專利名稱：防水型噴墨打印、噴繪和紡織物噴墨印花的墨水的制作方法
技術領域：
本發明屬于計算機噴墨打印、彩色噴繪和紡織物數碼噴墨印花技術領域，涉及到利用水暫溶型分散染料于噴墨過程的技術。
背景技術：
在噴墨技術中通常使用熱、微波或電磁加熱等手段，使通過微孔到達噴嘴的墨水迅速汽化產生氣泡，隨著氣泡的膨大，噴嘴口的墨水被擠出變為微液滴，噴向紙、布等基體。
噴墨技術中使用的墨有水基墨和油基墨兩種。由于水基墨廉價、安全、無污染、形成的文字或圖案耐有機溶劑，因而成為目前的主要品種。水基墨需使用染料(或顏料)溶于(或分散于)水中，加入其它組分形成墨水。在使用中，水基墨水的突出問題是噴成的文字或圖像耐水性能差，即耐水牢度低。
為了提高耐水牢度，人們提出用非水溶型顏料作為著色劑，如USP 6113680，USP 6007339，但顏料以分散形成存在于水中，往往存在使色度降低、顏料粒子易堵塞噴頭、分散體系長時間儲存的穩定性較染料溶液差、形成的打印件耐刮性差等不足。
水溶性染料，如酸性染料、直接染料、活性染料、堿性染料等克服了顏料的上述不足，但其水溶性墨的耐水牢度較差。為此，USP 5250107提出在墨的組成中加入含銨、鋯的聚合物鹽，增大染料與基質間的氫鍵；USP 6106598提出在墨中加入硅膠膠體；USP 6224660提出在墨中加入含硅有機聚合物；USP6001899提出加入含季胺鹽陽離子聚合物與陰離子染料形成鹽鍵等，都是從染料應用配方上提出的改進。
在水溶性染料分子結構改進上，人們盡量選用分子量大的直接染料。但分子量過大會影響染料的溶解度。USP 6221189提出在染料分子上引入糖類基團，提高染料與基質的親和力；USP 6251174將染料分子中部分磺酸水溶性基團換成羧酸基團等。這些措施在一定程度上改進了染料的耐水性。
發明內容
本發明的目的是使用一種新型的噴墨用染料，改進噴墨形成的文字或圖片的耐水性質。
本發明使用一類水暫溶性染料，這類染料借助于分子中的砜甲羧基使它們能溶于水，但在打印時，因噴頭熱、微波或電磁作用，染料(或部分染料)脫去分子上的羧基形成非水溶性染料，使形成的染料圖片或文字不溶于水而提高耐水性。
噴墨打印染料有許多特殊要求。如染料必須得到分辨率高、無羽紋、防水牢度好、耐光牢度好、具有好的光密度等。此外，墨被噴到基體(如紙等)上后必須迅速干燥以防止沾污；要防止噴頭長時間未工作后因墨水中的水揮發而使堵塞噴頭；墨水還必須在貯存時間內穩定、不分解、不沉淀。
本發明的技術方案是在染料中引入羧甲砜基基團，由于羧基的離子化和分子的偶極性等原因，使染料具有水溶性，其結構通式為(I)，式中Dye為染料母體，M為H+、Na+、K+、NH4+、Li+等堿金屬陽離子、質子或銨離子。
Dye-SO2CH2COO-M+(I)這類染料在噴墨時，經噴嘴的熱作用，或電磁輻射或微波作用，部分染料分子脫去羧基形成非水溶性染料(II)。 部分未脫羧基的染料遇到酸性紙后，可經離子交換形成水溶解性較低的染料Dye-SO2COOH。
本發明的效果和益處是由此形成的的彩色、黑白文字和圖像具有耐水的特點，比目前所用的水溶性染料噴墨式形成的文字和圖像具有較高的耐水牢度。同時這類墨不產生羽紋，分辨率高。墨水在貯存時間內穩定、不分解、不沉淀。
具體實施例方式
結構式(I)、(II)中Dye為任何染料或發色化合物的母體，或連有任何染料或發色化合物的連接基團。染料可為偶氮染料、蒽醌染料及其它染料。為了增強染料的水溶性，可在染料的分子上引入磺酸基或羧基。如黃色染料 品紅色染料 青色染料
黑色染料 等，但本發明不限于這些結構。
