CN106046940A - 用于普通印刷介质及墙纸原纸的环保型喷墨打印墨水组合物、其制备方法及其应用 - Google Patents

用于普通印刷介质及墙纸原纸的环保型喷墨打印墨水组合物、其制备方法及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于普通印刷介质及墙纸原纸的环保型喷墨打印墨水组合物、其制备方法及其应用，属于印刷技术领域。本发明用于普通印刷介质及墙纸原纸的环保型喷墨打印墨水组合物包括着色剂颜料、高分子聚合物、环保有机溶剂和表面活性剂。打印头加装加热装置改造后的微压电式喷头的宽幅面喷墨打印机配套该喷墨打印墨水组合物以及专业的彩色管理打印软件，可在普通无吸墨涂层的介质上喷墨打印；本发明用于普通印刷介质及墙纸原纸的环保型喷墨打印墨水组合物具有环保、安全、淡味、耐水耐刮擦、墨水干燥速度快、墨水与介质的固定性好的特点。

Description

用于普通印刷介质及墙纸原纸的环保型喷墨打印墨水组合 物、其制备方法及其应用
技术领域
本发明涉及印刷技术领域，特别涉及一种用于普通印刷介质及墙纸原纸的环保型喷墨打印墨水组合物、其制备方法及其应用。
背景技术
喷墨技术，与集成电路技术一样，是上个世纪人类最伟大的发明之一，喷墨印刷是所有印刷输出方式中最为廉价也最有潜力的一种技术。如今，数字化的喷墨打印、激光打印技术，正在逐步取代传统的制版印刷、印染等技术，成为主流的生产方式。
微压电及压电式宽幅面喷墨打印机使用的墨水按溶剂来分有水性及非水性的，按使用色基材料来分有颜料及染料。综合起来有：
水溶性墨水：以水和水溶性的溶剂作为溶解色基的主要成分。非水溶剂墨水：以非水溶性的溶剂作为溶解色基的主要成分。
染料型墨水：即以染料为色基的墨水，目前大多数喷墨打印机使用的墨水；
颜料型墨水：是以颜料为色基的墨水,分为有机及无机颜料。
以上分类可以相互交叉，如颜料型墨水可以是水性墨水也可以是非水性墨水，非水性的包括油性、溶剂型、弱溶剂型及环保溶剂型墨水等。
到目前为止，用于微压电及压电喷墨打印机上的墨水都要求被打印在有吸墨涂层的介质上，即微压电及压电式宽幅面喷墨打印机使用的介质是经过特殊加工处理的，这类打印介质表面是经过增加吸墨层处理后的特定打印介质，而印刷机使用的印刷介质表面由于没有快速吸收喷墨打印机墨水的吸墨涂层，故是不能直接用来做喷墨打印机打印介质的。要想在被打印的介质上表现出与印刷质量完全一样的图像与文字来，被打印介质表面就要有快速吸墨涂层。当墨水被打印在这类介质上时，吸墨涂层会快速将喷墨头喷孔中喷出的墨水吸收掉，打印出的图像与文字才能清晰细腻表现出来，才能与印刷机印刷品质量一样。而普通印刷机用的介质如印刷用铜板纸、白板纸、白卡纸、金卡银卡纸、BOPP膜、PE膜、PET胶片、PVC片卡、皮革、墙纸（把普通墙纸或墙纸原纸单独拿出来，是由于墙纸是一个专门用于装饰行业的大产业。这一技术可以解决普通墙纸或墙纸原纸的个性化数码印刷。）等表面上由于没有打印墨水吸墨涂层，所以到目前为止前人发明的用于喷墨打印机墨水是不能直接打印到上述的普通印刷介质的或打印到普通印刷介质后效果与印刷机印刷质量是不能相媲美的。
传统墙纸的压花印制工艺，以凹版印刷为主，制版费用高昂，依目前的市场价格，每一平方厘米的电雕制版费用，就要0.2到0.3元人民币，一色620幅宽、500直径的电雕板，制版费用就要3000元左右，一套版就要上万元，所以，只有大量印制，才可能摊低制版费用，这样，就会限制了墙纸的花色品种。另外，传统的印制方法，从设计花形到印制出来，往往需要很长一个周期，再到零售市场的话，就显得“千篇一律，鲜有新意”。
数码印刷的好处是除了免除制版成本、缩短周期外，更为重要的是可以把一个特定的空间，按照一个整体来设计，在一定的面积内，印制一个整体画面，比如一面墙、一个圆顶，放一幅或一组绘画作品上去。企业也可以把自己的LOGO加到墙纸中去。
到目前为止，只有使用压电式喷墨打印机配套UV光固化墨水方式可以解决普通墙纸（所谓普通墙纸是指生产墙纸的厂家按照自己的传统方式生产的没有吸墨涂层的墙纸，不是专为数码印刷方式生产的墙纸）的数码印刷问题。这类墨水需要配套专用设备并增加UV光固化灯，目前打印质量还达不到印刷机印刷质量要求，光固化墨水在UV光固化处理过程时也会降低打印速度。这种打印设备存在价格昂贵，设备运行维护成本高及墨水环保性差、存放有温度要求且印刷质量与精度不高等缺点。
详见参考文献。
专利与参考文献：
1．专利号200880101423.5，题目：喷墨介质、油墨和喷墨记录方法，申请人：日本东京株式会社理光。
2．专利号：200880013760.9，题目：多层多孔的喷墨记录介质，申请人：美国得克萨斯州惠普发展公司。
3．专利号：CN03158013.0，题目：用于喷墨打印机的打印介质，申请人：韩国三星电子株式会社。
4．专利号：200910040298.8，题目：紫外光固化墨水，申请人：珠海保税区天然宝杰数码科技材料有限公司。
5．专利号： 200710105832.X，题目：紫外线固化型喷墨油墨，申请人：日本精工油墨股份有限公司。
6．专利号： 200810186405.3，题目：喷墨打印机以及打印方法，申请人：日本长野株式会社御牧工程。
7．专利号：200680007784.4，题目：油性颜料油墨组合物，申请人：日本大阪府日立麦克赛尔株式会社。
