專利名稱：用于吸液性印刷基材的預(yù)處理液體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于吸液性印刷基材的預(yù)處理液體。尤其是，本發(fā)明涉及用于直 接到服裝(direct-to-garment)印刷的預(yù)處理液體。
背景技術(shù)：
將液體油墨施加到吸液性印刷基材上是公知的印刷技術(shù)，其將具有高清晰度 (definition)的圖案、字體或者圖片印刷到所述基材上?？捎∷⒌奈盒曰睦缡羌?、紙 板、織造或非織造材料、長形材料、紡織品、服裝以及類似物。采用液體油墨的已知印刷工藝 例如是噴墨印刷。噴墨印刷廣泛地采用兩種不同的方式進(jìn)行(1)通過噴嘴連續(xù)地噴射受 壓的油墨，或(2)僅僅在其中需要這樣的油墨液滴以形成印刷圖像的位置采用逐個液滴添 加(droplet-by-droplet)的方式施加。后者一般使用所謂的按需滴落技術(shù)進(jìn)行，其中將油 墨液滴在高速度下，例如使用推進(jìn)油墨液滴的壓電晶體從印刷頭噴射。當(dāng)使用噴墨印刷技術(shù)以在吸收性材料如紡織品或服裝上印刷，例如通過直接到服 裝印刷時的問題是多種多樣的。例如，施加的油墨通常會遇到顏色保真度，顏色明亮度以 及顏色強(qiáng)度方面的問題。印刷圖像的耐洗性通常也是問題。此外，尤其在高清晰度印刷應(yīng) 用中，滲色(bleeding)是主要問題，也就是，一個油墨點(diǎn)到鄰近油墨點(diǎn)的侵入。在大的圖片 中，這導(dǎo)致印刷圖像的不合適對比度和模糊呈現(xiàn)。滲色受很多因素的影響，包括基材的油墨 吸收和毛細(xì)管作用特性，油墨的性能，例如干燥速度以及印刷技術(shù)和特別地用于施加油墨 的噴墨打印機(jī)的噴嘴排列。為了克服這些問題，開發(fā)了各種基于不同化學(xué)組成的預(yù)處理液體來用于直接到服 裝印刷。典型地，預(yù)處理液體基于水或者低分子量醇以及包含少量有機(jī)酸，其用于固定化油 墨液滴和增加染料固定。此外，預(yù)處理液體可包含上膠劑，防滲色劑，PH控制劑(緩沖劑)， 保濕劑，表面活性劑以及具體的調(diào)節(jié)劑如抗還原劑(anti-reducing agent) 0在濕中濕(wet-in-wet)印刷工藝中通過噴墨印刷在吸收性基材上施加液體油墨 之前，預(yù)處理液體的使用通過如下方式改進(jìn)了印刷質(zhì)量通過將油墨液滴固定在基材表面 上或至少對其接近和因此避免了滲色，增強(qiáng)了對比度，使施加的油墨顏色顯現(xiàn)得更強(qiáng)烈和 更明亮等。除此以外，在直接到服裝印刷技術(shù)中由預(yù)處理液體處理的服裝會體現(xiàn)改進(jìn)的拉 伸強(qiáng)度，更柔軟的觸感，改進(jìn)或更好的受控耐洗性等。然而，已知的預(yù)處理液體由于在其中包含有機(jī)酸以及在這些液體中通常存在銨鹽 和/或鹵化物離子而有腐蝕性。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)通過與這些液體的直接接觸和顯著地也通過間接 接觸，已知的預(yù)處理液體導(dǎo)致印刷設(shè)施中且特別地在印刷機(jī)中非耐腐蝕部件的腐蝕。這些 一般會導(dǎo)致服務(wù)以及維修成本提高以及印刷機(jī)或其他印刷設(shè)施的不希望的停機(jī)時間。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供了改進(jìn)的預(yù)處理液體，其具有較少的腐蝕性以及甚至 可能防腐蝕，同時，還保留了已知預(yù)處理液體對印刷質(zhì)量和印刷基材的有利作用。
