，使得后整理墨水准确地打印在水性颜料喷墨墨水的打印部分，后整理墨水中的牢度提升剂能有效提高纺织品的色牢度，而增艳剂则能提高图案色彩深度、亮度以及手感的柔软度，简化了后整理工艺，节约了能源以及印花成本。

Description

一种数字喷墨印刷后整理墨水及其应用

技术领域

本发明涉及一种喷墨墨水，具体涉及一种数字喷墨印刷后整理喷墨墨水及其相应的制备方法和应用，属于数字喷墨印刷技术领域。

背景技术

数码喷墨由于其生产工艺简单、污染小以及打印灵活等特点已逐步被市场接受，特别是随着工业喷头打印速度的提升，除了数码印花行业外，印刷行业也逐步采用数字化打印方案。然而，对于数码印花以及数字印刷行业来说，由于其打印介质的特殊性，在打印完成后一般需要对打印后的介质进行后整理/后处理。为此，现有技术中通常需要一套独立的后整理/后处理系统，包括上浆机、拉幅机以及烘干机等设备，工序多、工艺繁杂。此外，现有的后处理方案不能实现仅对介质上的打印图案部分进行“按需处理”，而是需要满幅涂上后处理液，造成了严重的资源浪费以及环境污染。因此，如何在保证印品质量的前提下，简化数字喷墨印刷的后整理/后处理工序，减少材料浪费将是十分有意义的。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种数字喷墨印刷后整理墨水，其能简化现有技术中的数字喷墨印刷的后处理工序，并能有效提高印品的打印牢度、色彩深度以及亮度等。此外，本发明的另一目的在于提供一种所述数字喷墨印刷后整理墨水的制备方法。本发明的再一目的在于提供一种所述数字喷墨印刷后整理墨水的应用方法。

根据本发明的第一个方面，一种数字喷墨印刷后整理墨水，按重量百分比计，其由以下组分制成：牢度提升剂：1-20％、增艳剂：1-10％、润湿剂：0.1-3％、有机共溶剂：5-25％、粘度调节剂：1-20％、pH稳定剂：0.1-2％、杀菌剂：0.05-0.5％、去离子：其余量。

其中，所述牢度提升剂为水性丙烯酸树脂乳液、水性聚氨酯树脂乳液、水性有机硅改性丙烯酸树脂乳液、水性有机硅改性聚氨酯乳液、二烯丙基二甲基氯化铵线性聚合物、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵聚合物、十二烷基二甲基苄基氯化铵、十六烷基二甲基苄基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氮化铵聚合物中的至少一种。具体地，在本发明中，所述牢度提升剂可采用江阴锦昌化学的水性聚氨酯乳液2599、水性有机硅改性丙烯酸树脂乳液007、水性有机硅改性聚氨酯乳液EK-7070、二烯丙基二甲基氯化铵线性聚合物EK-3030、二烯丙基二甲基氯化铵线性聚合物EK-5050、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氮化铵聚合物EK-6060，赢创化学的水性有机硅改性聚氨酯SILIKOPUR8081，日本信越株式会社的水性有机硅改性丙烯酸树脂KR-251。所述牢度提升剂可以在基材表面形成一层致密的高分子膜以及充当交联剂和墨水中的高分子聚合物树脂交联，进而增加基材的耐刮擦和耐水洗能力，提高干湿摩擦牢度。

所述增艳剂为改性氨基硅油、聚乙烯蜡乳液、纳米氧化钛、二苯乙烯型荧光增白剂、苯丙噻唑类荧光增白剂中的至少一种。在本发明中，所述增艳剂可采用江阴锦昌化学的改性氨基硅油QASO-8600、WASO-8803、KT777，巴斯夫公司的水性聚乙烯蜡乳液WE6、WAX35、WAX26、杜邦公司的钛白粉R706、R103、上海凯茵化工有限公司的苯丙噻唑类荧光增白剂EBF-L、二苯乙烯型荧光增白剂ER-II、巴斯夫公司二苯乙烯型荧光增白剂Uvitex OB-ONE中的一种或几种。在本发明中，增艳剂的加入，可在基材表面形成致密的凹凸不平的薄膜，使纤维表面具有刻蚀效果，从而改变光线的反射方向，使入射光在基材表面经多次折射而吸收，从而减少反射光，达到增深的效果，其色彩深度可以提升15-30％。如在纺织品数码印花后整理中，可同时具有滑爽效果，可使织物柔软富有弹性，手感更加丰满。

