CN109517442A - 一种宽幅打印机用水性颜料墨水及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种宽幅打印机用水性颜料墨水及其制备方法和应用，墨水由以下质量百分数的组分组成：颜料1.5–15wt％，水性助溶剂5‑30wt％，水性聚合物分散体1‑30wt％，成膜助剂0.1‑5wt％，水性流变助剂0.1‑5wt％，表面活性剂0.1‑10wt％，保湿剂0.1‑2wt％，pH调节剂0.1‑1wt％、杀菌剂，余量为水，所述水性助溶剂的表面张力在20mN/m以上，45mN/m以下。本发明宽幅打印机用水性颜料墨水储存稳定性好，打印流畅性佳，打印画质色牢度高、色彩饱和度好、清晰度优，且耐候、耐水、耐刮擦性能优良。本发明的喷墨打印机用水性颜料墨水所用原料绿色环保且其生产过程及使用过程均不会产生有毒物质，利于环境保护。

Description

一种宽幅打印机用水性颜料墨水及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于水性颜料墨水技术领域，特别涉及一种宽幅打印机用水性颜料墨水及其制备方法和应用，该墨水可用于打印几乎所有吸收性、非吸收性材质。

背景技术

喷墨印刷无需制版，按需印刷，灵活性高，效率高，色彩稳定，同时可以实现可变数据印刷和防伪技术印刷，在数码打样、包装喷码、室内或户外大幅面海报以及广告牌的印刷中都得到了广泛应用。

目前，应用于聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、皮革、反光膜等非吸收性材质、涂布纸张、未涂布的纺织品等极易渗墨材质的颜料墨水主要为溶剂型墨水和UV光固化墨水。溶剂型墨水色彩鲜艳，耐水耐候耐刮擦性能好，但普遍气味大，VOC含量高，环境污染严重。UV光固化墨水色彩艳丽，耐水耐候耐刮擦，干燥速度快，几乎无VOC排放，但其使用的单体气味重、具有皮肤致敏性，同时存在着高能耗、成本高等不利之处。水性颜料墨水以水为主要分散介质，无毒无害，几乎无挥发性有机物产生，利于环境保护，且成本低廉，是未来喷墨墨水发展的趋势。然而由于水表面张力大、黏度低、干燥速度慢等缺点，使得高速打印时，水性颜料墨水在聚氯乙烯、PET、聚丙烯、皮革、反光膜等非吸收性材质上难以均匀成像、即使勉强成像清晰度不够；在涂布纸张、未涂布的纺织品等极易渗墨的材质上扩散严重，难以打印出色彩鲜艳、清晰度高的图案。

近年来，人们主要从墨水配方的研制及墨水的干燥两个方面来探讨水性颜料墨水在非吸收性、低吸收性以及易渗墨材质上的打印。专利CN101617003B用颜料、可溶解油墨的树脂、水溶性有机溶剂、有机硅类或氟类表面活性剂，二醇醚、1,2-烷二醇类溶剂、含有氮或硫原子的环状溶剂、环状酯溶剂或者二甲基亚砜制备了水性颜料油墨，并通过加热打印介质到40-80℃，实现在非吸收性材质上的印刷。专利CN101899237B制备了包含1-15wt％颜料分散液、0.01-2wt％表面活性剂、10-40wt％水溶性共溶剂、0.1-30wt％水性丙烯酸乳液及余量水的乳液型水性颜料油墨，可打印在非吸收性材质上。专利CN107406704A通过在油墨中引入0.1-1wt％炔二醇类及0.4-2.5wt％环氧乙烷改性的炔二醇类表面活性剂制备了一种可打印于非吸收性介质的油墨。专利CN103555065B以0.1-20wt％水分散树脂、0.1-10wt％色料、4-8wt％助溶剂、0.1-7wt％润湿剂和0.1-5wt％催干剂及余量水制备了一种可打印在非吸收性材质上的快干型水性油墨。专利CN101617004B在油墨中引入至少一种具有羧基或磺酸基作为酸性基团、酸值为80-300的树脂及有机硅类或者氟类表面活性剂，并将打印介质加热到40-80℃，来实现在未处理纺织品及非吸收性材质上的打印。专利CN105916948A在油墨中引入0.5-4wt％平均粒径为150-200nm的蜡乳液及炔二醇类表面活性剂，来实现其在涂布纸及非吸收性介质上的打印。专利CN100595241C通过在油墨中加入40-75wt％分子量为40-130的非质子性溶剂，来实现在胶印涂布介质等疏水性介质上的打印。专利CN101716852B以不溶性着色剂、树脂粒子、蜡粒子、硅系表面活性剂、炔二醇类表面活性剂、吡咯烷酮衍生物，1,2-烷二醇类、多元醇和水制备了水性墨液组合物，通过打印及干燥两道工序打印在非吸收性或低吸收性的介质上。

