CN113767154A - 纺织品打印 - Google Patents
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Abstract
用于纺织品打印的流体组包括预处理组合物、固色剂组合物和白色墨水组合物。预处理组合物包含含有硅氧烷聚合物或C10至C24烷基链改性的聚合物的无表面活性剂分散体的预处理组合物、包含阳离子聚合物和固色剂连接料的固色剂组合物、和包含白色颜料、聚合物粘合剂与墨水连接料的白色墨水组合物。
Description
背景
纺织品打印方法通常包括圆网和/或平网打印,通常包括制作印版或丝网。这两种模拟类型打印可以具有很大的吞吐容量,但可具有尺寸限制和初始构造,例如涉及制造丝网。另一方面,喷墨打印是一种非击打式打印方法,其使用电子信号控制和引导墨滴或墨流沉积在介质上。由此,采用数字打印,如果可以制备具有类似于更常规的织物打印模拟方法的性质(例如耐久性、图像品质等等)的白色墨水组合物或相关流体组,用户可以在类似的耐久性和图像品质的情况下受益于提高的打印灵活性,例如由电子图像更即时地打印更宽的尺寸范围。
附图概述
图1示意性示出了根据本公开的用于白色纺织品打印的示例性流体组;
图2示意性示出了根据本公开的用于在纺织织物上打印白色图像的示例性打印套装;
图3是示出了根据本公开在纺织织物上打印白色图像的示例性方法的流程图;和
图4是根据本公开使用图2中所示的示例性打印套装和示例性打印***如所示在纺织织物上用流体组打印白色图像的方法的实例的示意图。
详细描述
纺织品市场是一个主要行业,并且在纺织品(如棉布等)上打印已经发展到包括数字打印方法。一些数字打印方法能够直接进行服装(或其它纺织品)打印。白色墨水是直接进行服装打印所大量使用的墨水。但是,获得具有合意的不透明度的白色图像可为挑战性的,部分因为原纤化,例如从织物表面伸出毛状纤维。为了控制原纤化并在有色服装上实现白色图像的合适的不透明度,根据本公开,可以在向其上施加固色剂组合物和白色墨水组合物之前,施加预处理组合物。
据此,本公开例如涉及用于纺织品打印白色图像的流体组。一种示例性流体组包括具有乳化的聚合物在其中的预处理组合物,该乳化的聚合物包含具有1 nm至40 nm的D50粒度的乳化的硅氧烷聚合物、乳化的C10至C24烷基链改性的聚合物或其组合。流体组还包含含有阳离子聚合物和固色剂连接料的固色剂组合物,并进一步包含含有白色颜料、聚合物粘合剂和墨水连接料的白色墨水组合物。在一个实例中,乳化的硅氧烷聚合物可以包括具有被3-巯基-丙基、3-((2-氨基乙基)-氨基)丙基或其组合取代的多个甲基的取代二甲基硅酮。在另一实例中,预处理组合物可以包含乳化的硬脂酰化(stearylated)聚合物形式的乳化的C10至C24烷基链改性的聚合物,并且乳化的硬脂酰化聚合物具有5 nm至1 µm的D50硬脂酰化聚合物尺寸。如果乳化的聚合物是乳化的硅氧烷聚合物,其可具有1,000 Mw至100,000 Mw的示例性重均分子量。当乳化的聚合物是乳化的硬脂酰化聚合物时,其可具有1,000 Mw至100,000 Mw的示例性重均分子量。预处理组合物可以是在25℃下的粘度为1cps至100 cps的模拟施加流体或数字打印流体。固色剂组合物与白色墨水组合物可以二者为数字打印流体,其独立地具有1 cps至30 cps的25℃下的粘度。乳化的聚合物可以以4重量%至25重量%存在于预处理组合物中。关于固色剂组合物,阳离子聚合物可以例如选自聚(二烯丙基二甲基氯化铵);或聚(亚甲基-共-胍)阴离子,其中阴离子选自盐酸根、溴离子、硝酸根、硫酸根或磺酸根;聚胺;聚(二甲基胺-共-表氯醇);聚乙烯亚胺;聚酰胺表氯醇树脂;聚胺表氯醇树脂;或其组合。白色颜料可以包括二氧化钛、氧化锌、二氧化锆或其组合,并可以以4重量%至15重量%存在于白色墨水组合物中。在一个实例中,预处理组合物可以包含乳化的硅氧烷聚合物,并且乳化的硅氧烷聚合物可以在不存在表面活性剂的情况下为乳化的。
在另一实例中,纺织品打印套装包括纺织织物、具有乳化的聚合物在其中的预处理组合物、包含阳离子聚合物和固色剂连接料的固色剂组合物、以及包含白色颜料、聚合物粘合剂和墨水连接料的白色墨水组合物。该实例中的乳化的聚合物包含具有1 nm至40 nm的D50粒度的乳化的硅氧烷聚合物、乳化的C10至C24烷基链改性的聚合物或其组合。在一个实例中,纺织织物可以选自聚酯织物、聚酯混纺织物、棉织物、棉混纺织物、尼龙织物、尼龙混纺织物、丝织物、丝混纺织物、羊毛织物、羊毛混纺织物或其组合。在一个实例中,纺织织物可以是具有20至50的L*值的深色织物。
在另一实例中,纺织品打印方法包括在纺织织物上施加预处理组合物以形成预处理层,该预处理组合物包含具有1 nm至40 nm的D50粒度的乳化的硅氧烷聚合物、乳化的C10至C24烷基链改性的聚合物或其组合。方法进一步包括对纺织织物上的预处理层施加热以形成预处理膜,并在预处理膜上施加固色剂组合物(其包含阳离子聚合物和固色剂连接料)以形成固色剂层。方法进一步包括在固色剂层上数字打印白色墨水组合物以形成白色墨水层,其中白色墨水组合物包含白色颜料、聚合物粘合剂和墨水连接料。此外,方法包括热固化纺织织物上的白色墨水层以形成白色图像。在一个实例中,预处理组合物可以以10 gsm至100 gsm数字打印在纺织织物上。在另一实例中,施加到纺织织物上的预处理层的热可以为120℃至200℃。在一些更具体的实例中,还可以对纺织织物上的预处理层施加压力,所述压力可以为1.5 psi至120 psi。在该实例中,可以对纺织织物上的预处理层施加热和压力10秒至30分钟的时间段。
应当注意,当在本文中讨论流体组、纺织品打印套装和方法时,这些各种讨论可以被认为可应用于这些实例中的每一个,无论它们是否在该实例的上下文中明确讨论。由此,例如在流体组的背景下讨论白色颜料时,该白色颜料的公开内容也可应用于纺织品打印套装和方法实例,并且反之亦然。
此外,通过参照本文中的详细描述,包括附图,本公开的实例的特征将变得显而易见,在所述附图中,相同的附图标记对应于类似但可能并不相同的组件。为了简便起见,具有先前描述的功能的附图标记或特征可能结合或不结合它们所出现的其它附图来描述。
本文中公开了适于在纺织织物上、甚至在深色纺织织物上获得具有良好的不透明度、图像品质和/或耐久性(例如耐洗牢度)的白色图像的流体组。流体组包含预处理组合物、固色剂组合物和白色墨水组合物。预处理组合物可包含乳化的聚合物,如乳化的聚硅氧烷聚合物或乳化的C10至C24烷基链改性的聚合物。
这些乳液可以提供通过在纺织品的纤维上和/或在纺织品的纤维之间的孔隙中形成膜来降低原纤化的组合物。该膜可以比单独的纺织品更疏水,并由此后续沉积的墨水不能快速渗透到纺织品中。这使得固色剂组合物(其在白色墨水组合物之前施加在膜上)能够有更多时间与白色墨水组合物反应,其转而使得颜料能够变得固定在纺织品的表面上。因此,预处理组合物、固色剂组合物和白色墨水组合物的组合可以提供打印在有色纺织品上的白色图像的良好不透明度和图像品质。此外,可使用相对少量的预处理组合物(例如小于100 gsm)来获得白色图像,并且由此减少干燥和/或固化中涉及的能量与时间的量。
具体地,关于不透明度,不透明度可根据在有色纺织织物上用本文中公开的流体组生成的白色印刷品的L*(或亮度)来测量。较大的L*值表示白色墨水在有色纺织织物上较高的不透明度。L*在CIELAB色彩空间中测量,并可使用任何合适的颜色测量仪器(如可获自HunterLab或X-Rite的那些)来测量。白色墨水组合物(当打印在用本文中公开的预处理组合物和固色剂组合物预处理的有色纺织织物上时)可生成以下印刷品,所述印刷品具有L*值大于采用相同的喷墨和以下之一在相同的有色纺织织物上生成的印刷品:i)不采用预处理组合物且不采用预热,ii)不采用预处理组合物但采用预热,iii)采用水和预热作为预处理技术,或iv)采用水和刮压作为预处理技术。
