CN112969763A - 包含阳离子油墨和阴离子油墨的喷墨油墨组 - Google Patents

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Abstract

一种用于喷墨记录的油墨组,其包含第一水性油墨,所述第一水性油墨包含由阳离子分散基团稳定的着色剂和由包围核的聚合物壳组成的胶囊;所述核包含在施加热和/或光时能够形成反应产物的一种或多种化学反应物,并且所述胶囊由阳离子分散基团稳定;第二水性油墨,所述第二水性油墨包含由阴离子分散基团稳定的着色剂和由包围核的聚合物壳组成的胶囊;所述核包含在施加热和/或光时能够形成反应产物的一种或多种化学反应物,并且所述胶囊由阴离子分散基团稳定。

Description

包含阳离子油墨和阴离子油墨的喷墨油墨组
技术领域
本发明涉及用于数字纺织品印刷的水性油墨组及用于其的印刷方法。
背景技术
在纺织品印刷中,从经典的纺织品印刷技术如丝网印刷到数字印刷有明显的变革。另外,存在从基于染料的油墨到基于颜料的油墨的趋势。基于颜料的油墨有望与不同的纤维——天然纤维如基于纤维素的纤维(例如棉的)和合成纤维(如聚酯和聚酰胺)相容。基于颜料的油墨还允许在混合纤维织物上印刷。为了将颜料优选地粘合到不同类型的纤维上,必须将反应性粘结剂技术引入油墨中。在专利文献中已经公开了几种方法。
WO2003/029362公开了一种油墨组合物,其包含至少一种颜料,至少一种选自丙烯酸系丙烯腈树脂、苯乙烯-丙烯酸系树脂、丙烯酸系-丁二烯树脂、丁二烯丙烯腈树脂和聚氨酯树脂的分散树脂,至少一种交联剂,和液体介质。三聚氰胺树脂被公开为特别优选的树脂。
WO2009/137753公开了一种油墨组合物,其包含着色剂,设计用于水解稳定性的具体交联聚氨酯和选自酰胺和胺甲醛树脂、酚醛树脂、尿素树脂和封闭异氰酸酯的后固化剂,其中三聚氰胺甲醛树脂为优选的实施方案。
US5853861公开了一种油墨纺织品组合,其中油墨包含至少一种颜料和具有选自酸、碱、环氧基和羟基的官能团的聚合物,并且其中所述纺织品包含至少一种选自羟基、胺、酰胺和羰基部分的具体官能团和选自具体有机金属化合物和异氰酸酯的交联剂。
US2009/0226678A公开了一种油墨组,其包含固定液和包含颜料分散体的油墨。固定剂包含Tg低于-10℃的具体聚合物粒子和反应物,优选封闭异氰酸酯分散体。
EP29333374A公开了包封的反应性化学物质用于制造印刷纺织品的用途。封闭异氰酸酯被公开为优选的反应性化学物质。
大多数纺织品织物具有多孔性质。当使用颜料油墨在不同织物上印刷时,颜料会更深地渗透到织物中,从而导致色域损失。当在基于纸的基材上印刷时,已知类似的问题。为了解决这些问题,在专利文献中已经公开了几种方法,其中首先将优化剂(常被称为反应液)施加到基材上,然后喷射水性颜料油墨,产生优化的图像质量:US 2006093761、US2009079790、US 2010080911。
在WO2018/137993A中,包含反应性结合性化学物质的阳离子稳定化胶囊被包括在用于纺织品印刷的喷墨记录方法的反应液中。胶囊上阳离子电荷的存在导致印刷图像的色域更高。
然而,仍然需要进一步改善在纺织品上,尤其是未被例如供应商预处理的纺织品织物上印刷的图像的色域。不对织物的纤维进行预处理导致颜料更显著地扩散到织物中,导致差的色密度或色域。然而,由于水性喷墨油墨不至于错误地影响喷射可靠性或储存稳定性而可具有的最大固体含量,通过增加水性喷墨油墨中的颜料载量来增加色域是有限的。由于着色剂和预处理液中存在的固定剂或凝结剂之间的相互作用,不可能将额外的着色剂添加到预处理液中。并且即使可以增加水性油墨中的着色剂含量,那么也会观察到纺织品上印刷图像的摩擦牢度严重下降。
发明内容
本发明的目的在于提供上述增加纺织品上印刷图像的色域而不会负面影响摩擦牢度的问题的解决方案。所述目的通过提供一种油墨组实现,所述油墨组包含如权利要求1中所限定的第一水性油墨和第二水性油墨。
根据另一方面,本发明包括一种用如权利要求1中所限定的油墨组在纺织品织物上进行喷墨记录的方法。所述方法在权利要求13中限定。
从以下对本发明的优选实施方案的详细描述中,将显而易见本发明的其他特征、元素、步骤、特性和优点。在从属权利要求中还限定了本发明的具体实施方案。
具体实施方式
A.用于喷墨记录的油墨组
A.1.第一水性油墨
根据本发明的油墨组的第一水性油墨包含水、由阳离子分散基团稳定的着色剂和由阳离子分散基团稳定并且具有核和包围所述核的聚合物壳的纳米胶囊,所述核中包含在施加热和/或光时能够形成反应产物的一种或多种化学反应物。优选地,所述一种或多种化学反应物是热反应性交联剂。优选地,稳定化阳离子分散基团共价键合到聚合物壳,并且更优选核包含热反应性交联剂。
A.1.1.由阳离子分散基团稳定的着色剂
如本文所用的术语“着色剂”可以仅指颜料或分散染料,或者其可以指与包含阳离子基团的分散剂组合的着色剂,所述分散剂可为聚合物或表面活性剂。着色剂可为任何颜色,但优选着色剂为青色、品红色、黄色或黑色,最优选黑色。
由阳离子分散基团稳定的自分散颜料是指已经用阳离子电荷化学改性的颜料。
油墨组合物可以采用自分散颜料,所述自分散颜料包括至少一种连接有至少一个有机基团的改性颜料。在一个实施方案中,有机基团包括阳离子基团、可离子化基团或离子基团与可离子化基团的混合物。可离子化基团是能够在所用油墨介质中形成阳离子基团的基团。
阳离子基团可以由连接到颜料上的质子化胺产生。优选地,具有胺取代基的有机基团具有小于5的pKb。阳离子基团可为季铵基团(--NR'3 +)和季鏻基团(--PR'3 +),其中R'表示氢或有机基团(如取代或未取代的芳基和/或烷基)。
季铵化环状铵离子和季铵化芳族铵离子也可以用作阳离子基团。因此,在这方面可以使用N-取代的吡啶鎓物质(如N-甲基-吡啶基)。
优选地,阳离子有机基团为-NR'3 +,其中R'为烷基或芳基,更优选为乙基。另一优选的基团为-C5H4N--R'+,其中R'为烷基(如甲基)或苄基。
在另一个实施方案中,颜料可以通过聚合物分散剂或包含阳离子基团的表面活性剂分散。优选地,聚合物分散剂的这些单体单元中的至少一些包含阳离子基团和导致正电荷的可离子化基团。其另外实例可以包括通过乙烯基单体的聚合获得的、并且在所得聚合物的至少一部分中具有阳离子性质的那些。用于形成阳离子部分的阳离子单体的实例包括如下所述的叔胺单体的盐及其季铵化产物。也就是,提及:N,N-三乙基苯乙烯、甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯、丙烯酸N,N-二甲基-氨基乙酯、甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基丙酯、丙烯酸N,N-二甲基氨基丙酯、N,N-二甲基丙烯酰胺、N,N-二甲基甲基丙烯酰胺、N,N-二甲基氨基乙基丙烯酰胺、N,N-二甲基氨基乙基甲基丙烯酰胺、N,N-二甲基氨基丙基丙烯酰胺和N,N-二甲基氨基丙基-甲基丙烯酰胺。
