CN115538198B - 一种抗菌型数码印花直喷墨水及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种抗菌型数码印花直喷墨水及其制备方法，所述抗菌型数码印花直喷墨水按照重量百分比计包括以下各组分：色浆30‑60%，溶剂10‑35%，炔二醇类表面活性剂1‑10%，硅烷类表面活性剂0.1‑3%，水20‑40%；其中，所述色浆按照重量百分比计包括以下各组分：分散染料10‑30%，溶剂15‑40%，木质素类磺酸钠1‑20%，丙烯酸酯类磺酸钠聚合物1‑25%，苯乙烯丙烯酸类聚合物1‑25%，聚氧乙烯醚类分散剂1‑8%，石墨烯量子点0.1‑10%，炔二醇类表面活性剂0.1‑5%和水10‑30%。采用所述抗菌型数码印花直喷墨水在布料上进行直喷印花，不仅呈色效果好，而且还具有持久、高效的抗菌效果。
Description
技术领域
本发明涉及数码印花技术领域，尤其是一种抗菌型数码印花直喷墨水及其制备方法。
背景技术
数码印花技术借助计算机实现丰富多彩的图案效果，已经广泛运用于服装、毛毯、地毯、鞋子、包装袋等产品上。上述印花产品有一些会与人体直接接触，在使用过程中粘附汗渍、油渍等污染物之后，容易造成细菌滋生。以地毯为例，由于其纤维较长，易吸附水分、污染物等，在长期使用后非常容易成为细菌繁殖的“温床”，不仅对人体有害，而且影响毛毯的外观，降低其使用寿命。
因此，探索一种具有抗菌效果的数码印花产品具有现实意义，而关注的重点则是数码印花所采用的墨水和印花方法。
目前，采用添加抗菌剂的方式可以赋予墨水抗菌性能，但是常见的抗菌剂如纳米银、季铵盐类、有机锌类、防霉剂等难以与墨水兼容，同时这些化学试剂自身有一定的毒性，不宜直接接触人体。另一方面，常见的抗菌剂即使加入墨水中，在数码印花过程中与布料的结合性有限，容易脱落造成抗菌稳定性较差。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有的数码印花中实现持久、高效抗菌效果的问题，提供一种抗菌型数码印花直喷墨水。
具体方案如下：
一种抗菌型数码印花直喷墨水，按照重量百分比计包括以下各组分：
色浆30-60％
溶剂10-35％
炔二醇类表面活性剂1-10％
硅烷类表面活性剂0.1-3％
水20-40％；
其中，所述色浆按照重量百分比计包括以下各组分：
分散染料10-30％
溶剂15-40％
木质素类磺酸钠1-20％
丙烯酸酯类磺酸钠聚合物1-25％
苯乙烯丙烯酸类聚合物1-25％
聚氧乙烯醚类分散剂1-8％
石墨烯量子点0.1-10％
炔二醇类表面活性剂0.1-5％
水10-30％。
进一步的，按照重量百分比计由以下各组分组成：
色浆45-57％
溶剂11-26％
炔二醇类表面活性剂2-5％
硅烷类表面活性剂0.2-2.3％
水25-36％。
进一步的，所述色浆按照重量百分比计由以下各组分：
分散染料15-25％
溶剂20-25％
木质素类磺酸钠3-15％
丙烯酸酯类磺酸钠聚合物10-25％
苯乙烯丙烯酸类聚合物5-20％
聚氧乙烯醚类分散剂2-5％
石墨烯量子点1-3.5％
炔二醇类表面活性剂0.6-2％
水12-20％。
进一步的，所述分散染料为分散红60、分散蓝359、分散蓝360、分散黄54、分散棕27中至少一种；所述溶剂为甘油、二聚甘油混合组成。
进一步的，所述丙烯酸酯类磺酸钠聚合物为亨斯迈TERSPERSE 2700或亨斯迈TERSPERSE 2610；所述苯乙烯丙烯酸类聚合物为巴斯夫Sokalan CP-5或巴斯夫SokalanCP-9；所述硅烷类表面活性剂为气体surdynol 960或气体surdynol 604。
