专利名称：用于吸液性印刷基材的预处理液体的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于吸液性印刷基材的预处理液体。尤其是，本发明涉及用于直 接到服装(direct-to-garment)印刷的预处理液体。
背景技术：
将液体油墨施加到吸液性印刷基材上是公知的印刷技术，其将具有高清晰度 (definition)的图案、字体或者图片印刷到所述基材上。可印刷的吸液性基材例如是纸、纸 板、织造或非织造材料、长形材料、纺织品、服装以及类似物。采用液体油墨的已知印刷工艺 例如是喷墨印刷。喷墨印刷广泛地采用两种不同的方式进行(1)通过喷嘴连续地喷射受 压的油墨，或(2)仅仅在其中需要这样的油墨液滴以形成印刷图像的位置采用逐个液滴添 加(droplet-by-droplet)的方式施加。后者一般使用所谓的按需滴落技术进行，其中将油 墨液滴在高速度下，例如使用推进油墨液滴的压电晶体从印刷头喷射。当使用喷墨印刷技术以在吸收性材料如纺织品或服装上印刷，例如通过直接到服 装印刷时的问题是多种多样的。例如，施加的油墨通常会遇到颜色保真度，颜色明亮度以 及颜色强度方面的问题。印刷图像的耐洗性通常也是问题。此外，尤其在高清晰度印刷应 用中，渗色(bleeding)是主要问题，也就是，一个油墨点到邻近油墨点的侵入。在大的图片 中，这导致印刷图像的不合适对比度和模糊呈现。渗色受很多因素的影响，包括基材的油墨 吸收和毛细管作用特性，油墨的性能，例如干燥速度以及印刷技术和特别地用于施加油墨 的喷墨打印机的喷嘴排列。为了克服这些问题，开发了各种基于不同化学组成的预处理液体来用于直接到服 装印刷。典型地，预处理液体基于水或者低分子量醇以及包含少量有机酸，其用于固定化油 墨液滴和增加染料固定。此外，预处理液体可包含上胶剂，防渗色剂，PH控制剂(缓冲剂)， 保湿剂，表面活性剂以及具体的调节剂如抗还原剂(anti-reducing agent) 0在湿中湿(wet-in-wet)印刷工艺中通过喷墨印刷在吸收性基材上施加液体油墨 之前，预处理液体的使用通过如下方式改进了印刷质量通过将油墨液滴固定在基材表面 上或至少对其接近和因此避免了渗色，增强了对比度，使施加的油墨颜色显现得更强烈和 更明亮等。除此以外，在直接到服装印刷技术中由预处理液体处理的服装会体现改进的拉 伸强度，更柔软的触感，改进或更好的受控耐洗性等。然而，已知的预处理液体由于在其中包含有机酸以及在这些液体中通常存在铵盐 和/或卤化物离子而有腐蚀性。已经发现通过与这些液体的直接接触和显著地也通过间接 接触，已知的预处理液体导致印刷设施中且特别地在印刷机中非耐腐蚀部件的腐蚀。这些 一般会导致服务以及维修成本提高以及印刷机或其他印刷设施的不希望的停机时间。
发明内容
因此，本发明的目的是提供了改进的预处理液体，其具有较少的腐蚀性以及甚至 可能防腐蚀，同时，还保留了已知预处理液体对印刷质量和印刷基材的有利作用。