所述润湿剂为非离子表面活性剂、有机硅类表面活性剂、有机氟类表面活性剂以及两性离子表面活性剂中的至少一种，具体地，在本发明，所述非离子表面活性剂可选自吐温20、吐温80、司盘20、司盘80、气体化学EnviroGem AD01、Surfynol FS-85、EnviroGem360中的至少一种，所述有机硅类表面活性剂可选自迪高公司的气体化学DYNOL-960、DYNOL-980、德国BYK公司的BYK-342、BYK-333中的至少一种；所述有机氟类表面活性剂可选自美国3M公司的FC-4430、美国杜邦公司的Zonyl 321、Zonyl 8857A中的至少一种；所述两性离子表面活性剂则可选自如羧酸基甜菜碱、磺基甜菜碱、十二烷基氨基丙酸等中的一种或几种。

所述有机共溶剂为所述有机共溶剂为丙三醇、二乙二醇、1,6-己二醇、1,3-丁二醇、1,5-戊二醇、三乙二醇、四乙二醇、异丙醇、1,4-丁二醇、1,3-丙二醇、1,2-丙二醇、山梨醇、聚乙二醇200、聚乙二醇400、聚乙二醇600、乙酸乙酯、乳酸乙酯、硫二甘醇、二丙二醇甲醚、二丙二醇、乙醇、异丁醇、乙二醇、1.2己二醇、乙二醇丁醚、乙二醇叔丁醚、二乙二醇甲醚、二乙二醇二乙醚、丙二醇甲醚中的至少一种。所述有机共溶剂的加入可防止打印喷头干燥，保证后整理墨水的流畅打印。进一步地，在本发明中，所述有机共溶剂优选沸点低于200℃的乙醇、异丙醇、异丁醇、乙二醇、1,2己二醇、1,2丙二醇、乙二醇丁醚、乙二醇叔丁醚、二乙二醇甲醚、二乙二醇二乙醚、丙二醇甲醚、二丙二醇甲醚、乙酸乙酯、乳酸乙酯等中的一种或几种。

所述粘度调节剂为聚乙烯醇如PVA-217、PVA-105、PVA-KL-506、聚乙烯吡咯烷酮如PVP-K17、PVP-K30、聚乙二醇如PEG6000、PEG1000、PEG10000、PEG20000等中的至少一种。

所述pH稳定剂为乙酸、甲酸、邻苯二甲酸氢钾、混合磷酸盐、柠檬酸、硫酸铵、氯化铵、三乙醇胺、二乙醇胺、一乙醇胺、氢氧化钠、2-氨基乙醇、酒石酸钠、柠檬酸钠中的至少一种。

所述杀菌剂为所述杀菌剂为异噻唑啉酮类杀菌剂，如，Preventol D7、PROXELGXL、卡松等广谱杀菌剂中的至少一种。

本发明还提供了一种如上所述后整理墨水的制备方法，其步骤包括：将如上所述重量百分比的各原料组分混合后于25-35℃下搅拌1-2小时至溶解混合均匀后，于室温下静置12小时并经过过滤处理即得所述后整理墨水。

其中，所述过滤处理包括在小于0.1MPa的过滤压力下，使后整理墨水依次通过过滤精度为3.0mm的PP滤芯过滤、过滤精度为1.2μm的N6尼龙滤芯过滤以及过滤精度为0.8μm的N6尼龙滤芯过滤和过滤精度为0.45μm的N6尼龙滤芯过滤。

本发明通过上述方法制得的后整理墨水，在20℃下，理化参数为：粘度：2-15mPa.s、表面张力：20-40mN/m、pH值：2-7、电导率＜10000us/cm以及密度：0.7-1.4g/cm³。

本发明还提供了所述后整理墨水的应用方法，其过程包括：将所述后整理墨水和本领域常用的水性颜料喷墨墨水分别装到同一台打印机的不同打印通道或多台打印机上，并按照所需的同一图案/花型使得所述水性颜料喷墨墨水以及后整理墨水在打印基材上先后进行打印，使得后整理墨水能准确地打印在所述水性颜料喷墨墨水打印的部分，两种墨水重合，后整理墨水中的牢度提升剂可在织物表面形成一层致密的高分子膜并充当交联剂和墨水中的高分子聚合物树脂交联，而增艳剂则可使得基材表面形成致密的凹凸不平的薄膜，使纤维表面具有刻蚀效果，并因此可改变光线的反射方向，使入射光在织物表面经多次折射而吸收，减少反射光，达到增深的效果。打印完成后可通过例如石英管加热、红外加热、热风烘干等方式于45-90℃下烘干1-3分钟即可。此外，根据所打印基材的不同，可将烘干后的成品于140-180℃下焙烘1-10分钟。

