一种高强渗透型墨水及其在数码印花中的应用的制作方法

1.本发明涉及水性墨水制备技术，尤其是一种高强渗透型墨水及其在数码印花中的应用。


背景技术：

2.数码印花是用数码技术进行的印花，该技术的关键包括打印设备和与之匹配的墨水。其中，墨水因打印对象、打印要求的不同而有差异。一般地，墨水分为水性墨水和油性墨水，水性墨水是以水和水溶性的溶剂作为溶解色基的主要成分，同时配合水溶性墨，而油性墨水以有机溶剂(甲苯、二甲苯、工业酒精等)为溶剂，搭配油性墨。
3.水性墨水特别适用于烟、酒、食品、饮料、药品、儿童玩具等环保要求严格的包装印刷产品。油性墨水适用于适用于100%棉、棉/涤混纺、涤纶、深浅色布、牛仔布等各种织物。现在随着“油转水”环保升级，布料、服装、皮料上也逐渐多用水性墨水。
4.为了在布料上获得绚丽多彩的图案，水性墨水通常借助热转印技术，即先将图案打印在热转印纸上，再通过转印设备转印到布料上。以涤纶面料为例，由于该面料表面纤维短，传统水性墨水可以与涤纶表面的纤维相结合，从而基本呈现图案效果，该技术已经成功运用在泳衣、家纺布料等。但是，上述产品用手逆向摸或硬拉，便会露出里面没有印上颜色的白底，即“露白”问题，严重影响产品品质。
5.另一方面，对于一些表面纤维较长的面料，例如毛毯、人造毛皮面料，传统的墨水无法形成预设的图案效果，使其无法运用数码印花技术，极大地限制了产业的发展。
6.专利申请cn 113354987 a公开了一种分散染料墨水组，分散染料墨水组包括一种青色墨水、一种品红墨水、一种黄色墨水和一种黑色墨水，青色墨水、品红墨水、黄色墨水和黑色墨水沿打印介质的打印前进方向依次喷印；分散染料墨水组中的任一颜色墨水的表面张力分别满足31 .0mn/m～39 .0mn/m；青色 墨水的表面张力、品红墨水的表面张力、黄色墨水的表面张力和黑色的表面张力满足以下关系：σ青色〉σ品红〉σ黄色≈σ黑色；采用以上方案，在前喷印墨水打印至打印介质后，使得打印介质达到本身吸墨量最大值时，后喷印墨水能够从纵向渗透至前喷印墨水层当中，进而避免后喷印墨水朝向四周扩散，在印迹范围内进一步化开，导致出现渗化的现象，保证墨水的打印精细度。该方案运用在打印纸上可以实现印迹边缘清晰，但是却无法在布料上实现该效果，尤其是表面纤维较长的布料，无法形成预设图案。


技术实现要素：

7.本发明的目的是为了克服现有技术中水性墨水存在“露白”，难以应用到长纤维布料上的问题，提供一种高强渗透型墨水，采用低温色粉和中温色粉混合，以提升墨水的渗透力，从而可以穿透布料内部进行转印印花，不会漏出白底色，尤其适用于毛绒、毛毯、地毯等，在逆向触摸时不会露出白色。
8.具体方案如下：
一种高强渗透型墨水，按照重量百分比计包含以下原料：色浆
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10-60%第一溶剂
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5-40%第一表面活性剂 0.01-5%第二表面活性剂 0.01-5%杀菌剂
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0.01-0.5%余量水；其中，所述第一表面活性剂和所述第二表面活性剂不同，所述色浆按照重量百分比计包含以下原料：色粉
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15-30%第二溶剂
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5-40%分散剂
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5-20%杀菌剂
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0.01-0.5%余量水；其中，所述色粉按照重量百分比计由以下原料组成：低温色粉20-80%，中温色粉20-80%。
9.进一步的，所述色粉按照重量百分比计由以下原料组成：低温色粉30-70%，中温色粉30-70%，优选地，所述色粉按照重量百分比计由以下原料组成：低温色粉40-60%，中温色粉40-60%；任选的，所述低温色粉为分散蓝36，溶剂黄16，分散红9，分散红111，分散红375，溶剂蓝78，分散红棕4中至少一种；所述中温色粉为分散黄54，分散红60，分散黄119，分散黄211，分散红153，分散红179，分散蓝72，分散蓝360，分散蓝359，分散棕27中至少一种。
