CN114806277A

CN114806277A - 水性颜料墨水

Info

Publication number: CN114806277A
Application number: CN202210655966.3A
Authority: CN
Inventors: 余代英
Original assignee: Zhuhai Ninestar Management Co Ltd
Current assignee: Zhuhai Ninestar Management Co Ltd
Priority date: 2022-06-10
Filing date: 2022-06-10
Publication date: 2022-07-29
Anticipated expiration: 2042-06-10
Also published as: CN114806277B

Abstract

本申请涉及一种水性颜料墨水，以墨水的重量为100％计，所述墨水包括重量占比的以下组分：颜料色浆15％～40％、有机溶剂17％～40％、水性聚氨酯5％～10％、表面活性剂1％～5％及余量的水；其中，所述颜料色浆包括第一色料及第二色料，所述第一色料与所述第二色料的体积比为1：(0.8～2)；在CIELAB颜色空间中，所述第一色料的红绿轴上颜色的饱和度a₁、蓝黄轴上颜色的饱和度b₁满足以下关系：40＜a₁＜90且40＜b₁＜80；所述第二色料的红绿轴上颜色的饱和度a₂、蓝黄轴上颜色的饱和度b₂满足以下关系：55＜a₂＜80且30＜b₂＜60。本申请提供的水性颜料墨水，打印出来的颜色色差度低，有效降低打印成本。

Description

水性颜料墨水

技术领域

本申请涉及打印技术领域，具体地讲，涉及水性颜料墨水。

背景技术

印刷工业随着科技及经济的发展迎来了高速发展时期，油墨通过印刷或者喷绘将图案、文字表现在承印物上，用于瓦楞纸包装、各种书刊纸型及电子线路板等各种印刷。但目前使用的传统油墨含有很多各种可挥发的溶剂，其对环境及认可都具有一定的危害。近年来随着数码喷墨技术的发展，市场上越来越多厂家尝试将数码喷墨应用于印刷行业并取得了较大的成绩，其具有印刷方便、操作简单、色牢度高等特点，并且可以满足印刷行业对小批量、多种类、个性化、多元化的印刷需求。国内市场有很多企业及政府机关打印红头文件，目前市场上所用的数码喷墨墨水一般是黑色、红色、黄色、蓝色四色墨水组成，在打印红头文件时有两色或者多色混拼而成，其色彩往往达不到客户的需求，特别是打印来红头文件时红色色差度大，并且四色机需要至少需要四个或者以上的打印喷头，这也使得机器成本增加。因此，需要一款在打印过程中无需多色混拼打印的红色墨水，墨水直接打印出来的红色色差度低，降低成本。

发明内容

鉴于此，本申请提供了水性颜料墨水，采用合理的墨水体系，墨水能够直接打印，无需多色混拼打印，打印得到的颜色色差度低，并能进一步降低打印成本。

本申请实施例提供一种水性颜料墨水，以所述墨水的重量为100％计，所述墨水包括重量占比的以下组分：颜料色浆15％～40％、有机溶剂17％～40％、水性聚氨酯5％～10％、表面活性剂1％～5％及余量的水；其中，所述颜料色浆包括第一色料及第二色料，所述第一色料与所述第二色料的体积比为1：(0.8～2)；

在CIELAB颜色空间中，在CIELAB颜色空间中，所述第一色料的红绿轴上颜色的饱和度a₁、蓝黄轴上颜色的饱和度b₁满足以下关系：40＜a₁＜90且40＜b₁＜80；所述第二色料的红绿轴上颜色的饱和度a₂、蓝黄轴上颜色的饱和度b₂满足以下关系：55＜a₂＜80且30＜b₂＜60。

