CN110083023A

CN110083023A - 一种专用于红头文件打印的金光红墨粉及其制备方法

Info

Publication number: CN110083023A
Application number: CN201910392939.XA
Authority: CN
Inventors: 续守民; 李杨; 彭立政; 赵彬彬; 赵腾飞; 杜丽英; 杨联明
Original assignee: HANDAN HANGUANG OFFICE AUTOMATION CONSUMABLE MATERIAL CO Ltd
Current assignee: HANDAN HANGUANG OFFICE AUTOMATION CONSUMABLE MATERIAL CO Ltd
Priority date: 2019-05-13
Filing date: 2019-05-13
Publication date: 2019-08-02

Abstract

本发明公开了一种专用于红头文件打印的金光红墨粉及其制备方法，由按质量百分含量计的以下组分组成：聚酯树脂62～85％，金光红颜料3.5～10％，分散剂0.5～3％，固化剂1～8％，蜡3～10％，电荷调节剂0.5～5％，光稳定剂0.5～3％，外部添加剂1～4％。本发明的金光红墨粉，能够在红黑双色打印机上实现红头文件的打印，印品的红色文字及图章具有鲜艳亮丽的金光红色相。采用物理法制备的金光红墨粉，生产工艺成熟，生产过程安全环保，适合产业化生产。

Description

一种专用于红头文件打印的金光红墨粉及其制备方法

技术领域

本发明属于激光打印机、数码复印机用墨粉的技术领域，具体地，涉及一种专用于红头文件打印的金光红墨粉及其制备方法。

发明背景

“红头文件”是国内对中央及地方各级政府机关下发的带有红字标题和红色印章的文件、公示、公告以及声明等的一种俗称。红头文件属于除政府行政法规之外的其它对公众有约束力的文件，具有规范性、庄严性和机密性。

红头文件上的红色标题及印章在色相和显示效果上有着特殊的、严格的要求，与普通红色存在很大差别。传统上，标准红头文件主要依靠印刷厂的专色印刷。然而，采用印刷方式存在着时效性和经济性的问题：文件制作需要预先制版和一定印数的保证；文件一旦需要修改或调整时，印版和付印文件将全部作废，造成巨大浪费。

激光打印机、数码复印机是现代自动化办公的记录输出设备，它们基于静电成像工作原理，是一种快速、便捷、高效的文件制作方式，具有节约成本、可随时修改及输出、使用灵活等特点，特别适合于红头文件的制作。

通常装备CMYK四色粉的彩色打印机是最先尝试用于打印红头文件的设备，其中C、M、Y、K分别代表了青、洋红或品红、黄、黑四种颜色。然而，普通彩色打印机红色墨粉M与金光红的色相偏差大，而且也很难通过单纯的配色调整达到红头文件的色相要求。

日本冲电气工业株式会社(OKI)针对国内市场开发了双色打印机(C910RB)，一种只输出红(R)黑(B)两色的专用打印机，能够打印出色相和色泽获得政府部门认可的红头文件；近年来，国内的一些打印设备厂家如奔图、虹光等也在积极开发红黑双色专用打印机并取得重大进展。

红头文件专用双色打印机的红色墨粉(R)行业内称之为“金光红墨粉”。金光红墨粉应当具有准确的金光红色相、金属光泽般的视觉效果、优良的低温定影性、精准的密度值及良好密度保持性、稳定的色彩保持性、优良的耐光性及耐极端环境性等。目前在国内外的墨粉兼容市场上，高质量、高性能的金光红墨粉尚属于稀缺产品。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种红黑双色激光/LED打印机专用金光红墨粉，包括负电性金光红墨粉和正电性金光红墨粉。

本发明的另一个目的在于提供一种专用金光红墨粉的制备方法。

本发明技术所提供的金光红墨粉产品，能够满足红黑双色打印机使用中的性能指标要求，能够准确表现红头文件中的大字标题和图章的金光红色彩。

本发明技术所提供的金光红墨粉产品，利用聚酯树脂为主体连结料，对金光红颜料有良好的相容性，提高了墨粉的低温定影性能，印品光泽度高。

本发明技术所提供的金光红墨粉产品，使用分散剂以及采用预分散工艺，能够极大地改善有机颜料分散的细微度和均匀性，从而提升打印稿面的密度和光泽性。

本发明技术所提供的金光红墨粉产品，使用固化剂为配方成份，能够使聚酯树脂在定影时产生交联，从而提高墨粉的定影能力并防止粘定影辊。

本发明技术所提供的金光红墨粉产品，通过加入光稳定剂，进一步增强了金光红墨粉的抗褪色性和耐日晒牢度。

本发明技术将通过下面详细描述和说明得到进一步体现和明确。

本发明的金光红墨粉由按质量百分含量计的以下组分组成：

进一步，本发明的一个更优化配方由按质量百分含量计的以下组分组成：

本发明的金光红墨粉中，所述的聚酯树脂是醇和羧酸缩聚乃至共聚得到的制品，可选择日本日油株式会社、邯郸顶新碳粉树脂有限公司或烟台枫林新材料科技有限公司生产的聚酯树脂。

