感湿收缩墨水的制作方法

1.本揭露内容是有关于一种感湿收缩墨水，且特别是有关于一种用于织物的数码喷印制程的感湿收缩墨水。


背景技术：

2.近年来，人们对于家庭休闲与健康的意识逐渐地提升，故消费者对于机能性织物的需求亦随之增加。一种广受消费者喜爱的机能性织物是感湿变形织物，其不仅能够快速排除汗水，又具有透气的效果，从而可使得身体保持干爽。因此，如何对织物进行感湿收缩处理是近年来后整理加工技术重要的发展项目。


技术实现要素：

3.本揭露提供一种感湿收缩墨水，其可用于织物的数码喷印制程，从而精准地喷涂于基布，使得以其所制得的感湿变形织物具有良好的感湿收缩性。
4.根据本揭露一些实施方式，用于织物的数码喷印制程的感湿收缩墨水具有介于2.5cp至10.0cp间的粘度以及介于22dyne/cm至32dyne/cm间的表面张力。感湿收缩墨水包括15重量份至35重量份的感湿收缩树脂以及65重量份至85重量份的水。
5.在一些实施方式中，感湿收缩树脂是藉由包括以下试剂制备而成：多元醇、多元胺、第一交联剂以及第二交联剂。第一交联剂以及第二交联剂各自包括异氰酸酯嵌段。
6.在一些实施方式中，多元醇的平均分子量介于200g/mole至600g/mole间。
7.在一些实施方式中，多元醇是含醚基的多元醇，包括聚乙二醇、聚丙二醇或聚四氢呋喃。
8.在一些实施方式中，多元胺的平均分子量介于600g/mole至8000g/mole间。
9.在一些实施方式中，多元胺包括脂肪族胺、聚酰亚胺、聚酰胺或聚醚胺。
10.在一些实施方式中，第一交联剂及第二交联剂具有相同的分子结构。
11.在一些实施方式中，感湿收缩墨水的粒径(d90)介于90nm至360nm间。
12.在一些实施方式中，感湿收缩墨水更包括0.004重量份至0.060重量份的表面活性剂。
13.在一些实施方式中，感湿收缩墨水更包括5重量份至10重量份的保湿剂。
14.在一些实施方式中，保湿剂为丙三醇、二甘醇、丙二醇甲醚或其组合。
15.在一些实施方式中，感湿收缩墨水更包括0.002重量份至0.020重量份的消泡剂。
16.根据本揭露上述实施方式，藉由调配感湿收缩墨水中的各组成成分，可使感湿收缩墨水提供良好的感湿收缩性能，并可藉由数码喷印制程将感湿收缩墨水喷涂于基布以形成具有透气排汗功能的感湿变形织物。另一方面，藉由数码喷印制程将感湿收缩墨水喷涂于基布，可精准地赋予织物局部或全面的感湿收缩性能，以避免过量地使用化学药剂，从而减少浪费并有效地降低成本。
具体实施方式
17.在本文中，有时以键线式(skeleton formula)表示聚合物或基团的结构。这种表示法可省略碳原子、氢原子以及碳氢键。当然，结构式中有明确绘出原子或原子基团的，则以绘示者为准。
18.本揭露内容提供一种感湿收缩墨水，其可用于织物的数码喷印制程，从而精准地喷涂于基布，使得以其所制得的感湿变形织物具有良好的感湿收缩性，并可避免过量地使用化学药剂，从而减少浪费并有效地降低成本。数码喷印制程是一种非连续相的涂布方式，喷墨设备的喷头不会接触欲加工的织物。数码喷印制程具有精准定位、药剂高使用率、减少废弃物排放、低制程能耗、有效降低成本及可小批量快速打样等优点。织物整理厂、织物涂布厂或织物表面加工业者可利用本揭露的感湿收缩墨水进行织物喷墨涂布、喷墨整理、精密涂布、表面改质以及表里差异化处理等。
