水性颜料纺织印花用前处理液及于织物上形成图案的方法
技术领域
本发明涉及一种水性颜料纺织印花用前处理液及使用其于织物上形成图案的方法，尤其是涉及一种可增加后续涂布的墨水牢度的水性颜料纺织印花用前处理液及使用其于织物上形成图案的方法。
背景技术
当在深色织物上涂布/喷印颜料型墨水时，需先在织物上涂上前处理液，而后再以白色墨水打底，以增加墨水牢度或防止白色墨水渗透。此外，当应用于浅色织物上时，可先于织物上涂上前处理液，使得后续涂布/喷印的颜料型彩色墨水的彩度得以提升。
目前已知的前处理液多使用水性阳离子型或水性非离子型树脂。然而，已知的使用水性阳离子型树脂的前处理液，其配方稳定性不佳，而无法广泛使用；而已知的使用水性非离子型树脂的前处理液，因没有添加交联剂，而有后续涂布的墨水牢度不足的缺点。
此外，在市场上，仍以杜邦的白色墨水系统为主流，各家前处理液开发厂商都以杜邦产品的适用性为标准。然而，目前所发展出的前处理液大多不适用在杜邦白色墨水系统，主要缺点是白色墨水会渗透，造成白度下降或是在牢度特性上表现不佳。至于杜邦本身所发展的前处理液，在与杜邦白色墨水系统搭配使用时会有龟裂现象，且在磨擦牢度上仍有改善空间。
有鉴于此，目前亟需发展出一种水性颜料纺织印花用前处理液，其可改善前述问题，以增加后续涂布/喷印的墨水牢度。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种水性颜料纺织印花用前处理液，其可增加后续涂布的墨水牢度、防止白色墨水渗透或提升彩色墨水的彩度。
本发明的水性颜料纺织印花用前处理液包括：1重量百分比至30重量百分比之水性非离子型聚氨酯；1重量百分比至20重量百分比之金属盐类；0.1重量百分比至10重量百分比之三聚氰胺树脂；以及余量为溶剂。
本发明的前处理液为一水性颜料纺织印花用的前处理液。在本发明的前处理液中，除了包括水性非离子型外，更搭配使用作为交联剂的三聚氰胺树脂，可使得后续涂布的墨水展现良好的牢度特性。同时，当后续涂布的墨水为白色墨水时，更能展现良好的白度；而当后续涂布的墨水为彩色墨水时，则能展现良好的色彩均匀度。
本发明的前处理液可包括1重量百分比至30重量百分比的水性非离子型聚氨酯。较佳为，本发明的前处理液包括1重量百分比至20重量百分比的水性非离子型聚氨酯。更佳为，本发明的前处理液包括5重量百分比至15重量百分比的水性非离子型聚氨酯。最佳为，本发明的前处理液包括8重量百分比至12重量百分比的水性非离子型聚氨酯。在本发明的一实施例中，前处理液包括约10重量百分比的水性非离子型聚氨酯。
在本发明的前处理液中，所使用的水性非离子型聚氨酯为一水分散型的非离子型聚氨酯。较佳为，水性非离子型聚氨酯为一多元醇聚氨酯水性树脂，其为由多元醇及多异氰酸酯所聚合而成的聚氨酯水性树脂。更佳为，水性非离子型聚氨酯为一亲水性的多元醇聚氨酯水性树脂。最佳为，水性非离子型聚氨酯为一高亲水性的多元醇聚氨酯水性树脂。
本发明的前处理液可包括1重量百分比至20重量百分比的金属盐类。较佳为，本发明的前处理液包括5重量百分比至15重量百分比的金属盐类。更佳为，本发明的前处理液包括8重量百分比至12重量百分比的金属盐类。在本发明的一实施例中，前处理液包括约10重量百分比的金属盐类。
在本发明的前处理液中，所使用的金属盐类并无特殊限制，可为一多价的金属盐类，例如，二价、三价或四价的金属盐类。举例来说，可为包括Mg、Ca、Sr、Ba、Sc、Y、La、Ti、Zr、V、Cr、Mn、Fe、Ru、Co、Rh、Ni、Pd、Pt、Cu、Au、Zn、Al、Ga、In、Sb、Bi、Ge、Sn或Pb的金属盐类。在本发明的一实施例中，金属盐类为包括Mg、Ca、Ba、Ru、Co、Zn、Al或Ga的金属盐类。在本发明的另一实施例中，金属盐类为包括Ca的金属盐类。在本发明的再一实施例中，金属盐类为氯化钙、硝酸钙、硝酸钙水合物或其组合。在本发明的更一实施例中，金属盐类为氯化钙。在此，前述所列举的金属盐类可单独使用或合并使用。通过使用含有金属盐类的前处理液，可帮助后续涂布于织物上的白色墨水或彩色墨水得以凝结，而形成白色墨水膜或彩色墨水膜。