织物上印刷品的耐久性可通过其暴露于洗涤后保持颜色的能力来评估。这也被称为耐洗牢度。所述耐洗牢度可以在ΔE方面测量。本文中所用的术语“ΔE”是指洗涤后色彩(例如青色、品红色、黄色、黑色、红色、绿色、蓝色、白色)的L*a*b*值的变化。ΔE可以通过不同的公式来计算,如CIEDE1976(或ΔE CIE)色差公式和CIEDE2000(或ΔE 2000)色差公式。ΔE还可以使用Color Measurement Committee的色差法(ΔECMC)来计算。
用于纺织品打印的流体组
如图1中所示,流体组10可以包含含有乳化的聚合物如乳化的硅氧烷聚合物、乳化的C10至C24烷基链改性的聚合物或其组合的预处理组合物12。
还可以包含固色剂组合物14,其包含阳离子聚合物和固色剂连接料。还可以包含白色墨水组合物16,其包含白色颜料、聚合物粘合剂和墨水连接料。在一个实例中,流体组包含配制用于模拟施加(例如喷涂)的预处理组合物,和配制用于热喷墨打印的固色剂组合物与白色墨水组合物。在另一实例中,流体组包含配制用于热喷墨打印的预处理组合物、固色剂组合物和白色墨水组合物。在又另一实例中,流体组包含配制用于压电喷墨打印或另一类型的数字打印的预处理组合物、固色剂组合物和白色墨水组合物。在流体组的任何实例中,预处理组合物、固色剂组合物与白色墨水组合物可保存在单独的容器中(例如各个喷墨墨盒的各个储器/流体供应装置(supplies))或在单一容器(例如喷墨墨盒)中的单独的隔室(例如各个储器/流体供应装置)中。
纺织品打印套装
如图2中所示,流体组10还可以是纺织品打印套装20的一部分。在一个实例中,纺织品打印套装包括纺织织物18,以及图1中显示和描述的流体组组分。更具体而言,流体组可以包含含有乳化的聚合物,如乳化的硅氧烷聚合物、乳化的C10至C24烷基链改性的聚合物或其组合的预处理组合物12。流体组还可以包含固色剂组合物14,其包含阳离子聚合物和固色剂连接料。还可以包含白色墨水组合物16,其包含白色颜料、聚合物粘合剂和墨水连接料。如图2中所示,通常在许多类型的织物(例如棉织物)的情况下,可存在可以从纺织织物基材材料中伸出的毛状纤维18A,并且这些纤维可以导致适印性问题,特别是在与白色墨水组合使用深色纤维的情况下。根据本公开,在一些情况下,与热压机一起使用预处理组合物可以压平毛状纤维,并减少固色剂与白色墨水渗透到织物中,由此在一些情况下改善不透明度和图像品质。
纺织品打印方法
在图3中的100A处和图4中的100B处示出了示例性纺织品打印方法。在图3中,更具体地,纺织品打印方法的流程图包括在纺织织物上施加102预处理组合物以形成预处理层,该预处理组合物包含具有1 nm至40 nm的D50粒度的乳化的硅氧烷聚合物、乳化的C10至C24烷基链改性的聚合物或其组合。方法进一步包括向纺织织物上的预处理层施加热104以形成预处理膜,并在预处理膜上施加106固色剂组合物(其包含阳离子聚合物和固色剂连接料)以形成固色剂层。施加可以例如通过数字打印,或通过某些其它施加方法,数字的或模拟的。方法进一步包括在固色剂层上数字打印108白色墨水组合物以形成白色墨水层,其中白色墨水组合物包含白色颜料、聚合物粘合剂和墨水连接料。固色剂与白色墨水可以多次施加以达到白色图像的良好不透明度。此外,方法包括热固化110纺织织物上的白色墨水层以获得良好的耐洗牢度。在一个实例中,预处理组合物可以以10 gsm至100 gsm施加到纺织织物上。在另一实例中,施加到纺织织物上的预处理层上的热可以为120℃至200℃。在一些更具体的实例中,还可以对纺织织物上的预处理层施加压力,所述压力可以为1.5 psi至120 psi。可以对纺织织物上的预处理层施加热(或热和压力)10秒至30分钟的时间段。方法可以利用图1和2中显示和描述的流体组和/或纺织品打印套装,以及其在下文中作为实例更详细描述的组分。
更具体参照图4,描绘了示意图100B,其示出了流体组的应用、纺织品打印套装和打印***背景下的纺织品打印方法。如所示,可进行各种打印步骤,其在内联打印***中可在打印和/或涂布“区域”中发生。区域可包括施加区域,如预处理组合物施加区域(A)、固色剂组合物施加区域(C)和/或白色墨水施加区域(D)。如该实例中所示,固色剂组合物与白色墨水组合物的施加可以发生在接近的工序,由此这两个施加区域可合并成单个区域(区域C/D),但同样可位于不同区域。还可存在加热区域,在那里施加热并在某些情况下施加压力。在该实例中,存在两个加热区域,例如预处理加热区域(B)和墨水固化区域(E)。在另一实例中,加热区域可以是同一区域(B/E)。以方便的方式显示区域,因为涂布和打印可以发生在单一区域中,或可以发生在比所示区域更少或更多的区域中。
在一个实例中,作为(以举例的方式)内联方法,纺织织物18的基材可传输通过预处理施加区域(A),在那里将预处理组合物12施加到纺织织物上以在其上形成预处理层112。在该实例中,所示涂布器是喷雾器喷嘴212,其为模拟涂布器,但可以是数字施加如数字喷射器,例如喷墨喷射器如热或压电数字液滴喷射器,或者可以是另一种模拟类型的涂布器或自动模拟涂布器,例如辊、刮涂机(drawdown coater)、狭缝式涂布机(slot diecoater)、供料帘式涂布机(fountain curtain coater)、刮刀涂布机、棒式涂布机、气刀涂布机、喷雾器、凹版涂布器(gravure application)、刷子等等。在一个实例中,预处理组合物以至多大约100 gsm的量作为预处理层来施加。在另一实例中,预处理组合物可以以至多大约75 gsm的量施加。在再另一实例中,预处理组合物可以以例如10 gsm至100 gsm、20gsm至100 gsm、或30 gsm至80 gsm的量施加。
接着,设置在纺织织物18上的预处理层112可随后在可施加热和压力的预处理加热区域(B)处暴露于热和压力。在该实例中,热和压力显示为使用蛤壳式热压机210A、210B来施加。可以使用的其它热施加器包括热压延辊、熨斗或另一合适的热和压力施加器。在方法的一个实例中,热和压力的施加包括将纺织织物18(具有在其上施加的预处理组合物12)加热至温度(T)且在压力(P)下一段时间(t)。施加到纺织织物上的预处理层上的热为80℃至200℃。施加到纺织织物上的预处理层上的压力为1.5 psi至120 psi,或0.1个标准大气压(atm)至8 atm。可以对纺织织物上的预处理层施加热和压力10秒至30分钟的时间段。在一个实例中,温度为100℃至150℃,压力为7 psi至75 psi,并且时间为1分钟至30分钟。
在施加热和压力的过程中,来自预处理组合物12中的乳液的硅氧烷或C10至C24烷基链改性的聚合物可聚结以形成预处理膜, 在施加热和压力后首次显示在(C)处,其作用是使先前显示在图2中的18A处的毛状纤维的一部分或甚至大部分/全部被压实。乳液聚合物例如在纺织织物纤维表面上和/或在纺织织物纤维之间的孔隙中聚结并形成膜。接着,纺织织物18可以传输通过固色剂组合物施加区域(C)和白色墨水组合物施加区域(D)。在这两个“打印区域”中,使用固色剂组合物喷射器214,如数字喷墨打印头将固色剂组合物14的实例施加到预处理膜112A上以形成固色剂层114。固色剂组合物例如可以以10 gsm至100gsm、25 gsm至100 gsm、或50 gsm至75 gsm、例如50 gsm至75 gsm的基重施加。接着,使用墨水组合物喷射器216,如数字喷墨打印头将白色墨水组合物16施加到固色剂层上以形成白色墨水层116。在一个实例中,白色墨水组合物可以以例如100 gsm至400 gsm、150 gsm至400 gsm、或200 gsm至350 gsm的量施加。要注意的是,在一些实例中,固色剂组合物与白色墨水组合物二者可以重复施加(同时或串联或以层的各种组合等等)以实现两种组合物的目标基重。这些打印或施加步骤在该图中显示为使用滑架打印头施加,但可以是固定打印头,其中介质例如在不在滑架上的打印杆附近移动。注意,可在打印白色墨水组合物前干燥(湿罩干印花)或不干燥(湿罩湿印花)固色剂层。