8．专利号：200580024028.8，题目：辐射固化性喷墨油墨及制备方法与使用方法，申请人：美国俄亥俄 禾逊专业化学公司。
9．华东大学硕士学位论文《数码喷墨用UV固化》韩阳芳2003年12月01日。
从以上专利文献与论文内容看出，普通打印墨水只能打印表面有吸墨层的专用打印介质，无论是水性还是油性的颜料或颜料墨水。这些墨水都不能解决无吸墨涂层普通印刷介质的直接打印技术难题。
到目前为止，还没有看到采用微压电宽幅面喷墨打印机做为硬件数码印刷设备，采用油性、溶剂型、弱溶剂型及环保溶剂型喷墨打印墨水直接喷印到普通印刷介质及墙纸原纸的数码印刷解决方案。难点是普通印刷介质及墙纸原纸表面没有喷墨打印墨水的吸墨涂层。
主要技术难题：一是墨水的干燥速度要与微压电及压电式喷墨打印机正常工作稳定性配套。如果墨水干燥速度快，微压电及压电式喷墨打印机在打印工作中就会经常断线缺色，设备不能正常稳定的长期工作，所以微压电及压电式喷墨打印机墨水不能有过快的干燥速度，只能要求专用打印介质有快速强大的吸墨能力，这就制约了墨水的快速干燥性要求；二是要求打印墨水与各种印刷介质及普通墙纸有很好地粘接性及要求墨水在印刷介质上的快速干燥性。由于着色剂颜料在研磨分散过程中需要加入大量的高分子聚合物（与着色剂配比约为1：1），以利于着色剂在研磨分散过程中的防絮凝及快速细化到纳米（260nm以下）目的。目前使用研磨分散着色剂颜料的高分子化合物助剂多用EBA树脂（EBA—乙烯丙烯酸丁酯共聚物，瑞士Clariant公司的颜料色浆，瑞士Ciba 微高力Eco-solvent色粉），PVB树脂（PVB—聚乙烯醇缩丁醛树脂，瑞士Clariant公司的醇溶性颜料制备物），树脂添加量与着色剂比例为1：1。以此着色剂颜料生产出的溶剂打印墨水与印刷介质粘接力达不到印刷油墨粘接力的标准要求，而通过调配溶剂及高分子聚合物后配制的喷墨墨水其黏度不能满足微压电及压电式喷墨打印机对黏度的技术要求。另外，打印墨水干燥速度太慢，应用到微压电及压电式喷墨打印机中喷印不出印刷质量要求的图像与文字来。如果着色剂颜料在研磨分散过程中不添加高分子聚合物助剂，会影响着色剂颜料研磨分散性并造成着色剂颜料在短时间内出现絮凝沉淀及不稳定状态出现。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，本发明提供了一种用于普通印刷介质及墙纸原纸的环保型喷墨打印墨水组合物、其制备方法及其应用。本发明的墨水组合物环保、防水、耐刮擦、干燥速度快。
本发明的技术方案为：
一种用于普通印刷介质及墙纸原纸的环保型喷墨打印墨水组合物，包括着色剂颜料、高分子聚合物、环保有机溶剂和表面活性剂。
作为优选方案，所述用于普通印刷介质及墙纸原纸的环保型喷墨打印墨水组合物，包括1-12 wt%着色剂颜料、1-12 wt%高分子聚合物、75-90 wt%环保有机溶剂和0.5-1wt%表面活性剂。
本发明用于普通印刷介质及墙纸原纸的环保型喷墨打印墨水组合物沸点大于等于65℃。
作为优选方案，所述着色剂颜料包括纳米级的颜料兰系列、颜料红系列、颜料黄系列、颜料黑系列或颜料白系列。
所述着色剂颜料的平均粒径小于等于260纳米。
所述颜料兰系列为颜料兰C.I.P.B.1、颜料兰C.I.P.B.2、颜料兰C.I.P.B.3、颜料兰C.I.P.B.4、颜料兰C.I.P.B.15:3、颜料兰C.I.P.B.15:4和颜料兰C.I.P.B.60其中一种或两种或两种以上的组合。
所述颜料红系列为颜料红C.I.P.R.5、颜料红C.I.P.R.7、颜料红C.I.P.R.12、颜料红C.I.P.R.48、颜料红C.I.P.R.53:1、颜料红C.I.P.R.57、颜料红C.I.P.R.112、颜料红C.I.P.R.122、颜料红C.I.P.R.123、颜料红C.I.P.R.168、颜料红C.I.P.R.177、颜料红C.I.P.R.184、颜料红C.I.P.R.194和颜料红C.I.P.R.209其中一种或两种或两种以上的组合。
所述颜料黄系列为颜料黄C.I.P.Y.1、颜料黄C.I.P.Y.2、颜料黄C.I.P.Y.3、颜料黄C.I.P.Y.12、颜料黄C.I.P.Y.13、颜料黄C.I.P.Y.14、颜料黄C.I.P.Y.16、颜料黄C.I.P.Y.17、颜料黄C.I.P.Y.73、颜料黄C.I.P.Y.74、颜料黄C.I.P.Y.83、颜料黄C.I.P.Y.93、颜料黄C.I.P.Y.97、颜料黄C.I.P.Y.114、颜料黄C.I.P.Y.150和颜料黄C.I.P.Y.151其中一种或两种或两种以上的组合。
所述颜料黑系列为颜料黑C.I.P.B.7。
所述颜料白系列为上海江沪纳米颜料白YH-MP010、YH-MP020、YH-MP030，日本石原产业株式会社的颜料白（钛白粉：TiO2）金红石型R-95、金红石型R-57、金红石型R-90-2、金红石型R-900、金红石型930、金红石型R-960、金红石型R-980其中一种或两种或两种以上的组合。
组合以上印刷四原色（其中黑色为补色，不包括白色）颜料着色剂色彩判定标准是配出数码喷墨打印墨水各原色色光与印刷油墨各原色色光印刷后在相同介质上的色光及色密度表现的一致性要求，即平均△L越小越好；同样对四原色C M Y K要求为平均△a及平均△b越小越好；对于数码喷墨打印方式与传统印刷方式印刷同一个含国际标准色卡样张，测试两个样张要求平均色差△E与最大色差△E越小越好（△L、△a、△b、△E分别定义见下）。当平均色差△E值与最大色差△E值达到印刷业规定的色差限后，所配制的喷墨打印墨水色光与色密度基本达到印刷标准要求。
