一种热敏凝胶化的直喷型纺织墨水及其应用的制作方法

1.本发明涉及数码印花墨水技术领域，具体涉及一种热敏凝胶化的免前处理直喷型纺织墨水及其应用。


背景技术：

2.近年来，随着环保要求的不断提高、劳动力成本增加以及市场需求的变化，越来越多的印花企业开始向数码印花行业转型。分散染料的数码印花主要用于涤纶织物，由于涤纶织物的表面光滑且极性基团较少，因此在不经过任何预处理的情况下，其耐水性和耐墨性较差，墨滴极易沿纤维之间的毛细管运动而向周围扩散，导致印花图案轮廓不清晰。为了获得更好的喷墨打印效果，分散染料数码印花有两种方法：一是分散染料墨水直接喷在涤纶织物上，但需要涤纶织物必要的预处理；二是先将分散染料墨水打印到转移印花纸上，再转印到织物上。
3.织物预处理直接喷墨印花，生产工艺繁琐，对化学品消耗大，生产能耗高，需要大量的能源以及劳动力；除此之外还需后处理，产生大量的废水，造成严重的水污染问题，对环境形成严峻的挑战。而热转移喷墨印花工艺的研究已经很成熟，机理的研究也很完善。热转移喷墨印花虽然解决了传统印花的环保问题，但对转移纸的要求较高，目前国内热转印纸主要依赖进口，价格较贵。印染同时会产生大量废纸，印花纸会引起环境污染问题。
4.有关分散直喷墨水的技术方案，中国发明专利cn111484768a公开了添加增稠剂peg-4000制备环保型高温分散直喷墨水；中国发明专利cn112796119a公开了将聚羧酸铵盐型聚合物作为触变性调节剂制备高温直喷分散染料墨水。上述产品虽然省略了转移印花步骤，但粒径和墨水的喷射性能还存在一定不足，使用的触变剂不可生物降解，对生态环境造成了一些不良影响。


技术实现要素：

5.本发明针对现有数码直喷印花技术存在的未经过前处理织物印花图案渗化及轮廓不清晰，印花生产工艺繁琐能耗大等问题，提供一种能有效简化加工工艺流程，提高打印图案的轮廓清晰度的热敏凝胶化的直喷型纺织墨水及其应用。
6.实现本发明目的的技术方案是提供一种热敏凝胶化的直喷型纺织墨水，按质量份数计，其组分包括分散染料10~50份，分散剂2~40份，消泡剂0.2~0.4份，表面活性剂0.5~1份，有机溶剂10~60份，抗菌剂0.1~0.5份，嵌段共聚物2~20份，其余为去离子水；所述嵌段共聚物，以聚乙二醇(peg) 为亲水段,聚(乳酸-乙醇酸)(plga)、聚乳酸(pla)、聚(ε-己内酯)(pcl)、聚(ε-己内酯-乳酸)(pcla)为疏水段构成的三嵌段共聚物。
7.本发明所述的一种热敏凝胶化的直喷型纺织墨水，其具有溶胶-凝胶相变性质，墨水在20~40℃时，溶胶粘度为2~15cps，表面张力为20~40mn
·
m-1
；温度在30~120℃下发生溶胶-凝胶转变，凝胶粘度为300~5000cps。
8.本发明所述嵌段共聚物的结构式为：
，其中，x, y, n分别为重复单元数，x= 0~200； y= 0~200；n= 0~200。
9.本发明所述分散染料包括平均粒径为70~400nm的偶氮类、蒽醌类、杂环类分散染料。所述分散剂包括碳链长度为6~18的阴离子型、非离子型分散剂。所述有机溶剂包括丙三醇、丙二醇、聚丙二醇、聚乙二醇、二乙二醇、乙二醇、二甘醇、二乙二醇甲醚。所述表面活性剂包括炔醇醚、烷基聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚。所述抗菌剂包括水杨酸、异噻唑啉酮。所述阴离子型分散剂，其亲水基团包括磺酸盐、磷酸盐、羧酸盐、硝酸盐；所述非离子型分散剂，其亲水基团包括重复基团为10~400的长链eo、po。
10.本发明技术方案还包括一种热敏凝胶化的直喷型纺织墨水的应用，包括如下步骤：(1)将涤纶织物加热到墨水的溶胶-凝胶转变温度20~120℃以上，采用热敏凝胶化的直喷型纺织墨水在数码纺织印花机直接印花；(2)采用汽蒸固色和/或热熔固色工艺，将织物于160~180℃下固色处理4~8分钟，得到直喷数码印花涤纶织物。
