TWI717046B - 用於織物的數位印花製程的可噴塗墨水 - Google Patents

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Abstract

一種用於織物的數位印花製程的可噴塗墨水包括29重量份至30重量份的聚氨酯分散液、18重量份至21重量份的保濕劑、1重量份至2重量份的界面活性劑、以及47重量份至52重量份的溶劑，其中聚氨酯分散液在25℃時的pH值介於5.4至8.0之間，比重介於1.03至1.06之間。

Description

用於織物的數位印花製程的可噴塗墨水
本揭示內容是關於一種可噴塗墨水，且特別是關於一種用於織物的數位印花製程的可噴塗墨水。
傳統紡織印花產業存在高污染、高耗能及高成本的問題，並且，利用傳統技術對織物進行多層次塗佈加工時，容易造成產品的品質不穩定。近年來，數位印花製程興起，改善了上述傳統紡織印花產業的種種問題。數位印花製程是一種非連續相的塗佈方式，噴墨設備的噴頭不會接觸被加工的織物，且具有能夠精準定位、高藥劑使用率、減少廢棄物排放、低製程能耗、有效降低成本及可小批量快速打樣等優點。並且，數位印花製程可透過不同功能性塗層設計、局部塗佈及表裡多層次塗佈，從而拓展被加工織物的應用性，且能夠解決傳統藥劑互相干擾而使塗層機能下降的問題。鑑於上述，需要進一步開發更多可用於數位印花製程的可噴塗墨水。
本揭示內容提供一種用於織物的數位印花製程的可噴塗墨水，其包括29重量份至30重量份的聚氨酯分散液、18重量份至21重量份的保濕劑、1重量份至2重量份的界面活性劑、以及47重量份至52重量份的溶劑，其中聚氨酯分散液在25℃時的pH值介於5.4至8.0之間，比重介於1.03至1.06之間。
在一些實施方式中，聚氨酯分散液為聚氨酯水性分散液。
在一些實施方式中，聚氨酯分散液包括聚酯型聚氨酯、聚醚型聚氨酯、聚酯型聚氨酯與聚醚型聚氨酯的共聚物、聚酯型聚氨酯與聚甲基丙烯酸甲酯的共聚物、聚醚型聚氨酯與聚甲基丙烯酸甲酯的共聚物、或其組合。
在一些實施方式中，聚酯型聚氨酯為脂肪族聚酯型聚氨酯，且聚醚型聚氨酯為脂肪族聚醚型聚氨酯。
在一些實施方式中，聚氨酯分散液的黏度介於700cP至1100cP之間。
在一些實施方式中，保濕劑包括甘油及三甘醇，且甘油的重量及三甘醇的重量的比值介於2至2.5之間。
在一些實施方式中，聚氨酯分散液的聚氨酯固含量介於30wt%至45wt%之間。
在一些實施方式中，聚氨酯分散液包括聚氨酯，聚氨酯的粒徑(D90)介於85nm至350nm之間。
在一些實施方式中，可噴塗墨水的表面張力介於15mN/m至45mN/m之間。
在一些實施方式中，可噴塗墨水的黏度介於3.0cP至6.0cP之間。
參考以下描述和所附申請專利範圍，可更理解本揭示內容的這些和其他特徵、特點和優點。
應該理解的是，前述的一般性描述和下列具體說明僅僅是示例性和解釋性的，並旨在提供所要求的本發明的進一步說明。
在本文中，由「一數值至另一數值」表示的範圍，是一種避免在說明書中一一列舉該範圍中的所有數值的概要性表示方式。因此，某一特定數值範圍的記載，涵蓋該數值範圍內的任意數值以及由該數值範圍內的任意數值界定出的較小數值範圍，如同在說明書中明文寫出該任意數值和該較小數值範圍一樣。
本文使用的「約」、「近似」、「本質上」、或「實質上」包括所述值和在本領域普通技術人員確定的特定值的可接受的偏差範圍內的平均值，考慮到所討論的測量和與測量相關的誤差的特定數量(即，測量系統的限制)。例如，「約」可以表示在所述值的一個或多個標準偏差內，或例如±30%、±20%、±15%、±10%、±5%內。再者，本文使用的「約」、「近似」、「本質上」、或「實質上」可 依量測性質、塗佈性質或其它性質，來選擇較可接受的偏差範圍或標準偏差，而可不用一個標準偏差適用全部性質。
