一種高溫直噴分散墨水及其製備方法與流程
2023-11-09 19:55:32
本發明屬於紡織染料領域，具體地，涉及一種高溫直噴分散墨水及其製備方法。
背景技術：
我國是傳統紡織印染大國，然而傳統的印花方式，每年產生的大量印染廢水是我國水汙染的重要源頭之一，這種以資源換經濟的粗放式經濟，嚴重阻礙了我國的可持續發展。
目前，市場上廣泛使用的熱轉印數碼印花技術，主要存在以下幾個缺陷：(1)熱轉印印花需要耗費大量的熱轉印印花專用紙，而造紙工藝及廢紙的重回收利用，都要耗費大量的水資源，造成了二次汙染，對我國的綠色生產、環境保護，提出了嚴峻的挑戰；(2)熱轉印印花由於採用中低溫的分散染料，其成品在長期存放過程中，會出現一定的暈墨現象；(3)熱轉印印花在其長途運輸中，由於長期處於較高的環境室溫中，會出現一定的相互滲色現象，布料或成衣之間容易沾色，使布料或成衣成為次品，耐熱穩定性差，耐升華牢度差。
與熱轉印印花技術相對應的高溫直噴數碼印花技術，具有以下優點：(1)用水量少：整個印花過程中，幾乎不需要水，僅僅上漿需要微量的水量；(2)數碼列印過程和高溫固色中，不僅不需要水，也不需要調色漿，也無印染廢液，真正徹底擺脫了傳統印花的高能耗、高汙染、高排放和低效益的三高一低的困境；(3)高溫數碼印花中不需要使用紙張，不會產生二次汙染；(4)印花成品的耐熱升華牢度、耐摩擦牢度和耐熱牢度均有大幅度的提高；(5)印花產品品質具有穩定性、持久性。
星光1024噴頭是spectra公司生產的一種採用不鏽鋼結構的、超長壽命的工業級噴頭，油墨具有一定的腐蝕性，而spectra噴頭的鋼結構，大大提高了噴頭對油墨的耐腐蝕能力，噴頭有1024個噴孔，是普通噴頭的4倍，適合快速輸出，適用性廣，廣泛應用於廣告、紡織、瓷磚、印刷等行業的可變數據噴印行業。
傳統印花汙染大、能耗高、佔地面積大、人工消耗多，數碼印花以其更加綠色環保的印花方式替代傳統印花成為必然趨勢，同時熱轉印數碼印花也存在很大的缺陷，轉移印花的紙張生產汙染極大，印花色牢度差，新的工業級數碼直噴印花工藝必將漸漸的取而代之。在要求高速度、高效率的數碼印花機中，星光1024噴頭正在得到廣泛的使用，市場也迫切需要適用於工業級數碼紡織印花機的墨水，尤其需要針對新型的星光1024噴頭的數碼印花機使用的墨水。但是，目前國內市場上並無用於星光1024噴頭的數碼印花機的高溫直噴分散墨水，國外市場上雖然存在高溫直噴分散墨水，但是因其採用包覆技術，助劑製備要求極高，製備工藝較為複雜，成本居高不下。目前市場上亟需一種成本低、製備工藝簡單的高溫直噴分散墨水。
技術實現要素：
本發明實際解決的技術問題是克服現有技術中的高溫直噴分散墨水的製備過程中採用包覆技術，助劑製備要求極高，製備工藝較為複雜，成本居高不下的缺陷，提供了一種高溫直噴分散墨水及其製備方法。本發明的高溫直噴分散墨水，綜合性能較好，不僅具有較高的耐曬牢度、耐水洗、耐酸鹼性和耐升華牢度，而且製備過程簡便，成本較低，無需熱轉印紙進行轉印，可大大降低生產成本，也不會產生二次汙染；只有在上漿工藝中，需要微量的水，具有綠色環保生產的特性；可應用於工業數碼印花機，印花工藝簡單、快速，可高效生產。
本發明是通過以下技術方案來解決上述技術問題的。
本發明第一方面提供了一種高溫直噴分散墨水，所述高溫直噴分散墨水的原料包括下述質量份數的組分：高溫分散染料10～60份，有機溶劑10～60份，水10～70份，表面活性劑0.5～5份，殺菌劑0.1～0.5份，ph調節劑0.1～2份和柔軟劑0.1-10份。
較佳地，所述高溫直噴分散墨水的原料由下述質量份數的組分組成：
