一種基于纖維素納米球為分散劑的真絲綢印花用納米墨水的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于纖維素納米球為分散劑的真絲綢印花用納米墨水的制備方法。其特征在于該納米墨水由活性染料、表面活性劑、分散劑、保濕劑、殺菌劑、pH緩沖劑和去離子水組成，各組分按重量百分比含量如下：活性染料5-30%，表面活性劑0.5-3%，分散劑0.3-5%，保濕劑1-10%，殺菌劑0.01-2%，pH緩沖劑0.001-2%。本發(fā)明以纖維素納米球為分散劑，使其表面帶電基團與染料分子形成靜電作用，制得的納米墨水高度分散。該制備工藝簡便易操作，整個制備過程對環(huán)境無污染，適合于工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)；所制得的墨水尺寸小且可控、儲存穩(wěn)定性好、電導率與黏度可調(diào)、打印流暢性好且色譜齊全，顏色鮮艷。
【專利說明】一種基于纖維素納米球為分散劑的真絲綢印花用納米墨水的制備方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及用于數(shù)碼印花真絲綢紡織品的墨水的制備技術，具體涉及一種基于纖維素納米球為分散劑的真絲綢印花用納米墨水的制備方法。

【背景技術】
[0002]數(shù)碼噴墨印花是通過各種輸入手段(掃描儀、數(shù)碼相機等)把所需的圖案輸入計算機，經(jīng)計算機印花分色描稿系統(tǒng)(CAD)編輯處理后，由計算機控制微壓電式噴墨嘴，用RIP軟件通過噴射印花系統(tǒng)直接將墨水(活性、還原、分散、酸性等專用染液)噴射到各種織物上進行印花，經(jīng)過處理后，獲得印有高精度圖案的紡織品。另外采用C、M、Y、K(青、品紅、黃、黑)四色十專色印花噴頭，就可印出1670萬種顏色，即可達到各種印花圖案要求。
[0003]與傳統(tǒng)印花相比，該技術摒棄了傳統(tǒng)印花中描稿、制片、制網(wǎng)和雕刻等工序，具有節(jié)能、減排和環(huán)保等優(yōu)勢，是業(yè)內(nèi)普遍看好的印花新技術。近年來，隨著人們對“個性化服飾”需求的日益增多，快節(jié)奏、小批量的印花訂單正逐步成為印花市場的主流。傳統(tǒng)圓網(wǎng)印花與平網(wǎng)印花由于加工過程繁復，操作麻煩，小批量生產(chǎn)成本高和交貨周期長等缺陷，己經(jīng)滿足不了 “小批量、多品種、快節(jié)奏生產(chǎn)”的步伐。噴墨印花迎合了人們按需設計制造(DAMA)和即時交貨(JIT)的生活方式，具有良好地發(fā)展前景。然而，在數(shù)字噴墨印花產(chǎn)品得到了越來越多消費者的好評和認可的同時，高昂的印花成本依舊。
[0004]墨水作為數(shù)碼印花生產(chǎn)中的重要耗材，其研究與開發(fā)是促進數(shù)碼噴墨印花技術發(fā)展的關鍵步驟。目前市場上，用于真絲綢紡織品的數(shù)碼印花墨水，主要以水溶性活性染料或酸性染料為主，這些染料分子結構中含有大量強水溶性基團，并且染料墨水的顏色表現(xiàn)力豐富，其色域可與傳統(tǒng)印花相媲美?；钚匀玖蠂娔』ǖ哪浞揭话惆稀⑺蛴袡C溶劑、粘度調(diào)節(jié)劑、表面活性劑、保濕劑、防菌劑、防堵塞劑、PH調(diào)節(jié)劑等添加劑組成?？椢镉脟娔』藢ι丶兌?、不溶性固體顆粒粒徑以及墨水的粘度、表面張力、電導率、穩(wěn)定性、PH值和起泡性等有具體要求之外，還要求墨水噴射到織物上形成圖案后，必須具有良好的耐水洗色牢度，且不能影響織物手感。但這些小分子染料墨水不僅在噴印存在穩(wěn)定性和流動性不佳(CN103526570A ;CN102936434A)，及在印花牢度上也存在很大的問題，使得織物顏色不夠鮮艷，并且在織物后整理階段往往需要多次水洗才能除去沒有固色的染料，不符合節(jié)約資源的要求。