其他合适的聚合物通过自由基聚合使用例如乙烯基单体制备,所述乙烯基单体例如:乙烯基苄胺、乙烯基苯胺、2-乙烯基吡啶、4-乙烯基吡啶、对-氨基苯乙烯、乙烯基哌啶、乙烯基咪唑。优选苯乙烯与三烷基-[(4-乙烯基苯基)甲基]氯化铵、三烷基-[(3-乙烯基苯基)甲基]氯化铵或其混合物的共聚物用作聚合物分散剂,更优选所述烷基为C1至C4,最优选所述烷基为乙基。这些苯乙烯共聚物特别适用于分散黑色颜料,因为聚合物分散剂的相对高的芳族特性与颜料表面的疏水特性相匹配。
颜料可以选自宽范围的常规有色颜料。优选地,颜料是白色颜料、黑色颜料、蓝色颜料、褐色颜料、青色颜料、绿色颜料、紫色颜料、品红色颜料、红色颜料或黄色颜料,或其色调(shades)或组合。
在本发明范围内的特别合适的颜料包括碳产品,例如石墨、碳黑、玻璃碳、碳纤维、活性炭和活性碳。碳可以是结晶或无定形类型。优选上述物质的细碎形式;此外,可以使用不同碳的混合物。
特别可用于在深色纺织品上印刷的是含有白色颜料的第一水性油墨。用于第一白色水性油墨的优选颜料是二氧化钛。可用于本发明的二氧化钛(TiO2)颜料可以是金红石或锐钛矿结晶形式。制备TiO2的方法更详细地描述于“The Pigment Handbook”,第I卷,第2版,John Wiley & Sons, NY (1988),其相关公开内容出于所有目的通过引用并入本文中,如同全面阐述一样。
二氧化钛粒子可以具有约1微米或更小的多种平均粒子尺寸,这取决于第一水性油墨的所需最终用途应用。对于要求高遮盖或装饰性印刷应用的应用,二氧化钛粒子优选具有小于约1 μm的平均尺寸。优选地,粒子具有约50 nm至约950 nm,更优选约75 nm至约750 nm,并且还更优选约100 nm至约500 nm的平均尺寸。
对于要求具有一定程度透明度的白色的应用,颜料优选是“纳米”二氧化钛。“纳米”二氧化钛粒子通常具有约10 nm至约200 nm,优选约20 nm至约150 nm,且更优选约35nm至约75 nm的平均尺寸。包含纳米二氧化钛的油墨可以提供改善的色度和透明度,同时仍然保持良好的抗光褪色性和适当的色调角。可商购的未涂覆的纳米级氧化钛的实例是P-25,可从Degussa (Parsippany N.J.)购得。
另外,可以用多粒子尺寸实现独特的优点,例如不透明性和UV防护。这些多尺寸可以通过添加颜料级和纳米级的TiO2来实现。
优选通过浆料浓缩组合物将二氧化钛掺入第一水性油墨中。基于总浆料重量,存在于浆料组合物中的二氧化钛的量优选为约15重量%至约80重量%。
二氧化钛颜料也可以带有一个或多个金属氧化物表面涂层。可以使用本领域技术人员已知的技术施加这些涂层。金属氧化物涂层的实例尤其包括二氧化硅、氧化铝、氧化铝氧化硅、氧化硼和氧化锆等。这些涂层可以提供改善的性质,包括降低二氧化钛的光反应性。氧化铝、氧化铝氧化硅、氧化硼和氧化锆的金属氧化物涂层产生TiO2颜料的带正电荷的表面,因此特别可用于与本发明的阳离子稳定的胶囊组合,因为不需要对颜料进行另外的表面处理。
这种涂覆的二氧化钛的商业实例包括R700 (氧化铝涂覆的,可从E.I.DuPontdeNemours, Wilmington Del.购得)、RDI-S (氧化铝涂覆的,可从Kemira IndustrialChemicals, Helsinki, Finland购得)、R706 (可从DuPont, Wilmington Del.购得)和W-6042 (氧化硅氧化铝处理的纳米级二氧化钛,得自Tayco Corporation, Osaka Japan)。
喷墨油墨中的颜料粒子应该足够小以容许油墨自由流过喷墨印刷装置,特别是在喷射喷嘴处。还期望使用小粒子以获得最大的色强度并减缓沉降。
颜料平均粒子尺寸优选在0.050 μm和1 μm之间,更优选在0.070 μm和0.300 μm之间,且特别优选在0.080 μm和0.200 μm之间。最优选地,颜料数均粒子尺寸不大于0.150 μm。基于动态光散射的原理,颜料粒子的平均粒子尺寸用Brookhaven Instruments粒度仪BI90plus测定。优选将油墨用除盐水(demi water)稀释到0.002重量%的颜料浓度。BI90plus的测量设置为:在23℃下运行5次,角度为90°,波长为635 nm,且图形=校正函数。
颜料优选以0.01重量%至15重量%,更优选0.05重量%至10重量%,且最优选0.1重量%至5重量%的范围存在,各自基于喷墨油墨的总重量计。对于白色喷墨油墨,白色颜料优选以喷墨油墨的3重量%至40重量%,且更优选5重量%至35重量%的量存在。少于3重量%的量不能获得足够的遮盖力。
A.1.2.由阳离子分散基团稳定的纳米胶囊
A.1.2.1.制备方法
本发明的油墨中胶囊(下文由于它们的小尺寸而称为纳米胶囊)的制备方法优选通过聚合方法进行,所述方法允许在设计胶囊中进行最高程度的控制。更优选地,使用界面聚合来制备本发明中使用的胶囊。这种技术是公知的,并且最近由Zhang Y.和RochefortD. (Journal of Microencapsulation, 29(7), 636-649 (2012)以及Salitin(Encapsulation Nanotechnologies, Vikas Mittal (编),第5章,137-173 (ScrivenerPublishing LLC (2013))综述。
界面聚合是用于制备根据本发明的胶囊的特别优选的技术。在例如界面缩聚的界面聚合中,两种反应物在乳液液滴的界面处相遇并迅速反应。
通常,界面聚合需要将亲油相分散在连续水相中,反之亦然。每个相含有至少一种溶解的单体(在例如亲油相中的第一壳组分),其能够与溶解在另一相如水相中的另一单体(第二壳组分)反应。聚合后,形成不溶于水相和亲油相两者的聚合物。结果,形成的聚合物倾向于在亲油相和水相的界面处沉淀,由此围绕分散相形成壳,所述壳在进一步聚合时生长。
在一个优选的实施方案中,每个相含有至少一种溶解的单体(在例如亲油相中的第一壳组分),其能够与溶解在另一相(例如水相)中的另一单体(第二壳组分)和交联剂反应。聚合后,形成不溶于水相和亲油相两者的聚合物,并且其中所述聚合物也是交联的。结果,形成的聚合物不仅具有在亲油相和水相的界面处沉淀、从而围绕分散相形成壳的倾向,而且导致聚合物壳的挠性显著低于不使用另外的交联剂时的挠性。这产生具有改善的储存稳定性的第一水性油墨。
优选添加到连续水相中的交联剂是具有至少三个能够与第一壳组分反应的亲核基团(如胺基、羟基、硫醇基、酰肼基或磺酰肼基)的化合物。优选的多胺与二异氰酸酯或低聚异氰酸酯一起用作第一壳组分,更优选亚烷基五胺与二异氰酸酯或低聚异氰酸酯一起用作第一壳组分。