11.与现有技术相比，本发明的有益效果在于：1．本发明将具有温敏性的嵌段共聚物应用到数码打印墨水中，墨水在打印机的墨盒中为溶胶状态，当墨滴落在加热的涤纶织物上时，发生溶胶-凝胶转变，有效地提高了打印图案的轮廓清晰度，大大简化了工艺流程，并从源头上解决了废水的产生。
12.2. 本发明提供的热敏凝胶化的直喷型纺织墨水的应用，采用免前处理直喷型纺织墨水印花工艺，具有简单、快速，可高效生产，低生产成本，具有绿色环保生产的特性。
13.3. 本发明提供的热敏凝胶化的直喷型纺织墨水，免预处理直喷分散墨水综合性能较好，能够高效的解决印花织物图案不清晰问题，具有较高的耐晒牢度、耐水洗、耐升华牢度和干湿摩擦牢度；同时还解决了印花工艺繁琐、废水排放等问题。
附图说明
14.图1是本发明实施例3提供的热敏凝胶化的直喷型纺织墨水和对比例3墨水用于喷墨打印的图案效果对比图。
具体实施方式
15.下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案做进一步说明。
16.本发明各实施例选用的印花织物为135g/m的涤纶织物。
17.印花清晰度测定方法：在经纬两个方向上，印刷线宽设置为1cm。采用dz3视频显微镜，选择低倍放大镜，在75倍时拍摄印花后的照片，采用线宽测量软件(motic images plus 2.0ml)测量织物实际印花线宽宽度，清晰度分为经向清晰度和纬向清晰度，经向清晰度是指染料在经向纱线的渗化程度，纬向清晰度是指染料在纬向纱线的渗化程度，分别按以下公式计算清晰度：经向清晰度(％)＝(经向设置宽度(
ì
m)/经向打印宽度(
ì
m))
×
100％，
纬向清晰度(％)＝(纬向设置宽度(
ì
m)/纬向打印宽度(
ì
m))
×
100％，在测试清晰度时，设置经向和纬向的宽度各自为1000
ì
m；清晰度数值越大，说明印花的线条宽度越接近于设置宽度，防渗化性能越好，印花的图案越清晰。
18.表观深度(k/s值)：采用oritex测色配色系统，以k/s值的大小来评价织物得色量，测试3个点取其平均值，k/s值越大，表示颜色越深。
19.水洗牢度通过《gb/t 3921-2008纺织品色牢度试验耐皂洗色牢度》进的方法测得。
20.摩擦色牢度通过《gb/t 3920-2008纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度》的方法测得，其中，本发明中所述的摩擦色牢度是指干摩擦色牢度。
21.实施例1本实施例提供一种黄色热敏凝胶化的免前处理直喷型纺织墨水，其组分及质量份数为：c.i.分散黄54色浆：30份、分散剂mf：10份、表面活性剂赢创465：1份、有机溶剂：20份甘油和10份二乙二醇、抗菌剂：水杨酸0.2份、嵌段共聚物pcla-peg-pcla：4份、水：24.8份。
22.本实施例提供的嵌段共聚物可以是以聚乙二醇(peg) 等为亲水段,聚酯、聚己内酯、聚酸酐等为疏水段，组成的bab、aba型的三嵌段共聚物（a代表疏水链段，b代表亲水链段），或包含该三嵌段的共聚物，其水溶液随着温度的升高发生溶液-凝胶相转变,，相转变温度为20 ~ 80℃，具有良好的生物相容性和生物可降解性。嵌段共聚物的结构式为：，其中，x, y, n分别为重复单元数，x= 0~200； y= 0~200；n= 0~200。
23.本实施例提供的墨水其具有溶胶-凝胶相变性质，墨水在20~40℃时，溶胶粘度为2~15cps，表面张力为20~40mn
·
m-1
；温度在30~120℃下发生溶胶-凝胶转变，凝胶粘度为300~5000cps。