如墨水固化区域(E)处所示,可加热(有或没有压力)固色剂层114和白色墨水层116。在该实例中,加热区域可如所示再次是蛤壳式热压机,但替代性地,可配置为在没有压力的情况下施加热,例如空气温度为40℃至90℃的热空气干燥以除去水和可存在的其它挥发性溶剂。在其它实例中,固化温度可为80℃至200℃。在一些实例中,可具有不采用压力使打印图像破裂的优势,但在其它实例中,可具有压延打印在其上的白色图像的优势。所得印刷品可以是打印在纺织织物上的白色图像120,其具有良好的图像品质和耐久性。
在一个实例中,预处理组合物、固色剂组合物和/或白色墨水组合物的施加可以以25英尺/分钟(fpm)至1200 fpm(或更快)的打印速度来实现。在另一实例中,预处理组合物、固色剂组合物和/或白色墨水组合物可以以例如100 fpm至1000 fpm的打印速度来施加。
预处理组合物
更具体提及在12处显示并描述在图1-4中的预处理组合物,这些组合物可以包含在不连续相中的乳化的聚合物和作为连续相的水性液体。在一些实例中,预处理组合物由乳化的聚合物和水性液体组成。在其它实例中,在预处理组合物中可存在其它组分。本文中的乳化的聚合物可称为分散体,因为一些硅氧烷聚合物或C10至C24烷基链改性的聚合物可为固体形式的,取决于温度。如一般所提及的,乳化的聚合物可以是乳化的聚硅氧烷聚合物或乳化的C10至C24烷基链改性的聚合物。
更详细地,乳化的聚硅氧烷聚合物可以具有例如1 nm至40 nm、2 nm至35 nm、或4nm至30 nm的D50粒度。另一方面,乳化的C10至C24烷基链改性的聚合物可具有例如5 nm至1µm、50 nm至750 nm、或100 nm至600 nm的D50粒度。本文中所用的粒度可以指球形粒子或乳液的分散聚合物的直径值,或者在粒子或分散聚合物块并非球形的情况下,粒度可以基于该特定粒子(设想其以相同密度作为球形粒子重新成形)的体积等效球形直径。此外,在这些D50粒度范围内,乳化的聚合物的粒度分布没有特别限制。粒度分布可以是高斯分布或类高斯分布(或正态分布或类正态分布)。类高斯分布是一种分布曲线,所述分布曲线可以在分布曲线形状上表现出高斯分布曲线形状,但可以在一个方向或其它方向(朝向粒度分布范围的较小端或较大端)上略微偏斜。在这些或其它类型的粒子分布中,可以使用粒度的第50个百分位来表征粒度,在本文中称为“D50”粒度。例如,25纳米的D50值是指粒子的大约50%(按数量计)具有大于25纳米的粒度,且粒子的大约50%具有小于25纳米的粒度。无论粒度分布是高斯分布、类高斯分布或其它,粒度分布可以根据D50粒度来表示,其通常可近似于平均粒度,但也可不相同。D50粒度可以使用粒子分析仪如,例如可获自MalvernPanalytical的Mastersizer™ 3000来测量。粒子分析仪可以使用激光衍射来测量粒度。激光束可以穿过粒子样品,并可以测量被粒子散射的光强度的角变化。较大的粒子以较小的角度散射光,而小粒子以较大的角度散射光。粒子分析仪可以随后分析角散射数据以便使用米氏光散射理论来计算粒子的尺寸。粒度可以报道为体积等效球体直径。
在一个实例中,乳化的聚硅氧烷聚合物可以在不加入表面活性剂的情况下乳化至1 nm至40 nm的粒度,其可有助于令预处理组合物(相对于可已经用表面活性剂制备的较大尺寸的乳化的聚硅氧烷聚合物)具有良好的耐久性和图像品质。考虑到这一点,在一些更具体的实例中,预处理组合物作为整体还可在不加入表面活性剂的情况下配制,使得在没有表面活性剂的情况下制备的乳化的聚硅氧烷聚合物作为预处理组合物保持不含表面活性剂。在一个实例中,乳化的硅氧烷聚合物可以包含取代二甲基硅酮,其中多个另外的甲基被C1-C6杂原子取代烷基所取代,其中C1-C6杂原子取代的实例包括3-巯基-丙基、3-((2-氨基乙基)-氨基)丙基或其组合。乳化的聚硅氧烷的一种具体示例性结构如下显示在式I中:
其中A和A’可独立地为封端基团,如羟基-或C1-C4烷氧基-取代的甲基;B是C1-C6杂原子-取代的烷基,例如3-巯基-丙基、3-((2-氨基乙基)-氨基)丙基等,其中术语“杂原子”包括硫、氮或氧;并且m和n可以是整数,其总和提供重均分子量为1,000 Mw至100,000Mw的聚硅氧烷,其中m对n的摩尔比为例如1000:1至1:10、1000:1至1:1、1000:1至10:1、200:1至1:10、100:1至1:1、100:1至10:1、或50:1至2:1。在另一实例中,m可以为10至1,000,且n可以为1至100。在这些实例的一部分中,m基团可以比n基团更多,或m基团可以是n基团的10倍或更多。
在另一具体实例中,乳化的聚合物可以是乳化的C10至C24烷基链改性的聚合物。例如,C10至C24烷基链改性的聚合物可以是包含具有C18烷基的一个或多个侧链的硬脂酰化聚合物,所述C18烷基具有包含一个或多个杂原子的连接于其上的官能部分,如硬脂酰胺,例如硬脂基乙酰胺、硬脂胺等等。式II显示了根据本公开可以使用的一种特定类型的C10至C24烷基链改性的聚合物,如下:
其中Y代表C10至C24烷基链,其可以官能化为C10至C24烷基酰胺,如硬脂基乙酰胺,例如CH3(CH2)16(C(O)NH),C10至C24烷基胺,或具有不同官能部分的另一C10至C24烷基;R可以是H、甲基、乙基或丙基(在两个更具体的实例中,R可以是H或R可以是甲基);并且x可以是整数,选择所述整数以使聚合物具有例如1,000 Mw至100,000 Mw的重均分子量。在一个实例中,x可以为1至100。当x为1或小整数(其中式II可另外被认为是低聚的)时,为了方便,此类组合物在本文中仍被定义为“C10至C24烷基链改性的聚合物”,因为Y基团的长度最小为C10。当x实际上为低聚的或聚合的时,所示星号(*)可以代表氢、低级烷基或适于封端聚合物的任何其它类型的封端基团。
如本文中公开的预处理组合物12的实例中所注意,预处理组合物包含乳化的硅氧烷聚合物和/或乳化的C10至C24烷基链改性的聚合物。无论两种类型的聚合物的类型或组合如何,乳化的聚合物可以基于预处理组合物的总重量以4重量%至25重量%、5重量%至20重量%、或8重量%至15重量%存在于预处理组合物中。该预处理组合物由此包含液体组分作为预处理组合物的连续相(其中乳化的聚合物以及在一些情况下的其它固体构成乳液的不连续相)。乳液的液相在本文中可以被称为“预处理连接料”,并可以是形成乳液时存在的液体,或可进一步用附加液体稀释。当聚合物乳液是水性乳液且水存在于所制备的分散体或乳液中时,可加入附加的水以形成本公开的预处理组合物,例如将乳液的聚合物稀释至用于模拟或数字施加的固含量(重量%),所述模拟或数字施加要用于施加预处理组合物。在一些实例中,水是独自加入到硅氧烷聚合物的无表面活性剂聚合物乳液中、或加入到乳化的C10至C24烷基链改性的聚合物中以生成预处理组合物的连接料。在其它实例中,预处理连接料可包括除水之外的液体组分,例如有机助溶剂。在一些情况下,可包含表面活性剂,但是如所提及的,在一些情况下,乳液可不含表面活性剂,例如在一些实例中的乳化的硅氧烷聚合物。