19.本揭露的感湿收缩墨水主要包括15至35重量份的感湿收缩树脂以及65至85重量份的水。感湿收缩墨水的粘度介于2.5cp至10.0cp间，使得喷印出的墨水液滴可具有合适的大小，并可使感湿收缩墨水具有合适的流动性以利于数码喷印制程。另一方面，感湿收缩墨水的表面张力介于22dyne/cm至32dyne/cm间，有利于墨水液滴于喷头处成形，并可使感湿收缩墨水具有良好的渗透性。
20.在一些实施方式中，感湿收缩墨水中的分散质的粒径(d90)可介于90nm至360nm间，从而避免在进行数码喷印制程的过程中发生喷头阻塞的问题，且可使感湿收缩墨水具有较佳的稳定性。上述分散质的粒径(d90)亦会影响感湿收缩墨水的粘度。举例而言，感湿收缩墨水中较小的分散质粒径可使感湿收缩墨水具有较低的粘度。在一些实施方式中，感湿收缩墨水在25℃时的ph值可介于6.0至8.5间，从而避免腐蚀喷印装置的喷头，且可避免墨水液滴沉积于喷头处而造成堵塞。
21.感湿收缩墨水包括感湿收缩树脂。在一些实施方式中，感湿收缩树脂具有多个胺基与羟基，并可牢固地配置于基布上，从而提升以其所制得的感湿变形织物良好的感湿收缩性以及水洗牢度。换句话说，由于本揭露的感湿收缩墨水包括感湿收缩树脂，因此本揭露的感湿收缩墨水可赋予以其所制得的感湿变形织物高的单位面积收缩率，并使得感湿变形织物在多次洗涤后仍可良好地维持其感湿收缩性。
22.在一些实施方式中，感湿收缩树脂可藉由包括以下试剂制备而成：多元醇、多元胺、第一交联剂以及第二交联剂。在一些实施方式中，多元醇的添加量可介于0.5重量份至1.5重量份间，多元胺的添加量可介于40重量份至50重量份间，第一交联剂的添加量可介于2.2重量份至2.6重量份间，且第二交联剂的添加量可介于0.4重量份至0.8重量份间。
23.在一些实施方式中，多元醇可提供感湿收缩树脂良好的感湿收缩性，使得感湿收缩墨水具有良好的感湿收缩性。如此一来，以感湿收缩墨水所制得的感湿变形织物可具有高的单位面积收缩率。在一些实施方式中，多元醇可例如是含醚基的多元醇，包括聚乙二醇(peg)、聚丙二醇(ppg)或聚四氢呋喃(ptmeg)。在一些实施方式中，多元醇的重量平均分子量可介于200g/mole至600g/mole间。具体而言，若多元醇的重量平均分子量小于200g/mole，可能导致所形成的感湿收缩树脂无法牢固地配置于基布上，从而使得感湿变形织物具有差的感湿收缩性及水洗牢度；而若多元醇的重量平均分子量大于600g/mole，可能导致感湿收缩墨水的粘度过高，使得墨水液滴容易聚集，从而发生喷头阻塞的问题。
24.在一些实施方式中，多元胺可提供感湿收缩树脂良好的感湿收缩性，使得感湿收缩墨水具有良好的感湿收缩性。如此一来，以感湿收缩墨水所制得的感湿变形织物可具有高的单位面积收缩率。在一些实施方式中，多元胺可包括聚醚胺、聚酰胺或聚酰亚胺。在其他实施方式中，多元胺可包括脂肪族胺，以较佳地提供感湿收缩树脂良好的感湿收缩性。具体而言，脂肪族胺可例如是己二胺、二乙基己二胺、三甲基己二胺、庚二胺、三甲基乙二胺、四乙基乙二胺、四甲基乙二胺、壬二胺、月桂胺二亚丙基二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺或聚乙烯亚胺。在一些实施方式中，多元胺的重量平均分子量可介于600g/mole至8000g/mole间，且较佳地可介于800g/mole至5500g/mole间。