[0005]國內(nèi)研究者已有采用單體或低聚物替代了大分子粘合劑，使得墨水在噴印過程中的良好穩(wěn)定性得到了保證。此外，他們還引入規(guī)整結構的聚苯乙烯微球、聚苯乙烯-甲基丙烯酸微球與二氧化硅微球作為染料分子的穩(wěn)定劑(CN102719145B ；CN103788770A ；CN102926224A)，結合“結構生色仿生著色技術”和數(shù)碼噴墨印花技術，嘗試制備紡織品數(shù)碼印花結構生色的膠體微球墨水。其中所采用仿生著色技術不僅難以實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，且該技術結構調(diào)控也較為復雜；此外，模版微球都是不帶電的微球，與染料結合力不強。還有研究者利用水溶性染料與高聚物的反應制備水溶性高分子染料(CN103319953)，該方法是通過各種反應途徑將水溶性染料懸掛于高聚物的側鏈上或與高聚物分子復合而獲得水性高分子染料。例如N，0-羧甲基殼聚糖作為高分子染料的骨架，其易溶于水，可以通過與活性染料在水溶液中發(fā)生均相接枝反應制備水溶性高分子染料。然而，這種方法適用的染料種類較少。
[0006]而本發(fā)明以帶負電荷的纖維素納米球為分散劑，利用其帶負電的表面基團與染料發(fā)生靜電作用，進而更好地將染料分子結合在納米球上，實現(xiàn)其良好分散，并通過簡單工藝復配，制備出可應用于數(shù)碼印花真絲綢紡織品的高穩(wěn)定性納米墨水。該制備工藝不僅成本較低，可工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)，且整個過程對環(huán)境無污染。所得墨水不僅具有傳統(tǒng)墨水防腐、色彩鮮明等優(yōu)點，同時具備聞Zeta電位、墨水粒徑尺寸小而均一等特點，解決了噴墨印花墨水噴射時易堵塞噴頭造成打印不流暢的問題，同時也改善了墨水長時間儲存不穩(wěn)定的問題，拓寬了數(shù)碼噴墨印花技術在真絲綢市場的使用前景。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種基于纖維素納米球為分散劑的真絲綢印花用納米墨水的制備方法，該方法制備工藝簡便易操作，成本低廉；整個制備過程對環(huán)境無污染，適合于工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)；所制得的數(shù)碼噴墨印花墨水具有粒徑尺寸小且分布窄、尺寸均一可調(diào)控、高Zeta電位、低粘度、電導率好和穩(wěn)定性高等優(yōu)點，有效避免了噴墨印花過程中打印不流暢、儲存時間短等問題，具有廣泛的應用前景。
[0008]本發(fā)明所述一種基于纖維素納米球為分散劑的真絲綢印花用納米墨水的制備方法，各組分按重量百分比含量如下:
活性染料5-30%
表面活性劑0.5-3%
分散劑(纖維素納米球)0.3-5%
保濕劑1-10%
殺菌劑0.01-2%
pH 緩沖劑0.001-2%
其余為去離子水；
所述分散劑為纖維納米球；
所述一種基于纖維素納米球為分散劑的真絲綢印花用納米墨水的制備方法:
(1)將0.3-5%的分散劑(纖維素納米球)與活性染料溶液混合，充分攪拌，再加入0.5-3%的表面活性劑，超聲攪拌10-60 min ；
(2)依次將1-10%的保濕劑和0.01-2%的殺菌劑加入到上述混合液，充分攪拌，用pH緩沖劑將墨水的pH值調(diào)節(jié)到7.0-8.0 ；
(3)在50-70°C條件下，充分攪拌Ih，然后冷卻至室溫，繼續(xù)攪拌0.5 h，在50-70°C條件下，靜置3 h熟化；通過孔徑為100-500 nm的納濾膜重復過濾三次，超聲分散、去除溶液中的氣泡，即可制得真絲綢印花用納米墨水。
[0009]所述步驟(I)中的分散劑為纖維素納米球(CNC)，直徑為10-60 nm，其表面基團為輕基、竣基、酷基和硫酸根。
[0010]所述步驟(I)的活性染料為(:^、￥、1((青、品紅、黃、黑)中的一種。[0011 ] 所述步驟(I)中的表面活性劑為陰離子表面活性劑或非離子表面活性劑。陰離子表面活性劑為十_■燒基橫酸納、十_■燒基硫酸納、十_■燒基苯橫酸納、油酸鐘、燒基蔡橫酸鈉、松香酸鈉中的一種；非離子表面活性劑為聚氧乙烯烷基酚縮合物、聚氧乙烯脂肪醇縮合物、聚氧乙烯多元醇醚脂肪酸酯中的一種。
[0012]所述步驟(2)中的保濕劑為丙三醇、乙二醇和二乙二醇中的一種；殺菌劑為硝酸銀、硝酸鋅、苯甲酸鹽、香草醛中的一種。
所述步驟(2)中的pH緩沖劑為磷酸氫二鈉-磷酸二氫鈉緩沖液、鄰苯二甲酸-鹽酸緩沖液、磷酸氫二鈉-檸檬酸緩沖液、檸檬酸-氫氧化鈉-鹽酸緩沖液中的一種。濃度為 0.05-2 mol/L。