24.将涤纶织物加热到热敏凝胶化免前处理直喷型纺织墨水的溶胶-凝胶转变所需温度50℃，直接用数码纺织印花机直接印花；固色：将打印好的织物于160~180℃下固色4~8分钟，得到直喷数码印花涤纶织物。
25.测定墨水的粒径以及直喷数码印花织物的图案清晰度、k/s值、水洗牢度和摩擦牢度等级，结果如表1所示。
26.按本实施例的墨水配方，将黄色热敏凝胶化的免前处理直喷型纺织墨水中的嵌段共聚物组分替换为水，制备对比例1墨水，并应用于对织物的直喷数码印花。测定墨水的粒径以及直喷数码印花织物的图案清晰度、k/s值、水洗牢度和摩擦牢度等级，结果如表1所示。
27.实施例2本实施例提供一种红色热敏凝胶化的免前处理直喷型纺织墨水，其重量百分比组成为：c .i .分散红60色浆：30份、分散剂mf：10份、表面活性剂赢创465：1份、有机溶剂：20份甘油和10份二乙二醇、抗菌剂：异噻唑啉酮0.2份、嵌段共聚物pcla-peg-pcla：4份、水：24.8份。
28.将涤纶织物加热到热敏凝胶化免前处理直喷型纺织墨水的溶胶-凝胶转变所需温度50℃，直接用数码纺织印花机直接印花；固色：将打印好的织物于160~180℃下固色4~8分
钟，得到直喷数码印花涤纶织物。
29.测定墨水的粒径以及直喷数码印花织物的图案清晰度、k/s值、水洗牢度和摩擦牢度等级，结果如表1所示。
30.按本实施例的墨水配方，将红色热敏凝胶化的免前处理直喷型纺织墨水中的嵌段共聚物组分替换为水，制备对比例2墨水，并应用于对织物的直喷数码印花。测定墨水的粒径以及直喷数码印花织物的图案清晰度、k/s值、水洗牢度和摩擦牢度等级，结果如表1所示。
31.实施例3本实施例提供一种蓝色热敏凝胶化的免前处理直喷型纺织墨水，其重量百分比组成为：c .i .分散蓝259色浆：30份、分散剂mf：10份、表面活性剂赢创465：1份、有机溶剂：20份甘油和10份二乙二醇、抗菌剂：异噻唑啉酮0.2份、嵌段共聚物pcla-peg-pcla：4份、水：24.8份。
32.将涤纶织物加热到热敏凝胶化免前处理直喷型纺织墨水的溶胶-凝胶转变所需温度50℃，直接用数码纺织印花机直接印花；固色：将打印好的织物于160~180℃下固色4~8分钟，得到直喷数码印花涤纶织物。
33.测定墨水的粒径以及直喷数码印花织物的图案清晰度、k/s值、水洗牢度和摩擦牢度等级，结果如表1所示。
34.按本实施例的墨水配方，将蓝色热敏凝胶化的免前处理直喷型纺织墨水中的嵌段共聚物组分替换为水，制备对比例3墨水；应用对比3墨水分别采用常温工艺和加热织物工艺进行喷墨印花，制备喷墨印花成品。测定墨水的粒径以及直喷数码印花织物的图案清晰度、k/s值、水洗牢度和摩擦牢度等级，结果如表1所示。
35.参见附图1，为本实施例提供的热敏凝胶化的直喷型纺织墨水和对比例3墨水用于喷墨打印的图案效果对比图；其中，a图为应用本实施例提供的对比例3墨水，采用常温工艺喷墨印花成品，b图为应用本实施例提供的对比例3墨水，采用织物加热工艺喷墨印花成品，c图为应用本实施例提供的喷墨墨水，采用常温工艺喷墨印花成品，d图为应用本实施例提供的喷墨墨水，采用织物加热工艺喷墨印花成品。由图1可以看出，a、b、c印花成品的渗化严重，d印花成品图案边缘清晰。
36.实施例4本实施例一种黑色热敏凝胶化的免前处理直喷型纺织墨水，其重量百分比组成为：复配分散黑色浆：30份、分散剂mf：10份、表面活性剂赢创465：1份、有机溶剂：20份甘油和10份二乙二醇、抗菌剂：水杨酸0.2份、嵌段共聚物pcla-peg-pcla：4份、水：24.8份。
37.将涤纶织物加热到热敏凝胶化免前处理直喷型纺织墨水的溶胶-凝胶转变所需温度50℃，直接用数码纺织印花机直接印花；固色：将打印好的织物于160~180℃下固色4~8分钟，得到直喷数码印花涤纶织物。
38.测定墨水的粒径以及直喷数码印花织物的图案清晰度、k/s值、水洗牢度和摩擦牢度等级，结果如表1所示。
