CN112796119A - 一种高温直喷分散染料墨水及其制备方法、打印方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及分散染料墨水领域，具体是一种高温直喷分散染料墨水及其制备方法和打印方法。该墨水包括高温分散染料色浆、水性树脂和触变性调节剂。水性树脂的分子量大于5000，酸值小于200(KOH)/(mg/g)，触变性调节剂为聚羧酸铵盐型聚合物。该墨水具备较好的耐水洗色牢度和耐摩擦色牢度，并且通过引入触变性调节剂可消除水性树脂对墨水触变特性带来的不利影响，保证墨水的起喷性能和打印流畅度。该墨水对应的印花织物并可免去印后水洗处理，因此使用该墨水有助于提高印花效率。
Description
技术领域
本发明涉及分散染料墨水领域，具体是一种高温直喷分散染料墨水及其制备方法和打印方法。
背景技术
高温直喷分散墨水可直接喷印到纺织品上，并且通过加热发色即可完成印花生产，与传统的低温热转印工艺相比省去了转印操作，避免了转印纸打印后进行卷对卷时产生的沾色现象，使印花行业可通过更为便捷的工艺获得高质量产品。但目前以高温直喷分散墨水印制的纺织品普遍存在耐水洗色牢度和耐摩擦色牢度较差的问题，因此需要进一步完善墨水配方以改善相关性能。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种具备较好待机性能的高温直喷分散染料墨水。
本发明的第二目的在于提供一种上述高温直喷分散染料墨水的制备方法。
本发明的第三目的在于提供一种上述高温直喷分散染料墨水的打印方法。
为实现上述第一目的，本发明提供一种高温直喷分散染料墨水，包括高温分散染料色浆，其特殊之处在于，还包括水性树脂和触变性调节剂。水性树脂的分子量大于5000，酸值小于200(KOH)/(mg/g)，触变性调节剂为聚羧酸铵盐型聚合物。
由上述方案可见，符合上述分子量及酸值要求的水性树脂具备较好的耐水性，织物在烘焙发色环节分散染料墨水中的上述水性树脂能够有效成膜，织物固色冷却后，树脂膜能够紧密包覆织物纤维，起到减少表面浮色和提升分散染料干湿摩擦色牢度的作用，树脂膜还能提高印花图案的光泽度，因此可以免于对织物进行印后水洗处理。
通常树脂成分都不会直接添加到高温直喷分散染料墨水中，只会配在处理液中，这类处理液都是在印花前单独喷印到织物上的，这是因为直接引入水性树脂会显著改变墨水的触变特性，使墨水在静止状态下的粘度远超流动状态的粘度，并对墨水的打印性能带来不利影响，具体表现为喷印的起喷环节喷头出墨不全或完全不出墨的问题，造成印花局部缺损，而针对性地引入特定类型的触变性调节剂可消除水性树脂对墨水触变特性带来的不利影响，保证墨水的起喷性能和打印流畅性。
进一步的方案是，水性树脂为水性苯乙烯丙烯酸树脂或水性苯乙烯马来酸酐树脂。
由上可见，上述两类树脂成膜后耐水性好，能够有效提高墨水对于织物的附着力，改善墨水的色牢度。目前主流厂家中BASF的Joucryl HPD296水性苯乙烯丙烯酸和法国克雷威利的SMA1000MA、SMA1440水性苯乙烯马来酸酐树脂均符合上述分子量和酸值要求。
进一步的方案是，触变性调节剂为REOTAN LAM或NOPCALL 5200。
由上可见，意大利Lamberti公司的REOTAN LAM和日本SAN NOPCO公司的NOPCALL5200均为聚羧酸铵盐聚合物类触变性调节剂中的代表性产品，并且均可应用于分散染料墨水领域。
进一步的方案是，高温分散染料色浆按重量百分比计包括18％至22％的高温型分散染料。
由上可见，高温型分散染料耐升华牢度较高，适用于热熔染色，也称S型染料。要形成触变特性符合要求的分散体系则色浆粘度不宜过高，因此有必要通过控制其中的高温型分散染料含量来控制色浆粘度。