为了解决这个问题，本发明提供了一种用于印刷工艺的吸液性基材的预处理液 体，所述液体基于水和/或低分子量醇，并且包含少量有机酸和/或其他试剂用于增加染料 固定，和其中所述液体包含至少一种抗腐蚀剂。优选地，抗腐蚀剂可溶解于质子溶剂。用于预处理液体的有机酸，例如是单羧酸，例如，蚁酸，醋酸，丙酸等以及芳族酸， 例如，苯甲酸及其衍生物，苯磺酸，对甲苯磺酸及其衍生物。不同有机酸也可用在预处理液 体中，只要它们足够好地溶解于水。其他在预处理液体中用于增加染料固定的试剂，例如， 是胍及其盐，氧化铝和二氧化硅粉末以及酒石酸铵盐。并且，本发明的预处理液体可能包含向水性试剂，例如，脲和硫脲，上胶剂，例如， 纤维素及其衍生物，藻酸盐，黄原胶，虫漆胶，阿拉伯胶等以及调节剂，例如，氯化钠和硫酸 钠盐。在本发明的优选实施方案中，抗腐蚀剂选自季铵盐、其衍生物以及它们相应的有 机取代胺、羟基取代的炔属组分及其衍生物、羧酸、二羧酸和多羧酸、长链羧酸、二羧酸和多 羧酸和分离的级分及其衍生物、含硫的杂环化合物及其衍生物、含氮的杂环化合物及其衍 生物、金属离子的亚硝酸盐及硝酸盐、有机亚硝酸酯和硝酸酯、有机氮化合物、还原性含氮 化合物(reductive nitrogencontaining compound)、其组合及类似物。其他化合物，例如，膦酸酯，可能用作抗腐蚀剂，只要它们能够溶于水或者有机溶 剂，并且不能对皮肤产生刺激或者对穿着者产生其他伤害。在本发明的另一个优选实施方案中，抗腐蚀剂的浓度在0.01重量％至10重量％ 之间，优选在0. 05重量％至5重量％之间，并且最优选在0. 1重量％至1重量％之间。在本发明的另一个优选实施方案中，预处理液体的表面张力在15mN/m至70mN/m 之间，优选在17mN/m至50mN/m之间，并且最优选在20mN/m至40mN/m之间。为了将本发 明预处理液体的表面张力调整到所需的范围，在本发明的实施方案中可能要加入表面活性 剂。用于印刷工艺的吸液性基材的预处理液体在避免渗色，对比度和颜色增强，耐洗 性等方面令人惊奇地产生了良好结果。证实这可能部分归于本发明预处理液体中比较低的 抗腐蚀剂浓度，使得油墨液滴固定化效果以及有机酸和/或其他试剂以增加染料固定的染 料固定效果基本未受影响。另外，相比于本发明人的预期，抗腐蚀剂仅稍微地影响了本发明 预处理液体的表面张力，特别是如果在所述的低浓度下使用，使得可以在印刷工艺之前迅 速地达到吸液性基材和特别是纺织品或服装的有效和快速润湿。尽管本发明预处理液体中的抗腐蚀剂浓度低，但是它们显示了对印刷机以及印刷 设施装置的明显减少的腐蚀效果。尤其是，有效地降低了含铁、钢、铝或者镁的部件的点腐 蚀。另外，再次相对于所预期的，本发明的预处理液体没有产生任何可见的标记，例如，在干 燥和/或烘箱烘烤期间纺织品或服装的变色，变黄或显棕色产生的标记，所述干燥和/或烘 箱烘烤是将印刷的纺织品或服装在印刷上之后加热用于固化和交联目的的工艺。本发明还涉及吸液性基材的预处理液体在印刷工艺中，优选其中将液体油墨直接 印刷到纺织品或服装上的湿中湿喷墨印刷中的用途。根据本发明的特别优选的实施方案，本发明吸液性基材的预处理液体用作底漆流 体(priming fluid)，也就是说，在印刷工艺之前直接施加到吸液性基材的液体。优选地，本 发明中预处理液体的施加包括在印刷机，即喷墨打印机内部在吸液性基材上预处理液体的喷雾或辊压。替代地或除此之外，预处理液体可以在印刷机外部在用其加工之前施加到吸 液性基材上。在本发明的这种实施方案中，预处理液体在印刷机内部的施加可以使用不同方式 实现。例如在一个实施方案中，当用于将预处理液体喷雾到吸液性基材上的喷嘴在印刷机 的进料区域中独立于印刷头而布置时，将整个印刷基材润湿。在此情况下，例如当通过改变 印刷机的进料速度同时在恒定速率下将预处理液体进料到喷嘴而印刷不同类型的纺织品 或服装时，可以改变预处理液体的用量。在另一个实施方案中，将喷嘴结合到印刷头，并且因此主要在其中也要施加油墨 的区域中将预处理液体施加到吸收性基材上。采用这种方式可以使预处理液体的消耗减少 以及可以通过改进喷嘴喷射速率或通过改变印刷/喷雾头相对于印刷基材的相对速度而 改变预处理液体的用量。