预处理组合物12中的助溶剂(如果包含的话)可以是水溶性或水混溶性助溶剂。助溶剂的实例包括醇、酰胺、酯、酮、内酯和醚。更详细地,助溶剂可包括脂族醇、芳族醇、二元醇、二醇醚、聚二醇醚、己内酰胺、甲酰胺、乙酰胺和长链醇。此类化合物的实例包括脂族伯醇、脂族仲醇、1,2-醇、1,3-醇、1,5-醇、乙二醇烷基醚、丙二醇烷基醚(例如DOWANOLTM TPM(来自Dow Chemical)、聚乙二醇烷基醚的高级同系物(C6-C12))、N-烷基己内酰胺、未取代的己内酰胺、取代和未取代二者的甲酰胺、取代和未取代二者的乙酰胺等等。醇的具体实例可包括乙醇、异丙醇、丁醇和苄醇。其它具体实例包括2-乙基-2-(羟基甲基)-1,3-丙二醇(EPHD)、二甲亚砜、环丁砜和/或烷基二醇如1,2-己二醇。助溶剂还可以是多元醇或多元醇衍生物。多元醇的实例可包括乙二醇、二乙二醇、丙二醇、丁二醇、三乙二醇、1,5-戊二醇、1,2-己二醇、1,2,6-己三醇、甘油、三羟甲基丙烷和木糖醇。多元醇衍生物的实例可包括二甘油的环氧乙烷加合物。助溶剂还可以是含氮溶剂。含氮溶剂的实例可包括2-吡咯烷酮、1-(2-羟基乙基)-2-吡咯烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮、环己基吡咯烷酮和三乙醇胺。在预处理组合物12的一个特定实例中,助溶剂包括2-吡咯烷酮、1-(2-羟基乙基)-2-吡咯烷酮、甘油、2-甲基-1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇或其组合。一种或多种助溶剂可以以0.1重量%至30重量%(基于预处理组合物的总重量)的量存在,或可以以1重量%至30重量%、2重量%至25重量%、或4重量%至20重量%存在。
预处理组合物12的连接料还可包含一种或多种抗微生物剂。抗微生物剂也被称为杀生物剂和/或抗真菌剂。在一个实例中,预处理组合物中一种或多种抗微生物剂的总量为0.01重量%至0.05重量%(基于预处理组合物总重量中的活性组分)。在另一实例中,预处理组合物中一种或多种抗微生物剂的总量为0.044重量%(基于预处理组合物总重量中的活性组分)。合适的抗微生物剂的实例包括NUOSEPT®(Ashland Inc.)、UCARCIDE™或KORDEK™或ROCIMA™(Dow Chemical Co.)、PROXEL®(Arch Chemicals)系列、ACTICIDE® B20和ACTICIDE® M20和ACTICIDE® MBL(2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(MIT)、1,2-苯并异噻唑啉-3-酮(BIT)和溴硝丙二醇的共混物)(Thor Chemicals)、AXIDE™(Planet Chemical)、NIPACIDE™(Clariant)、商品名为KATHON™的5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(CIT或CMIT)和MIT的共混物(Dow Chemical Co.)及其组合。
本文中公开的预处理组合物12的实例在大约25℃的温度下可具有1厘泊(cP)至100 cP的粘度(在3,000 Hz的剪切速率下测得,例如采用Hydramotion Viscolite粘度计)。其它粘度范围可为例如1 cP至80 cP、3 cP至60 cP、5 cP至50 cP、20 cP至100 cP、30 cP至100 cP、1 cP至30 cP、或2 cP至20 cP。取决于粘度,预处理组合物可使用模拟方法或数字方法施加到纺织织物上。要理解的是,可对于要使用的模拟涂布机的类型来调节预处理组合物的粘度。
作为一个实例,当预处理组合物 12 要用模拟涂布器来施加时,预处理组合物的粘度可为1 cP至100 cP(在 25℃和3,000 Hz剪切速率下)。另一方面,当预处理组合物12要用热喷墨打印机或压电喷墨打印机施加时,可对于要使用的打印头的类型来调节(例如通过调整助溶剂水平)预处理组合物的粘度。当在热喷墨打印机中使用时,预处理组合物的粘度可修改为1 cP至15 cP(在 25℃和3,000 Hz的剪切速率下),并且当用于压电打印机时,预处理组合物的粘度可被修改为1 cP至30 cP(在20℃至25℃和3,000 Hz的剪切速率下)。要喷墨打印的预处理组合物的粘度还可基于要使用的打印头的类型(例如低粘度打印头、中粘度打印头或高粘度打印头)来调节。
包含乳化的硅氧烷聚合物的预处理组合物12的pH可为3至7。包含乳化的C10至C24烷基链改性的聚合物的预处理组合物的pH例如可为7至10。
在一些具体实例中,除乳化的聚合物,例如乳化的聚硅氧烷和/或乳化的C10至C24烷基链改性的聚合物外,预处理组合物12可以进一步包含其它组分(或其它固体组分)。例如,在一些情况下,预处理组合物可包含聚合物粘合剂。聚合物粘合剂的实例可包括阴离子、阳离子和/或非离子聚合物粘合剂。可部分根据使用的乳液聚合物的离子状态来选择聚合物粘合剂。例如,当使用阴离子聚合物乳液时,可使用阴离子和/或非离子聚合物粘合剂。作为另一实例,当使用阳离子乳液聚合物时,可使用阳离子和/或非离子聚合物粘合剂。作为又另一实例,当使用非离子乳液聚合物时,可使用阴离子、阳离子和/或非离子聚合物粘合剂。聚合物粘合剂的实例例如可以是选自聚酯-聚氨酯粘合剂、聚醚-聚氨酯粘合剂和聚碳酸酯-聚氨酯粘合剂的基于聚氨酯的粘合剂、丙烯酸类胶乳粘合剂或其组合。在一个具体实例中,预处理组合物包含聚酯-聚氨酯粘合剂,其例如可以是磺化的聚酯-聚氨酯粘合剂。
聚合物粘合剂例如可以具有20 nm至500 nm、50 nm至350 nm、或100 nm至350 nm的粒度。本文中任何固体的粒度,包括分散的聚合物粘合剂的平均粒度,可以使用来自Microtrac的NANOTRAC® Wave装置,例如NANOTRAC® Wave II或NANOTRAC® 150等等来测定,其采用动态光散射来测量粒度。平均粒度可以使用由NANOTRAC® Wave装置生成的粒度分布数据来确定。如所提及的,术语“平均粒度”可以是指粒子分布的体积加权平均直径。
在预处理组合物12的一些实例中,如果存在聚合物粘合剂,可基于预处理组合物的总重量以0.1重量%至20重量%、1重量%至15重量%、1重量%至10重量%、或3重量%至8重量%的量包含所述聚合物粘合剂。聚合物粘合剂(在并入预处理组合物12之前)可单独或与附加的水溶性或水混溶性助溶剂组合分散在水中,所述助溶剂例如2-吡咯烷酮、1-(2-羟乙基)-2-吡咯烷酮、甘油、2-甲基-1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇或其组合。但是,要理解的是,粘合剂分散体的液体组分成为预处理组合物中预处理连接料的一部分。
固色剂组合物
固色剂组合物,如14处所示并描述在图1-4中,可以包含阳离子聚合物和固色剂连接料。在一些实例中,固色剂组合物由阳离子聚合物和固色剂连接料组成。在其它实例中,固色剂组合物可包含附加组分。包含在固色剂组合物中的阳离子聚合物可以具有3,000 Mw至3,000,000 Mw的重均分子量。本公开通篇中的任何重均分子量(Mw)可表示为Mw,并以道尔顿计。在一些实例中,例如当要热打印固色剂组合物时,包含在固色剂组合物中的阳离子聚合物可以具有例如3,000 Mw至200,000、或3,000 Mw至100,000 Mw、或3,000 Mw至50,000Mw的重均分子量。在许多情况下,分子量可为通过热喷墨打印头打印的阳离子聚合物提供良好的打印可靠性。当使用其它技术喷射固色剂组合物时,可采用较高的分子量,如200,000 Mw至3,000,000 Mw,例如通过压电打印头和/或模拟方法施加。
阳离子聚合物的实例包括聚(二烯丙基二甲基氯化铵);或聚(亚甲基-共-胍)阴离子,其中阴离子选自盐酸根、溴离子、硝酸根、硫酸根或磺酸根;聚胺;聚(二甲基胺-共-表氯醇);聚乙烯亚胺;聚酰胺表氯醇树脂;聚胺表氯醇树脂;或其组合。市售聚胺表氯醇树脂的一些实例可包括CREPETROLTM 73、KYMENETM 736、KYMENETM 736NA、POLYCUPTM 7360和POLYCUPTM 7360A,其各自可获自Solenis LLC。
在一个实例中,固色剂组合物14的阳离子聚合物可以基于预处理组合物的总重量以0.5重量%至15重量%的量存在。在其它实例中,阳离子聚合物基于预处理组合物的总重量以1重量%至15重量%、1重量%至10重量%、4重量%至8重量%、2重量%至7重量%、或6重量%至10重量%的量存在。
