TW201912731A - 水性顏料墨水組成物 - Google Patents

Abstract

本發明的水性顏料墨水組成物包括：15 wt%至30 wt%的水性顏料分散液、10 wt%至50 wt%的甘油、0.5 wt%至1 wt%的界面活性劑、大於0 wt%且小於0.1 wt%的抗菌劑、大於0 wt%且小於0.1 wt%的消泡劑、10 wt%至20 wt%的黏著劑及水。本發明的水性顏料墨水組成物具有適當的物理性質，如平均粒徑、黏度、表面張力和酸鹼值，可適用於數碼印花機且具有較佳的操作效果，使形成的印花具有較佳的品質；並且，當噴墨於織物上後具有較佳的色牢度，即使在光照、浸泡、皂洗或摩擦後，墨料不會明顯自織物上脫落，而可使水性顏料墨水組成物形成的印花具有較佳的品質。

Description

水性顏料墨水組成物

本發明是關於一種水性顏料墨水組成物，尤指一種用於織物的水性顏料墨水組成物。

傳統的印花工藝需先製作網版，再於網版上塗布墨料，並藉由網版將圖案花紋轉印於織物上以完成印花，但由於單一網版只可轉印一種圖案導致製程成本高，且色料的使用量較大而容易對環境造成汙染。

因此，相關領域中發展出數碼印花(digital textile printing，DTP)，以電腦軟體製作數碼圖案以取代網版的製作，再以噴墨的方式於織物上形成對應於數碼影像的圖案花紋，另由於數碼影像具有製作方便且容易修改的特性，使數碼印花具有很大的使用彈性，而因此被廣泛使用。

就印花色彩形成的方式而言，數碼印花是將不同顏色的墨料噴塗至同一位置，使多個單色墨料混合形成所需的顏色，因此，對數碼印花而言，墨料的附著度是評量其價值的重要因素。為了避免墨料自織物上脫落，墨料需具備良好的色牢度、物化穩定性、耐熱性和耐候性等等性質，以防止墨料形成的印花在織物上於浸泡、皂洗、烘乾或光照時自織物上脫落，影響其品質。

有鑒於上述問題，本發明的目的為提供一種水性顏料墨水組成物，其印刷於織物上能具有較佳的附著度。

為達上述目的，本發明的水性顏料墨水組成物包括：15重量百分比(wt%)至30 wt%的水性顏料分散液、10 wt%至50 wt%的甘油、0.5 wt%至1 wt%的界面活性劑、大於0 wt%且小於0.1 wt%的抗菌劑、大於0 wt%且小於0.1 wt%的消泡劑以及10 wt%至20 wt%的黏著劑，其餘成分為水。

藉由上述技術手段，使用本發明的水性顏料墨水組成物形成的印花具有良好的色牢度(colorfastness)，即顏料於織物上具有良好的附著度，可防止顏料自織物上脫落；即使在織物進行浸泡、皂洗、烘乾或光照的過程中，水性顏料墨水組成物形成的印花仍不會自織物上脫落，也不會導致明顯的褪色。具體而言，相較於現有的水性顏料墨水組成物，本發明水性顏料墨水組成物製成的印花具有良好的耐日光色牢度(colorfastness to light)、耐水色牢度(colorfastness to water)、耐皂洗色牢度(colorfastness to laundering)以及耐摩擦色牢度(colorfastness to crocking)。

具體而言，本發明的水性顏料墨水組成物適用於棉質纖維、麻質纖維、絲質纖維、獸毛纖維、聚醯胺纖維、聚酯纖維、聚丙烯睛纖維以及上述至少二者纖維混紡製成的織物；其中，聚醯胺纖維例如耐綸(nylon)、聚酯纖維例如達克龍(dacron)、聚丙烯睛纖維例如奧龍(orion)。

較佳的，該水性顏料墨水組成物的平均粒徑為50奈米至150奈米。不僅可使該水性顏料墨水組成物具有較佳的分散性，並且可防止噴塗時水性顏料墨水組成物中的顏料堵塞於噴頭內，而影響噴墨品質。

