TW201946985A - 用於數位紡織印花墨水的超高白度水性白色色漿及使用其的墨水組成物 - Google Patents

Abstract

本揭露提供一種用於數位紡織印花墨水的超高白度水性白色色漿，包括：40 wt%至70 wt%的二氧化鈦粉末；1 wt%至5 wt%的濕潤劑；2 wt%至12 wt%的分散劑；以及餘量的水。其中，二氧化鈦粉末為金紅石型鈦白粉，濕潤劑為一脂肪酸衍生物，而分散劑為一聚丙烯酸共聚物。此外，本揭露更提供一種使用此超高白度水性白色色漿的墨水組成物。

Description

用於數位紡織印花墨水的超高白度水性白色色漿及使用其的墨水組成物

本揭露提供一種用於數位紡織印花墨水的水性白色色漿及使用其的墨水組成物，尤指一種用於數位紡織印花墨水的超高白度水性白色色漿及使用其的墨水組成物。

目前市面上雖有用於製備數位紡織印花墨水的白色色漿，然而，市售的水性白色色漿大多有白度不足、粒徑不符合使用的缺點。舉例來說，市售白色色漿，如DIC、Dainichiseika Color、Diamond等商品，均有白度不佳且含粒徑過大粒子不符使用的現象。

於目前已知的白色色漿中，其添加小分子的溶劑作為潤濕劑使用。然而，實際測試結果顯示，小分子溶劑無法有效在水性白色色漿中提升分散效果。舉例來說，於WO2012040889中，選用二乙二醇單丁醚 (DEGMBE)、三乙二醇單乙醚 (TEGMBE)等小分子溶劑；但經實際測試結果顯示，並無法有效提升白色色漿中二氧化鈦粉末的分散性。

有鑑於此，目前極需發展一種水性白色色漿，其具有超高白度及穩定分散性及適當粒徑分布，以符合數位紡織印花墨水應用上的需求。

本揭露之主要目的在於提供一種用於數位紡織印花墨水的超高白度水性白色色漿，其具有良好穩定性及超高白度。

本揭露的用於數位紡織印花墨水的超高白度水性白色色漿，包括：40 wt%至70 wt%的二氧化鈦粉末；1 wt%至5 wt%的濕潤劑；2 wt%至12 wt%的分散劑；以及餘量的水。其中，二氧化鈦粉末為金紅石型鈦白粉，濕潤劑為一脂肪酸衍生物，而分散劑為一聚丙烯酸共聚物。

於本揭露的超高白度水性白色色漿中，藉由使用脂肪酸衍生物濕潤劑，可提升二氧化鈦粉末(顏料)在水性載體中提升潤濕性；同時，更搭配使用適當的分散劑，可提升二氧化鈦粉末(顏料)的分散效果，並有效的減少粒徑過大粒子的比例；藉此，可使得所製得的超高白度水性白色色漿具有良好穩定性及提供優越的白度。此外，由於本揭露的超高白度水性白色色漿具有良好的顏料分散性，故可維持二氧化鈦粉末在一定的粒徑範圍；因此，當使用本揭露的超高白度水性白色色漿配製數位紡織印花的墨水組成物時，可使二氧化鈦顆粒不會阻塞數位紡織用的噴頭，且噴印出來的墨水經固色後白色顏料能良好附著於織物(例如，棉布、尼龍布、不織布、麻布、或其他纖維布)上，而不會有白度不佳的問題。

於本揭露的超高白度水性白色色漿中，分散劑可為一陰離子型分散劑、一非離子型分散劑或其混合物；且分子量介於4000~10000之間，分散劑較佳為陰離子型分散劑。當使用陰離子型分散劑時，可使二氧化鈦粉末具有更好的分散效果。於本揭露的一實施例中，作為分散劑的聚丙烯酸共聚物可為一嵌段聚丙烯酸共聚物、一無規聚丙烯酸共聚物或其混合物；且較佳為無規聚丙烯酸共聚物。適用於本揭露超高白度水性白色色漿的分散劑的例子包括，但不限於，Joncryl® HPD 196、Joncryl® 586、DISPERBYK-2015、或EDAPLAN® 480。其中，前述的分散劑可單獨使用或將兩種以上的分散劑混合使用。

於本揭露的超高白度水性白色色漿中，作為濕潤劑的脂肪酸衍生物的分子量可介於500至2000之間。適用於本揭露超高白度水性白色色漿的濕潤劑的例子包括，但不限於，TEGO® Dispers652、EDAPLAN®915、 或METOLAT 390。其中，前述的濕潤劑可單獨使用或將兩種以上的分散劑混合使用。

於本揭露的超高白度水性白色色漿中，濕潤劑的含量可為介於1 wt%至5 wt%之間，且較佳為介於1.5 wt%至3 wt%之間。

於本揭露的超高白度水性白色色漿中，二氧化鈦粉末的D50粒徑是介於200 nm至320 nm之間，而D95粒徑是小於500 nm。較佳為，二氧化鈦粉末的D50粒徑是介於200 nm至300 nm之間，而D95粒徑是小於500 nm。