然而，按照公开的技术，将其应用于打印速度快、对墨水干燥速度要求高的宽幅打印机上时，专利CN103555065B由于引入了活性很高的金属类催干剂，造成墨水储存稳定性很差，极易堵塞喷头；专利CN100595241C溶剂含量过高，不利于环保；专利CN101716852B要有专门的干燥工序，工艺繁琐；其他的，若不加热介质或者介质加热温度低于50℃时，非吸收性、低吸收性、易渗墨介质上形成的图像质量不高，清晰度差；若加热介质温度高于50℃，形成的图像质量尚可，但是打印介质容易变形且墨水喷出稳定性差、打印时断线严重，严重者甚至会造成喷头堵塞。并且即使可勉强成像，也无法同时满足图像耐水、耐候、耐刮擦性及墨水稳定储存好等性能。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种宽幅打印机用水性颜料墨水及其制备方法和应用，该水性颜料墨水既可用于打印在纸张、相纸、纸箱、布等普通吸收性介质上，又可用于打印在涂布纸、未经涂布的纺织品等渗墨极强的吸收性介质上，更可用于打印在聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、皮革、反光膜等非吸收性介质上。且本发明的水性颜料墨水储存稳定性好，打印流畅性佳，打印画质色泽鲜艳、清晰度高，耐候、耐水、耐刮擦性能优良。

为了解决以上问题，本发明的技术方案为：

一种宽幅打印机用水性颜料墨水，包括水性流变助剂，水性流变助剂的加入量为0.1-5wt％，所述水性流变助剂为疏水改性的非离子缔合型聚氨酯、苯乙烯丙烯酸乳液或气相二氧化硅水溶液中的一种或两种及以上的组合物。

在墨水中加入该水性流变助剂，可使墨水在喷嘴挤压变形时具有较低的粘度，从而易从喷嘴稳定喷出。当墨水组合物被打印在介质上的瞬间粘度变大，降低墨水组合物在非吸收性、低吸收性介质和易渗墨水介质的扩散速度，使得墨水组合物具有一定的触变性，从而利于快速打印高清晰度的图像。水性流变助剂的加入量过低无法起到很好的触变作用，加入量过高，会使得墨水组合液粘度偏大，对打印流场性造成不利影响。

优选的，所述宽幅打印机用水性颜料墨水，由以下质量百分数的组分组成：颜料1.5–15wt％，水性助溶剂5-30wt％，水性聚合物分散体1-30wt％，成膜助剂0.1-5wt％，水性流变助剂0.1-5wt％，表面活性剂0.1-10wt％，保湿剂0.1-2wt％，pH调节剂0.1-1wt％、杀菌剂，余量为水，所述水性助溶剂的表面张力在20mN/m以上，45mN/m以下。

加入的水性助溶剂可降低墨水组合液的表面张力，提高其润湿性，同时可赋予墨水一定的干燥性能、保湿性能，有利于颜料、水性聚合物分散液、水性流变助剂及表面活性剂在水中稳定分散，利于形成储存稳定性好、喷出性能稳定的水性颜料墨水。

水性聚合物分散体的含量小于10％时，不利于墨水组合物在打印介质上很好的附着，造成墨液层在打印介质上的耐水耐刮擦性能不合格；水性聚合物分散体的含量大于30％时，会使得墨水组合物粘度偏大或过大，从而无法稳定、流畅的从打印头喷出。

成膜助剂在墨水干燥过程中，随着水分的挥发，可加速水性墨水组合物中聚合物分散体粒子的挤压变形，降低其最低成膜温度，从而加速水性墨水组合物的干燥过程。加入量过低对提高墨水干燥速度无明显作用，加入量过多则会造成墨水组合物中某些物质沉淀析出，无法长期稳定储存。

表面活性剂，包括具有分散作用、润湿作用、流平作用、消泡作用的表面活性剂，使得墨水组合物中的颜料粒子、聚合物粒子、流变助剂能长期稳定的分散于水中，并当墨水组合物被施加于打印介质上时能很好的润湿介质表面并在其表面产生优秀的流平效果，且防止其在运输和使用过程中产生大量气泡影响打印效果。

保湿剂可以提高墨水组合物的保湿性能，利于喷头湿润，提高打印流畅性。

进一步优选的，所述水性助溶剂为一元醇类、多元醇类、多元醇的低级烷基醚类、酮类、醚类、酯类或含氮化合物。

更进一步优选的，所述水性助溶剂为甲醇、乙醇、n-丙醇、n-丁醇、n-戊醇、n-己醇、n-庚醇、n-辛醇、n-壬醇、n-癸醇及他们的异构体、环戊醇、环己醇、乙二醇、一缩二乙二醇、二缩二乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、一缩二丙二醇、聚丙二醇、丁二醇、戊二醇、己二醇、甘油、季戊四醇、己三醇、硫二甘醇、3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇、乙二醇单甲基醚、乙二醇二甲基醚、乙二醇单乙基醚、乙二醇二乙基醚、乙二醇单丙基醚、乙二醇异丙基醚、乙二醇单丁基醚、乙二醇异丁醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、丙二醇单丙基醚、丙二醇单丁基醚、二乙二醇单甲醚，二乙二醇单乙醚、二乙二醇单丙醚、二乙二醇单丁醚、二丙二醇单甲醚、二丙二醇单乙醚、二丙二醇单丙醚、二丙二醇单丁醚、二乙二醇双甲醚、二丙二醇双甲醚、三乙二醇单甲醚、三丙二醇单甲醚、三乙二醇双甲醚、三丙二醇双甲醚、丙酮、甲乙基酮、甲基丁基酮、二异丙基酮、环戊酮、环己酮、异丙基醚、n-丁基醚、四氢呋喃、1、4二噁烷、碳酸丙烯酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、二丁基邻苯二酸酯、二辛基邻苯二酸酯、γ-丁内酯、ε-己内酯、ε-己内酰胺、尿素、2-吡咯烷酮、N-甲基吡咯烷酮、N-乙基吡咯烷酮、辛基吡咯烷酮、甲酰胺、N、N二甲基甲酰胺、N、N二乙基甲酰胺、二甲基亚砜中的一种或两种以上的混合物。