作为优选方案，所述高分子聚合物为溶剂型聚酰胺树脂、聚酯树脂、酚醛树脂、丙烯酸树脂、醛酮树脂、醇酸树脂、马来酸酐树脂或天然合成松香树脂其中的一种或几种的组合。
所述高分子聚合物满足：酸值5-50 mgKOH/g，成膜温度40℃-70℃。
其中，酸值是表示树脂反应进行程度的指标，定义为中和1克树脂所需要KOH的毫克数，以mgKOH/g为单位。
成膜温度为树脂的特性之一，是指树脂成膜的环境温度。
作为优选方案，所述环保有机溶剂为醇溶性溶剂或其衍生物、醇醚溶性溶剂或其衍生物和醚酯溶性溶剂或其衍生物的混合。
所述醇溶性溶剂衍生物为具有碳数2-6的醇类及衍生物，如甲醇、乙醇、异丙醇、正丙醇、正丁醇、异丁醇，其中二元醇及多元醇类也可以使用，如丙二醇、1,2-丙二醇、1,6-丙二醇、丙三醇、乙二醇、一缩二乙二醇。
所述醇醚溶性溶剂衍生物为正丁醚、异丁醚、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、乙二醇二丁醚、二乙二醇甲醚、二乙二醇丁醚、二乙二醇乙醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇二丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇乙醚、丙二醇丁醚、丙二醇二甲醚、丙二醇二乙醚、丙二醇二丁醚、二丙二醇甲醚、二丙二醇乙醚、二丙二醇丁醚、二丙二醇二甲醚、二丙二醇二乙醚、二丙二醇二丁醚、丙二醇苯醚等。
所述醚酯溶性溶剂衍生物为正丁酯、异丁酯、乙二醇乙醚醋酸酯、乙二醇丁醚醋酸酯、丙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇甲醚丙酸酯、二丙二醇甲醚醋酸酯、丁内酯、γ-丁内酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸丁酯、乳酸戊酯、甲酸乙酯、甲酸丙酯、甲酸异丙酯、甲酸丁酯、甲酸异丁酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸异丁酯、乙酸丙酯、乙酸异丙酯、乙酸正丙酯、乙酸仲丁酯、异戊酸乙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、乙二醇苯醚醋酸酯等。
作为优选方案，所述表面活性剂为硅表面活性剂、氟碳表面活性剂中的一种或其组合。
表面活性剂选择时要考虑很强的疏水性、耐高温、无毒性、高效性及稳定性，如硅表面活性剂，氟碳表面活性剂等，可以选择英国禾大化学Cresmer sc 1033 Hypermer Ps3，美国罗门哈斯公司（RhomHaas）的Triton X-100、美国空气化工公司（Air Products）的surfynol-TG、杜邦公司（Dupont）的Zonyl FSO-100、中国广州斯洛柯表面活性剂Silok-100，Silok-120，Silok-51，Silok-3288，Silok-4099，Silok-8100，Silok-766，上海久士城化学有限公司表面活性剂 JF-03T、JFN-600等。
所述用于普通印刷介质及墙纸原纸的环保型喷墨打印墨水组合的制备方法，包括步骤：
1）将所述环保有机溶剂和表面活性剂混合均匀得混合溶液一；
2）搅拌下，向所述混合溶液一中加入高分子聚合物，并搅拌溶解，得混合溶液二；
3）将所述混合溶液二滴加至着色剂颜料中，加完后搅拌均匀；
4）采用微孔径为0.3微米-3微米的三级过滤器过滤得用于普通印刷介质及墙纸原纸的环保型喷墨打印墨水组合物。
具体地：
本发明用于普通印刷介质及墙纸原纸的环保型喷墨打印墨水组合兰色墨水、红色墨水、黄色墨水及黑色墨水的制备方法，包括如下步骤：
1）将所述环保有机溶剂和表面活性剂混合均匀得混合溶液一；
2）搅拌下，向所述混合溶液一中加入高分子聚合物，并搅拌溶解，搅拌速度为800-1500转/分钟，得混合溶液二；
3）将所述混合溶液二以每秒5-20滴的速度滴加至着色剂颜料中，加完后搅拌15-25分钟；搅拌速度为800-1500转/分钟；
4）采用孔径为0.5微米-3微米的三级过滤器过滤得用于普通印刷介质及墙纸原纸的环保型喷墨打印墨水组合物。
本发明用于普通印刷介质及墙纸原纸的环保型喷墨打印墨水组合物白色墨水的制备方法，包括如下步骤：
1）将所述环保有机溶剂和表面活性剂混合均匀得混合溶液一；
2）搅拌下，向所述混合溶液一中加入高分子聚合物，并搅拌溶解，搅拌速度为800-1500转/分钟，得混合溶液二；
3）将所述混合溶液二以每秒5-10滴的速度滴加至着色剂颜料中，加完后搅拌20-40分钟；搅拌速度为1500-2500转/分钟；
4）采用孔径为0.5微米-3微米的三级过滤器过滤得用于普通印刷介质及墙纸原纸的环保型喷墨打印墨水组合物。
通过上述方法制备的用于普通印刷介质及墙纸原纸的环保型喷墨打印墨水组合，墨水的粘度为2-8cP，表面张力25-35mN/m，颜料平均粒径130-260nm，pH值7-10。环保溶剂型白色颜料树脂喷墨打印墨水的粘度为3-10cP，表面张力28-38 mN/m，颜料平均粒径230-320nm，pH值7-10。