在此，本发明中所采用的打印基材并不特别限定，可采用数码印花、数码印刷领域常见的任何基材，包括但不限于：PVC、PET、PP、PE等薄膜材料；人造皮、合成革等皮革；铜版纸、瓦楞纸、胶版纸等印刷纸张；以及纯棉、真丝、涤棉、涤纶、锦纶等人造纤维织物中的任一种。

相对于传统技术中“离线式”满门幅涂布后整理工艺，本发明利用后整理墨水实现了“在线”后整理。将后整理墨水准确地打印在所述水性颜料喷墨墨水打印的图案/花型部分，不仅可实现精确的按需打印/后整理，减少了原料浪费，而且后整理墨水中的牢度提升剂能有效提高印品的色牢度，相对于未经后整理墨水处理的印品，本发明经后整理墨水处理后其干湿摩擦牢度可提升0.5-1级；后整理墨水中的增艳剂则可提高图案色彩深度、亮度和柔软的手感，相对于未经后整理墨水处理的印品，本发明的印品色彩深度可以提升15-30％，并可使处理后的织物柔软富有弹性，手感更加丰满。另外，本发明的后整理墨水通过喷墨打印的方式进行，喷头喷嘴作为打印机核心部件，其孔径仅有几十微米，不能采用本领域常见的后整理助剂直接施工，否则会存在导致喷嘴堵塞和腐蚀的情况出现，而本发明的后整理墨水具有良好的打印流畅性，不会堵塞喷头喷嘴，且墨水中的各组分不会对喷头喷嘴造成物理伤害和化学腐蚀。最后，本发明的后整理墨水支持“湿打”，即水性颜料喷墨墨水在打印基材上完成花型/图案打印后无需烘干即可直接进行后整理墨水的打印，简化了后整理工艺，节约了能源以及印花成本。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明的具体实施方式做进一步说明。若无特别说明，本发明中所采用的各原料均可通过市场购买获得。

实施例1

一种数字喷墨印刷后整理墨水，按重量百分比计，其由以下组分制成：水性聚氨酯乳液2599：8％、二烯丙基二甲基氯化铵线性聚合物EK-3030：5％、水性聚乙烯蜡乳液WAX35：5％、荧光增白剂EBF-L：0.5％、PVA-105：3％、1.2丙二醇：18％、吐温80：1％、三乙醇胺0.5％、PROXEL GXL：0.1％、去离子水：其余量。所述后整理墨水的制备过程包括：1)将PVA-105以及去离子水加入到反应釜中于35℃下搅拌至完全溶解后，向其中加入2599、EK-3030、WAX35、1.2丙二醇以及吐温80继续搅拌30分钟，最后加入PROXEL GXL搅拌60分钟后冷却至室温并静置12小时；2)将静置后的后整理墨水在小于0.1MPa的过滤压力下，依次通过过滤精度为3.0mm的PP滤芯过滤、过滤精度为1.2μm的N6尼龙滤芯过滤以及过滤精度为0.8μm的N6尼龙滤芯过滤和过滤精度为0.45μm的N6尼龙滤芯过滤，即得所述后整理墨水。

实施例2

一种数字喷墨印刷后整理墨水，按重量百分比计，其由以下组分制成：水性有机硅改性丙烯酸树脂007：12％、改性氨基硅油QASO-8600：3％、钛白粉R706：3％、PEG-1000：5％、乙二醇：17％、丙二醇甲醚：5％、EnviroGem 360：0.5％、酒石酸钠：0.5％、Preventol D7：0.3％、去离子水：其余量。所述后整理墨水的制备过程与实施例1相类似，在此不再赘述。

实施例3

一种数字喷墨印刷后整理墨水，按重量百分比计，其由以下组分制成：水性有机硅改性聚氨酯乳液SILIKOPUR8081：10％、改性氨基硅油KT777：3％、水性聚乙烯蜡乳液WE6：5％、乙二醇：16％、1.2-己二醇：4％、异丙醇：5％、PVA-217：2％、DYNOL960：0.1％、2-氨基乙醇：0.3％、PROXEL GXL：0.1％、去离子水：其余量。所述后整理墨水的制备过程与实施例1相类似，在此不再赘述。