在一些实施方式中，利用分光光度法检测，所述第一色料在400nm-500nm范围内具有最大吸收峰，所述第二色料在500nm-600nm范围内具有最大吸收峰。

在一些实施方式中，所述水性聚氨酯为水性脂肪族聚氨酯。

在一些实施方式中，以所述墨水的重量为100％计，所述有机溶剂包括醇类有机溶剂15％～30％及醚类有机溶剂2％～10％。

在一些实施方式中，所述墨水还包括重量占比的以下组分：杀菌剂0.1％～0.5％。

在一些实施方式中，所述表面活性剂包括炔二醇类表面活性剂。

在一些实施方式中，以所述墨水的重量为100％计，所述墨水包括重量占比的以下组分：颜料色浆15％～40％、醇类有机溶剂15％～30％、醚类有机溶剂2％～10％、水性脂肪族聚氨酯5％～10％、表面活性剂1％～5％、杀菌剂0.1％～0.5％及余量的水。

在一些实施方式中，所述第一色料选自颜料黄151、颜料黄155、颜料黄154、颜料橙13、颜料橙16、颜料橙36、颜料橙43中的至少一种；所述第二色料选自颜料红19、颜料红177、颜料红254、颜料红210、颜料红207、颜料红188、颜料红209、颜料红224中的至少一种。

在一些实施方式中，所述第一色料选自颜料橙13、颜料橙16、颜料橙36中的至少一种；所述第二色料选自颜料红254、颜料红210、颜料红207、颜料红188中的至少一种。

本申请提供的水性颜料墨水，墨水环保、防水耐晒、耐擦性好，具有优秀的色彩表现力，其在打印过程中不需要进行多色混拼，直接采用单喷头的打印机就可以打印，打印出来的颜色色差度低，有效降低打印成本。尤其是满足市场上打印红头文件的专用金光红墨水，适用EPSON I3200高速ONE PASS打印，其在120m/min(A4宽幅)打印条件下不断针不偏针，墨水具有优异的流畅性及保湿性能，在常温待机3天情况下不偏针不发虚，并且可以降低机器成本。

具体实施方式

以下所述是本发明实施例的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明实施例原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明实施例的保护范围。

第一方面，本申请提供一种水性颜料墨水，以墨水的重量为100％计，所述墨水包括重量占比的以下组分：颜料色浆15％～40％、有机溶剂17％～40％、水性聚氨酯5％～10％、表面活性剂1％～5％及余量的水；其中，所述颜料色浆包括第一色料及第二色料，所述第一色料与所述第二色料的体积比为1：(0.8～2)；

在CIELAB颜色空间中，所述第一色料的红绿轴上颜色的饱和度a₁、蓝黄轴上颜色的饱和度b₁满足以下关系：40＜a₁＜90且40＜b₁＜80；所述第二色料的红绿轴上颜色的饱和度a₂、蓝黄轴上颜色的饱和度b₂满足以下关系：55＜a₂＜80且30＜b₂＜60。

本申请提供的水性颜料墨水，墨水环保、防水耐晒、耐擦性好，具有优秀的色彩表现力，其在打印过程中不需要进行多色混拼，直接采用单喷头的打印机就可以打印，打印出来的颜色色差度低，有效降低打印成本。尤其能够满足市场上打印红头文件的专用金光红墨水，适用EPSON I3200高速ONE PASS打印，其在120m/min(A4宽幅)打印条件下不断针不偏针，墨水具有优异的流畅性及保湿性能，在常温待机3天情况下不偏针不发虚，并且可以降低打印装置的喷头配置成本。

作为本申请可选的技术方案，所述颜料色浆包括第一色料及第二色料。

颜料色浆可以是偶氮色淀颜料、不溶性偶氮颜料、偶氮缩合颜料和螯合偶氮颜料中的至少一种。所述多环式颜料包括酞菁颜料、紫环酮颜料、蒽醌颜料、喹吖啶酮颜料、二噁嗪颜料、硫靛颜料、异吲哚啉酮颜料和喹酞酮颜料中的至少一种。

第一色料选自颜料黄151、颜料黄155、颜料黄154、颜料橙13、颜料橙16、颜料橙36、颜料橙43中的至少一种。其中优选颜料橙13、颜料橙16、颜料橙36中的一种或者多种。