本发明使用表面活性剂、聚酰胺树脂、丙烯酸树脂及天然合成松香树脂作为着色剂颜料的表面处理剂来共同作用提高颜料在溶剂中的分散稳定性，加入表面活性剂是为降低液-液和固-液间的界面张力，能防止颜料颗粒的沉降和凝聚，形成稳定的悬浮液体。
本发明环保型喷墨打印墨水组合物通过将醇类醚类衍生物与酯类衍生物配合使用共同做为环保有机溶剂，改善了过去以酯类酮类及苯类衍生物作为溶剂墨水主要溶剂的做法，通过高分子聚合物的粘接性来解决墨水与底材的粘接技术。
通过使用醇类、醇醚类及醚酯类衍生有机化合物等有代表性环保有机溶剂，得到了具有环保性、安全性、气味小、防水防刮擦抗日晒的环保溶剂性颜料树脂喷墨打印墨水。
在着色剂颜料的分散期及环保溶剂墨水生产期，通过添加具有能与印刷介质广泛粘接力的一定数量高分子聚合物做为研磨助剂及粘接剂，以达到生产出的环保溶剂树脂墨水具有6个月的稳定性、在印刷介质上的快速干燥性及与大多印刷介质的优良粘接性目的。
所述用于普通印刷介质及墙纸原纸的环保型喷墨打印墨水组合物在无吸墨涂层的普通印刷介质及墙纸原纸上打印的应用。
采用所述用于普通印刷介质及墙纸原纸的环保型喷墨打印墨水组合物在无吸墨涂层的普通印刷介质及墙纸原纸上打印的方法，具体为：采用微压电式喷头的宽幅面喷墨打印机，配套所述用于普通印刷介质及墙纸原纸的环保型喷墨打印墨水组合物，再配套彩色管理打印软件打印；其中，所述微压电式喷头的宽幅面喷墨打印机的打印头下部加装可控制无吸墨涂层的普通印刷介质及墙纸原纸表面温度为35-55℃的加热装置。
作为优选方案，所述微压电式喷头的宽幅面喷墨打印机选用日本精工EPSON、日本武腾MOUTH、日本ROLAND、日本MIMAKI微压电式喷头的宽幅面喷墨打印机；所述彩色管理打印软件为美国WASATCH6.6-6.8版彩色管理打印软件；所述加热装置包括设置于打印头下部的贴有若干并行连接的聚酯膜加热片的加热板，各所述聚酯膜加热片通过导线依次连接温度控制器和加热电源；所述加热板上设有热敏电阻，所述热敏电阻连接温度控制器。
本发明用于普通印刷介质及墙纸原纸的环保型喷墨打印墨水组合物应用在微压电及压电式宽幅面喷墨打印机上能够在普通印刷介质及墙纸原纸上表现出良好的光学密度（C=1.75 M=1.85 Y=1.20 K=1.87），选择的单一及组合高分子聚合物与印刷介质底材有良好及广泛的粘接性，墨水耐磨擦性强、耐水性及抗日照防褪色性，墨水干燥温度为40-55℃，干燥时间2-5秒（白色墨水干燥时间为10-20秒），在普通印刷介质及墙纸原纸上四色墨水色彩表现色域可达到并超过欧洲及日本印刷色彩标准。其中C=1.6-1.7 M=1.7-1.8 Y=1.1-1.15 K=1.7-1.85。
由于本发明环保型喷墨打印墨水组合物干燥温度40-50 ℃，墨水干燥时间2-5秒，使用微压电式宽幅面喷墨打印机打印图像时，通过外加或喷墨打印机生产厂家提供的墨水烘干装置就可以方便地喷印普通印刷介质而不需要在介质表面做任何处理；如: 铜板纸、白卡纸、白板纸、金银卡与箔、牛皮纸、PVC、ABS、亚克力、金属板、塑料板与薄、皮革、墙纸等。通过专业色彩管理软件控制墨水与喷印参数，通过提供墨水干燥器（日本EPSON及MUTOH厂家很多机型出厂就配套墨水干燥装置），可以做到喷印样张与印刷样张色差平均色差△E≤2.3，最大色差△E≤5.2（△E²=△L²+△a²+△b²,L=0-100代表亮度，a=-128—127代表红绿像，b=-128—127代表黄兰像 ；△L=亮度差，△a=红绿差，△b=黄兰差）。墨水有与印刷介质广泛粘接的适印性，打印品有防水防刮擦抗日照性，墨水有在常温下长期保湿的功能。当设备不工作并在室温下长期停机时，可以稳定存放。
此方案中普通印刷介质（包括普通墙纸）及墙纸原纸是指无吸墨涂层的印刷介质（如墙纸）及生产墙纸用的原纸。包括纸基、纺织物、塑料、玻璃纤维、金属及皮革墙纸等等。
本发明的有益效果为：
本发明用于普通印刷介质及墙纸原纸的环保型喷墨打印墨水组合物与现有技术生产的墨水相比，不存在使用溶剂型及弱溶剂颜料及颜料墨水组合物所存在的安全性、不环保性与异味性问题。
在微压电及压电式喷墨打印机上使用该环保型喷墨打印墨水组合物后，可以在普通印刷机使用的无喷墨涂层的印刷介质上打印出与印刷机完全一致的质量印刷品来。使用该环保型喷墨打印墨水组合物可以喷印普通印刷机所使用的印刷介质，包括铜板纸、白板纸、白卡纸、金银卡与箔、牛皮纸、木板、BOPP膜、PE膜、PET胶片、PVC材料、ABS、亚克力、金属板、塑料、皮革、墙纸等。通过在微压电及压电式喷墨打印机（如日本EPSON-7880C/9880C，MUTOU-900C/1604E/W）上安装本发明的环保型喷墨打印墨水组合物后就可以方便地在无吸墨涂层普通印刷介质及墙纸原纸上打印出与传统印刷机印刷完全一样的样品来，打印图像与文字质量达到传统印刷机质量标准。
本发明应用于普通印刷介质及墙纸原纸的环保型喷墨打印墨水组合物具有环保、安全、淡味、耐水耐刮擦、墨水干燥速度快、墨水与介质的固定性好的特点。