為了解決這個問題，本發(fā)明提供了一種用于印刷工藝的吸液性基材的預(yù)處理液 體，所述液體基于水和/或低分子量醇，并且包含少量有機(jī)酸和/或其他試劑用于增加染料 固定，和其中所述液體包含至少一種抗腐蝕劑。優(yōu)選地，抗腐蝕劑可溶解于質(zhì)子溶劑。用于預(yù)處理液體的有機(jī)酸，例如是單羧酸，例如，蟻酸，醋酸，丙酸等以及芳族酸， 例如，苯甲酸及其衍生物，苯磺酸，對甲苯磺酸及其衍生物。不同有機(jī)酸也可用在預(yù)處理液 體中，只要它們足夠好地溶解于水。其他在預(yù)處理液體中用于增加染料固定的試劑，例如， 是胍及其鹽，氧化鋁和二氧化硅粉末以及酒石酸銨鹽。并且，本發(fā)明的預(yù)處理液體可能包含向水性試劑，例如，脲和硫脲，上膠劑，例如， 纖維素及其衍生物，藻酸鹽，黃原膠，蟲漆膠，阿拉伯膠等以及調(diào)節(jié)劑，例如，氯化鈉和硫酸 鈉鹽。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案中，抗腐蝕劑選自季銨鹽、其衍生物以及它們相應(yīng)的有 機(jī)取代胺、羥基取代的炔屬組分及其衍生物、羧酸、二羧酸和多羧酸、長鏈羧酸、二羧酸和多 羧酸和分離的級分及其衍生物、含硫的雜環(huán)化合物及其衍生物、含氮的雜環(huán)化合物及其衍 生物、金屬離子的亞硝酸鹽及硝酸鹽、有機(jī)亞硝酸酯和硝酸酯、有機(jī)氮化合物、還原性含氮 化合物(reductive nitrogencontaining compound)、其組合及類似物。其他化合物，例如，膦酸酯，可能用作抗腐蝕劑，只要它們能夠溶于水或者有機(jī)溶 劑，并且不能對皮膚產(chǎn)生刺激或者對穿著者產(chǎn)生其他傷害。在本發(fā)明的另一個優(yōu)選實(shí)施方案中，抗腐蝕劑的濃度在0.01重量％至10重量％ 之間，優(yōu)選在0. 05重量％至5重量％之間，并且最優(yōu)選在0. 1重量％至1重量％之間。在本發(fā)明的另一個優(yōu)選實(shí)施方案中，預(yù)處理液體的表面張力在15mN/m至70mN/m 之間，優(yōu)選在17mN/m至50mN/m之間，并且最優(yōu)選在20mN/m至40mN/m之間。為了將本發(fā) 明預(yù)處理液體的表面張力調(diào)整到所需的范圍，在本發(fā)明的實(shí)施方案中可能要加入表面活性 劑。用于印刷工藝的吸液性基材的預(yù)處理液體在避免滲色，對比度和顏色增強(qiáng)，耐洗 性等方面令人驚奇地產(chǎn)生了良好結(jié)果。證實(shí)這可能部分歸于本發(fā)明預(yù)處理液體中比較低的 抗腐蝕劑濃度，使得油墨液滴固定化效果以及有機(jī)酸和/或其他試劑以增加染料固定的染 料固定效果基本未受影響。另外，相比于本發(fā)明人的預(yù)期，抗腐蝕劑僅稍微地影響了本發(fā)明 預(yù)處理液體的表面張力，特別是如果在所述的低濃度下使用，使得可以在印刷工藝之前迅 速地達(dá)到吸液性基材和特別是紡織品或服裝的有效和快速潤濕。盡管本發(fā)明預(yù)處理液體中的抗腐蝕劑濃度低，但是它們顯示了對印刷機(jī)以及印刷 設(shè)施裝置的明顯減少的腐蝕效果。尤其是，有效地降低了含鐵、鋼、鋁或者鎂的部件的點(diǎn)腐 蝕。