CN104497708B - 用于压电式喷墨打印机的高流畅性热转印墨水及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于压电式喷墨打印机的高流畅性热转印墨水，其重量百分比组成为：分散染料色浆：20‑40％；增溶剂：0.2‑1.2％；表面活性剂：0.1‑2％；保湿剂：20‑40％；pH缓冲剂：0.3‑1％；杀菌剂：0.1‑1％；水：其余量。其中：所述分散染料色浆由分散染料、染料分散剂以及去离子水以一定比例高速研磨而成。将增溶剂和水于常温下混合搅拌均匀后加入表面活性剂、保湿剂、pH缓冲剂以及杀菌剂，搅拌混合均匀后向溶液中加入制得的分散染料色浆，搅拌混合均匀并经0.45μm滤膜过滤后即得所述的热转印墨水。本发明通过增溶剂的作用来提升表面活性剂在墨水体系中的溶解性，制得的热转印墨水具有打印流畅性高、不沉淀、耐储存、保质期长等特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种喷墨数码印花墨水，具体涉及一种可适用于压电式喷墨打印装置的高流畅性热转印墨水。此外，本发明还涉及一种该热转印墨水的制备方法，属于喷墨数码印花领域。
背景技术
与传统印花方式相比，喷墨数码印花工艺简单，无需制版，省略了传统印花所需的描稿、制网、调色配浆等工艺，无需传统印花所需的前后处理设备以及丝网、镍网等耗材，不受套色、花回等限制，可实现个性化、小批量、多品种、高精度的印花，并能达到传统印花无法实现的精美印花效果和艺术效果。
数码印花目前在高档消费市场，如高档时装、高档面料、工艺礼品、旅游饰品、丝巾、领带等产品的印花中崭露头角，正日益受到人们的重视，成为发展最快的一种印花方式。在印染打样及小批量生产业、面料印花设计行业、服装服饰设计生产业、纺织、服装院校及科研机构、布景、条幅、旗帜制作业、建筑材料、室内装饰行业以及旅游纪念、绘画、摄影等工艺品制作等行业中的应用日益广泛。
随着数码印花技术的快速发展，对数码印花墨水性能，尤其是墨水的打印流畅性的要求也越来越高，因为墨水的打印流畅性将直接影响到生产效率以及印花效果。墨水打印流畅性的影响因素众多，表面张力是其中之一。墨水的表面张力低，墨水能快速地在墨管中流动并对喷头进行润湿，墨滴能顺畅的从喷孔中喷射出去。但是，过低的表面张力会导致墨滴不稳定，容易形成星状溅射，影响图像质量。墨水的表面张力高，喷头表面不易被润湿，喷孔周围的油墨集结会影响微细墨滴的线性运动，导致墨滴无法从喷孔喷射出去或喷出速度过低造成打印过程中断墨。此外，墨水的表面张力过高，还将导致墨水不易形成细小的微滴，出现较长的断裂长度，或是断裂时形成“拖尾”状或“卫星”状微滴，影响打印图像的精度以及墨水对承印物的润湿、渗透、打印干燥等性能。因此，通常情况下，墨水的表面张力应低于承印物的表面自由能。然而，实际生产过程中，由于分散染料的特殊性，难以稳定控制其表面张力，导致墨水的存储稳定性及打印流畅性较差，限制了其进一步应用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种存储稳定性好、打印流畅性高的热转印墨水，本发明的另一目的在于提供一种该热转印墨水的制备方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种用于压电式喷墨打印机的高流畅性热转印墨水，其组分包括分散染料色浆、保湿剂、pH缓冲剂、杀菌剂、表面活性剂，其中：所述热转印墨水中还含有增溶剂。
优选的是：按重量百分比计，所述热转印墨水由以下组分组成：
分散染料色浆：20-40％；
增溶剂：0.2-1.2％；
表面活性剂：0.1-2％；
保湿剂：20-40％；
pH缓冲剂：0.3-1％；
杀菌剂：0.1-1％；
水：其余量；
其中：所述分散染料色浆由分散染料、染料分散剂以及去离子水高速研磨而成。
优选的是：按重量百分比计，所述热转印墨水由以下组分组成：
分散染料色浆：35％；
增溶剂：0.2％；
表面活性剂：0.3％；
保湿剂：25％；
pH缓冲剂：0.5％；
杀菌剂：0.1％；
水：其余量；
其中：所述分散染料色浆由分散染料、染料分散剂以及去离子水高速研磨而成。
进一步地：所述增溶剂为十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、烷基二苯醚二磺酸盐、烷基醇聚醚磺基琥珀酸单酯钠盐、吐温20、吐温40、吐温80、氢化蓖麻油CO40中的一种或几种。
