CN107329381A - 彩色墨粉及其制备方法和数码热转移印花的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种彩色墨粉及其制备方法和数码热转移印花的方法，由按质量百分含量计的以下组分组成：树脂77～95％，分散染料2～8％，蜡2～7％，电荷调节剂0.1～4％，外部添加剂0.9～4％。本发明通过干式物理法制备的含有分散染料的彩色墨粉，具有热转印功能。通过激光打印机打印出图案后，利用转印设备，采用180～230℃、10～120s的热转移工艺，能够将图案转移印花到纺织品、陶瓷、金属、玻璃、塑料等基材上。与目前的喷墨热转印技术相比，具有打印速度快，生产技术成熟，生产过程更安全、更环保，成本较低，基材适用面广，转印图案牢度好，适合大规模印花以及个性化定制的需要。

Description

彩色墨粉及其制备方法和数码热转移印花的方法

技术领域

本发明涉及一种激光打印机、复印机使用的彩色墨粉，特别涉及一种彩色墨粉及其制备方法和数码热转移印花的方法。

背景技术

激光打印机、静电复印机是办公自动化的主要设备，作为打印、复印主要耗材的墨粉具有巨大的市场，并已成为行业产值、利润的主要增长点。

彩色墨粉(又称彩色碳粉)是彩色激光打印、彩色数码复印所需的关键耗材，主要由树脂、颜料、电荷调节剂、各种添加剂等组成。目前，墨粉制备方法主要分为物理法(即传统的熔融粉碎法)和化学法(悬浮聚合法、聚集–融合法等)两大类型。

目前用于办公的激光打印彩色墨粉通常使用有机颜料作为色料，其性质稳定、溶解性差、不易升华，很难通过转移印花的方式将其固色到纺织品上，而且颜料分子中一般不含有能够和纺织品纤维结合的反应性基团，只能通过树脂和自身的扩散实现在基材上的定影固色，因此难以满足织物印花的固色要求。

分散染料是一种微溶于水，能够在水中借分散剂作用而呈高度分散状态的染料。色谱全、品种多。更重要的是，分散染料具有良好的热升华性能，使其能够应用于热转移印花。分散染料能够通过自身的升华扩散作用迅速进入织物内部完成固着定影。此外，分散染料可以通过分子设计引入反应性基团，提高染料和织物分子的结合力，从而提高着色牢度。目前市场上作为热转移印花的热升华墨水，就是使用的分散染料作为色料。

热转移印花是纺织品数码印花中的一种技术手段，是用含有分散类染料的印刷油墨或墨水在纸上印制图案，然后使织物通过热转移印花机，使转印纸和未印花面对面接触在一起，在200～220℃的条件下通过机器，最终，转印纸上的染料升华并转移到织物上，完成印花。

目前数码热转移印花主要使用喷墨墨水，与传统印花技术相比，印花精度高，无需制版，批量灵活，可通过网络实现个性化电子商务消费，但喷印速度较慢，墨水的成本较高，使用中易堵喷嘴，设备运行的温湿度环境要求严格，设备维护、维修成本较高。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的缺点，提供一种数码热转移印花用的彩色激光打印及复印彩色墨粉。使其能够通过热转移印花，将图案转移到纺织品、陶瓷器具、金属板材等基材上，实现数码印花。此外，基于激光打印机，能够替代喷墨墨水，大幅提高打印速度，且机器维护方便，因此，有望实现纺织品印花的大批量生产以及硬质基材上的个性化定制。

本发明的另一个目的在于提供上述彩色墨粉的制备方法。

本发明的再一个目的是提供一种数码热转移印花的方法。

本发明的这些以及其它目的将通过下列详细描述和说明来进一步体现和阐述。

本发明是通过如下技术方案实现的：

本发明的彩色墨粉，由按质量百分含量计的以下组分组成：

较好的是，本发明的彩色墨粉，由按质量百分含量计的以下组分组成：

在本发明的彩色墨粉中，所述的树脂可选自但不仅限于以下树脂:苯乙烯系树脂、丙烯酸系树脂、苯乙烯-丙烯酸系共聚合树脂、聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃系树脂、氯乙烯系树脂、聚酯系树脂、聚酰胺系树脂、聚氨酯系树脂、聚乙烯醇系树脂、乙烯基醚系树脂、N-乙烯基系树脂，苯乙烯-丁二烯树脂等热塑性树脂。这些树脂之中，从着色剂的分散性、色调剂的带电性和定影性方面考虑，较好的是聚酯系树脂和苯乙烯-丙烯酸系共聚合树脂(简称苯丙树脂)。这些树脂可以单独使用一种，也可以混合使用。当混合使用聚酯树脂或苯丙树脂时，二者的混合重量比为1～2:2～1。