高溫分散染料10～60份，有機溶劑10～60份，水10～70份，表面活性劑0.5～5份，殺菌劑0.1～0.5份，ph調節劑0.1～2份和柔軟劑0.1-10份。
本發明中，所述高溫分散染料可為本領域常規，較佳地為藍色墨水的高溫分散藍染料、紅色墨水的高溫分散紅染料、綠色墨水的高溫分散綠染料、橙色墨水的高溫分散橙染料、黃色墨水的高溫分散黃染料或黑色墨水的高溫分散黑染料。所述高溫分散染料的用量較佳地為20～50份。
其中，所述藍色墨水的高溫分散藍染料可為本領域常規，較佳地為高溫分散藍染料60、高溫分散藍染料73、高溫分散藍染料79、高溫分散藍染料87、高溫分散藍染料115、高溫分散藍染料165和高溫分散藍染料183中的一種或多種，更佳地為高溫分散藍染料87。
其中，所述紅色墨水的高溫分散紅染料可為本領域常規，較佳地為高溫分散紅染料33、高溫分散紅染料54、高溫分散紅染料74、高溫分散紅染料92、高溫分散紅染料152、高溫分散紅染料153、高溫分散紅染料167、高溫分散紅染料177和高溫分散紅染料179中的一種或多種，更佳地為高溫分散紅染料92和/或高溫分散紅染料167。
其中，所述綠色墨水的高溫分散綠染料可為本領域常規，較佳地為高溫分散綠染料19。
其中，所述橙色墨水的高溫分散橙染料可為本領域常規，較佳地為高溫分散橙染料2、高溫分散橙染料5和/或高溫分散橙染料13。
其中，所述黃色墨水的高溫分散黃染料可為本領域常規，較佳地為高溫分散黃染料30、高溫分散黃染料44、高溫分散黃染料73、高溫分散黃染料114、高溫分散黃染料134和高溫分散黃染料163中的一種或多種，更佳地為高溫分散黃染料114。
其中，所述黑色墨水的高溫分散染料可為本領域常規，一般為本領域常規的高溫分散黑染料。
本發明中，所述有機溶劑可為本領域常規的有機溶劑，較佳地為丙二醇、乙二醇、二甘醇、三甘醇、四甘醇、聚丙二醇、丙三醇、聚乙二醇、二乙二醇甲醚和二乙二醇丁醚中的一種或多種，更佳地為丙三醇和/或聚乙二醇。
本發明中，所述有機溶劑的用量較佳地為15-50份，更佳地為20-45份。
本發明中，所述水較佳地為去離子水，所述水的用量較佳地為20-60份。
本發明中，所述表面活性劑較佳地為非離子表面活性劑。
本發明中，所述非離子表面活性劑為本領域常規，較佳地選自烷基酚聚氧乙烯醚、烷基聚氧乙烯醚、脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸鹽和炔醇醚中的一種或多種。所述烷基酚聚氧乙烯醚、所述烷基聚氧乙烯醚和所述脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸鹽均為本領域常規。所述炔醇醚可為本領域常規的炔醇醚，較佳地為表面活性劑surfynol465。所述表面活性劑surfynol465為美國氣體化學的市售產品。
本發明中，所述表面活性劑的用量為本領域常規，較佳地為2-3份。
本發明中，所述殺菌劑為本領域常規，較佳地為異噻唑啉酮類殺菌劑，其用量較佳地為0.3份。
本發明中，所述ph調節劑為本領域常規，較佳地為醇胺，優選三乙醇胺或二甲基乙醇胺，其用量較佳地為0.5份。
本發明中，所述高溫直噴分散墨水的ph值較佳地為6-8。
本發明中，所述柔軟劑為本領域常規，較佳地選自乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺中的一種或幾種，優選乙二胺。
本發明中，所述柔軟劑的用量較佳地為3-5份。
本發明第二方面提供了一種製備如本發明第一方面所述的高溫直噴分散墨水的方法，所述方法包括下述步驟：將所述高溫分散染料，所述有機溶劑，所述水，所述表面活性劑，所述殺菌劑，所述ph調節劑和所述柔軟劑混合，攪拌，過濾，所得濾液即為本發明所述的高溫直噴分散墨水。