进一步地：按重量百分比计，所述分散染料色浆由20-40％的分散染料、14-35％的染料分散剂和25-60％的去离子水高速研磨而成。
更进一步地：所述分散染料色浆的研磨速度为1500-2500转/分钟。
进一步地：所述染料分散剂为木质素磺酸盐、甲基萘磺酸钠的甲醛缩合物、亚甲基双萘磺酸钠、苄基萘磺酸甲醛缩合物、水性聚氨酯类超分散剂中的一种或几种。
优选的是：所述分散染料为C.I.分散红60、C.I.分散红146、C.I.分散红73、C.I.分散红91、C.I.分散红92、C.I.分散蓝56、C.I.分散蓝359、C.I.分散蓝79、C.I.分散蓝72、C.I.分散蓝291、C.I.分散橙288、C.I.分散橙25、C.I.分散橙76、C.I.分散黄114、C.I.分散黄54、C.I.分散黄82中的一种或几种。
优选的是：所述表面活性剂为炔二醇类表面活性剂、烷基酚类表面活性剂、有机硅类表面活性剂中的一种或几种；所述保湿剂为乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、三缩四乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、丙三醇、1,5-戊二醇、丙二醇甲醚、二乙二醇丁醚、N-甲基吡咯烷酮、2-吡咯烷酮、乙醇、异丙醇中的一种或几种；所述pH缓冲剂为一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、异丙醇胺、2-氨基乙醇中的一种或几种；所述杀菌剂为异噻唑啉酮类杀菌剂。
本发明的另一目的，一种用于压电式喷墨打印机的高流畅性热转印墨水的制备方法，其步骤包括：
1)将分散染料、染料分散剂以及去离子水高速研磨制得平均粒径D(4.3)为50-200nm的分散染料色浆；
2)将增溶剂和水按权利要求2或3所述的重量百分比于常温下混合搅拌均匀得无色透明溶液，随后向溶液中加入如权利要求2或3所述重量百分比的表面活性剂、保湿剂、pH缓冲剂以及杀菌剂，并搅拌混合均匀至溶液呈无色透明状；
3)将步骤1)中制得的分散染料色浆按权利要求2或3所述的重量百分比加入到步骤2)的无色透明溶液中，搅拌混合均匀并经0.45μm滤膜过滤后即得所述的热转印墨水。
本发明的有益效果在于，本发明通过染料分散剂在高速研磨条件下对分散染料进行研磨分散，制备了平均粒径小于150nm，且90％以上的粒径小于200nm的分散染料色浆，具有极高的稳定性，60℃高温下存储一个月可保持粒径不变。此外，本发明通过增溶剂的増溶能力，使得低水溶性的表面活性剂能均匀地溶解于热转印墨水体系中，并与表面活性剂协同作用，以有效降低墨水体系的表面张力，并有效提升热转印墨水的储存稳定性以及在高速连续打印条件下的打印流畅性，可适用于爱普生等压电式喷墨打印机使用。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的具体实施方式做进一步说明。但本发明并不仅限于下述实施例。若无特别说明，本发明中所采用的各原料，均可通过市场购买获得。
本发明所述的可适用于压电式喷墨打印装置的高流畅性热转印墨水，其组分包括分散染料色浆、保湿剂、pH缓冲剂、杀菌剂、表面活性剂以及增溶剂。作为一种优选的实施方式，本发明所述热转印墨水，按重量百分比计，其组成为：分散染料色浆：20-40％、、pH缓冲剂：0.3-1％、保湿剂：20-40％、杀菌剂：0.1-1％、表面活性剂：0.1-2％、增溶剂：0.2-1.2％、水：其余量。
其中：所述水优选去离子水；所述分散染料色浆由分散染料、染料分散剂以及去离子水混合后于研磨机中在1500-2500转/分的速度下高速研磨至分散染料色浆的平均粒径D(4.3)为50-200nm，且按重量百分比计，所述分散染料、染料分散剂以及去离子水的用量分别为：分散染料：20-40％、染料分散剂：14-35％、去离子水：25-60％；进一步地，所述分散染料为低温型分散染料和/或中温型分散染料，具体可选自C.I.分散红60、C.I.分散红146、C.I.分散红73、C.I.分散红91、C.I.分散红92、C.I.分散蓝56、C.I.分散蓝359、C.I.分散蓝79、C.I.分散蓝72、C.I.分散蓝291、C.I.分散橙288、C.I.分散橙25、C.I.分散橙76、C.I.分散黄114、C.I.分散黄54、C.I.