更具体的，作为聚酯系树脂，可以使用醇成分和羧酸成分缩聚乃至共聚得到的制品，可选择如：日本DIC株式会社或邯郸市顶新碳粉树脂有限公司生产的聚酯树脂，这些树脂的软化点在110～140℃，玻璃化温度在50～70℃，重均分子量为1万～20万。苯丙树脂是苯乙烯与丙烯酸类单体的共聚物，可选择如：日本三井化学株式会社或张家港威迪森化学有限公司生产的苯丙树脂，这些树脂的软化点在110～150℃，玻璃化温度在50～70℃，分子量分布在0.5万～20万。

在本发明的彩色墨粉中，所述分散染料选自分散黄、分散红、分散蓝、分散黑中的一种或几种，分散黄可采用C.I.分散黄23、C.I.分散黄42、C.I.分散黄51、C.I.分散黄54、C.I.分散黄60、C.I.分散黄64、C.I.分散黄65、C.I.分散黄82、C.I.分散黄98、C.I.分散黄119、C.I.分散黄160、C.I.分散黄211中的一种及以上；分散红可采用C.I.分散红4、C.I.分散红22、C.I.分散红55、C.I.分散红59、C.I.分散红60、C.I.分散红86、C.I.分散红146、C.I.分散红152、C.I.分散红177、C.I.分散红191、C.I.分散红277、C.I.分散红302中的一种及以上；分散蓝可采用C.I.分散蓝14、C.I.分散蓝20、C.I.分散蓝28、C.I.分散蓝35、C.I.分散蓝56、C.I.分散蓝60、C.I.分散蓝72、C.I.分散蓝73、C.I.分散蓝77、C.I.分散蓝334、C.I.分散蓝336、C.I.分散蓝359、C.I.分散蓝366中的一种及以上；分散黑可采用以上分散黄、分散红、分散蓝索引号中的两种及以上配制。

在本发明的彩色墨粉中，所述的蜡可以是聚丙烯蜡、聚乙烯蜡、马来酸酐改性聚乙烯蜡、共聚烯烃蜡、石蜡、氧化石蜡、微晶蜡等碳氢化合物蜡、二十二酸二十二酯、十八酸十八酯、巴西棕榈蜡、蜜蜡等天然系蜡、油酸酰胺、硬脂酸酰胺或其他高级脂肪酸酰胺。蜡在墨粉定影过程中主要起到“离型剂”的作用，防止墨粉粘在定影辊上。所述的电荷调节剂是苯胺黑类、季铵盐类、三苯甲烷类、金属水杨酸络合物、金属偶氮络合物中的一种或多种，例如水杨酸锌、水杨酸铝等。电荷调节剂主要起调节墨粉带电量，实现墨粉的显影功能，确保图像的稳定性。所述的外部添加剂为疏水性二氧化硅或二氧化钛，可以单独使用，也可以混合使用，如果混合使用，二者的比例为二氧化硅：二氧化钛1～3：0.5～1，外部添加剂的加入，能够改善彩色墨粉的流动性和带电性。

本发明的彩色墨粉的制备方法，包括以下步骤：

(1)按配方配比，将树脂、分散染料、蜡、电荷调节剂混合均匀，形成混合物A；

(2)所述混合物A经过混炼机熔融混合后，混炼温度在80～170℃，冷却压片形成片料，所述片料再经过机械粉碎至粒径在1～2mm；

(3)经过机械粉碎的片料，进入气流粉碎机(压力0.5～1MPa，频率20～50Hz)、超细粉碎分级系统(转速10000～15000rpm，风量20～100Nm³/h)，得到体积D50在6～12μm的分级品；

(4)将所述分级品与所述外部添加剂混和后，在搅拌速率为20～50m/s的条件下进行搅拌2～10min后，得到彩色墨粉。

本发明的彩色墨粉在相应基材上进行热转移印花的方法，包括以下步骤：

(1)使用电脑将需要转印在纺织品或其他基材上的图案或文字进行镜像处理；

(2)按正常的打印流程在纸上进行打印；

(3)将纸上有图案的一面与转印基材贴合，放入热转印设备中；

(4)调整设备的转印温度180～230℃、转印时间10～120s，压力依据不同基材进行适当调节后进行热转印，得到成品。

在本发明的彩色墨粉在相应基材上进行数码热转移印花的方法中，所述的承印基材可以是纺织品也可以是其他基材，其中，纺织品可以是合成纤维及其混纺织物，其他基材可以是陶瓷、金属、玻璃、塑料等材质。所述的打印纸可以是普通静电复印纸，也可以是热转印纸以及其他适于打印和转印的纸张，所述的转印设备可以是平板烫画机、烫杯机以及能够实现热转印功能的其他设备。