10.进一步的，所述第一溶剂和/或所述第二溶剂为甘油、乙二醇、二甘醇、乙二醇-甲醚、丙三醇、异丙醇、硫二甘醇、聚乙二醇中至少一种；任选的，所述分散剂为苯乙烯丙烯酸高分子聚合物分散剂；任选的，所述杀菌剂为1,2-苯并异噻唑啉-3-酮、5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、1,6-二羟基-2,5-二氧己烷中至少一种。
11.进一步的，所述第一表面活性剂为炔二醇类表面活性剂，所述第二表面活性剂为氟碳类表面活性剂。
12.进一步的，所述第一表面活性剂与所述第二表面活性剂的质量比为2-4：0.5-1；优选地，所述第一表面活性剂与所述第二表面活性剂的质量比为2-3：1。
13.进一步的，所述高强渗透型墨水的ph为7-9，电导率为《4000us/cm，表面张力为20-50mn/m，动态张力为20-50mn/m，30℃下粘度为2-10mpa.s。
14.本发明还保护一种所述高强渗透型墨水的制备方法，包括以下步骤：制备色浆：获得所述重量份的原料，将色粉、第二溶剂、分散剂、杀菌剂和水混合，搅拌均匀，得到分散液，将所述分散液进行除杂处理后，送入研磨机进行研磨，得到色浆；制备墨水：将得到的所述色浆与第一溶剂、第一表面活性剂、第二表面活性剂、杀菌剂和水混合，搅拌均匀，得到混合液，将所述混合液进行离心、过滤后，得到所述高强渗透型墨水。
15.进一步的，所述除杂处理包括除铁和除颗粒，其中所述除铁采用磁体吸附方式去除铁杂质，所述除颗粒采用孔径50-100目的过滤材料进行过滤；任选的，所述研磨机的转速为500-1000rpm；任选的，所述离心的转速为10000-20000rpm，离心之后弃去沉淀物，取液相进行过滤；任选的，所述过滤采用孔径为1-10μm的过滤材料。
16.本发明还保护所述高强渗透型墨水在数码印花中的应用。
17.本发明还保护一种印花纺织品，所述印花纺织品采用所述高强渗透型墨水，使用热转印技术在纺织品上形成图案；优选地，所述纺织品的表面具有长度10-100mm的纤维，所述高强渗透型墨水在所述纤维上的渗透深度为10-80mm。
18.有益效果：本发明所述高强渗透型墨水打印在纸上印刷流畅，不断线，转印到布料上图案清晰，达到直喷、水印等级的效果，尤其适用于长纤维布料，如毛绒、毛毯、地毯等，在逆向触摸时不会露出白色，从而解决数码热转印行业的露白痛点，开创长纤维布料数码印花的先河，对促进印花行业良性、健康发展具有重要意义。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本发明的一些实施例，而非对本发明的限制。
20.图1是本发明一个实施例提供的印花样品图之一；图2是本发明一个实施例提供的印花样品图之二。
具体实施方式
21.下面给出本发明中使用的部分术语的定义，其他未述及的术语具有本领域所公知的定义和含义：渗透型墨水：相对比普通墨水而言，有较强的升华能力，能够较快的渗透到布料纤维内部对纤维形成染色。
22.低温色粉：本发明中低温色粉是指升华温度在108-195℃的色粉，可选的低温色粉有分散蓝36，溶剂黄16，分散红9，分散红111，分散红375，溶剂蓝78，分散红棕4等。
23.中温色粉：本发明中温色粉是指升华温度在195-250℃的色粉，可选的中温色粉有分散黄54，分散红60，分散黄119，分散黄211，分散红153，分散红179，分散蓝72，分散蓝360，分散蓝359，分散棕27等。
24.本发明采用低温色粉和中温色粉混合，主要是为了综合低温色粉和中温色粉的优势，低分色粉具有移染性好，升华速率快，进入布料纤维速率快，但升华后色牢度比较低，而中温色粉移染性适中，升华速率适中，升华后色牢度比较高，混合后具有相应的两个色粉的优点，且缺陷得以弥补，不论是印刷到热转印纸上，还是转移到布料上都能达到技术要求，优选地，按照重量百分比计：低温色粉20-80%，中温色粉20-80%，更优选地，低温色粉30-70%，中温色粉30-70%；进一步地，低温色粉40-60%，中温色粉40-60%，例如低温色粉45%，中温色粉55%，或者低温色粉50%，中温色粉50%，或者低温色粉55%，中温色粉45%，视热转印布
料的渗透要求而定。
25.本发明中色浆包括色粉、第二溶剂、分散剂等，其中：第二溶剂用于溶解色粉、分散剂，优选地，第二溶剂为甘油、乙二醇、二甘醇、乙二醇-甲醚、丙三醇、异丙醇、硫二甘醇、聚乙二醇中至少一种，更优选地，第二溶剂采用两种不同的溶剂，例如在具体的实施例中，可以采用甘油和聚乙二醇按照质量比为1：1-3混合使用，以获得较佳的色浆粘度，避免色浆成品发生沉降，不利于连续生产。