此外，本揭露的超高白度水性白色色漿其CIE 白度值大於85。

再者，本揭露的超高白度水性白色色漿的製備，是藉由將一包含初始二氧化鈦粉末、濕潤劑、分散劑及水的混合物經研磨製程後所製得。其中，其中研磨製程可為介質研磨、籃式研磨、或高速分散製程，且前述的研磨製程可單獨使用或兩種以上的研磨製程合併使用。此外，配製超高白度水性白色色漿所使用初始二氧化鈦粉末的D50粒徑是大於320 nm之間，而D95粒徑是大於500 nm。再者，初始二氧化鈦粉末為經鋁、有機物表面處理過的市售金紅石型二氧化鈦顏料。

本揭露的超高白度水性白色色漿主要可用於數位紡織印花上。因此，本揭露更提供一種用於數位紡織印花的墨水組成物，包括：15 wt%至20 wt%的前述超高白度水性白色色漿；20 wt%至35 wt%的樹脂；1 wt%至3 wt%的交聯劑；0.1 wt%至0.5 wt%表面活性劑；15 wt%至30 wt%的水溶性有機溶劑；0.1 wt%至0.2 wt%殺菌劑；以及餘量的水。

以下係藉由具體實施例說明本揭露之實施方式，熟習此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地了解本揭露之其他優點與功效。本揭露亦可藉由其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節亦可針對不同觀點與應用，在不悖離本創作之精神下進行各種修飾與變更。

除非文中另有說明，否則說明書及所附申請專利範圍中所使用之單數形式「一」及「該」包括一或複數個體。

除非文中另有說明，否則說明書及所附申請專利範圍中所使用之術語「或」通常包括「及/或」之含義。

於本揭露下述的實施例及比較例中，是依據下表1的配方，將包含初始二氧化鈦粉末、濕潤劑、分散劑及水的混合物，經2小時的介質研磨、籃式研磨或高速分散製程以分散二氧化鈦粉末，可得到實施例及比較例的超高白度水性白色色漿。

粒徑測試

使用粒徑分析儀為Malvern Mastersizer 2000進行粒徑量測。

其中，◎代表D50的粒徑是介於250 nm至290 nm之間，而D95的粒徑是小於450 nm；○代表D50的粒徑是介於290 nm至320 nm之間，而D95的粒徑是介於450nm至500 nm之間；△代表D50的粒徑是介於320 nm至360 nm之間，而D95的粒徑是大於500 nm；而X代表D50的粒徑是大於360 nm，而D95的粒徑是大於600 nm。

白度測試

將所製得的超高白度水性白色色漿以水性聚氨酯分散體(Polyurethane dispersion, PUD)，配製成二氧化鈦粉末含量為10 wt%的白色墨水。將所製得的白色墨水，利用塗佈機(ZEHNTNER ZUA2000濕膜塗佈器及ZEHNTNER ZAA電動塗佈機)，在上有前處液的黑色布樣上進行塗佈刮印；其中，塗佈速度為5 mm/s，塗佈膜厚設定150 µm。接著，將塗佈好的黑色樣布進行165℃、90秒經熱壓機熱壓固色。最後，將經固色且上有白色墨水的黑色樣布進行Datacolor400測色，測色數據為CIE白度值，使用光源為D65；或是進行目視判定。

其中，目視判定評級由1至5，1代表白度最差，數字越大代表白度越佳，而5代表白度最佳。

白度及粒徑測試結果亦列於下表1中。

表1

如表1結果所示，若以比較例1至6的水性白色色漿配製白色墨水，所呈現出之粒徑及/或白度值不佳；反觀以實施例1-3的水性白色色漿配製白色墨水，能展現極佳的粒徑及白度值。特別是，於比較例6中，水性白色色漿使用陰離子型聚丙烯酸共聚物分散劑但不使用濕潤劑，所呈現出的粒徑仍較大；反觀實施例1-3，水性白色色漿同時包括陰離子型聚丙烯酸共聚物分散劑及濕潤劑，在水性系統下增加二氧化鈦顏料表面潤濕性，提升分散性進而得到更佳的粒徑結果。當粒徑分布越小，則用於數位紡織印花的墨水組成物上時，可使墨水中二氧化鈦顆粒不至於阻塞數位紡織用的噴頭。此外，相較於比較例1至5，實施例1-3的水性白色色漿，當使用陰離子型聚丙烯酸共聚物作為分散劑時，經目視判定的白度可提升2至3級以上。