所述的聚酯树脂包括饱和聚酯树脂、不饱和聚酯树脂、苯丙-聚酯共聚合树脂；聚酯树脂可单独使用一种，也可几种混合使用。

所述的聚酯树脂的软化点在90～140℃，玻璃化温度在50～80℃，熔融指数在10～400g/10min，酸值为0.1～30mgKOH/g，羟值在0～45mgKOH/g。聚酯树脂具有高玻璃化温度(Tg)、低软化点(Tf)的特点，既可满足红黑双色打印机的低温定影要求，又能防止墨粉运输及贮存时产生团聚或结块的问题。聚酯树脂对有机颜料(如金光红颜料等)的分散性要比苯丙树脂好得多，能够提高印品鲜艳度和光泽性。此外，还可采取混和聚酯的使用方式提升树脂的综合性能：例如，无定形聚酯具有良好的低温定影性，结晶型聚酯具有良好的耐久性并能提高光泽度，两者混合使用可以提高墨粉的综合性能，更好地满足打印设备的技术要求。使用酸值或羟值较低聚酯树脂，有利于提升墨粉的抗潮能力，保证其在高温高湿环境下有正常打印性能。

本发明的金光红墨粉中，所述的金光红颜料可以为单一金光红颜料，包括C.I.颜料红53:1，C.I.颜料红57:1，C.I.颜料红48:2等；也可以使用上述三种金光红颜料中的任意一种或多种作为主颜料，辅助以品红色颜料和黄颜料；其中，品红色颜料包括：C.I.颜料红31，C.I.颜料红122，C.I.颜料红150，C.I.颜料红184，C.I.颜料红185，C.I.颜料红238，C.I.颜料红269等；黄色颜料包括：C.I.颜料黄74，C.I.颜料黄93，C.I.颜料黄155，C.I.颜料黄180，C.I.颜料黄185等；在实际应用中，可根据印品所需色相，调整红颜料和黄颜料到任意配比。

本发明的金光红墨粉中，所述的分散剂是脂肪醇类分散剂，具体为是8至22碳原子链的脂肪族固态醇类，包括合成型脂肪醇和天然脂肪醇。分散剂在墨粉中主要起到帮助颜料分散的作用：由于颜料具有较高的极性，分子链不易打开，易形成较大颗粒，导致其不易在树脂体系内分散；而颜料分散剂则可以利用其自身的极性基团，通过化学键合或范德华力与颜料结合形成较强的吸附作用，将颜料包覆，形成更小的聚集体，有利于提高有机颜料的分散性，从而有利于提高打印稿面的密度和光泽性。

本发明的金光红墨粉中，所述的固化剂包括：能够与树脂中羧基进行交联反应的异氰尿酸三缩水甘油酯(TGIC)和羟烷基酰胺类(HAA)固化剂；能够与聚酯树脂中羟基反应的封闭型多异氰酸酯(NCO)类固化剂，其中封闭型异氰酸酯包括苯酚封闭型、己内酰胺封闭型、脲二酮封闭型、丁酮肟封闭型多异氰酸酯，使用较多且效果较好的是己内酰胺封闭型多异氰酸酯。固化剂的作用是利用定影时的较高温度和树脂进行交联固化，增强树脂内聚力，提高墨粉的定影性能和防止粘定影辊。所述固化剂的添加量不超过按照树脂酸值或羟值等摩尔计算得到的配比，固化剂的配比则可根据定影牢度、粘附定影辊程度进行调整。

本发明的金光红墨粉中，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、费托蜡、石蜡、氧化石蜡、微晶蜡等烃蜡；二十二酸二十二酯、十八酸十八酯、巴西棕榈蜡、褐煤酸酯蜡、季戊四醇硬脂酸酯等酯蜡；油酸酰胺和硬脂酸酰胺等高级脂肪酸酰胺蜡。各种蜡可以单独使用或混合多种使用。蜡在墨粉定影过程中主要起到脱模剂的作用，防止墨粉粘在定影辊、分离爪等打印设备器件上。