例如,固色剂组合物可以进一步包含固色剂连接料以承载阳离子聚合物。本文中所用的术语“固色剂连接料”可指将阳离子聚合物混合在其中以形成固色剂组合物的液体。固色剂连接料可以是包含水的水性连接料,并可包含其它液体组分,如有机助溶剂、表面活性剂、螯合剂、pH调节剂等等。
如果包含表面活性剂的话,固色剂组合物14中的表面活性剂可以是基于固色剂组合物总重量的本文中所述的任意量的阴离子、非离子或阳离子表面活性剂。该表面活性剂可以以0.01重量%至5重量%(基于固色剂组合物总重量)的量存在。在一个实例中,基于固色剂组合物总重量,表面活性剂以0.05重量%至3重量%的量存在于固色剂组合物中。在另一实例中,基于固色剂组合物总重量,表面活性剂以0.3重量%的量存在于白色墨水组合物中。
固色剂组合物14中的助溶剂可以是先前在本文中对预处理组合物12所述的助溶剂的任何实例,以本文中对预处理组合物所述的任何量(除了一个或多个量基于固色剂组合物的总重量而不是预处理组合物的总重量)。
阴离子表面活性剂的实例可包括烷基苯磺酸盐、烷基苯基磺酸盐、烷基萘磺酸盐、高级脂肪酸盐、高级脂肪酸酯的硫酸酯盐、高级脂肪酸酯的磺酸盐、高级醇醚的硫酸酯盐和磺酸盐、高级烷基磺基琥珀酸盐、聚氧乙烯烷基醚羧酸盐、聚氧乙烯烷基醚硫酸盐、烷基磷酸酯(盐)和聚氧乙烯烷基醚磷酸酯(盐)。阴离子表面活性剂的具体实例可包括十二烷基苯磺酸盐、异丙基萘磺酸盐、单丁基苯基酚单磺酸盐、单丁基联苯磺酸盐、单丁基联苯磺酸盐和二丁基苯基酚二磺酸盐。阳离子表面活性剂的实例包括季铵盐,如苯扎氯铵、苄索氯铵、甲基苄索氯铵、西他氯铵、西吡氯铵、十六烷基三甲基铵(cetrimonium)、溴化十六烷基三甲铵、多法氯铵、溴化四乙基铵、二癸基二甲基氯化铵、溴化度灭芬、烷基苄基二甲基氯化铵、二硬脂基二甲基氯化铵、二乙基酯二甲基氯化铵、二棕榈酰氧基乙基羟乙基甲基铵甲基硫酸盐(dipalmitoylethyl hydroxyethylmonium methosulfate)和ACCOSOFT® 808(甲基(1)牛脂酰胺乙基(2)牛脂咪唑啉鎓甲基硫酸盐,可获自Stepan Company)。阳离子表面活性剂的其它实例包括胺氧化物,如月桂基二甲胺氧化物、肉豆蔻胺氧化物、椰油胺氧化物、硬脂胺氧化物和鲸蜡胺氧化物。非离子表面活性剂的实例可包括聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基苯基醚、聚氧乙烯脂肪酸酯、失水山梨醇脂肪酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨醇脂肪酸酯、甘油脂肪酸酯、聚氧乙烯甘油脂肪酸酯、聚甘油脂肪酸酯、聚氧乙烯烷基胺、聚氧乙烯脂肪酸酰胺、烷基链烷醇酰胺、聚乙二醇聚丙二醇嵌段共聚物、乙炔二醇和乙炔二醇的聚氧乙烯加合物。非离子表面活性剂的具体实例可包括聚氧乙烯壬基苯基醚、聚氧乙烯辛基苯基醚和聚氧乙烯十二烷基。非离子表面活性剂的其它实例可包括硅表面活性剂,如聚硅氧烷氧乙烯加合物;氟表面活性剂如全氟烷基羧酸盐、全氟烷基磺酸盐和氧乙烯全氟烷基醚;以及生物表面活性剂如刺孢青霉酸、鼠李糖脂和溶血卵磷脂。
螯合剂可基于固色剂组合物的总重量以0.01重量%至0.5重量%的量存在于固色剂组合物中。在一个实例中,螯合剂基于固色剂组合物的总重量以0.05重量%至0.2重量%的量存在。螯合剂可选自甲基甘氨酸二乙酸三钠盐;4,5-二羟基-1,3-苯二磺酸二钠盐一水合物,乙二胺四乙酸(EDTA)、六亚甲基二胺四(亚甲基膦酸)钾盐或其组合。甲基甘氨酸二乙酸三钠盐(Na3MGDA)作为TRILON® M购自BASF Corp。4,5-二羟基-1,3-苯二磺酸二钠盐一水合物作为TIRON™一水合物市售。六亚甲基二胺四(亚甲基膦酸)钾盐作为DEQUEST® 2054购自Italmatch Chemicals。
在固色剂组合物14中还可包含pH调节剂,如实现目标pH水平,例如1至7、2至6或3至4的pH,和/或抵消可随时间发生或在配制过程中发生的任何轻微的pH升高。在一个实例中,如果使用的话,固色剂组合物中一种或多种pH调节剂的总量基于固色剂组合物的总重量可以为0.01重量%至0.5重量%。在另一实例中,固色剂组合物中一种或多种pH调节剂的总量基于固色剂组合物的总重量可以为0.02重量%至0.1重量%。可用于固色剂组合物的pH调节剂的一个实例包括甲磺酸。
固色剂组合物14的粘度可根据用于施加固色剂组合物的施加方法而不同。例如,当用模拟涂布器施加固色剂组合物时,固色剂组合物的粘度可为1厘泊(cP)至300 cP(在25℃和3,000 Hz 的剪切速率下)、10 cP至300 cP、或20 cP至300 cP。作为其它实例,当用热喷墨涂布器/打印头施加固色剂组合物时,固色剂组合物的粘度可为1 cP至15 cP(在25℃和3,000 Hz 的剪切速率下),并且当要用压电喷墨涂布器/打印头施加固色剂组合物时,该固色剂组合物的粘度可为1 cP至30 cP(在25℃和3,000 Hz 的剪切速率下)。
白色墨水组合物
白色墨水组合物16包含白色颜料、聚合物粘合剂和墨水连接料。在一些实例中,白色墨水组合物由白色颜料、聚合物粘合剂和墨水连接料组成。在其它实例中,白色墨水组合物可包含附加组分。
合适的白色颜料的实例包括白色金属氧化物颜料,如二氧化钛(TiO2)、氧化锌(ZnO)、二氧化锆(ZrO2)等等。在一个实例中,白色颜料包含或者是二氧化钛。在一个实例中,二氧化钛可为其金红石形式。在一些实例中,白色颜料可包含涂有二氧化硅(SiO2)的白色金属氧化物颜料粒子。在一个实例中,白色金属氧化物颜料含量对二氧化硅含量按重量计可以为100:3.5至5:1。在其它实例中,白色颜料可包含涂有二氧化硅(SiO2)和氧化铝(Al2O3)的白色金属氧化物颜料粒子。在一个实例中,白色金属氧化物颜料含量对二氧化硅与氧化铝的总含量按重量计可以为50:3至4:1。在其它实例中,白色颜料可与以下颜料共分散,所述以下颜料本身不是白色,但是可通过防止白色颜料变得紧密堆积来增强白色颜料的不透明度,例如二氧化硅粒子、氧化铝粒子等等。白色颜料的一个实例包括可获自Chemours的TI-PURE® R960(TiO2颜料粉末,具有5.5重量%的二氧化硅和3.3重量%的氧化铝(基于颜料含量))。白色颜料的另一实例包括可获自Chemours的TI-PURE® R931(TiO2颜料粉末,具有10.2重量%的二氧化硅和6.4重量%的氧化铝(基于颜料含量))。白色颜料的又一实例包括可获自Chemours的TI-PURE® R706(TiO2颜料粉末,具有3.0重量%的二氧化硅和2.5重量%的氧化铝(基于颜料含量))。
白色颜料可具有高散射能力,并且可选择白色颜料的平均粒度以增强光散射并降低透射率,由此提高不透明度。白色颜料的平均粒度可为100 nm至2000 nm之间的任何范围。在一些实例中,平均粒度为120 nm至2000 nm、150 nm至1000 nm、150 nm至750 nm、或200 nm至500 nm。本文中所用的术语“平均粒度”可指粒子分布的体积加权平均直径。
在一个实例中,白色颜料基于白色墨水组合物16的总重量以1重量%至20重量%的量存在。在其它实例中,白色颜料基于白色墨水组合物16的总重量以3重量%至20重量%、5重量%至20重量%、5重量%至15重量%、或1重量%至10重量%的量存在。在又另一实例中,白色颜料基于白色墨水组合物的总重量以10重量%或9.75重量%的量存在。