进一步的，所述石墨烯量子点为经过环糊精改性的石墨烯量子点，改性方法为：将石墨烯量子点、水和β-环糊精混合后进行球磨，然后分离球磨介质得到浆料，对浆料进行干燥得到经过环糊精改性的石墨烯量子点。
本发明还保护所述抗菌型数码印花直喷墨水的制备方法，包括：
制备色浆：获得所述重量百分比的原料，将色浆的各原料混合，搅拌均匀，得到分散液，将所述分散液进行除杂处理后，送入研磨机进行研磨，得到色浆；
制备墨水：将得到的所述色浆与溶剂、炔二醇类表面活性剂、硅烷类表面活性剂和水混合，搅拌均匀，得到混合液，将所述混合液进行离心、过滤后，得到所述抗菌型数码印花直喷墨水。
进一步的，所述研磨机的转速为500-1000rpm，通过研磨将原料细化，使得所述色浆中的固体颗粒的粒径小于10μm；
任选的，所述离心的转速为10000-20000rpm，离心之后弃去沉淀物，取液相进行过滤，优选地，所述过滤采用孔径为1-5μm的过滤材料。
本发明还保护一种数码印花直喷工艺，是通过直喷打印机，将所述抗菌型数码印花直喷墨水，打印到布料上，然后将布料传送到发色机进行烘干发色，发色温度为180-220℃，发色时间为0.5-10min，发色完后得到成品。
本发明还保护一种印花产品，采用所述数码印花直喷工艺制备得到，所述印花产品对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的抑菌率皆≥99％，对白色念珠菌的抑菌率≥90％，防螨效率≥60％，防霉等级为0级以上。
有益效果：
本发明中，通过改进色浆和墨水配方，使得产品具有较好的印花效果；再则，所述抗菌型数码印花直喷墨水适合采用直喷工艺进行印花，其与布料的结合性高，经过印花后的布料成品具有较高的抗菌性能。
进一步的，经过环糊精改性的石墨烯量子点，在墨水中进行直喷后，与布料的结合稳定，即使多次洗涤，抗菌率依然可以保持，从而长久地发挥抗菌效果。
总之，本发明所述抗菌型数码印花直喷墨水具有广阔的运用前景，在衣物、地毯、卫生防护用品等领域可以发挥优异的抗菌性能，且产品安全无毒，绿色环保，符合行业发展需求。
具体实施方式
下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。在下面的实施例中，如未明确说明，“％”均指重量百分比。
以下使用的主要试剂包括：
丙烯酸酯类磺酸钠聚合物为亨斯迈TERSPERSE 2700；苯乙烯丙烯酸类聚合物为巴斯夫Sokalan CP-5；聚氧乙烯醚类分散剂为异构醇聚氧乙烯醚；硅烷类表面活性剂为气体surdynol 960。
实施例1
红色抗菌型数码印花直喷墨水的制备方法，主要步骤如下：
(1)制备色浆：
准备分散桶，将分散桶清洗干净；同时，将研磨机清洗干净，并在研磨机中加入适量的锆珠，锆珠数量根据研磨物料型号及工艺要求来确定。按照表1获得所述重量百分比的原料，将称好的物料桶推到搅拌杆下端中间位置，然后下降搅拌杆，固定好分散桶，启动搅拌机，调节转速在800-1000rpm/min搅拌均匀，通过搅拌均匀化，得到分散液。
实施例1中分散染料为分散红60。
表1色浆用量表(重量百分比)
| 物料名称 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 |
| 分散染料 | 15 | 18 | 20 | 25 |
| 甘油 | 16 | 10 | 14 | 12 |