实施例4

一种数字喷墨印刷后整理墨水，按重量百分比计，其由以下组分制成：水性有机硅改性聚氨酯乳液EK-7070：8％、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氮化铵聚合物EK-6060：5％、水性聚乙烯蜡乳液WAX26：8％、荧光增白剂Uvitex OB-ONE：0.3％、1.2-丙二醇：15％、乙二醇叔丁醚：5％、PVP-K30：4％、FC-4430：0.2％、一乙醇胺：0.3％、Preventol D7：0.3％、去离子水：其余量。所述后整理墨水的制备过程与实施例1相类似，在此不再赘述。

实施例1-实施例4中制得的各后整理墨水在20℃下的理化性能如表1所示：

表1后整理墨水理化性能测试结果

对实施例1-实施例4中制得的各后整理墨水进行打印流畅性以及待机性能测试，其结果如表2所示：

表2后整理墨水打印流畅性以及待机性能测试结果

从表2的测试结果可知，本发明制得的后整理墨水具有良好的打印流畅性以及待机性能。

将上述实施例中制得的后整理墨水与本领域常用的水性颜料墨水分别装入同一台打印机的不同通道或是不同的打印机上，并按照所需的图案使得所述水性颜料墨水以及后整理墨水分别在纯棉平纹布以及PET薄膜基材上先后进行打印，使得后整理墨水能准确地打印在所述水性颜料墨水打印的部分，打印完成后，纯棉平纹布于60℃下热风烘干2分钟后再于160℃下烘烤3分钟，而PET薄膜则于60℃下热风烘干2分钟后再于80℃下烘烤3分钟。

分别测试所得到的纯棉平纹布以及PET薄膜的K/S值，并与没有使用后整理墨水的样品进行对比。表3和表4中示出了K/S值测试结果，其中，所述K/S值测试测试的是各颜色的最大吸收波长，既，K为550nm，C为680nm，M为540nm，Y为440nm。

表3纯棉平纹布K/S值测试结果

表4 PET薄膜K/S值测试结果

测试上述打印后的纯棉平纹布以及PET薄膜的色牢度，其结果分别如表5和表6所示，其中，纯棉平纹布的干摩擦牢度和湿摩擦牢度按GB/T 3920-2008纺织品色牢度试验进行，而皂洗牢度则按GB/T 3921-2008纺织品色牢度试验耐皂洗色牢度进行测试并评级；PET薄膜的色牢度按照“粘拉法”进行测试：采用3M胶布在印刷面上粘拉两次，根据被粘拉掉的墨层面积，来判断附着力是否符合要求。其具体测试过程为：1)将胶粘带粘贴在油墨印刷面，用具有恒定荷重的压辊朝一个方向滚压3次；2)放置5min后，按照T型剥离强度试验方法制得长20cm、宽1.5cm的试样；3)：将制得的试样在剥离试验机上测试其T型剥离强度；以及4)：根据剥离强度值的大小(而不是墨层的拉掉面积)和破坏类型来判定附着力是否合格，测试结果共分A、B、C、D四级，其中，A级：离力大于2N，墨层被拉掉，则附着力合格；B级：.剥离力大于2N，墨层未被拉掉，则附着力合格；C级：剥离力小于2N，墨层被拉掉，则附着力不合格；D级：剥离力小于2N，墨层未被拉掉，则需要更换与墨膜粘合力更好的胶粘带重新测试直至出现A、B、C三种情况之一。

表5纯棉平纹布打印牢度测试结果

表6 PET薄膜打印牢度测试结果

通过表3-表6的测试结果可看出，相对于没有经过后处理的织物，经过本发明的后整理墨水在线打印处理方式，织物的干湿摩擦牢度提升0.5-1级，色彩深度提升了15-30％，同时还可使得织物柔软富有弹性，手感更加丰满。

本发明如上所述的后整理墨水，不仅适合于上述纯棉平纹布的打印，还适合于PVC、PP、PE等薄膜材料、人造皮、合成革等皮革；铜版纸、瓦楞纸、胶版纸等印刷纸张；以及真丝、涤棉、涤纶、锦纶等人造纤维织物中的任一种。