26.所述分散剂优选为苯乙烯丙烯酸高分子聚合物分散剂，其对本发明中不同类型的色粉具有较好的分散效果，从而减少生产制备中因原料团聚、沉积造成的损失，避免产品出现分层和沉淀。
27.在具体的实施例中，色浆按照重量百分比计包含以下原料：色粉
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15-30%第二溶剂
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5-40%分散剂
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5-20%杀菌剂
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0.01-0.5%余量为水。
28.优选地，色浆按照重量百分比计包含以下原料：色粉
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18-28%第二溶剂
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10-37%分散剂
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10-18%杀菌剂
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0.01-0.5%余量为水。
29.更优选地，色浆按照重量百分比计包含以下原料：色粉
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20-25%第二溶剂
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20-35%分散剂
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12-15%杀菌剂
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0.01-0.5%余量为水。
30.本发明中高强渗透型墨水包含色浆、第一溶剂、第一表面活性剂、第二表面活性剂等，其中：第一溶剂用于稀释色浆，以获得合适粘度的墨水，优选地，第一溶剂为甘油、乙二醇、二甘醇、乙二醇-甲醚、丙三醇、异丙醇、硫二甘醇、聚乙二醇中至少一种。第一溶剂与第二溶剂可以相同，与可以不同。优选地，第二溶剂采用甘油、乙二醇-甲醚、硫二甘醇、聚乙二醇中至少一种，以获得较佳的墨水粘度，保证其上机打印的流畅性，避免发生打印断线。
31.由于色浆被第一溶剂稀释后，与热转印纸、布料的结合性降低，本发明第一表面活性剂、第二表面活性剂增强墨水与基体的结合力，所述第一表面活性剂和所述第二表面活性剂不同，分别发挥不同的作用。
32.优选地，所述第一表面活性剂为炔二醇类表面活性剂，其分子量较小，具有优良的润湿性，使得墨水在转印纸上打印时更加流畅。
33.优选地，所述第二表面活性剂为氟碳类表面活性剂，其具有疏水疏油性，使得墨水
在转印环节可以迅速转移渗透到布料上，与布料结合牢固，显著提高印花美感和产品品质。
34.本发明采用第一表面活性剂和第二表面活性剂，使得墨水的稳定性显著提高，同时具有适宜的表面张力，保证较好的热转印效果。优选地，所述第一表面活性剂与所述第二表面活性剂的质量比为2-4：0.5-1；更优选地，所述第一表面活性剂与所述第二表面活性剂的质量比为2-3：1。
35.在具体的实施例中，所述高强渗透型墨水按照重量百分比计包含以下原料：色浆
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10-60%第一溶剂
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5-40%第一表面活性剂 0.01-5%第二表面活性剂 0.01-5%杀菌剂
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0.01-0.5%余量为水。
36.优选地，所述高强渗透型墨水按照重量百分比计包含以下原料：色浆
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18-50%第一溶剂
