CN117304745A - 一种喷墨打印墨水及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于喷墨打印技术领域，具体为一种喷墨打印墨水及其制备方法；所述打印墨水包括水、杀菌剂、保湿剂、渗透促进剂、助溶剂、pH调节剂、表面活性剂以及色浆；其制备方法如下：按比例在水中加入除色浆以外的所有组分搅拌一段时间，再加入色浆，继续搅拌一段时间，得到打印墨水，该墨水符合轻工行业标准（QB/T 2730.1—2013）中喷墨打印机用墨水的技术指标。对所述墨水打印的印品质量进行评价，打印的印品清晰度高，边缘平滑；打印流畅，干燥速度适中；色块均匀一致，符合日常打印需求。
Description
技术领域
本发明涉及喷墨打印技术领域，具体更涉及一种喷墨打印墨水及其制备方法。
背景技术
喷墨打印技术是一种无接触、无压力、无印版的印刷技术，将电子计算机中储存的信息输入喷墨打印机即可打印。喷墨打印技术根据打印墨水的种类分为固态和液态。固态喷墨打印技术的设备复杂而昂贵，并且设备故障率高、维修成本高，所以目前主流的喷墨打印技术是液态喷墨技术。
液态喷墨打印技术中印品质量的好坏主要依靠墨水的质量。好的墨水不仅能够打印出清晰的印品，还能够长久保存。目前，市面上的墨水主要是颜料墨水和染料墨水。颜料墨水是固体颜料经过研磨后，利用分散剂分散于水或有机溶剂中所形成的半溶液。因为颜料本身具有防水性，所以颜料墨水也具有较好的防水性能。此外，颜料墨水的耐光性极为优异，能够防止印品的褪色，颜料墨水打印出的印品边界清晰且毛刺较少。但是颜料墨水中的颜料如果粒度大小和分布不合理时，很容易使打印机喷头堵塞，从而影响打印效果和打印机的寿命。染料墨水一般指水溶性墨水，但也有溶剂型墨水。染料墨水不会造成打印机喷头堵塞，打印出的图像的色彩也十分明亮细腻，而且染料墨水的成本非常低廉。但是染料墨水的打印图像防水性能差，如果配比不合理，会导致印品的毛刺明显，耐光性差，且容易褪色。此外，墨水的粘度和表面张力对于打印效果大有影响。若墨水的粘度过高、表面张力太大，则会堵塞喷嘴；若粘度过低、表面张力太小，则会出现漏墨现象。目前，惠普、佳能和爱普生是染料墨水市场上具有代表性的品牌。这些品牌的墨水价格较高，且配方并未公开，这限制了染料墨水的普及。
发明内容
有鉴于此，本发明提出了一种染料喷墨打印墨水及其制备方法。本发明原料便宜，操作简单，成品性价比高；本发明获得的墨水符合轻工行业标准(QB/T 2730.1—2013)中喷墨打印机用墨水的技术指标，对获得的墨水打印的印品质量进行评价，打印的印品清晰度高，边缘平滑；打印流畅，干燥速度适中；色块均匀一致，符合日常打印需求。
本发明的技术方案具体如下。
本发明提供一种喷墨打印墨水，以质量百分数计，其由以下组分组成：
保湿剂：10～20％
助溶剂：3～6％
渗透促进剂：1～5％
pH调节剂：0.05～0.3％
杀菌剂：0.01～0.2％
表面活性剂：0.2～1.0％
色浆：20～28％；
其余为水，其总重量满足100％；其中：
所述保湿剂选自三乙二醇、乙二醇、丙二醇、丙三醇或己二醇中的至少两种；所述渗透促进剂选自异丙醇或三乙二醇丁醚中的一种或两种；所述表面活性剂为炔二醇乙氧基化合物。
优选的，所述保湿剂选自乙二醇和丙三醇中的两种；保湿剂在印刷过程中起到润湿作用，使墨水更容易附着在印刷材料上，从而提高印刷质量；其中乙二醇可以改善打印墨水的流动性，丙三醇可以提高打印墨水中色浆的溶解性；保湿剂的质量百分数为12-18％。
优选的，所述助溶剂为碳酰二胺，它可以很好的帮助打印墨水中的各种溶剂溶解；助溶剂的质量百分数为4-5％。
