CN108084797B

CN108084797B - 一种喷墨打印用的发泡油墨

Info

Publication number: CN108084797B
Application number: CN201810030714.5A
Authority: CN
Inventors: 鄢腊梅; 李黎; 何宏; 胡更生
Original assignee: Hangzhou Dianzi University
Current assignee: Zhejiang Baoshun Industrial Co ltd
Priority date: 2016-01-29
Filing date: 2016-01-29
Publication date: 2021-02-19
Anticipated expiration: 2036-01-29
Also published as: CN105504995B; CN108084797A; CN105504995A

Abstract

本发明公开了一种喷墨打印用的发泡油墨，为包括连接料、发泡剂、光引化剂、泡沫稳定剂、溶剂、抗黄变用油墨稳定剂、PH缓冲液、分散剂、乳化剂、表面活性剂、螯合剂、防腐剂和着色剂。采用本发明的技术方案，制备的发泡油墨的性能完全符合喷墨印刷的要求，同时无需在高温条件发泡，能够在UV‑LED光的作用下，引发本发明中光生酸剂或者硫鎓盐通过键均裂和异裂产生质子酸，再和碳酸钠产生化学反应生成释放出的CO₂即发泡，在油墨中产生3D微孔。

Description

一种喷墨打印用的发泡油墨

本申请为申请号为2016100683695的专利申请的分案申请，母案的申请日为2016年1月29日，发明名称为：一种喷墨打印用的发泡油墨及其制备方法。

技术领域

本发明属于油墨材料技术领域，尤其是涉及一种喷墨打印用的发泡油墨。

背景技术

发泡印刷技术有着广泛的应用前景，发泡油墨应用于书籍封面和装帧材料不仅色泽鲜艳，而且图文突出；用于盲文书籍印刷，盲人能根据印刷凸起的点子大小、点距、字距、行距，用手指触摸进行阅读；同时还能应用于地图印刷和仿雕金印刷等。

现有技术的发泡油墨有两种：一种是微球发泡油墨，另一种是沟底发泡油墨。微球发泡油墨是利用微球的特有性能，并通过丝网印刷方法印在纸张、纺织品等承印物上，经过低温干燥、烘道加热到120～140℃，几秒钟后油墨中的微球便会膨胀形成无数微小气孔，从而使图文呈现出立体效果。沟底发泡油墨主要是以聚氯乙烯树脂为基础，将发泡剂溶解在液态的聚合物中,油墨受热后，发泡剂气化，使油墨层形成无数微小的气孔，图文发泡凸起。上述两种发泡油墨均采用丝网印刷的方法，丝网印刷的瓶颈是其墨层厚度会影响到图文的深浅及色柜的还原程度和色偏大小、且丝网印刷不能像喷墨印刷那样可以实现全数字化印刷，不能精确打印客户要求的印刷图像。同时采用现有的丝网印刷发泡油墨打印的书籍及工艺品等，过一段时间后会黄变，而且其中的泡沫会变小或者消失。

喷墨印刷使用的是低黏度的油墨从打印头的喷嘴中喷出，以一定的速度将微细的液滴喷射到承印物上实现影像再现。但上述两种发泡油墨配方无法直接应用于喷墨打印，喷墨打印对墨水性能有特殊的要求：

(1)喷墨墨水要有一个低粘度，且油墨体系的粘度会随着颜料含量增加而逐渐增大，所以在满足油墨颜色性能需求的前提下，要求颜料的含量应尽可能低，喷墨墨水其黏度值通常为(10～20)mPa.s；