根据本发明的胶囊优选由在连续水相中的亲油分散体制备。所获得的胶囊分散体可以在水性介质中借助于阳离子分散剂来稳定,或者可以通过掺入聚合物壳中的阳离子基团来稳定。这产生所谓的自分散胶囊。
A.1.2.2.聚合物壳
通过界面聚合形成的典型聚合物壳选自:聚酰胺,通常由作为第一壳组分的二酰氯或聚酰氯和作为第二壳组分的二胺或低聚胺制备;聚脲,通常由作为第一壳组分的二异氰酸酯或低聚异氰酸酯和作为第二壳组分的二胺或低聚胺制备;聚氨酯,通常由作为第一壳组分的二异氰酸酯或低聚异氰酸酯和作为第二壳组分的二醇或低聚醇制备;聚磺酰胺,通常由作为第一壳组分的二磺酰氯或低聚磺酰氯和作为第二壳组分的二胺或低聚胺制备;聚酯,通常由作为第一壳组分的二酰氯或低聚酰氯和作为第二壳组分的二醇或低聚醇制备;和聚碳酸酯,通常由作为第一壳组分的二(氯甲酸酯)或低聚氯甲酸酯和作为第二壳组分的二醇或低聚醇制备。壳可以由这些聚合物的组合组成。
在另一实施方案中,例如明胶、壳聚糖、白蛋白和聚乙烯亚胺的聚合物可以作为第二壳组分与作为第一壳组分的二异氰酸酯或低聚异氰酸酯、二酰氯或低聚酰氯、二(氯甲酸酯)或低聚氯甲酸酯和环氧树脂组合使用。
在一个特别优选的实施方案中,壳由聚氨酯、聚脲或其组合组成。在另一优选的实施方案中,在分散步骤中使用与水不混溶的溶剂,所述溶剂在壳形成之前或之后通过溶剂汽提去除。在一个特别优选的实施方案中,与水不混溶的溶剂在常压下具有低于100℃的沸点。酯特别优选作为与水不混溶的溶剂。
在另一个优选的实施方案中,所述纳米胶囊是自分散阳离子纳米胶囊。自分散纳米胶囊被定义为纳米胶囊,其中负责胶体稳定性的阳离子分散基团与壳共价偶联。
构成本发明的纳米胶囊的壳的一部分的阳离子分散基团优选选自质子化胺、含质子化氮的杂芳族化合物、季铵化叔胺、N-季铵化杂芳族化合物、锍和鏻、季铵化叔胺,并且更优选N-季铵化杂芳族化合物。在另一个优选的实施方案中,阳离子分散基团是季铵基团,特别优选四烷基铵基团。在一个更优选的实施方案中,季铵基团与纳米胶囊的壳共价偶联。在一个特别优选的实施方案中,阳离子分散基团通过包含至少一个伯胺或仲胺基团和至少一个季铵基团的表面活性剂与根据本发明的纳米胶囊的壳的选自二酰氯或聚酰氯、二异氰酸酯或低聚异氰酸酯、二磺酰氯或低聚磺酰氯、二(氯甲酸酯)或低聚氯甲酸酯和异氰酸酯单体的化合物反应而共价偶联到所述壳上。更优选地,包含至少一个伯胺或仲胺基团和至少一个季铵基团的表面活性剂与所述壳的异氰酸酯单体反应。表面活性剂的特征在于亲水基团包含所述至少一个伯胺或仲胺基团和所述至少一个季铵基团。表面活性剂的疏水基团可以是任何疏水基团,但优选是取代或未取代的烷基、取代或未取代的烯基或取代或未取代的炔基,其全都具有至少8个碳原子。使用表面活性剂获得包含阳离子分散基团的壳的优点在于,表面活性剂的乳化功能可以在胶囊制备期间将连续水相中的亲油相稳定。(见§A.1.2.1.的第3段)。
在一个甚至更优选的实施方案中,所述表面活性剂是根据通式I的表面活性剂
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE001
通式I
其中
R1选自取代或未取代的烷基、取代或未取代的烯基和取代或未取代的炔基,条件是R1包含至少8个碳原子;
R2、R3和R4独立地选自取代或未取代的烷基、取代或未取代的烯基、取代或未取代的炔基、取代或未取代的芳烷基、取代或未取代的烷芳基和取代或未取代的(杂)芳基;
L1表示包含不超过8个碳原子的二价连接基团;
X表示抵消铵基团的正电荷的抗衡离子。
根据通式II的表面活性剂是特别优选的:
Figure DEST_PATH_IMAGE002
其中
R1、R2、R3、R4和X如通式I中定义;
R5表示氢或甲基;
Y选自氧原子和NR6
R6选自氢和取代或未取代的烷基;
L2表示取代或未取代的亚烷基。
在一个更优选的实施方案中,R1包含至少10个碳原子,且最优选至少12个碳原子。在另一个优选的实施方案中,R2、R3和R4独立地表示低级烷基,特别优选甲基和乙基。在另一优选的实施方案中,Y表示NH。
表1中给出根据通式I和通式II的表面活性剂的具体实例,但不限于此。
表1
Figure DEST_PATH_IMAGE004
Figure DEST_PATH_IMAGE006
如通过动态激光衍射测定,本发明的胶囊具有不超过4 μm的平均粒子尺寸。喷墨印刷头的喷嘴直径通常为20 μm至35 μm。如果胶囊的平均粒子尺寸小于喷嘴直径的五分之一,则可以进行可靠的喷墨印刷。平均粒子尺寸不超过4 μm允许通过具有20 μm的最小喷嘴直径的印刷头进行喷射。在一个更优选的实施方案中,胶囊的平均粒子尺寸小于喷嘴直径的十分之一。因此,平均粒子尺寸优选为0.05 μm至2 μm,更优选为0.10 μm至1 μm。当胶囊的平均粒子尺寸小于2 μm时,获得优异的随时间的分辨率和分散稳定性。
在另一个实施方案中,本发明的分散体的水性介质还可以包含催化剂以活化所述热反应性化学物质。所述催化剂优选选自布朗斯特酸、路易斯酸和热产酸剂。所述催化剂可以存在于连续水相中,存在于胶囊的核中或者存在于单独的分散相中。
A.1.2.3.胶囊的核
在核中并且在施加热和/或光时能够形成反应产物的一种或多种化学反应物优选是热交联剂,更优选封闭异氰酸酯。
封闭异氰酸酯的合成是技术人员公知的,并且已由Wicks D.A.和Wicks Z.W.Jr.(Progress in Organic Coatings, 36, 148-172 (1999))以及Delebecq等,(Chem; Rev.,113, 80-118 (2013))综述。经典的封闭异氰酸酯定义为能够由前体在热处理后形成异氰酸酯的化学组分。通常,反应可以如以下方案1所给出地概括。
方案1:
Figure DEST_PATH_IMAGE007
LV表示离去基团。
活化温度(也称为解封温度)取决于离去基团,并且根据应用选择。合适的异氰酸酯前体在下面给出,其具有100℃至180℃的可变解封温度。
Figure DEST_PATH_IMAGE008
作为封闭剂的活性亚甲基化合物被广泛用作经典的封闭异氰酸酯的替代物,通过替代反应途径操作,不产生中间体异氰酸酯,但通过酯形成使体系交联,如Progress inOrganic Coatings, 36, 148-172 (1999),第3.8段中所公开。下面给出活性亚甲基封闭异氰酸酯的合适实例:
Figure DEST_PATH_IMAGE010
在一个优选的实施方案中,封闭异氰酸酯可以是数均分子量为5000或更低,更优选低于4000且最优选低于3000的低聚封闭异氰酸酯。
在一个优选的实施方案中,所述封闭异氰酸酯具有根据通式III的结构:
Figure DEST_PATH_IMAGE011
其中
R1选自取代或未取代的烷基、取代或未取代的烯基、取代或未取代的炔基、取代或未取代的芳烷基、取代或未取代的烷芳基和取代或未取代的芳基或杂芳基;