25.在一些实施方式中，第一交联剂可包括异氰酸酯三聚体。具体而言，第一交联剂可包括如式(1)所示的结构单元，在一些实施方式中，第一交联剂可包括脂肪族异氰酸酯(例如是hdi、tmdi或xdi)三聚体、脂环族异氰酸酯(例如是ipdi、hmdi或htdi)三聚体、芳香族异氰酸酯(例如是tdi或mdi)三聚体或其组合。第一交联剂可包括异氰酸酯嵌段。举例而言，异氰酸酯三聚体的至少两末端可具有异氰酸酯嵌段。具体而言，在以式(1)表示的第一交联剂中，r1、r2及r3中任两者以上包括异氰酸酯嵌段。
26.在一些实施方式中，第二交联剂与第一交联剂可具有相同的分子结构。在一些实施方式中，第二交联剂的添加量与第一交联剂的添加量的比例可例如介于1:5至1:3间。在一些实施方式中，第二交联剂与第一交联剂中的异氰酸酯嵌段的总量与多元醇中羟基的总量的比值可介于1.0至2.5间。
27.在一些实施方式中，感湿收缩墨水可更包括5重量份至10重量份的保湿剂。在上述含量范围内，保湿剂可确保感湿收缩墨水在喷印的过程中不会因凝结而沉积或阻塞喷头。具体而言，若保湿剂的含量小于5重量份，可能无法有效地避免感湿收缩墨水凝结；而若保湿剂的含量大于10重量份，容易造成感湿收缩墨水在织物上的干燥速度太慢，使得数码喷印制程整体的生产速度下降。在一些实施方式中，保湿剂可例如是丙三醇、二甘醇、丙二醇甲醚或其组合。
28.在一些实施方式中，感湿收缩墨水可更包括0.004重量份至0.060重量份的表面活性剂。在上述含量范围内，表面活性剂可维持感湿收缩墨水中的粒子(例如感湿收缩树脂、保湿剂等)的尺寸安定。具体而言，若表面活性剂的含量小于0.004重量份，可能无法有效地使感湿收缩墨水中的分散质达到完全分散，且可能产生沉淀物或凝聚物；而若表面活性剂的含量大于0.060重量份，感湿收缩墨水中的分聚质间将因过多的表面活性剂产生的斥力而失去凝聚效果。在一些实施方式中，表面活性剂可例如是聚二甲基硅氧烷、聚醚改性硅氧烷、聚醚改性聚二甲基硅氧烷或其组合。
29.在一些实施方式中，感湿收缩墨水可更包括0.002重量份至0.020重量份的消泡剂。在上述含量范围内，消泡剂得以确保感湿收缩墨水中不具有泡沫。具体而言，若消泡剂
的含量小于0.002重量份，感湿收缩墨水容易因其中的碱性成分而产生泡沫，从而影响感湿收缩墨水的稳定性以及喷印时的流畅性；而若消泡剂的含量大于0.020重量份，易导致感湿收缩墨水的粘度及表面张力过低，从而影响墨水的整体性质。在一些实施方式中，消泡剂可例如是聚醚改性聚二甲基硅氧烷、破泡聚硅氧烷、溶于聚乙二醇中的破泡聚硅氧烷与憎水颗粒混合物或其组合。
30.根据本揭露上述实施方式，藉由调配感湿收缩墨水中的各组成成分，可使感湿收缩墨水提供良好的感湿收缩性能，并可藉由数码喷印制程将感湿收缩墨水喷涂于基布以形成具有透气排汗功能的感湿变形织物。另一方面，藉由数码喷印制程将感湿收缩墨水喷涂于基布，可精准地赋予织物局部或全面的感湿收缩性能，以避免过量使用化学药剂，从而减少浪费并有效地降低成本。
31.在以下叙述中，将针对本揭露的感湿收缩墨水以及以感湿收缩墨水制得的感湿变形织物进行各种测试与评估。
32.《实验例1：感湿收缩墨水的基础配方评估》
33.在本实验例中，针对各实施例的感湿收缩墨水进行粘度、表面张力以及粒径的量测。各实施例的感湿收缩墨水中的组成成分与含量以及量测的结果如表一所示。
34.表一
