CN101735688B - 一种颜料油墨组合物及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
一种颜料油墨组合物，按重量百分比包含有：1-5％颜料；75-90％含有醇衍生物和醇的醚衍生物的混合有机溶剂；1-10％粘结剂；1-10％分散助剂。及该颜料油墨组合物的使用方法。具有腐蚀性小、耐水性好、打印稳定性好等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种喷墨记录装置用颜料油墨组合物及其使用方法。
背景技术
喷墨记录装置按照所使用的墨水组合物的类型不同可分为水型喷墨记录装置和溶剂型喷墨记录装置。其中，水型喷墨记录装置使用以水为主溶剂的水性墨水，其内部与墨水相接触的部件不耐腐蚀。溶剂型喷墨记录装置使用以有机溶剂为主的墨水，其内部与墨水相接触的部件均耐腐蚀。
目前，使用日趋成熟和普遍的是水型喷墨记录装置，但因所使用的水性油墨中水占了相当大的比例，因此只能用于印刷到亲水的记录媒体上，难以印刷到有耐水表面的玻璃、金属、陶瓷、塑料等疏水的记录媒体上，加上水性油墨形成的印刷影像耐水性也较差，这导致水型喷墨记录装置的应用受到了局限。
已有的溶剂型油墨虽然具有良好的耐水性，可印刷到玻璃、金属、陶瓷及塑料等记录媒体上，但其通常只能用于溶剂型喷墨打印机，用于水型喷墨打印机时会因其不能调整到适宜水型喷墨打印机的理化参数而出现断墨、阻塞打印头、间歇停机后开机流畅性差等缺点。此外，因水型打印装置的结构部件中有许多易被有机溶剂溶胀而腐蚀的塑料件，所以溶剂型墨水通常还会对水型打印机内与油墨相接触的塑料件等造成腐蚀。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种可用于水型打印机的溶剂型颜料油墨组合物。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案为：一种颜料油墨组合物，按重量百分比包含有：1-5％颜料；75-90％含有醇衍生物和醇的醚衍生物的混合有机溶剂；1-10％粘结剂；1-10％分散助剂。
本发明的另一目的是提供一种上述溶剂型颜料油墨组合物的使用方法。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案为将上述颜料油墨组合物用于水型打印装置进行打印。
本发明的颜料油墨组合物为一种溶剂型墨水，其不但具有溶剂型墨水的耐水性、耐晒性好等优点，可以打印在玻璃、金属、陶瓷、塑料等疏水性介质上，而且与传统溶剂型墨水相比，还具有腐蚀性小、流畅性好等优点，可以应用于具有压电式喷头的水型打印装置。本发明选择对塑料件不产生溶胀或仅产生轻微溶胀的醇类衍生物和醚衍生物作为主要溶剂，使本发明的颜料油墨组合物对水型打印装置的塑料件等不会产生腐蚀，从而可以应用于水型打印机装置上，不但使水型打印装置可以打印出耐水性、耐好影像，还使水型打印装置可以在有耐水表面的玻璃、金属、陶瓷等疏水的记录媒体上进行打印，扩大了水型打印装置的应用领域，解决了传统溶剂型颜料墨水不能用于水型打印装置的难题。
本发明颜料油墨组合物中的醇衍生物可以调整墨水的粘度和挥发速度，而且其基本上不会对塑料件产生溶胀或仅仅产生轻微溶胀。醇衍生物优选含有2-6个碳原子的一元醇、二元醇或它们的混合物，可以选自乙醇、异丙醇、正丙醇、乙二醇、二乙二醇、双丙酮醇、正丁醇、异丁醇、己六醇中的至少一种或其中任意两种或两种以上的混合物。
本发明颜料油墨组合物中的醇的醚衍生物基本上不会对塑料件产生溶胀或仅仅产生轻微溶胀。本发明颜料油墨组合物中的醇的醚衍生物优选含有2-6个碳原子的二元醇的醚衍生物，可以选自乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇乙醚、丙二醇丁醚、二乙二醇乙醚、二乙二醇丁醚、二丙二醇甲醚、二丙二醇乙醚、三乙二醇乙醚、三乙二醇丁醚中的至少一种或其中任意两种或两种以上的混合物。上述醇的醚衍生物不但可以迅速地溶解含有作为粘结剂的树脂等组分，提高墨水的流畅性，贮存稳定性，并且其对水性喷墨装置的部件不产生腐蚀。
