一种抗菌型数码印花直喷墨水及其制备方法与流程

1.本发明涉及数码印花技术领域，尤其是一种抗菌型数码印花直喷墨水及其制备方法。


背景技术：

2.数码印花技术借助计算机实现丰富多彩的图案效果，已经广泛运用于服装、毛毯、地毯、鞋子、包装袋等产品上。上述印花产品有一些会与人体直接接触，在使用过程中粘附汗渍、油渍等污染物之后，容易造成细菌滋生。以地毯为例，由于其纤维较长，易吸附水分、污染物等，在长期使用后非常容易成为细菌繁殖的“温床”，不仅对人体有害，而且影响毛毯的外观，降低其使用寿命。
3.因此，探索一种具有抗菌效果的数码印花产品具有现实意义，而关注的重点则是数码印花所采用的墨水和印花方法。
4.目前，采用添加抗菌剂的方式可以赋予墨水抗菌性能，但是常见的抗菌剂如纳米银、季铵盐类、有机锌类、防霉剂等难以与墨水兼容，同时这些化学试剂自身有一定的毒性，不宜直接接触人体。另一方面，常见的抗菌剂即使加入墨水中，在数码印花过程中与布料的结合性有限，容易脱落造成抗菌稳定性较差。


技术实现要素：

5.本发明的目的是为了克服现有的数码印花中实现持久、高效抗菌效果的问题，提供一种抗菌型数码印花直喷墨水，首先利用
6.具体方案如下：
7.一种抗菌型数码印花直喷墨水，按照重量百分比计包括以下各组分：
8.色浆30-60％
9.溶剂10-35％
10.炔二醇类表面活性剂1-10％
11.硅烷类表面活性剂0.1-3％
12.水20-40％；
13.其中，所述色浆按照重量百分比计包括以下各组分：
14.分散染料10-30％
15.溶剂15-40％
16.木质素类磺酸钠1-20％
17.丙烯酸酯类磺酸钠聚合物1-25％
18.苯乙烯丙烯酸类聚合物1-25％
19.聚氧乙烯醚类分散剂1-8％
20.石墨烯量子点0.1-10％
21.炔二醇类表面活性剂0.1-5％
22.水10-30％。
23.进一步的，按照重量百分比计由以下各组分组成：
24.色浆45-57％
25.溶剂11-26％
26.炔二醇类表面活性剂2-5％
27.硅烷类表面活性剂0.2-2.3％
28.水25-36％。
29.进一步的，所述色浆按照重量百分比计由以下各组分：
30.分散染料15-25％
31.溶剂20-25％
32.木质素类磺酸钠3-15％
33.丙烯酸酯类磺酸钠聚合物10-25％
34.苯乙烯丙烯酸类聚合物5-20％
35.聚氧乙烯醚类分散剂2-5％
36.石墨烯量子点1-3.5％
37.炔二醇类表面活性剂0.6-2％
38.水12-20％。
39.进一步的，所述分散染料为分散红60、分散蓝359、分散蓝360、分散黄54、分散棕27中至少一种；所述溶剂为甘油、二聚甘油混合组成。
40.进一步的，所述丙烯酸酯类磺酸钠聚合物为亨斯迈tersperse 2700或亨斯迈tersperse 2610；所述苯乙烯丙烯酸类聚合物为巴斯夫sokalan cp-5或巴斯夫sokalan cp-9；所述硅烷类表面活性剂为气体surdynol 960或气体surdynol 604。
41.进一步的，所述石墨烯量子点为经过环糊精改性的石墨烯量子点，改性方法为：将石墨烯量子点、水和β-环糊精混合后进行球磨，然后分离球磨介质得到浆料，对浆料进行干燥得到经过环糊精改性的石墨烯量子点。
42.本发明还保护所述抗菌型数码印花直喷墨水的制备方法，包括：
43.制备色浆：获得所述重量百分比的原料，将色浆的各原料混合，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；
44.制备墨水：将得到的所述色浆与溶剂、炔二醇类表面活性剂、硅烷类表面活性剂和水混合，搅拌均匀，得到混合液，将所述混合液进行离心、过滤后，得到所述抗菌型数码印花直喷墨水。
45.进一步的，所述研磨机的转速为500-1000rpm，通过研磨将原料细化，使得所述色浆中的固体颗粒的粒径小于10μm；
46.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，优选地，所述过滤采用孔径为1-5μm的过滤材料。
47.本发明还保护一种数码印花直喷工艺，是通过直喷打印机，将所述抗菌型数码印花直喷墨水，打印到布料上，然后将布料传送到发色机进行烘干发色，发色温度为180-220℃，发色时间为0.5-10min，发色完后得到成品。