(2)墨水表面张力为(30～50)mN/m以保证好的流动性能和液滴形态；

(3)油墨的pH值必须与着色剂的pH值相当，pH值一般为7～9，油墨的pH值过低，油墨呈酸性会腐蚀墨盒；过高的pH值会提高电导率，降低墨盒的使用寿命。

(4)颗粒尺寸小于0.2μm，电导率数值＜25μs/cm以避免在喷嘴形成结晶。

市场迫切需要研究一种新的喷墨印刷用的发泡油墨及其制备方法，以充分满足喷墨印刷油墨的性能要求，可以实现全数字化印刷且印刷品的油墨泡沫能保持长久。

故，针对目前现有技术中存在的上述缺陷，实有必要进行研究，以提供一种方案，解决现有技术中存在的缺陷。

发明内容

本发明的一个目的是在于针对现有技术的不足，提供一种性能优良且能够直接喷墨打印印刷的发泡油墨。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种喷墨打印用的发泡油墨，为共混物，该共混物包括连接料、发泡剂、光引化剂、泡沫稳定剂、溶剂、抗黄变用油墨稳定剂、pH缓冲液、分散剂、乳化剂、表面活性剂、螯合剂、防腐剂和着色剂；上述各组分在喷墨打印用的发泡油墨中的质量百分含量如下：

连接料：15～55％；

发泡剂：2～5％；

光引化剂：10～20％；

泡沫稳定剂：1～3％；

溶剂：20～25％；

抗黄变用油墨稳定剂：1～4﹪；

pH缓冲液：1～5﹪；

分散剂：2～5％；

乳化剂：1～4％；

表面活性剂：1～3％；

螯合剂：0.5～2％；

防腐剂：0.1～0.5％；

着色剂：5～9％；

其中，所述连接料为六亚甲基二异氰酸酯、聚乙酸乙烯酯、双酚A型环氧树脂中的一种或者多种；

所述发泡剂为碳酸钠；

所述光引化剂为光生酸剂、硫鎓盐中的一种或者两种；

所述泡沫稳定剂为十二烷基二甲基氧化胺。

为实现上述目的，本发明还提供了一种制备如上述所述的喷墨打印用的发泡油墨的方法，该方法包括以下步骤：

步骤(1)、油墨混合

将质量百分含量如下的各组分混合并用FS-S型双轴分散搅拌机搅拌45～60分钟使各组分混合均匀形成油墨混合物：

连接料：15～55％；

发泡剂：2～5％；

光引化剂：10～20％；

泡沫稳定剂：1～3％；

溶剂：20～25％；

抗黄变用油墨稳定剂：1～4﹪；

pH缓冲液：1～5﹪；

分散剂：2～5％；

乳化剂：1～4％；

表面活性剂：1～3％；

螯合剂：0.5～2％；

防腐剂：0.1～0.5％；

着色剂：5～9％；

所述发泡剂为碳酸钠；

所述光引化剂为光生酸剂、硫鎓盐中的一种或者两种；

所述泡沫稳定剂为十二烷基二甲基氧化胺；

步骤(2)、油墨喷印

将上述油墨混合物通过喷墨打印机打印在耐高温PET纸上；所述喷墨打印机选用美国FUJIFILM公司的DimatixDMP2831；

步骤(3)、油墨发泡

通过UV-LED固化光源发出完整连续紫外光带使PET纸上的油墨图形进行发泡，在发泡过程中，通过紫外光激发光引化剂，使光生酸剂或/和硫鎓盐通过键均裂和异裂产生质子酸，所述质子酸与碳酸钠进行化学反应释放出的CO₂在油墨中产生多个3D微孔；

步骤(4)、油墨固化

在上述油墨发泡过程中使PET纸基底温度维持在45～55℃，再在常温下冷却和干燥24小时固化形成发泡油墨。

优选地，其特征在于，所述溶剂为2-吡咯烷酮、二甘醇、环己烷、癸二酸、甲基乙基酮、甲基异丁基酮中的一种或多种。

优选地，其特征在于，所述pH缓冲液为氢氧化锂、氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钾中的一种或多种。