39.按本实施例的墨水配方，将黑色热敏凝胶化的免前处理直喷型纺织墨水中的嵌段共聚物组分替换为水，制备对比例4，测定墨水的粒径以及直喷数码印花织物的图案清晰度、k/s值、水洗牢度和摩擦牢度等级，结果如表1所示。
40.实施例5本实施例提供一种蓝色热敏凝胶化的免前处理直喷型纺织墨水，按质量份数计：c .i .分散蓝259色浆：30份、分散剂mf：10份、表面活性剂赢创465：1份、有机溶剂：20份甘油和10份二乙二醇、抗菌剂：水杨酸0.2份、嵌段共聚物pcla-peg-pcla：2份、水：26.8份。
41.将涤纶织物加热到热敏凝胶化免前处理直喷型纺织墨水的溶胶-凝胶转变所需温度55℃，直接用数码纺织印花机直接印花；固色：将打印好的织物于160~180℃下固色4~8分钟，得到直喷数码印花涤纶织物。
42.测定墨水的粒径以及直喷数码印花织物的图案清晰度、k/s值、水洗牢度和摩擦牢度等级，结果如表1所示。
43.实施例6本实施例提供一种蓝色热敏凝胶化的免前处理直喷型纺织墨水，按质量份数计：c .i .分散蓝259色浆：30份、分散剂mf：10份、表面活性剂赢创465：1份、有机溶剂：20份甘油和10份二乙二醇、抗菌剂：水杨酸0.2份、嵌段共聚物pcla-peg-pcla：6份、水：22.8份。
44.将涤纶织物加热到热敏凝胶化免前处理直喷型纺织墨水的溶胶-凝胶转变所需温度45℃，直接用数码纺织印花机直接印花；固色：将打印好的织物于160~180℃下固色4~8分钟，得到直喷数码印花涤纶织物。
45.测定墨水的粒径以及直喷数码印花织物的图案清晰度、k/s值、水洗牢度和摩擦牢度等级，结果如表1所示。
46.实施例7本实施例提供一种蓝色热敏凝胶化的免前处理直喷型纺织墨水，按质量份数计：c .i .分散蓝259色浆：30份、分散剂mf：10份、表面活性剂赢创465：1份、有机溶剂：20份甘油和10份二乙二醇、抗菌剂：水杨酸0.2份、嵌段共聚物pcla-peg-pcla：8份、水：20.8份。
47.将涤纶织物加热到热敏凝胶化免前处理直喷型纺织墨水的溶胶-凝胶转变所需温度42℃，直接用数码纺织印花机直接印花；固色：将打印好的织物于160~180℃下固色4~8分钟，得到直喷数码印花涤纶织物。
48.测定墨水的粒径以及直喷数码印花织物的图案清晰度、k/s值、水洗牢度和摩擦牢度等级，结果如表1所示。
49.实施例8 本实施例提供一种蓝色热敏凝胶化的免前处理直喷型纺织墨水，按质量份数计：c .i .分散蓝259色浆：30份、分散剂mf：10份、表面活性剂赢创465：1份、有机溶剂：20份甘油和10份二乙二醇、抗菌剂：水杨酸0.2份、嵌段共聚物pcla-peg-pcla：10份、水：18.8份。
50.将涤纶织物加热到热敏凝胶化免前处理直喷型纺织墨水的溶胶-凝胶转变所需温度38℃，直接用数码纺织印花机直接印花；固色：将打印好的织物于160~180℃下固色4~8分钟，得到直喷数码印花涤纶织物。
51.测定墨水的粒径以及直喷数码印花织物的图案清晰度、k/s值、水洗牢度和摩擦牢度等级，结果如表1所示。
52.表1：
。
53.通过表1的结果可以看出，凝胶相变直喷墨水的粒径符合数码印花机喷射要求。采用本发明的凝胶相变直喷墨水对涤纶织物进行直喷数码印花，得到的数码印花图案清晰度较普通墨水经向提升了35%左右，纬向提升了15%左右。同时，水洗牢度和摩擦牢度均能满足使用要求。与传统方法相比，凝胶相变直喷型墨水具有以下优点，无需对织物进行预处理，也不需要对转印纸，同时还省略了后处理，此凝胶墨水无毒无害且可降解。
54.本发明提供的温敏型墨水适用于任何类型的涤纶织物，具有普适性。因此大大的缩减了工艺流程；降低化学品消耗，做到安全生产；清洁生产不产生废水，减轻了对环境的负担，完全符合绿色生态纺织制造。