另外，本发明在无吸墨涂层的普通印刷介质及墙纸原纸上打印的方法中，墙纸数码印刷设备投资少，设备操作方便、操作人员少及设备占地少，设备不需制版，设备运行成本低及印刷墙纸选择丰富方便；该设备和方法可采用无吸墨涂层的普通墙纸（印刷介质），普通墙纸成本低廉，印刷速度快；印刷墙纸适应广泛性，非常适合个性多品种的小批量花型多变化多的墙纸印刷市场。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明在微压电式喷头的宽幅面喷墨打印机打印头上加装的加热装置的结构示意图；
1-聚酯膜加热片；2-热敏电阻；3-温度控制器；4-加热电源。
具体实施方式
用于普通印刷介质及墙纸原纸的环保型喷墨打印墨水组合物实施例
一种用于普通印刷介质及墙纸原纸的环保型喷墨打印墨水组合物，包括1-12 wt%着色剂颜料、1-12 wt%高分子聚合物、75-90 wt%环保有机溶剂和0.5-1 wt%表面活性剂。
着色剂颜料包括纳米级的颜料兰系列、颜料红系列、颜料黄系列、颜料黑系列或颜料白系列。
颜料兰系列为颜料兰C.I.P.B.1、颜料兰C.I.P.B.2、颜料兰C.I.P.B.3、颜料兰C.I.P.B.4、颜料兰C.I.P.B.15:3、颜料兰C.I.P.B.15:4和颜料兰C.I.P.B.60其中一种或两种或两种以上的组合。
颜料红系列为颜料红C.I.P.R.5、颜料红C.I.P.R.7、颜料红C.I.P.R.12、颜料红C.I.P.R.48、颜料红C.I.P.R.53:1、颜料红C.I.P.R.57、颜料红C.I.P.R.112、颜料红C.I.P.R.122、颜料红C.I.P.R.123、颜料红C.I.P.R.168、颜料红C.I.P.R.177、颜料红C.I.P.R.184、颜料红C.I.P.R.194和颜料红C.I.P.R.209其中一种或两种或两种以上的组合。
颜料黄系列为颜料黄C.I.P.Y.1、颜料黄C.I.P.Y.2、颜料黄C.I.P.Y.3、颜料黄C.I.P.Y.12、颜料黄C.I.P.Y.13、颜料黄C.I.P.Y.14、颜料黄C.I.P.Y.16、颜料黄C.I.P.Y.17、颜料黄C.I.P.Y.73、颜料黄C.I.P.Y.74、颜料黄C.I.P.Y.83、颜料黄C.I.P.Y.93、颜料黄C.I.P.Y.97、颜料黄C.I.P.Y.114、颜料黄C.I.P.Y.150和颜料黄C.I.P.Y.151其中一种或两种或两种以上的组合。
颜料黑系列为颜料黑C.I.P.B.7。
颜料白系列为上海江沪纳米颜料白YH-MP010、YH-MP020、YH-MP030，日本石原产业株式会社的颜料白（钛白粉：TiO2）金红石型R-95、金红石型R-57、金红石型R-90-2、金红石型R-900、金红石型930、金红石型R-960、金红石型R-980其中一种或两种或两种以上的组合。
高分子聚合物为溶剂型聚酰胺树脂、聚酯树脂、酚醛树脂、丙烯酸树脂、醛酮树脂、醇酸树脂、马来酸酐树脂或天然合成松香树脂其中的一种或几种的组合。
高分子聚合物满足：酸值5-50 mgKOH/g，成膜温度40℃-70℃。
其中，酸值是表示树脂反应进行程度的指标，定义为中和1克树脂所需要KOH的毫克数，以mgKOH/g为单位。
成膜温度为树脂的特性之一，是指树脂成膜的环境温度。
环保有机溶剂为醇溶性溶剂或其衍生物、醇醚溶性溶剂或其衍生物和醚酯溶性溶剂或其衍生物的混合。
醇溶性溶剂衍生物为具有碳数2-6的醇类及衍生物，如甲醇、乙醇、异丙醇、正丙醇、正丁醇、异丁醇，其中二元醇及多元醇类也可以使用，如丙二醇、1,2-丙二醇、1,6-丙二醇、丙三醇、乙二醇、一缩二乙二醇。
醇醚溶性溶剂衍生物为正丁醚、异丁醚、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、乙二醇二丁醚、二乙二醇甲醚、二乙二醇丁醚、二乙二醇乙醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇二丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇乙醚、丙二醇丁醚、丙二醇二甲醚、丙二醇二乙醚、丙二醇二丁醚、二丙二醇甲醚、二丙二醇乙醚、二丙二醇丁醚、二丙二醇二甲醚、二丙二醇二乙醚、二丙二醇二丁醚、丙二醇苯醚等。
醚酯溶性溶剂衍生物为正丁酯、异丁酯、乙二醇乙醚醋酸酯、乙二醇丁醚醋酸酯、丙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇甲醚丙酸酯、二丙二醇甲醚醋酸酯、丁内酯、γ-丁内酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸丁酯、乳酸戊酯、甲酸乙酯、甲酸丙酯、甲酸异丙酯、甲酸丁酯、甲酸异丁酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸异丁酯、乙酸丙酯、乙酸异丙酯、乙酸正丙酯、乙酸仲丁酯、异戊酸乙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、乙二醇苯醚醋酸酯等。
表面活性剂为硅表面活性剂、氟碳表面活性剂中的一种或其组合。
