本發明涉及一種高溫直噴分散色漿的制備方法。
背景技術：
我國是傳統印染大國，作為傳統的印花方式，每年的印染廢水排放量是我國水污染的重要源頭之一，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，造成了二次污染，對我國的綠色生產、環境保護，提出了嚴峻的挑戰；(2)熱轉印印花由于采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，由于長期處于較高的環境室溫中，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)數碼打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、高污染、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，不會產生二次污染；(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公司生產的一種采用不銹鋼結構的、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，廣泛應用于廣告、紡織、瓷磚、印刷等行業的可變數據噴印行業。
傳統印花污染大、能耗高、占地面積大、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污染極大，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于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，目前國內市場上并無用于星光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，但是因其采用包覆技術，助劑制備要求極高，制備工藝較為復雜，成本居高不下。目前市場上亟需一種成本低、制備工藝簡單的高溫直噴分散墨水。
技術實現要素：
本發明實際積極的技術問題是克服了現有技術中的高溫直噴分散墨水的制備過程中采用包覆技術，助劑制備要求極高，制備工藝較為復雜，成本居高不下的缺陷，提供了一種用于制備高溫直噴分散墨水的高溫直噴分散色漿的制備方法。由本發明的高溫直噴分散色漿制得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、耐酸堿性和耐升華牢度，而且制備過程簡便，成本較低，無需熱轉印紙進行轉印，可大大降低生產成本，也不會產生二次污染；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；可應用于工業數碼印花機，印花工藝簡單、快速，可高效生產。
本發明通過以下技術方案解決上述技術問題。
本發明提供了一種高溫直噴分散色漿的制備方法，所述高溫直噴分散色漿的原料包括下述質量份數：高溫分散染料10～40份、分散劑10～40份、有機溶劑0～20份、水10～40份、防腐劑0.1～0.3份和消泡劑0.05～0.2份；
所述制備方法包括下述步驟：將所述高溫分散染料、所述分散劑、所述有機溶劑、所述水、所述防腐劑和所述消泡劑的混合物，在沙磨珠中研磨分散，即得所述高溫直噴分散色漿。
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、黃色墨水的高溫分散黃染料或黑色墨水的高溫分散染料。所述高溫分散染料的用量較佳地為20～40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，所述分散劑可為本領域常規的分散劑，較佳地為帶有親水基團的木質素、木質素磺酸鹽、帶有錨定基團的丙烯酸分散劑和改性聚氨酯分散劑中的一種或多種。所述帶有親水基團的木質素、所述帶有錨定基團的丙烯酸分散劑和所述改性聚氨酯分散劑均為本領域常規。所述木質素磺酸鹽可為本領域常規的木質素磺酸鹽，較佳地為reax 85a。所述reax 85a為美國West vaccw公司的市售產品。
本發明中，所述分散劑的用量較佳地為15～30份，更佳地為20～25份。
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5～15，更佳地為10～15份。
本發明中，所述防腐劑可為本領域常規，較佳地為Proxel GXL。所述Proxel GXL為奧祺化學的市售產品。
本發明中，所述防腐劑的用量較佳地為0.2份。
本發明中，所述消泡劑可為本領域常規，較佳地為BYK-028。所述BYK-028為奧祺化學的市售產品。
本發明中，所述消泡劑的用量較佳地為0.15～0.2份。
本發明中，所述的沙磨珠可為本領域常規的沙磨珠，較佳地為鋯珠。所述沙磨珠的粒徑可為本領域常規，其直徑較佳地為0.25～0.35mm。
本發明中，所述研磨的操作和條件可為本領域常規操作和條件。所述研磨的時間較佳地為10～40h，更佳地為30h。所述研磨的轉速較佳地為600～3500rpm，更佳地為3000rpm。
本發明中，所述混合物與所述沙磨珠的體積比可為本領域常規，較佳地為1：(3～12)，更佳地為1：10。
本發明還提供了一種高溫直噴分散墨水，其原料包括下述質量份數的組分：所述高溫直噴分散色漿20～60份，有機溶劑20～60份，水10～50份，表面活性劑0.5～5份，防腐劑0.1～0.3份和消泡劑0.05～0.2份。
較佳地，所述原料由下述質量份數的組分組成：所述高溫直噴分散色漿20～60份，所述有機溶劑20～60份，所述水10～50份，所述表面活性劑0.5～5份，所述防腐劑0.1～0.3份和所述消泡劑0.05～0.2份。
本發明中，所述高溫直噴分散色漿的用量較佳地為30～50份。