本发明的金光红墨粉中，所述的电荷调节剂(CCA)根据墨粉的电性要求，分为正电性CCA和负电性CCA。其中，负电性CCA包括：负电性聚合物类、金属水杨酸络合物、单偶氮金属络合物或螯合物、芳香族羟基羧酸或芳香族二羧酸的有机金属络合物；正电性CCA包括：脂肪酸金属盐、季铵盐(如三丁基苯甲基铵-1-羟基-4-萘酚磺酸盐或四丁基铵四氟硼酸盐)、苯乙烯-丙烯酸-甲基丙烯酸酯共聚树脂、聚合物类CCA。CCA可以单独使用，也可混合多种使用。

本发明的金光红墨粉中，所述的外部添加剂为疏水性气相二氧化硅、二氧化钛、金属氧化物、钛酸盐、硬脂酸金属盐、聚合物粒子，这些添加剂的粒径5～80nm。可以单独使用，也可以混合多种使用，以满足不同的使用需求。外部添加剂的主要作用是提高墨粉的流动性、起电速率、荷电能力、改善静电团聚(静电团聚可引起稿面竖线缺陷)、提高墨粉的润滑性能减轻运行阻力。

本发明的金光红墨粉中，所述的光稳定剂包括水杨酸酯类、苯甲酸酯类、二苯甲酮类、苯并三唑类、三嗪类、取代丙烯腈类、草酰胺类。光稳定剂可以单独使用，也可以混合使用。光稳定剂的使用能够显著提高金光红色彩的室外耐晒性，达到久晒不褪色，更能够像黑色字迹一样长久保存而不褪色。

本发明的金光红墨粉的制备工艺，包括以下步骤：

(1)颜料预分散物A的制备：将聚酯树脂、金光红颜料或混合颜料、分散剂三种物质，按配方配比，在高速混合机中混和均匀，混合后的物料经过混炼机熔融混合，混炼温度在80～170℃，冷却压片再经过机械粉碎，得到粒径1～2mm的颜料预分散物A；

(2)按配方配比，将颜料预分散物A、蜡、电荷调节剂、光稳定剂、固化剂混合均匀，形成混合物B，将混合物B在高速混合机中混合均匀，再使用混炼机熔融混合，混炼温度在80～170℃，挤出速率4-9kg/h,冷却压片形成片料，片料再经过机械粉碎至粒径在1～2mm的粗颗粒；

(3)当印品要求较低时，上述(1)和(2)两步骤也可合并为一步进行，即将聚酯树脂、颜料、分散剂、固化剂、蜡、电荷调节剂、光稳定剂在高速混合机中混合均匀；再使用混炼机熔融混合，混炼温度在80～170℃，挤出速率4～9kg/h，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的粗颗粒；

(4)将粗颗粒混合物B送入气流粉碎机(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5～12μm的分级品；

(5)将生粉分级品加入外部添加剂，在搅拌速率为20～50m/s条件下搅拌2～10min，即得到金光红墨粉成品。

本发明技术有如下特点和优势：

(1)本发明的金光红墨粉能够适用于红黑双色激光/LED打印机，配合黑色墨粉，实现红头文件的完整制作；

(2)本发明的金光红墨粉性能稳定，具有良好的耐日晒性能，尤其是使用了光稳定剂后，能够在户外长久保持红色字迹和图章的鲜艳度；

(3)本发明的金光红墨粉，利用聚酯树脂为主体连结料，该类树脂对金光红颜料有良好的相容性，还能够提高墨粉的低温定影性能和印品光泽度。

(4)本发明的金光红墨粉，使用分散剂以及采用预分散工艺，能够极大地改善有机颜料分散的细微度和均匀性，进一步提高打印稿面的密度和光泽性。

(5)本发明的金光红墨粉，利用固化剂和聚酯树脂在定影时产生交联，进一步提高了墨粉的定影能力，并能够防止粘定影辊。

(6)本发明的金光红墨粉，使用物理法生产工艺，生产工艺成熟，生产过程安全环保，适合产业化生产。

需要指出的是，在本发明中如非特指，所有的量、份均为质量单位，所有的原料、材料及设备均可以从市场购得。

具体实施方式

下面通过具体的实施例对本发明做进一步的详细描述。

实施例1

本发明中负电性金光红墨粉的制备过程包括如下步骤：

1、按表1中配方1配比，将聚酯树脂、金光红颜料、分散剂、固化剂、蜡、电荷调节剂、光稳定剂在高速混合机中混合均匀；再使用混炼机熔融混合，混炼温度在110℃，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的粗颗粒；