本发明的前处理液可包括0.1重量百分比至10重量百分比之的三聚氰胺树脂，其作为一交联剂。较佳为，本发明的前处理液包括0.1重量百分比至5重量百分比之的三聚氰胺树脂。更佳为，本发明的前处理液包括0.1重量百分比至3重量百分比之的三聚氰胺树脂。最佳为，本发明的前处理液包括0.3重量百分比至1.5重量百分比之的三聚氰胺树脂。在本发明的一实施例中，前处理液包括约0.6重量百分比的三聚氰胺树脂。在本发明的另一实施例中，前处理液包括约1重量百分比的三聚氰胺树脂。在本发明的再一实施例中，前处理液包括约1.2重量百分比的三聚氰胺树脂。
在本发明的前处理液中，三聚氰胺树脂可为一甲醚化高亚胺基三聚氰胺树脂，其具体例子包括Cymel%20327或Cymel%20385。在本发明的前处理液中，三聚氰胺树脂也可为一高甲醚化三聚氰胺树脂，其具体例子包括Cymel%20303或Cymel%20350。在此，前述所列举的三聚氰胺树脂可单独使用或合并使用。
本发明的前处理液可更包括0.01重量百分比至2重量百分比的湿润剂。较佳为，本发明的前处理液包括0.01重量百分比至1重量百分比的湿润剂。更佳为，0.1重量百分比至0.5重量百分比的湿润剂。在本发明的一实施例中，前处理液包括约0.3重量百分比的湿润剂。
其中，湿润剂的种类包括：聚醚改性硅氧烷湿润剂(例如：BYK348及Silwet%20L-7280)或不含硅氧烷类的非离子型湿润剂(例如：
在本发明的前处理液中，所使用的溶剂较佳为水。
本发明除了提供前述的前处理液外，更提供使用前述前处理液于织物上形成图案的方法，包括下列步骤：提供一织物及如前所述的水性颜料纺织印花用前处理液；涂布前处理液于织物的一预定区域上，并进行高温固化；以及涂布一白色色浆或一彩色色浆于涂布有前处理液的预定区域上，以形成一白色图案或一彩色图案。
在本发明的方法中，织物可为深色织物或浅色织物。织物的种类的具体例子包括，但不限于，棉布、麻布、毛织物、丝织物、化纤织物、尼龙布、无纺布等。
此外，在本发明的方法中，前处理液的高温固化的温度可介于130℃至165℃之间。经由此高温固化步骤，可使交联后的水性非离子型聚氨酯具有更高强度的交联性。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明作进一步的详细说明。
以下通过具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明亦可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可针对不同观点与应用，在不悖离本发明的精神下进行各种修饰与变更。
除非文中另有说明，否则说明书及所附权利要求书中所使用的单数形式“一”及“该”包括一或多个个体。
除非文中另有说明，否则说明书及所附权利要求书中所使用的术语“或”通常包括“及/或”的含义。
测试例1
在本发明下述的实施例及比较例中，是依据下表1的配方，制备实施例1至4及比较例1至5的水性颜料纺织印花用前处理液。
表1
将所制备的实施例1至4及比较例1至5的前处理液，以手动涂布或机器自动涂布于3/1斜纹黑棉布上，再于130℃至165℃下进行高温固化及干燥。而后，透过APEX直喷机(EPSON DX5)，将白色墨水(杜邦墨水，DuPontTM Artistri P5910 White DTG Ink.)喷印于涂布有前处理液的区域上，干燥固色后，进行白度测试、干摩擦牢度测试、湿摩擦牢度测试及水洗牢度测试。