較佳的，該水性顏料墨水組成物的表面張力為30達因/公分(dyne/cm)至40 dyne/cm。

較佳的，該水性顏料墨水組成物的黏度為2毫帕・秒(mPa・s)至15 mPa・s。

較佳的，該水性顏料墨水組成物的酸鹼值為8至10。

藉由控制水性顏料墨水組成物的平均粒徑、表面張力、黏度和酸鹼值，可使水性顏料墨水組成物適用於數碼印刷機的噴頭，尤指Ricoh Gen 5噴頭，不僅可增進顏料附著於織物上的位置精確度，且可使墨水於接觸織物後快速濕潤織物，達到染色的效果，並可減少墨水的使用量避免浪費及對環境造成汙染。

本發明使用的水性顏料分散液可包括顏料黑7(pigment black 7，CAS 98615-67-9)、顏料黃155(pigment yellow 155，CAS 68516-73-4)、顏料藍15:4(pigment blue 15:4，CAS 147-14-8)、顏料紅122(pigment red 122，CAS 980-26-7)、顏料紅254(pigment red 254，CAS 84632-65-5)、顏料橘73(pigment orange 73，CAS 84632-59-7)、顏料綠7(pigment green 7，CAS 1328-53-6)和顏料紫23(pigment violet 23，CAS 6358-30-1)。

本發明使用的界面活性劑可以是乙炔界面活性劑(acetylenic surfactants)、含氟界面活性劑(fluoro surfactants)或矽界面活性劑(silicon surfactants)。

本發明使用的抗菌劑可以是1,2-苯並異噻唑-3-酮(1,2-benzisothiazol-3-one)或2,6-二甲基-1,3-二惡烷-4-醇乙酸酯(2,6-dimethyl-1,3-dioxan-4-yl acetate)。

本發明使用的消泡劑可以是有機矽氧類(organosiloxane)、聚醚類消泡劑或乙炔類消泡劑。

本發明使用的黏著劑可以是水性黏著劑可以是聚氨酯黏著劑(polyurethane binder)、丙烯酸黏著劑(acrylic binder)或聚酯黏著劑(polyester binder)。

實施例 1 ：洋紅色水性顏料墨水組成物

配製洋紅色水性顏料墨水組成物，其包括30 wt%的顏料紅122分散液(15 wt%的顏料紅122分散於水中)、15 wt%的甘油、10 wt%的聚氨酯(polyurethane resin，作為黏著劑)(購自LIDYE CHMICAL)、0.08 wt%的1,2-苯並異噻唑-3-酮(作為抗菌劑)(購自FOXIDE)、0.02 wt%的有機矽氧(作為消泡劑)(購自MÜNZING)和1 wt%的乙炔界面活性劑(購自NISSIN CHEMICAL)，其餘成分為水。

實施例 2 ：青色水性顏料墨水組成物

配製青色水性顏料墨水組成物，其包括25 wt%的顏料藍15:4分散液(20 wt%的顏料藍15:4分散於水中)、43.9 wt%的甘油、10 wt%的聚氨酯黏著劑、0.08 wt%的1,2-苯並異噻唑-3-酮、0.02 wt%的有機矽氧和1 wt%的乙炔界面活性劑，其餘成分為水。

實施例 3 ：黃色水性顏料墨水組成物

配製黃色水性顏料墨水組成物，其包括30 wt%的顏料黃155分散液(20 wt%的顏料黃155分散於水中)、43.9 wt%的甘油、10 wt%的丙烯酸高分子膠體分散液(作為黏著劑)(購自LUBRIZOL)、0.08 wt%的1,2-苯並異噻唑-3-酮、0.02 wt%的有機矽氧和1 wt%的乙炔界面活性劑，其餘成分為水。

