CN115452878B - 一种快速比较水性印花墨水品质的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种快速比较水性印花墨水品质的方法，分别获取标准样品和2种以上不同配方的待测样品的横向弛豫时间反演谱图或核磁成像图，横向弛豫时间反演谱图的信息包括主峰的峰顶点位移、主峰的峰面积、主峰的峰比例、主峰的顶点弛豫时间；核磁成像图的信息包括微观分布、亮度，通过对比分析，获知待测样品的品质情况。本发明的方法测试简单，通过低场核磁共振技术和低场核磁成像技术，揭示了水性印花墨水的内部结构特征及其变化的信息，缩短了水性印花墨水的研发周期。

Description

一种快速比较水性印花墨水品质的方法
技术领域
本发明属于数码印花技术领域，涉及一种快速比较水性印花墨水品质的方法。
背景技术
水性印花墨水因其绿色环保、喷墨性能优越，正越来越得到纺织品数码喷墨印花市场的认可。水性印花墨水生产过程中水的占比非常大，其达到50wt%以上。
现有技术中，水性印花墨水行业一般通行的方法是把产品存放一年半，通过喷墨性能来判断其品质。这种评估方法不仅大大延长了水性印花墨水的研发周期，所获取的数据主要是墨水喷墨性能方面数据，不能很好的反映出水性印花墨水的品质信息。
低场核磁共振技术与低场核磁成像技术是一种准确、无损、快速监测样品水分分布状态、水分运移过程和水分运移规律的监测技术，因此，采用低场核磁共振技术与低场核磁成像技术，研究一种快速比较水性印花墨水品质的方法以解决上述问题具有十分重要的意义。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术中存在的问题，提供一种快速比较水性印花墨水品质的方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种快速比较水性印花墨水品质的方法（记为方法1），分别获取标准样品和2种以上不同配方的待测样品的横向弛豫时间反演谱图，通过对比获知待测样品的品质情况；
标准样品为商业印花墨水，即已知的稳定性优良的水性印花墨水；待测样品为待测的水性印花墨水；
每种样品的横向弛豫时间反演谱图都含有2条振幅强度与弛豫时间的关系曲线C1和C2（注意此句话中“含有”的意思是每种样品的横向弛豫时间反演谱图的振幅强度与弛豫时间的关系曲线也可以大于2条，但是必需要有关系曲线C1和C2），通过将该种样品分别在温度T1和T2下放置时长t后利用低场核磁共振技术测试得到；T1为25℃（代表室温）；T2为50~60℃（代表高温），或者为-5~-10℃（代表低温）；t为1~2周；所有样品对应的T1、T2、t、测试参数都相同；
通过对比获知待测样品的品质情况即将各种待测样品的C1和C2的主峰（即峰比例最大的峰）的峰顶点位移逐一与标准样品的C1和C2的主峰的峰顶点位移进行比较，或者将各种待测样品的C1和C2的主峰的峰比例重合度逐一与标准样品的C1和C2的主峰的峰比例重合度进行比较，相似程度越高，则待测样品的耐温度稳定性越好；反之，则反；其中，×100%。
本发明的方法1旨在利用具有优良耐温稳定性品质的商业印花墨水在不同温度环境条件下的反演谱主峰的峰顶点位移或峰比例的重合度大小为判断依据评估待测的水性印花墨水的耐温稳定性。待测的水性印花墨水的反演谱主峰的峰顶点位移或峰比例的重合度越接近商业印花墨水的反演谱主峰的峰顶点位移或峰比例的重合度，则说明该待测的水性印花墨水的耐温稳定性越好。
作为优选的方案：
如上所述的一种快速比较水性印花墨水品质的方法，还分别获取标准样品和2种以上不同配方的待测样品的低场核磁成像伪彩图；
低场核磁成像伪彩图的图像和亮度均匀性反映了各样品中水的微观分布均匀度和流动性，亮度反映了各样品中水的流动性，利用低场核磁成像技术测试得到；所有样品对应的测试参数都相同；
通过对比获知待测样品的品质情况还将各种待测样品的低场核磁成像伪彩图的图像、亮度和亮度均匀性中的一种以上逐一与标准样品的低场核磁成像伪彩图进行比较，相似程度越高，则待测样品的水的微观分布均匀度和/或流动性越好；反之，则反；
如此不但可以预测流动性和稳定性，还可以观测墨水的微观结构，无论从微观还是从宏观都得到测试结果，获取很多墨水信息。
一种快速比较水性印花墨水品质的方法（记为方法2），分别获取标准样品和2种以上不同配方的待测样品的低场核磁成像伪彩图，通过对比获知待测样品的品质情况；
标准样品为商业印花墨水，即已知的流动性优良的水性印花墨水；待测样品为待测的水性印花墨水；
低场核磁成像伪彩图的图像和亮度均匀性反映了各样品中水的微观分布均匀度和流动性，亮度反映了各样品中水的流动性，利用低场核磁成像技术测试得到；所有样品对应的测试参数都相同；
