CN102532990A - 一种加快墨水在纸张表面干燥速度的喷墨墨水组合 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种加快水性颜料墨水在纸张表面干燥速度的喷墨墨水组合物，所述的墨水组合物包括：（1）含有碳碳叁键的醇类；（2）烷基二苯醚二磺酸盐。实验结果表明本发明所述的墨水组合物能在保证喷射质量的同时加快墨水在纸张表面的干燥速度以适应高速打印。

Description

一种加快墨水在纸张表面干燥速度的喷墨墨水组合

技术领域

本发明涉及喷墨打印机墨水配方中的墨水组合物。

背景技术

喷墨打印是一种采用非接触的方式进行印刷的方法，经过近30年的发展，目前其打印速度和打印质量已经接近或者达到胶印等接触方式的传统印刷方式，这也为进行高速数码印刷奠定了技术基础。但高速数码印刷方式也对喷墨墨水提出了全新的更高要求：

(1)              喷墨墨水应适应喷墨打印机喷头高频率喷射的要求，喷射频率约为30KHZ。

(2)              喷墨墨水应保证长时间（数天）大强度工作时表现稳定，维护时间短。

(3)              喷墨墨水在纸张表面应该具有较高的干燥速度，以保证快速收卷时（打印及收卷速度约为150m/min）不会污染其他纸张。

目前可以用于数码印刷的喷头主要包括以柯达为代表的连续式喷墨喷头和以理光、京瓷、松下为代表的按需式喷墨喷头。其中按需式喷墨喷头因为结构相对简单以及工作稳定是目前数码印刷市场的主流，因为其特定的工作方式，为了保证墨水能适应喷墨打印机喷头高频率喷射的要求，墨水对于喷嘴表面材料的接触角不能过小（润湿能力不能太强），否则墨水很容易润湿喷头表面，导致喷嘴表面积墨，而导致喷射失败。但是较高的纸面干燥速度又要求墨水具有一定的润湿能力（墨水与介质材料的接触角必须足够小），以使得墨水能迅速润湿进入纸张内部。

为了缓解数码印刷墨水在纸张表面强润湿能力和喷墨打印机所要求的弱润湿能力之间的矛盾，目前相关的公开专利主要为通过改进喷墨打印机喷头表面材料提高墨水在喷嘴表面接触角以降低其润湿能力的方式。其中比较有代表性的专利报道：题目“ 喷墨头及其制造方法和憎水膜形成方法”的中国专利200410061990.6报道了使用Ni-PTFE膜的憎水膜覆盖的喷嘴板和多个穿过喷嘴板形成以喷射墨水的喷嘴。然后在喷嘴板上形成Ni-PTFE膜之后对喷嘴板进行热处理，再进行水冷处理，使得喷墨头表面形成憎水膜以防止墨水对喷嘴过度润湿。但通过提高墨水在喷嘴表面接触角的方法，不仅仅会增加喷头的制造成本，而且随着喷头长时间工作，喷嘴表面涂层会出现局部脱落的问题，造成喷射失败的问题。

题目“快干、不渗色喷墨打印油墨组合物”的中国专利96111383.9通过水分挥发而造成相变析出的方式来达到快干不渗色的目的。题目“喷墨打印机用快干墨水”的中国专利01119766.8通过加入低聚物的方式来使得染料墨水在纸张表面迅速干燥。上述专利与本发明有如下明显不同：

（1）                     本发明着眼于高速数码印刷机高速工作以及卷纸时产生的干燥问题，上述提及的专利主要用于低速喷墨打印，打印速度差别很大。

（2）                     上述提及的专利所使用的着色剂主要为染料，而本发明所使用的着色剂为颜料。

（3）                     本发明主要通过避免墨水在纸张表面后黏度发生剧烈升高以及选用合适的表面活性剂来加速墨水在纸张表面的渗透，从而保证较快干燥速度的同时，又能避免墨水在喷嘴表面发生润湿现象而造成积墨进而喷射失败。

发明内容

本发明的目的之一是在适应高频率喷头喷射的前提下加快墨水在纸张表面的干燥速度。

本发明的上述目的是通过在墨水配方中加入组合物的方式达到的。

一种能降低喷射阻力的墨水组合物，其中包括：

(1)；含碳碳叁键的醇类，所述醇类的优选用量为1-5%，所述的醇类包括3己炔-2,5二甲基-2,5二醇、3己炔-2,5二醇、丙炔醇、2 - 丁炔-二乙氧基-1,4 - 二醇等，其中优选为3己炔-2,5二甲基-2,5二醇。