优选的，所述渗透促进剂的质量百分数为3～4％。
优选的，所述pH调节剂为三乙醇胺或氢氧化钠；pH调节剂的质量百分数为0.15-0.25％。
优选的，所述杀菌剂选自1，2-苯并异噻唑啉-3-酮或二羟甲基海因中的任一种。杀菌剂可以抑制打印墨水中细菌的生长，提高墨水的储存时间，同时防止墨水中产生沉淀而堵塞喷头；杀菌剂的质量百分数为0.08-0.12％。
优选的，所述表面活性剂选自SURFYNOL465或SURFYNOL440中的一种或两种；表面活性剂的质量百分数为0.7～0.9％；进一步优选的，选用两种表面活性剂时，SURFYNOL 465和SURFYNOL 440的质量比为5:1～10:1。
优选的，所述色浆为Alpha-Jet Black SP 01，其粒度范围小于0.2微米。
本发明还提供一种上述的喷墨打印墨水的制备方法，具体步骤如下：
将保湿剂、助溶剂、渗透促进剂、pH调节剂、杀菌剂、表面活性剂水混合后搅拌20-40min；之后加入色浆，再搅拌20-30min，即得到喷墨打印墨水。
和现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明提供一种打印字体效果优良，色块均匀的水基染料喷墨打印墨水，该墨水符合轻工行业标准(QB/T 2730.1—2013)中喷墨打印机用墨水的技术指标；对本发明墨水打印的印品质量进行评价，所打印的印品清晰度高，边缘平滑；打印流畅，干燥速度适中；色块均匀一致，符合日常打印需求。
本发明的喷墨打印墨水的粘度，25℃为2.50～3.30cP、表面张力为28.50～30mN·m-1；墨水的粘度高，会导致墨水的流动性变差，从而使打印样品出现空白或失真现象。墨水的表面张力高，墨水不易润湿喷嘴和介质，容易造成漏墨或缺色的现象，从而使打印样品的图像和字体出现粗糙或模糊不清的情况。
附图说明
图1：比较例测试打印页。
图2：实施例1测试打印页。
图3：实施例2测试打印页。
图4：实施例3测试打印页。
图5：实施例4测试打印页。
图6：实施例5测试打印页。
图7：实施例6测试打印页。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
实施例中，喷墨打印墨水通过将保湿剂、助溶剂、渗透促进剂、pH调节剂、杀菌剂、表面活性剂水混合后搅拌20-40min；之后加入色浆，再搅拌20-30min制得：其中的色浆为液态中性黑色染料，选用Alpha-Jet Black SP 01，来自色如丹的阿尔法捷。
实施例1
实施例1提供了一种喷墨打印墨水，其组成按照质量百分数计如下所示：
保湿剂：三乙二醇3％、乙二醇10％、丙二醇3％；
助溶剂：碳酰二胺5％；
渗透促进剂：三乙二醇丁醚1％、异丙醇3％；
pH调节剂：三乙醇胺0.2％；
杀菌剂：1，2-苯并异噻唑啉-3-酮0.1％(PROXEL GXL)；
表面活性剂：炔二醇乙氧基化合物0.7％(SURFYNOL 465 0.6％，SURFYNOL 4400.1％)；
色浆：Alpha-Jet Black SP 01 25％；
溶剂：超纯水49％；
以上总重量满足100％。
实施例2
实施例2提供了一种喷墨打印墨水，其组成按照质量百分数计如下所示：
保湿剂：乙二醇10％、丙三醇2％；
助溶剂：碳酰二胺5％；
渗透促进剂：异丙醇3％；
pH调节剂：三乙醇胺0.2％；
杀菌剂：1，2-苯并异噻唑啉-3-酮0.1％(PROXEL GXL)；
表面活性剂：炔二醇乙氧基化合物0.9％(SURFYNOL 465 0.8％，SURFYNOL 4400.1％)；