35.[0036][0037]
注1：未标示的单位为重量份
[0038]
注2：(a)代表丙三醇；(b)代表二甘醇；(c)代表丙二醇甲醚
[0039]
注3：(d)代表聚醚改性硅氧烷；(e)代表聚醚改性聚二甲基硅氧烷；(f)代表聚二甲基硅氧烷
[0040]
注4：(g)代表聚醚改性聚二甲基硅氧烷；(h)代表破泡聚硅氧烷；(i)代表溶于聚乙二醇中的破泡聚硅氧烷与憎水颗粒混合物
[0041]
由表一可知，各实施例的感湿收缩墨水的粘度皆介于2.5cp至10.0cp间、表面张力皆介于22dyne/cm至32dyne/cm间，且粒径皆介于90nm至360nm间。因此，各实施例的感湿收缩墨水具有合适的流动性，且可利于墨水液滴的成形，并具有良好的渗透性。此外，各实施例的感湿收缩墨水不易发生墨水沉积以及喷头堵塞的问题。
[0042]
《实验例2：感湿收缩墨水的储存稳定性评估》
[0043]
在本实验例中，针对各实施例的感湿收缩墨水进行高温、常温以及低温储存稳定性测试。具体而言，高温储存稳定性测试是将感湿收缩墨水放置于温度为60℃的烘箱内历时15天，并待其回到室温后进行测试；常温储存稳定性测试是将感湿收缩墨水放置于室温的环境内历时15天，并进行测试；低温储存稳定性测试是将感湿收缩墨水放置于温度为7℃的冷藏库内历时15天，并待其回到室温后进行测试。测试内容包括以肉眼观察感湿收缩墨水是否发生分层现象或产生沉淀物、以及量测感湿收缩墨水相对于测试前的粘度。测试结果如表二所示。
[0044]
表二
[0045][0046]
注：表二中所显示的天数代表感湿收缩墨水于该天数内未发生分层现象且未产生沉淀物，并具有相当低的粘度变化
[0047]
由表二可知，各实施例的感湿收缩墨水不论是于高温、常温或低温环境下，皆可放置长达至少7天而未发生分层现象且未产生沉淀物，并具有相当低的粘度变化。换句话说，各实施例的感湿收缩墨水于高温、常温及低温环境下皆可储存长达至少7天而不变质，显示具有良好的储存稳定性。应了解到，若将上述感湿收缩墨水于高温环境下可稳定储存的时间换算为感湿收缩墨水于常温下可稳定储存的时间，各实施例的感湿收缩墨水可稳定地于常温下储存约6个月至2年。
[0048]
《实验例3：感湿收缩墨水喷涂于基布后的稳定性评估》
[0049]
在本实验例中，将各实施例的感湿收缩墨水藉由数码喷印制程喷涂于聚酯针织布或耐隆针织布上，以形成具有喷墨图案的感湿变形织物，并将感湿变形织物放置于室温环境内历时7天，以肉眼观察所述喷墨图案的图案清晰度。结果显示以各实施例的感湿收缩墨水所形成的喷墨图案皆未产生明显的晕墨现象，具有良好的图案稳定性。
[0050]
《实验例4：感湿变形织物的感湿收缩性评估》
[0051]
在本实验例中，将各实施例的感湿收缩墨水喷涂于聚酯针织布以形成感湿变形织物，并对各感湿变形织物进行单位面积收缩率测试。需说明的是，各感湿变形织物的单位面积收缩率是对面积为10厘米
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10厘米的感湿变形织物进行测试而得到的结果。此外，各感湿变形织物更经历50次水洗，并于第20次及第50次水洗后再度进行测试。测试结果如表三所示。
[0052]
表三
[0053]
[0054][0055]