本发明与现有技术相比，有益效果如下：

(1)本发明的彩色墨粉，使用分散染料替代颜料，能够提供纺织品及其他基材如陶瓷、金属和塑料上的热转移印花。且印花的耐皂洗、耐摩擦牢度均在4级以上，尤其适用于合成纤维的热转移印花。

(2)本发明的彩色墨粉，能够使用普通静电复印纸进行热转移印花，与喷墨打印必须使用专用转印纸相比，纸张成本低，使用方便。

(3)本发明的彩色墨粉，性能稳定，生产工艺成熟，生产过程安全、环保，适合产业化生产。

(4)本发明的彩色墨粉，打印作业快速、打印灵活，印花过程无污水排放，清洁环保，设备运行环境要求低，不堵喷头，故障率低，维护成本低。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明做进一步说明，本发明制备实例和实施仅仅用于说明描述本发明，而不是对发明的限制。

在本发明中，如非特指，所有的量、百分比均为质量单位，所有的原料、设备均可以从市场购得。

实施例1

本发明中黑色墨粉的制备包括如下步骤：

(1)按表1中配方配比，将苯丙树脂、分散黑、蜡、电荷调节剂混合均匀，形成混合物A；

(2)所述混合物A经过混炼机(混炼温度100℃)熔融混合后压片形成片料，所述片料再经过机械粉碎至粒径在1～2mm；

(3)经过机械粉碎的片料，进入气流粉碎机(压力1.0MPa，频率50Hz)、超细粉碎分级系统(转速15000rpm，风量100Nm³/h)，得到体积D50在6～7μm的分级品；

(4)将所述分级品与所述外部添加剂混和后，在搅拌速率为30m/s的条件下进行搅拌5min后，得到黑色墨粉。

黄、红、蓝墨粉的制备：

采用上述黑色墨粉的制备方法，分别用表1中相应牌号的分散黄、分散红、分散蓝替换分散黑，可分别得到黄、红、蓝三色墨粉。

本发明的彩色墨粉，可在涤纶上进行热转移印花，具体步骤如下：

(1)使用电脑将需要转印在涤纶上的图案或文字进行镜像处理；

(2)按正常的打印流程在纸上进行打印；

(3)将纸上有图案的一面和需要转印的基材贴合，并放入热转印设备中；

(4)调整转印设备的转印温度200℃、40s，压力调大，进行热转印，得到成品。

实施例2

本发明中黑色墨粉的制备包括如下步骤：

(1)按表1中配方配比，将聚酯树脂、苯丙树脂、分散黑、蜡、电荷调节剂混合均匀，形成混合物A；

(2)所述混合物A经过混炼机(混炼温度130℃)熔融混合后压片形成片料，所述片料再经过机械粉碎至粒径在1～2mm；

(3)经过机械粉碎的片料，进入气流粉碎机(压力0.8MPa，频率40Hz)、超细粉碎分级系统(转速13000rpm，风量60Nm³/h)，得到体积D50在8～9μm的分级品；

(4)将所述分级品与所述外部添加剂混和后，在搅拌速率为40m/s的条件下进行搅拌7min后，得到黑色墨粉。

黄、红、蓝墨粉的制备：

采用上述黑色墨粉的制备方法，分别用表1中相应牌号的分散黄、分散红、分散蓝替换分散黑，可分别得到黄、红、蓝三色墨粉。

本发明的彩色墨粉，可在锦纶上进行热转移印花，具体步骤如下：

(1)使用电脑将需要转印在锦纶上的图案或文字进行镜像处理；

(2)按正常的打印流程在转印纸上进行打印；

(3)将转印纸上有图案的一面和需要转印的基材贴合，并放入转印设备中；

(4)调整转印设备的转印温度210℃、40s，压力适中，进行热转印，得到成品。

实施例3

本发明中黑色墨粉的制备包括如下步骤：

(1)按表1中配方配比，将聚酯树脂、分散黑、蜡、电荷调节剂混合均匀，形成混合物A；

(2)所述混合物A经过混炼机(混炼温度150℃)熔融混合后压片形成片料，所述片料再经过机械粉碎至粒径在1～2mm；

(3)经过机械粉碎的片料，进入气流粉碎机(压力0.7MPa，频率35Hz)、超细粉碎分级系统(转速12000rpm，风量40Nm³/h)，得到体积D50在9～10μm的分级品；

(4)将所述分级品与所述外部添加剂混和后，在搅拌速率为50m/s的条件下进行搅拌10min后，得到黑色墨粉。

黄、红、蓝墨粉的制备：

采用上述黑色墨粉的制备方法，分别用表1中相应牌号的分散黄、分散红、分散蓝替换分散黑，可分别得到黄、红、蓝三色墨粉。

本发明的彩色墨粉，可在涤棉混纺织物上进行热转移印花，具体步骤如下：

(1)使用电脑将需要转印在涤棉上的图案或文字进行镜像处理；

(2)按正常的打印流程在普通纸上进行打印；

(3)将纸上有图案的一面和需要转印的基材贴合，并放入热转印设备中；

(4)调整转印设备的转印温度220℃、30s，压力稍小，进行热转印，得到成品。

表1实施例1～3各组分的具体配比(％)