分散黄82中的至少一种；所述染料分散剂为木质素磺酸盐、甲基萘磺酸钠的甲醛缩合物、亚甲基双萘磺酸钠、苄基萘磺酸甲醛缩合物、水性聚氨酯类超分散剂中的至少一种；所述表面活性剂可选择炔二醇类表面活性剂、烷基酚类表面活性剂、有机硅类表面活性剂中的至少一种；所述保湿剂可选自乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、三缩四乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、丙三醇、1,5-戊二醇、乙醇、异丙醇中的至少一种；所述pH缓冲剂可选自一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、异丙醇胺、2-氨基乙醇中的至少一种；所述杀菌剂可选择异噻唑啉酮类杀菌剂，如：杀菌剂Preventol D7、杀菌剂ProxelGXL、杀菌剂BIT等；所述增溶剂可选自阴离子类增溶剂和/或非离子类增溶剂，且所述阴离子类增溶剂具体可选自十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、烷基二苯醚二磺酸盐、烷基醇聚醚磺基琥珀酸单酯钠盐中的至少一种，所述非离子类增溶剂可选自吐温20、吐温40、吐温80、氢化蓖麻油CO40中的至少一种。
本发明如上所述的高流畅性热转印墨水，其制备步骤包括：
1)将增溶剂与水于常温下混合搅拌均匀呈无色透明溶液，随后向溶液中加入上述重量百分比的表面活性剂、保湿剂、pH缓冲剂以及杀菌剂，并搅拌混合均匀至溶液呈无色透明状；
2)将如上所述重量百分比的分散染料色浆加入到步骤1)中的无色透明溶液中，搅拌混合均匀后经0.45μm滤膜过滤后即得本发明所述的热转印墨水，其20℃时的表面张力为30-50dyn/cm。
在本发明的实施例中，所述炔二醇类表面活性剂可选择美国气体公司生产的Surfynol-104E、Dynol-800、Dynol-607等；所述烷基酚类表面活性剂可选择美国陶氏公司生产的TX-100、TMN-6、TMN-10等；所述有机硅类高效润湿剂可选择迪高公司生产的TEGOWet 270等；所述非离子型高效润湿剂可选择迪高公司生产的TEGO Wet 500等；所述有机硅类表面活性剂可选择毕克公司生产BYK-345、BYK-347、BYK-348等；所述水性聚氨酯类超分散剂可选择英国路博润公司生产SOLSPERSE-44000、SOLSPERSE-25000、荷兰埃夫卡公司生产的AFKA-4560、迪高公司生产的TEGO Dispers 710、TEGO Dispers 715、TEGO Dispers750、TEGO Dispers 752W以及毕克化学公司生产的BYK-190、BYK-193等。
实施例1
一种黄色热转印墨水，其重量百分比组成为：C.I.分散黄82色浆：35％、吐温-80：0.2％、Dynol-607：0.3％、乙二醇：10％、丙三醇：15％、三乙醇胺：0.5％、Proxel GXL杀菌剂：0.1％、去离子水：其余量。其中，按重量百分比计，所述C.I.分散黄82色浆由25％的C.I.分散黄82、30％的木质素磺酸盐和45％的去离子水于研磨机中以2200rpm的转速高速研磨而成，其平均粒径D(4.3)为120nm。
将吐温-80和去离子水按上述重量百分比混合搅拌成无色透明溶液后，加入上述重量百分比的Dynol-607、乙二醇、丙三醇、三乙醇胺以及Proxel GXL杀菌剂，并搅拌至溶液体系呈无色透明状，随后加入C.I.分散黄82色浆搅拌均匀后经0.45μm滤膜过滤后即得所述黄色热转印墨水。
实施例2
一种黄色热转印墨水，其重量百分比组成为：C.I.分散黄54色浆：35％、氢化蓖麻油CO40：1％、Surfynol-104E：0.25％、二乙二醇：20％、丙三醇：10％、三乙醇胺：0.5％、Proxel GXL杀菌剂：0.1％、去离子水：其余量。其中，按重量百分比计，所述C.I.分散黄54色浆由20％的C.I.分散黄54、20％的SOLSPERSE-44000和去60％的离子水于研磨机中以2000rpm的转速高速研磨而成，其平均粒径D(4.3)为150nm。所述黄色热转印墨水的制备过程同实施例1。
实施例3