本發明中，所述攪拌速度較佳地為50-100轉/分鐘，更佳地60-80轉/分鐘。
本發明中，所述攪拌時間較佳地為1-3小時，更佳地2小時。
本發明中，所述過濾的操作和條件可為本領域常規的操作和條件。所述過濾所採用的膜可為本領域常規，較佳地為聚丙烯膜(pp膜)或聚醚碸膜(pes膜)。所述過濾所採用的膜的孔徑可為本領域常規，較佳地為0.22～1μm，更佳地為0.22μm。
本發明第三方面提供了一種如本發明第一方面所述的高溫直噴分散墨水在工業數碼紡織印花機上的應用。
本發明中，所述工業數碼紡織印花機可為本領域常規，較佳地為星光1024噴頭紡織印花機。
本發明中，所述高溫直噴分散墨水應用於工業數碼紡織印花機的印花工藝可為本領域常規，較佳地按下述步驟進行：
(1)印花：在織物上，將所述的高溫直噴分散墨水用於工業數碼紡織印花機中直接噴墨印花；
(2)烘乾：將列印好的織物進行烘乾；
(3)汽蒸：將烘乾後的織物進行汽蒸固色，即得。
步驟(1)中，所述工業數碼紡織印花機的工作環境可為本領域常規，較佳地工作溫度為15～35℃，工作溼度為20～80％。
步驟(2)中，所述烘乾的操作和條件可為本領域常規的操作和條件，一般在烘乾機中進行。
步驟(3)中，所述汽蒸的操作和條件可為本領域常規的操作和條件，一般在蒸箱中進行。所述汽蒸的溫度可為本領域常規，較佳地為160～180℃。所述汽蒸的時間較佳地為8～12min。
在符合本領域常識的基礎上，上述各優選條件，可任意組合，即得本發明各較佳實例。
本發明所用試劑和原料均市售可得。
本發明的積極進步效果在於：
本發明的高溫直噴分散墨水，與熱轉印印花墨水(一般為中低溫分散染料)相比，綜合性能較好，具有較高的耐曬牢度、耐水洗、耐酸鹼性和耐升華牢度，而且製備步驟簡單，成本低，無需熱轉印紙進行轉印，可大大降低生產成本，也不會產生二次汙染，只有在上漿工藝中，需要微量的水，具有綠色環保生產的特性。
本發明的高溫直噴分散墨水可適用於星光1024噴頭，與星光1024噴頭具有良好的匹配性和適應性，經長期列印測試，可完美地用於星光1024工業數碼印花機工業化生產。
具體實施方式
下面通過實施例的方式進一步說明本發明，但並不因此將本發明限制在所述的實施例範圍之中。下列實施例中未註明具體條件的實驗方法，按照常規方法和條件，或按照商品說明書選擇。
本發明的實施例中，所用的表面活性劑surfynol465為美國氣體化學的市售產品；其餘試劑和材料均為市售可得。
實施例1高溫直噴分散紅墨水的製備及應用
1、高溫直噴分散紅墨水的製備
將40份高溫分散紅染料54放入反應釜中，加入40份乙二醇、50份水、2份表面活性劑surfynol465、0.3份異噻唑啉酮、0.5份三乙醇胺和4份乙二胺，以60轉/分鐘的速度攪拌2h後，用孔徑為0.22μm的濾膜(pp膜)過濾，所得濾液即為高溫直噴分散紅墨水。
2、步驟1所得高溫直噴分散紅墨水的應用
具體的運用方式為：
(1)印花：將上述高溫直噴分散紅墨水用於工業數碼紡織印花機(即星光1024噴頭紡織印花機)中直接噴墨印花；星光1024噴頭紡織印花機的工作環境溫度35℃、溼度20％；
(2)烘乾：將列印好的織物與烘乾機相連接，織物進入烘乾機進行烘乾；
(3)汽蒸固色：將烘乾後的織物放入蒸箱進行汽蒸固色，汽蒸溫度為160℃，汽蒸時間為12min。
實施例2高溫直噴分散綠墨水的製備及應用
1、高溫直噴分散綠墨水的製備
將45份高溫分散綠染料19放入反應釜中，加入45份丙三醇、55份水、2份表面活性劑surfynol465、0.3份異噻唑啉酮、0.5份二甲基乙醇胺和4份乙二胺，以60轉/分鐘的速度攪拌2h後，用孔徑為0.22μm的濾膜(pp膜)過濾，所得濾液即為高溫直噴分散綠墨水。