进一步的方案是，高温分散染料色浆包括分散剂，分散剂为BYK-190、TegoDispers750W和Solsperse27000中的至少一种。
由上可见，本领域常用的木质素磺酸盐类分散剂显棕褐色，会影响墨水的色彩表现，而且这类分散剂在印花织物遇水后仍能溶解析出，若不进行印后水洗处理，遇水后会造成印花污损。因此，以水溶液无色的品类取代这类常规分散剂才能真正免于对织物进行印后水洗处理。前期试验阶段确定德国毕克的BYK-190、美国赢创的Tego Dispers750W以及美国Lubrizol的Solsperse27000在促进或缓冲染料晶型的转变、增进染料溶解以及稳定晶型方面都能起到较好的效果，且水溶液无色透明，对应的喷印织物可真正意义上免除印后水洗操作。
进一步的方案是，按重量百分比计包括15％至35％的高温分散染料色浆、2％至5％的水性树脂、0.5％至1.5％的触变性调节剂、20％至40％的水性有机溶剂、0.2％至1％的表面活性剂、0.02％至1％的助剂组合物，余量为水，助剂组合物包括pH调节剂和杀菌剂，高温分散染料色浆的粘度为10cP至25cP。
由上可见，符合上述配比的分散染料墨水能够形成稳定的分散体系，并且其中的高温分散染料色浆的粘度也较低，而且色浆、水性树脂和触变性调节剂三者的比例适当，可将墨水的粘度和触变特性控制在理想范围。
为实现上述第二目的，本发明提供一种上述高温直喷分散染料墨水的制备方法，其特殊之处在于，包括下列步骤：
a、按重量百分比计将18％至22％的高温型分散染料、4％至10％的分散剂、10％至15％的水性有机溶剂、0.1％至1％的杀菌剂和余量水在300rpm至600rpm转速条件下使用0.1mm至0.3mm粒径的锆珠研磨处理15h至20h得到高温分散染料色浆。
b、按重量百分比计将15％至35％的高温分散染料色浆、2％至5％的水性树脂、0.5％至1.5％的触变性调节剂、20％至40％的水性有机溶剂、0.2％至1％的表面活性剂、0.02％至1％的助剂组合物和余量水在室温下以200rpm至400rpm转速搅拌混合60min至90min后以0.45μm孔径滤膜过滤，助剂组合物包括pH调节剂和杀菌剂。
由上述方案可见，符合上述配比的高温分散染料色浆可达到前述粘度要求，并且通过长时间的研磨处理可保证色浆的均一稳定。总混环节各类成分的配比得当，可得到粘度和触变特性均较为理想的墨水产品。
具体实施时，水溶性有机溶剂可采用乙二醇、二甘醇、甘油、丙二醇和1，3-戊二醇中的至少一种，表面活性剂可使用美国赢创Dynol604、Surfynol 465、德国毕克BYK-348、天津赛菲D-504中的至少一种，pH调节剂可使用三乙醇胺、二乙醇胺、氨水或氢氧化钠水溶液，杀菌剂可使用1,2-苯并异噻唑-3-酮。
为实现上述第三目的，本发明提供一种高温直喷分散染料墨水的打印方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：
将上述高温直喷分散染料墨水喷墨打印至承印织物上得到喷印织物；将喷印织物置于50℃至60℃温度条件下烘干后置于180℃至220℃温度条件下固色1min至5min。
由上述方案可见，上述分散染料墨水具备直喷属性，对应的印花织物所需的固色时间较短并可免去印后水洗处理，因此使用该墨水有助于提高印花效率。
具体实施方式
本发明依照以下步骤制备高温直喷分散染料墨水：
a、按重量百分比计将18％至22％的高温型分散染料、4％至10％的分散剂、10％至15％的水性有机溶剂、0.1％至1％的杀菌剂和余量水注入卧式研磨机并在300rpm至600rpm转速条件下研磨处理15h至20h得到高温分散染料色浆，卧式研磨机使用0.1mm至0.3mm粒径规格的锆珠且锆珠的填充量为70％至80％。