优选地，其特征在于，所述抗黄变用油墨稳定剂为四甲基哌啶氧化物、二苯甲酮、w-溴代苯乙酮，二苯基硫中的一种或多种。

优选地，所述分散剂为德国路博润超分散剂S-13940和/或solsperse5000超分散剂；

所述防腐剂为苯酚和/或亚砷酸酐；

所述乳化剂为聚乙二醇十六烷基醚和/或聚乙二醇硬脂酸酯；

所述表面活性剂为炔二醇类表面活性剂；

所述螯合剂为D401氨基膦酸型螯合树脂、D403氨基磷酸型螯合树脂、C900氨基膦酸树脂、C800氨基羧酸树脂中的一种或多种；

所述着色剂为有机颜料和/或无机颜料中。

优选地，在步骤(2)中，调节美国FUJIFILM公司型号为DimatixDMP2831喷墨打印机的参数：设置16喷嘴的Dimatix盒使一个喷嘴发出一个液滴流；印刷速度为0.5～1.1m/s；设定单个油墨液滴体积不大于50μm,选择墨盒的温度为25～30℃。

优选地，在步骤(3)中，采用深圳市海司恩科技有限公司UV-LED点光源固化系统。

优选地，在油墨发泡过程中，同时接多个UV-LED照射头且每个UV-LED照射头发出不同波长的UV-LED光。

优选地，所述UV-LED照射头的波长为365nm、385nm或395nm中的任一种。

本发明的有益效果是：

1、由于本发明采用不同的配方，能够在UV-LED光的作用下，引发本发明中光生酸剂或者硫鎓盐通过键均裂和异裂产生质子酸，再和碳酸钠产生化学反应生成释放出的CO₂即发泡，在油墨中产生3D微孔。

2、本发明制备方法中油墨发泡和固化同时在进行，加快了油墨的固化过程，提高了油墨的干燥速度，同时发泡气体不易挥发，能够更好的保留发泡气体。

3、本发明在配方中加入了泡沫稳定剂和抗黄变用油墨稳定剂，使泡沫能保持长久。

4、本发明制备的发泡油墨的性能完全符合喷墨印刷的要求：粒径小于0.15μm，粘度为10～20mPa.s(25℃)，表面张力为35～40mN/m(25℃)，电导率为＜15μs/cm，pH值为7～9之间。

附图说明

图1本发明实施例2发泡油墨与普通UV喷墨打印油墨的固化速率比较。

图2是实施例2中打印好样品表面形貌观察的扫描电子显微镜图。

图3图2中部分放大的表面形貌观察的扫描电子显微镜图。

图4实施例2样品存放1天后，利用AFM表征的表面泡沫油墨的微观形貌图。

图5实施例2样品存放180天后，利用AFM表征的表面泡沫油墨的微观形貌图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步的分析。

连接料：15～55％；

发泡剂：2～5％；

光引化剂：10～20％；

泡沫稳定剂：1～3％；

溶剂：20～25％；

抗黄变用油墨稳定剂：1～4﹪；

pH缓冲液：1～5﹪；

分散剂：2～5％；

乳化剂：1～4％；

表面活性剂：1～3％；

螯合剂：0.5～2％；

防腐剂：0.1～0.5％；

着色剂：5～9％；

其中，连接料为六亚甲基二异氰酸酯、聚乙酸乙烯酯、双酚A型环氧树脂中的一种或者多种；连接料是印刷油墨的重要组成部分，是油墨的流体部分。油墨中的固体成分依靠连接料的润湿作用能够在制造过程中被研细，依靠其黏度完成印刷过程的传递转移，在印刷品上依靠连结料的干燥成膜性使印迹形成光泽的牢度的墨膜而保护颜料。上述连接料六亚甲基二异氰酸酯；聚乙酸乙烯酯；双酚A型环氧树脂的透明性好,用该树脂配制的印刷油墨的流变性、黏度、干燥性、成膜性好。