48.本发明还保护一种印花产品，采用所述数码印花直喷工艺制备得到，所述印花产
品对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的抑菌率皆≥99％，对白色念珠菌的抑菌率≥90％，防螨效率≥60％，防霉等级为0级以上。
49.有益效果：
50.本发明中，通过改进色浆和墨水配方，使得产品具有较好的印花效果；再则，所述抗菌型数码印花直喷墨水适合采用直喷工艺进行印花，其与布料的结合性高，经过印花后的布料成品具有较高的抗菌性能。
51.进一步的，经过环糊精改性的石墨烯量子点，在墨水中进行直喷后，与布料的结合稳定，即使多次洗涤，抗菌率依然可以保持，从而长久地发挥抗菌效果。
52.总之，本发明所述抗菌型数码印花直喷墨水具有广阔的运用前景，在衣物、地毯、卫生防护用品等领域可以发挥优异的抗菌性能，且产品安全无毒，绿色环保，符合行业发展需求。
具体实施方式
53.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。
54.以下使用的主要试剂包括：
55.丙烯酸酯类磺酸钠聚合物为亨斯迈tersperse 2700；苯乙烯丙烯酸类聚合物为巴斯夫sokalan cp-5；聚氧乙烯醚类分散剂为异构醇聚氧乙烯醚；硅烷类表面活性剂为气体surdynol 960。
56.实施例1
57.红色抗菌型数码印花直喷墨水的制备方法，主要步骤如下：
58.(1)制备色浆：
59.准备分散桶，将分散桶清洗干净；同时，将研磨机清洗干净，并在研磨机中加入适量的锆珠，锆珠数量根据研磨物料型号及工艺要求来确定。按照表1获得所述重量百分比的原料，将称好的物料桶推到搅拌杆下端中间位置，然后下降搅拌杆，固定好分散桶，启动搅拌机，调节转速在800-1000rpm/min搅拌均匀，通过搅拌均匀化，得到分散液。
60.实施例1中分散染料为分散红60。
61.表1色浆用量表(重量百分比)
62.物料名称实施例1实施例2实施例3实施例4分散染料15182025甘油16101412二聚甘油61068木质素磺酸钠121583丙烯酸酯类磺酸钠聚合物10161218苯乙烯丙烯酸类聚合物2081610聚氧乙烯醚类分散剂23.542.5
石墨烯量子点53.576.5炔二醇类表面活性剂1.20.612水12.815.41213合计100100100100
63.将分散液进行过滤，除去杂质，然后进行除铁，采用磁吸方式去除分散液中的铁杂质；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100目滤袋放置在物料桶上，打开增压泵电源，将分散液泵入100目滤袋中，让其缓慢过滤到物料桶内，收集滤液。
64.过滤完后启动搅拌机搅拌以防止分散液沉淀；将物料桶出口与研磨机隔膜泵进口连接，进行研磨，调节转速800rpm，同时缓慢调节入机流量，边入机边搅拌，将物料全部打入研磨机研磨一遍，得到色浆。
65.制备墨水：
66.取本实施例制备的色浆，按照表2中的用量，同时称取其他墨水配料，将各原料混合，搅拌均匀，得到混合液，将所述混合液进行离心，调节离心机转速为15000rpm/min，调节蠕动泵转速，控制离心出料流量0.6
±
0.03kg/min。收集离心液，采用3μm的折叠滤芯过滤，控制过滤流量1.5kg/min左右，压力≤0.2mpa，过滤得到数码印花墨水。
67.表2墨水用量表(重量百分比)
68.组分实施例1实施例2实施例3实施例4色浆35485257甘油10456二聚甘油161295炔二醇类表面活性剂2222硅烷类表面活性剂12.31.40.2水3631.730.629.8合计100100100100
69.实施例2
70.制备蓝色抗菌型数码印花直喷墨水，其中色浆的用量表见表1，配制得到的色浆用于制备墨水，墨水的配料表见表2，色浆和墨水的制备方法同实施例1。
71.其中，分散染料为分散蓝359。
72.实施例3
73.制备黄色抗菌型数码印花直喷墨水，其中色浆的用量表见表1，配制得到的色浆用于制备墨水，墨水的配料表见表2，色浆和墨水的制备方法同实施例1。
74.其中，分散染料为分散黄54。
75.实施例4
76.制备黑色抗菌型数码印花直喷墨水，其中色浆的用量表见表1，配制得到的色浆用于制备墨水，墨水的配料表见表2，色浆和墨水的制备方法同实施例1。