通过对比获知待测样品的品质情况即将各种待测样品的低场核磁成像伪彩图的图像、亮度和亮度均匀性中的一种以上逐一与标准样品的低场核磁成像伪彩图进行比较，相似程度越高，则待测样品的水的微观分布均匀度和/或流动性越好；反之，则反；本发明的判断依据为图像、亮度和亮度均匀性中的一种以上，可以仅用其中一种去比较待测样品的流动性，当存在2个以上待测样品和标准样品的均匀性相似程度接近时，可再增加一种去比较待测样品的流动性，例如仅用图像去比较待测样品的流动性，如果2个待测样品和标准样品的均匀性相似程度接近，可再通过亮度均匀性作为判断依据，墨水中存在两种以上水的分布时，不同水的亮度不同，亮度均匀性越好表明水分布越均匀，若待测样品的低场核磁成像伪彩图的亮度均匀性越接近标准样品，则该水性印花的品质越好。
本发明的方法2旨在利用水性印花墨水的低场核磁成像伪彩图的图像、亮度和亮度均匀性作为判断依据判断待测的水性印花墨水的流动性，其中，亮度能够直接反映出水性印花墨水中水的流动性，通常水性印花墨水中水的亮度越强，则该水性印花墨水的流动性越强；亮度越强，流动性越好，这是因为低场核磁成像伪彩图的亮度表示待测样品中氢质子的运动性，待测样品低场核磁成像伪彩图的亮度越亮则样品中氢质子的运动性越强；图像和亮度均匀性能够反映墨水中的水的微观分布均匀情况，水的微观分布均匀性越好，墨水的流动性也越好。
本发明还提供一种快速比较水性印花墨水品质的方法（记为方法3），分别获取2种以上不同水性聚合物含量的水性印花墨水的横向弛豫时间反演谱图中主峰的峰比例，并进行比较，主峰的峰比例越高，则水性印花墨水中自由水含量越高，水性印花墨水的流动性越强；反之，则反。
作为优选的技术方案：
如上所述的一种快速比较水性印花墨水品质的方法，水性印花墨水的横向弛豫时间反演谱图中主峰的峰比例是利用低场核磁共振技术测试得到的；所有水性印花墨水对应的测试参数都相同；
或者，水性印花墨水的横向弛豫时间反演谱图中主峰的峰比例是通过计算得到的，计算公式是通过利用低场核磁共振技术测试2种以上不同水性聚合物含量的水性印花墨水，得到各自的主峰的峰比例后进行线性拟合得到的；所有水性印花墨水对应的测试参数都相同。
本发明还提供一种快速比较水性印花墨水品质的方法（记为方法4），分别获取2种以上不同保湿剂含量的水性印花墨水的横向弛豫时间反演谱图中主峰的顶点弛豫时间，并进行比较，主峰的顶点弛豫时间越高，则水性印花墨水的流动性越好；反之，则反。
作为优选的技术方案：
如上所述的一种快速比较水性印花墨水品质的方法，水性印花墨水的横向弛豫时间反演谱图中主峰的顶点弛豫时间是利用低场核磁共振技术测试得到的；所有水性印花墨水对应的测试参数都相同；
或者，水性印花墨水的横向弛豫时间反演谱图中主峰的顶点弛豫时间是通过计算得到的，计算公式是通过利用低场核磁共振技术测试2种以上不同保湿剂含量的水性印花墨水，得到各自的主峰的顶点弛豫时间后进行线性拟合得到的，即通过水性印花墨水中不同保湿剂的含量与其反演谱主峰的顶点弛豫时间的线性关系来判断制备水性印花中保湿剂的含量对水性印花墨水流动性品质的影响；所有水性印花墨水对应的测试参数都相同。
一种快速比较水性印花墨水品质的方法（记为方法5），分别获取2种以上不同聚合物乳液含量的水性印花墨水的横向弛豫时间反演谱图中主峰的顶点弛豫时间，并进行比较，主峰的顶点弛豫时间越高，则水性印花墨水的流动性越好；反之，则反。
作为优选的技术方案：
如上所述的一种快速比较水性印花墨水品质的方法，水性印花墨水的横向弛豫时间反演谱图中主峰的顶点弛豫时间是利用低场核磁共振技术测试得到的；所有水性印花墨水对应的测试参数都相同；
或者，水性印花墨水的横向弛豫时间反演谱图中主峰的顶点弛豫时间是通过计算得到的，计算公式是通过利用低场核磁共振技术测试2种以上不同聚合物乳液含量的水性印花墨水，得到各自的主峰的顶点弛豫时间后进行线性拟合得到的，即通过水性印花墨水中不同聚合物乳液含量与其反演谱主峰的顶点弛豫时间的线性关系，判断待测的水性印花墨水中不同聚合物乳液含量对水性印花墨水流动性品质的影响；所有水性印花墨水对应的测试参数都相同。
有益效果
（1）本发明的一种快速比较水性印花墨水品质的方法，采用低场核磁共振技术，操作过程简单方便，能够快速准确的测出水性印花墨水中水分分布状况，根据水性印花墨水中水分分布状况来评估待测的水性印花墨水的品质；
（2）本发明的一种快速比较水性印花墨水品质的方法，采用低场核磁成像技术，操作过程简单方便，能够快速准确的给出水性印花墨水中水分分布状况和微观结构信息图片；根据低场核磁共振成像技术获得监测水性印花墨水的图片可以直观看到水性印花墨水的水分分布状况和内部微观结构信息，以此来评估待测的水性印花墨水的品质；