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10-38%第一表面活性剂 0.1-4%第二表面活性剂 0.1-4%杀菌剂
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0.1-0.4%余量为水。
37.更优选地，所述高强渗透型墨水按照重量百分比计包含以下原料：色浆
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20-40%第一溶剂
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15-35%第一表面活性剂 0.3-3%第二表面活性剂 0.3-3%杀菌剂
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0.1-0.3%余量为水。
38.本发明还提供高强渗透型墨水的制备方法，包括制备色浆：获得所述重量份的原料，将色粉、第二溶剂、分散剂、杀菌剂和水混合，搅拌均匀，得到分散液，将所述分散液进行除杂处理后，送入研磨机进行研磨，得到色浆。
39.制备墨水：将得到的所述色浆与第一溶剂、第一表面活性剂、第二表面活性剂、杀菌剂和水混合，搅拌均匀，得到混合液，将所述混合液进行离心、过滤后，得到所述高强渗透型墨水。
40.本发明对除杂、研磨的条件没有特别的限定，只要能够使得色浆更加均匀、颗粒减少化即可。对于离心、过滤操作，采用本领域常规技术即可，对此本领域技术人员均能知悉，在此不作赘述。
41.在一个具体的实施例中，所述除杂处理包括除铁和除颗粒，其中所述除铁采用磁体吸附方式去除铁杂质，所述除颗粒采用孔径50-100目的过滤材料进行过滤，从而获得均一的色浆。
42.在一个具体的实施例中，所述研磨机的转速为500-1000rpm，以降低色浆中固体颗
粒的粒径到合适范围，提高色浆的稳定性。
43.在一个具体的实施例中，所述离心的转速为10000-20000rpm，离心之后弃去沉淀物，取液相进行过滤；所述过滤采用孔径优选为1-10μm的过滤材料，从而保证墨水中颗粒物的粒径在1-10μm以下，保证打印的流畅性、印花的均匀性和不同色块的界限清晰。
44.下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。在下面的实施例中，如未明确说明，“%”均指重量百分比。
45.以下使用的主要试剂包括：分散剂：广州捷迅科技发展有限公司提供的苯乙烯丙烯酸聚合物ld-71。
46.炔二醇类表面活性剂：赢创surfynol 104e，420,440,465或480型号皆可；氟碳类表面活性剂：杜邦fs-3000，或者杜邦fs-3100。
47.杀菌剂为bit-20。
48.实施例1制备高强渗透型墨水，包括以下步骤：制备色浆：按照表1称取各原料，将色粉、第二溶剂、分散剂、杀菌剂和水分别加入分散桶中，搅拌均匀，得到分散液。
49.表1实施例1色浆用量表原料比例/wt%水14.5甘油10苯乙烯丙烯酸高分子聚合物分散剂20聚乙二醇-40030杀菌剂0.5分散红6010分散红11115合计100将所述分散液进行除铁和除颗粒处理。其中除铁用干净的磁铁在分散桶内上下缓慢搅动，提出来清洗干净，擦掉铁屑，再捞，如此反复直到清洗后目视磁铁上无明显铁屑为止。
50.除颗粒除完铁后，将分散桶移到研磨机旁，将分散桶出料口与增压泵连接，准备另一干净的物料桶，将过滤架和50目滤袋放置在物料桶上，打开增压泵电源，将分散液泵入50目滤袋中，让其缓慢过滤到物料桶内，收集过滤液。
51.将过滤液送入研磨机，调节转速为1000rpm，过滤液边入机边搅拌，待物料完全进入搅拌桶，分散液液面接触搅拌器叶片时，启动搅拌桶搅拌进行研磨，研磨完进行出料，得到色浆。
52.制备墨水：各原料用量见表2，将得到的色浆与第一溶剂、第一表面活性剂、第二表面活性剂、杀菌剂和水混合，将搅拌均匀，得到混合液，将所述混合液进行离心处理，调节离
心机转速为10000rpm/min，配合蠕动泵进行进料，采用连续离心方式。离心结束后去掉残渣，离心液进行过滤，使用折叠滤芯，空间为5μm，过滤后得到所述高强渗透型墨水。
53.表2实施例1墨水用量表原料比例/wt%色浆50甘油20杀菌剂0.5炔二醇类表面活性剂2氟碳类表面活性剂1水26.5合计100实施例2制备高强渗透型墨水，其中色浆和墨水的用量表分别见表3和表4，制备方法同实施例1。