发泡剂和光引化剂是本发明发泡油墨的重要配方，正是由于采用碳酸钠作为发泡剂，以及采用光生酸剂和/或硫鎓盐作为光引化剂，使本发明发泡油墨的发泡原理与现有技术完全不同。油墨在UV-LED光的作用下,光引化剂光生酸剂和硫鎓盐被激发,由此引发光生酸剂和硫鎓盐通过键均裂和异裂产生质子酸，再和碳酸钠产生化学反应生成释放出的CO₂即发泡，在油墨中产生3D微孔。同时光引化剂中的游基或离子与羟聚物以及单体中不饱和键起反应,形成单体基团,然后这些单体基团进行连锁反应,完成固化过程，使产生的气泡不易挥发，同时提高了油墨的干燥速度。

为了使本发明油墨中的泡沫保持长久而添加泡沫稳定剂。十二烷基二甲基氧化胺(月桂基二甲基氧化胺)在常温下为无色或微黄色透明液体，是一种特殊类型的表面活性剂,在常温下为无色或微黄色透明液体，它在酸性介质中成为阳离子型,而在中性或碱性介质中则为非离子型。除了具有一般的表面活性剂性能外,还具有优异的增溶、增稠、乳化、起泡、稳泡和防霉作用。

正如背景技术所指出的，喷墨打印用油墨的pH值过低，油墨呈酸性会腐蚀墨盒；若pH值过高，则会提高电导率，降低墨盒的使用寿命。为保证油墨良好的稳定性，油墨的pH值必须与着色剂的pH值相当，一般情况下为7～9。因此在制备油墨时，需加入少量的缓冲剂或pH值调节剂。金属氢氧化物普遍呈碱性，具有强碱性的氢氧化锂；氢氧化钾，氢氧化钠，电负性较小，其氢氧化物容易在油墨中释放出氢氧根，碳酸钾也呈碱性，且价格便宜。或者直接购买pH值为10.00的pH标准缓冲溶液(APURE)来调节油墨pH浓度保持在7～9之间。

在一种优选实施方式中，本发明的墨水组合物所采用的抗黄变用油墨稳定剂为四甲基哌啶氧化物、二苯甲酮、w-溴代苯乙酮，二苯基硫中的一种或多种，能有效抑制所印刷的油墨在紫外线作用下的黄变现象，有效防止光泽的降低、裂纹、气泡、脱层的产生，明显提高产品的耐候性。

在一种优选实施方式中，本发明的墨水组合物所采用的螯合剂可以购买D401氨基膦酸型螯合树脂；D403氨基磷酸型螯合树脂；C900氨基膦酸树脂；C800氨基羧酸树脂中的一种或者多种；由于以上螯合剂对钠等金属离子都有螯合性，能有效阻止钠等金属离子在油墨印刷过程中发生化学反应形成沉淀物，可以防止颗粒的凝固和堵塞墨盒的喷嘴，并能逐步去除原有的结垢。

在一种优选实施方式中，本发明的墨水组合物进一步包括分散剂，本发明中将购买德国路博润超分散剂S-13940，solsperse 5000超分散剂，将提高颜料的分散性和液体有机介质中的稳定性，同时使油墨具有更好的着色性能。

本发明配方中的溶剂的作用是润湿剂、从而能控制油墨的黏度。在一种优选实施方式中，2-吡咯烷酮用作溶剂及有机合成中间体，环己烷是溶剂、色谱分析标准物质及用于有机合成，癸二酸是软化剂和溶剂。甲基乙基酮是有机合成原料,可作溶剂，并且能降低指油墨的黏度,有快干性。二甘醇、甲基异丁基酮是溶剂。

本发明配方中的防腐剂用保护水性油墨产品的储存和使用,优选地，苯酚、亚砷酸酐用作本油墨中的防腐剂。

本发明配方中的表面活性剂,对于提高油墨颜料和连结料的亲和性，其具有两个方面的作用。一是对颜料粒子的定位吸附，防止印刷油墨这种悬浮体系因分散相的聚集沉降，而出现沉淀析出的情况；二是提高连结料的润湿能力，降低其表面张力，使它小于固体的临界表面张力，同时也降低了系统的界面能。