另外，再次相對于所預(yù)期的，本發(fā)明的預(yù)處理液體沒有產(chǎn)生任何可見的標(biāo)記，例如，在干 燥和/或烘箱烘烤期間紡織品或服裝的變色，變黃或顯棕色產(chǎn)生的標(biāo)記，所述干燥和/或烘 箱烘烤是將印刷的紡織品或服裝在印刷上之后加熱用于固化和交聯(lián)目的的工藝。本發(fā)明還涉及吸液性基材的預(yù)處理液體在印刷工藝中，優(yōu)選其中將液體油墨直接 印刷到紡織品或服裝上的濕中濕噴墨印刷中的用途。根據(jù)本發(fā)明的特別優(yōu)選的實(shí)施方案，本發(fā)明吸液性基材的預(yù)處理液體用作底漆流 體(priming fluid)，也就是說，在印刷工藝之前直接施加到吸液性基材的液體。優(yōu)選地，本 發(fā)明中預(yù)處理液體的施加包括在印刷機(jī)，即噴墨打印機(jī)內(nèi)部在吸液性基材上預(yù)處理液體的噴霧或輥壓。替代地或除此之外，預(yù)處理液體可以在印刷機(jī)外部在用其加工之前施加到吸 液性基材上。在本發(fā)明的這種實(shí)施方案中，預(yù)處理液體在印刷機(jī)內(nèi)部的施加可以使用不同方式 實(shí)現(xiàn)。例如在一個實(shí)施方案中，當(dāng)用于將預(yù)處理液體噴霧到吸液性基材上的噴嘴在印刷機(jī) 的進(jìn)料區(qū)域中獨(dú)立于印刷頭而布置時，將整個印刷基材潤濕。在此情況下，例如當(dāng)通過改變 印刷機(jī)的進(jìn)料速度同時在恒定速率下將預(yù)處理液體進(jìn)料到噴嘴而印刷不同類型的紡織品 或服裝時，可以改變預(yù)處理液體的用量。在另一個實(shí)施方案中，將噴嘴結(jié)合到印刷頭，并且因此主要在其中也要施加油墨 的區(qū)域中將預(yù)處理液體施加到吸收性基材上。采用這種方式可以使預(yù)處理液體的消耗減少 以及可以通過改進(jìn)噴嘴噴射速率或通過改變印刷/噴霧頭相對于印刷基材的相對速度而 改變預(yù)處理液體的用量。
具體實(shí)施例方式當(dāng)考慮在試驗(yàn)系統(tǒng)中采用根據(jù)本發(fā)明的不同預(yù)處理液體的試驗(yàn)結(jié)果的詳細(xì)描述 時，本發(fā)明的進(jìn)一步特征是顯然的。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為了達(dá)到最優(yōu)的抗腐蝕和染料固定/油墨液滴固定化效果，本發(fā)明人在與試驗(yàn)預(yù) 處理液體的混合物中測試了很多種類的抗腐蝕劑，該試驗(yàn)預(yù)處理液體可用于直接到服裝印 刷工藝。大多數(shù)的試驗(yàn)預(yù)處理液體是水溶液，其包含3重量％至10重量％ (優(yōu)選5重量％) 的醋酸和0. 1到5重量％的低分子量二醇或二醇醚(如乙二醇或丙二醇或乙二醇單丙基 醚)并由少量(0. 1重量％至3重量％，優(yōu)選1重量％至2重量％)有機(jī)胺，諸如三乙基胺， 乙醇胺或具有更長烷基鏈但仍然可溶于水的高級同系物輕微中和。表面張力在20到40mN/ m之間。其他試驗(yàn)預(yù)處理液體是醇溶液。在與試驗(yàn)預(yù)處理液體的混合物中測試的抗腐蝕劑是以下類型炔屬醇(如Korantin PP , BASF)，二羧酸(如 Irgacor DSS G , Ciba)，多價酸， 例如聚丙烯酸(如 Mw 1000 ；Sigma-Aldrich)，季銨化合物(如 LugalvanP 和 Lugalvan BPC48 , BASF)和有機(jī)溶解性雜環(huán)化合物，例如，咪唑啉(如Amin 0 , Ciba)，肌氨酸(如 Sarkosyl 0 , Ciba)或三唑(如 Irgamet 42 , Ciba)衍生物。