實施例 4 ：黑色水性顏料墨水組成物

配製黑色水性顏料墨水組成物，其包括30 wt%的顏料黑7分散液(20 wt%的顏料黑7分散於水中)、15 wt%的甘油、10 wt%的丙烯酸高分子膠體分散液、0.08 wt%的1,2-苯並異噻唑-3-酮、0.02 wt%的有機矽氧和1 wt%的乙炔界面活性劑，其餘成分為水。

試驗例 1 ： 水性顏料墨水組成物的特性測試

本試驗例分別對實施例1至4中使用的水性顏料墨水組成物進行特性測試，以黏度計(廠商：Brookfied、型號：LVDV-I+)於25°C、轉速60 rpm的條件下測量水性顏料墨水組成物的黏度；以表面張力儀(Du Noüy tensionmeter)於20°C至25°C下測量水性顏料墨水組成物的表面張力；以酸鹼度計(型號：MP-6100)測量水性顏料墨水組成物的酸鹼值；並以粒徑分析儀(型號：Malvern Nano-ZS90)將水性顏料墨水組成物稀釋至100 ppm並測量其平均粒徑，詳細結果如表1所示。 表1：實施例1至4中水性顏料墨水組成物的黏度、表面張力、酸鹼值和平均粒徑。

根據上述結果，本發明另控制水性顏料墨水組成物的黏度為2 cps至15 cps、表面張力為30 g/s² 至40 g/s² 、酸鹼值為8至10以及平均粒徑為50奈米至150奈米時，可使本發明的水性顏料墨水組成物適用於數碼印刷機的噴頭。

水性顏料墨水組成物在經過噴頭後，墨水的尾部會短暫拖曳於噴頭的噴孔上，接著，墨水的尾部會斷開噴孔並向墨水的頭部集結，最後撞擊於織物上，故本發明藉由控制水性顏料墨水組成物的黏度和表面張力，可減少墨水離開噴頭後產生的水平位移，因此增進噴墨的精確度。

另外，當墨水撞擊於織物上後，需使墨水附著於織物上，但在實際操作上，墨水與織物的接觸時間非常短，為了使墨水可以快速濕潤織物，需控制墨水的黏度和表面張力，以便使墨水有效的附著於織物上，減少墨水的使用量避免浪費。

就平均粒徑而言，適當的粒徑範圍可使該水性顏料墨水組成物具有較佳的分散性，並且可防止噴塗時數水性顏料墨水組成物堵塞於噴頭內，而影響噴墨品質。

實施例 5 至 8 ：製備形成有印花的織物

首先，齊備一織物，該織物為CVC(chief value of cotton)面料(包括60%的聚酯纖維和40%的棉纖維混紡而成)，並將該織物浸於一前處理液，使壓吸率(pick-up)為80%至100%，壓吸率的計算方式=(壓吸後織物之重量-壓吸前織物之重量/壓吸前織物之重量)×100%)，以增進織物的顯色水洗牢度，並獲得一經處理的織物；該前處理液是一包括大於0 wt%小於1 wt%混合而成的的氯化鈣和0.1 wt%至1 wt%的表面助劑(購自BYK公司，產品名：BYK-333)的水溶液。

接著，將該織物於80°C下烘乾，烘乾溫度不可高於100°C，再分別將實施例1至4的水性顏料墨水組成物以數碼印花機噴印於各織物上形成印花，實驗中使用的噴頭為Ricoh Gen 5噴頭。

在印花形成後，將具有印花的織物置於60°C至80°C下烘乾，至水性顏料墨水組成物不會於織物上發生回汙的現象；最後，再使具有印花的織物置於150°C的溫度下5分鐘，以達到固色的效果，而可製得具有良好色牢度印花的織物。