本揭示內容提供一種可噴塗墨水，其可藉由數位印花製程噴塗在織物上，以使得織物具有吸水性。本揭示內容的可噴塗墨水包括29重量份至30重量份的聚氨酯分散液、18重量份至21重量份的保濕劑、1重量份至2重量份的界面活性劑、以及47重量份至52重量份的溶劑。聚氨酯分散液在25℃時的pH值介於5.4至8.0之間，且比重介於1.03至1.06之間。在一實施方式中，上述pH值例如是5.5、6.0、6.5、7.0或7.5，且上述比重例如是1.04或1.05。
在一些實施方式中，可噴塗墨水的表面張力介於15mN/m至45mN/m之間，且表面張力可例如是20、25、30、35或40mN/m。在一些實施方式中，可噴塗墨水的黏度介於3.0cP至6.0cP之間(利用Brookfield DV2T黏度計量測)，且黏度例如是4或5cP。當可噴塗墨水的表面張力或黏度在前述範圍時，可噴塗墨水具有良好噴墨性，可順暢地被噴墨設備噴出，且不易使噴口發生阻塞。在一些實施方式中，可噴塗墨水的pH值在介於5至7的範圍內，且pH值例如是5.5、6或6.5。當可噴塗墨水的pH值在前述範圍內時，可噴塗墨水可視為酸鹼中性，故不會對噴墨設備造成腐蝕，從而可延長噴墨設備的使用壽命。
在一些實施方式中，聚氨酯分散液為聚氨酯水性分散液。在一些實施方式中，聚氨酯分散液包括聚酯型聚氨酯、聚醚型聚氨酯、聚酯型聚氨酯與聚醚型聚氨酯的共聚 物、聚酯型聚氨酯與聚甲基丙烯酸甲酯的共聚物、聚醚型聚氨酯與聚甲基丙烯酸甲酯的共聚物、或其組合。在一些實施方式中，聚酯型聚氨酯為脂肪族聚酯型聚氨酯，且聚醚型聚氨酯為脂肪族聚醚型聚氨酯。
在一些實施方式中，聚氨酯分散液的聚氨酯固含量介於30wt%至45wt%之間，且聚氨酯固含量例如是32、34、36、38、40、42或44wt%。在一些實施方式中，聚氨酯分散液的黏度介於700cP至1100cP之間，且黏度例如是800、900或1000cP。當聚氨酯分散液的聚氨酯固含量或黏度在前述範圍時，可噴塗墨水具有良好噴墨性，可順暢地被噴墨設備噴出，且不易使噴口發生阻塞。
在一些實施方式中，聚氨酯分散液包括聚氨酯，且聚氨酯的粒徑(D90)介於85nm至350nm之間。粒徑例如是100、150、200、250或300nm。當聚氨酯的粒徑在前述範圍時，可噴塗墨水具有良好噴墨性，可順暢地被噴墨設備噴出，且不易使噴口發生阻塞。此外，當聚氨酯的粒徑在前述範圍時，可噴塗墨水具有良好的溶液分散性及安定性，可長期保存在容器中。
在一些實施方式中，保濕劑包括甘油、三甘醇、或其組合。在一些實施方式中，保濕劑包括甘油及三甘醇，且甘油的重量及三甘醇的重量的比值介於2至2.5之間。當甘油的重量及三甘醇的重量的比值在前述範圍時，可噴塗墨水具有較佳的安定性且不易老化熟成。舉例來說，本揭示內容的可噴塗墨水可常溫保存達4個月。
在一些實施方式中，界面活性劑包括2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇乙氧基化合物、聚醚改性有機矽氧烷、或其組合。可噴塗墨水的表面張力可藉由界面活性劑來調整。
在一些實施方式中，溶劑包括去離子水。
在一些實施方式中，可噴塗墨水更包括分散劑、增稠劑、酸鹼值調整劑、抑菌劑、或其組合，從而調整可噴塗墨水的適用性。
