一种纺织品用蓝光固化墨水组合物及其数码喷印固化方法
【专利摘要】本发明涉及一种光固化墨水【技术领域】，特别涉及一种纺织品用蓝光固化墨水组合物及其数码喷印固化方法。一种纺织品用蓝光固化数码喷墨印花墨水组合物包含以下组分：第一组分：低聚物和活性稀释剂，其中低聚物占二者总量的40-60wt%，第二组分：以第一组分为100%计，蓝光引发剂0.25-1wt%，活化剂0.25-1.5wt%，着色剂0.1-5wt%，分散稳定剂0.1-1wt%。本发明的蓝光固化墨水配方及其数码喷墨印花加工方法以单体、低聚物取代大分子黏合剂，保证了墨水在数码喷印过程中良好的稳定性和流动性，喷印完成后已喷印到织物上的墨水能在数分钟甚至数十秒的蓝光辐照下迅速引发单体和低聚物在纤维织物表面发生聚合交联，完成蓝光固化过程。
【专利说明】一种纺织品用蓝光固化墨水组合物及其数码喷印固化方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种光固化墨水【技术领域】，特别涉及一种纺织品用蓝光固化墨水组合物及其数码喷印固化方法。
【背景技术】
[0002]纺织品数码喷墨印花对传统印花加工而言具有革命性的意义。然而，在染料型数码喷墨印花加工过程中，仍需要汽蒸、水洗、烘干等后道处理，存在耗水、耗能问题。此外，由于染料对纤维具有亲和力，染料型数码印花对基材有承印局限性，无法满足多组分混纺织物的印制要求。以涂料墨水取代染料墨水应用于数码喷墨印花是解决上述问题的有效途径。然而，由于涂料墨水中含有大分子黏合剂，极易造成喷嘴堵塞，影响喷印加工过程。为解决涂料数码印花加工过程中的喷嘴堵塞问题，以光固化取代热固化，以单体、低聚物取代大分子黏合剂。在喷印过程中，光固化墨水具有良好的稳定性和流动性以实现顺利喷印。喷印完成后，在光照辐射下，墨水组分中的引发剂被激发并分解产生活性种，引发单体和低聚物在纤维织物表面 发生原位聚合交联反应形成固化膜，把颜料粒子包覆在固化膜中，以获得满意的色牢度。
[0003]在光固化技术中，紫外(UV)光因其辐照能量高，固化反应快等特点，已在印刷、粘合领域有产业化应用。但由于紫外光固化技术在辐照安全和聚合深度方面的局限性，始终未能得到更广泛的应用。与紫外光相比，蓝光的能量相对较低，但其在辐照安全、固化深度和设备成本等方面具有显著优势。
[0004]关于应用于多组分织物的数码喷墨印花墨水，郑州鸿盛数码科技股份有限公司申请的中国发明专利CN102352569B公开了一种可用于多种纤维及其混纺织物的水性数码喷墨印花的墨水及其生产工艺。该专利提出将染料取代涂料印花中的颜料，在保证多种纤维承印适应性的同时改善印花织物的水洗和湿摩擦色牢度。但是该专利在制备水性数码喷墨印花墨水时，步骤繁多，工艺复杂。此外，喷印后仍需高温预烘、焙烘过程。
[0005]随着光固化技术，特别是紫外光固化技术的不断发展，出现了关于紫外光固化数码喷墨印花墨水的相关专利。李文彬等人申请的中国发明专利200410066569.4中公开了一种数码印染用紫外光固化油墨及其制备方法，提出了通过紫外光固化方法来解决水性染料墨水耐水洗、耐光牢度差，易沾污，基材承印局限性以及溶剂型油墨易燃，有毒性等缺点。紫外光固化技术虽然较成熟，但由于紫外光属于短波光源，极易对操作人员造成辐射危害。更值得一提的是，紫外光能在空气中引发臭氧的生成，其危害更是防不胜防。此外，该专利并未对喷印后的光固化过程以及数码印花织物的服用性能详细描述和客观测试评价。
[0006]此外，应用于塑料、钢材、玻璃、木料等各种材料表面的紫外光固化涂层油墨的专利报道较多，如“一种能在紫外光固化涂层表面直接喷墨的可辐射固化油墨及其制备方法”(CN102558963B)，“一种紫外光固化油墨及其制备方法”(CN102286230B)，“一种紫外光固化油墨”(CN103102741A)等，这些专利大多应用于硬质材料表面，配方中需要通过添加高比例的多官能团单体或树脂使固化膜达到较高的硬度和强度，因此不适用于柔性纺织品所注重的柔、弹、韧等服用性能。
【发明内容】
[0007]本发明提供了一种纺织品用蓝光固化数码喷墨印花墨水组合物，该组合物形成的墨水黏度低，分散稳定性好，并能在蓝光辐照下将小分子的单体和低聚物原位聚合成具有良好拉伸强力、弹性、柔性的大分子薄膜，并将着色剂颗粒包覆粘着于各种纺织品表面。
[0008]本发明还提供了一种纺织品用蓝光固化数码喷墨印花墨水的制备方法。
[0009]本发明还提供了一种利用所述组合物的蓝光固化数码喷墨印花墨水进行蓝光辐照固化的方法。