一种红色热转印墨水，其重量百分比组成为：C.I.分散红60色浆：34％、氢化蓖麻油CO40：1.2％、TEGO Wet 270：0.3％、1,5-戊二醇：5％、丙三醇：15％、三乙醇胺：0.5％、Proxel GXL杀菌剂：0.1％、去离子水：其余量。其中，按重量百分比计，所述C.I.分散红60色浆由22％的C.I.分散红60、35％的AFKA-4560和43％去离子水于研磨机中以2400rpm高速研磨而成，其平均粒径D(4.3)为90nm。所述红色热转印墨水的制备过程同实施例1。
实施例4
一种蓝色热转印墨水，其重量百分比组成为：C.I.分散蓝56色浆：30％、烷基二苯醚二磺酸盐：0.5％、TEGO Wet 500：0.5％、1,2-丙二醇：10％、丙三醇13％、三乙醇胺：0.5％、Proxel GXL杀菌剂：0.1％、去离子水：其余量。其中，按重量百分比计，所述C.I.分散蓝56色浆由35％的C.I.分散蓝56、30％的TEGO Dispers750和35％的去离子水于研磨机中在1600rpm的转速下高速研磨而成，其平均粒径D(4.3)为110nm。所述蓝色热转印墨水的制备过程同实施例1。
对比例1
一种黄色热转印墨水，其重量百分比组成为：C.I.分散黄82色浆：35％、TX-100：1％、乙二醇：10％、丙三醇：15％、三乙醇胺：0.5％、Proxel GXL杀菌剂：0.1％、去离子水：其余量。其中，按重量百分比计，所述C.I.分散黄82色浆由25％的C.I.分散黄82、30％的木质素磺酸盐和45％的去离子水于研磨机中在4000rpm的转速下高速研磨而成，其平均粒径D(4.3)为120nm。
将TX-100和去离子水按上述重量百分比混合搅拌成无色透明溶液后，加入上述重量百分比的乙二醇、丙三醇、三乙醇胺以及Proxel GXL杀菌剂，并搅拌至溶液体系呈无色透明状，随后加入C.I.分散黄82色浆搅拌均匀后经0.45μm滤膜过滤后即得所述黄色热转印墨水。
对比例2
一种黄色热转印墨水，其重量百分比组成为：C.I.分散黄54色浆：35％、BYK-348：0.3％、二乙二醇：20％、丙三醇：10％、三乙醇胺：0.5％、Proxel GXL杀菌剂：0.1％、去离子水：其余量。其中，所述C.I.分散黄54色浆由20％的C.I.分散黄54、40％的SOLSPERSE-44000和去40％离子水于研磨机中在2300rpm的转速下高速研磨而成，其平均粒径D(4.3)为150nm。其制备过程同对比例1。
对比例3
一种红色热转印墨水，其重量百分比组成为：C.I.分散红60色浆：34％、TMN-10：1％、1,5-戊二醇：5％、丙三醇：15％、三乙醇胺：0.5％、Proxel GXL杀菌剂：0.1％、去离子水：其余量。其中，所述C.I.分散红60色浆由22％的C.I.分散红60、35％的AFKA-4560和43％去离子水于研磨机中在4000rpm的转速下高速研磨而成，其平均粒径D(4.3)为90nm。其制备过程同对比例1。
对比例4
一种蓝色热转印墨水，其重量百分比组成为：C.I.分散蓝56色浆：30％、吐温-40：1.3％、TMN-6：1.2％、1,2-丙二醇：10％、丙三醇：13％、三乙醇胺：0.5％、Proxel GXL杀菌剂：0.1％、去离子水：其余量。其中，所述C.I.分散蓝56色浆由18％的C.I.分散蓝56、40％的TEGO Dispers750和42％去离子水于研磨机中在2000rpm的转速下高速研磨而成，其平均粒径D(4.3)为110nm。其制备过程同对比例1。
表1示出了实施例1-实施例4以及对比例1-对比例4中制得的墨水的性能测试结果，其中，打印流畅性测试过程为：在基于爱普生压电打印喷头的写真机上连续打印1000ml所制得的墨水，查看断线情况，断线数≤5根为合格，否则为不合格；储存稳定性测试过程为：将墨水于60℃环境中储存4周后，测试其粒径、粘度、表面张力等各参数变化，各参数变化≤20％为合格，否则为不合格。
表1 墨水性能测试结果
从表1的测试结果可看出，本发明的墨水中添加增溶剂后，可提高低溶解度表面活性剂的溶解度，使其即使在无极性溶剂体系中亦能就得到较好的溶解，避免了由于表面活性剂在体系中不溶所产生的浑浊现象，能与表面活性剂协同作用，从而有效降低墨水体系的表面张力，并能有效提升热转印墨水的打印流畅性和储存稳定性。可适用于爱普生等压电式喷墨打印机使用。
本发明所描述的具体实施例只用于对该高流畅性热转印墨水的具体实现过程的详细描述，而不是对其的具体限定。任何对此产品进行的修饰与改良，在专利范围或范畴内同类或相近物质的替代与使用，均属于本发明专利保护范围。
Claims (5)