（3）与常用的水性印花墨水品质测试相比，本发明的一种快速比较水性印花墨水品质的方法，具有测试简便（无需稀释，无需前处理）、效率高和不损坏样品特点，能够很快明确水性印花墨水水分分布状况和内部微观结构信息评估水性印花墨水品质，具有加快研发水性印花墨水进程的优势，具有实现投入实际应用的潜在可能。
附图说明
图1为实施例1的商业印花墨水、制备墨水1、制备墨水2在不同温度环境条件下的低场核磁反演谱图；其中，（a）为商业印花墨水低场核磁横向弛豫时间在T21峰处的反演谱图；（b）为商业印花墨水的低场核磁横向弛豫时间在T22峰处的反演谱图；（c）为制备墨水1低场核磁横向弛豫时间在T21和T22峰处的反演谱图；（d）为制备墨水1低场核磁横向弛豫时间在T23峰处的反演谱图；（e）为制备墨水2低场核磁横向弛豫时间在T21和T22峰处的反演谱图；（f）为制备墨水2低场核磁横向弛豫时间在T23峰处的反演谱图；
图2为实施例2的制备墨水1~5的低场核磁反演谱图；其中，（a）为制备墨水1~5低场核磁横向弛豫时间在T21和T22峰处的反演谱图；（b）为制备墨水1~5低场核磁横向弛豫时间在T23峰处的反演谱图；
图3为商业墨水和实施例2的制备墨水1~5的低场核磁成像伪彩图，其中右侧竖条代表按照特定参数（SF=21MHz, O1=232246Hz, RFA90°=2.6, RFA180°=3.9, TR=500ms, TE=18.125ms, Slice width(mm)=25, Slices=1, Average=10, Read Size=256, PhaseSize=192）进行核磁共振成像测试时亮度的相对值；
图4为印花墨水粘度与低场核磁成像伪彩图亮度的关系；
图5为实施例3的制备墨水1~5的低场核磁反演谱图；其中，（a）为制备墨水1~5低场核磁横向弛豫时间在T21和T22峰处的反演谱图；（b）为制备墨水1~5低场核磁横向弛豫时间在T23峰处的反演谱图；
图6为实施例3的制备墨水中PVP60含量与制备墨水反演谱图中T23峰的峰比例相关性；
图7为实施例4的制备墨水1~5的低场核磁反演谱图；其中，（a）为制备墨水1~5低场核磁横向弛豫时间在T21和T22峰处的反演谱图；（b）为制备墨水1~5低场核磁横向弛豫时间在T23峰处的反演谱图；
图8为实施例4的制备墨水中1,2-丙二醇质量分数与制备墨水反演谱图中T23峰顶点弛豫时间的相关性；
图9为实施例5中制备墨水1~5的低场核磁反演谱图；
图10为实施例5中制备墨水中聚氨酯乳液质量分数与制备墨水反演谱图中T22峰顶点弛豫时间的相关性。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，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。
下文中实施例中所有制备墨水都为水性印花墨水。
下文中实施例中水性印花墨水的粘度测试采用旋转粘度计（RhellabQC）在转速为60转/分钟，温度为室温（25℃）条件下测试得到的。
一种快速比较水性印花墨水品质的方法（记为方法1），具体过程如下：
分别获取标准样品和2种以上不同配方的待测样品的横向弛豫时间反演谱图，通过对比获知待测样品的品质情况；
标准样品为商业印花墨水；待测样品为待测的水性印花墨水；
每种样品的横向弛豫时间反演谱图都含有2条振幅强度与弛豫时间的关系曲线C1和C2，通过将该种样品分别在温度T1和T2下放置时长t后利用低场核磁共振技术测试得到；T1为25℃（代表室温）；T2为50~60℃（代表高温），或者为-5~-10℃（代表低温）；t为1~2周；所有样品对应的T1、T2、t、测试参数都相同；
通过对比获知待测样品的品质情况即将各种待测样品的C1和C2的主峰的峰顶点位移逐一与标准样品的C1和C2的主峰的峰顶点位移进行比较，或者将各种待测样品的C1和C2的主峰的峰比例重合度逐一与标准样品的C1和C2的主峰的峰比例重合度进行比较，相似程度越高，则待测样品的耐温度稳定性越好；反之，则反；
其中，×100%。
为了能够具体说明该方法，下面结合实施例1进行说明：
实施例1
一种快速比较水性印花墨水品质的方法，具体步骤如下：
（1）墨水的准备：
商业印花墨水（深圳市凯特汇丰科技有限公司；分散红墨水MG）；
按质量分数计，制备墨水1中各组分及其含量分别为：分散黄染料10.0%，分散剂MF15.0%，乙二醇20.01%，丙二醇丁醚5.02%，聚乙二醇4000.97%，三乙醇胺0.50%，有机硅消泡剂0.05%，其余为去离子水；
按质量分数计，制备墨水2中各组分及其含量分别为：分散黄染料9.95%，分散剂MF14.925%，乙二醇19.90%，脂肪醇聚氧乙烯醚0.50%，二甘醇丁醚4.99%，聚乙二醇4000.96%，三乙醇胺0.49%，有机硅消泡剂0.05%，其余为去离子水；