[0013]所述步驟(3)中得到的真絲綢印花用納米墨水，其Zeta電位最大可提高2.1倍，pH值為7.0-8.0 ;黏度為1-1OmPa.s ;墨水粒徑為10-60 nm。
_4] 有益.效果
(I)本發(fā)明所提出的制備工藝簡便易操作，成本低廉；整個制備過程對環(huán)境無污染，不需要昂貴的儀器設備；生產(chǎn)制備過程中，以表面含有帶電基團的纖維素納米球為分散劑，克服了無機微球模版不帶電以及難以與染料牢固結合等缺陷，更加適合于工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)。
[0015](2)本發(fā)明所制得的真絲綢印花用納米墨水具有粒徑尺寸小且分布窄、尺寸均一可調(diào)控、高Zeta電位、低粘度、電導率好和穩(wěn)定性高等優(yōu)點，有效避免了噴墨印花過程中噴頭堵塞、打印不流暢、儲存時間短等問題；噴墨印花墨水作為數(shù)碼印花【技術領域】中極具潛力的一種材料，將具有更廣泛的應用前景。
[0016]

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1商用墨水與本發(fā)明制得墨水的Zeta電位比較圖(插入圖為本發(fā)明制得墨水的光學顯微鏡圖)。
[0018]

【具體實施方式】
[0019]下面結合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。應理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領域技術人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。
[0020]實施例1
將5 g紅色活性染料與0.7 g分散均勻的纖維素納米球懸浮液混合，充分攪拌，再加入I g十二燒基磺酸鈉，超聲攪拌30 mir1再分別加入3 g丙三醇和0.01 g硝酸銀，充分攪拌。用2 mol/L的磷酸氫二鈉-磷酸二氫鈉緩沖液將溶液pH值調(diào)節(jié)到7.0。在50°C條件下，充分攪拌I h，然后冷卻到室溫，繼續(xù)攪拌0.5 h，在50°C條件下，靜置3 h熟化；通過孔徑為500 nm的納濾膜重復過濾三次，超聲分散、去除溶液中的氣泡，即可制得真絲綢印花用納米墨水。
[0021]實施例2 將10 g青色活性染料與2 g分散均勻的纖維素納米晶球的懸浮液混合，充分攪拌，再加入2 g十二燒基磺酸鈉,超聲攪拌50 mir1再分別加入3 g乙二醇和0.2 g硝酸鋅,充分攪拌。用0.05mol/L的鄰苯二甲酸-鹽酸緩沖液將溶液pH值調(diào)節(jié)到7.3。在65°C條件下，充分攪拌I h，然后冷卻到室溫，繼續(xù)攪拌0.5 h，在70°C條件下，靜置3 h熟化；通過孔徑為100 nm的納濾膜重復過濾三次，超聲分散、去除溶液中的氣泡，即可制得真絲綢印花用納米墨水。
[0022]實施例3
將15 g紅色活性染料與0.5 g分散均勻的纖維素納米球的懸浮液混合，充分攪拌，再加入0.5 g十二燒基硫酸鈉,超聲攪拌40min。在分別加入I g 二乙二醇和0.02 g硝酸銀，充分攪拌。用lmol/L的磷酸氫二鈉-檸檬酸緩沖液將溶液pH值調(diào)節(jié)到7.8。在70°C條件下，充分攪拌I h，然后冷卻到室溫，繼續(xù)攪拌0.5 h，在65°C條件下，靜置3 h熟化；通過孔徑為500 nm的納濾膜重復過濾三次，超聲分散、去除溶液中的氣泡，即可制得真絲綢印花用納米墨水。
[0023]實施例4
將15 g黃色活性染料與0.7 g分散均勻的纖維素納米球的懸浮液混合，充分攪拌，再加入十二燒基苯磺酸鈉3 g,超聲攪拌30 mir1在分別加入5 g乙二醇和0.01 g硝酸銀，充分攪拌。用2mol/L的磷酸氫二鈉-磷酸二氫鈉緩沖液將溶液pH值調(diào)節(jié)到7.0。在55°C條件下，充分攪拌I h，然后冷卻到室溫，繼續(xù)攪拌0.5 h，在60°C條件下，靜置3 h熟化；通過孔徑為300 nm的納濾膜重復過濾三次，超聲分散、去除溶液中的氣泡，即可制得真絲綢印花用納米墨水。
[0024]實施例5