本揭示內容的可噴塗墨水可藉由數位印花製程噴塗在織物上，使織物具有吸收及傳導水分的特性，並同時具有透氣功能。數位印花製程比傳統的塗佈方式更為彈性，可藉由調整噴塗量，以輕易調整織物的吸水性。經噴塗的織物可用於製作透溼防水型產品，例如風衣、夾克等。整理廠、塗佈廠、表面加工業者可利用本揭示內容的可噴塗墨水進行紡織物噴墨塗佈、噴墨整理、精密塗佈、表面改質、及表/裡差異化處理等。
下文將參照實驗例1至實驗例5，更具體地描述本發明的特徵。雖然描述了以下實施例，但是在不逾越本發明範疇之情況下，可適當地改變所用材料、其量及比率、處理細節以及處理流程等等。因此，不應由下文所述之實施例對本發明作出限制性地解釋。
在以下實驗例中，選用聚氨酯分散液1及聚氨酯分散液2調配可噴塗墨水。
聚氨酯分散液1：在25℃時的pH值為5.4，比重為1.03。
聚氨酯分散液2：在25℃時的pH值為8.0，比重為1.06。
實驗例1：評估聚氨酯分散液是否適於調配墨水
將聚氨酯分散液1(以下簡稱分散液1)及聚氨酯分散液2(以下簡稱分散液2)分別與甘油及去離子水混合後，將混合液滴於培養皿上，經過一段時間乾燥後，觀察混合液的成膜情形，以評估分散液1及2是否適於調配墨水。各實施例配方及成膜測試結果如以下表一所列。O代表未出現成膜現象。△代表出現成膜現象，但混合液未完全反應。
Figure 108135945-A0101-12-0007-1
由表一可知，實施例3及實施例6的配方保濕性較佳，較適於配製墨水，因此在後續實驗例中，將以此二實施例為基礎，進行墨水配製。
實驗例2：調配可噴塗墨水並進行評估
以分散液1調配實施例7~12的可噴塗撥水型墨水，以分散液2調配實施例13~18的可噴塗撥水型墨水，墨水的成分如以下表二所列，墨水的各種性質如以下表三所列。在表三中，界面活性劑BYK-348(以下簡稱348’)、界面活性劑Surfynol-465(以下簡稱465’)及界面活性劑Surfynol-485(以下簡稱485’)購自美國空氣產品(Air Products)公司。
Figure 108135945-A0101-12-0008-2
Figure 108135945-A0101-12-0009-3
Figure 108135945-A0101-12-0009-4
Figure 108135945-A0101-12-0010-5
由表二及表三可知，上述實施例7~18的可噴塗墨水的各項墨水參數，亦即，表面張力、黏度、密度及pH值都落於適合噴塗的區間。
實驗例3：加速老化實驗
對實施例10及實施例16可噴塗墨水進行加速老化實驗，在50℃下保存可噴塗墨水7天，以測量實驗前後的表面張力、黏度及墨水所含成分(聚氨酯、保濕劑及界面活性劑)的粒徑(D90)的變化，其測量結果請參照以下表四。
Figure 108135945-A0101-12-0010-6
Figure 108135945-A0101-12-0011-7
由以上表四可知，實施例10及實施例16的可噴塗墨水經加速老化實驗後，表面張力、黏度及墨水所含成分的粒徑(D90)的變化不大，墨水仍適於噴塗。由此可知，本實驗例的墨水具有良好安定性，不易老化熟成。
實驗例4：織物吸水性評估
配製實施例19及20的可噴塗墨水，墨水成分如以下表五所列，其中溶劑為去離子水。利用Epson L310印表機，將上述實施例10、19及20的可噴塗墨水噴塗於高密度織物的聚酯基布(基重：43.8gsm，纖維規格：20d/24f，經紗密度：226根/英吋，緯紗密度180根/英吋)的表面上，以製成吸水織物，再測試其吸水效果。實施例21~23的吸水織物的噴塗方式及評估方式請參照以下表六。噴塗量是在100℃下乾燥後進行測試。吸水速率的測試方法是AATCC79標準方法。