表面活性剂选择时要考虑很强的疏水性、耐高温、无毒性、高效性及稳定性，如硅表面活性剂，氟碳表面活性剂等，可以选择英国禾大化学Cresmer sc 1033 Hypermer Ps3，美国罗门哈斯公司（RhomHaas）的Triton X-100、美国空气化工公司（Air Products）的surfynol-TG、杜邦公司（Dupont）的Zonyl FSO-100、中国广州斯洛柯表面活性剂Silok-100，Silok-120，Silok-51，Silok-3288，Silok-4099，Silok-8100，Silok-766，上海久士城化学有限公司表面活性剂 JF-03T、JFN-600等。
组合物实施例1
该用于普通印刷介质及墙纸原纸的环保型喷墨打印墨水组合物，包括5克颜料黄C.I.P.Y.12、5克颜料黄C.I.P.Y.83、6克丙烯酸树脂、3.2克酚醛树脂、15克异丙醇、15克乙二醇丁醚、10克丙二醇甲醚、5克二丙二醇甲醚、5克丙二醇甲醚醋酸酯、10克乙二醇甲醚醋酸酯、15克丁内酯、5克乙酸丁酯、0.8克中国广州斯洛柯硅表面活性剂Silok-120。
该用于普通印刷介质及墙纸原纸的环保型喷墨打印墨水组合物黄色墨水的制备方法，采用如下步骤：
（1）将15克异丙醇、15克乙二醇丁醚、10克丙二醇甲醚、5克二丙二醇甲醚、5克丙二醇甲醚醋酸酯、10克乙二醇甲醚醋酸酯、15克丁内酯、5克乙酸丁酯、0.8克中国广州斯洛柯硅表面活性剂Silok-120混合均匀制成混合溶剂；
（2）将上述混合溶剂置于机械搅拌机中，再缓缓加入6克丙烯酸树脂、3.2克酚醛树脂，搅拌使其全部溶解，搅拌速度为1000转/分钟；
（3）将5克颜料黄C.I.P.Y.12、5克颜料黄C.I.P.Y.83置入另一搅拌机中，搅拌速度为1000转/分钟，把步骤（2）溶解好的溶剂以每秒13滴的速率缓慢滴加到着色剂颜料中，加完后，继续搅拌20分钟后停止；取黄色墨水150ml做参数测试，如粘度、表面张力、常温干燥性及温度变化敏感性、温度变化稳定性、耐水性、耐刮擦性等试验，经过测试以上参数及加入表面活性剂来调整表面张力以达到要求，其他参数的微调可微调环保溶剂来解决。当墨水满足标准参数要求后，可进入过滤器过滤；
（4）用微孔径0.5微米-3微米的三级过滤器过滤即得。
组合物实施例2：
该用于普通印刷介质及墙纸原纸的环保型喷墨打印墨水组合物，包括6克颜料兰C.I.P.B.2、6克颜料兰C.I.P.B.60、8克丙烯酸树脂、4克醛酮树脂、10克正丁醇、15克异丁醚、10克丙二醇甲醚、5克二丙二醇乙醚、5克异丁酯、10克乙二醇甲醚醋酸酯、15克丁内酯、5克甲酸丙酯、1克中国广州斯洛柯硅表面活性剂Silok-51。
制备方法同实施例1。
组合物实施例3：
该用于普通印刷介质及墙纸原纸的环保型喷墨打印墨水组合物，包括0.5克颜料红C.I.P.R.48、0.5克颜料红C.I.P.R.122、6克马来酸酐树脂、2.5克酚醛树脂、15克丙三醇、20克乙二醇甲醚、10克丙二醇二甲醚、5克二丙二醇甲醚、5克丙二醇甲醚醋酸酯、10克乙二醇甲醚醋酸酯、15克丁内酯、10克乙酸丁酯、0.5克罗门哈斯的Triton X-100。
制备方法同实施例1。
组合物实施例4：
该用于普通印刷介质及墙纸原纸的环保型喷墨打印墨水组合物，包括4克日本石原金红石钛白粉R-930、4克日本石原金红石钛白粉R-980、0.6克丙烯酸树脂、0.4克酚醛树脂、20克甲醇、15克乙二醇丁醚、10克正丁醚、5克二丙二醇甲醚、10克丙二醇甲醚醋酸酯、10克乙二醇甲醚醋酸酯、15克γ-丁内酯、5克乙酸丁酯、1克中国广州斯洛柯硅表面活性剂Silok-120。
该用于普通印刷介质及墙纸原纸的环保型喷墨打印墨水组合物白色墨水的制备方法，采用如下步骤：
（1）将20克甲醇、15克乙二醇丁醚、10克正丁醚、5克二丙二醇甲醚、10克丙二醇甲醚醋酸酯、10克乙二醇甲醚醋酸酯、15克γ-丁内酯、5克乙酸丁酯、1克中国广州斯洛柯硅表面活性剂Silok-120混合均匀制成混合溶剂；
（2）将上述混合溶剂置于机械搅拌机中，再缓缓加入0.6克丙烯酸树脂、0.4克酚醛树脂，搅拌使其全部溶解，搅拌速度为800转/分钟；
（3）将4克日本石原金红石钛白粉R-930、4克日本石原金红石钛白粉R-980置入另一搅拌机中，搅拌速度为2000转/分钟，把步骤（2）溶解好的溶剂以每秒8滴的速率缓慢滴加到着色剂颜料中，加完后，继续搅拌30分钟后停止；取白色墨水150ml做参数测试，如粘度、表面张力、常温干燥性及温度变化敏感性、温度变化稳定性、耐水性、耐刮擦性等试验，经过测试以上参数及加入表面活性剂来调整表面张力以达到要求，其他参数的微调可微调环保溶剂来解决。当墨水满足标准参数要求后，可进入过滤器过滤；
（4）用微孔径0.5微米-3微米的三级过滤器过滤即得。
该用于普通印刷介质及墙纸原纸的环保型喷墨打印墨水组合物放入日本精工EPSON-9880打印机打印，选择墨水干燥环境要求为40-55 ℃，打印介质选择普通印刷用的白卡纸，分析结果见表1。
表1 用于普通印刷介质及墙纸原纸的环保型喷墨打印墨水组合物参数表
环保溶剂白色颜料树脂喷墨打印墨水由于比重相对高，悬浮颜料颗粒稳定期为10天，故使用前要均匀摇晃后才能灌入墨水盒中使用。如果10天不使用颜料白色墨水，应当从墨盒中取出。在使用环保溶剂白色颜料树脂喷墨打印墨水打印时，如果使用的是透明或半透明介质或使用的是深色介质，要考虑白色墨水打印到介质上的密度问题，通过情况下使用两个以上打印通道同时打印白色墨水以提高密度。当密度仍达不到要求时，可以选择使用四个通道方法来提高白色墨水在打印介质上的密度。选择通道的方法是使用专业的打印软件并要开通单通道功能后，才可以设定单通道解决单独控制打印白色墨水技术。