第二色料可以选自颜料红19、颜料红177、颜料红254、颜料红210、颜料红207、颜料红188、颜料红209、颜料红224等，其中优选颜料红254、颜料红210、颜料红207、颜料红188中的一种或者多种。

利用分光光度法检测，所述第一色料在400nm-500nm范围内具有最大吸收峰，所述第二色料在500nm-600nm范围内具有最大吸收峰。通过检测色料的最大吸收峰来确定色料属于哪种颜色及色相。

作为本申请可选的技术方案，所述第一色料与所述第二色料的体积比为1：(0.8～2)，具体可以是1:0.8、1:1、1:1.2、1:1.5、1:1.8、1:2等，在此不做限定。第一色料与第二色料的体积比例控制在上述范围内，能够保证第一色料与第二色料混合后形成色差度小的红色颜料。

作为本申请可选的技术方案，颜料色浆在墨水中的重量占比具体可以是15％、18％、20％、25％、27％、28％、30％、32％、35％、38％或40％，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。优选地，颜料色浆在墨水中的重量占比为20％～30％。

作为本申请可选的技术方案，所述有机溶剂包括醇类有机溶剂15％～30％及醚类有机溶剂2％～10％，醇类有机溶剂与醚类有机溶剂的相互配合可以提高颜料色浆在墨水中的分散稳定性。经过试验发现，将15％～30％的醇类有机溶剂及2％～10％的醚类有机溶剂混合使用，可以充分的保水并不会降低墨水的速干性。

具体地，醇类有机溶剂选自乙二醇、丙二醇、丙三醇、1,2-丙三醇、1,2-丙二醇、1,5戊二醇、1,2-己二醇、正丙醇、异丙醇、二甘醇、三甘醇、四甘醇、聚乙二醇400、聚乙二醇-600、聚乙二醇-900中的至少一种。醇类有机溶剂在墨水中的重量占比具体可以是15％、18％、20％、25％、27％、28％或30％，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

醚类有机溶剂选自三甘醇单丁醚、甘油醚、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、二丙二醇单乙醚和二丙二醇单丙醚中的至少一种。醚类有机溶剂在墨水中的重量占比具体可以是2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％或10％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

作为本申请可选的技术方案，所述水性聚氨酯为水性脂肪族聚氨酯。水性脂肪族聚氨酯作为树脂使用，其在油墨中以分散体的形式存在，其占比为5％～10％，具体可以是5％、6％、7％、8％、9％或10％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

水性脂肪族聚氨酯具体可以是日本三井WS-6110,日本三井WS-6021，日本聚氨酯工业WPC-101,Y英国汉森化学材料的ZR801、ZR802、ZR803等，其中优选英国汉森ZR802。

作为本申请可选的技术方案，所述表面活性剂包括炔二醇类表面活性剂，表面活性剂能够充当表面张力调整剂，炔二醇类表面活性剂有润湿及基础流平的效果。可选地，表面活性剂在颜料墨水中的重量占比为1％～5％，具体可以是1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％或5％等等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

炔二醇类表面活性剂具体可以是2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇、3,6-二甲基-4-辛炔-3,6-二醇、3,5-二甲基-1-己炔-3-醇等。更具体地，可使用更具体地，Surfynol420、Surfynol 440、Surfynol 465、Surfynol 485、BYK-019、BYK-028、BYK-141、FoamStarSI 2250、AF-103、TEGO425、TEGO260、TEGO245、TEGO250中的一种或多种。优选地，所述表面活性剂为乙炔二醇表面活性剂，具体可以是Surfynol 104E、Surfynol 465与TEGO425。表面活性剂的添加可以降低墨水的表面张力，使墨水在打印设备上具有优异的打印流畅性。

作为本申请可选的技术方案，墨水还包括重量占比的以下组分：0.1％～0.5％的杀菌剂，杀菌剂可以是异噻唑啉酮类杀菌剂，具体可选自美国陶氏杀菌剂BIOBAN BIT-10、美国陶氏杀菌剂BIOBAN BIT-20、美国奥麟杀菌剂PROXEL GXL和美国奥麟杀菌剂PROXELCMG中的至少一种。优选地，杀菌剂为美国奥麟杀菌剂PROXEL GXL。