Figure 108135945-A0101-12-0011-8
Figure 108135945-A0101-12-0012-9
由表六可知，可透過噴塗方式及噴塗量來調整吸水織物的吸水效果。本實驗例的可噴塗墨水可使織物具良好吸水性。
實驗例5：織物耐水壓性質評估
利用Epson L310印表機，將可噴塗墨水噴塗於聚酯基布的一面上，並對聚酯基布的另一面進行潑水加工處理，製成具耐水壓性質的織物。測試織物的耐水壓效果，耐水壓效果的測試方法是JIS L1092標準方法，測試結果請參照以下表七。可噴塗墨水的噴塗方式請參照以下表七，噴塗量是在100℃下乾燥後進行測試。潑水加工處理的步驟如下：利用網版印刷，將含有1重量份的合成糊、5重量份的氟素撥水劑及94重量份的去離子水的潑水處理溶液塗佈在 聚酯基布上，在130℃下乾燥3分鐘(測得塗佈量為2.5~3gsm)，在130℃下固化2分鐘，藉由水洗去除合成糊，在160℃下乾燥3分鐘。
Figure 108135945-A0101-12-0013-10
由表七可知，聚酯基布的兩面分別經本實驗例的可噴塗墨水及潑水處理溶液處理後，可具備耐水壓性質。織物的兩面可具有不同性質，一面具有吸水性，另一面則具有潑水性，此織物具備廣泛應用性，可用於製作例如風衣、雨衣等服飾。本案的可噴塗墨水可用於數位印花製程，故製造者能夠輕易形成兩面具不同性質的織物，可解決傳統上表裡異機能織物品質不穩定的問題。
儘管已經參考某些實施方式相當詳細地描述了本發明，但是亦可能有其他實施方式。因此，所附申請專利範圍的精神和範圍不應限於此處包含的實施方式的描述。
對於所屬技術領域人員來說，顯而易見的是，在不脫離本發明的範圍或精神的情況下，可以對本發明的結構進行各種修改和變化。鑑於前述內容，本發明意圖涵蓋落入所附權利要求範圍內的本發明的修改和變化。

Claims (7)

  1. 一種可噴塗墨水，用於織物的數位印花製程，包括：29重量份至30重量份的聚氨酯分散液，所述聚氨酯分散液包括聚酯型聚氨酯、聚醚型聚氨酯、聚酯型聚氨酯與聚醚型聚氨酯的共聚物、聚酯型聚氨酯與聚甲基丙烯酸甲酯的共聚物、聚醚型聚氨酯與聚甲基丙烯酸甲酯的共聚物、或其組合；18重量份至21重量份的保濕劑，所述保濕劑包括甘油及三甘醇，且所述甘油的重量及所述三甘醇的重量的比值介於2至2.5之間；1重量份至2重量份的界面活性劑，所述界面活性劑包括2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇乙氧基化合物；以及47重量份至52重量份的溶劑，所述溶劑包括去離子水，其中所述聚氨酯分散液在25℃時的pH值介於5.4至8.0之間，比重介於1.03至1.06之間，且所述可噴塗墨水的黏度介於3.0cP至6.0cP之間。
  2. 如請求項1所述的可噴塗墨水，其中所述聚氨酯分散液為聚氨酯水性分散液。
  3. 如請求項1所述的可噴塗墨水，其中所述聚酯型聚氨酯為脂肪族聚酯型聚氨酯，且所述聚醚型 聚氨酯為脂肪族聚醚型聚氨酯。
  4. 如請求項1所述的可噴塗墨水，其中所述聚氨酯分散液的黏度介於700cP至1100cP之間。
  5. 如請求項1所述的可噴塗墨水，其中所述聚氨酯分散液的聚氨酯固含量介於30wt%至45wt%之間。
  6. 如請求項1所述的可噴塗墨水，其中所述聚氨酯分散液包括聚氨酯，所述聚氨酯的粒徑(D90)介於85nm至350nm之間。
  7. 如請求項1所述的可噴塗墨水，其中所述可噴塗墨水的表面張力介於15mN/m至45mN/m之間。
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