（2）利用CPMG脉冲序列法采集不同配方水性印花墨水的核磁共振回波信号，获得回波衰减曲线；
其中，CPMG脉冲序列参数为：90度脉宽P1：9.0μs，180度脉宽P2：12μs，重复采样等待时间TW：2000.00ms，模拟增益RG1：20.0，数字增益DGR1：3，前置放大增益PGR：1，重复采样次数NS：3，回拨个数NECH：10000，接收机带宽SW：100KHz，开始采样时间的控制参数RFD：0.150ms；
商业印花墨水、制备墨水1和制备墨水2，分别在25℃、60℃和-5℃放置一周后测试水性印花墨水的横向弛豫时间信息；低场核磁共振技术测定水性印花墨水的横向弛豫时间反演谱图相关数据如图1所示；如图1所示，商业印花墨水的横向弛豫时间反演谱图呈现出2种反演峰，而制备墨水由于墨水配方的不同呈现出3种横向弛豫时间反演谱图峰，但这不影响我们将商业印花墨水作为标准参照样品评估制备墨水在不同环境条件下的稳定性品质；由图1可知，商业印花墨水和制备墨水的主要横向弛豫时间反演谱图峰分别为：T22和T23；
表1为商业印花墨水、制备墨水1和制备墨水2在不同温度条件下的主峰的相关数据。商业印花墨水的T22反演峰在25℃时，主峰T22的峰比例为96.2%，商业印花墨水的T22反演峰在60℃时，主峰T22的峰比例为96.9%，商业印花墨水的T22反演峰在-5℃时，主峰T22的峰比例为97.1%。商业印花墨水在60℃时与商业印花墨水在25℃时主峰T22反演峰的峰比例重合度99.27%。商业印花墨水在-5℃时与商业印花墨水在25℃时主峰T22反演峰的峰比例重合度99.06%。上述数据表明商业印花墨水在不同环境条件下峰比例重合度很高，说明该商业印花墨水的稳定性品质优异；因此，以商业印花墨水的主峰T22在不同环境条件下（25℃、60℃和-5℃放置一周）的峰比例的重合度为判断依据来判断制备墨水稳定性。
通过商业印花墨水与制备墨水对比发现，制备墨水1主峰T23反演峰的位移和峰比例在不同环境条件下变化较大，说明制备墨水1在不同环境条件下稳定性品质较差（60℃，峰比例重合度97.89%；-5℃，峰比例重合度98.08%）；对比制备墨水2，其横向弛豫时间(T2)反演谱中没有发现新的横向弛豫时间反演谱图峰且制备墨水2在不同温度下前后横向弛豫时间(T2)反演谱峰几乎重合（60℃，峰比例重合度99.99%；-5℃，峰比例重合度98.27%）；参照商业印花墨水（标准参照样品）的稳定性品质，说明制备墨水2的稳定性品质优于制备墨水1。与此同时，对比制备墨水1和制备墨水2在60℃和-5℃与在25℃时主峰的峰起始时间、峰顶点时间和峰结束时间的位移差异性，不难发现明制备墨水2的稳定性品质优于制备墨水1。
按现有技术的方法比较制备墨水1和制备墨水2的稳定性，具体过程为：将不同水性印花墨水在一定温度（-5℃或60℃）环境下放置1周至2周，观察有无沉降和絮凝现象，沉降和絮凝现象越明显，则稳定性越差，实验表明制备墨水2的稳定性优于制备墨水1，与本发明的结论一致。
表1
墨水样品 峰起始时间（ms） 峰顶点时间（ms） 峰结束时间（ms） 峰比例（%）
商业印花墨水（25℃） 200.923 464.159 1072.267 96.2
商业印花墨水（60℃） 200.923 533.67 1072.267 96.9
商业印花墨水（-5℃） 174.753 464.159 1072.267 97.1
制备墨水1（25℃） 117.585 270.496 505.263 91.936
制备墨水1（60℃） 67.475 166.382 382.749 90.002
制备墨水1（-5℃） 72.326 166.382 382.749 93.694
制备墨水2（25℃） 235.429 471.375 766.341 89.882
制备墨水2（60℃） 219.639 439.76 766.341 89.874
制备墨水2（-5℃） 219.639 439.76 766.341 91.43
一种快速比较水性印花墨水品质的方法（记为方法2），具体过程如下：
分别获取标准样品和2种以上不同配方的待测样品的低场核磁成像伪彩图，通过对比获知待测样品的品质情况；
标准样品为商业印花墨水，即已知的流动性优良的水性印花墨水；待测样品为待测的水性印花墨水；
低场核磁成像伪彩图的图像和亮度均匀性反映了各样品中水的微观分布均匀度和流动性，亮度反映了各样品中水的流动性，利用低场核磁成像技术测试得到；所有样品对应的测试参数都相同；
通过对比获知待测样品的品质情况即将各种待测样品的低场核磁成像伪彩图的图像、亮度和亮度均匀性中的一种以上逐一与标准样品的低场核磁成像伪彩图进行比较，相似程度越高，则待测样品的水的微观分布均匀度和/或流动性越好；反之，则反。
为了能够具体说明该方法，下面结合实施例2进行说明：