本发明配方中的着色剂的作用是提供颜色，本油墨中直接添加有机颜料或无机颜料中的一种或多种。如：酸性黄、酸性品红、直接蓝、活性黑等。

本发明还提供了一种喷墨打印用的发泡油墨的制备方法，包括以下步骤：

步骤(1)、油墨混合

将质量百分含量如上所述的各组分混合并用FS-S型双轴分散搅拌机搅拌45～60分钟使各组分混合均匀形成油墨混合物；

步骤(2)、油墨喷印

将上述油墨混合物通过喷墨打印机打印在耐高温PET纸上；所述喷墨打印机选用美国FUJIFILM公司的DimatixDMP2831；发泡油墨的印刷工艺利用常规的喷墨打印机难以实现，近年来市场推出的美国FUJIFILM的Dimatix DMP2831喷墨打印机,可沉积10皮升尺寸的微型流体墨滴，带有墨滴观察盘和加热压盘，自带多个喷嘴的Dimatix盒，一个喷嘴能发出一个液滴流，为发泡油墨采用喷墨打印的全数字化打印提供了好的平台。

进一步的，需要调节美国FUJIFILM公司型号为DimatixDMP2831喷墨打印机的参数以获得最优的油墨打印效果，具体参数为：设置16喷嘴的Dimatix盒使一个喷嘴发出一个液滴流；印刷速度为0.5～1.1m/s；设定单个油墨液滴体积不大于50μm,选择墨盒的温度为25～30℃。

步骤(3)、油墨发泡

通过UV-LED固化光源发出完整连续紫外光带使PET纸上的油墨图形进行发泡，在发泡过程中，通过紫外光激发光引化剂，使光生酸剂或/和硫鎓盐通过键均裂和异裂产生质子酸，所述质子酸与碳酸钠进行化学反应释放出的CO₂在油墨中产生多个3D微孔；在发泡过程中，同时也进行着油墨固化过程，其中，光引化剂中的游基或离子与羟聚物以及单体中不饱和键起反应,形成单体基团,然后这些单体基团进行连锁反应,由于在发泡过程中同时完成固化过程，使产生的气泡不易挥发，气泡能够保持长久。

为了增强发泡及固化效果，让UV-LED发出一个完整连续紫外光带，由于不同波长的LED光源固化效果不同，短波长有利于油墨的表面固化，长波长有利于油墨的深层固化。因此，在实际制备过程中，一种优选实施方式为：先以短波UV-LED光对油墨的表面进行固化，使发泡过程产生的气泡不会从油墨中挥发掉；等发泡完成后，再在采用长波UV-LED光对油墨进行深层固化，从而气泡能够长久保持在油墨中。

步骤(3)油墨发泡过程，可以采用深圳市海司恩科技有限公司UV-LED点光源固化系统，该系统可以选择多种波段，比如波长365nm/385nm/395nm；四通道主机：可同时接4个LED照射头；采用3.5寸彩色工业级液晶屏，配合电阻式触摸屏，各通道电流采用恒流无级控制，电流波动小于1％。

步骤(4)、油墨固化

在上述油墨发泡过程中使PET纸基底温度维持在45～55℃，温度太低，油墨难以干燥成型，温度太高，发明中CO₂气体容易挥发，难以形成泡沫。再在常温下冷却和干燥24小时固化形成发泡油墨。

实施例1

油墨制备：首先将连接料40.4g六亚甲基二异氰酸酯,发泡剂：碳酸钠2g，光引化剂：光生酸剂15g；泡沫稳定剂：十二烷基二甲基氧化胺2g；1g的pH缓冲液：氢氧化锂；2g抗黄变用油墨稳定剂:四甲基哌啶氧化物，1g分散剂：德国路博润超分散剂S-13940，1g乳化剂：聚乙二醇十六烷基醚；表面活性剂2g：炔二醇类表面活性剂，螯合剂0.5g：D401氨基膦酸型螯合树脂，溶剂25g：2-吡咯烷酮，防腐剂0.1g：苯酚；着色剂8g：酸性黄73，