更进一步优选的，所述水性助溶剂为1-15wt％沸点在100℃以下的溶剂和1-15wt％沸点在150-250℃的溶剂的混合物。

再进一步优选的，所述沸点在100℃以下的溶剂为乙醇、异丙醇、丙酮或丁酮；所述沸点在150-250℃的溶剂为乙二醇、丙二醇、甘油、二甘醇、二乙二醇丁醚、N、N-二甲基甲酰胺或二甲基亚砜。

采用这两种不同沸点的溶剂的混合液作为水性助溶剂，可以给予水性颜料墨水组合物一定干燥性能的同时，能更好的保证其喷出稳定性。

进一步优选的，所述颜料为偶氮颜料、多环式颜料、碱性染料型色淀、酸性染料型色淀、硝基颜料、亚硝基颜料及苯胺黑中的一种或两种及以上的组合物；

或，所述颜料为二氧化钛、碳酸钙、滑石粉、氧化铁、群青、镍或铬锑钛氧化物、硫化锌、氧化铬及炭黑中的一种或两种及以上的组合物。

优选的，所述水性聚合物分散体为水性聚氨酯分散体、水性丙烯酸分散体、水性氯乙烯丙烯酸等阴离子型或者非离子型聚合物分散体的一种或者两种以上的组合；

水性聚合物的重均分子量为1000-100000。

当聚合物的分子量小于5000时，有使颜料的分散稳定性变差、所得的印刷物耐刮擦、耐水性能下降的趋势，当聚合物的分子量大于30000时，有使水性颜料墨水组合物黏度增大的趋势，不利于在宽幅打印机喷头中稳定流畅的喷出。

进一步优选的，所述水性聚合物分散体的重均分子量为5000-30000。

进一步优选的，所述水性聚合物分散体的玻璃化转变温度为-40-100℃，更优选为所述水性聚合物分散体的玻璃化转变温度为-20-40℃。

当Tg小于-20℃时，有使最终干燥在打印介质上的墨水层发粘的趋势，不利于承印物的顺利收卷，当Tg大于40℃时，有使水性颜料墨水组合物干燥变慢的趋势，不利于墨水组合物在宽幅打印机上快速打印时充分干燥，同样造成承印物无法顺利收卷。

进一步优选的，所述成膜助剂为C原子数6以上的长链醇醚、C原子数大于6的脂肪族醇酯、C原子数大于6的特殊双酯中的一种或者两种以上的组合物。

进一步优选的，所述表面活性剂为含硅类、含氟类、聚醚改性有机硅类、炔二醇类、长链脂肪醇聚氧乙烯醚类、丙烯酸共聚物类的阴离子或非离子型表面活性剂。

进一步优选的，所述pH调节剂为氨水、三乙胺、乙醇胺中的一种或两种以上的混合物。

进一步优选的，所述杀菌剂为异噻唑啉类混合物。

优选的，所述墨水的粘度为2-25cp，表面张力为22-32mN/m，颜料平均粒径50-500nm。

上述宽幅打印机用水性颜料墨水的制备方法，包括如下步骤：

1)颜料、水性助溶剂、表面活性剂和部分水搅拌均匀，研磨，制得粒径在1μm以下的水性颜料分散液；

2)将步骤1)中制备的水性颜料分散液与水性助溶剂、水性聚合物分散体、成膜助剂、水性流变助剂、表面活性剂、保湿剂、pH调节剂、杀菌剂和剩余的水搅拌均匀，经过滤得到纳米级宽幅打印机用水性颜料墨水。

上述水性颜料墨水在利用宽幅打印机进行打印中的应用。

上述水性颜料墨水在宽幅打印机中进行打印的方法，包括如下步骤：

1)加热打印介质至35-50℃；

2)利用宽幅打印机喷涂所述水性颜料墨水打印设定图片时，在打印喷头的两侧分别设置热风装置，向打印的图片吹热风，热风的温度为35-50℃。

优选的，所述热风装置与打印喷头的距离为5-15cm。

所述打印介质为非吸收或易渗墨的打印介质。当打印介质的温度低于35℃时，不利于墨水干燥，温度高于50℃时，不利于墨水稳定喷出，且极易堵塞喷头。

热风装置随喷头往复运动，可以对打印的图片及时干燥，热风装置与喷头的距离小于5cm时，不利于墨水的稳定喷出，当距离大于15cm时，不利于墨水快速干燥。

发明的有益效果为：

本发明提供了宽幅打印机用水性颜料墨水既可用于打印纸张、相纸、纸箱、布等普通吸收性介质，又可用于涂布纸、未经涂布的纺织品等渗墨极强的吸收性介质，更可用于打印聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、皮革、反光膜等非吸收性介质。