A表示选自低聚醚、低聚酯、低聚碳酸酯、丁二烯低聚物、氢化丁二烯低聚物、异戊二烯低聚物、有机硅低聚物及其组合的双官能低聚物基团。
在一个甚至更优选的实施方案中,R1表示烷基,更优选C1-C4烷基,最优选乙基。
在一个优选的实施方案中,所述聚醚低聚物优选含有3至50个重复单元,更优选5至40个重复单元,且最优选6至30个重复单元。所述基于聚酯的低聚物优选含有2至20个重复单元,更优选3至15个重复单元,且最优选4至10个重复单元。所述基于聚硅氧烷的低聚物优选含有3至40个重复单元,更优选5至30个重复单元,且最优选6至20个重复单元。所述基于聚碳酸酯的低聚物优选含有3至30个重复单元,更优选4至20个重复单元,且最优选5至15个重复单元。所述基于聚丁二烯、氢化聚丁二烯和聚异戊二烯的低聚物优选含有3至50个重复单元,5至40个重复单元,且最优选6至30个重复单元。含有不同低聚重复单元的低聚物优选含有60个或更少的重复单元,更优选50个或更少的重复单元,且最优选30个或更少的重复单元。
根据本发明的低聚封闭异氰酸酯的典型实例在未公开的专利申请WO2018/138054的表1中给出。
在本发明的一个更优选的实施方案中,含有机硅的化合物与封闭异氰酸酯一起、更优选与低聚封闭异氰酸酯一起存在于胶囊的核中。最优选地,含有机硅的化合物是聚[二甲基硅氧烷-共-(2-(3,4-环氧环己基)乙基)甲基硅氧烷]或聚(二甲基硅氧烷)、二缩水甘油醚封端,且与低聚醚封闭异氰酸酯一起存在于核中。
在本发明的一个优选的实施方案中,含有机硅的化合物与封闭异氰酸酯偶联。通过在添加异氰酸酯(第一壳组分)之前将含有机硅的化合物与封闭异氰酸酯偶联,含有机硅的化合物不能与异氰酸酯或其他反应性第一壳组分反应。
在本发明的一个更优选的实施方案中,含有机硅的化合物是还含有环氧基的化合物。还含有环氧基的含有机硅的化合物的优点在于它们在胶囊合成期间不立即与异氰酸酯反应。最优选地,将聚[二甲基硅氧烷-共-(2-(3,4-环氧环己基)乙基)甲基硅氧烷]或聚(二甲基硅氧烷)、二缩水甘油醚封端,与封闭异氰酸酯一起使用。
核中的反应性化学物质也可响应辐射(如UV光)。可UV固化的反应性化学物质含有可通过自由基聚合或通过阳离子聚合固化的一种或多种化学反应物,例如单体、低聚物或聚合物。在一个优选的实施方案中,单体、低聚物或聚合物包含至少一个丙烯酸酯基团作为可聚合基团。
除了在胶囊的核中通过自由基聚合或通过阳离子聚合可固化的单体、低聚物或聚合物之外,水溶性单体和低聚物也可以包含在胶囊分散体的水性介质中。
喷墨油墨优选包含至少一种光引发剂。尽管水溶性或水分散性光引发剂可用于水性介质中,但优选所述至少一种光引发剂存在于胶囊的核中。优选地,在胶囊分散体的水性介质中还存在至少一种共引发剂。类似地,所述至少一种共引发剂可以存在于水性介质中,但优选存在于胶囊的核中。
可以采用在本领域通常已知的任何可聚合化合物。可以使用单体、低聚物和聚合物的组合。单体、低聚物和/或聚合物可以具有不同的官能度,并且可以使用包含单官能、二官能、三官能和更高官能的单体、低聚物和/或聚合物的组合的混合物。要掺入核中的特别优选的可固化化合物公开于WO2015/158649 [0072-010]中。
A.1.2.4.溶剂
根据本发明的胶囊分散到水性介质中。水性介质包含水,但优选可以包含一种或多种水溶性有机溶剂。
所述一种或多种有机溶剂可以因各种原因而添加。例如,添加少量的有机溶剂以改善化合物在要制备的第一水性油墨中的溶解可能是有利的。优选的水溶性有机溶剂是多元醇(例如,乙二醇、甘油、2-乙基-2-(羟甲基)-1,3-丙二醇、四乙二醇、三乙二醇、三丙二醇、1,2,4-丁三醇、二乙二醇、丙二醇、二丙二醇、丁二醇、1,6-己二醇、1,2-己二醇、1,5-戊二醇、1,2-戊二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇、2-甲基-2,4-戊二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、3-甲基-1,3-丁二醇和2-甲基-1,3-丙二醇)、胺(例如,乙醇胺和2-(二甲氨基)乙醇)、一元醇(例如,甲醇、乙醇和丁醇)、多元醇的烷基醚(例如,二乙二醇单甲醚、二乙二醇单丁醚、三乙二醇单甲醚、三乙二醇单丁醚、乙二醇单甲醚、乙二醇单丁醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单丁醚和二丙二醇单甲醚)、2,2'-硫代二乙醇、酰胺(例如,N,N-二甲基甲酰胺)、杂环(例如,2-吡咯烷酮和N-甲基-2-吡咯烷酮)和乙腈。
A.1.3.溶剂
第一水性油墨的水性介质含有水,但可优选包含一种或多种水溶性有机溶剂。合适的溶剂描述于§ A.1.2.4中。
A.1.4.树脂
根据本发明的第一水性油墨可以包含树脂悬浮液。通常将树脂添加到喷墨油墨制剂中,以实现颜料与纺织品织物纤维的良好粘合。树脂是聚合物,且合适的树脂可以是基于丙烯酸系的树脂、氨基甲酸酯改性的聚酯树脂或聚乙烯蜡,更优选氨基甲酸酯改性的聚酯树脂。
A.1.5.添加剂
第一水性油墨还可以包含表面活性剂、保湿剂和增稠剂作为添加剂。
如果所述液体通过喷射技术(如喷墨或阀门喷射)来施加,则优选将保湿剂掺入油墨中。保湿剂防止喷嘴堵塞。该防止是由于其能够减慢第一水性油墨,特别是油墨中的水的蒸发速率。保湿剂优选是沸点高于水的有机溶剂。合适的保湿剂包括三乙酸甘油酯;N-甲基-2-吡咯烷酮;甘油;脲;硫脲;乙撑脲;烷基脲;烷基硫脲;二烷基脲和二烷基硫脲;二元醇(diol),包括乙二醇、丙二醇、丙三醇、丁二醇、戊二醇和己二醇;二醇(glycol),包括丙二醇、聚丙二醇、乙二醇、聚乙二醇、二乙二醇、四乙二醇;以及其混合物和衍生物。优选的保湿剂是甘油。
基于液体的总重量,保湿剂优选以0.1重量%至20重量%的量添加到液体制剂中。
第一水性油墨可以含有表面活性剂。可以使用任何已知的表面活性剂,但优选使用二醇表面活性剂和/或乙炔醇表面活性剂。乙炔二醇表面活性剂和/或乙炔醇表面活性剂的使用进一步减少了渗色以改善印刷质量,并且还改善了印刷中的干燥性质以允许高速印刷。
乙炔二醇表面活性剂和/或乙炔醇表面活性剂优选为选自2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇、2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇的环氧烷加合物、2,4-二甲基-5-癸炔-4-醇和2,4-二甲基-5-癸炔-4-醇的环氧烷加合物中的一种或多种。这些可以例如从AirProducts (GB)以Olfine (注册商标) 104系列和E系列如Olfine E1 010购得或从NissinChemical Industry以Surfynol (注册商标) 465和Surfynol 61购得。