用FS-S型双轴分散搅拌机搅拌45～60分钟，即制备好了本发明用的喷墨打印用的发泡油墨。

喷墨打印：采用深圳市海司恩科技有限公司UV-LED点光源固化系统，选择波段365nm；四通道主机：可同时接4个LED照射头；采用3.5寸彩色工业级液晶屏，配合电阻式触摸屏，各通道电流采用恒流无级控制，电流波动小于1％。

选择采用能连续喷墨的美国FUJIFILM的DimatixDMP2831喷墨打印机，选择16喷嘴的Dimatix盒，一个喷嘴发出一个液滴流。选择引导墨水通过喷嘴的射频为16千赫，电压为16伏，印刷速度为0.5m/s；设定单个油墨液滴体积不大于50μm,选择墨盒的温度为25℃，实验中打印基底采用能耐一定高温的PET纸，打印时PET纸基底温度维持在45℃，温度太低，油墨难以干燥成型，温度太高，发明中CO₂气体容易挥发，难以形成泡沫。将打印好的PET纸在常温下冷却和干燥24小时即可得到实验样品1。

实施例2

油墨制备：首先将连接料45g聚乙酸乙烯酯、发泡剂3g碳酸钠与12g光引化剂硫鎓盐；3g泡沫稳定剂十二烷基二甲基氧化胺；2g的pH缓冲液氢氧化钾，2g抗黄变用油墨稳定剂二苯甲酮,2g分散剂：德国路博润超分散剂S-13940，3g乳化剂：聚乙二醇十六烷基醚；表面活性剂2g：炔二醇类表面活性剂，螯合剂0.5g：C900氨基膦酸树脂；溶剂20.3g：甲基乙基酮；防腐剂0.2g：苯酚；着色剂5g：直接蓝199，

再用FS-S型双轴分散搅拌机搅拌50分钟。即制备好了本发明用的喷墨打印用的发泡油墨。

喷墨打印：采用深圳市海司恩科技有限公司UV-LED点光源固化系统，选择波段385nm；四通道主机：可同时接4个LED照射头；采用3.5寸彩色工业级液晶屏，配合电阻式触摸屏，各通道电流采用恒流无级控制，电流波动小于1％。选择采用能连续喷墨的美国FUJIFILM的DimatixDMP2831喷墨打印机，选择16喷嘴的Dimatix盒，一个喷嘴发出一个液滴流。选择引导墨水通过喷嘴的射频为16千赫，电压为16伏，印刷速度为0.8m/s；设定单个油墨液滴体积不大于50μm,选择墨盒的温度为25℃，实验中打印基底采用能耐一定高温的PET纸，打印时PET纸基底温度维持在50℃。温度太低，油墨难以干燥成型，温度太高，发明中CO₂气体容易挥发，难以形成泡沫，将打印好的PET纸在常温下冷却和干燥24小时即可得到实验样品2。

实施例3

油墨制备：首先将连接料21.5g聚乙酸乙烯酯；23.5g双酚A型环氧树脂、发泡剂4g碳酸钠与15g光引化剂硫鎓盐；1g泡沫稳定剂十二烷基二甲基氧化胺；1g的pH值为10.00的pH标准缓冲溶液(APURE)氢氧化钾，1g抗黄变用油墨稳定剂二苯基硫,1g分散剂：solsperse5000超分散剂；2g乳化剂：聚乙二醇十六烷基醚；表面活性剂1g：炔二醇类表面活性剂，螯合剂：0.5g的C900氨基膦酸树脂；0.5g的C800氨基羧酸树脂；溶剂9g的甲基乙基酮、12.9g的甲基异丁基酮；防腐剂0.1g：亚砷酸酐；着色剂6g：活性黑81。