| 二聚甘油 | 6 | 10 | 6 | 8 |
| 木质素磺酸钠 | 12 | 15 | 8 | 3 |
| 丙烯酸酯类磺酸钠聚合物 | 10 | 16 | 12 | 18 |
| 苯乙烯丙烯酸类聚合物 | 20 | 8 | 16 | 10 |
| 聚氧乙烯醚类分散剂 | 2 | 3.5 | 4 | 2.5 |
| 石墨烯量子点 | 5 | 3.5 | 7 | 6.5 |
| 炔二醇类表面活性剂 | 1.2 | 0.6 | 1 | 2 |
| 水 | 12.8 | 15.4 | 12 | 13 |
| 合计 | 100 | 100 | 100 | 100 |
将分散液进行过滤，除去杂质，然后进行除铁，采用磁吸方式去除分散液中的铁杂质；除完铁后，将分散桶移到研磨机旁，将分散桶出料口与增压泵连接，准备另一干净的物料桶，将过滤架和100目滤袋放置在物料桶上，打开增压泵电源，将分散液泵入100目滤袋中，让其缓慢过滤到物料桶内，收集滤液。
过滤完后启动搅拌机搅拌以防止分散液沉淀；将物料桶出口与研磨机隔膜泵进口连接，进行研磨，调节转速800rpm，同时缓慢调节入机流量，边入机边搅拌，将物料全部打入研磨机研磨一遍，得到色浆。
制备墨水：
取本实施例制备的色浆，按照表2中的用量，同时称取其他墨水配料，将各原料混合，搅拌均匀，得到混合液，将所述混合液进行离心，调节离心机转速为15000rpm/min，调节蠕动泵转速，控制离心出料流量0.6±0.03kg/min。收集离心液，采用3μm的折叠滤芯过滤，控制过滤流量1.5kg/min左右，压力≤0.2Mpa，过滤得到数码印花墨水。
表2墨水用量表(重量百分比)
| 组分 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 |
| 色浆 | 35 | 48 | 52 | 57 |
| 甘油 | 10 | 4 | 5 | 6 |
| 二聚甘油 | 16 | 12 | 9 | 5 |
| 炔二醇类表面活性剂 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| 硅烷类表面活性剂 | 1 | 2.3 | 1.4 | 0.2 |
| 水 | 36 | 31.7 | 30.6 | 29.8 |
| 合计 | 100 | 100 | 100 | 100 |
实施例2
制备蓝色抗菌型数码印花直喷墨水，其中色浆的用量表见表1，配制得到的色浆用于制备墨水，墨水的配料表见表2，色浆和墨水的制备方法同实施例1。
其中，分散染料为分散蓝359。
实施例3
制备黄色抗菌型数码印花直喷墨水，其中色浆的用量表见表1，配制得到的色浆用于制备墨水，墨水的配料表见表2，色浆和墨水的制备方法同实施例1。
其中，分散染料为分散黄54。
实施例4
制备黑色抗菌型数码印花直喷墨水，其中色浆的用量表见表1，配制得到的色浆用于制备墨水，墨水的配料表见表2，色浆和墨水的制备方法同实施例1。
其中，分散染料为由10％分散棕27粉、12％分散蓝360粉和3％分散黄54粉组成，合计占到色浆总重的25％。
实施例5
红色抗菌型数码印花直喷墨水的制备方法，其中色浆的用量同实施例1，其中，石墨烯量子点为经过环糊精改性的石墨烯量子点，用量与实施例1相同。石墨烯量子点的改性方法为：将石墨烯量子点10g、20g水和5gβ-环糊精混合后进行球磨，在500rpm球磨转速下球磨30min，然后分离球磨介质得到浆料，对浆料进行干燥得到经过环糊精改性的石墨烯量子点。
用上述色浆制备墨水，墨水的配料同实施例1。