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40～50份，更佳地為45份。
本發明中，所述水的用量較佳地為25～50份。
本發明中，所述防腐劑可為本領域常規，較佳地為Proxel GXL。所述Proxel GXL為奧祺化學的市售產品。所述防腐劑的用量較佳地為0.2份。
本發明中，所述消泡劑可為本領域常規，較佳地為BYK-028。所述BYK-028為奧祺化學的市售產品。
本發明中，所述的表面活性劑可為本領域常規的表面活性劑，較佳地為烷基酚聚氧乙烯醚、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Surfynol 465。所述表面活性劑Surfynol 465為美國氣體化學的市售產品。
本發明中，所述的表面活性劑的用量較佳地為3份。
本發明還提供了一種所述高溫直噴分散墨水的制備方法，其包括下述步驟：將所述高溫直噴分散色漿、所述有機溶劑、所述水、所述表面活性劑、所述防腐劑和所述消泡劑的混合物，過濾，所得濾液即為所述高溫直噴分散墨水。
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。所述過濾所采用的膜可為本領域常規，較佳地為聚丙烯膜(PP膜)或聚醚砜膜(PES膜)。所述過濾所采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。
本發明還提供了一種所述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于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于工業數碼紡織印花機中直接噴墨印花；
(2)烘干：將打印好的織物進行烘干；
(3)汽蒸：將烘干后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℃，工作濕度為20～80％。
步驟(2)中，所述烘干的操作和條件可為本領域常規的操作和條件，一般在烘干機中進行。
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160～200℃。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于：
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、耐酸堿性和耐升華牢度，而且制備過程簡便，成本較低，無需熱轉印紙進行轉印，可大大降低生產成本，也不會產生二次污染；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應用于工業數碼印花機，其印花工藝為：上漿、噴墨打印、烘干和汽蒸固色，與常規印花工藝(化纖類布料染色基本流程是：調制色、印花(染色)、烘干、氣蒸、水洗、皂洗和烘干)相比，工藝簡單、快速，可高效生產。
本發明的高溫直噴分散墨水可適用于星光1024噴頭，與星光1024噴頭具有良好的匹配性和適應性，經長期打印測試，可完美地用于星光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，但并不因此將本發明限制在所述的實施例范圍之中。下列實施例中未注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。
下述實施例中，采用的防腐劑均為奧祺化學的Proxel GXL；消泡劑均為奧祺化學BYK-028；分散劑均為美國West vaccw公司的市售產品reax 85a；表面活性劑均為美國氣體化學的市售產品Surfynol 465。
實施例1
1、高溫直噴分散紅色漿的制備：
在室溫下，將20份高溫分散紅染料92、10份丙三醇、20份分散劑reax85a、0.2份防腐劑Proxel GXL，0.15份消泡劑BYK-088，10份水混合均勻，得混合物；在砂磨機中使用直徑0.25～0.35mm的鋯珠將該混合物研磨分散30h，即得。其中，混合物與鋯珠的體積比為1：10，研磨轉速為3000rpm。
2、高溫直噴分散紅墨水的制備：
將上述50份高溫直噴分散紅色漿放入反應釜中，加入50份丙二醇、0.5份表面活性劑Surfynol 465、0.2份防腐劑Proxel GXL、0.2份消泡劑BYK-028、50份水，低速攪拌2h后，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。
3、步驟2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于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℃、濕度20％；
(2)烘干：將打印好的織物與烘干機相連接，織物進入烘干機進行烘干；
(3)汽蒸固色：將烘干后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
1、高溫直噴分散青色漿的制備：
在室溫下，將20份高溫分散藍染料87、10份丙三醇、25份reax85a、0.2份防腐劑Proxel GXL，0.15份消泡劑BYK-088，20份水混合均勻，得混合物；在砂磨機中使用直徑0.25～0.35mm的鋯珠將該混合物研磨分散30h，即得。其中，混合物與鋯珠的體積比為1：10，研磨轉速為3000rpm。
2、高溫直噴分散藍墨水的制備：