具体实施例方式当考虑在试验系统中采用根据本发明的不同预处理液体的试验结果的详细描述 时，本发明的进一步特征是显然的。实验数据为了达到最优的抗腐蚀和染料固定/油墨液滴固定化效果，本发明人在与试验预 处理液体的混合物中测试了很多种类的抗腐蚀剂，该试验预处理液体可用于直接到服装印 刷工艺。大多数的试验预处理液体是水溶液，其包含3重量％至10重量％ (优选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单丙基 醚)并由少量(0. 1重量％至3重量％，优选1重量％至2重量％)有机胺，诸如三乙基胺， 乙醇胺或具有更长烷基链但仍然可溶于水的高级同系物轻微中和。表面张力在20到40mN/ m之间。其他试验预处理液体是醇溶液。在与试验预处理液体的混合物中测试的抗腐蚀剂是以下类型炔属醇(如Korantin PP , BASF)，二羧酸(如 Irgacor DSS G , Ciba)，多价酸， 例如聚丙烯酸(如 Mw 1000 ；Sigma-Aldrich)，季铵化合物(如 LugalvanP 和 Lugalvan BPC48 , BASF)和有机溶解性杂环化合物，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。为了抗腐蚀剂在试验预处理液体中的改进混合以及随后其通过喷嘴的喷雾，抗腐 蚀剂或它们各自溶液在25°C下小于500mPas并且优选小于200mPas的相对低粘度是所需的 并且可以通过在0. 01重量％至25重量％之间，和优选0. 1重量％至3重量％之间的百分 比下与水或异丙醇混合，即将0. 01重量％至25重量％之间，和优选0. 1重量％至3重量％ 之间的抗腐蚀剂加入到溶剂水或醇，例如异丙醇或其混合物中而合适地完成。为了测试抗腐蚀效果，将不耐腐蚀钢的未镀敷和未处理测试体浸入改进的预处理 液体中。每天评估测试体的腐蚀。腐蚀测试得到如表1所述的结果。表 1
5抗腐蚀剂浓度(重量％)一天后的腐蚀明显腐蚀(天数)；说明1.无0强1，腐蚀后重量减少2. Korantin PP, BASF0. 1 至 1无28，非常微弱，没有重量减少3. Lugalvan P, BASF0. 1 至 1无21，非常微弱，没有重量减少4.Lugalvan BPC48, BASF0. 1 至 1无21，非常微弱，没有重量减少5. Irgacor DSS G, Ciba0. 1最小量14，非常微弱，没有重量减少6.聚丙烯酸 (Sigma-Aldrich) ；30%水溶 液1至2最小量7，非常微弱，没有重量减少7. Irgamet 42，Ciba0. 1 至 1无28，非水溶液8. Amin 0，Ciba0. 1 至 1无28，非水溶液9. Sarkosyl 0，Ciba0. 1 至 1无28，非水溶液 浸入没有抗腐蚀剂的含水试验预处理液体中的测试体(No. 1在一天之后已显示 严重腐蚀)。浸入非水溶液但醇溶液的测试体(No. 7到9)很长时间都没有明显腐蚀。在腐蚀测试之后，使用喷墨直接到服装印刷机结合青色、品红色、黄色、黑色和白 色的合适水基油墨进行印刷测试。印刷测试在黑色和白色T恤上进行并且将T恤在印刷之后在大约170°C下烘烤约 8分钟。使用根据本发明的预处理水溶液印刷黑色T恤和使用根据本发明的预处理醇溶 液印刷白色T恤。使用正常的印刷参数印刷所产生的印刷结果绝对比得上使用现有技术的预处理 液体的直接到服装印刷工艺。在印刷并烘烤之后没有渗色，没有不清晰印刷结果和没有变 色，诸如变黄或变棕是可见的。洗涤测试揭示了在经过5次连续洗涤循环之后没有印刷结 果的劣化。