对比例1
在实施例1的基础上去掉色浆中的石墨烯量子点，用水代替。
对比例2
在实施例1的基础上去掉苯乙烯丙烯酸类聚合物，用水代替。
对比例3
在实施例1的基础上去掉聚氧乙烯醚类分散剂，用水代替。
数码印花试验
分别取实施例和对比例制备的墨水，通过直喷打印机直接将图案打印到布上，将布直接传送到180-220℃发色机进行烘干发色，发色时间0.5-10min，发色完后为成品。
作为对照，采用热转印技术在同样的布料上进行打印测试，方法如下：将制备的墨水装到打印机上，在电脑软件中进行制图并排版，将排版好的图案进行打印机打印，打印机按照排版的图案打印到热转印纸上，进行烘干。烘干后的热转印纸与布料在滚筒中进行压印，以直径60厘米滚筒为例，压印温度为200℃，压印转速12转(时间约为35-45秒)，即得成品。
在上机测试中，实施例1-5、对比例1-2的墨水打印流畅，图案清晰，对比例3中去掉聚氧乙烯醚类分散剂，存在墨水质量不稳定，储存不稳定，打印流畅性不好，容易断线。
抗菌测试
测试方法，将实施例和对比例的墨水印花成品送往检测机构(广州市微生物研究所有限公司)，按照标准进行测试，其中：
(1)、抗菌测试标准：GB/T 20944.3-2008纺织品抗菌性能的评价第三部分：振荡法检测项目：1、大肠杆菌ATCC 25922；2、金黄色葡萄球菌ATCC-6538；3、白色念球菌ATCC-10231
(2)、防螨测试标准：GB/T 24253-2009纺织品防螨性能评价9.1驱避法
(3)、防霉测试标准：GB/T 24346-2009纺织品防霉性能评价
实验菌种：黑曲霉ATCC16404、绳状青霉ATCC10509、球毛壳霉ATCC6205、绿色木霉ATCC 28020；
抗菌测试结果见表1。
表1抗菌测试结果表
将布样进行洗涤，洗涤程序：根据FZ/T73023-2006抗菌针织品附录C.4简化洗涤条件及程序进行50次(10个完整洗涤循环)，洗涤后再次测试抗菌效果，试验结果见表2。
表2抗菌持久性测试结果表
从表2可以看出，经改性后的石墨烯量子点在数码印花过程中在布料上的吸附率高，且墨水与布料的结合稳定性提高，在多次洗涤后能够保持印花的色彩以及优异的抗菌性。而且，苯乙烯丙烯酸类聚合物具有提高抗菌持久性的效果，其原因可能是增强了石墨烯量子点与布料的结合力。
防螨测试结果见表3。
表3防螨测试结果表
注：对照样为不经任何处理的100％纯棉布样，经过高温蒸煮和清洗后作为对照布样；防螨效果评价要求：≥95％具有极强的防螨效果；≥80％具有较强的防螨效果；≥60％具有防螨效果；
防霉测试结果见表4。
表4防霉测试结果表
| 样品 | 长霉程度 | 长霉等级 |
| 实施例1墨水直喷布样 | 放大镜下无明显长霉 | 0级 |
| 实施例5墨水直喷布样 | 放大镜下无明显长霉 | 0级 |
评价标准：
0级 在放大镜下无明显长霉；
1级 霉菌生长稀少或局部生长，在样品表面覆盖面积小于10％；
2级 在样品表面覆盖面积小于30％(10％-30％)；
3级 在样品表面覆盖面积小于60％(30％-60％)；
3级 在样品表面覆盖面积达到或超过60％。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (11)
1.一种抗菌型数码印花直喷墨水，其特征在于：按照重量百分比计包括以下各组分：
色浆30-60%
溶剂10-35%
炔二醇类表面活性剂1-10%
硅烷类表面活性剂0.1-3%
水20-40%；
其中，所述色浆按照重量百分比计包括以下各组分：