將前述製得的實施例1水性白色色漿與市面上白色色漿，進行二氧化鈦粉末粒徑分析，並配製成白色墨水進行白度分析。結果如下表2所示。

表2

由表2的結果顯示，實施例1的水性白色色漿具有較佳的二氧化鈦粉末粒徑分布且能展現優越的白度。

以下比較不同二氧化鈦含量及濕潤劑含量，對於所得水性白色色漿中二氧化鈦粉末粒徑分布的影響。其中，下表3中，僅列出實施例4及5與實施例1及2不同處，其餘如二氧化鈦的粒徑、分散劑的種類及含量、濕潤劑的種類、殺菌劑的種類及含量均與實施例1及2相同。結果如下表3所示。

表3

以下比較不同濕潤劑，對於所得水性白色色漿中二氧化鈦粉末粒徑分布的影響。其中，下表4中，僅列出實施例6及7與實施例2不同處，其餘如二氧化鈦的粒徑、殺菌劑的種類及含量均與實施例2相同。結果如下表4所示。

表4

由表4結果所示，當使用不同脂肪酸衍生物作為濕潤劑時，所得的水性白色色漿配方，均具有良好穩定性及分散性及粒徑分布。

以下比較不同分散劑，對於所得水性白色色漿中二氧化鈦粉末粒徑分布的影響。其中，下表5中，僅列出比較例7-8及實施例8及9與實施例1不同處，其餘如二氧化鈦的粒徑、殺菌劑的種類及含量均與實施例1相同。結果如下表5所示。

表5

由表5結果所示，當使用不同聚丙烯酸共聚物作為分散劑時，所得的水性白色色漿配方，均具有良好穩定性及分散性及粒徑分布。此外，相較於比較例7及8，當聚丙烯酸共聚物分散劑與脂肪酸衍生物濕潤劑共同使用時，實施例8及9的水性白色色漿具有良好的分散性及粒徑分布。

由前述表1至表4的結果顯示，本揭露所提供的水性白色色漿，選用無規聚丙烯酸共聚物分散劑及脂肪酸衍生物潤濕劑，其中，潤濕劑在水性白色色漿中可提升二氧化鈦表面濕潤性，而可有效提升白色色漿的分散效果，在粒徑上有顯著變小趨勢，另外也有出色的穩定性及提供優越的白度。此外，本揭露所提供的水性白色色漿，更具有優異的儲存安定性，且高穩定分散而無絮凝現象產生。

將前述實施例1所製得的水性白色色漿，依下表6所列的配方，配製成白色墨水。實際利用Epson 4880機台噴印在上有前處理液的黑色棉布，測試結果噴印性良好。

表6

經由AATCC 61 3A水洗牢度及AATCC 8乾/濕摩擦牢度測試後，噴印後的白色圖案可達到4-5級的水洗牢度及4-5級的乾/濕摩擦牢度。

上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本揭露所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。

無。

無。

Claims (10)

1. 一種用於數位紡織印花墨水的超高白度水性白色色漿，包括： 40 wt%至70 wt%的二氧化鈦粉末； 1 wt%至5 wt%的濕潤劑； 2 wt%至12 wt%的分散劑；以及 餘量的水； 其中，該二氧化鈦粉末為金紅石型鈦白粉，該濕潤劑為一脂肪酸衍生物，而該分散劑為一聚丙烯酸共聚物。
2. 如申請專利範圍第1項所述之超高白度水性白色色漿，其中該分散劑為一陰離子型分散劑、一非離子型分散劑或其混合物。
3. 如申請專利範圍第2項所述之超高白度水性白色色漿，其中該分散劑為該陰離子型分散劑。
4. 如申請專利範圍第1項所述之超高白度水性白色色漿，其中該脂肪酸衍生物的分子量介於500至2000之間。
5. 如申請專利範圍第1項所述之超高白度水性白色色漿，其中該聚丙烯酸共聚物為一無規聚丙烯酸共聚物。
6. 如申請專利範圍第1項所述之超高白度水性白色色漿，其中該二氧化鈦粉末的D50粒徑是介於200 nm至320 nm之間，而D95粒徑是小於500 nm。
7. 如申請專利範圍第1項所述之超高白度水性白色色漿，其中該濕潤劑的含量為介於1.5 wt%至3 wt%之間。
8. 如申請專利範圍第1項所述之超高白度水性白色色漿，其中該超高白度水性白色色漿的CIE白度值大於85。
9. 如申請專利範圍第1項所述之超高白度水性白色色漿，其中該超高白度水性白色色漿是藉由將一包含初始二氧化鈦粉末、該濕潤劑、該分散劑及水的混合物經研磨製程後所製得，其中該研磨製程為介質研磨、籃式研磨、高速分散製程、或其組合。
10. 一種用於數位紡織印花的墨水組成物，包括： 15 wt%至20 wt%的如申請專利範圍第1至9項任一項所述之超高白度水性白色色漿； 20 wt%至35 wt%的樹脂； 1 wt%至3 wt%的交聯劑； 0.1 wt%至0.5 wt%表面活性劑； 15 wt%至30 wt%的水溶性有機溶劑； 0.1 wt%至0.2 wt%殺菌劑；以及 餘量的水。