於此，實施例5至8中形成有印花的織物係分別採用實施例1至4之水性顏料墨水組成物所印花而得。

試驗例 2 ： 織物的色牢度測試

為證實本發明的水性顏料墨水組成物具有良好的色牢度，本試驗例分別針對實施例5至8中形成有印花的織物進行色牢度的測試，具體而言，本試驗例是根據美國紡織化學師與印染師協會(American Association of Textile Chemists and Colorists，AATCC)訂定的16E OP3標準方法(AATCC 16E OP3)進行耐日光色牢度測試、根據AATCC訂定的107標準方法(AATCC 107)進行耐水色牢度測試、根據AATCC訂定的61 2A標準方法(AATCC 61 2A)進行耐皂洗色牢度測試以及根據AATCC訂定的8標準方法(AATCC 8)進行耐摩擦色牢度測試，標準測試中將結果分為五個等級，就業界的評比標準來說，評比等級數值越高代表特性越好，評比等級3.5以上即為合格、大於4.5代表效果良好，本發明各實施例的測試結果列於表2。 表2：實施例5至8中織物的耐日光色牢度、耐水色牢度、耐皂洗色牢度以及耐摩擦色牢度測試結果。

根據表2的內容可得知，本發明的水性顏料墨水組成物在耐日光色牢度、耐水色牢度、耐皂洗色牢度和耐乾摩擦色牢度上皆獲得4.5的評比等級，代表其效果優於業界的一般使用的墨水，且標準測試後僅有些微的褪色；另外，就耐濕摩擦色牢度而言，本發明的水性顏料墨水組成物皆獲得了3.5的評比等級，代表其效果符合業界的標準，具有一定防止顏料脫落的效果。

綜合上述，本發明的水性顏料墨水組成物可適用於數碼印花機，其具有均勻分散的顏料不易聚集結塊，可避免顏料堵塞於噴頭，而具有較佳的噴墨品質；且水性顏料墨水組成物另具有適當的黏度、表面張力和酸鹼值，不僅可增進噴墨的精確度，更可使墨水於短時間內濕潤織物，使顏料附著於織物上，減少墨水的用量；並且，當噴塗至織物上形成印花後，該印花具有良好的耐日光色牢度、耐水色牢度、耐皂洗色牢度和耐乾摩擦色牢度，並具有合格的耐濕摩擦色牢度，即本發明的水性顏料墨水組成物與織物間具有良好的附著度，顏料較不易自織物上脫落，因此，可使形成的印花具有較佳的品質，且適用於各種織物材質。

無。

無。

無。

Claims (9)

1. 一種水性顏料墨水組成物，其包括： 15重量百分比至30重量百分比的水性顏料分散液； 10重量百分比至50重量百分比的甘油； 0.5重量百分比至1重量百分比的界面活性劑； 大於0重量百分比且小於0.1重量百分比的抗菌劑； 大於0重量百分比且小於0.1重量百分比的消泡劑； 10重量百分比至20重量百分比的黏著劑； 其餘為水。
2. 如請求項1所述之水性顏料墨水組成物，其中該黏著劑為聚氨酯黏著劑、丙烯酸黏著劑或聚酯黏著劑。
3. 如請求項1所述之水性顏料墨水組成物，其中該界面活性劑為乙炔界面活性劑、含氟界面活性劑或矽界面活性劑。
4. 如請求項1所述之水性顏料墨水組成物，其中該抗菌劑為1,2-苯並異噻唑-3-酮或2,6-二甲基-1,3-二惡烷-4-醇乙酸酯。
5. 如請求項1所述之水性顏料墨水組成物，其中該消泡劑為有機矽氧、聚醚類消泡劑或乙炔類消泡劑。
6. 如請求項1至5中任一項所述之水性顏料墨水組成物，其中該水性顏料墨水組成物的平均粒徑為50奈米至150奈米。
7. 如請求項1至5中任一項所述之水性顏料墨水組成物，其中該水性顏料墨水組成物的表面張力為30達因/公分至40達因/公分。
8. 如請求項1至5中任一項所述之水性顏料墨水組成物，其中該水性顏料墨水組成物的黏度為2 毫帕・秒至15毫帕・秒。
9. 如請求項1至5中任一項所述之水性顏料墨水組成物，其中該水性顏料墨水組成物的酸鹼值為8至10。