应用实施例
采用用于普通印刷介质及墙纸原纸的环保型喷墨打印墨水组合物在无吸墨涂层的普通印刷介质及墙纸原纸上打印的方法，具体为：采用微压电式喷头的宽幅面喷墨打印机，配套用于普通印刷介质及墙纸原纸的环保型喷墨打印墨水组合物，再配套彩色管理打印软件打印；其中，微压电式喷头的宽幅面喷墨打印机经过改造，在其打印头下部加装可控制无吸墨涂层的普通印刷介质及墙纸原纸表面温度为35-50℃的加热装置。
其中，微压电式喷头的宽幅面喷墨打印机选用日本精工EPSON、日本武腾MOUTH、日本ROLAND、日本MIMAKI微压电式喷头的宽幅面喷墨打印机中的一种；彩色管理打印软件为美国WASATCH6.6-6.8版彩色管理打印软件；加热装置包括设置于打印头下部的贴有若干并行连接的聚酯膜加热片1的加热板，各聚酯膜加热片1通过导线依次连接温度控制器3和加热电源4；加热板上设有热敏电阻2，热敏电阻2连接温度控制器。
聚酯膜加热片1的长度、宽度及厚度可分别选择230×35×0.3mm的聚酯薄膜加热片条，制作加热片的电阻值R1=36欧姆，一台设备上需要使用加热条为1150/230=5，即用5根加热条，采用并联方式联接以使供电电压值相等，并联接后的5根加热条电阻值为R=36/5=7.2欧姆；选择供电电源时要考虑国家规定的安全电压36V以下的直流或交流电源，考虑到选择现成电源产品，选择电压为26-30V直流电源变换器做为我们选用的电源，电源功率计算：
1．电流计算：选择电压值最大30V，计算出电流I=30/7.2=4.17A；
2．选择电源功率：P=1.2×I²×=1.2×4.17²×7.2=150W（其中1.2为安全系数）；
通过计算选择功率P=150W，输出电压30V的交流或直接电源供电。
温度控制器选择市场上销售很多的标准温度控制器，温度检测元件选择热敏电阻。具体电路联接如图1所示。
选择加工的聚酯膜加热片耐高温（200℃），选择双面胶也是耐高温200℃的，用双面胶将聚酯膜加热片固定在铝合金直角板做的角板面一边，另一边固定在硬件设备上的架子上，固定方式是用螺丝固定，这样就会形成一个在打印介质表面加热的温度可以控制的加热板。通过温度控制器来设定加热板温度下限35℃，设定上限45℃，上下限检测元件为热敏电阻。当被控加热板温度在35℃-45℃范围内，控制器正常工作，当被控加热板温度检测到≤35℃时，检测元件给出加温信号，温度控制器启动加热开关通，加热器开始送电加温；当被控加热板温度检测到≥45℃时，检测元件给出降温信号，温度控制器启动加热开关关断，加热器停止送电加温。这样就可以保证加热器的温度被控制在35-45℃范围内。
以上控制单元解决了被印刷墙纸表面的温度控制范围问题，也就解决了墨水被印刷到墙纸表面后瞬间干燥的问题。在加上专业色彩管理软件来控制被印刷到墙纸介质表面的墨水量与墨滴大小，以此可以控制墨水干燥速度与印刷墙纸色彩问题。
应用实施例一
选择一种国产PVC材质的墙纸做为数码印刷介质，选择日本精工EPSON-9880C做数码印刷硬件设备（八色），对设备改造并将印刷时的温度控制在45℃左右，再配套本发明生产的用于普通印刷介质及墙纸原纸的环保型喷墨打印墨水组合物以及专业色彩管理打印软件使用美国WASATCH6.6版。通过硬件设备上的吸风控制功能，将吸量控制在-4级上，在打印精度720DPI×720DPI状态下做色彩管理，做出的油墨四色的密度值分别为C=1.60，M=1.65，Y=1.15，K=1.75。色彩密度完全达到欧洲印刷色彩密度要求，色域检测与欧洲标准印刷色域一样大。通过采用印刷精度为720DPI×720DPI印刷，一个小时工作量为6平米。
应用实施例二
选择一种国产纸质的墙纸做为数码印刷介质，选择日本精工EPSON-9880C做数码印刷硬件设备，对设备改造并将印刷时的温度控制在40℃左右，再配套本发明生产的用于普通印刷介质及墙纸原纸的环保型喷墨打印墨水组合物以及专业色彩管理打印软件使用美国WASATCH6.6版。通过硬件设备上的吸风控制功能，将吸量控制在-4级上，在打印精度720DPI×720DPI状态下做色彩管理，做出的油墨四色的密度值分别为C=1.55，M=1.65，Y=1.05，K=1.65。色彩密度达到欧洲印刷色彩密度要求，色域检测与欧洲标准印刷色域一样大。通过采用印刷精度为720DPI×720DPI印刷，一个小时工作量为6平米。
应用实施例三
选择一种国产纸质的墙纸做为数码印刷介质，选择日本精工EPSON-9450C（双四色）或选择日本武腾MOUTH-900C（双四色）做数码印刷硬件设备，对设备改造并将印刷时的温度控制在40℃左右，再配套本发明生产的用于普通印刷介质及墙纸原纸的环保型喷墨打印墨水组合物以及专业色彩管理打印软件使用美国WASATCH6.6版。通过硬件设备上的吸风控制功能，将吸量控制在-4级上，在打印精度720DPI×720DPI状态下做色彩管理，做出的油墨四色的密度值分别为C=1.50，M=1.60，Y=1.05，K=1.65。色彩密度达到欧洲印刷色彩密度要求，色域检测与欧洲标准印刷色域一样大。通过采用印刷精度为720DPI×720DPI印刷，一个小时工作量为11-13平米。
应用实施例四