再用FS-S型双轴分散搅拌机搅拌55分钟。即制备好了本发明用的喷墨打印用的发泡油墨。

喷墨打印：采用深圳市海司恩科技有限公司UV-LED点光源固化系统，选择波段385nm；四通道主机：可同时接4个LED照射头；采用3.5寸彩色工业级液晶屏，配合电阻式触摸屏，各通道电流采用恒流无级控制，电流波动小于1％。选择采用能连续喷墨的美国FUJIFILM的DimatixDMP2831喷墨打印机，选择16喷嘴的Dimatix盒，一个喷嘴发出一个液滴流。选择引导墨水通过喷嘴的射频为16千赫，电压为16伏，印刷速度为1.1m/s；设定单个油墨液滴体积不大于50μm,选择墨盒的温度为30℃，实验中打印基底采用能耐一定高温的PET纸，打印时PET纸基底温度维持在55℃。温度太低，油墨难以干燥成型，温度太高，发明中CO₂气体容易挥发，难以形成泡沫，将打印好的PET纸在常温下冷却和干燥24小时即可得到实验样品3。

实施例4

油墨制备：首先将连接料54g双酚A型环氧树脂、发泡剂2g碳酸钠与10g光引化剂光生酸剂；1g泡沫稳定剂十二烷基二甲基氧化胺；1g的pH值为10.00的pH标准缓冲溶液(APURE)，1g抗黄变用油墨稳定剂二苯甲酮,2g分散剂：solsperse 5000超分散剂；1g乳化剂：聚乙二醇硬脂酸酯；表面活性剂1g：炔二醇类表面活性剂，1g螯合剂：D403氨基磷酸型螯合树脂；溶剂20.9g：10g的癸二酸、10.9g的二甘醇；防腐剂0.1g：亚砷酸酐；着色剂5g：酸性品红6B。

再用FS-S型双轴分散搅拌机搅拌60分钟。即制备好了本发明用的喷墨打印用的发泡油墨。

喷墨打印：采用深圳市海司恩科技有限公司UV-LED点光源固化系统，选择波段395nm；四通道主机：可同时接4个LED照射头；采用3.5寸彩色工业级液晶屏，配合电阻式触摸屏，各通道电流采用恒流无级控制，电流波动小于1％。选择采用能连续喷墨的美国FUJIFILM的DimatixDMP2831喷墨打印机，选择16喷嘴的Dimatix盒，一个喷嘴发出一个液滴流。选择引导墨水通过喷嘴的射频为16千赫，电压为16伏，印刷速度为1.1m/s；设定单个油墨液滴体积不大于50μm,选择墨盒的温度为30℃，实验中打印基底采用能耐一定高温的PET纸，打印时PET纸基底温度维持在55℃。温度太低，油墨难以干燥成型，温度太高，发明中CO₂气体容易挥发，难以形成泡沫，将打印好的PET纸在常温下冷却和干燥24小时即可得到实验样品3。

以下再对上述实施例制备的发泡油墨与普通发泡油墨进行对比测试分析：

1.将实施例2中制备的发泡油墨和普通发泡油墨分别涂布在PET膜上，其墨膜厚度均为10μm，采用深圳市海司恩科技有限公司UV-LED点光源固化系统，选择功率1.18W/cm2，波段分别365nm、385nm、395nm，功率均调至1.2W/cm2)，UV-LED光源固化5s后，采用间歇红外光谱法，用双键转换率来表征UV-LED油墨的固化速率，比较本发明中发泡油墨相比普通UV喷墨打印油墨具有更快的固化速率，其结果显示本发明的发泡油墨具有更快的固化速率。

2.油墨性能测试

将对实验1、2、3、4制备的油墨性能进行测试。从表1可以看出，实施例1-4所制备喷墨打印用的发泡油墨的性能完全符合喷墨印刷的要求，其中测试时温度均为25℃，油墨粘度测试仪NDJ-8S进行粘度测定。如表1所示：粒径小于0.15μm，粘度为10～20mPa.s，表面张力为35～40mN/m，电导率为＜15μs/cm，pH值为7～9之间；