白色颜料可用颜料分散剂分散,如水溶性丙烯酸聚合物、具有连接到主链的聚醚侧链和酸性锚定基团的梳型结构的支化共聚物或其组合。也可使用其它分散剂。可以用作分散剂的水溶性丙烯酸聚合物的一些实例包括CARBOSPERSE® K7028(重均分子量(Mw)为2,300的聚丙烯酸)、CARBOSPERSE® K752(重均分子量(Mw)为2,000的聚丙烯酸)、CARBOSPERSE® K7058(重均分子量(Mw)为7,300的聚丙烯酸)和CARBOSPERSE® K732(重均分子量(Mw)为6,000的聚丙烯酸),均可获自Lubrizol Corporation。具有连接到主链的聚醚侧链和酸性锚定基团的梳型结构的支化共聚物的一些实例包括DISPERBYK®-190(酸值为10 mg KOH/g)和DISPERBYK®-199,二者可获自BYK Additives and Instruments,以及可获自Clariant的DISPERSOGEN® PCE。在一些实例中,颜料分散剂包含水溶性丙烯酸聚合物和具有连接到主链的聚醚侧链和酸性锚定基团的梳型结构的支化共聚物二者。在这些实例的一些中,颜料分散剂包括CARBOSPERSE® K7028和DISPERBYK®-190。在这些实例的一些中,颜料分散剂包含水熔性丙烯酸聚合物和具有连接到主链的聚醚侧链和酸性锚定基团的梳型结构的支化共聚物二者,其中水溶性丙烯酸聚合物以0.02重量%至0.4重量%的量存在,并且具有连接到主链的聚醚侧链和酸性锚定基团的梳型结构的支化共聚物以0.03重量%至0.6重量%的量存在。在这些实例之一当中,水溶性丙烯酸聚合物以0.09重量%的量存在,并且具有连接到主链的聚醚侧链和酸性锚定基团的梳型结构的支化共聚物以0.14重量%的量存在。
在一些实例中,基于白色墨水组合物16的总重量,一种或多种颜料分散剂可以以0.05重量%至1重量%的量存在。在这些实例之一当中,基于白色墨水组合物的总重量,分散剂以0.1重量%至0.75重量%的量存在。
白色墨水组合物16还可包含聚合物粘合剂。白色墨水组合物中的聚合物粘合剂可以是本文中对预处理组合物12所述的阴离子聚合物粘合剂或非离子聚合物粘合剂的任何实例,以本文中对预处理组合物所述的任何量(除了一种或多种量基于白色墨水组合物的总重量而不是预处理组合物的总重量)。聚合物粘合剂(在并入白色墨水组合物之前)可单独或与附加的水溶性或水混溶性助溶剂(如对颜料分散体所述的那些)组合分散在水中。但是,要理解的是,粘合剂分散体的液体组分成为白色墨水组合物中墨水连接料的一部分。
白色颜料可作为白色颜料分散体并入白色墨水组合物16。白色颜料分散体例如可包含白色颜料和单独的颜料分散剂。对于本文中公开的白色颜料分散体,要理解的是白色颜料与单独的颜料分散剂(在并入墨水制剂之前)可单独或与一种或多种附加的水溶性或水混溶性助溶剂组合分散在水中。同样,分散体可以通过向分散体中加入(类似于分散体中组分的)附加组分、或通过加入附加组分配制成白色墨水组合物。可以包含在白色颜料分散体中、或进一步加入到制剂白色墨水组合物中的示例性有机助溶剂包括助溶剂,如2-吡咯烷酮、1-(2-羟基乙基)-2-吡咯烷酮、甘油、2-甲基-1,3-丙二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、二乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、三乙二醇、四乙二醇、己二醇或其组合。但是,要理解的是,白色颜料分散体的液体组分成为白色墨水组合物中墨水连接料的一部分,或者可以在配制白色墨水组合物中将溶剂加入到分散体中。同样可以使用本文中(如在预处理涂料组合物的背景下)及其它所提及的其它助溶剂。
由此,除了白色颜料和可存在的任何其它固体(例如聚合物粘合剂)外,白色墨水组合物包含墨水连接料。本文中所用的术语“墨水连接料”可指以下液体,采用所述液体将白色颜料(分散体)与任何其它固体分散以形成白色墨水组合物。广泛种类的连接料可用于本公开的一种或多种白色墨水组合物。墨水连接料可包含水和助溶剂、抗结垢剂、抗减速剂(anti-decel agent)、表面活性剂、抗微生物剂、pH调节剂或其组合中的任何。在墨水白色墨水组合物的实例中,连接料包含水和助溶剂。在另一实例中,连接料由水和助溶剂、抗结垢剂、抗减速剂、表面活性剂、抗微生物剂、pH调节剂(例如获得5至9的pH)或其组合组成。在再另一实例中,墨水连接料由抗结垢剂、抗减速剂、表面活性剂、抗微生物剂、pH调节剂和水组成。
本文中公开的白色墨水组合物16的实例可用于热喷墨打印机或压电打印机。可对于打印头类型通过调节助溶剂水平、调节聚合物粘合剂水平和/或加入粘度改性剂来调节白色墨水组合物的粘度。当用于热喷墨打印机时,白色墨水组合物的粘度可修改为1 cP至15 cP(在25℃下,在3,000 Hz的剪切速率下测量)。当用于压电打印机时,白色墨水组合物的粘度可修改为1 cP至30 cP(在25℃下,在3,000 Hz的剪切速率下测量),取决于要使用的打印头的类型,例如低粘度打印头、中粘度打印头或高粘度打印头。
纺织织物
在本文中公开的实例中,图2和4中显示的纺织织物18可由织物材料聚酯、聚酯混纺物、棉、棉混纺物、尼龙、尼龙混纺物、丝织物、丝混纺织物、羊毛织物、羊毛混纺织物、或其组合制成。在进一步的实例中,纺织织物选自棉织物或棉混纺织物。要理解的是,有机纺织织物和/或无机纺织织物可用于纺织织物18。可以使用的一些类型的织物包括天然和/或合成纤维的各种织物。要理解的是,聚酯织物可以是聚酯涂布的表面。聚酯混纺织物可以是聚酯与其它材料(例如棉、亚麻(linen)等等)的混纺物。在另一实例中,纺织织物可选自尼龙(聚酰胺)或其它合成织物。
可以使用的示例性天然纤维织物包括处理或未处理的天然织物纺织品基材,例如羊毛、棉、丝、亚麻(linen)、黄麻、亚麻(flax)、***、人造丝纤维、衍生自可再生资源(例如玉米淀粉、木薯产品、甘蔗)的热塑性脂族聚合物纤维等等。用于纺织织物18的示例性合成纤维可以包括聚合物纤维如尼龙纤维、聚氯乙烯(PVC)纤维、由以下制成的无PVC纤维:聚酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚丙烯酸类、聚丙烯、聚乙烯、聚氨酯、聚苯乙烯、聚芳酰胺(例如Kevlar®)、聚四氟乙烯(Teflon®)(二者为以下商标:E.I. du Pont de Nemours andCompany, Delaware)、玻璃纤维、聚三亚甲基、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酯对苯二甲酸酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯或其组合。在一个实例中,天然和合成纤维可以以1:1、1:2、1:3、1:4、1:5、1:6、1:7、1:8、1:9、1:10、1:11、1:12、1:13、1:14、1:15、1:16、1:17、1:18、1:19、1:20的比例组合,或反之亦然。在一些实例中,纤维可以是来自上文列举的聚合物的改性纤维。术语“改性纤维”是指作为整体已经经历了化学或物理过程的聚合物纤维和织物中的一者或两者,所述化学或物理过程例如但不限于与其它聚合物的单体共聚、化学接枝反应以使化学官能团与聚合物纤维和/或织物表面中的一者或两者接触、等离子体处理、溶剂处理、酸蚀刻或生物处理、酶处理或抗微生物处理以防止生物降解。
此外,纺织织物18可以含有添加剂,例如着色剂(例如颜料、染料和染色剂(tint))、抗静电剂、增白剂、成核剂、抗氧化剂、UV稳定剂、填料和/或润滑剂。
术语“纺织织物”或“织物基材”不包括通常已知为任何种类的纸的材料(即使纸可以包括多种类型的天然和合成纤维或两者类型的纤维的混合物)。织物基材可以包括长丝形式的纺织品、织物材料形式的纺织品或已精制成成品(例如衣服、毯子、桌布、餐巾、毛巾、铺垫材料、窗帘、地毯、手提包、鞋子、横幅、标志、旗帜等等)的织物形式的纺织品。在一些实例中,织物基材可以具有机织、针织、非织造或簇绒的织物结构。在一个实例中,织物基材可以是机织织物,其中经纱和纬纱可以相互成90°角安置。该机织织物可以包括具有平纹组织结构的织物、具有斜纹组织结构的织物(其中斜纹组织在织物的表面上产生对角线)或缎纹组织。在另一实例中,织物基材可以是具有线圈结构的针织织物。线圈结构可以是经编针织织物、纬编针织织物或其组合。经编针织织物是指织物结构中的每个线圈都可以由主要在纵向织物方向引入的单独纱线形成。纬编针织织物是指可以由同一根纱线形成一排织物的线圈。在进一步的实例中,织物基材可以是非织造织物。例如,非织造织物可以是柔性织物,其可以包括多个纤维或长丝,通过化学处理方法(例如溶剂处理)、机械处理方法(例如凹凸轧花)、热处理方法或多个方法的组合将所述纤维或长丝以一者或两者结合在一起并连结在一起。