实施例2
一种快速比较水性印花墨水品质的方法，具体步骤如下：
（1）墨水的准备：
商业印花墨水（深圳市凯特汇丰科技有限公司；分散红墨水MG）；
按质量分数计，制备墨水1~5中各组分及其含量如表2所示；
表2
墨水样品 分散染料/质量分数(wt%) 分散剂/质量分数(wt%) 保湿剂/质量分数(wt%) 渗透剂/质量分数(wt%) 粘度调剂/质量分数(wt%) pH调节剂/质量分数(wt%) 消泡剂/质量分数(wt%) 水的质量分数(wt%)
制备墨水1 分散红60/2.505 分散剂MF/3.757 乙二醇/20.011 乙酸丙二醇丁基醚酯/5.021 聚乙烯醇/0.974 三乙醇胺/0.502 有机硅消泡剂/0.012 67.218
制备墨水2 分散红60/2.505 分散剂MF/3.757 二甘醇/20.011 乙酸丙二醇丁基醚酯/5.021 聚乙烯醇/0.974 三乙醇胺/0.502 有机硅消泡剂/0.012 67.218
制备墨水3 分散红60/2.505 分散剂MF/3.757 丙二醇/20.011 乙酸丙二醇丁基醚酯/5.021 聚乙烯醇/0.974 三乙醇胺/0.502 有机硅消泡剂/0.012 67.218
制备墨水4 分散红60/2.505 分散剂MF/3.757 乙二醇/20.011 二乙二醇丁基醚/5.021 聚乙烯醇/0.487 三乙醇胺/0.502 有机硅消泡剂/0.012 67.705
制备墨水5 分散红60/2.505 分散剂MF/3.757 二甘醇/20.011 二乙二醇丁基醚/5.021 聚乙烯醇/0.487 三乙醇胺/0.502 有机硅消泡剂/0.012 67.705
（2）利用CPMG脉冲序列法采集不同配方水性印花墨水的核磁共振回波信号，获得回波衰减曲线；
其中，其中，CPMG脉冲序列参数为：90度脉宽P1：9.0μs，180度脉宽P2：10.0μs，重复采样等待时间TW：5000.00ms，模拟增益RG1：25.0，数字增益DGR1：3，前置放大增益PGR：1.5，重复采样次数NS：5，回拨个数NECH：12000，接收机带宽SW：100KHz，开始采样时间的控制参数RFD：0.150ms；
（3）采用自旋回波(SE)序列获得测试样品的T2加权图像；
其中，扫描方案：层数：3，选层层厚：8.0mm，层间隙：2.0mm，回波时间(TE)：50ms，重复时间(TR)：4000.00ms，采集次数：5，频率方向：280，编码步数：180；
低场核磁共振技术采集制备墨水横向弛豫信息相关数据如图2所示；由图可知，不同配方水性印花墨水中水的分布状态整体呈现出三种状态（T21、T22和T23），其中T21是氢键水，T22是微观结构内的束缚水，T23是墨水中存在的自由水，由于制备墨水中组份存在一定的差异性，导致墨水中三种状态水的横向弛豫时间分布、峰面积和峰比例存在一定的差异；如表3所示，不同配方水性印花墨水的横向弛豫反演谱图峰的数据信息不同，说明由于水性印花墨水组分的不同会导致墨水品质有所差异；
表3
如图3所示，低场核磁成像技术可直接观察到不同配方水性印花墨水的微观信息（如水性印花墨水中水的微观分布情况）；通过水性印花墨水中水的微观分布均匀度可直接判断墨水的流动性，如水性印花墨水中微观状态水的分布均匀，则制备墨水的流动性良好；如水性印花墨水中微观状态水的分布不均匀，则制备墨水的流动性不佳；如图3所示，商业印花墨水和制备墨水2和4中水的微观分布均一，而制备墨水1、3、5的核磁成像图中水的分布不均一，存在絮凝和团聚现象，由此可知商业印花墨水、制备墨水2和制备墨水4的流动性良好。此外，尽管商业印花墨水、制备墨水2和制备墨水4中水的微观分布相似，但根据低场核磁成像伪彩图的亮度均匀性可知制备墨水4的流动性更接近于商业印花墨水（制备墨水2的低场核磁成像伪彩图的外圈有黄色和蓝色区域），亮度均匀性反映出了墨水中水的分布均匀性，水的均匀性越好，墨水的流动性也越好，由此可知制备墨水4的流动性优于制备墨水2。
如图3所示，低场核磁成像技术也可直接观察到商业印花墨水样品和不同配方水性印花墨水的流动性信息，通过水性印花墨水的低场核磁成像伪彩图的亮度判断墨水的流动性信息，水性印花墨水的低场核磁成像伪彩图的亮度越大则流动性越强。商业印花墨水和制备墨水1、2、3、4和5的粘度分别为：5.2mPa·s、6.5mPa·s、5.7mPa·s、7.6mPa·s、5.7mPa·s和6.0mPa·s。标准墨水和制备墨水1、2、3、4和5的低场核磁成像伪彩图亮度分别为：110、70、98、52、103和85。如图4所示，以商业印花墨水和制备墨水1、2、3、4和5的粘度和亮度构建印花墨水粘度与低场核磁成像伪彩图亮度的关系，由图可知，印花墨水粘度越小则印花墨水低场核磁成像伪彩图亮度越亮。由此可知，可通过制备墨水的低场核磁成像伪彩图亮度可判断印花墨水的流动性。