[0010]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0011]一种纺织品用蓝光固化数码喷墨印花墨水组合物，其特征在于包含以下组分:第一组分:低聚物和活性稀释剂，其中低聚物占二者总量的40-60wt%，第二组分:以第一组分为100%计，蓝光引发剂0.25-lwt%，活化剂0.25-1.5wt%，着色剂0.l_5wt%，分散稳定剂0.1-1被％;所述的蓝光引发剂为硫杂蒽酮衍生物、共轭不饱和双酮或有机茂金属中的一种或两种以上的组合；所述的活化剂为脂肪胺或芳香胺中的一种；所述的低聚物为黏度(1.0Pa-S的聚氨酯丙烯酸酯。黏度的控制是实现本发明的基础。硫杂蒽酮衍生物包括硫杂蒽酮芴甲酸、硫杂蒽酮硫代乙酸等，共轭不饱和双酮如樟脑醌，有机茂金属包括2，6- 二氟-3-吡咯苯基二茂钛、双(环戊二烯)二茂锆等。活化剂为脂肪胺如三异丙醇胺、三乙醇胺，或芳香胺包括4-二甲基氨基苯甲酸乙酯、4-二甲基氨基苯甲酸异辛酯等。
[0012]本发明将蓝光引发固化技术与纺织品数码印花相结合制备蓝光固化墨水，解决当前数码印花技术存在的不足；合成了适用于数码喷墨印花用低黏度型聚氨酯丙烯酸酯光固化低聚物；构建了基于低黏度型聚氨酯丙烯酸酯低聚物的聚合体系(低聚物和活性稀释剂配方)，使固化膜具备柔、弹、强的特点，满足纺织品服用性能要求。
[0013]作为优选，所述的聚氨酯丙烯酸酯低聚物，其25°C条件下的黏度为0.8-1.0Pa *s。
[0014]作为优选，所述的聚氨酯丙烯酸酯低聚物，其15°C条件下的表面张力为33-35
m N/m。
[0015]作为优选，所述的聚氨酯丙烯酸酯低聚物，其含有两个具有自由基聚合活性的丙烯酸酯端基，其结构如式(I)为:
[0016]
【权利要求】
1.一种纺织品用蓝光固化数码喷墨印花墨水组合物，其特征在于包含以下组分: 第一组分:低聚物和活性稀释剂，其中低聚物占二者总量的40-60 wt%, 第二组分:以第一组分为100%计，蓝光引发剂0.25-1 wt%，活化剂0.25-1.5 wt%，着色剂0.1-5 wt%，分散稳定剂0.1-1 wt% ； 所述的蓝光引发剂为硫杂蒽酮衍生物、共轭不饱和双酮或有机茂金属中的一种或两种以上的组合；所述的活化剂为脂肪胺或芳香胺衍生物中的一种；所述的低聚物为黏度≤1.0 Pa.s的聚氨酯丙烯酸酯。
2.根据权利要求1所述的纺织品用蓝光固化数码喷墨印花墨水组合物，其特征在于:所述的聚氨酯丙烯酸酯低聚物，其25°C条件下的黏度为0.8-1.0 Pa.S。
3.根据权利要求2所述的纺织品用蓝光固化数码喷墨印花墨水组合物，其特征在于:所述的聚氨酯丙烯酸酯低聚物，其15°C条件下的表面张力为33-35 m N/m。
4.根据权利要求1或2或3所述的纺织品用蓝光固化数码喷墨印花墨水组合物，其特征在于:所述的聚氨酯丙烯酸酯低聚物，其含有两个具有自由基聚合活性的丙烯酸酯端基，其结构式为: 其中，Rl 代表聚醚结构(CH2CHCH3O)n, (CH2CH2O)n，(CH2CH2CH2CH3O)η 中的一种或多种，n=6-35 ；R2代表六亚甲基，4，4’ -亚甲基双苯，I, 3，3-三甲基环己烷中的一种或多种；R3代表烷烃链 CH2CH2, CH2CH2CH2, CH2CH2CH2CH2 中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的纺织品用蓝光固化数码喷墨印花墨水组合物，其特征在于:所述的活性稀释剂含有一个具有自由基聚合活性基团的丙烯酸酯类或乙烯基类单体中的一种或者多种。
6.根据权利要求5所述的纺织品用蓝光固化数码喷墨印花墨水组合物，其特征在于:所述的丙烯酸酯类单体是(甲基)丙烯酸丁酯，(甲基)丙烯酸异辛酯，(甲基)丙烯酸羟乙酯，(甲基)丙烯酸异冰片酯，二环戊烯基丙烯酸酯，四氢化糠基丙烯酸酯中的一种或多种；所述的乙烯基类单体是苯乙烯、N-乙烯基吡咯烷酮及乙酸乙烯酯中的一种或多种。
7.一种纺织品用蓝光固化数码喷墨印花墨水的制备方法，其特征在于包括如下步骤: a.根据权利要求1所述的配比将低聚物、活性稀释剂、分散稳定剂和着色剂混合后经高速剪切机剪切15-25分钟进行预分散，得到预分散液； b.预分散液转移至球磨机进一步分散，直至着色剂颗粒粒径小于800nm，得到研磨分散液； c.将蓝光引发剂、活化剂按照配比与研磨分散液混合后在避光条件下超声分散，得到所述墨水。
8.一种利用权利要求7所述墨水的数码喷印固化方法，其特征在于包括如下步骤:将所述墨水加载至数码印花设备的墨水容器中，待喷印墨水经加热后其黏度降至0.05 Pa-s以下，通过数码控制按需定位喷射到织物表面获得所需图案；将完成图案喷印后的织物引入氮气气氛，并经蓝光LED灯辐照，使墨水在织物表面原位聚合并固化成膜，以达到所需色牢度。
【文档编号】C09D11/30GK103788771SQ201410040924
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2014年1月28日 优先权日:2014年1月28日
【发明者】邵建中, 黄 益, 曹波涛, 许陈莹, 范钦国 申请人:浙江理工大学