如表三所示，在经历水洗前，各感湿变形织物的单位面积收缩率皆介于11％至17％间，显示具有良好的感湿收缩性。另一方面，各感湿变形织物在经历50次水洗后的单位面积收缩率仍可大于9％，成功地克服使用习知的加工助剂所带来的水洗牢度不佳的问题。
[0056]
经由上述各实验例的验证，本揭露的感湿收缩墨水可具有合适的流动性以及良好的渗透性，且其于高温、常温或低温环境下皆具有一定程度的稳定性。此外，由本揭露的感湿收缩墨水所形成的喷墨图案可具有良好的图案稳定性。另一方面，本揭露的感湿收缩墨水可提供良好的感湿收缩性能，并可藉由数码喷印制程精准地喷涂于基布以形成感湿变形织物，从而提供以其所制得的感湿变形织物良好的感湿收缩性，以具有透气排汗功能。此外，本揭露的感湿收缩墨水可牢固地配置于基布上，有利于提升感湿变形织物的水洗牢度。
[0057]
虽然本揭露已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本揭露，任何熟习此技艺者，在不脱离本揭露的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本揭露的保护范围当
视后附的申请专利范围所界定者为准。

技术特征：
1.一种感湿收缩墨水，其特征在于，所述感湿收缩墨水用于织物的数码喷印制程，且具有介于2.5cp至10.0cp间的粘度以及介于22dyne/cm至32dyne/cm间的表面张力，所述感湿收缩墨水包括15重量份至35重量份的感湿收缩树脂以及65重量份至85重量份的水。2.如权利要求1所述的感湿收缩墨水，其中所述感湿收缩树脂是藉由包括以下试剂制备而成：多元醇；多元胺；第一交联剂，包括异氰酸酯嵌段；以及第二交联剂，包括异氰酸酯嵌段。3.如权利要求2所述的感湿收缩墨水，其中所述多元醇的平均分子量介于200g/mole至600g/mole间。4.如权利要求2所述的感湿收缩墨水，其中所述多元醇是含醚基的多元醇，包括聚乙二醇、聚丙二醇或聚四氢呋喃。5.如权利要求2所述的感湿收缩墨水，其中所述多元胺的平均分子量介于600g/mole至8000g/mole间。6.如权利要求2所述的感湿收缩墨水，其中所述多元胺包括脂肪族胺、聚酰亚胺、聚酰胺或聚醚胺。7.如权利要求2所述的感湿收缩墨水，其中所述第一交联剂及所述第二交联剂具有相同的分子结构。8.如权利要求1所述的感湿收缩墨水，其中所感湿收缩墨水的粒径(d90)介于90nm至360nm间。9.如权利要求1所述的感湿收缩墨水，更包括0.004重量份至0.060重量份的表面活性剂。10.如权利要求1所述的感湿收缩墨水，更包括5重量份至10重量份的保湿剂。11.如权利要求10所述的感湿收缩墨水，其中所述保湿剂为丙三醇、二甘醇、丙二醇甲醚或其组合。12.如权利要求1所述的感湿收缩墨水，更包括0.002重量份至0.020重量份的消泡剂。

技术总结
一种用于织物的数码喷印制程的感湿收缩墨水具有介于2.5cP至10.0cP间的粘度以及介于22dyne/cm至32dyne/cm间的表面张力。感湿收缩墨水包括15重量份至35重量份的感湿收缩树脂以及65重量份至85重量份的水。感湿收缩墨水可用于织物的数码喷印制程，从而精准地喷涂于基布，使得以其所制得的感湿变形织物具有良好的感湿收缩性。感湿收缩性。


技术研发人员：阮巽雯 林嘉儀 林俊宏 蔡荣裕
受保护的技术使用者：财团法人纺织产业综合研究所
技术研发日：2021.01.08
技术公布日：2022/5/25