為了抗腐蝕劑在試驗(yàn)預(yù)處理液體中的改進(jìn)混合以及隨后其通過噴嘴的噴霧，抗腐 蝕劑或它們各自溶液在25°C下小于500mPas并且優(yōu)選小于200mPas的相對低粘度是所需的 并且可以通過在0. 01重量％至25重量％之間，和優(yōu)選0. 1重量％至3重量％之間的百分 比下與水或異丙醇混合，即將0. 01重量％至25重量％之間，和優(yōu)選0. 1重量％至3重量％ 之間的抗腐蝕劑加入到溶劑水或醇，例如異丙醇或其混合物中而合適地完成。為了測試抗腐蝕效果，將不耐腐蝕鋼的未鍍敷和未處理測試體浸入改進(jìn)的預(yù)處理 液體中。每天評估測試體的腐蝕。腐蝕測試得到如表1所述的結(jié)果。表 1
5抗腐蝕劑濃度(重量％)一天后的腐蝕明顯腐蝕(天數(shù))；說明1.無0強(qiáng)1，腐蝕后重量減少2. Korantin PP, BASF0. 1 至 1無28，非常微弱，沒有重量減少3. Lugalvan P, BASF0. 1 至 1無21，非常微弱，沒有重量減少4.Lugalvan BPC48, BASF0. 1 至 1無21，非常微弱，沒有重量減少5. Irgacor DSS G, Ciba0. 1最小量14，非常微弱，沒有重量減少6.聚丙烯酸 (Sigma-Aldrich) ；30%水溶 液1至2最小量7，非常微弱，沒有重量減少7. Irgamet 42，Ciba0. 1 至 1無28，非水溶液8. Amin 0，Ciba0. 1 至 1無28，非水溶液9. Sarkosyl 0，Ciba0. 1 至 1無28，非水溶液 浸入沒有抗腐蝕劑的含水試驗(yàn)預(yù)處理液體中的測試體(No. 1在一天之后已顯示 嚴(yán)重腐蝕)。浸入非水溶液但醇溶液的測試體(No. 7到9)很長時間都沒有明顯腐蝕。在腐蝕測試之后，使用噴墨直接到服裝印刷機(jī)結(jié)合青色、品紅色、黃色、黑色和白 色的合適水基油墨進(jìn)行印刷測試。印刷測試在黑色和白色T恤上進(jìn)行并且將T恤在印刷之后在大約170°C下烘烤約 8分鐘。使用根據(jù)本發(fā)明的預(yù)處理水溶液印刷黑色T恤和使用根據(jù)本發(fā)明的預(yù)處理醇溶 液印刷白色T恤。使用正常的印刷參數(shù)印刷所產(chǎn)生的印刷結(jié)果絕對比得上使用現(xiàn)有技術(shù)的預(yù)處理 液體的直接到服裝印刷工藝。在印刷并烘烤之后沒有滲色，沒有不清晰印刷結(jié)果和沒有變 色，諸如變黃或變棕是可見的。洗滌測試揭示了在經(jīng)過5次連續(xù)洗滌循環(huán)之后沒有印刷結(jié) 果的劣化。
權(quán)利要求
一種在印刷工藝中用于吸液性基材，尤其是紡織品或服裝的預(yù)處理的液體，所述液體基于水和/或低分子量醇，并且包含少量有機(jī)酸和/或其他試劑用于增加染料固定，其特征在于，所述液體包含至少一種抗腐蝕劑。
2.如權(quán)利要求1所述的液體，其中抗腐蝕劑選自季銨鹽、其衍生物以及它們相應(yīng)的有 機(jī)取代胺、羥基取代的炔屬組分及其衍生物、羧酸、二羧酸和多羧酸、長鏈 羧酸、二羧酸和多 羧酸和分離的級分及其衍生物、含硫的雜環(huán)化合物及其衍生物、含氮的雜環(huán)化合物及其衍 生物、金屬離子的亞硝酸鹽及硝酸鹽、有機(jī)亞硝酸酯和硝酸酯、有機(jī)氮化合物、還原性含氮 化合物、其組合和溶液及類似物。