在一个实例中,纺织织物18可以具有10 gsm至500 gsm的基重。在另一实例中,纺织织物可以具有50 gsm至400 gsm的基重。在其它实例中,纺织织物可以具有100 gsm至300gsm、75 gsm至250 gsm、125 gsm至300 gsm、或150 gsm至350 gsm的基重。
纺织织物18可为任何颜色,并在一个实例中是除白色外的颜色。更详细地,颜色可以是深色,如例如L*值为例如20至50、或25至35的颜色。
要注意的是,如在本说明书和所附权利要求中所使用的,单数形式“一个/种”、“一个/种”和“该”包括复数指代物,除非上下文另行明确规定。
如本文中所用,重量百分比通常以“重量%”被提及,其通常指具体列出的组分或活性成分的负载,除非另行说明,即使该组分与其它成分一起供应。例如,在并入白色墨水组合物中之前,白色颜料可存在于基于水的颜料分散体制剂(例如储备溶液或分散体)中。在该实例中,将白色颜料的重量%认为是存在于白色墨水组合物中的一种或多种白色颜料本身的负载(以重量百分比形式),并且不考虑其它组分的重量,例如存在于具有白色颜料的制剂中的水等等。如果在没有确定百分比类型的情况下给出百分比,除非上下文明确以其它方式,其理解为是重量百分比。
在本说明书通篇中提及“一个实例”、“另一实例”、“一实例”等等表示结合实例描述的特定要素(例如特征、结构和/或特性)包括在本文中描述的至少一个实例中,并且可存在或不存在于其它实例中。此外,要理解的是,除非上下文另行明确规定,可在各个实例中以任何合适的方式合并任何实例的所述要素。
本文中所用的术语“大约”通过假定给定值可“略高于”或“略低于”端点为数值范围端点提供灵活性。此术语的灵活度可以由特定变量规定并将在本领域技术人员的知识内基于经验和本文的相关描述来确定。
如本文中所用,为了方便,多个项目、结构元件、组成元件和/或材料可以以共同的列举呈现。但是,这些列举应解释为如同列举的各个成员被单独地标识为独自且唯一的成员。由此,在没有相反指示的情况下,这种列举中的单个成员不应仅基于它们(所述单个成员与同一列举中的任何其它成员)在共同组中的出现,而被解释为同一列举中的任何其它成员的事实上的等同物。
浓度、尺寸、量和其它数值数据在本文中可以以范围形式表示。要理解的是,这样的范围形式仅为方便和简要而使用,并因此应灵活解释为不仅包括作为范围的界限明确列举的数值,并且还包括该范围内涵盖的所有独立的数值或子范围,如同每个数值和子范围被明确列举。例如,大约1重量%至大约20重量%的重量比范围应被解释为不仅包括大约1重量%至大约20重量%的明确列举的界限,还包括独立重量,如2重量%、11重量%、14重量%和子范围,如10重量%至20重量%、5重量%至15重量%等等。
实施例
实施例1 - 制备预处理组合物
用无表面活性剂的乳化的硅氧烷聚合物(PT1-PT3)或用硬脂酰化聚合物乳液(PT4)制备本文中公开的预处理组合物的四个实施例。为了比较,制备了两种对比预处理组合物(“对比PT5”和“对比PT6”),其包含具有表面活性剂乳化剂的有机硅乳液。为了制备预处理组合物(其包括对比预处理组合物),将六种不同的市售制剂用去离子水稀释以获得具有10重量%的乳化的聚合物的各个预处理组合物。测量所有六个样品的表面张力、粘度、pH和平均粒度,例如以纳米(nm)计的体积加权平均直径(Mv)。通过Wilhelmy板法用Kruss张力计测量表面张力。在室温(25℃)下使用Viscolite粘度计测量粘度。使用来自Microtrac的NANOTRAC® Wave装置测量粒度。测量预处理组合物性质并显示在表1中。
表1 – 预处理组合物(PT1-PT4和对比PT5-PT6)
ID | 乳液聚合物(稀释至10重量%聚合物含量) | 乳化的聚合物类型 | 表面张力(mN/m) | 粘度(cP) | pH | 聚合物粒度,M<sub>v </sub>(nm) |
PT1 | WACKER® FC 204 | 乳化的无表面活性剂硅氧烷聚合物 | 34.81 | 2.0 | 5.29 | 23 |
PT2 | WACKER® HC 303 | 乳化的无表面活性剂硅氧烷聚合物 | 29.03 | 2.1 | 5.09 | 10 |
PT3 | ICM EM 1612 | 乳化的无表面活性剂硅氧烷聚合物 | 22.57 | 5.4 | 4.87 | 5 |
PT4 | SEQUAPEL® 409 | 乳化的硬脂酰化聚合物 | 54.18 | 1.1 | 8.25 | 548 |
对比PT5 | ICM EM 100 | 具有表面活性剂的乳化的硅氧烷聚合物 | 27.93 | 1.1 | 4.26 | 279 |
对比PT6 | WACKER® FC 218 | 具有表面活性剂的乳化的硅氧烷聚合物 | 25.25 | 1.2 | 6.84 | 50 |
WACKER® FC 204包括乳化的硫-烷基取代的二甲基硅氧烷聚合物,不具有表面活性剂乳化剂,并可获自Wacher Chemie AG(Germany)。
WACKER® HC 303包括乳化的二氨基-烷基取代的二甲基硅氧烷聚合物,并可获自Wacher Chemie AG(Germany)。
ICM EM 1612包括乳化的氨基-烷基取代的二甲基硅氧烷聚合物,并可获自OmnovaSolutions(USA)。
SEQUAPEL® 409包括硬脂酰化聚合物的乳液,并可获自Omnova Solutions(USA)。
ICM EM 100包括表面活性剂乳化的二甲基硅氧烷聚合物,其包含表面活性剂乳化剂并可获自Omnova Solutions(USA)。
WACKER® FC 218包括表面活性剂乳化的二氨基-烷基取代的二甲基硅氧烷聚合物,并可获自Wacher Chemie AG(Germany)。
实施例2 – 制备固色剂组合物
制备如本文中所公开的实施例固色剂组合物。实施例固色剂组合物的一般配方显示在表2中,具有所用每种组分的重量%。
表2 – 固色剂组合物(F1)
组分 | 重量% | |
2-吡咯烷酮 | 有机助溶剂 | 12 |
POLYCUP<sup>TM</sup> 7360A | 阳离子聚合物 | 4 |
SURFYNOL® 440 | 表面活性剂 | 0.3 |
去离子水 | 水 | 余量 |
POLYCUPTM 7360A包括聚胺表氯醇,并可获自Solenis LLC(USA)。
SURFYNOL® 440是非离子表面活性剂,并可获自Evonik(Germany)。
实施例3 - 制备白色墨水组合物(W1)
还制备了如本文中公开的实施例白色墨水组合物。实施例白色墨水的一般配方显示在表3中,具有所用每种组分的重量%(例如白色颜料的重量%)。加入5重量%的氢氧化钾水溶液直到实现8.5的pH。
表3 – 白色墨水组合物(W1)
SURFYNOL® 440是非离子表面活性剂,并可获自Evonik(Germany)。
实施例4 – 深色纺织织物上的白色图像品质和耐久性
Gildan黑色中等重量780棉T恤(基重为180 gsm)在该实施例中用作纺织织物基材。更具体地,分别用以下对几个黑色纺织织物样品(F1-F14)进行预处理:预处理组合物PT1-PT4、以及对比预处理组合物对比PT5和对比PT6、与当量的水(以类似于预处理组合物那样润湿织物)、或什么都不用。如果施加预处理组合物,其以基于液体制剂重量大约60克/平方米(gsm)施加。在基重施加为53.8 gsm至68.3 gsm的情况下,注意到基重的一些变化。使用模拟喷涂技术将预处理涂料组合物施加到黑色纺织织物基材上。许多预处理的织物暴露于150℃和44磅/平方英寸(psi)的压力(其为3 atm)。使用蛤壳式热压机施加热和压力1分钟。几个其它样品简单地在室温下风干,而不是在温度和压力下。