一种快速比较水性印花墨水品质的方法（记为方法3），具体过程如下：
分别获取2种以上不同水性聚合物含量的水性印花墨水的横向弛豫时间反演谱图中主峰的峰比例，并进行比较，主峰的峰比例越高，则水性印花墨水中自由水含量越高，水性印花墨水的流动性越强；反之，则反；其中，水性印花墨水的横向弛豫时间反演谱图中主峰的峰比例是利用低场核磁共振技术测试得到的；所有水性印花墨水对应的测试参数都相同；或者水性印花墨水的横向弛豫时间反演谱图中主峰的峰比例是通过计算得到的，计算公式是通过利用低场核磁共振技术测试2种以上不同水性聚合物含量的水性印花墨水，得到各自的主峰的峰比例后进行线性拟合得到的；所有水性印花墨水对应的测试参数都相同。
为了能够具体说明该方法，下面结合实施例3进行说明：
实施例3
一种快速比较水性印花墨水品质的方法，具体步骤如下：
（1）墨水的准备：
商业印花墨水（深圳市凯特汇丰科技有限公司；分散红墨水MG）；
按质量分数计，制备墨水1~5中各组分及其含量如表4所示；
表4
（2）利用CPMG脉冲序列法采集不同配方水性印花墨水的核磁共振回波信号，获得回波衰减曲线；
其中，CPMG脉冲序列参数为：90度脉宽P1：8.0μs，180度脉宽P2：15μs，重复采样等待时间TW：4000.00ms，模拟增益RG1：20.0，数字增益DGR1：3，前置放大增益PGR：1，重复采样次数NS：4，回拨个数NECH：10000，接收机带宽SW：100KHz，开始采样时间的控制参数RFD：0.150ms；
如图5所示，制备墨水中呈现出三种状态的水，分别为：T21、T22和T23，其中T21是氢键水，T22是PVP60微观结构内的束缚水，T23是墨水中存在的自由水；各状态水的横向弛豫时间分布、峰面积和峰比列不同，其中自由水(T23)的峰面积和峰比列最大，说明该水性印花墨水中水的分布主要以自由水为主；由图5可知，随水性印花墨水中聚乙烯吡咯烷酮(K60)含量的增加，自由水的峰面积有减小的趋势，说明水性印花墨水中自由水含量随聚乙烯吡咯烷酮(K60)含量的增加而降低；
由图6所示制备墨水反演谱图中T23峰的峰比例随水性印花墨水中PVP60含量的增加而呈现出下降趋势，并且具有一定的线性关系(y=-0.4714x+98.752)，其原因为随着制备墨水中PVP60含量的增加，导致制备墨水中束缚水含量增加而自由水含量降低，因此可借助该线性关系预测水性印花墨水中水性聚合物含量的增加对墨水中自由水含量的影响，进而可预测制备墨水的流动性品质。
制备墨水1、2、3、4和5的粘度分别为：2.95mPa·s、3.68mPa·s、4.41mPa·s、5.38mPa·s和5.94mPa·s。制备墨水1、2、3、4和5的低场核磁反演谱图中主峰T23的峰比例分别为：98.3%、97.7%、97.4%、97.4%和96.4%。由上述数据可知，墨水中自由水的占比越大则墨水的流动强。由此可知，可通过制备墨水的主峰T23的峰比例可判断印花墨水的流动性。
一种快速比较水性印花墨水品质的方法（记为方法4），具体过程如下：
分别获取2种以上不同保湿剂含量的水性印花墨水的横向弛豫时间反演谱图中主峰的顶点弛豫时间，并进行比较，主峰的顶点弛豫时间越高，则水性印花墨水的流动性越好；反之，则反；其中，水性印花墨水的横向弛豫时间反演谱图中主峰的顶点弛豫时间是利用低场核磁共振技术测试得到的；所有水性印花墨水对应的测试参数都相同；或者水性印花墨水的横向弛豫时间反演谱图中主峰的顶点弛豫时间是通过计算得到的，计算公式是通过利用低场核磁共振技术测试2种以上不同保湿剂含量的水性印花墨水，得到各自的主峰的顶点弛豫时间后进行线性拟合得到的；所有水性印花墨水对应的测试参数都相同。
为了能够具体说明该方法，下面结合实施例4进行说明：
实施例4
一种快速比较水性印花墨水品质的方法，具体步骤如下：
（1）墨水的准备：
商业印花墨水（深圳市凯特汇丰科技有限公司；分散红墨水MG）；
按质量分数计，制备墨水1~5中各组分及其含量如表5所示；制备墨水1~5的区别仅在于丙二醇含量的不同；
表5
（2）利用CPMG脉冲序列法采集不同配方水性印花墨水的核磁共振回波信号，获得回波衰减曲线；
其中，CPMG脉冲序列参数为：90度脉宽P1：8.0μs，180度脉宽P2：15μs，重复采样等待时间TW：5000.00ms，模拟增益RG1：20.0，数字增益DGR1：3，前置放大增益PGR：1，重复采样次数NS：4，回拨个数NECH：11000，接收机带宽SW：100KHz，开始采样时间的控制参数RFD：0.150ms；