本发明已通过优选的实施方式进行了详尽的说明。然而，通过对前文的研读，对各实施方式的变化和增加也是本领域的一般技术人员所显而易见的。申请人的意图是所有这些变化和增加落在了本发明权利要求的保护范围中。本文中使用的术语仅为对具体的实施例加以说明，其并非意在对本发明进行限制。除非另有定义，本文中使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)均与本发明所属领域的一般技术人员的理解相同。任何对此产品进行的修饰与改良，在专利范围或范畴内同类或相近物质的替代与使用，均属于本发明专利保护范围。

Claims

1.一种数字喷墨印刷后整理墨水，其特征在于：按重量百分比计，其由以下组分制成：牢度提升剂：1-20％、增艳剂：1-10％、润湿剂：0.1-3％、有机共溶剂：5-25％、粘度调节剂：1-20％、pH稳定剂：0.1-2％、杀菌剂：0.05-0.5％、去离子：其余量。

2.根据权利要求1所述的后整理墨水，其特征在于：所述牢度提升剂为水性丙烯酸树脂乳液、水性聚氨酯树脂乳液、水性有机硅改性丙烯酸树脂乳液、水性有机硅改性聚氨酯乳液、二烯丙基二甲基氯化铵线性聚合物、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵聚合物、十二烷基二甲基苄基氯化铵、十六烷基二甲基苄基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氮化铵聚合物中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的后整理墨水，其特征在于：所述增艳剂改性氨基硅油、聚乙烯蜡乳液、纳米氧化钛、二苯乙烯型荧光增白剂、苯丙噻唑类荧光增白剂中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的后整理墨水，其特征在于：所述润湿剂为非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、有机硅类表面活性剂、有机氟类表面活性剂以及两性离子表面活性剂中的至少一种；所述粘度调节剂为聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的后整理墨水，其特征在于：所述有机共溶剂为丙三醇、二乙二醇、1,6-己二醇、1,3-丁二醇、1,5-戊二醇、三乙二醇、四乙二醇、异丙醇、1,4-丁二醇、1,3-丙二醇、1,2-丙二醇、山梨醇、聚乙二醇200、聚乙二醇400、聚乙二醇600、乙酸乙酯、乳酸乙酯、硫二甘醇、二丙二醇甲醚、二丙二醇、乙醇、异丁醇、乙二醇、1.2己二醇、乙二醇丁醚、乙二醇叔丁醚、二乙二醇甲醚、二乙二醇二乙醚、丙二醇甲醚中的至少一种；所述pH稳定剂为乙酸、甲酸、邻苯二甲酸氢钾、混合磷酸盐、柠檬酸、硫酸铵、氯化铵、三乙醇胺、二乙醇胺、一乙醇胺、氢氧化钠、2-氨基乙醇、酒石酸钠、柠檬酸钠中的至少一种；所述杀菌剂为异噻唑啉酮类杀菌剂。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的后整理墨水，其特征在于：在20℃下，所述后整理墨水的粘度为2-15mPa.s、表面张力为20-40mN/m、pH值为5-12、电导率＜10000us/cm以及密度为0.7-1.4g/cm³。

7.一种如权利要求1-6中任意一项所述的后整理墨水的制备方法，其特征在于：其制备步骤包括：将牢度提升剂、增艳剂、润湿剂、有机共溶剂、粘度调节剂、pH稳定剂、杀菌剂以及去离子水于25-35℃下搅拌1-2小时至溶解混合均匀后，于室温下静置12小时并经过滤处理即得所述后整理墨水。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述过滤处理包括在小于0.1MPa的过滤压力下，后整理墨水依次通过过滤精度为3.0mm的PP滤芯过滤、过滤精度为1.2μm的N6尼龙滤芯过滤以及过滤精度为0.8μm的N6尼龙滤芯过滤和过滤精度为0.45μm的N6尼龙滤芯过滤。

9.一种如权利要求1-6中任意一项所述的后整理墨水的应用方法，其特征在于：将水性颜料喷墨墨水以及所述后整理墨水按照所需花型/图案先后依次打印在基材上，并于45-90℃下烘干1-3分钟。

10.根据权利要求9所述的应用方法，其特征在于：将烘干后的基材于140-180℃下焙烘1-10分钟；所述基材为PVC、PET、PP、PE、人造皮、合成革、铜版纸、瓦楞纸、胶版纸、纯棉、真丝、涤棉、涤纶、锦纶中的任一种。