选择一种国产纸质的墙纸做为数码印刷介质，选择日本精工最新上市的EPSON-9710五色（其中黑色为两个）做数码印刷硬件设备，对设备改造并将印刷时的温度控制在40℃左右，再配套本发明生产的用于普通印刷介质及墙纸原纸的环保型喷墨打印墨水组合物以及专业色彩管理打印软件使用美国WASATCH6.6版。通过硬件设备上的吸风控制功能，将吸量控制在-4级上，在打印精度720DPI×720DPI状态下做色彩管理，做出的油墨四色的密度值分别为C=1.50，M=1.60，Y=1.05，K=1.65。色彩密度达到欧洲印刷色彩密度要求，色域检测与欧洲标准印刷色域一样大。通过采用印刷精度为720DPI×720DPI印刷，一个小时工作量为20平米。
应用实施例五
选择一种国产布底胶面墙纸做为数码印刷介质，选择日本精工最新上市的EPSON-9710五色（其中黑色为两个）做数码印刷硬件设备，对设备改造并将印刷时的温度控制在40℃左右，再配套本发明生产的用于普通印刷介质及墙纸原纸的环保型喷墨打印墨水组合物以及专业色彩管理打印软件使用美国WASATCH6.6版。通过硬件设备上的吸风控制功能，将吸量控制在-2级上，在打印精度720DPI×720DPI状态下做色彩管理，做出的油墨四色的密度值分别为C=1.45，M=1.50，Y=1.00，K=1.50。色彩密度与欧洲印刷色彩密度比差一点，色域检测与欧洲标准印刷色域一致。通过采用印刷精度为720DPI×720DPI印刷，一个小时工作量为20平米。
应用实施例六
选择一种国产仿皮革墙纸做为数码印刷介质，选择日本精工最新上市的EPSON-9710五色（其中黑色为两个）做数码印刷硬件设备，对设备改造并将印刷时的温度控制在40℃左右，再配套本发明生产的用于普通印刷介质及墙纸原纸的环保型喷墨打印墨水组合物以及专业色彩管理打印软件使用美国WASATCH6.6版。通过硬件设备上的吸风控制功能，将吸量控制在-2级上，在打印精度720DPI×720DPI状态下做色彩管理，做出的油墨四色的密度值分别为C=1.55，M=1.65，Y=1.10，K=1.70。色彩密度与欧洲印刷色彩密度一致，色域检测与欧洲标准印刷色域一样大。通过采用印刷精度为720DPI×720DPI印刷，一个小时工作量为20平米。

Claims (10)

1.一种用于普通印刷介质及墙纸原纸的环保型喷墨打印墨水组合物，其特征在于：包括着色剂颜料、高分子聚合物、环保有机溶剂和表面活性剂。
2.如权利要求1所述用于普通印刷介质及墙纸原纸的环保型喷墨打印墨水组合物，其特征在于：包括1-12 wt%着色剂颜料、1-12 wt%高分子聚合物、75-90 wt%环保有机溶剂和0.5-1 wt%表面活性剂。
3.如权利要求1或2所述用于普通印刷介质及墙纸原纸的环保型喷墨打印墨水组合物，其特征在于：所述着色剂颜料包括纳米级的颜料兰系列、颜料红系列、颜料黄系列、颜料黑系列或颜料白系列。
4.如权利要求1或2所述用于普通印刷介质及墙纸原纸的环保型喷墨打印墨水组合物，其特征在于：所述高分子聚合物为溶剂型聚酰胺树脂、聚酯树脂、酚醛树脂、丙烯酸树脂、醛酮树脂、醇酸树脂、马来酸酐树脂或天然合成松香树脂其中的一种或几种的组合。
5.如权利要求1或2所述用于普通印刷介质及墙纸原纸的环保型喷墨打印墨水组合物，其特征在于：所述环保有机溶剂为醇溶性溶剂或其衍生物、醇醚溶性溶剂或其衍生物和醚酯溶性溶剂或其衍生物的混合。
6.如权利要求1或2所述用于普通印刷介质及墙纸原纸的环保型喷墨打印墨水组合物，其特征在于：所述表面活性剂为硅表面活性剂、氟碳表面活性剂中的一种或其组合。
7.如权利要求1所述用于普通印刷介质及墙纸原纸的环保型喷墨打印墨水组合的制备方法，其特征在于，包括步骤：1）将所述环保有机溶剂和表面活性剂混合均匀得混合溶液一；2）搅拌下，向所述混合溶液一中加入高分子聚合物，并搅拌溶解，得混合溶液二；3）将所述混合溶液二滴加至着色剂颜料中，加完后搅拌均匀；4）采用微孔径为0.3微米-3微米的三级过滤器过滤得用于普通印刷介质及墙纸原纸的环保型喷墨打印墨水组合物。
8.如权利要求1所述用于普通印刷介质及墙纸原纸的环保型喷墨打印墨水组合物在无吸墨涂层的普通印刷介质及墙纸原纸上打印的应用。
9.采用如权利要求1所述用于普通印刷介质及墙纸原纸的环保型喷墨打印墨水组合物在无吸墨涂层的普通印刷介质及墙纸原纸上打印的方法，其特征在于：采用微压电式喷头的宽幅面喷墨打印机，配套所述用于普通印刷介质及墙纸原纸的环保型喷墨打印墨水组合物，再配套彩色管理打印软件打印；其中，所述微压电式喷头的宽幅面喷墨打印机的打印头下部加装可控制无吸墨涂层的普通印刷介质及墙纸原纸表面温度为35-55℃的加热装置。
10.如权利要求9所述采用用于普通印刷介质及墙纸原纸的环保型喷墨打印墨水组合物在无吸墨涂层的普通印刷介质及墙纸原纸上打印的方法，其特征在于：所述微压电式喷头的宽幅面喷墨打印机选用日本精工EPSON、日本武腾MOUTH、日本ROLAND、日本MIMAKI微压电式喷头的宽幅面喷墨打印机；所述彩色管理打印软件为美国WASATCH6.6-6.8版彩色管理打印软件；所述加热装置包括设置于打印头下部的贴有若干并行连接的聚酯膜加热片的加热板，各所述聚酯膜加热片通过导线依次连接温度控制器和加热电源；所述加热板上设有热敏电阻，所述热敏电阻连接温度控制器。
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