77.其中，分散染料为由10％分散棕27粉、12％分散蓝360粉和3％分散黄54粉组成，合计占到色浆总重的25％。
78.实施例5
79.红色抗菌型数码印花直喷墨水的制备方法，其中色浆的用量同实施例1，其中，石墨烯量子点为经过环糊精改性的石墨烯量子点，用量与实施例1相同。石墨烯量子点的改性方法为：将石墨烯量子点10g、20g水和5gβ-环糊精混合后进行球磨，在500rpm球磨转速下球磨30min，然后分离球磨介质得到浆料，对浆料进行干燥得到经过环糊精改性的石墨烯量子点。
80.用上述色浆制备墨水，墨水的配料同实施例1。
81.对比例1
82.在实施例1的基础上去掉色浆中的石墨烯量子点，用水代替。
83.对比例2
84.在实施例1的基础上去掉苯乙烯丙烯酸类聚合物，用水代替。
85.对比例3
86.在实施例1的基础上去掉聚氧乙烯醚类分散剂，用水代替。
87.数码印花试验
88.分别取实施例和对比例制备的墨水，通过直喷打印机直接将图案打印到布上，将布直接传送到180-220℃发色机进行烘干发色，发色时间0.5-10min，发色完后为成品。
89.作为对照，采用热转印技术在同样的布料上进行打印测试，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200℃，压印转速12转(时间约为35-45秒)，即得成品。
90.在上机测试中，实施例1-5、对比例1-2的墨水打印流畅，图案清晰，对比例3中去掉聚氧乙烯醚类分散剂，存在墨水质量不稳定，储存不稳定，打印流畅性不好，容易断线。
91.抗菌测试
92.测试方法，将实施例和对比例的墨水印花成品送往检测机构(广州市微生物研究所有限公司)，按照标准进行测试，其中：
93.(1)、抗菌测试标准：gb/t 20944.3-2008纺织品抗菌性能的评价第三部分：振荡法检测项目：1、大肠杆菌atcc 25922；2、金黄色葡萄球菌atcc-6538；3、白色念球菌atcc-10231
94.(2)、防螨测试标准：gb/t 24253-2009纺织品防螨性能评价9.1驱避法
95.(3)、防霉测试标准：gb/t 24346-2009纺织品防霉性能评价
96.实验菌种：黑曲霉atcc16404、绳状青霉atcc10509、球毛壳霉atcc6205、绿色木霉atcc 28020；
97.抗菌测试结果见表1。
98.表1抗菌测试结果表
[0099][0100]
将布样进行洗涤，洗涤程序：根据fz/t73023-2006抗菌针织品附录c.4简化洗涤条件及程序进行50次(10个完整洗涤循环)，洗涤后再次测试抗菌效果，试验结果见表2。
[0101]
表2抗菌持久性测试结果表
[0102]
[0103][0104]
从表2可以看出，经改性后的石墨烯量子点在数码印花过程中在布料上的吸附率高，且墨水与布料的结合稳定性提高，在多次洗涤后能够保持印花的色彩以及优异的抗菌性。而且，苯乙烯丙烯酸类聚合物具有提高抗菌持久性的效果，其原因可能是增强了石墨烯量子点与布料的结合力。
[0105]
防螨测试结果见表3。
[0106]
表3防螨测试结果表
[0107][0108]
注：对照样为不经任何处理的100％纯棉布样，经过高温蒸煮和清洗后作为对照布样；防螨效果评价要求：≥95％具有极强的防螨效果；≥80％具有较强的防螨效果；≥60％具有防螨效果；
[0109]
防霉测试结果见表4。
[0110]
表4防霉测试结果表
[0111]
样品长霉程度长霉等级实施例1墨水直喷布样放大镜下无明显长霉0级
实施例5墨水直喷布样放大镜下无明显长霉0级
[0112]
评价标准：
[0113]
0级 在放大镜下无明显长霉；
[0114]
1级 霉菌生长稀少或局部生长，在样品表面覆盖面积小于10％；
[0115]
2级 在样品表面覆盖面积小于30％(10％-30％)；
[0116]
3级 在样品表面覆盖面积小于60％(30％-60％)；
[0117]
3级 在样品表面覆盖面积达到或超过60％。
[0118]
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。
[0119]
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。
[0120]
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。