第一水性油墨可以含有至少一种pH调节剂。合适的pH调节剂包括有机胺、NaOH、KOH、NEt3、NH3、HCl、HNO3和H2SO4。在一个优选的实施方案中,第一水性油墨具有低于7的pH。pH为7或更低可以有利地影响胶囊的静电稳定性,特别是在纳米胶囊的分散基团是胺时。
第一水性油墨还可以含有光热转换剂,其可以是在红外光源的发射波长范围内吸收的任何合适的化合物。光热转换剂优选为红外染料,因为这使得易于操作到喷墨油墨中。红外染料可以包含在水性介质中,但优选包含在胶囊的核中。在后者中,传热通常有效得多。
红外染料的合适实例公开在WO2015158649的[0179]中。基于第一水性油墨的总重量,一种或多种光热转换剂优选以0.1重量%至10重量%的范围存在。
A.2.第二水性油墨
本发明的组的第二水性油墨包含水、由阳离子分散基团稳定的着色剂和由阳离子分散基团稳定并且具有核和包围所述核的聚合物壳的胶囊,所述核中包含在施加热和/或辐射时能够形成反应产物的化学反应物。优选地,聚合物壳包含共价键合到聚合物壳的阴离子分散基团。更优选地,化学反应物是热反应性交联剂,最优选地,聚合物壳包含共价键合到聚合物壳上的阴离子分散基团。
A.2.1.由阴离子分散基团稳定的着色剂
第二水性油墨中的着色剂可以是颜料或分散染料。优选地,颜料包含在油墨中。颜料可以是黑色、白色、青色、品红色、黄色、红色、橙色、紫色、蓝色、绿色、棕色、它们的混合色等。有色颜料可以选自HERBST,Willy等,Industrial Organic Pigments, Production,Properties, Applications.第3版,Wiley-VCH, 2004. ISBN 3527305769中公开的那些。合适的颜料公开在WO 2008/074548的第[0128]至[0138]段中。
在本发明的一个优选的实施方案中,包含在第一水性油墨中的着色剂与第二水性油墨中相同,更优选地,着色剂为颜料。
颜料粒子使用聚合物分散剂、阴离子表面活性剂分散在水性介质中,但优选使用自分散颜料。后者防止聚合物分散剂与可以包含在水性油墨中的胶囊的分散基团(见下文)相互作用,因为颜料的分散稳定性通过与胶囊所采用的相同的静电稳定技术达成。
自分散颜料是在其表面上具有共价键合的阴离子亲水基团(如成盐基团)或与用作胶囊的分散基团相同的基团的颜料,所述基团允许颜料分散在水性介质中而无需使用表面活性剂或树脂。
制造自分散颜料的技术是公知的。例如,EP1220879 A公开了适合喷墨油墨的颜料,其连接有:a)至少一个空间基团和b)至少一个有机离子基团和至少一个两亲抗衡离子,其中两亲抗衡离子具有与有机离子基团相反的电荷。
并且,EP906371A公开了连接有含有一个或多个离子基团或可离子化基团的亲水性有机基团的合适的表面改性的有色颜料。合适的可商购自分散有色颜料例如是得自CABOT的CAB-O-JETTM喷墨着色剂。
第二水性油墨中的颜料粒子,如果要用于喷墨记录方法中,应该足够小以容许油墨自由流过喷墨印刷装置,特别是在喷射喷嘴处。还期望使用小粒子以获得最大的色强度并减缓沉降。
颜料平均粒子尺寸则优选在0.050 μm和1 μm之间,更优选在0.070 μm和0.300 μm之间,且特别优选在0.080 μm和0.200 μm之间。最优选地,颜料数均粒子尺寸不大于0.150μm。基于动态光散射的原理,颜料粒子的平均粒子尺寸用Brookhaven Instruments粒度仪BI90plus测定。优选将油墨用除盐水稀释到0.002重量%的颜料浓度。BI90plus的测量设置为:在23℃下运行5次,角度为90°,波长为635 nm,且图形=校正函数。
然而,对于白色颜料喷墨油墨,白色颜料的数均粒径与§ A.1.1中所述的相同。
合适的白色颜料由WO 2008/074548的[0116]中的表2给出。白色颜料优选是折射率大于1.60的颜料。白色颜料可以单独采用或组合采用。优选二氧化钛用作折射率大于1.60的颜料。合适的二氧化钛颜料是WO 2008/074548的[0117]和[0118]中公开的那些。
还可以使用特殊的着色剂,例如用于服装中的特殊效果的荧光颜料,以及用于在纺织品上印刷银色和金色的奢华外观的金属颜料。
合适的聚合物分散剂是两种单体的共聚物,但它们可以含有三种、四种、五种或甚至更多种单体。聚合物分散剂的性质取决于单体的性质及其在聚合物中的分布二者。共聚物分散剂优选具有以下聚合物组成:
统计学聚合的单体(例如,单体A和B聚合成ABBAABAB);
统计学聚合的单体(例如,单体A和B聚合成ABABABAB);
梯度(锥形)聚合的单体(例如,单体A和B聚合成AAABAABBABBB);
嵌段共聚物(例如,单体A和B聚合成AAAAABBBBBB),其中每个嵌段的嵌段长度(2、3、4、5或甚至更多个)对于聚合物分散剂的分散能力是重要的;
接枝共聚物(接枝共聚物由聚合物主链和连接在主链上的聚合物侧链组成);以及
这些聚合物的混合形式,例如嵌段梯度共聚物。
合适的分散剂是可购自BYK CHEMIE的DISPERBYKTM分散剂、可购自JOHNSONPOLYMERS的JONCRYLTM分散剂和可购自ZENECA的SOLSPERSETM分散剂。非聚合物分散剂以及一些聚合物分散剂的详细清单由MC CUTCHEONFunctional Materials, North AmericanEdition.Glen Rock,N.J.: Manufacturing Confectioner Publishing Co., 1990. 第110-129页公开。
聚合物分散剂优选具有500和30000之间,更优选1500和10000之间的数均分子量Mn。
聚合物分散剂优选具有小于100,000,更优选小于50,000且最优选小于30,000的重均分子量Mw。
颜料优选以0.01重量%至15重量%,更优选0.05重量%至10重量%,且最优选0.1重量%至5重量%的范围存在,各自基于喷墨油墨的总重量计。对于白色喷墨油墨,白色颜料优选以喷墨油墨的3重量%至40重量%,且更优选5重量%至35重量%的量存在。少于3重量%的量不能获得足够的遮盖力。
A.2.2.由阴离子分散基团稳定的纳米胶囊
A.2.2.1.制备方法
制备第二水性油墨中的胶囊的方法与§ A.1.2.1中的相同。
A.2.2.2.聚合物壳
根据本发明的组的第二水性油墨中包含的胶囊的、且通过界面聚合形成的典型聚合物壳选自聚酰胺,通常由作为第一壳组分的二酰氯或聚酰氯和作为第二壳组分的二胺或低聚胺制备;聚脲,通常由作为第一壳组分的二异氰酸酯或低聚异氰酸酯和作为第二壳组分的二胺或低聚胺制备;聚氨酯,通常由作为第一壳组分的二异氰酸酯或低聚异氰酸酯和作为第二壳组分的二醇或低聚醇制备;聚磺酰胺,通常由作为第一壳组分的二磺酰氯或低聚磺酰氯和作为第二壳组分的二胺或低聚胺制备;聚酯,通常由作为第一壳组分的二酰氯或低聚酰氯和作为第二壳组分的二醇或低聚醇制备;和聚碳酸酯,通常由作为第一壳组分的二(氯甲酸酯)或低聚氯甲酸酯和作为第二壳组分的二醇或低聚醇制备。壳可以由这些聚合物的组合组成。