本发明中，混合有机溶剂中同时含有醇衍生物和醇的醚衍生物，其中醇衍生物可以调节墨水的粘度，醇的醚衍生物对树脂等具有良好的溶解性，可以提高墨水的流畅性和贮存稳定性，通过混合使用醇衍生物和醇的醚衍生物，可以使颜料油墨组合物具有适宜于水型打印装置的粘度等物化参数。为使颜料油墨组合物具有更优的打印稳定性和贮存稳定性，本发明颜料油墨组合物中2-6个碳原子的醇衍生物的优选用量为30-50％，含有2-6个碳原子的醇的醚衍生物优选用量为40-60％，二者之间的用量比优选1∶1-1.5。本发明颜料油墨组合物的粘度需控制在1-8厘泊范围内，优选2-6厘泊。
按重量百分比计，本发明颜料油墨组合物还含有0.1-10％的酯衍生物，优选1-8％。酯衍生物可以使颜料油墨组合物具有良好的润湿性，防止颜料油墨组合物阻塞打印头。
本发明颜料油墨组合物对粘结剂没有严格的限制，可以是现有技术中公知的天然树脂或合成树脂，可以举出的例子有松香改性醇酸树脂、聚醛树脂、聚酮树脂、醇溶性聚酰胺、醇溶性丙烯酸树脂、醇溶性聚氨酯树脂、醇溶性聚酯树脂、醇溶性醋酸丁酸纤维素树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂等。优选醇溶性丙烯酸树脂、醇溶性醋酸丁酸纤维素树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂，或它们的混合物。粘结剂可使墨水具有一定的附着力及防水性能。按重量百分比计，本发明粘结剂的用量为1-10％，优选3-8％。
本发明颜料油墨组合物中的颜料可以是已有技术中的各种颜料，如颜料黑1、7；颜料红PV19、PR122、PR170、176、178、185、188、202、254；颜料黄PY13、17、74、120、151、155、180、181；颜料蓝PB15、15:3、15:4。优选耐晒性能好的颜料，即满足Q-SUN测试1000小时，色密度变化不大于10％的颜料，以使颜料油墨组合物具有更好的耐晒性能。
本发明颜料油墨组合物中的分散助剂可以已有技术中的公知的各种分散剂，可以举出的商品名称有BYK-111、163、168、2150；EFKA4009、4010、4015、4030、4047、4055、4300、4330；TEGODispers710、652、685、655；Solsperse 5000、12000、22000、24000、28000、32000、32500、36000、39000。分散剂起到缩短研磨时间和提高墨水稳定性能的作用，本发明颜料油墨组合物中分散助剂的用量1-10％。
优选的方案为，颜料油墨组合物按重量百分比包含有：1-5％颜料；40-60％含有2-6个碳原子的醇的醚衍生物；30-50％含有2-6个碳原子的醇衍生物；1-10％酯衍生物；3-8％粘结剂；3-8％分散助剂。具有该种组成的颜料油墨组合物，具有良好的打印稳定性、防水性、耐晒性。其用于水型打印装置进行打印，对水型打印装置的塑料件的腐蚀性很小，且可打印在疏水性介质上。
本发明颜料油墨组合物可以通过以下步骤制得：
1、按一定比例加入粘结料、有机溶剂、分散助剂，用搅拌机将其分散均匀；
2、加入颜料，将该混合物搅拌均匀；
3、用研磨机将其细度研磨至0.3um以下；
4、加入余料，制得本发明所述的颜料油墨组合物。
以下结合具体实施方式对本发明的颜料油墨组合物予以详细介绍，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围内。本发明以上及以下提到的各物质的用量均是以颜料油墨组合物总重量计的重量百分比含量。
具体实施方式
实施例
本发明实施例1-4颜料油墨组合物的组成见表1中的实施例1、2、3、4。
表1实施例1-4颜料油墨组合物的组成
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | |
| 丙二醇乙醚 | 26 | 50 | ||
| 乙二醇乙醚 | 30 | 45 | 50 | |
| 异丙醇 | 10 | 25 | 23 | 20 |
| 柠檬酸三丁酯 | 2 | 1 | ||
| 正丁醇 | 22 | 15 | ||
| 双丙酮醇 | 20 | 20 | ||
| 醇溶性丙烯酸树脂 | 2 | 2 | ||
| 聚乙烯缩丁醛树脂 | 3 | 2 | ||
| BYK-163 | 5 | |||
| EFKA-4330 | 5 | |||
| TEGO dispers 710 | 5 | 5 | ||
| 颜料黑7 | 3 | |||
| 颜料红202 | 3 | |||
| 颜料黄155 | 3 | |||
| 颜料蓝15:4 | 3 | |||