本发明的宽幅打印机用水性颜料墨水储存稳定性好，打印流畅性佳，打印画质色牢度高、色彩饱和度好、清晰度优，且耐候、耐水、耐刮擦性能优良。本发明的喷墨打印机用水性颜料墨水所用原料绿色环保且其生产过程及使用过程均不会产生有毒物质，利于环境保护。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

1、一种宽幅打印机用水性颜料墨水

本发明的一种宽幅打印机用水性颜料墨水包括：1.5–15wt％颜料，5-30wt％水性助溶剂，1-30wt％水性聚合物分散体，0.1-5wt％成膜助剂，0.1-5wt％水性流变助剂，0.1-10wt％表面活性剂，0.1-2wt％的保湿剂，0.1-1wt％PH调节剂、杀菌剂和余量去离子水。

本发明的一种宽幅打印机用水性颜料墨水使用的颜料是水性且可稳定分散的颜料，应当是非常细分的，其中优选95％和特别优选100％的颜料粒子具有1μm以下的粒径，平均粒径优选小于300nm，可列举通常在喷墨墨水应用中的各种有机、无机颜料。颜料的平均粒径可采用基于动态光散射法的粒径分布仪测试，如马尔文Mastersizer 3000激光粒度仪等。

具体而言，作为上述有机颜料，可以是偶氮颜料(包括偶氮色淀颜料、不溶性偶氮颜料、缩合偶氮颜料、螯合偶氮颜料等)、多环式颜料(如酞菁颜料、苝颜料、苝酮颜料、蒽醌颜料、喹吖酮颜料、二噁嗪颜料、硫靛颜料、异吲哚啉酮颜料或喹酞酮颜料等)、碱性染料型色淀、酸性染料型色淀、硝基颜料、亚硝基颜料及苯胺黑等颜料的一种或两种以上。作为上述无机颜料，可以是二氧化钛、碳酸钙、滑石粉、氧化铁、群青、镍或铬锑钛氧化物、硫化锌、氧化铬、炭黑等颜料中的一种或者两种以上。在这些之中，从发色良好、容易分散且在水中分散时可形成稳定均匀的分散体的角度出发，更优选有机颜料、炭黑(如气相炭黑、炉法炭黑等)。

另外，作为上述颜料，从耐候性和色彩饱和度出发，具体的，红色或品红色有机颜料优选颜料紫19、颜料红122、颜料红146、颜料红176、颜料红184、颜料红185、颜料红202、颜料红207、颜料红209、颜料红254、颜料红269、颜料红282等；黄色有机颜料优选颜料黄17、颜料黄74、颜料黄83、颜料黄128、颜料黄139、颜料黄150、颜料黄151、颜料黄154、颜料黄155、颜料黄180、颜料黄181、颜料黄185、颜料黄213等；蓝色有机颜料优选颜料蓝15、颜料蓝15:3，颜料蓝15:4、颜料蓝60等；炭黑优选黑1、黑7等。

本发明的一种宽幅打印机用水性颜料墨水，颜料含量为1.5–15wt％，更优选2–8wt％。

本发明的一种宽幅打印机用水性颜料墨水包含一种或多种可在水中溶解或者与水混溶的助溶剂，其表面张力在20mN/m以上，45mN/m以下，可降低墨水组合液的表面张力，提高其润湿性，同时可赋予墨水一定的干燥性能、保湿性能，有利于颜料、水性聚合物分散液、水性流变助剂及表面活性剂在水中稳定分散，利于形成储存稳定性好、喷出性能稳定的水性颜料墨水。

本发明的一种宽幅打印机用水性颜料墨水所用水溶性助溶剂，可列举一元醇类、多元醇类、多元醇的低级烷基醚类、酮类、醚类、酯类、含氮化合物等。具体的，包括但不限于以下溶剂：甲醇、乙醇、n-丙醇、n-丁醇、n-戊醇、n-己醇、n-庚醇、n-辛醇、n-壬醇、n-癸醇及他们的异构体、环戊醇、环己醇、乙二醇、一缩二乙二醇、二缩二乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、一缩二丙二醇、聚丙二醇、丁二醇、戊二醇、己二醇、甘油、季戊四醇、己三醇、硫二甘醇、3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇、乙二醇单甲基醚、乙二醇二甲基醚、乙二醇单乙基醚、乙二醇二乙基醚、乙二醇单丙基醚、乙二醇异丙基醚、乙二醇单丁基醚、乙二醇异丁基醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、丙二醇单丙基醚、丙二醇单丁基醚、二乙二醇单甲醚，二乙二醇单乙醚、二乙二醇单丙醚、二乙二醇单丁醚、二丙二醇单甲醚、二丙二醇单乙醚、二丙二醇单丙醚、二丙二醇单丁醚、二乙二醇双甲醚、二丙二醇双甲醚、三乙二醇单甲醚、三丙二醇单甲醚、三乙二醇双甲醚、三丙二醇双甲醚、丙酮、甲乙基酮、甲基丁基酮、二异丙基酮、环戊酮、环己酮、异丙基醚、n-丁基醚、四氢呋喃、1、4二噁烷、碳酸丙烯酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、二丁基邻苯二酸酯、二辛基邻苯二酸酯、γ-丁内酯、ε-己内酯、ε-己内酰胺、尿素、2-吡咯烷酮、N-甲基吡咯烷酮、N-乙基吡咯烷酮、辛基吡咯烷酮、甲酰胺、N、N二甲基甲酰胺、N、N二乙基甲酰胺、二甲基亚砜等。他们可单独使用，也可两种以上合用，更优选两种以上合用：采用1-15wt％沸点100℃以下的溶剂(如乙醇、异丙醇、丙酮、丁酮等)和1-15wt％沸点150-250℃左右的溶剂(如乙二醇、丙二醇、甘油、二甘醇、N、N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜等)合用，给予水性颜料墨水组合物一定干燥性能的同时，能更好的保证其喷出稳定性。