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种彩色墨粉，其特征在于由按质量百分含量计的以下组分组成：

2.根据权利要求1所述的彩色墨粉，其特征在于由按质量百分含量计的以下组分组成：

3.根据权利要求1或2所述的彩色墨粉，其特征在于所述的树脂可选自但不仅限于以下树脂：苯乙烯系树脂、丙烯酸系树脂、苯乙烯-丙烯酸系共聚合树脂、聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃系树脂、氯乙烯系树脂、聚酯系树脂、聚酰胺系树脂、聚氨酯系树脂、聚乙烯醇系树脂、乙烯基醚系树脂、N-乙烯基系树脂，苯乙烯-丁二烯树脂等热塑性树脂，较好的是聚酯系树脂和苯丙树脂。

4.根据权利要求3所述的彩色墨粉，其特征在于所述的树脂的软化点在110～150℃，玻璃化温度在50～70℃，这些树脂可以单独使用一种，也可以混合使用。当混合使用聚酯树脂或苯丙树脂时，二者的混合重量比为1～2:2～1。

5.根据权利要求1或2所述的彩色墨粉，其特征在于所述分散染料选自分散黄、分散红、分散蓝、分散黑中的一种或几种，分散黄可采用C.I.分散黄23、C.I.分散黄42、C.I.分散黄51、C.I.分散黄54、C.I.分散黄60、C.I.分散黄64、C.I.分散黄65、C.I.分散黄82、C.I.分散黄98、C.I.分散黄119、C.I.分散黄160、C.I.分散黄211中的一种及以上；分散红可采用C.I.分散红4、C.I.分散红22、C.I.分散红55、C.I.分散红59、C.I.分散红60、C.I.分散红86、C.I.分散红146、C.I.分散红152、C.I.分散红177、C.I.分散红191、C.I.分散红277、C.I.分散红302中的一种及以上；分散蓝可采用C.I.分散蓝14、C.I.分散蓝20、C.I.分散蓝28、C.I.分散蓝35、C.I.分散蓝56、C.I.分散蓝60、C.I.分散蓝72、C.I.分散蓝73、C.I.分散蓝77、C.I.分散蓝334、C.I.分散蓝336、C.I.分散蓝359、C.I.分散蓝366中的一种及以上；分散黑可采用以上分散黄、分散红、分散蓝索引号中的两种及以上配制。

6.根据权利要求1或2所述的彩色墨粉，其特征在于所述的蜡可以是聚丙烯蜡、聚乙烯蜡、马来酸酐改性聚乙烯蜡、共聚烯烃蜡、石蜡、氧化石蜡、微晶蜡等碳氢化合物蜡、二十二酸二十二酯、十八酸十八酯、巴西棕榈蜡、蜜蜡等天然系蜡、油酸酰胺、硬脂酸酰胺或其他高级脂肪酸酰胺。

7.根据权利要求1或2所述的彩色墨粉，其特征在于所述的电荷调节剂是苯胺黑类、季铵盐类、三苯甲烷类、金属水杨酸络合物、金属偶氮络合物中的一种或多种。

8.根据权利要求1或2所述的彩色墨粉，其特征在于所述的外部添加剂为疏水性二氧化硅或二氧化钛，可以单独使用，也可以混合使用。

9.根据权利要求1-7之一所述的彩色墨粉的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)按配方配比，将树脂、分散染料、蜡、电荷调节剂混合均匀，形成混合物A；

(2)所述混合物A经过混炼机熔融混合后，混炼温度在80～170℃，冷却压片形成片料，所述片料再经过机械粉碎至粒径在1～2mm；

(3)经过机械粉碎的片料，进入气流粉碎机(压力0.5～1MPa，频率20～50Hz)、超细粉碎分级系统(转速10000～15000rpm，风量20～100Nm³/h)，得到体积D50在6～12μm的分级品；

(4)将所述分级品与所述外部添加剂混和后，在搅拌速率为20～50m/s的条件下进行搅拌2～10min后，得到彩色墨粉。

10.根据权利要求1-7之一所述的彩色墨粉在相应基材上进行热转移印花的方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)使用电脑将需要转印在纺织品或其他基材(如陶瓷、金属、玻璃、塑料等)上的图案或文字进行镜像处理；

(2)按正常的打印流程在纸上进行打印；

(3)将纸上有图案的一面与转印基材贴合，放入热转印设备中；

(4)调整设备的转印温度180～230℃、转印时间10～120s，压力依据不同基材进行适当调节后进行热转印，得到成品。