白度测试
将涂布有白色墨水的3/1斜纹黑棉布进行Datacolor400测色，测色数据为CIE白度值，使用光源为D65。
干摩擦牢度测试(AATCC8)
将“干”黑色斜纹布(与刮印布种相同，3/1斜纹黑棉布)在印有白墨的布上来回磨擦十次。评级是用污染(黑布)及变褪色两者综合评比结果。
湿摩擦牢度测试(AATCC8)
“湿”黑色斜纹布(与刮印布种相同，3/1斜纹黑棉布)(先浸泡在水中至湿透，以脱水机脱干2分钟)在印有白墨的布上来回磨擦十次。评级是用污染(黑布)及变褪色两者综合评比结果。
水洗牢度测试(AATCC3A)
水洗牢度测试的配方及步骤如下：
a)皂洗剂配方：100g H2O+0.15g WOB。
b)在每个钢瓶中放一块布(5cm x 15cm)及106.7g钢珠(约100颗)，并加入50g的皂洗剂水溶液；在70℃下进行水洗45分钟；而后，洗净布上皂洗剂，并置于60℃烘箱干燥。
白度测试、干摩擦牢度测试、湿摩擦牢度测试及水洗牢度测试的测试结果列于下表2中。
表2
如上表2的结果显示，比较例1至4的前处理液，在各项牢度测试上，效果均不佳。虽然比较例5的前处理液因有使用PVA交联剂而可展现较佳的干摩擦牢度及湿摩擦牢度，但水洗牢度仍不佳。反观实施例1至4的前处理液，在使用三聚氰胺树脂作为交联剂的情形下，在高温固化下(130℃至165℃)可产生更高强度的交联性，不仅白度佳，更在水洗牢度、干湿磨擦牢度都有相当优异的表现。
测试例2
在本测试例中，使用测试例1所制备的实施例3的前处理液及杜邦前处理液P5100进行测试。在本测试例中，喷印条件与测试例1所述相同，故不再赘述。经干摩擦牢度测试、湿摩擦牢度测试及水洗牢度测试的测试结果列于下表3中。
表3
如上表3的结果显示，相较于使用杜邦前处理液，当实施例3的前处理液搭配杜邦墨水使用时，不仅白度佳也可以得到更锐利的打印图像，且进行各项牢度测试也有较佳的表现。
测试例3
在本测试例中，使用测试例1所制备的实施例3的前处理液及杜邦前处理液P5100进行测试。本测试例中，喷印条件与测试例1所述相同，除了测试例1所使用的是杜邦墨水，而本测试例是使用中国台湾专利申请107115631号中表6所示的白色墨水。经干摩擦牢度测试、湿摩擦牢度测试及水洗牢度测试的测试结果列于下表4中。
表4
如上表4的结果显示，当实施例3的前处理液搭配中国台湾专利申请107115631号中所示的白色墨水使用时，干摩擦牢度测试、湿摩擦牢度测试及水洗牢度测试均有4-5级的表现。
测试例4
在本测试例中，使用测试例1所制备的实施例3的前处理液进行测试。在本测试例中，喷印条件与测试例1所述相同，除了测试例1是使用3/1斜纹黑棉布及杜邦白色墨水，而本测试例是使用3/1斜纹白棉布及彩墨DuPont P5910 Series。
在本测试例中，比较使用实施例3的前处理液及未使用前处理液时，颜料型墨水经热固化后，色彩力度的差异。其中，未使用前处理液的样本的Integ值设为100％。测试结果列于下表5中。
表5
如上表4的结果显示，颜料型墨水经热固化后，在实施例3的前处理液的使用下，Integ值均有提升，此结果代表色彩力度有提升，同时，在实施例3的前处理液的使用下，颜料型墨水与织物具有良好牢度特性及色彩均匀度。
综上所述，当使用本发明的水性颜料纺织印花用前处理液于深色织物上时，可提升白色墨水的墨水牢度并防止白色墨水渗透。此外，当使用本发明的水性颜料纺织印花用前处理液于浅色织物上时，可提升颜料型彩色墨水的彩度及色彩均匀度。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