本发明的一种宽幅打印机用水性颜料墨水中水溶性助溶剂的总含量为5-30wt％，更优选15-25wt％。

本发明的一种宽幅打印机用水性颜料墨水中包含1-30wt％水性聚合物分散体，该水性聚合物分散体为水性聚氨酯分散体、水性丙烯酸分散体、水性氯乙烯丙烯酸等阴离子型或者非离子型聚合物分散体的一种或者两种以上的组合，并且本发明所用的水性聚合物分散体中，聚合物的重均分子量为1000-100000，更优选为5000-30000，当聚合物的分子量小于5000时，有使颜料的分散稳定性变差、所得的印刷物耐刮擦、耐水性能下降的趋势，当聚合物的分子量大于30000时，有使水性颜料墨水组合液黏度增大的趋势，不利于在宽幅打印机喷头中稳定流畅的喷出，故而不优选。本发明所用的水性聚合物分散体的玻璃化转变温度(Tg)为-40-100℃，更优选为-20-40℃，当Tg小于-20℃时，有使最终干燥在打印介质上的墨水层发粘的趋势，不利于承印物的顺利收卷，当Tg大于40℃时，有使水性颜料墨水组合物干燥变慢的趋势，不利于墨水组合物在宽幅打印机上快速打印时充分干燥，同样造成承印物无法顺利收卷。从不堵塞喷头、可获得良好光泽感及打印流畅性的角度考虑，本发明所用的水性聚合物分散体的粘度为1-10000cp(25℃测得)，更优选500cp以下；其100％的聚合物粒子具有1μm以下的粒径，更优选50-200nm。

基于上述原理的水性聚氨酯分散体的实例可列举如下产品，包括但不限于如下产品：BAYHYDROL UH2606和BAYHYDROL UH2648(拜耳公司)，502(上海禾源化工有限公司)，PU39、PU40、PU63、PU71、PU74、PU91、PU921、PU98D、PU200和PU800(宁柏迪有限公司)，NEOREZR-961、NEOREZ R-985、NEOREZ R-986、NEOREZ R-989和NEOREZ R-2005(帝斯曼公司)，GX-1134、GX1137和GX-1156(日信化学工业株式会社)，HUX-282、HUX-386、HUX-561S和HUX-564(艾迪科上海贸易有限公司)，PU406、PU461、PU462、PU476、PU645、PU666、PU668、PU772、PU773、PU755、PU8002和PU8008(斯塔尔精细涂料有限公司)，PIU1600、PIU1700、EP1902、EP1903和EP1913(高松油脂株式会社)，Joncryl FLX5201和Joncryl FLX5220(巴斯夫)，PU821H、PU916和PU1512(上海思沃聚合物)、9500(黄山联固新材料有限公司)、U205、U216、U3251、U6100和U6300(欧宝迪树脂有限公司)等。

基于上述原理的水性丙烯酸分散体的实例可列举如下产品，包括但不限于如下产品：AC2518、AC25142、AC25381、AC2570、AC3630、AC3660和AC3600(欧宝迪树脂有限公司)，AC049、AC 111、AC 122、AC246、AC275和AC290(斯塔尔精细涂料有限公司),Joncryl 142、Joncryl661、Joncryl662、Joncryl668、Joncryl1282、Joncryl7159ap、Joncryl 77ap、Joncryl 660DPM、Joncryl 1685、Joncryl 2136、Joncryl ECO 2177、Joncryl DFC 3040、Joncryl7124、Joncryl 624、Joncryl 7339、Joncryl 7603、Joncryl 8050和Joncryl 8052(巴斯夫)等。

基于上述原理的水性氯乙烯丙烯酸分散体的实例可列举如下产品，包括但不限于如下产品：VCAR-20和VDAR-21(无锡洪汇新材料科技股份有限公司)VINYBLAN 700、VINYBLAN 701和VINYBLAN 755(日信化学工业株式会社)等。

本发明的一种宽幅打印机用水性颜料墨水中水性聚合物分散体的含量为1-30wt％，更优选10-30wt％，水性聚合物分散体的含量小于10％时，不利于墨水组合物在打印介质上很好的附着，造成墨液层在打印介质上的耐水耐刮擦性能不合格；水性聚合物分散体的含量大于30％时，会使得墨水组合物粘度偏大或过大，从而无法稳定、流畅的从打印头喷出。