b、按重量百分比计将15％至35％的高温分散染料色浆、2％至5％的水性树脂、0.5％至1.5％的触变性调节剂、20％至40％的水性有机溶剂、0.2％至1％的表面活性剂、0.02％至1％的助剂组合物和余量水在室温下以200rpm至400rpm转速搅拌混合60min至90min后以0.45μm孔径滤膜过滤，助剂组合物包括pH调节剂和杀菌剂。
其中，水性树脂为分子量大于5000，并且酸值小于200(KOH)/(mg/g)水性苯乙烯丙烯酸树脂或水性苯乙烯马来酸酐树脂，触变性调节剂为聚羧酸铵盐型聚合物。
实施例和对比例
参见表1和表2，实施例一至四在色浆制备环节(步骤a)分别使用分散蓝60、分散红343、分散黄114和自混高温型分散黑作为高温型分散染料；使用BYK-190、TegoDispers750W和Solsperse27000作为分散剂；使用甘油作为水性有机溶剂；使用1,2-苯并异噻唑-3-酮作为杀菌剂；高温分散染料色浆A至H的粘度均在10cP至25cP范围内。实施例一至四在墨水总混环节(步骤b)使用Joucryl HPD296水性苯乙烯丙烯酸树脂、SMA1000MA水性苯乙烯马来酸酐树脂作为水性树脂；使用REOTAN LAM、NOPCALL 5200聚羧酸铵盐型聚合物作为触变性调节剂；使用甘油和乙二醇作为水性有机溶剂；使用BYK 348和Surfynol 465作为表面活性剂；使用三乙醇胺作为pH调节剂；使用1,2-苯并异噻唑-3-酮作为杀菌剂。
对比例一至八采用与实施例相同的工艺制备色浆和墨水，但在色浆制备环节使用的是Meadwestvaco公司的REAX 85A木质素磺酸钠分散剂。墨水总混环节实施例一至四未使用树脂类成分及触变性调节剂，实施例五至八则使用了与实施例一至四相同的水性树脂但没有使用触变性调节剂。
表1：高温分散染料色浆成分表
表2：高温直喷分散染料墨水成分表
耐摩擦色牢度测试
取实施例一至四及对比例一至四制备的分散染料墨水，使用装备有EPSON 4720喷头的三头打印机进行打印，打印介质为超细涤纶纤维布，按照单一色块，100％喷墨设置进行喷墨打印，在50℃至60℃温度条件下烘干后置于180℃至220℃温度条件下固色1min至5min，得到印花织物成品。
裁取部分上述实施例一至四及对比例一至四对应的织物成品作为试样，根据GB/T3920-2008规定的干/湿摩擦色牢度测试方法对试样进行测试。测试结果评判环节利用沾色用灰色样卡，以白布沾色程度作为评价原则分出5个等级，数值越大表示耐磨擦牢度越好，测试结果见表3。从表3可以看出，四个实施例对应试样在耐干湿摩擦色牢度和耐湿摩擦色牢度测试中的平均等级均高于四个对比例对应试样的平均等级，表明本发明制备的含水性树脂的高温直喷分散染料墨水具备较好的耐干/湿摩擦色牢度。
耐水洗色牢度测试
采用与耐摩擦色牢度测试中相同的方法获得与实施例一至四以及对比例一至四对应的原样(不进行测试，仅用于色差对比)和试样，根据GB/T 5713-2013对试样进行耐水洗色牢度测试。测试结果评判环节依据原样和试样褪色后的色差进行评判，按照色差程度分出5个等级，数值越大表示耐水洗色牢度越好，测试结果见表3。从表3可以看出，四个实施例对应的试样在耐水洗色牢度测试中的平均等级高于四个对比例对应试样的平均等级，表明本发明制备的含水性树脂的高温直喷分散染料墨水具备较好的耐水洗色牢度。
表3：耐摩擦/水洗色牢度测试结果
打印流畅性测试
取实施例一至四及对比例五至八制备的分散染料墨水各2000mL，使用装备有Epson 4720喷头的三头打印机进行打印，打印介质为1.6m宽写真卷纸，打印流畅性测试结果见表4。从表4可以看出，四个实施例制备的墨水均能保证100m内连续打印的流畅性，而四个对比例制备的墨水不能保证10m内连续打印流畅性，表明本发明通过引入触变性调节剂能够消除水性树脂对墨水的触变特性的不利影响，使得高温直喷分散染料墨水的触变特性能够满足喷印要求，从而保证打印的流畅性。