权利要求
一种在印刷工艺中用于吸液性基材，尤其是纺织品或服装的预处理的液体，所述液体基于水和/或低分子量醇，并且包含少量有机酸和/或其他试剂用于增加染料固定，其特征在于，所述液体包含至少一种抗腐蚀剂。
2.如权利要求1所述的液体，其中抗腐蚀剂选自季铵盐、其衍生物以及它们相应的有 机取代胺、羟基取代的炔属组分及其衍生物、羧酸、二羧酸和多羧酸、长链 羧酸、二羧酸和多 羧酸和分离的级分及其衍生物、含硫的杂环化合物及其衍生物、含氮的杂环化合物及其衍 生物、金属离子的亚硝酸盐及硝酸盐、有机亚硝酸酯和硝酸酯、有机氮化合物、还原性含氮 化合物、其组合和溶液及类似物。
3.如权利要求2所述的液体，其中抗腐蚀剂可溶解于质子溶剂。
4.如权利要求3所述的液体，其中通过与水或醇在0.01重量％至25重量％之间、优 选0. 1重量％至3重量％的百分比下混合，将抗腐蚀剂或其溶液的粘度调整到25°C下低于 1500mPas、优选25°C下低于lOOOmPas、更优选25°C下低于500mPas并且最优选25°C下低于 200mPaso
5.如权利要求1至4中任一项的液体，其中抗腐蚀剂或其溶液的浓度在0.01重量％至 10重量％之间，优选在0. 05重量％至5重量％之间，并且最优选在0. 1重量％至1重量％ 之间。
6.如权利要求1至5中任一项的液体，其中液体的表面张力在15mN/m至70mN/m之间， 优选在17mN/m至50mN/m之间，并且更优选在20mN/m至40mN/m之间。
7.如权利要求6所述的液体，其中液体的表面张力通过加入至少一种表面活性剂来调iF. ο
8.根据权要求1至7中任一项的液体在印刷工艺中的用途。
9.根据权利要求7的用途，其中印刷工艺是一种湿中湿喷墨印刷工艺。
10.根据权利要求8或9的用途，其中印刷工艺是直接到服装印刷工艺。
11.根据权利要求8至10中任一项的用途，其中液体用作底漆流体。
12.根据权利要求8至11中任一项的用途，其中将液体直接在印刷之前施加到印刷基 材上和优选通过液体到印刷基材上的喷雾或辊压而施加。
13.根据权利要求8至12中任一项的用途，其中液体到印刷基材上的施加在印刷机内 进行。
全文摘要
本发明涉及一种在印刷工艺中用于吸液性基材，尤其是纺织品或服装预处理的液体，所述液体基于水和/或低分子量醇，并且包含少量有机酸和/或其他试剂用于增加染料固定，其特征在于，所述液体包含至少一种抗腐蚀剂以及至少一种选自如下的抗腐蚀剂季铵盐、其衍生物以及它们相应的有机取代胺、羟基取代的炔属组分及其衍生物、羧酸、二羧酸和多羧酸、长链羧酸、二羧酸和多羧酸和分离的级分及其衍生物、含硫的杂环化合物及其衍生物、含氮的杂环化合物及其衍生物、金属离子的亚硝酸盐及硝酸盐、有机亚硝酸酯和硝酸酯、有机氮化合物和还原性含氮化合物。优选抗腐蚀剂的浓度在0.01重量％至10重量％之间和液体的表面张力在15mN/m至70mN/m之间。
文档编号D06M13/342GK101899778SQ201010228948
公开日2010年12月1日 申请日期2010年5月25日 优先权日2009年5月25日
发明者U·G·赫曼 申请人:威仕达品特技术有限公司