(2)；烷基二苯醚二磺酸盐，所述磺酸盐的优选用量为1-5%，所述的磺酸盐包括磺化二苯醚仲己基衍生物钠盐、十六烷基磺基苯氧基苯磺酸二钠盐、癸基(磺苯氧基)苯磺酸二钠盐、磺化二苯醚四聚丙烯衍生物钠盐等，其中优选为磺化二苯醚四聚丙烯衍生物钠盐。

一种优选技术方案，其特征在于：所述的能加快墨水在纸面干燥速度的墨水组合物中含有高浓度着色剂成分，其含量为6-10%，所述的高浓度着色剂为处于分散状态的颜料，主要为碳黑颗粒。

一种优选技术方案，其特征在于：所述的能降低喷射阻力的墨水组合物中含有若干非关键性成分，例如PH缓冲剂，金属螯合剂、生物杀菌剂。它们的加入虽然并不会直接影响喷射性能，但是会影响墨水保存后的使用效果。

有益效果：

在高浓度碳黑分散墨水中，加入本发明中所述及的墨水组合物，通过液滴观测设备观察液滴飞行速度以及在数码印刷机上测试墨水干燥速度：

	空白对比项	本发明述及的墨水组合物
			液滴飞行速度（30KHZ频率工作时）	7504mm/s	8500mm/s
数码印刷机干燥速度	沾染另一张纸张背面	不沾染背面
			喷头表面是否有积墨	工作10min后出现明显积墨	工作30min后没有出现积墨

以上结果表明，通过加入本发明中所述的墨水组合物。

分析其原因可能是前述及的墨水组合物中含有的含碳碳叁键的醇类分子吸附在着色剂分子的表面，而墨水组合物中含有的烷基二苯醚二磺酸盐分子吸附在含碳碳叁键的醇类分子外表面，这样的分子排布形成了润滑效应，从而保证液滴喷射时的飞行速度以及墨水在纸张表面黏度不会迅速增加而影响墨水对纸张的渗透。而且烷基二苯醚二磺酸盐对于墨水的张力影响很小，保证了墨水对喷头表面没有润湿。

下面结合具体实施方式对本发明作进一步说明，但并不意味着对本发明范围的限制。

具体实施方式

实施例1:

物质	浓度（以墨水总重量计）
		3己炔-2,5二甲基-2,5二醇	1%
磺化二苯醚仲己基衍生物钠盐	1%
		碳黑K-300（购自美国Cabot公司）	10%
水	补齐

实施例2：

物质	浓度（以墨水总重量计）
		3己炔-2,5二醇	1%
十六烷基磺基苯氧基苯磺酸二钠盐	1%
		碳黑K-300（购自美国Cabot公司）	10%
水	补齐

实施例3：

物质	浓度（以墨水总重量计）
		丙炔醇	1%
癸基(磺苯氧基)苯磺酸二钠盐	1%
		碳黑K-300（购自美国Cabot公司）	10%
水	补齐

实施例4：

物质	浓度（以墨水总重量计）
		2 - 丁炔-二乙氧基-1,4 - 二醇	5%
磺化二苯醚四聚丙烯衍生物钠盐	5%
		碳黑K-300（购自美国Cabot公司）	10%
水	补齐

实施例5：

物质	浓度（以墨水总重量计）
		3己炔-2,5二甲基-2,5二醇	5%
磺化二苯醚四聚丙烯衍生物钠盐	1%
		碳黑K-300（购自美国Cabot公司）	10%
水	补齐

实施例6：

物质	浓度（以墨水总重量计）
		3己炔-2,5二甲基-2,5二醇	1%
磺化二苯醚四聚丙烯衍生物钠盐	5%
		碳黑K-300（购自美国Cabot公司）	10%
水	补齐

Claims (2)

1.一组能加快水性颜料墨水在纸张表面干燥速度的组合物，其中包括：

(1)；含碳碳叁键的醇类，所述醇类的优选用量为1-5%，所述的醇类包括3己炔-2,5二甲基-2,5二醇、3己炔-2,5二醇、丙炔醇、2 - 丁炔-二乙氧基-1,4 - 二醇等，其中优选为3己炔-2,5二甲基-2,5二醇。

2.(2)；烷基二苯醚二磺酸盐，所述磺酸盐的优选用量为1-5%，所述的磺酸盐包括磺化二苯醚仲己基衍生物钠盐、十六烷基磺基苯氧基苯磺酸二钠盐、癸基(磺苯氧基)苯磺酸二钠盐、磺化二苯醚四聚丙烯衍生物钠盐等，其中优选为磺化二苯醚四聚丙烯衍生物钠盐。