| 合计 | 100 | 100 | 100 | 100 |
对比例1
按下述重量百分比组成，调制传统的用于水型喷墨打印装置的水性颜料墨水：
水性自分散色浆(卡博特提供) 25％
乙二醇 2％
甘油 8％
乙二醇单丁醚 3％
Surfynol 465(表面活性剂) 0.9％
Proxel GXL(杀菌剂) 0.1％
去离子水 61％
对比例2
按下述重量百分比组成，调制传统的用于溶剂型喷墨打印装置的溶剂型颜料墨水：
颜料蓝15:4(科莱恩提供) 3％
二乙二醇丁醚 20％
丙二醇甲醚醋酸酯 28％
二乙二醇丁醚醋酸酯 30％
丁酮 15％
氯醋树脂(德国瓦克提供) 4％
对比实验
在EPSON R230水型喷墨打印机上使用实施例1-4、对比例1-2进行打印测试，测试结果见表2：
1、媒介适用性测试：分别在EPSON原装相纸、疏水性媒介PC薄膜上进行以下打印测试，观察其输出影像的质量，做出评估；
2、打印稳定性测试：100％出墨量连续打印3个墨盒，观察是否有白线、断墨现象出现；
3、防水性测试：打印样张彻底干燥后，将样张一半浸入水中，浸泡沫24小时取出观察其是否褪色，做出评估；
4、对打印机零部件的腐蚀性测试：用墨水浸泡管路、打印头、泵附件24小时，观察其腐蚀性；
5、耐晒性测试：Q-SUN耐候性测试仪(型号Xe-1-S)、X-RITE色密度仪，测量打印样张在Q-SUN照射1000小时前后的色密度变化。
评价标准：
A：小于10％；B：10-30％；C：大于30％。
表2测试结果
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 对比例1 | 对比例2 | |
| 打印稳定性 | 好 | 好 | 好 | 好 | 好 | 差 |
| 防水性 | 好 | 好 | 好 | 好 | 差 | 好 |
| 部件腐蚀性 | 不腐蚀 | 不腐蚀 | 不腐蚀 | 不腐蚀 | 不腐蚀 | 腐蚀 |
| 耐晒性 | A | A | A | A | A | A |
| 可否打印于EPSON原装纸 | 可以 | 可以 | 可以 | 可以 | 可以 | 可以 |
| 可否打印在PC薄膜上 | 可以 | 可以 | 可以 | 可以 | 不可以 | 可以 |
从表2可以看出，本发明颜料油墨组合物兼具溶剂型和水型颜料油墨组合物的优点。相比于传统的溶剂型油墨，本发明颜料油墨组合物用于水型打印装置时，不但不会对水型打印装置产生腐蚀，而且具有良好的打印稳定性。相比于水型油墨，本发明颜料油墨组合物具有优良的防水性，且可打印在PC薄膜上，大大拓宽了水型打印装置的应用范围。
本发明的技术构思并不仅限于上述实施例，还可以依据本明的构思得到许多不同的具体方案，此等微小改变以及等效变换均应包含在权利要求所述范围之内。
Claims (6)
1.一种颜料油墨组合物，其特征在于，按重量百分比包含有：
1-5%颜料；
75-90%的含有醇衍生物和醇的醚衍生物的混合有机溶剂，其中，所述醇衍生物选自含有2 -6个碳原子的一元醇、二元醇或它们的混合物，所述醇的醚衍生物选自乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、丙二醇甲醚、丙二醇乙醚、丙二醇丁醚、二乙二醇乙醚、二乙二醇丁醚、二丙二醇甲醚、二丙二醇乙醚、三乙二醇乙醚、三乙二醇丁醚中的至少一种或其中任意两种或两种以上的混合物；
1-10%粘结剂；
1-10%分散助剂。
2.根据权利要求1所述的一种颜料油墨组合物，其特征在于：
所述醇衍生物选自乙醇、异丙醇、正丙醇、乙二醇、二乙二醇、双丙酮醇、正丁醇、异丁醇、己六醇中的至少一种或其中任意两种或两种以上的混合物。
3.根据权利要求2所述的一种颜料油墨组合物，其特征在于：
所述醇的醚衍生物和醇衍生物的用量比为1:1-1.5。
4.根据权利要求1至3任一项所述的一种颜料油墨组合物，其特征在于：
以所述颜料油墨组合物的总重量计，所述醚衍生物和醇衍生物的重量百分比含量之和为85-90%。
5.根据权利要求4所述的一种颜料油墨组合物，其特征在于：
所述颜料为满足Q-SUN测试1000小时，色密度变化不大于10%的颜料。
6.颜料油墨组合物的使用方法，其特征在于：
将权利要求1至5任意一项所述的颜料油墨组合物用于水型打印装置进行打印。
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