低场核磁横向弛豫反演谱图的弛豫时间越小则测试样品的流动性越弱，低场核磁共振技术监测水性印花墨水横向弛豫信息的相关数据如图7所示，制备墨水中存在三种水的分布状态（T21、T22和T23），其中T21是氢键水，T22是微观结构内的束缚水，T23是墨水中存在的自由水，与实施例3墨水中水的分布状态相似，该配方中水性印花墨水中水的分布主要以自由水为主；随制备墨水中丙二醇的含量增加，自由水的位移有向左移动的趋势，这说明水性印花墨水的流动在降低，其原因为水性印花墨水中丙二醇的含量增加，丙二醇与自由水间的氢键增多，导致水性印花墨水中自由水流动性降低；图8为水性印花墨水中1,2-丙二醇质量分数与制备墨水反演谱图中T23峰顶点弛豫时间的线性关系图；由图8可知，随制备墨水中丙二醇质量分数增加，T23峰顶点的弛豫时间呈现出降低趋势，其原因为该墨水中丙二醇作为保湿剂对墨水的流动性影响很大；因此，可依据水性印花墨水中保湿剂的质量分数与制备墨水反演谱图中T23峰顶点弛豫时间的线性关系可预测印花墨水的流动性品质。
制备墨水1、2、3、4和5的粘度分别为：1.6mPa·s、1.9mPa·s、2.3mPa·s、2.5mPa·s和3.1mPa·s。制备墨水1、2、3、4和5的低场核磁反演谱图中主峰T23的峰顶点横向弛豫时间分别为：2148.8ms、1865.7ms、1633.8ms、1428.9ms和1090.9ms。由上述数据可知，墨水主峰的横向弛豫时间越大则墨水的流动强。由此可知，可通过制备墨水的主峰T23的峰峰顶点弛豫时间可判断印花墨水的流动性。
一种快速比较水性印花墨水品质的方法（记为方法5），具体过程如下：
分别获取2种以上不同聚合物乳液含量的水性印花墨水的横向弛豫时间反演谱图中主峰的顶点弛豫时间，并进行比较，主峰的顶点弛豫时间越高，则水性印花墨水的流动性越好；反之，则反；其中，水性印花墨水的横向弛豫时间反演谱图中主峰的顶点弛豫时间是利用低场核磁共振技术测试得到的；所有水性印花墨水对应的测试参数都相同；或者，水性印花墨水的横向弛豫时间反演谱图中主峰的顶点弛豫时间是通过计算得到的，计算公式是通过利用低场核磁共振技术测试2种以上不同聚合物乳液含量的水性印花墨水，得到各自的主峰的顶点弛豫时间后进行线性拟合得到的；所有水性印花墨水对应的测试参数都相同。
为了能够具体说明该方法，下面结合实施例5进行说明：
实施例5
一种快速比较水性印花墨水品质的方法，具体步骤如下：
（1）墨水的准备：
商业印花墨水（深圳市凯特汇丰科技有限公司；分散红墨水MG）；
按质量分数计，制备墨水1~5中各组分及其含量如表6所示；制备墨水1~5的区别仅在于聚氨酯乳液含量的不同；
表6
（2）利用CPMG脉冲序列法采集不同配方水性印花墨水的核磁共振回波信号，获得回波衰减曲线；
其中，CPMG脉冲序列参数为：90度脉宽P1：8.0μs，180度脉宽P2：15μs，重复采样等待时间TW：5000.00ms，模拟增益RG1：20.0，数字增益DGR1：3，前置放大增益PGR：1，重复采样次数NS：4，回拨个数NECH：12000，接收机带宽SW：100KHz，开始采样时间的控制参数RFD：0.150ms；
低场核磁共振技术采集制备墨水横向弛豫信息相关数据如图9所示；水性印花墨水中添加了聚氨酯乳液，该配方水性印花墨水中存在二种分布状态水（T21和T22），并且制备墨水中T22状态水的峰面积随聚氨酯乳液含量增加而减小，相反T21状态的水的峰面积随聚氨酯乳液含量增加而增加；因此，可通过低场核磁共振技术评测水性印花墨水中水性聚合物（聚氨酯乳液）含量对水性印花墨水中水的分布状态和各状态水的含量的影响，从而评测墨水的品质；该实施例水性印花墨水的水分布状态完全不同于实施例3和实施例4中水性印花墨水，其原因是实施例3和实施例4中的水性聚合物（聚乙烯吡咯烷酮和聚维酮）在水相中是溶解状态，而该实施例中水性印花墨水中的聚氨酯乳液在水相中呈现的是分散状态，这必然导致制备墨水中的水的分布状态不同；由此可知，制备墨水中聚合物的“溶解状态”对水性印花墨水的品质起着决定性作用，因此该技术可用于水性印花墨水品质的测定；
图10为制备墨水中聚氨酯乳液质量分数与制备墨水反演谱图中T22峰顶点弛豫时间的相关性；由图可知，随水性印花墨水中聚氨酯乳液质量分数增加制备墨水反演谱图中T22峰顶点弛豫时间呈现出线性降低趋势；众所周知，低场核磁共振技术可用来评估测试样品质子的运动特性，通过测试样品的横向弛豫时间的长短判断氢质子的自由度，如：制备墨水的横向弛豫时间减小则该墨水的流动性降低，因此，可通过低场核磁共振技术评估墨水组份种类的不同和含量的变化对制备墨水的流动性的影响。
制备墨水1、2、3、4和5的粘度分别为：2.3mPa·s、2.5mPa·s、3.5mPa·s、4.1mPa·s和4.1mPa·s。制备墨水1、2、3、4和5的低场核磁反演谱图中主峰T23的峰顶点弛豫时间分别为：1081.4ms、953.3ms、722.1ms、591.6ms和450.2ms。由上述数据可知，墨水主峰的横向弛豫时间越大则墨水的流动强。由此可知，可通过制备墨水的主峰T22的峰峰顶点弛豫时间可判断印花墨水的流动性。