將上述30份高溫直噴分散藍色漿放入反應釜中，加入45份丙二醇、0.5份表面活性劑Surfynol 465、0.2份防腐劑Proxel GXL、0.2份消泡劑BYK-028、25份水，低速攪拌2h后，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。
3、應步驟2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紅墨水用于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15℃、濕度20％；
(2)烘干：將打印好的織物與烘干機相連接，織物進入烘干機進行烘干；
(3)汽蒸固色：將烘干后的織物放入蒸箱進行汽蒸固色，汽蒸溫度為200℃，汽蒸時間為8min。
實施例3
1、高溫直噴分散黃色漿的制備：
在室溫下，將20份高溫分散黃染料114、15份丙三醇、15份reax85a、0.2份防腐劑Proxel GXL，0.15份消泡劑BYK-088，40份水混合均勻，得混合物；在砂磨機中使用直徑0.25～0.35mm的鋯珠將該混合物研磨分散30h，即得。其中，混合物與鋯珠的體積比為1：10，研磨轉速為3000rpm。
2、高溫直噴分散黃墨水的制備：
將上述20份高溫直噴分散黃色漿放入反應釜中，加入60份丙二醇、0.5份表面活性劑Surfynol 465、0.2份防腐劑Proxel GXL、0.2份消泡劑BYK-028、10份水，低速攪拌2h后，用孔徑為0.22μm的濾膜(PES膜)過濾，所得濾液即為高溫直噴分散黃墨水。
3、應步驟2所得高溫直噴分散黃墨水的應用操作步驟與實施例1的操作相同。
實施例4
1、高溫直噴分散黑色漿的制備：
在室溫下，將20份高溫分散黑染料、10份丙三醇、30份reax85a、0.2份防腐劑Proxel GXL，0.15份消泡劑BYK-088，10份水混合均勻，得混合物；在砂磨機中使用直徑0.25～0.35mm的鋯珠將該混合物研磨分散30h，即得。其中，混合物與鋯珠的體積比為1：10，研磨轉速為3000rpm。
2、高溫直噴分散黑墨水的制備：
將上述60份高溫直噴分散黑色漿放入反應釜中，加入40份丙三醇、0.5份表面活性劑Surfynol 465、0.2份防腐劑Proxel GXL、0.2份消泡劑BYK-028、50份水，低速攪拌2h后，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。
3、應步驟2所得高溫直噴分散黑墨水的應用操作步驟與實施例1的操作相同。
實施例5
1、高溫直噴分散紅色漿的制備：
在室溫下，將40份高溫分散紅染料167、20份聚乙二醇、40份分散劑reax85a、0.3份防腐劑Proxel GXL，0.2份消泡劑BYK-088，10份水混合均勻，得混合物；在砂磨機中使用直徑0.25～0.35mm的鋯珠將該混合物研磨分散40h，即得。其中，混合物與鋯珠的體積比為1：12，研磨轉速為3500rpm。
2、高溫直噴分散紅墨水的制備：
將上述30份高溫直噴分散紅色漿放入反應釜中，加入20份二乙二醇甲醚、3份表面活性劑Surfynol 465、0.2份防腐劑Proxel GXL、0.05份消泡劑BYK-028、25份水，低速攪拌2h后，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。
3、應步驟2所得高溫直噴分散紅墨水的應用操作步驟與實施例1的操作相同。
實施例6
1、高溫直噴分散藍色漿的制備：
在室溫下，將10份高溫分散藍染料183、5份二甘醇、10份reax85a、0.1份防腐劑Proxel GXL，0.05份消泡劑BYK-088，20份水混合均勻，得混合物；在砂磨機中使用直徑0.25～0.35mm的鋯珠將該混合物研磨分散10h，即得。其中，混合物與鋯珠的體積比為1：3，研磨轉速為600rpm。
2、高溫直噴分散藍墨水的制備：
將上述30份高溫直噴分散藍色漿放入反應釜中，加入45份聚丙二醇、5份表面活性劑Surfynol 465、0.3份防腐劑Proxel GXL、0.2份消泡劑BYK-028、25份水，低速攪拌2h后，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。
3、應步驟2所得高溫直噴分散藍墨水的應用操作步驟與實施例1的操作相同。
對比例1
本對比例采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，一般按照打印轉移紙、轉移印花、即得成品。
對比例2
本對比例采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。
效果實施例1
將實施例1～6、對比例1～2的墨水打印流暢性及印花產品分別在外觀(清晰程度、滲墨性、色彩鮮艷程度)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制得的高溫直噴分散墨水完全在1024噴頭的工業數碼印花機可完全適應。本發明印花品質在耐洗牢度、耐光牢度上均優于對比例1的產品。本發明實施例1～6所制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1～2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
本發明實施例1～6的產品相對于對比例1、對比例2制得的印花產品而言，成本相對較低。其中，對比例1的印花工藝由于需求紙張量大，在制造紙張過程中會引起極其嚴重的污染。對比例2的進口高溫直噴分散墨水的制備中，采用了包覆技術，所需助劑的制備過程要求極高，制備工藝較為復雜，也造成成本居高不下。
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。