2、经过机械粉碎的片料，进入气流粉碎机(压力0.5MPa，频率20Hz)、超细粉碎分级系统(转速10000rpm，风量20Nm³/h)，得到体积D50在10～11μm的分级品；

3、将所述分级品与配方中的外部添加剂混和后，在搅拌速率为20m/s的条件下进行搅拌10min后，过150目筛，即得到金光红墨粉。

实施例2

本发明中负电性金光红墨粉的制备过程包括如下步骤：

1、将聚酯树脂、金光红颜料或混合颜料、分散剂三种材料，按表1中配方2配比，在高速混合机中混和均匀，混和时间5min,转速1000rpm，将混合后的物料经过混炼机熔融混合，混炼温度在115℃，挤出速率5kg/h，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的粗颗粒，由此得到颜料预分散物A；

2、按表1中配方2配比，将颜料预分散物A、蜡、电荷调节剂、光稳定剂、固化剂混合均匀，形成混合物B，将混合物B在高速混合机中混合均匀；再使用混炼机熔融混合，混炼温度在100℃，挤出速率4kg/h，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的粗颗粒；

3、经过机械粉碎的片料，进入气流粉碎机(压力0.7MPa，频率30Hz)、超细粉碎分级系统(转速12000rpm，风量50Nm³/h)，得到体积D50在9～10μm的分级品；

4、将所述分级品与配方中的外部添加剂混和后，在搅拌速率为30m/s的条件下进行搅拌8min后，过150目筛，即得到金光红墨粉。

实施例3

本发明中负电性金光红墨粉的制备过程包括如下步骤：

1、将聚酯树脂、金光红颜料或混合颜料、脂肪醇三种物质，按表1中配方3配比，在高速混合机中混和均匀，将混合后的物料经过混炼机熔融混合，混炼温度在120℃，挤出速率7kg/h，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的粗颗粒，由此得到颜料预分散物A；

2、按表1中配方3配比，将颜料预分散物A、蜡、电荷调节剂、光稳定剂、固化剂混合均匀，形成混合物B，将混合物B在高速混合机中混合均匀；再使用混炼机熔融混合，混炼温度在9 0℃，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的粗颗粒；

3、经过机械粉碎的片料，进入气流粉碎机(压力0.7MPa，频率40Hz)、超细粉碎分级系统(转速14000rpm，风量80Nm³/h)，得到体积D50在8～9μm的分级品；

4、将所述分级品与配方中的外部添加剂混和后，在搅拌速率为40m/s的条件下进行搅拌6min后，过200目筛，即得到金光红墨粉。

实施例4

本发明中正电性金光红墨粉的制备过程包括如下步骤：

1、将聚酯树脂、金光红颜料或混合颜料、脂肪醇三种物质，按表1中配方4配比，在高速混合机中混和均匀，将混合后的物料经过混炼机熔融混合，混炼温度在140℃，挤出速率9kg/h，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的粗颗粒，由此得到颜料预分散物A；

2、按表1中配方4配比，将颜料预分散物A、蜡、电荷调节剂、光稳定剂、固化剂混合均匀，形成混合物B，将混合物B在高速混合机中混合均匀；再使用混炼机熔融混合，混炼温度在80℃，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的粗颗粒；

3、经过机械粉碎的片料，进入气流粉碎机(压力1MPa，频率50Hz)、超细粉碎分级系统(转速15000rpm，风量100Nm³/h)，得到体积D50在7～8μm的分级品；

4、将所述分级品与配方中的外部添加剂混和后，在搅拌速率为50m/s的条件下进行搅拌4min后，过200目筛，即得到金光红墨粉。

表1实施例1～4中各组分具体配比(w/w％)

以上实施例仅是为了对本发明加以具体说明，并非用于限制本发明。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

1.一种专用于红头文件打印的金光红墨粉，由按质量百分含量计的以下组分组成：

2.根据权利要求1所述的专用于红头文件打印的金光红墨粉，其特征在于：所述的聚酯树脂的玻璃化温度为50～80℃，软化点为90～140℃，熔融指数为10～400g/10min，酸值为0.1～30mgKOH/g，羟值为0～45mgKOH/g。