2、步驟1所得高溫直噴分散綠墨水的應用
具體的運用方式為：
(1)印花：將上述高溫直噴分散綠墨水用於工業數碼紡織印花機(即星綠光1024噴頭紡織印花機)中直接噴墨印花；星光1024噴頭紡織印花機的工作環境溫度35℃、溼度20％；
(2)烘乾：將列印好的織物與烘乾機相連接，織物進入烘乾機進行烘乾；
(3)汽蒸固色：將烘乾後的織物放入蒸箱進行汽蒸固色，汽蒸溫度為160℃，汽蒸時間為12min。
實施例3高溫直噴分散藍墨水的製備及應用
1、高溫直噴分散藍墨水的製備
將50份高溫分散藍染料87放入反應釜中，加入50份乙二醇、60份水、3份表面活性劑surfynol465、0.3份異噻唑啉酮、0.5份三乙醇胺和5份乙二胺，以60轉/分鐘的速度攪拌2h後，用孔徑為0.22μm的濾膜(pp膜)過濾，所得濾液即為高溫直噴分散藍墨水。
2、步驟1所得高溫直噴分散藍墨水的應用
具體的運用方式為：
(1)印花：將上述高溫直噴分散藍墨水用於工業數碼紡織印花機(即星綠光1024噴頭紡織印花機)中直接噴墨印花；星光1024噴頭紡織印花機的工作環境溫度35℃、溼度20％；
(2)烘乾：將列印好的織物與烘乾機相連接，織物進入烘乾機進行烘乾；
(3)汽蒸固色：將烘乾後的織物放入蒸箱進行汽蒸固色，汽蒸溫度為160℃，汽蒸時間為12min。
實施例4高溫直噴分散黃墨水的製備及應用
1、高溫直噴分散黃墨水的製備
將30份高溫分散黃染料134放入反應釜中，加入30份丙二醇、30份水、1份表面活性劑surfynol465、0.3份異噻唑啉酮、0.3份三乙醇胺和3份乙二胺，以60轉/分鐘的速度攪拌2h後，用孔徑為0.22μm的濾膜(pp膜)過濾，所得濾液即為高溫直噴分散黃墨水。
2、步驟1所得高溫直噴分散黃墨水的應用：
具體的運用方式為：
(1)印花：將上述高溫直噴分散黃墨水用於工業數碼紡織印花機(即星綠光1024噴頭紡織印花機)中直接噴墨印花；星光1024噴頭紡織印花機的工作環境溫度35℃、溼度20％；
(2)烘乾：將列印好的織物與烘乾機相連接，織物進入烘乾機進行烘乾；
(3)汽蒸固色：將烘乾後的織物放入蒸箱進行汽蒸固色，汽蒸溫度為160℃，汽蒸時間為12min。
實施例5高溫直噴分散黑墨水的製備及應用
1、高溫直噴分散黑墨水的製備
將40份高溫分散黑染料放入反應釜中，加入40份丙二醇、50份水、2份表面活性劑surfynol465、0.3份異噻唑啉酮、0.5份三乙醇胺和4份乙二胺，以60轉/分鐘的速度攪拌2h後，用孔徑為0.22μm的濾膜(pp膜)過濾，所得濾液即為高溫直噴分散黑墨水。
2、步驟1所得高溫直噴分散黑墨水的應用
具體的運用方式為：
(1)印花：將上述高溫直噴分散黑墨水用於工業數碼紡織印花機(即星綠光1024噴頭紡織印花機)中直接噴墨印花；星光1024噴頭紡織印花機的工作環境溫度35℃、溼度20％；
(2)烘乾：將列印好的織物與烘乾機相連接，織物進入烘乾機進行烘乾；
(3)汽蒸固色：將烘乾後的織物放入蒸箱進行汽蒸固色，汽蒸溫度為160℃，汽蒸時間為12min。
實施例6高溫直噴分散橙墨水的製備及應用
1、高溫直噴分散橙墨水的製備
將50份高溫分散橙染料5放入反應釜中，加入50份聚乙二醇、60份水、2份表面活性劑surfynol465、0.3份異噻唑啉酮、0.4份三乙醇胺和5份乙二胺，以60轉/分鐘的速度攪拌2h後，用孔徑為0.22μm的濾膜(pp膜)過濾，所得濾液即為高溫直噴分散橙墨水。
2、步驟1所得高溫直噴分散橙墨水的應用
具體的運用方式為：