將20 g黑色活性染料與2 g分散均勻的纖維素納米球的懸浮液混合，充分攪拌，再加入0.5 g十二烷基磺酸鈉，超聲攪拌45 min。在分別加入5 g丙三醇和0.05 g硝酸鋅，充分攪拌。用0.5mol/L的檸檬酸-氫氧化鈉-鹽酸緩沖液將溶液pH值調(diào)節(jié)到7.5。在6(TC條件下，充分攪拌I h，然后冷卻到室溫，繼續(xù)攪拌0.5 h，在60°C條件下，靜置3 h熟化；通過孔徑為500 nm的納濾膜重復過濾三次，超聲分散、去除溶液中的氣泡，即可制得真絲綢印花用納米墨水。
【權利要求】
1.一種基于纖維素納米球為分散劑的真絲綢印花用納米墨水的制備方法，其特征在于，所述納米墨水由活性染料、表面活性劑、分散劑、保濕劑、殺菌劑、PH緩沖劑和去離子水組成，各組分按重量百分比含量如下: 活性染料5-30% 表面活性劑0.5-3% 分散劑 0.3-5% 保濕劑1-10% 殺菌劑0.01-2% pH 緩沖劑0.001-2% 其余為去離子水； 所述分散劑為纖維納米球； 所述一種基于纖維素納米球為分散劑的真絲綢印花用納米墨水的制備方法: (1)將0.3-5%的分散劑與活性染料溶液混合，充分攪拌，再加入0.5-3%的表面活性劑，超聲攪拌10-60 min ； (2)依次將1-10%的保濕劑和0.01-2%的殺菌劑加入到上述混合液中，充分攪拌，用pH緩沖劑將墨水的PH值調(diào)節(jié)到7.0-8.0 ； (3)在50-70°C條件下，充分攪拌Ih，然后冷卻至室溫，繼續(xù)攪拌0.5 h，在50_70°C條件下，靜置3 h熟化；通過孔徑為100-500 nm的納濾膜重復過濾三次，超聲分散、去除溶液中的氣泡，即制得真絲綢印花用納米墨水。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于纖維素納米球為分散劑的真絲綢印花用納米墨水的制備方法，其特征在于:所述步驟(I)中的分散劑為纖維素納米球(CNC)，直徑為10 - 60nm,其表面基團為輕基、竣基、酷基和硫酸根。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種基于纖維素納米球為分散劑的真絲綢印花用納米墨水的制備方法，其特征在于:所述步驟(I)的活性染料為C、M、Y、K(青、品紅、黃、黑)中的一種。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種基于纖維素納米球為分散劑的真絲綢印花用納米墨水的制備方法，其特征在于:所述步驟(I)中的表面活性劑為陰離子表面活性劑或非離子表面活性劑。
5.根據(jù)權利要求4所述的一種基于纖維素納米球為分散劑的真絲綢印花用納米墨水的制備方法，其特征在于:所述陰離子表面活性劑為十二烷基磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、油酸鉀、烷基萘磺酸鈉、松香酸鈉中的一種；非離子表面活性劑為聚氧乙烯烷基酚縮合物、聚氧乙烯脂肪醇縮合物、聚氧乙烯多元醇醚脂肪酸酯中的一種。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種基于纖維素納米球為分散劑的真絲綢印花用納米墨水的制備方法，其特征在于:所述步驟(2)中的保濕劑為丙三醇、乙二醇和二乙二醇中的一種；殺菌劑為硝酸銀、硝酸鋅、苯甲酸鹽、香草醛中的一種。
7.根據(jù)權利要求1所述的一種基于纖維素納米球為分散劑的真絲綢印花用納米墨水的制備方法，其特征在于:所述步驟(2)中的pH緩沖劑為磷酸氫二鈉-磷酸二氫鈉緩沖液、鄰苯二甲酸-鹽酸緩沖液、磷酸氫二鈉-檸檬酸緩沖液、檸檬酸-氫氧化鈉-鹽酸緩沖液中的一種；濃度為0.05-2 mol/L。
8.根據(jù)權利要求1所述的一種基于纖維素納米球為分散劑的真絲綢印花用納米墨水的制備方法，其特征在于:所述步驟(3)中得到的真絲綢印花用納米墨水，其Zeta電位最大提高2.1倍，pH值為7.0-8.0 ;黏度為1-1OmPa.s ;墨水粒徑為10-60 nm。
【文檔編號】D06P1/653GK104514157SQ201410767099
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2014年12月15日 優(yōu)先權日:2014年12月15日
【發(fā)明者】馬廷方, 姚菊明, 余厚詠, 陽仁彤, 楊興遠, 劉琳, 張梅飛, 周勁鋒 申請人:杭州萬事利絲綢科技有限公司, 浙江理工大學