3.根据权利要求1或2所述的专用于红头文件打印的金光红墨粉，其特征在于：所述的聚酯树脂包括饱和聚酯树脂、不饱和聚酯树脂、苯丙-聚酯共聚合树脂；聚酯树脂可单独使用一种，也可几种混合使用。

4.根据权利要求1所述的专用于红头文件打印的金光红墨粉，其特征在于：所述的金光红颜料可以是单一的金光红颜料，包括C.I.颜料红53:1，C.I.颜料红57:1和C.I.颜料红48:2；也可以是上述三种金光红颜料中的任意一种或多种作为主颜料，辅助以品红色颜料和黄颜料；其中，品红色颜料包括C.I.颜料红31，C.I.颜料红122，C.I.颜料红150，C.I.颜料红184，C.I.颜料红185，C.I.颜料红238，C.I.颜料红269，黄色颜料包括C.I.颜料黄74，C.I.颜料黄93，C.I.颜料黄155，C.I.颜料黄180和C.I.颜料黄185。

5.根据权利要求1所述的专用于红头文件打印的金光红墨粉，其特征在于：所述的分散剂是8至22碳原子链的脂肪族固态醇类，包括合成型脂肪醇和天然脂肪醇。

6.根据权利要求1所述的专用于红头文件打印的金光红墨粉，其特征在于：所述的固化剂包括异氰尿酸三缩水甘油酯、羟烷基酰胺类和封闭型多异氰酸酯类，其中封闭型多异氰酸酯是己内酰胺封闭型多异氰酸酯。

7.根据权利要求1所述的专用于红头文件打印的金光红墨粉，其特征在于：所述的蜡是聚丙烯蜡、聚乙烯蜡、马来酸酐改性聚乙烯蜡、共聚烯烃蜡、费托蜡、石蜡、氧化石蜡、微晶蜡等烃蜡，二十二酸二十二酯、十八酸十八酯、巴西棕榈蜡、褐煤酸酯蜡和季戊四醇硬脂酸酯等酯蜡，油酸酰胺和硬脂酸酰胺等高级脂肪酸酰胺蜡。

8.根据权利要求1所述的专用于红头文件打印的金光红墨粉，其特征在于：所述的电荷调节剂(CCA)包括负电性CCA和正电性CCA，其中，负电性CCA有：负电性聚合物类、金属水杨酸络合物、单偶氮金属络合物或螯合物、芳香族羟基羧酸或芳香族二羧酸的有机金属络合物；正电性CCA有：脂肪酸金属盐、三丁基苯甲基铵-1-羟基-4-萘酚磺酸盐、四丁基铵四氟硼酸盐、苯乙烯-丙烯酸-甲基丙烯酸酯共聚树脂、正电性聚合物类。

9.根据权利要求1所述的专用于红头文件打印的金光红墨粉，其特征在于：所述的外部添加剂包括疏水性气相二氧化硅、二氧化钛、金属氧化物、钛酸盐、硬脂酸金属盐、聚合物粒子，要求添加剂粒径在5纳米～80微米，它们可以单独使用，也可以混合多种使用。

10.根据权利要求1所述的专用于红头文件打印的金光红墨粉，其特征在于：所述的光稳定剂包括水杨酸酯类、苯甲酸酯类、二苯甲酮类、苯并三唑类、三嗪类、取代丙烯腈类、草酰胺类，它们可以单独使用，也可以混合使用。

11.根据权利要求1～10任一的专用于红头文件打印的金光红墨粉的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)颜料预分散物A的制备：将聚酯树脂、金光红颜料或混合颜料、分散剂三种物质，按配方配比，在高速混合机中混和均匀，混合后的物料经过混炼机熔融混合，混炼温度在80～170℃，冷却压片再经过机械粉碎，得到粒径1～2mm的颜料预分散物A粗颗粒；

(2)按配方配比，将颜料预分散物A、蜡、电荷调节剂、光稳定剂、固化剂混合均匀，形成混合物B，将混合物B在高速混合机中混合均匀，再使用混炼机熔融混合，混炼温度在80～170℃，挤出速率4～9kg/h，冷却压片形成片料，片料再经过机械粉碎至粒径在1～2mm的粗颗粒；

(3)将粗颗粒混合物B送入气流粉碎机(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5～12μm的分级品；

(4)将分级品加入外部添加剂，在搅拌速率为20～50m/s条件下搅拌2～10min，即得到金光红墨粉成品。