表1实施例1～4发泡油墨性能试验结果

3..对实例2进行形貌分析

对实例2中打印好的样品进行分析。样品的形貌观察是采用日立S-4800扫描电镜，图2为实施例2中打印好样品的SEM照片，图3为图2中部分放大SEM照片。从图中可以看出：油墨中相互分离的密集的泡孔，并呈现一种有序的三维结构，其形状接近球形,泡沫大小在40～110nm之间。由于PET印刷样品干燥,在SEM图边缘处能观察到部分粒子的团聚现象。

4.实验选用MFP-3DTM标准型原子力显微镜，图4为实施例2样品存放1天后，利用AFM表征的表面泡沫油墨的微观形貌照片；图5为实施例2样品存放180天后，利用AFM表征的表面泡沫油墨的微观形貌照片；高低不平是相对于基准面而言的，高于基准面的地方表示相对于基准面是凸起来的，反之则表示凹下去。比较图4和图5可以看出：实施例2样品的泡沫油墨基本没有变化，且用肉眼观察样品表面没有发黄和褪色的迹象，证明用本发明方法打印好的承印品的油墨泡沫能保持长久。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种喷墨打印用的发泡油墨，为共混物，其特征在于，该共混物包括连接料、发泡剂、光引化剂、泡沫稳定剂、溶剂、抗黄变用油墨稳定剂、pH缓冲液、分散剂、乳化剂、表面活性剂、螯合剂、防腐剂和着色剂；上述各组分在喷墨打印用的发泡油墨中的质量百分含量如下：

连接料：15～55%；

发泡剂：2～5%；

光引化剂：10～20%；

泡沫稳定剂：1～3%；

溶剂：20～25%；

抗黄变用油墨稳定剂：1～4﹪；

pH缓冲液：1～5﹪；

分散剂：2～5%；

乳化剂：1～4%；

表面活性剂：1～3%；

螯合剂：0.5～2%；

防腐剂：0.1～0.5%；

着色剂：5～9%；

其中，所述连接料为聚乙酸乙烯酯、双酚A型环氧树脂中的一种或者多种；

所述发泡剂为碳酸钠；

所述光引化剂为光生酸剂；

所述泡沫稳定剂为十二烷基二甲基氧化胺；

上述油墨混合物通过喷墨打印机打印在耐高温PET纸上；通过UV-LED 固化光源发出完整连续紫外光带使PET纸上的油墨图形进行发泡，在发泡过程中，通过紫外光激发光引化剂，使光生酸剂通过键均裂和异裂产生质子酸，所述质子酸与碳酸钠进行化学反应释放出的CO₂在油墨中产生多个3D微孔；在上述油墨发泡过程中使PET纸基底温度维持在45~55℃，再在常温下冷却和干燥24小时固化形成发泡油墨。

2.如权利要求1所述的一种喷墨打印用的发泡油墨，其特征在于，所述溶剂为2-吡咯烷酮、二甘醇、环己烷、癸二酸、甲基乙基酮、甲基异丁基酮中的一种或多种。

3.如权利要求1所述的一种喷墨打印用的发泡油墨，其特征在于，所述pH缓冲液为氢氧化锂、氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钾中的一种或多种。

4.如权利要求1所述的一种喷墨打印用的发泡油墨，其特征在于，所述抗黄变用油墨稳定剂为四甲基哌啶氧化物、二苯甲酮、w-溴代苯乙酮，二苯基硫中的一种或多种。

5.如权利要求1所述的一种喷墨打印用的发泡油墨，其特征在于，所述分散剂为德国路博润超分散剂S-13940和/或solsperse 5000超分散剂；

所述防腐剂为苯酚和/或亚砷酸酐；

所述乳化剂为聚乙二醇十六烷基醚和/或聚乙二醇硬脂酸酯；

所述表面活性剂为炔二醇类表面活性剂；

所述螯合剂为 D401氨基膦酸型螯合树脂、D403氨基磷酸型螯合树脂、C900氨基膦酸树脂、C800氨基羧酸树脂中的一种或多种；

所述着色剂为有机颜料和/或无机颜料。