1.一种用于压电式喷墨打印机的高流畅性热转印墨水，其组分包括分散染料色浆、保湿剂、pH缓冲剂、杀菌剂、表面活性剂，其特征在于：所述热转印墨水中还含有增溶剂；其中：按重量百分比计，所述热转印墨水由以下组分组成：
分散染料色浆：20-40％；
增溶剂：0.2-1.2％；
表面活性剂：0.1-2％；
保湿剂：20-40％；
pH缓冲剂：0.3-1％；
杀菌剂：0.1-1％；
水：其余量；
其中：
按重量百分比计，所述分散染料色浆由20-40％的分散染料、14-35％的染料分散剂和25-60％的去离子水高速研磨而成；
其中，所述染料分散剂为木质素磺酸盐、甲基萘磺酸钠的甲醛缩合物、亚甲基双萘磺酸钠、苄基萘磺酸甲醛缩合物、水性聚氨酯类超分散剂中的一种或几种；
所述分散染料色浆的研磨速度为1500-2500转/分钟；
所述增溶剂为十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、烷基二苯醚二磺酸盐、烷基醇聚醚磺基琥珀酸单酯钠盐、吐温20、吐温40、吐温80、氢化蓖麻油CO40中的一种或几种。
2.根据权利要求1所述的热转印墨水，其特征在于：按重量百分比计，所述热转印墨水由以下组分组成：
分散染料色浆：35％；
增溶剂：0.2％；
表面活性剂：0.3％；
保湿剂：25％；
pH缓冲剂：0.5％；
杀菌剂：0.1％；
水：其余量；
其中：所述分散染料色浆由分散染料、染料分散剂以及去离子水高速研磨而成。
3.根据权利要求1或2所述的热转印墨水，其特征在于：所述分散染料为C.I.分散红60、C.I.分散红146、C.I.分散红73、C.I.分散红91、C.I.分散红92、C.I.分散蓝56、C.I.分散蓝359、C.I.分散蓝79、C.I.分散蓝72、C.I.分散蓝291、C.I.分散橙288、C.I.分散橙25、C.I.分散橙76、C.I.分散黄114、C.I.分散黄54、C.I.分散黄82中的一种或几种。
4.根据权利要求1或2所述的热转印墨水，其特征在于：所述表面活性剂为炔二醇类表面活性剂、烷基酚类表面活性剂、有机硅类表面活性剂中的一种或几种；所述保湿剂为乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、三缩四乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、丙三醇、1,5-戊二醇、乙醇、异丙醇中的一种或几种；所述pH缓冲剂为一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、异丙醇胺、2-氨基乙醇中的一种或几种；所述杀菌剂为异噻唑啉酮类杀菌剂。
5.一种如权利要求1或2所述的用于压电式喷墨打印机的高流畅性热转印墨水的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)将分散染料、染料分散剂以及去离子水高速研磨制得平均粒径为50-200nm的分散染料色浆；
2)将增溶剂和水按权利要求1或2所述的重量百分比于常温下混合搅拌均匀得无色透明溶液，随后向溶液中加入如权利要求1或2所述重量百分比的表面活性剂、保湿剂、pH缓冲剂以及杀菌剂，搅拌混合均匀至溶液呈无色透明状；
3)将步骤1)中制得的分散染料色浆按权利要求1或2所述的重量百分比加入到步骤2)的无色透明溶液中，搅拌混合均匀并经0.45μm滤膜过滤后即得所述的热转印墨水。
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Denomination of invention: High-flow thermal transfer ink for piezoelectric inkjet printer and its preparation method Effective date of registration: 20221230 Granted publication date: 20170222 Pledgee: Bank of Zhengzhou Co.,Ltd. Zhongyuan Science and Technology City Sub branch Pledgor: HONGSAM DIGITAL SCIENCE & TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2022980029740 |