在另一实施方案中,例如明胶、壳聚糖、白蛋白和聚乙烯亚胺的聚合物可以作为第二壳组分与作为第一壳组分的二异氰酸酯或低聚异氰酸酯、二酰氯或低聚酰氯、二(氯甲酸酯)或低聚氯甲酸酯和环氧树脂组合使用。
在一个特别优选的实施方案中,壳由聚氨酯、聚脲或其组合组成。在另一优选的实施方案中,在分散步骤中使用与水不混溶的溶剂,所述溶剂在壳形成之前或之后通过溶剂汽提去除。在一个特别优选的实施方案中,与水不混溶的溶剂在常压下具有低于100℃的沸点。酯特别优选作为与水不混溶的溶剂。
在一个最优选的实施方案中,胶囊是自分散胶囊。为了使胶囊自分散,阴离子分散基团(如羧酸或其盐)可以共价偶联到胶囊的聚合物壳上以保证分散稳定性。
将阴离子稳定化基团掺入纳米胶囊的聚合物壳中的优选策略使用能够与异氰酸酯反应的羧酸官能化反应性表面活性剂。这产生至少部分地含有仲胺或伯胺的两性表面活性剂类型。可以使用用磺酸或其盐、磷酸酯或其盐或膦酸或其盐官能化的其他反应性表面活性剂。
可商购获得几种两性表面活性剂,即部分地具有仲胺但也包含叔胺的表面活性剂的混合物。在喷墨打印机中遇到了在基于通过使用可商购两性表面活性剂制备的纳米胶囊的喷墨油墨中形成抑制性泡沫。起泡引起供墨问题以及试图从油墨中去除空气的脱气问题,从而导致不可靠的喷射。因此,在施加热和/或光时能形成反应物的化学反应物的包封过程期间,优选使用WO2016/165970的根据式(I)的表面活性剂,优选热交联剂,更优选封闭异氰酸酯。
如通过动态激光衍射测定,本发明的胶囊具有不超过4 μm的平均粒子尺寸。喷墨印刷头的喷嘴直径通常为20 μm至35 μm。如果胶囊的平均粒子尺寸小于喷嘴直径的五分之一,则可以进行可靠的喷墨印刷。平均粒子尺寸不超过4 μm允许通过具有20 μm的最小喷嘴直径的印刷头进行喷射。在一个更优选的实施方案中,胶囊的平均粒子尺寸小于喷嘴直径的十分之一。因此,平均粒子尺寸优选为0.05 μm至2 μm,更优选为0.10 μm至1 μm。当胶囊的平均粒子尺寸小于2 μm时,获得优异的随时间的分辨率和分散稳定性。
在另一个实施方案中,本发明的分散体的水性介质还可以包含催化剂以活化所述热反应性化学物质。所述催化剂优选选自布朗斯特酸、路易斯酸和热产酸剂。所述催化剂可以存在于连续水相中,存在于胶囊的核中或者存在于单独的分散相中。
A.2.2.3.胶囊的核
包含在第二水性油墨中的胶囊的核与在§ A.1.2.3中描述的相同。
A.2.2.4.溶剂
根据本发明的胶囊分散到水性介质中。水性介质包含水,但优选可以包含一种或多种水溶性有机溶剂。
所述一种或多种有机溶剂可以因各种原因而添加,并且可以是与§ 1.2.4中描述的相同的有机溶剂。
A.2.2.5.树脂
根据本发明的喷墨油墨组合物可以包含树脂悬浮液。通常将树脂添加到喷墨油墨制剂中,以实现颜料与纺织品织物纤维的良好粘合。树脂是聚合物,且合适的树脂可以是基于丙烯酸系的树脂、氨基甲酸酯改性的聚酯树脂或聚乙烯蜡。
B.喷墨记录方法
在包括施加本发明的油墨组的喷墨记录方法中,所用的纺织品织物由一种类型的纤维或选自棉、大麻、人造丝纤维、醋酸纤维、丝、尼龙纤维和聚酯纤维中的两种或更多种的混合纤维制成。在此实施方案中,在上述织物之中,特别是棉、大麻、人造丝纤维和醋酸纤维的油墨渗色低,并且固定性质优异,因此是优选的,并且最优选棉。织物可以是任何形式,例如,上述纤维的机织、针织或非织造形式。织物的纤维可以被预处理,但这不是强制性的。
在数字纺织品印刷方法的第一步骤中,所述组的第一水性油墨优选使用喷墨头施加到织物上。借助于喷墨头,可以将第一水性油墨施加到织物应该印刷图像的区域上。用于施加第一水性油墨的合适喷墨头类型是压电型、连续型、热印刷头型或阀喷射型。
在后续用第二水性油墨的喷墨步骤之前,可以将已经施加有第一水性油墨的织物干燥并任选地进行热处理。热处理优选在110℃至200℃,更优选130℃至160℃下。在110℃或更高的温度下加热使得第一水性油墨中的胶囊的核中的热反应性交联剂能够固定到织物的纤维上。加热过程的实例包括但不限于热压、常压汽蒸、高压汽蒸和热固定(THERMOFIX)。任何热源都可以用于所述加热过程;例如,采用红外线灯。优选地,在第一水性油墨的施加和第二水性油墨的施加之间不执行干燥。
包含由阴离子分散基团稳定的着色剂(优选颜料)的第二水性油墨可以通过一个或多个喷墨头喷射,所述喷墨头以受控方式通过喷嘴喷射小液滴到已经施加有第一水性油墨且相对于(一个或多个)印刷头移动的织物上。
用于喷墨印刷系统的优选喷墨头是压电喷墨头。压电喷墨喷射基于压电陶瓷转换器在施加有电压时的移动。施加电压改变了在印刷头中压电陶瓷转换器的形状,从而产生空隙,然后用油墨填充所述空隙。当再次去除电压时,陶瓷膨胀到其原始形状,从喷墨头头上喷射出一滴油墨。然而,根据本发明的油墨喷射不限于压电喷墨印刷。可以使用其他喷墨印刷头并且其包括各种类型,例如连续型、热印刷头型和阀喷射型。
在施加油墨组之后,将印刷的织物干燥并加热。如果在第一水性油墨之后没有发生加热步骤(参见上文),则需要印刷织物的加热步骤以活化在胶囊的核中的热交联剂。干燥步骤可以在空气中执行,但加热步骤必须通过使用热源执行,实例包括用于强制空气加热、辐射加热(诸如IR辐射,包括NIR和CIR辐射)、传导加热、高频干燥和微波干燥的设备。织物的干燥步骤在优选低于150℃,更优选低于100℃,最优选低于80℃的温度下进行。加热步骤优选在110℃至200℃,更优选130℃至160℃下。
如果在第一和/或第二水性油墨的纳米胶囊中存在光热转换剂,则加热装置可以是合适的光源。如果光热转换剂由一种或多种红外染料组成,则使用红外光源。可以使用任何红外光源,只要至少部分的发射光适合于活化热反应性交联剂即可。红外线固化装置可以包括红外激光器、红外激光二极管、红外LED或其组合。
实施例
1.材料
• Cab-o-Jet 465M是由Cabot提供的品红色颜料分散体。
• Cab-o-Jet 465C是由Cabot提供的青色颜料分散体。
• Cab-o-jet 300是由Cabot提供的碳黑颜料分散体。
• Special black 550是由Orion Engineering Carbons提供的碳黑颜料。
• (3-丙烯酰胺丙基)三甲基氯化铵,以75重量%水溶液形式提供。
• Desmodur N75 BA是由Bayer AG提供的三官能异氰酸酯。
• Trixene BI7963是由Baxenden Chemiclas LTD提供的丙二酸酯封闭异氰酸酯。
• Lakeland ACP70是由Lakeland Laboratories LTD提供的两性离子表面活性剂。