综上，通过采用低场核磁共振技术和低场核磁共振成像技术对制备墨水品质的测定具有潜在的应用可行性。与此同时，该发明水性印花墨水品监定测方法具有测试简便（无需稀释，无需前处理）、效率高和不损坏样品的特点，具有实现投入实际应用的潜在可能。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种快速比较水性印花墨水品质的方法，其特征在于，分别获取标准样品和2种以上不同配方的待测样品的横向弛豫时间反演谱图，通过对比获知待测样品的品质情况；
标准样品为商业印花墨水；待测样品为待测的水性印花墨水；
每种样品的横向弛豫时间反演谱图都含有2条振幅强度与弛豫时间的关系曲线C1和C2，通过将该种样品分别在温度T1和T2下放置时长t后利用低场核磁共振技术测试得到；T1为25℃；T2为50～60℃，或者为-5～-10℃；t为1～2周；所有样品对应的T1、T2、t、测试参数都相同；
通过对比获知待测样品的品质情况即将各种待测样品的C1和C2的主峰的峰顶点位移逐一与标准样品的C1和C2的主峰的峰顶点位移进行比较，或者将各种待测样品的C1和C2的主峰的峰比例重合度逐一与标准样品的C1和C2的主峰的峰比例重合度进行比较，相似程度越高，则待测样品的耐温度稳定性越好；反之，则反。
2.根据权利要求1所述的一种快速比较水性印花墨水品质的方法，其特征在于，还分别获取标准样品和2种以上不同配方的待测样品的低场核磁成像伪彩图；
低场核磁成像伪彩图的图像和亮度均匀性反映了各样品中水的微观分布均匀度和流动性，利用低场核磁成像技术测试得到；所有样品对应的测试参数都相同；
通过对比获知待测样品的品质情况还将各种待测样品的低场核磁成像伪彩图的图像和亮度均匀性中的一种以上逐一与标准样品的低场核磁成像伪彩图进行比较，相似程度越高，则待测样品的水的微观分布均匀度和/或流动性越好；反之，则反。
3.一种快速比较水性印花墨水品质的方法，其特征在于，分别获取标准样品和2种以上不同配方的待测样品的低场核磁成像伪彩图，通过对比获知待测样品的品质情况；
标准样品为商业印花墨水；待测样品为待测的水性印花墨水；
低场核磁成像伪彩图的图像和亮度均匀性反映了各样品中水的微观分布均匀度和流动性，利用低场核磁成像技术测试得到；所有样品对应的测试参数都相同；
通过对比获知待测样品的品质情况即将各种待测样品的低场核磁成像伪彩图的图像和亮度均匀性中的一种以上逐一与标准样品的低场核磁成像伪彩图进行比较，相似程度越高，则待测样品的水的微观分布均匀度和/或流动性越好；反之，则反。
4.一种快速比较水性印花墨水品质的方法，其特征在于，分别获取2种以上不同水性聚合物含量的水性印花墨水的横向弛豫时间反演谱图中主峰的峰比例，并进行比较，主峰的峰比例越高，则水性印花墨水中自由水含量越高，水性印花墨水的流动性越强；反之，则反。
5.根据权利要求4所述的一种快速比较水性印花墨水品质的方法，其特征在于，水性印花墨水的横向弛豫时间反演谱图中主峰的峰比例是利用低场核磁共振技术测试得到的；所有水性印花墨水对应的测试参数都相同；
或者，水性印花墨水的横向弛豫时间反演谱图中主峰的峰比例是通过计算得到的，计算公式是通过利用低场核磁共振技术测试2种以上不同水性聚合物含量的水性印花墨水，得到各自的主峰的峰比例后进行线性拟合得到的；所有水性印花墨水对应的测试参数都相同。
6.一种快速比较水性印花墨水品质的方法，其特征在于，分别获取2种以上不同保湿剂含量的水性印花墨水的横向弛豫时间反演谱图中主峰的顶点弛豫时间，并进行比较，主峰的顶点弛豫时间越高，则水性印花墨水的流动性越好；反之，则反；
水性印花墨水的横向弛豫时间反演谱图中主峰的顶点弛豫时间是通过计算得到的，计算公式是通过利用低场核磁共振技术测试2种以上不同保湿剂含量的水性印花墨水，得到各自的主峰的顶点弛豫时间后进行线性拟合得到的；所有水性印花墨水对应的测试参数都相同。
7.一种快速比较水性印花墨水品质的方法，其特征在于，分别获取2种以上不同聚合物乳液含量的水性印花墨水的横向弛豫时间反演谱图中主峰的顶点弛豫时间，并进行比较，主峰的顶点弛豫时间越高，则水性印花墨水的流动性越好；反之，则反；
水性印花墨水的横向弛豫时间反演谱图中主峰的顶点弛豫时间是通过计算得到的，计算公式是通过利用低场核磁共振技术测试2种以上不同聚合物乳液含量的水性印花墨水，得到各自的主峰的顶点弛豫时间后进行线性拟合得到的；所有水性印花墨水对应的测试参数都相同。
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