3.如權(quán)利要求2所述的液體，其中抗腐蝕劑可溶解于質(zhì)子溶劑。
4.如權(quán)利要求3所述的液體，其中通過與水或醇在0.01重量％至25重量％之間、優(yōu) 選0. 1重量％至3重量％的百分比下混合，將抗腐蝕劑或其溶液的粘度調(diào)整到25°C下低于 1500mPas、優(yōu)選25°C下低于lOOOmPas、更優(yōu)選25°C下低于500mPas并且最優(yōu)選25°C下低于 200mPaso
5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)的液體，其中抗腐蝕劑或其溶液的濃度在0.01重量％至 10重量％之間，優(yōu)選在0. 05重量％至5重量％之間，并且最優(yōu)選在0. 1重量％至1重量％ 之間。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)的液體，其中液體的表面張力在15mN/m至70mN/m之間， 優(yōu)選在17mN/m至50mN/m之間，并且更優(yōu)選在20mN/m至40mN/m之間。
7.如權(quán)利要求6所述的液體，其中液體的表面張力通過加入至少一種表面活性劑來調(diào)iF. ο
8.根據(jù)權(quán)要求1至7中任一項(xiàng)的液體在印刷工藝中的用途。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的用途，其中印刷工藝是一種濕中濕噴墨印刷工藝。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9的用途，其中印刷工藝是直接到服裝印刷工藝。
11.根據(jù)權(quán)利要求8至10中任一項(xiàng)的用途，其中液體用作底漆流體。
12.根據(jù)權(quán)利要求8至11中任一項(xiàng)的用途，其中將液體直接在印刷之前施加到印刷基 材上和優(yōu)選通過液體到印刷基材上的噴霧或輥壓而施加。
13.根據(jù)權(quán)利要求8至12中任一項(xiàng)的用途，其中液體到印刷基材上的施加在印刷機(jī)內(nèi) 進(jìn)行。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在印刷工藝中用于吸液性基材，尤其是紡織品或服裝預(yù)處理的液體，所述液體基于水和/或低分子量醇，并且包含少量有機(jī)酸和/或其他試劑用于增加染料固定，其特征在于，所述液體包含至少一種抗腐蝕劑以及至少一種選自如下的抗腐蝕劑季銨鹽、其衍生物以及它們相應(yīng)的有機(jī)取代胺、羥基取代的炔屬組分及其衍生物、羧酸、二羧酸和多羧酸、長鏈羧酸、二羧酸和多羧酸和分離的級分及其衍生物、含硫的雜環(huán)化合物及其衍生物、含氮的雜環(huán)化合物及其衍生物、金屬離子的亞硝酸鹽及硝酸鹽、有機(jī)亞硝酸酯和硝酸酯、有機(jī)氮化合物和還原性含氮化合物。優(yōu)選抗腐蝕劑的濃度在0.01重量％至10重量％之間和液體的表面張力在15mN/m至70mN/m之間。
文檔編號D06M13/342GK101899778SQ201010228948
公開日2010年12月1日 申請日期2010年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月25日
發(fā)明者U·G·赫曼 申請人:威仕達(dá)品特技術(shù)有限公司