• CATSURF-1,阳离子表面活性剂,如下合成:将29 g (0.105 mol) (3-丙烯酰胺丙基)三甲基氯化铵(以75重量%水溶液形式提供)溶解于150 g异丙醇中。添加26.9 g (0.1mol)十八烷基胺和15 g (0.148 mol)三乙胺,且将混合物加热至80℃,保持24小时。减压去除溶剂。
• CATSURF-2,阳离子表面活性剂,如下合成:将58 g (0.21 mol) (3-丙烯酰胺丙基)三甲基氯化铵(以75重量%水溶液形式提供)溶解于150 g异丙醇中。添加27 g (0.1mol)十八烷基胺、24.1 g (0.1 mol)十六烷基胺和30 g (0.148 mol)三乙胺的混合物,且将混合物加热至80℃,保持24小时。减压去除溶剂。
• CATPOL-1,阳离子分散剂,如下合成:将76.3 g (0.5 mol) 4-氯甲基-苯乙烯和55.5 g (0.55 mol)三乙胺溶解在375 g乙腈中。将混合物回流6小时。使用TLC (RevelerisRP C18 TLC板,由Grace提供,洗脱剂MeOH/水 60/40,Rf:0.38)监测反应。6小时后,转化完成。在CATPOL-1的合成中直接使用27.6重量%的三乙基-[(4-乙烯基苯基)甲基]氯化铵的乙腈溶液。向36.2 g的上面制备的溶液中添加9.8 g (94 mmol)苯乙烯和0.2 g (0.85 mmol)(1,1-二甲基-3-苯基-丁-3-烯基)苯和0.6 g WAKO V601在14 g乙腈中的溶液。将混合物用氮气冲洗并加热至80℃,保持24小时。基于TLC分析,三乙基-[(4-乙烯基苯基)甲基]氯化铵的转化率为90%。再添加0.6 g WAKO V601,且将混合物在80℃下再加热24小时。基于TLC分析,转化几乎完成。使反应混合物冷却至室温,并添加到400 ml甲基叔丁基醚中。搅拌混合物1小时。通过过滤分离CATPOL-1并干燥。分离出19.5 g CATPOL-1。
2.测量方法
2.1. L-值
L-值(作为色密度的量度)通过使用配备有标准DimatixTM 10 pl印刷头的DimatixTM DMP2831系统在纺织品织物上印刷实心区域获得。使用5 kHz的喷射频率、25 V的喷射电压和标准波形在22℃下喷射油墨。对于黑色油墨,L-值越低,获得的色密度越高。
使用Gretag SPM50 (Gretag Limited,Switserland)测量印刷的实心区域的L-值。
2.2.干摩擦牢度
在织物上的实心区域印刷和干燥之后,根据ISO105-X12用Crockmeter SDL ATLASM238AA进行干摩擦牢度测试。白色摩擦布的着色根据Cielab色空间以ΔE给出。ΔE值越低,摩擦牢度越好。
2.3.粒子尺寸测定
纳米胶囊的平均粒子尺寸使用ZetasizerTM Nano-S (Malvern Instruments,GoffinMeyvis)测量。
3.第一水性油墨
3.1.胶囊分散体CAPCAT-1的制备
制备22 g Desmodur N75 BA和23 g Trixene BI7963在36 g乙酸乙酯中的溶液。5.8 g CATSURF-2和30 g甘油在55 g水中的溶液通过将混合物加热到90℃制备。将水溶液冷却到室温。使用Ultra-Turrax在18000 rpm的转速下搅拌5分钟的同时,将乙酸乙酯溶液添加到水溶液中。添加50 g冰,然后在0℃下滴加1.5 g四亚乙基五胺在40 g水中的溶液。再搅拌混合物五分钟。在将真空度从500毫巴逐渐增加至120毫巴的同时,在60℃下在减压下蒸发乙酸乙酯。通过在120毫巴下蒸发水将分散体的重量调节至150 g。将分散体在65℃下搅拌16小时。使分散体冷却至室温并且经1.6 μm过滤器过滤分散体。
平均粒子尺寸为165 nm。
3.2.用阳离子基团稳定的着色剂分散体CATDISP-1的制备。
将3 g Special black 550、16 g水、1 g CATPOL-1和100 g钇稳定的氧化锆珠粒(0.4 mm)的混合物研磨5天。通过过滤去除钇稳定的氧化锆珠粒,且将阳离子黑色分散体CATDISP-1用于阳离子油墨CATINK-1的配制。
平均粒子尺寸为135 nm。
3.3.第一水性油墨CATINK-1的制备
通过混合根据表2的组分制备油墨CATINK-1。所有重量百分比均基于喷墨油墨的总重量。
表2
组分 重量%
CATDISP-1 25
CAPCAT-1 40
1,2-丙二醇 17.5
甘油 10
7.5
将油墨搅拌5分钟并且经1.6 μm过滤器过滤。
3.4.纳米胶囊分散体CAPCAT-2的制备
制备22 g Desmodur N75 BA和23 g Trixene BI7963在36 g乙酸乙酯中的溶液。6.5 g CATSURF-2和30 g甘油在55 g水中的溶液通过将混合物加热到90℃制备。将水溶液冷却到室温。使用Ultra-Turrax在18000 rpm的转速下搅拌5分钟的同时,将乙酸乙酯溶液添加到水溶液中。添加另外的80 g水。在将真空度从500毫巴逐渐增加至120毫巴的同时,在65℃下在减压下蒸发乙酸乙酯。通过在120毫巴下蒸发水将分散体的重量调节至145 g。将分散体在65℃下搅拌16小时。使分散体冷却至室温并且经1.6 μm过滤器过滤分散体。
平均粒子尺寸为192 nm。
3.5.第一水性油墨CATINK-2的制备
通过混合根据表3的组分制备CATINK-2。所有重量百分比均基于喷墨油墨的总重量。
表3
组分 重量%
CATDISP-1 24
CAPCAT-2 38
1,2-丙二醇 16.5
甘油 16.5
5
4.第二水性油墨
4.1.纳米胶囊分散体ANIONCAP-1的制备
制备91 g Desmodur N75 BA、95.2 g Trixene BI7963和8 g Lakeland ACP70在151 g乙酸乙酯中的溶液。将该溶液添加到23.1 g Lakeland ACP70、8.3 g L-赖氨酸和10.3 g三乙醇胺在310 g水中的溶液中,同时使用Ultra-Turrax以18000 rpm的转速搅拌10分钟。添加另外的350 g水。在将真空度从500毫巴逐渐增加至120毫巴的同时,在65℃下在减压下蒸发乙酸乙酯。乙酸乙酯完全蒸发后,蒸发另外的250 ml水。将水添加到分散体中使其总重量为600 g。将分散体在65℃下搅拌16小时。使分散体冷却至室温。分散体经1 μm过滤器过滤。
平均粒子尺寸为180 nm。
4.2.第二水性油墨ANIONINK-1的制备
通过混合根据表4的组分制备ANIONINK-1。所有重量百分比均基于喷墨油墨的总重量。
表4
组分 重量%
ANIONCAP-1 32
Cab-o-jet 465M 1
Cab-o-jet 450C 2
Cab-o-jet 300 37
N-甲基-二乙醇胺 0.8
1,2-丙二醇 13.6
甘油 13.6