色浆：Alpha-Jet Black SP 01 25％；
溶剂：超纯水53.8％；
以上总重量满足100％。
实施例3
实施例3提供了一种喷墨打印墨水，其组成按照质量百分数计如下所示：
保湿剂：乙二醇10％、丙三醇5％；
助溶剂：碳酰二胺5％；
渗透促进剂：异丙醇3％；
pH调节剂：三乙醇胺0.2％；
杀菌剂：1，2-苯并异噻唑啉-3-酮0.1％(PROXEL GXL)；
表面活性剂：炔二醇乙氧基化合物0.9％(SURFYNOL 465 0.8％，SURFYNOL 4400.1％)；
色浆：Alpha-Jet Black SP 01 25％；
溶剂：超纯水50.8％；
以上总重量满足100％。
实施例4
实施例4提供了一种喷墨打印墨水，其组成按照质量百分数计如下所示：
保湿剂：乙二醇12％、丙三醇2％；
助溶剂：碳酰二胺5％；
渗透促进剂：异丙醇3％；
pH调节剂：三乙醇胺0.2％；
杀菌剂：1，2-苯并异噻唑啉-3-酮0.1％(PROXEL GXL)；
表面活性剂：炔二醇乙氧基化合物0.9％(SURFYNOL 465 0.8％，SURFYNOL 4400.1％)；
色浆：Alpha-Jet Black SP 01 25％；
溶剂：超纯水51.8％；
以上总重量满足100％。
实施例5
实施例5提供了一种喷墨打印墨水，其组成按照质量百分数计如下所示：
保湿剂：乙二醇14％、丙三醇2％；
助溶剂：碳酰二胺5％；
渗透促进剂：异丙醇3％；
pH调节剂：三乙醇胺0.2％；
杀菌剂：1，2-苯并异噻唑啉-3-酮0.1％(PROXEL GXL)；
表面活性剂：炔二醇乙氧基化合物0.9％(SURFYNOL 465 0.8％，SURFYNOL 4400.1％)；
色浆：Alpha-Jet Black SP 01 25％；
溶剂：超纯水49.8％；
以上总重量满足100％。
实施例6
实施例6提供了一种喷墨打印墨水，其组成按照质量百分数计如下所示：
保湿剂：乙二醇15％、丙三醇2％；
助溶剂：碳酰二胺5％；
渗透促进剂：异丙醇3％；
pH调节剂：三乙醇胺0.2％；
杀菌剂：1，2-苯并异噻唑啉-3-酮0.1％(PROXEL GXL)；
表面活性剂：炔二醇乙氧基化合物0.9％(SURFYNOL 465 0.8％，SURFYNOL 4400.1％)；
色浆：Alpha-Jet Black SP 01 25％；
溶剂：超纯水48.8％；
以上总重量满足100％。
表1所示为实施例1-6中原料质量百分比。
比较例
比较例为市购惠普打印机(型号：HP DeskJet 2320)的原装墨盒(型号：305或305XL)。
性能测试
轻工行业标准(QB/T2730.1-2013)中喷墨打印机用墨水的技术指标包括表面张力、粘度、电导率、冻融稳定性、贮存稳定性、印迹色密度、印迹耐紫外光照性、印迹互渗性。本发明将从墨水的粘度、表面张力以及墨水的打印性能三个方面进行测试。
1.粘度测试：椎板旋转粘度计(型号：Brookfield DVNEXTCP)。
2.表面张力测试：自动表面张力仪(型号：QBZY系列)。
3.打印性能测试：取20ml墨水注入墨盒中，连续打印5张测试页。观察打印的字体效果、色块均匀程度以及打印墨盒的干净程度；字体效果清晰记为O，比较清晰记为△，模糊记为X；色块均匀记为O，反之记为X。表中“/”为没有进行测试。具体的打印效果评价见表2。
表1实施例1-6中原料质量百分比
表2实施例1-6和比较例打印性能测试结果
| 指标名称 | 粘度(cP)25℃ | 表面张力(mN/m) | 字体效果 | 均匀程度 |
| 实施例1 | 3.11 | 28.96 | △ | O |