(1)印花：將上述高溫直噴分散橙墨水用於工業數碼紡織印花機(即星綠光1024噴頭紡織印花機)中直接噴墨印花；星光1024噴頭紡織印花機的工作環境溫度35℃、溼度20％；
(2)烘乾：將列印好的織物與烘乾機相連接，織物進入烘乾機進行烘乾；
(3)汽蒸固色：將烘乾後的織物放入蒸箱進行汽蒸固色，汽蒸溫度為160℃，汽蒸時間為12min。
對比例1
本對比例採用的是傳統分散低溫熱轉印墨水。
熱轉印墨水的具體應用操作步驟可按本領域常規的傳統熱轉印印花技術，一般按照列印轉移紙、轉移印花、即得成品。
對比例2
本對比例採用的是市售的高溫直噴分散墨水。
市售的高溫直噴分散墨水具體應用操作可為本領域常規，一般可依次按下述步驟進行：直噴印花、高溫蒸化、還原清洗、整理即得成品。
對比例3
本對比例考察的是本發明的高溫直噴分散墨水中缺少ph調節劑對其效果的影響。
本對比例中，除高溫直噴分散墨水的配方不同之外，其餘的製備方法及應用方法均與本發明實施例1的方法相同。
本對比例中，無ph調節劑的高溫直噴分散紅墨水的配方為：40份高溫分散紅染料54、40份乙二醇、50份水、2份表面活性劑surfynol465、0.3份異噻唑啉酮和4份乙二胺。
對比例4
本對比例考察的是本發明的高溫直噴分散墨水中缺少柔軟劑對其效果的影響。
本對比例中，除高溫直噴分散墨水的配方不同之外，其餘的製備方法及應用方法均與本發明實施例1的方法相同。
本對比例中，無柔軟劑的高溫直噴分散紅墨水的配方為：40份高溫分散紅染料54放入反應釜中，加入40份乙二醇、50份水、2份表面活性劑surfynol465、0.3份異噻唑啉酮和0.5份三乙醇胺。
對比例5
本對比例考察的是本發明的高溫直噴分散墨水中ph調節劑和柔軟劑的含量不同對其效果的影響。
本對比例中，除高溫直噴分散墨水的配方不同之外，其餘的製備方法及應用方法均與本發明實施例1的方法相同。
本對比例中，無柔軟劑的高溫直噴分散紅墨水的配方為：40份高溫分散紅染料54放入反應釜中，加入40份乙二醇、50份水、2份表面活性劑surfynol465、0.3份異噻唑啉酮、0.01份三乙醇胺和0.01份乙二胺。
效果實施例1
將實施例1～6、對比例1～5的墨水列印流暢性及印花產品分別在外觀(清晰程度、滲墨性、色彩鮮豔程度)和紡織品牢度指標方面進行測試，具體結果如表1所示。其中，色牢度指標中的耐洗色牢度按iso105-c03-1989中規定的方法進行測定；耐光色牢度按aatcc16-2004中規定的方法進行測定，測試標準為20h；耐摩擦色牢度按gb/t3920-2008中規定的方法進行測定。
表1
以上數據顯示，本發明實施例1～6製得的高溫直噴分散墨水在1024噴頭的工業數碼印花機上可完全適應。本發明的印花品質在耐洗牢度、耐光牢度上均優於對比例1和對比例3-5的產品。本發明實施例1～6所製得的產品性能與對比例2進口的高溫直噴分散墨水的效果相當。
將將實施例1～6、對比例1～5的印花產品(以150cm幅寬面料計算)的生產成本進行比較，結果如表2所示。
表2
使用本發明實施例1～6的產品和對比實施例3-5的產品相對於對比例1和2製得的印花產品而言，成本相對較低。其中，對比例1的印花工藝由於需求紙張量大，在製造紙張過程中會引起極其嚴重的汙染；對比例2的進口高溫直噴分散墨水的製備中，採用了包覆技術，所需助劑的製備過程要求極高，製備工藝較為複雜，也造成生產成本居高不下；但是對比例3-5製得的產品效果不如實施例1-6的產品效果。
綜上所述，本發明實施例1～6的高溫直噴分散墨水可以完全取代對比例1、2的產品，大幅度降低生產成本，為進一步推廣更加綠色環保的印花方式奠定了基礎。