可选地，杀菌剂在墨水中的重量占比具体可以是0.1％、0.15％、0.2％、0.25％、0.3％、0.35％、0.4％、0.45％或0.5％，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

余量的水可以是自来水、去离子水、蒸馏水中的至少一种，优选地，水为去离子水，从而能够降低墨水中的杂质，也可以降低对墨水中的其他组分的影响。

作为本申请优选的技术方案，所述墨水包括重量占比的以下组分：以所述墨水的重量为100％计，所述墨水包括重量占比的以下组分：颜料色浆15％～40％、醇类有机溶剂15％～30％、醚类有机溶剂2％～10％、水性脂肪族聚氨酯5％～10％、表面活性剂1％～5％、杀菌剂0.1％～0.5％及余量的水，其中，所述颜料色浆包括第一色料及第二色料，所述第一色料与所述第二色料的体积比为1：(0.8～2)；

在CIELAB颜色空间中，所述第一色料的色品参数a₁、b₁满足以下关系：40＜a₁＜90且40＜b₁＜80；所述第二色料的色品参数a₂、b₂满足以下关系：55＜a₂＜80且30＜b₂＜60。

下面分多个实施例对本申请实施例进行进一步的说明。其中，本申请实施例不限定于以下的具体实施例。在保护范围内，可以适当的进行变更实施。

需要说明的是，本发明以上及以下提及的各组分的百分比均为重量占比，除特殊说明的以外，均是该组分占颜料墨水总重量的百分比。

1、水性颜料墨水的配制

根据下表1所示的配方配制水性颜料墨水，步骤包括：

在去离子水中分别依次加入有机溶剂，搅拌10-20分钟，混合均匀；再加入表面活性剂和杀菌剂，搅拌10-20分钟，混合均匀；再加入水性聚氨酯，搅拌20-40分钟，混合均匀；再加入颜料色浆，搅拌60-120分钟，混合均匀，而后使用0.6微米的滤膜过滤制得水性颜料墨水。

表1.墨水的配方

说明：以上对比例所使用色料含量由各色料浓度以实施例1为标准计算得出，确保其墨水的色浓度保持一致。

对比例1使用的第一色料颜料黄74满足在在400-500nm范围内具有最大吸收峰，但其颜色在CIELAB颜色空间中a₁值为10，且b₁值为89；

对比例2使用的第二色料颜料红122满足在500-600nm范围内具有最大吸收峰，但其颜色在CIELAB颜色空间中a₂值为53，且b₂值为20；

对比例3使用的第一色料与第二色料的添加比例为1：2.3，不满足要求的第一色料与第二色料的添加比例为1:(0.8～2)范围内。

制备得到的水性颜料墨水的理化参数如下表2所示：

表2

样本	电导率(μm/cm)	PH值	表面张力(mN/m)	粘度(cP)
					实施例1	0.5-2.0	7-9	28-30	3.0-5.0
实施例2	0.5-2.0	7-9	28-30	3.0-5.0
					实施例3	0.5-2.0	7-9	28-30	3.0-5.0
对比例1	0.5-1.5	7-9	28-30	3.0-5.0
					对比例2	0.5-1.5	7-9	28-30	3.0-5.0
对比例3	0.2-1.0	7-9	28-30	3.0-5.0

根据上表可知，实施例以及对比例的颜料色浆的调整，对墨水的理化参数影响较小。

2、性能测试

此墨水主要测试打印的颜色效果，其需要与激光打印所打印的红头文件进行对比，将上述墨水装入EPSON I3200两色机器进行打印同一红头文件(包含色块)，然后用X-rite色密度仪测试色差，结果如下：