分散染料10-30%
溶剂15-40%
木质素类磺酸钠1-20%
丙烯酸酯类磺酸钠聚合物1-25%
苯乙烯丙烯酸类聚合物1-25%
聚氧乙烯醚类分散剂1-8%
石墨烯量子点0.1-10%
炔二醇类表面活性剂0.1-5%
水10-30%；聚氧乙烯醚类分散剂为异构醇聚氧乙烯醚；所述石墨烯量子点为经过环糊精改性的石墨烯量子点，改性方法为：将石墨烯量子点、水和β-环糊精混合后进行球磨，然后分离球磨介质得到浆料，对浆料进行干燥得到经过环糊精改性的石墨烯量子点。
2.根据权利要求1所述抗菌型数码印花直喷墨水，其特征在于：按照重量百分比计由以下各组分组成：
色浆45-57%
溶剂11-26%
炔二醇类表面活性剂2-5%
硅烷类表面活性剂0.2-2.3%
水25-36%。
3.根据权利要求1所述抗菌型数码印花直喷墨水，其特征在于：所述色浆按照重量百分比计由以下各组分：
分散染料15-25%
溶剂20-25%
木质素类磺酸钠3-15%
丙烯酸酯类磺酸钠聚合物10-25%
苯乙烯丙烯酸类聚合物5-20%
聚氧乙烯醚类分散剂2-5%
石墨烯量子点1-3.5%
炔二醇类表面活性剂0.6-2%
水12-20%。
4.根据权利要求1-3任一项所述抗菌型数码印花直喷墨水，其特征在于：所述分散染料为分散红60、分散蓝359、分散蓝360、分散黄54、分散棕27中至少一种；所述溶剂为甘油、二聚甘油混合组成。
5.根据权利要求1-3任一项所述抗菌型数码印花直喷墨水，其特征在于：所述丙烯酸酯类磺酸钠聚合物为亨斯迈TERSPERSE 2700或亨斯迈TERSPERSE 2610；所述苯乙烯丙烯酸类聚合物为巴斯夫Sokalan CP-5或巴斯夫Sokalan CP-9；所述硅烷类表面活性剂为气体surdynol 960或气体surdynol 604。
6.一种权利要求1-5任一项所述抗菌型数码印花直喷墨水的制备方法，其特征在于：包括：
制备色浆：获得所述重量百分比的原料，将色浆的各原料混合，搅拌均匀，得到分散液，将所述分散液进行除杂处理后，送入研磨机进行研磨，得到色浆；
制备墨水：将得到的所述色浆与溶剂、炔二醇类表面活性剂、硅烷类表面活性剂和水混合，搅拌均匀，得到混合液，将所述混合液进行离心、过滤后，得到所述抗菌型数码印花直喷墨水。
7.根据权利要求6所述抗菌型数码印花直喷墨水的制备方法，其特征在于：所述研磨机的转速为500-1000rpm，通过研磨将原料细化，使得所述色浆中的固体颗粒的粒径小于10μm。
8.根据权利要求7所述抗菌型数码印花直喷墨水的制备方法，其特征在于：所述离心的转速为10000-20000rpm，离心之后弃去沉淀物，取液相进行过滤。
9.根据权利要求8所述抗菌型数码印花直喷墨水的制备方法，其特征在于：所述过滤采用孔径为1-5μm的过滤材料。
10.一种数码印花直喷工艺，其特征在于：通过直喷打印机，将权利要求1-5任一项所述抗菌型数码印花直喷墨水，打印到布料上，然后将布料传送到发色机进行烘干发色，发色温度为180-220℃，发色时间为0.5-10min，发色完后得到成品。
11.一种印花产品，采用权利要求10所述数码印花直喷工艺制备得到，其特征在于：所述印花产品对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的抑菌率皆≥99%，对白色念珠菌的抑菌率≥90%，防螨效率≥60%，防霉等级为0级以上。
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