本发明的一种宽幅打印机用水性颜料墨水包含0.1-5wt％成膜助剂，该成膜助剂在墨水干燥过程中，随着水分的挥发，可加速水性墨水组合物中聚合物分散体粒子的挤压变形，降低其最低成膜温度，从而加速水性墨水组合物的干燥过程。上述成膜助剂为二乙二醇丁醚、三乙二醇丁醚、二丙二醇丁醚、三丙二醇丁醚等C原子数6以上的长链醇醚、C原子数大于6的脂肪族醇酯(优选C原子数6-18，如2,2,4-三甲基-1，3-戊二醇单异丁酸酯)、C原子数大于6的特殊双酯(如伊斯曼公司的OE300)等的一种或者两种以上的组合。上述成膜助剂的加入量优选0.1-3％，加入量过低对提高墨水干燥速度无明显作用，加入量过多则会造成墨水组合物中某些物质沉淀析出，无法长期稳定储存。

本发明的一种宽幅打印机用水性颜料墨水中的水性流变助剂，为疏水改性的非离子缔合型聚氨酯、苯乙烯丙烯酸乳液、气相二氧化硅的水溶液等一种或两种以上的组合，可使墨水组合物在喷嘴挤压变形时具有低的粘度，从而易从喷嘴稳定喷出，当墨水组合物被打印在介质上的瞬间粘度变大，降低墨水组合物在非吸收性、低吸收性介质和易渗墨水介质的扩散速度，使得墨水组合物具有一定的触变性，从而利于快速打印高清晰度的图像。上述水性流变助剂的加入量为0.1-5wt％，优选0.5-3wt％，加入量过低无法起到很好的触变作用，加入量过高会使得墨水组合物粘度偏大，对打印流畅性造成不利影响。

基于上述原理的水性流变助剂的实例可列举如下产品，包括但不限于如下产品：RM-8W、RM-2020和RM-5000(罗门哈斯公司)，TEGO ViscoPlus 3000、TEGO ViscoPlus3010、TEGO ViscoPlus 3030和TEGO ViscoPlus 3060(赢创)，UH-550、UH-752和UH-756VF(艾迪科上海贸易有限公司)、Joncryl 537、Joncryl 538、Joncryl 538A、Joncryl 631ap和Joncryl1686(巴斯夫)、AERODISP WR7520和AERODISP WR8520(赢创)等。

本发明的一种宽幅打印机用水性颜料墨水中的表面活性剂为含硅类、含氟类、聚醚改性有机硅类、炔二醇类、长链脂肪醇聚氧乙烯醚类、丙烯酸共聚物类的阴离子或非离子型表面活性剂，包括具有分散作用、润湿作用、流平作用、消泡作用的表面活性剂，使得墨水组合物中的颜料粒子、聚合物粒子、流变助剂能长期稳定的分散于水中，并当墨水组合物被施加于打印介质上时能很好的润湿介质表面并在其表面产生优秀的流平效果，且防止其在运输和使用过程中产生大量气泡影响打印效果。

基于上述原理的表面活性剂的实例可列举如下产品，包括但不限于如下产品：BYKJET-9151,BYKJET-9152,BYKJET-9170,BYK-DISPERSANT-190,BYKJET-2012,BYK-DISPERSANT-2010,BYK-333,BYK-348,BYK-378,BYK-3400,BYK-3410,BYK-3455,BYK-DYNWET800N,BYK-019,BYK-025,BYK-028和BYK-1770(毕克化学)；TEGO Dispers 750W，TEGODispers 755W，TEGO Dispers 757W，TEGO Dispers760W，TEGO Dispers 761W，TEGODispers 765W，ZETASPERSE 3100,ZETASPERSE 3400,ZETASPERSE 3600,ZETASPERSE 3700,ZETASPERSE 3800,TEGO Twin4000，TEGO Twin4100，TEGO Twin4200，TEGO Wet 500，TEGOWet 505，TEGO Wet 510，TEGO Wet KL245,SURFYNOL 440,SURFYNOL 465,DYNOL 604,DYNOL607,DYNOL 800,DYNOL 810,DYNOL 960,DYNOL 980,TEGO Foamex 842，TEGO Foamex 843，SURFYNOL DF-110,SURFYNOL AD01,SURFYNOL 107L和SURFYNOL MD-20(赢创)；YCK-2060,YCK-2180,YCK-2280,YCK-2490,YCK-2500,YCK-2730,YCK-2760,YCK-1110,YCK-1410,YCK-700和YCK-760(毅克化学)等。

本发明的一种宽幅打印机用水性颜料墨水还含有0.1-2wt％的十八脂肪醇聚氧乙烯醚保湿剂，可以提高墨水组合物的保湿性能，利于喷头润湿，提高打印流畅性。

本发明的一种宽幅打印机用水性颜料墨水还含有0.1-1wt％PH调节剂、杀菌剂，所述PH调节剂为氨水、三乙胺、乙醇胺中等的一种或两种以上的混合物，所述杀菌剂为异噻唑啉类混合物(如Proxel GXL)。

本发明的一种宽幅打印机用水性颜料墨水中使用的水，优选除去了金属离子等杂质的去离子水乃至蒸馏水。

所述的一种宽幅打印机用水性颜料墨水的粘度为2-25cp，表面张力为22-32mN/m，颜料平均粒径50-500nm，尤其适用于压电/微压电式打印喷头。

2、一种宽幅打印机用水性颜料墨水的打印方法

(1)调整宽幅打印机前、中、后段加热温度为35-50℃，加热非吸收或易渗墨打印介质，温度低于35℃不利于墨水干燥，温度高于50℃不利于墨水稳定喷出且极易堵塞喷头；