经测试激光打印机的文件(样品1)的LAB值分别为：L:55.32，a:65.43，b：51.05，以此为标准分别计算明度差ΔL*＝(L_实施例-L_样品1),色度差Δa*＝(a_实施例-a_样品1)，Δb*＝(b_实施例-b_样品1)，总色差

将实施例1墨水装入国产EPSON I3200的20头双色ONE PASS打印机测试墨水,打印模式为ONE PASS A4宽幅，文件为图片及文字，精度300*300DPI，打印速度120m/min，连续打印5kg墨水，印刷成品UV灯照射24小时测试色密度变化，防水测试(在印刷成品色彩上滴水观察是否有颜色渗出)。耐擦性测试用Y571型摩擦牢度试验机测试，观察是否掉色及摩擦布是否有沾色。测试结果如下：

通过以上测试结果，本申请的水性颜料墨水环保、防水耐晒、耐擦性好，具有优秀的色彩表现力，满足市场上打印红头文件的专用金光红墨水，其打印出来的效果可以达到激光打印机混色打印的效果，两者总色差ΔE*小于1，其适用EPSON I3200高速ONE PASS打印，其在120m/min(A4宽幅)打印条件下不断针不偏针，墨水具有优异的流畅性及保湿性能，在常温待机3天情况下不偏针不发虚。水性颜料墨水在打印过程中不需要进行多色混拼，直接采用单喷头的打印机就可以打印，打印出来的颜色色差度低，有效降低打印成本。

本申请虽然以较佳实施例公开如上，但并不是用来限定权利要求，任何本领域技术人员在不脱离本申请构思的前提下，都可以做出若干可能的变动和修改，因此本申请的保护范围应当以本申请权利要求所界定的范围为准。

Claims

1.一种水性颜料墨水，其特征在于，以墨水的重量为100％计，所述墨水包括重量占比的以下组分：颜料色浆15％～40％、有机溶剂17％～40％、水性聚氨酯5％～10％、表面活性剂1％～5％及余量的水；其中，所述颜料色浆包括第一色料及第二色料，所述第一色料与所述第二色料的体积比为1：(0.8～2)；

2.根据权利要求1所述的水性颜料墨水，其特征在于，利用分光光度法检测，所述第一色料在400nm-500nm范围内具有最大吸收峰，所述第二色料在500nm-600nm范围内具有最大吸收峰。

3.根据权利要求1所述的水性颜料墨水，其特征在于，所述水性聚氨酯为水性脂肪族聚氨酯。

4.根据权利要求1所述的水性颜料墨水，其特征在于，以所述墨水的重量为100％计，所述有机溶剂包括醇类有机溶剂15％～30％及醚类有机溶剂2％～10％。

5.根据权利要求1或2所述的水性颜料墨水，其特征在于，所述墨水还包括重量占比的以下组分：杀菌剂0.1％～0.5％。

6.根据权利要求1或2所述的水性颜料墨水，其特征在于，所述表面活性剂包括炔二醇类表面活性剂及含氟的表面活性剂。

7.根据权利要求1所述的水性颜料墨水，其特征在于，以所述墨水的重量为100％计，所述墨水包括重量占比的以下组分：颜料色浆15％～40％、醇类有机溶剂15％～30％、醚类有机溶剂2％～10％、水性脂肪族聚氨酯5％～10％、表面活性剂1％～5％、杀菌剂0.1％～0.5％及余量的水。

8.根据权利要求1、2、3或7所述的水性颜料墨水，其特征在于，所述第一色料选自颜料黄151、颜料黄155、颜料黄154、颜料橙13、颜料橙16、颜料橙36、颜料橙43中的至少一种；所述第二色料选自颜料红19、颜料红177、颜料红254、颜料红210、颜料红207、颜料红188、颜料红209、颜料红224中的至少一种。

9.根据权利要求1、2、3或7所述的水性颜料墨水，其特征在于，所述第一色料选自颜料橙13、颜料橙16、颜料橙36中的至少一种；所述第二色料选自颜料红254、颜料红210、颜料红207、颜料红188中的至少一种。