在用预处理组合物或用水(或什么都不用,如F14的情况)对 14个织物基材样品(F1-F14)进行预处理后,使用以55 gsm施加的实施例2的固色剂组合物(F1)、随后是300gsm的实施例3的白色墨水组合物(W1)生成实施例印刷品。使用热喷墨打印头(6次)通过湿罩湿印花打印(例如在F1上打印W1,而固色剂仍然湿润)生成印刷品。随后将用白色墨水成像的黑色纺织织物在150℃和44 psi的压力下热固化 3 分钟。
随后测试所有14个打印的纺织织物样品的耐洗牢度和图像品质。对于耐洗牢度,测量黑色纺织织物上的白色图像的初始L*a*b*值,并且随后在5次洗涤后收集白色图像的第二L*a*b*值。L*是亮度,a*是颜色拮抗绿色-红色的颜色通道,并且b*是颜色拮抗蓝色-黄色的颜色通道。使用Whirlpool洗衣机(型号WTW5000DW)用温水(40℃)和标准洗衣机洗涤剂进行5次洗涤。在洗涤之间允许每个打印的纺织织物样品风干。
通过以下计算颜色变化ΔE:
ΔE CIE= [(ΔL*)2 + (Δa*)2 (Δb*)2]0.5
此外,在白色打印图像位于各个打印纺织织物样品上的位置处拍摄光学显微镜图像。视觉评估图像品质,并指定为“差”(纤维从图像中伸出,具有非常不均匀的白色着色)、“及格”(比“差”更均匀,但纤维仍然穿过图像伸出)、“良好”(均匀的打印表面,非常少有纤维伸出)和“非常好”(均匀的打印表面,没有纤维伸出)。
耐洗牢度(耐久性)和光学显微镜(图像品质)数据如下呈现在表4中:
*“否”表示样品在室温下风干直到干燥。
从表4中可以看出,用本公开的预处理组合物(例如 PT1-PT4)预处理的黑色棉织物上的白色印刷品当在打印前热压时,表现出高于88的初始L*值,其对于白色墨水非常好,采用乳化的硅氧烷聚合物提供高于90的L*值。反之,在各种对比例(对比PT5、对比PT6或水作为预处理组合物)的情况下,即使在使用热压机时,初始L*值为70.4至84.3,其低于使用预处理组合物PT1-PT4所生成的数据。
关于图像质量,如指出,当在黑色织物上打印白色墨水之前在黑色织物上打印预处理组合物并对其施加热/压力时,使用PT1-PT4与白色墨水打印白色图像均被记为“非常好”。值得注意的是,在打印白色墨水后,还对所有样品施加了热,但该表的热和压力度量涉及在打印前对预处理层施加热和压力。对于对纺织织物基材上的预处理组合物施加热和压力的对比例(对比PT5、对比PT6和水),结果从及格到及格/良好,因为至少在图像中存在纤维伸出。对于对比例没有给出“良好”的评分,其仍然将低于PT1-PT4所实现的“非常好”一整个评估等级。值得注意的是,当任何样品在施加预处理涂料组合物(PT1-PT4,以及对比PT5、对比PT6 或水)后风干时,图像品质均差。
关于耐久性,即使预处理组合物的ΔE和L*的改变(在打印前施加热和压力的情况下),对于实施例预处理涂料(PT1-PT4)和对比预处理涂料(对比PT5和对比PT6)二者也表现出相同或大致相同的性能水平,实际上,实施例预处理涂料(PT1-PT4)的数据往往更好,因为印刷品起始于较高的L*值,并且因此保持这种较高的L*亮度水平意味着在 5 次洗涤后印刷品将看起来比起始于较低L*值的其它样品的初始L*值更好。事实上,在许多情况下,当使用预处理涂料组合物PT1-PT4时,对比例预处理涂料起始具有与5次洗涤后大致相同的L*值(洗涤挑战之前)。
虽然已经详细描述了几个实施例,要理解的是,可修改所公开的实施例。因此,前述描述被认为是非限制性的。
Claims (15)
1.用于纺织品打印的流体组,包含:
具有乳化的聚合物在其中的预处理组合物,所述乳化的聚合物包含:
具有1 nm至40 nm的D50粒度的乳化的硅氧烷聚合物,
乳化的C10至C24烷基链改性的聚合物,或
其组合;
包含阳离子聚合物和固色剂连接料的固色剂组合物;和
包含白色颜料、聚合物粘合剂和墨水连接料的白色墨水组合物。
2.根据权利要求1所述的流体组,其中所述预处理组合物包含乳化的硅氧烷聚合物,并且所述乳化的硅氧烷聚合物包括具有被3-巯基-丙基、3-((2-氨基乙基)-氨基)丙基或其组合取代的多个甲基的取代二甲基硅酮。
3.根据权利要求1所述的流体组,其中所述预处理组合物包含乳化的硬脂酰化聚合物形式的乳化的C10至C24烷基链改性的聚合物,并且其中乳化的硬脂酰化聚合物具有5 nm至1 µm的D50硬脂酰化聚合物尺寸。
4.根据权利要求1所述的流体组,其中所述乳化的聚合物是具有1,000 Mw至100,000Mw的重均分子量的乳化的硅氧烷聚合物,或其中所述乳化的聚合物是具有1,000 Mw至100,000 Mw的重均分子量的乳化的C10至C24烷基链改性的聚合物。
5.根据权利要求1所述的流体组,其中所述预处理组合物是在25℃下的粘度为1 cps至100 cps的模拟施加流体或数字打印流体,并且其中所述固色剂组合物与所述白色墨水组合物二者是独立地具有1 cps至30 cps的25℃下的粘度的数字打印流体。
6.根据权利要求1所述的流体组,其中所述乳化的聚合物以4重量%至25重量%存在于所述预处理组合物中。
7.根据权利要求1所述的流体组,其中所述固色剂组合物的阳离子聚合物选自聚(二烯丙基二甲基氯化铵);或聚(亚甲基-共-胍)阴离子,其中所述阴离子选自盐酸根、溴离子、硝酸根、硫酸根或磺酸根;聚胺;聚(二甲基胺-共-表氯醇);聚乙烯亚胺;聚酰胺表氯醇树脂;聚胺表氯醇树脂;或其组合。
8.根据权利要求1所述的流体组,其中所述白色颜料包括二氧化钛、氧化锌、二氧化锆或其组合,并以4重量%至15重量%存在于所述白色墨水组合物中。
9.根据权利要求1所述的流体组,其中所述预处理组合物包含所述乳化的硅氧烷聚合物,并且所述乳化的硅氧烷聚合物在不存在表面活性剂的情况下乳化。
10.纺织品打印套装,包括:
纺织织物;和
具有乳化的聚合物在其中的预处理组合物,所述乳化的聚合物包含:
具有1 nm至40 nm的D50粒度的乳化的硅氧烷聚合物,
乳化的C10至C24烷基链改性的聚合物,或
其组合;
包含阳离子聚合物和固色剂连接料的固色剂组合物;和
包含白色颜料、聚合物粘合剂和墨水连接料的白色墨水组合物。
11.根据权利要求10所述的纺织品打印套装,其中所述纺织织物选自聚酯织物、聚酯混纺织物、棉织物、棉混纺织物、尼龙织物、尼龙混纺织物、丝织物、丝混纺织物、羊毛织物、羊毛混纺织物或其组合。
12.根据权利要求10所述的纺织品打印套装,其中所述纺织织物是具有20至50的L*值的深色织物。
13.纺织品打印方法,包括:
在纺织织物上施加预处理组合物以形成预处理层,所述预处理组合物包含具有1 nm至40 nm的D50粒度的乳化的硅氧烷聚合物、乳化的C10至C24烷基链改性的聚合物或其组合;
对纺织织物上的预处理层施加热以形成预处理膜;
在预处理膜上施加固色剂组合物以形成固色剂层,所述固色剂组合物包含阳离子聚合物和固色剂连接料;
在固色剂层上数字打印白色墨水组合物以形成白色墨水层,所述白色墨水组合物包含白色颜料、聚合物粘合剂和墨水连接料;和
热固化纺织织物上的白色墨水层以形成白色图像。
14.根据权利要求13所述的方法,其中所述预处理组合物以10 gsm至100 gsm数字打印在纺织织物上。
15.根据权利要求13所述的方法,进一步包括对纺织织物上的预处理层施加压力,其中施加到纺织织物上的预处理层的热为120℃至200℃,且施加到纺织织物上的预处理层的压力为1.5 psi至120 psi,并且其中对纺织织物上的预处理层施加热和压力10秒至30分钟的时间段。
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