| 实施例2 | 2.54 | 28.77 | △ | O |
| 实施例3 | 2.77 | 28.63 | △ | O |
| 实施例4 | 2.74 | 29.13 | O | O |
| 实施例5 | 2.78 | 28.66 | △ | O |
| 实施例6 | 2.90 | 29.74 | △ | O |
| 比较例 | / | / | O | O |
由表2可知，实施例1-6的粘度和表面张力都在使用要求的范围之内，实施例1、2、3、5、6字体效果比较清晰，色块均匀，但没有达到最好效果。实施例4制得的墨水粘度和表面张力满足使用要求，打印字体清晰、色块均匀、打印墨盒干净，说明该墨水是打印效果良好的产品。实施例4制得的墨水所含溶剂种类少，乙二醇与丙三醇的配比合适，使溶剂在水中的溶解性更好；搅拌时25℃的恒温也促进了溶剂的溶解。这两点相结合，得到了效果优异的实施例4。比较例和实施例1-6具体的打印效果图见图1-7。
Claims (9)
1.一种喷墨打印墨水，其特征在于，以质量百分数计，其由以下组分组成：
保湿剂：10~20%
助溶剂：3~6%
渗透促进剂：1~5%
pH调节剂：0.05~0.3%
杀菌剂：0.01~0.2%
表面活性剂：0.2~1.0%
色浆：20~28%；
其余为水，其总重量满足100%；其中：
所述保湿剂选自三乙二醇、乙二醇、丙二醇、丙三醇或己二醇中的至少两种；所述渗透促进剂选自异丙醇或三乙二醇丁醚中的一种或两种；所述表面活性剂为炔二醇乙氧基化合物。
2.根据权利要求1所述的喷墨打印墨水，其特征在于，所述保湿剂选自乙二醇和丙二醇中的两种；保湿剂的质量百分数为12-18%。
3.根据权利要求1所述的喷墨打印墨水，其特征在于，所述助溶剂为碳酰二胺；助溶剂的质量百分数为4-5%。
4.根据权利要求1所述的喷墨打印墨水，其特征在于，所述pH调节剂为三乙醇胺或氢氧化钠；pH调节剂的质量百分数为0.15-0.25%。
5.根据权利要求1所述的喷墨打印墨水，其特征在于，所述杀菌剂选自1，2-苯并异噻唑啉-3-酮或二羟甲基海因中的任一种；杀菌剂的质量百分数为0.08-0.12%。
6.根据权利要求1所述的喷墨打印墨水，其特征在于，所述表面活性剂选自SURFYNOL465或SURFYNOL440中的一种或两种；表面活性剂的质量百分数为0.7~0.9%。
7.根据权利要求6所述的喷墨打印墨水，其特征在于，所述表面活性剂选自SURFYNOL465或SURFYNOL440中的两种时，SURFYNOL465和SURFYNOL440的质量比为5:1~10:1。
8.根据权利要求1所述的喷墨打印墨水，其特征在于，所述色浆为Alpha-Jet Black SP01，其粒度范围小于0.2微米。
9.一种根据权利要求1-8之一所述的喷墨打印墨水的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
将保湿剂、助溶剂、渗透促进剂、pH调节剂、杀菌剂、表面活性剂和水混合后搅拌20-40min；之后加入色浆，再搅拌20-30min，即得到喷墨打印墨水。
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| CN (1) | CN117304745A (zh) |
-
2023
- 2023-10-16 CN CN202311332959.0A patent/CN117304745A/zh active Pending
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