染料所形成的墨水組成含染料0.5-20％；水10-90％；低沸點有機溶劑如乙醇、丙醇、異丙醇等2-60％；高沸點有機溶劑如乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇、甘油、一縮二乙二醇及其醚、二縮二乙二醇及其醚、三縮四乙二醇及其醚、聚乙二醇、聚乙稀醇、2-吡咯烷酮、N-甲基吡咯烷酮等2-60％；殺菌劑0-2％；表面活性劑0.001-3％；pH調節劑如氨水、氫氧化鈉、氫氧化鉀等，根據染料的溶劑性質調節pH為6-9.5。
染料配制可在室溫下進行，若溶解速度漫，可加熱至50℃或更高溫度下配制。
配得的染料溶液經0.1-0.4微米孔徑的膜過濾，最好為0.2微米。過大的粒子會造成噴頭堵塞。過濾的墨水在包裝及后處理過程都應在超凈室內進行，防止塵埃進入墨水堵塞噴頭。
在應用于滌綸及其混紡纖維上時，最好使用無磺酸基團的染料如(III)、(IV)、(V)、(VI)、(VII)、(X)等，墨水噴在纖維上后，再在130-220℃的熱融系統中熱處理5秒至5分鐘。這樣處理后的染料已完全脫羧形成染料(II)，且能滲入纖維內部，提高印花的耐水洗和耐光牢度。
最佳實施例例1.將2克化合物(III)溶解于85毫升50℃水中，用氨水調節pH為8.0，加入5毫升乙二醇、3毫升一縮二乙二醇、2毫升乙醇、3毫升2-吡咯烷酮、0.1毫升20％NP-10(表面活性劑)，攪勻后用0.2微米孔徑的PC膜過濾，濾液即為黃色墨水，可用于壓電和起泡式彩色噴墨打印和彩色噴繪，得到耐水優異的黃色文字和圖片。
例2.將例1所得墨水噴到滌綸或滌綸混紡纖維上形成圖像，再將織物在180℃熱融2分鐘，可得耐水性能優異的滌綸及其混紡織物印花。
例3.將4克化合物(XII)溶解于83毫升50℃水中，用氨水調節為pH8.0，加入5毫升乙二醇、3毫升一縮二乙二醇、2毫升乙醇、3毫升2-吡咯烷酮、0.1毫升20％NP-10(表面活性劑)，攪勻后用0.2微米孔徑的PC膜過濾，濾液即為青色墨水，可用于壓電和起泡式彩色噴墨打印和彩色噴繪，得到耐水優異的青色文字或圖片。
例4.將5克化合物(VIII)、0.5克化合物(III)、0.5化合物(IV)溶解于81毫升50℃水中，用氨水調節pH為8.0，加入5毫升乙二醇、3毫升一縮二乙二醇、2毫升乙醇、3毫升2-吡咯烷酮、0.1毫升20％NP-10(表面活性劑)，攪勻后用0.2微米孔徑的PC膜過濾，濾液即為黑色墨水，可用于壓電和起泡式彩色噴墨打印和彩色噴繪，得到耐水優異的黑色文字或圖片。
權利要求
1.一種防水型噴墨打印、噴繪和紡織物噴墨印花的墨水，是使用含羧甲砜基的染料，其特征是，通式為(I)，式中Dye為染料母體，M為H+、Na+、K+、NH4+、Li+等。Dye-SO2CH2COO-M+(I)
2.根據權利要求1所述的一種防水型噴墨打印、噴繪和紡織物噴墨印花的墨水，其特征在于所述染料，與其它組分如乙二醇、甘油、一縮二乙二醇、二縮三乙二醇、2-吡咯烷酮、N-甲基吡咯烷酮、乙醇、異丙醇、表面活性劑、殺菌劑、水等制成計算機打印、噴繪和紡織物噴墨印花墨水。
3.根據權利要求1所述的一種紡織物噴墨印花的墨水，其特征在于所述染料被噴在滌綸及其混紡織物上后，經130-220℃熱融處理5秒-5分鐘，形成滌綸及混紡織物印花。
全文摘要
本發明屬于計算機噴墨打印、彩色噴繪和紡織物數碼噴墨印花技術領域。其特征是將具有羧甲砜基基團的染料用于墨水的制造中。染料結構通式為Dye－SO
文檔編號C09D11/02GK1401709SQ0213308
公開日2003年3月12日 申請日期2002年9月27日 優先權日2002年9月27日
發明者彭孝軍, 崔京南, 王力成 申請人:大連理工大學, 大連思普樂信息材料有限公司