触变特性测试
取实施例一至四及对比例五至八制备的分散染料墨水各2000mL，使用装备有Epson 4720喷头的三头打印机打印相同时长后进入待机状态，待机满30min后打印测试条。之后对于对比例五至八追加一轮待机时长为5min的测试。打印及待机阶段均将环境温度控制在25℃，环境湿度控制在50％，测试结果见表4。从表4可以看出，四个实施例制备的墨水在待机30min后均能够顺利起喷，四个对比例制备的墨水待机30min后均起喷困难，出现出墨不全或完全不出墨的现象，且测试条打印缺失均超过50％，降低测试标准补做待机时长为5min的测试后仍不能保证测试条的打印完整性，表明本发明通过引入触变性调节剂能够有效消除水性树脂对墨水的触变特性的不利影响，保证墨水在经过特定待机时长后能顺利起喷，故具备较好的打印性能。
表4：打印流畅性及触变特性测试结果
Claims (8)
1.一种高温直喷分散染料墨水，包括高温分散染料色浆，其特征在于：
还包括水性树脂和触变性调节剂，所述水性树脂的分子量大于5000，酸值小于200(KOH)/(mg/g)，所述触变性调节剂为聚羧酸铵盐型聚合物。
2.如权利要求1所述的高温直喷分散染料墨水，其特征在于：
所述水性树脂为水性苯乙烯丙烯酸树脂或水性苯乙烯马来酸酐树脂。
3.如权利要求1所述的高温直喷分散染料墨水，其特征在于：
所述触变性调节剂为REOTAN LAM或NOPCALL 5200。
4.如权利要求1所述的高温直喷分散染料墨水，其特征在于：
所述高温分散染料色浆按重量百分比计包括18％至22％的高温型分散染料。
5.如权利要求1所述的高温直喷分散染料墨水，其特征在于：
所述高温分散染料色浆包括分散剂，所述分散剂为BYK-190、Tego Dispers750W和Solsperse27000中的至少一种。
6.如权利要求1至5中任意一项所述的高温直喷分散染料墨水，其特征在于：
按重量百分比计包括15％至35％的所述高温分散染料色浆、2％至5％的所述水性树脂、0.5％至1.5％的所述触变性调节剂、20％至40％的水性有机溶剂、0.2％至1％的表面活性剂、0.02％至1％的助剂组合物，余量为水，所述助剂组合物包括pH调节剂和杀菌剂，所述高温分散染料色浆的粘度为10cP至25cP。
7.如权利要求6所述高温直喷分散染料墨水的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：
a、按重量百分比计将18％至22％的高温型分散染料、4％至10％的分散剂、10％至15％的水性有机溶剂、0.1％至1％的杀菌剂和余量水在300rpm至600rpm转速条件下使用0.1mm至0.3mm粒径的锆珠研磨处理15h至20h得到高温分散染料色浆；
b、按重量百分比计将15％至35％的高温分散染料色浆、2％至5％的水性树脂、0.5％至1.5％的触变性调节剂、20％至40％的水性有机溶剂、0.2％至1％的表面活性剂、0.02％至1％的助剂组合物和余量水在室温下以200rpm至400rpm转速搅拌混合60min至90min后以0.45μm孔径滤膜过滤，助剂组合物包括pH调节剂和杀菌剂。
8.一种高温直喷分散染料墨水的打印方法，其特征在于，包括下列步骤：
将权利要求6所述的高温直喷分散染料墨水喷墨打印至承印织物上得到喷印织物；
将所述喷印织物置于50℃至60℃温度条件下烘干后置于180℃至220℃温度条件下固色1min至5min。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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