(2)在宽幅打印机上距离打印喷头两侧5-15厘米位置各加一个热风装置，热风装置随喷头往复运动。距离小于5厘米不利于墨水稳定喷出，距离大于15厘米不利于墨水快速干燥。

实施例

下面结合具体实施例来进一步详细的说明本发明，但本发明并不只限定于这些实施例。且除非另有说明，百分比按重量计。

1、一种宽幅打印机用水性颜料墨水的制备方法

1)水性颜料分散液的制备

按照表1所示比例，将分散剂BYK190、二甘醇、DF-110D、Proxel GXL加入去离子水中，用分散电机搅拌均匀，然后加入C.I.颜料黄155搅拌30-60min，转速3000rad/min，之后改用砂磨机研磨(研磨时间随研磨物料多少变化，物料越多，时间越长)一定时间，用孔径1um的过滤器进行过滤除去垃圾、粗大粒子等杂质，制得水性颜料黄分散液1。

同样的，采用上述方法，可分别制得水性颜料黄分散液2、水性颜料红分散液3、水性颜料红分散液4、水性颜料蓝分散液5、水性颜料黑分散液6。

制得的水性颜料分散液的平均粒径小于500nm(采用Mastersizer3000激光粒度分析仪测得)。

表1

(1)水性颜料墨水的制备

依照表2所示，按比例称取水性颜料黄分散液1、异丙醇、1,2-丙二醇、二乙二醇丁醚、NEOREZ R-986、UH-752、十八脂肪醇聚氧乙烯醚、DYNOL 604、SURFYNOL 465、SURFYNOLDF-110、三乙醇胺、Proxel GXL和去离子水，采用分散电机搅拌均匀，搅拌速度2000rad/min，然后用孔径1um、孔径0.5um的过滤器分别进行过滤得到水性颜料黄墨水7。

同样的，采用上述方法，可分别制得水性颜料黄墨水8、水性颜料红墨水9、水性颜料红墨水10、水性颜料蓝墨水11、水性颜料黑墨水12。

制得的上述水性颜料墨水的粘度为3-6cp(25℃)，最大粒径小于500nm，表面张力为23-28mN/m。使用Brookfield DV-Ⅱ+PRO粘度计测量粘度，使用Mastersizer3000激光粒度分析仪测量粒径，使用QBZY表面张力测试仪(上海方瑞仪器有限公司)测量表面张力。

本发明制备的水性颜料墨水适用于压电工业喷头，包括但不限于爱普生、星光、理光、精工、京瓷、桑巴等工业喷头。

表2

2、一种宽幅打印机用水性颜料墨水的打印方法

使用(1)装有爱普生七代喷头的武藤1638机器和(2)装有爱普生5113喷头的武腾荣耀MT-RJ16B2机器进行测试。分别在机器喷头两侧，距离喷头10厘米位置安装一个热风装置，该热风装置温度可调节、风力方向、风力大小可调节，且随喷头往复运动。打印过程中热风温度优选为40-60℃。

调整宽幅打印机前段、后段加热温度为45℃，调整宽幅打印机中段温度为40℃。

采用聚氯乙烯车贴作为打印介质。将上述实施例墨水打印在打印介质上。

打印介质在打印完成、离开打印平台收卷前进一步加热，加热温度为60-80℃，使得打印画面可完全干燥，顺利收卷。

3、一种宽幅打印机用水性颜料墨水的评价

(1)墨水储存稳定性的评价

将本发明所述墨水密封，置于60℃烘箱中储存七天，测定最大粒径和黏度变化。所述墨水最大粒径无明显变化；粘度变化低于±15％。储存稳定性合格。

(2)墨水打印流畅性和待机稳定性评价

将本发明所述墨水连续打印纯色块50m²,观察打印前后测试条变化，本发明所述墨水断针数均小于5。在环境温度15-30℃，湿度为40-80％的条件下，分别待机24小时、15天、30天打印测试条，并进行打印流畅性测试，喷头无塞孔现象，且打印前后测试条断针数均小与5。

墨水打印质量评价

本发明所述墨水打印的图像画面均一，清晰度高，将收卷之后的打印介质室温放置1天，用干布、湿布用力擦拭，图像均无脱落，墨水在打印介质上附着力非常好。且本发明所述墨水耐候等级高，户内、户外均可使用。

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

Claims (10)

1.一种宽幅打印机用水性颜料墨水，其特征在于：包括水性流变助剂，水性流变助剂的加入量为0.1-5wt％，所述水性流变助剂为疏水改性的非离子缔合型聚氨酯、苯乙烯丙烯酸乳液或气相二氧化硅水溶液中的一种或两种及以上的组合物。

2.根据权利要求1所述宽幅打印机用水性颜料墨水，其特征在于：由以下质量百分数的组分组成：颜料1.5–15wt％，水性助溶剂5-30wt％，水性聚合物分散体1-30wt％，成膜助剂0.1-5wt％，水性流变助剂0.1-5wt％，表面活性剂0.1-10wt％，保湿剂0.1-2wt％，pH调节剂0.1-1wt％、杀菌剂，余量为水，所述水性助溶剂的表面张力在20mN/m以上，45mN/m以下；