54.表3实施例2色浆用量表原料比例/wt%水24.7甘油30苯乙烯丙烯酸高分子聚合物分散剂15杀菌剂0.3溶剂黄1615分散黄5415合计100表4实施例2墨水用量表原料比例/wt%色浆40甘油30杀菌剂0.2炔二醇类表面活性剂1.5氟碳类表面活性剂0.3水28合计100实施例3制备高强渗透型墨水，其中色浆和墨水的用量表分别见表5和表6，制备方法同实施例1。
55.表5实施例3色浆用量表原料比例/wt%水44.5甘油20
苯乙烯丙烯酸高分子聚合物分散剂5聚乙二醇-40015杀菌剂0.5分散蓝366分散蓝3599合计100表6实施例3墨水用量表原料比例/wt%色浆60甘油25杀菌剂0.2炔二醇类表面活性剂1.0氟碳类表面活性剂0.8水13合计100实施例4制备高强渗透型墨水，其中色浆1、色浆2的用量表分别见表7和表8，墨水的用量表见表9，制备方法同实施例1。
56.表7色浆1用量表原料比例/wt%水25.9甘油34苯乙烯丙烯酸高分子聚合物分散剂18杀菌剂0.1分散蓝36014分散蓝368合计100表8色浆2用量表原料比例/wt%水49.6甘油20苯乙烯丙烯酸高分子聚合物分散剂10杀菌剂0.4分散红棕410分散棕2710合计100表9实施例4墨水用量表原料比例/wt%色浆132.2
色浆25.5甘油22杀菌剂0.2炔二醇类表面活性剂1.5氟碳类表面活性剂0.3水38.3合计100实施例5制备高强渗透型墨水，其中色浆1、色浆2的用量表分别见表7和表8，色浆3的用量表见表10，墨水的用量表见表11，制备方法同实施例1。
57.表10色浆3用量表原料比例/wt%水24.7甘油30苯乙烯丙烯酸高分子聚合物分散剂15杀菌剂0.3分散黄5415溶剂黄1615合计100表11实施例5墨水用量表原料比例/wt%色浆110色浆25色浆35甘油12杀菌剂0.3炔二醇类表面活性剂3氟碳类表面活性剂1.5水63.2合计100对比例1参照实施例1，制备对比墨水，制备方法同实施例1，区别在于色浆配方不同，采用下表用量。
58.表12对比例1色浆用量表原料比例/wt%水14.5甘油10苯乙烯丙烯酸高分子聚合物分散剂20聚乙二醇-40030
杀菌剂0.5分散红6025分散红1110合计100对比例2参照实施例1，制备对比墨水，制备方法同实施例1，区别在于色浆配方不同，采用下表用量。
59.表13对比例2色浆用量表原料比例/wt%水14.5甘油10苯乙烯丙烯酸高分子聚合物分散剂20聚乙二醇-40030杀菌剂0.5分散红600分散红11125合计100对比例3参照实施例2，制备对比墨水，制备方法同实施例1，区别在于墨水配方不同，采用下表用量。
60.表14对比例3墨水用量表原料比例/wt%色浆40甘油30杀菌剂0.2炔二醇类表面活性剂1.8氟碳类表面活性剂0水28合计100对比例4参照实施例2，制备对比墨水，制备方法同实施例1，区别在于墨水配方不同，采用下表用量。
61.表15对比例4墨水用量表原料比例/wt%色浆40甘油30杀菌剂0.2炔二醇类表面活性剂0氟碳类表面活性剂1.8
水28合计100对比例5参照实施例1，制备对比墨水，制备方法同实施例1，区别在于分散剂采用同等质量的木质素磺酸钠。
62.墨水性能检测1、理化测试ph测试使用ph计，电导率测试使用电导率仪，粘度测试使用旋转粘度计，光谱测试采用紫外分光光度计，表面张力使用静态表面张力仪以及动态表面张力仪设备。测试方法采用相应设备的常规操作方法。
63.2、老化测试老化三天和老化七天是指把墨水放到60摄氏度恒温箱中放置三天和七天时间。到时间后取出墨水放置常温抽取墨水瓶中墨水的底部和顶部样品测试墨水的紫外光谱。
64.测试结果见表16。其中，光谱差的计算方式为：（下层光谱-上层光谱）/上层光谱*100%。
65.表16墨水性能检测结果表
3、打印测试运用上述制备的墨水，采用长纤维布料进行热转印，方法如下：将制备的墨水装到
打印机上，在电脑软件中进行制图并排版，将排版好的图案进行打印机打印，打印机按照排版的图案打印到热转印纸上，进行烘干。烘干后的热转印纸与布料在滚筒中进行压印，以直径60厘米滚筒为例，压印温度为220℃，压印转速12转（时间约为35-45秒），布料印花结束后对打印效果进行检测，部分打印样品参见图1和图2，打印测试结果见表17。
66.表17打印测试结果表
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
67.另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
68.此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。