4.3.第二水性油墨ANIONINK-2的制备
通过混合根据表5的组分制备ANIONINK-2。所有重量百分比均基于喷墨油墨的总重量。
表5
组分 重量%
ANIONCAP-1 38.5
Cab-o-jet 465M 1.2
Cab-o-jet 450C 2.4
Cab-o-jet 300 20.5
N-甲基-二乙醇胺 1
1,2-丙二醇 18.2
甘油 18.2
将油墨搅拌5分钟并且经1.6 μm过滤器过滤。
5.可喷涂底漆CATPRIMER-1的制备
通过混合根据表6的组分制备水性底漆CATPRIMER-1。所有重量百分比均基于喷墨油墨的总重量。
表6:
组分 重量%
CAPCAT-2 38
1,2-丙二醇 22
甘油 15
25
将可喷射底漆搅拌5分钟并且经1.6 μm过滤器过滤。
6.实施例1
本实施例说明,与两次印刷第二水性油墨相比,当在来自根据本发明的油墨组的第一水性油墨(黑色阳离子油墨)上印刷第二水性油墨(=黑色阴离子油墨)时,色密度(例如黑色密度)增加,同时保持摩擦性能。
发明样品INV-1:
如实施例部分的§ 2.1中所述,在未处理的棉纺织品上印刷第一水性油墨CATINK-2的实心区域。如实施例部分的§ 2.1中所述,印刷的实心区域用第二水性油墨ANIONINK-2直接套印。随后干燥样品INV-1,然后在烘箱中在160℃下热固定5分钟。
比较样品COMP-1:
如实施例部分的§ 2.1中所述,将第二水性油墨ANIONINK-2的实心区域印刷在未处理的棉纺织品上。如实施例部分的§ 2.1中所述,印刷的实心区域用第二水性油墨ANIONINK-2直接套印。随后干燥样品COMP-1,然后在烘箱中在160℃下热固定5分钟。
实心区域的所测量的L-值和摩擦牢度值汇总在表7中。
表7
样品 L-值 干摩擦
INV-1 25.7 4.35
COMP-1 29.95 4.25
从表7中可以得出结论,与只用根据本发明的油墨组的一种油墨印刷为可比较的干摩擦牢度的图像相比,用来自根据本发明的油墨组的油墨在未处理的纺织品织物上印刷的图像显示出较高的色密度值。
7.实施例2
本实施例说明,与在阳离子底漆上印刷包含双倍黑色颜料浓度的油墨相比,当在来自根据本发明的油墨组的第一水性油墨(黑色阳离子油墨)上印刷第二水性油墨(=黑色阴离子油墨)时,黑色密度增加,同时保持总颜料和胶囊覆盖率相同。本发明的组合还显示耐摩擦性的改善。
发明样品INV-2:
如实施例部分的§ 2.1中所述,在未处理的棉纺织品上印刷第一水性油墨(=阳离子油墨CATINK-2)的实心区域。如实施例部分的§ 2.1中所述,印刷的实心区域用第二水性油墨(=阴离子油墨ANIONINK-2)直接套印。将样品INV-2干燥,然后在160℃下热固定5分钟。
比较样品COMP-2:
如实施例部分的§ 2.1中所述,将阳离子底漆CATPRIMER-1的实心区域印刷在未处理的棉纺织品上。如实施例部分的§ 2.1中所述,印刷的实心区域用阴离子油墨ANIONINK-1直接套印。将样品COMP-1干燥,然后在160℃下热固定5分钟。
实心区域的所测量的L-值和摩擦牢度值汇总在表8中。
表8
样品 L-值 干摩擦
INV-2 25.7 4.35
COMP-2 28.1 8.55
从表8中可以得出结论,与用来自根据本发明的油墨组的仅一种油墨并且在阳离子预处理物上印刷的图像相比,用来自根据本发明的油墨组的油墨在未处理的纺织品织物上印刷的图像显示出较高的色密度值和较高的摩擦牢度。

Claims (14)

1.一种用于喷墨记录的油墨组,其包含第一水性油墨和第二水性油墨,所述第一水性油墨包含由包含阳离子基团的分散剂稳定的着色剂或包括至少一种连接有至少一个有机基团的改性颜料的自分散颜料以及由包围核的聚合物壳组成的胶囊;所述核包含在施加热和/或光时能够形成反应产物的一种或多种化学反应物,并且所述胶囊由阳离子分散基团稳定;所述第二水性油墨包含由阴离子分散基团稳定的着色剂和由包围核的聚合物壳组成的胶囊;所述核包含在施加热和/或光时能够形成反应产物的一种或多种化学反应物,并且所述胶囊由阴离子分散基团稳定。
2.根据权利要求1所述的油墨组,其中所述一种或多种化学反应物是热反应性交联剂。
3.根据权利要求2所述的油墨组,其中所述热反应性交联剂是封闭异氰酸酯。
4.根据前述权利要求中任一项所述的油墨组,其中包含在所述第一水性油墨中的胶囊的聚合物壳包含共价键合到所述聚合物壳上的阳离子分散基团。
5.根据前述权利要求中任一项所述的油墨组,其中包含在所述第二水性油墨中的胶囊的聚合物壳包含共价键合到所述聚合物壳上的阴离子分散基团。
6.根据权利要求4所述的油墨组,其中所述第一水性油墨中的胶囊的聚合物壳包含阳离子分散基团,所述阳离子分散基团可通过使包含至少一个伯或仲胺和季铵基团的表面活性剂与选自二酰氯或聚酰氯、二异氰酸酯或低聚异氰酸酯、二磺酰氯或低聚磺酰氯、二(氯甲酸酯)或低聚氯甲酸酯和异氰酸酯单体的化合物反应而获得。
7.根据前述权利要求中任一项所述的油墨组,其中所述第一水性油墨中的着色剂或自分散颜料与所述第二水性油墨中的相同。
8.根据前述权利要求中任一项所述的油墨组,其中所述着色剂为颜料。
9.根据前述权利要求中任一项所述的油墨组,其中所述颜料为黑色颜料。
10.根据权利要求6所述的油墨组,其中所述表面活性剂具有根据式I的结构
Figure DEST_PATH_IMAGE001
其中
R1选自取代或未取代的烷基、取代或未取代的烯基和取代或未取代的炔基,条件是R1包含至少8个碳原子;
R2、R3和R4独立地选自取代或未取代的烷基、取代或未取代的烯基、取代或未取代的炔基、取代或未取代的芳烷基、取代或未取代的烷芳基和取代或未取代的(杂)芳基;
L1表示包含不超过8个碳原子的二价连接基团;
X表示抵消铵基的正电荷的抗衡离子。
11.根据前述权利要求中任一项所述的油墨组,其中所述第一水性油墨中的着色剂通过包含至少一种苯乙烯单体和至少一种包含脂族铵基团的单体的共聚物来稳定。
12.根据前述权利要求中任一项所述的油墨组,其中所述共聚物为聚(苯乙烯-共-三烷基-[(4-乙烯基苯基)甲基]卤化铵)。
13.一种喷墨记录方法,其包括以下步骤:
a)将如权利要求2至12之一所限定的油墨组的第一水性油墨施加到纺织品织物上;以及
b)将所述第二水性油墨施加到所施加的如权利要求2至12之一所限定的油墨组的第一水性油墨上;以及
c)施加热以活化如权利要求2至12之一所限定的热反应性交联剂。
14.一种喷墨记录方法,其包括以下步骤:
a)将如权利要求2至12之一所限定的第二水性油墨施加到纺织品织物上;以及
b)将所述第一水性油墨施加到所施加的如权利要求2至12之一所限定的油墨组的第二水性油墨上;以及
c)施加热以活化如权利要求2至12之一所限定的热反应性交联剂。
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