优选的，所述水性助溶剂为一元醇类、多元醇类、多元醇的低级烷基醚类、酮类、醚类、酯类或含氮化合物；

优选的，所述水性助溶剂为甲醇、乙醇、n-丙醇、n-丁醇、n-戊醇、n-己醇、n-庚醇、n-辛醇、n-壬醇、n-癸醇及他们的异构体、环戊醇、环己醇、乙二醇、一缩二乙二醇、二缩二乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、一缩二丙二醇、聚丙二醇、丁二醇、戊二醇、己二醇、甘油、季戊四醇、己三醇、硫二甘醇、3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇、乙二醇单甲基醚、乙二醇二甲基醚、乙二醇单乙基醚、乙二醇二乙基醚、乙二醇单丙基醚、乙二醇异丙基醚、乙二醇单丁基醚、乙二醇异丁基醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、丙二醇单丙基醚、丙二醇单丁基醚、二乙二醇单甲醚，二乙二醇单乙醚、二乙二醇单丙醚、二乙二醇单丁醚、二丙二醇单甲醚、二丙二醇单乙醚、二丙二醇单丙醚、二丙二醇单丁醚、二乙二醇双甲醚、二丙二醇双甲醚、三乙二醇单甲醚、三丙二醇单甲醚、三乙二醇双甲醚、三丙二醇双甲醚、丙酮、甲乙基酮、甲基丁基酮、二异丙基酮、环戊酮、环己酮、异丙基醚、n-丁基醚、四氢呋喃、1、4二噁烷、碳酸丙烯酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、二丁基邻苯二酸酯、二辛基邻苯二酸酯、γ-丁内酯、ε-己内酯、ε-己内酰胺、尿素、2-吡咯烷酮、N-甲基吡咯烷酮、N-乙基吡咯烷酮、辛基吡咯烷酮、甲酰胺、N、N二甲基甲酰胺、N、N二乙基甲酰胺、二甲基亚砜中的一种或两种以上的混合物。

优选的，所述水性助溶剂为1-15wt％沸点在100℃以下的溶剂和1-15wt％沸点在150-250℃的溶剂的混合物；

优选的，所述沸点在100℃以下的溶剂为乙醇、异丙醇、丙酮或丁酮；所述沸点在150-250℃的溶剂为乙二醇、丙二醇、甘油、N、N-二甲基甲酰胺或二甲基亚砜。

3.根据权利要求2所述宽幅打印机用水性颜料墨水，其特征在于：所述颜料为偶氮颜料、多环式颜料、碱性染料型色淀、酸性染料型色淀、硝基颜料、亚硝基颜料及苯胺黑中的一种或两种及以上的组合物；

或，所述颜料为二氧化钛、碳酸钙、滑石粉、氧化铁、群青、镍或铬锑钛氧化物、硫化锌、氧化铬及炭黑中的一种或两种及以上的组合物。

4.根据权利要求2所述宽幅打印机用水性颜料墨水，其特征在于：所述水性聚合物分散体为水性聚氨酯分散体、水性丙烯酸分散体、水性氯乙烯丙烯酸等阴离子型或者非离子型聚合物分散体的一种或者两种以上的组合；

水性聚合物的重均分子量为1000-100000；

优选的，所述水性聚合物分散体的重均分子量为5000-30000。

5.根据权利要求4所述宽幅打印机用水性颜料墨水，其特征在于：所述水性聚合物分散体的玻璃化转变温度为-40-100℃，更优选为所述水性聚合物分散体的玻璃化转变温度为-20-40℃。

6.根据权利要求1所述宽幅打印机用水性颜料墨水，其特征在于：所述成膜助剂为C原子数6以上的长链醇醚、C原子数大于6的脂肪族醇酯、C原子数大于6的特殊双酯中的一种或者两种以上的组合物。

7.根据权利要求1-6任一所述宽幅打印机用水性颜料墨水，其特征在于：所述墨水的粘度为2-25cp，表面张力为22-32mN/m，颜料平均粒径50-500nm。

8.权利要求1-7任一所述宽幅打印机用水性颜料墨水的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)颜料、水性助溶剂、表面活性剂和部分水搅拌均匀，研磨，制得粒径在1μm以下的水性颜料分散液；

2)将步骤1)中制备的水性颜料分散液与水性助溶剂、水性聚合物分散体、成膜助剂、水性流变助剂、表面活性剂、保湿剂、pH调节剂、杀菌剂和剩余的水搅拌均匀，经过滤得到纳米级宽幅打印机用水性颜料墨水。

9.权利要求1-7任一所述水性颜料墨水在利用宽幅打印机进行打印中的应用。

10.权利要求1-7任一所述水性颜料墨水在宽幅打印机中进行打印的方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)加热打印介质至35-50℃；

2)利用宽幅打印机喷涂所述水性颜料墨水打印设定图片时，在打印喷头的两侧分别设置热风装置，向打印的图片吹热风，热风的温度为35-50℃；

优选的，所述热风装置与打印喷头的距离为5-15cm。