CN1948406A - 含无机颜料的高温固化水性喷墨墨水 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种含无机颜料的高温固化水性喷墨墨水，至少包括无机颜料，水溶性合成树脂、有机单体及共聚物，所述无机颜料包括：含有单一金属氧化物及硫化物所组成的单一型、固溶型颜料，或是由至少二种金属氧化物与硫化物所组成的填充型颜料，当然也包括各种金属微粉；所述水溶性合成树脂是包括醇酸树脂、乙烯基树脂、丙烯酸树脂、脲醛树脂中的一种或多种，当然也包括这些树脂的改性物；所述有机单体及共聚物包括二缩三丙二醇二丙烯酸脂、1，6－乙二醇二丙烯酸脂、三甲基丙烷三丙烯酸脂、季戊四醇三丙烯酸脂等丙烯酸脂类聚合物。本发明为符合环保要求的水性溶剂墨水，有效提高墨水的抗光性、耐水性、耐磨性能和耐高温性能，使其最高耐温能力达到1300℃。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种喷墨墨水，特别是涉及一种能有效提高墨水的耐高温性能、且采用符合环保要求的水性溶剂的含无机颜料的高温固化水性喷墨墨水。
【背景技术】
随着喷墨打印技术的不断发展，使得这种技术的应用不断地被引入到新的领域，同时也对喷墨墨水的耐高温性、耐酸碱性、高抗磨性及环保性能等指标提出了更高的要求。
喷墨墨水通常分为水性墨水和溶剂性墨水。水性墨水所使用的溶剂以水为主，较符合环保要求；而溶剂性墨水因其溶剂多采用不溶于水的挥发性有机溶剂，例如苯类溶剂、酮类溶剂，因而在对环境造成污染的同时对使用者也存在潜在危害。
就喷墨墨水的色料而言，主要有染料及有机颜料两类，一般而言，染料型墨水因染料易溶于水，且呈现出较鲜艳的色彩，但通常缺乏良好的抗光性及耐水性，因而在将打印好的画面接触水时，使染料再次溶解而影响打印效果。而有机颜料墨水虽具有较好的抗光性及耐水性，但其耐高温性、耐酸碱性及抗磨性则远不及无机氧化物颜料。
【发明内容】
为了克服现有技术的上述缺点，本发明提供一种能有效提高墨水的抗光性、耐水性、耐磨性、耐高温性能、且采用符合环保要求的水性溶剂的含无机颜料的高温固化水性喷墨墨水。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种含无机颜料的高温固化水性喷墨墨水，至少包括无机颜料，水溶性合成树脂、有机单体及共聚物，所述无机颜料包括：含有单一金属氧化物及硫化物所组成的单一型、固溶型颜料，或是由至少二种金属氧化物与硫化物所组成的填充型颜料，当然也包括各种金属微粉；
所述水溶性合成树脂是包括醇酸树脂、乙烯基树脂、丙烯酸树脂、脲醛树脂中的一种或多种，当然也包括这些树脂的改性物；
所述有机单体及共聚物包括二缩三丙二醇二丙烯酸脂、1，6-乙二醇二丙烯酸脂、三甲基丙烷三丙烯酸脂、季戊四醇三丙烯酸脂等丙烯酸脂类聚合物。
所述无机颜料微粒的添加量为1.0wt％-30.0wt％。
所述无机颜料微粒的粒径为0.1um-15um之间。
所述水溶性合成树脂的添加量为1.0wt％-20.0wt％。
所述单体聚合物的添加量为1.0wt％-20.0wt％。
所述组分中还包括水性溶剂，该水性溶剂包括去离子水，其中去离子水的添加量为50.0wt-95.0wt％
所述水性溶剂包括表面活性剂，其中的表面活性剂包括有机的阴离子型、非离子型、阳离子型及两性型表面活性剂，例如烷基、芳基、或烷芳基硫酸的、磺酸的或磷酸的碱金属盐或铵盐，当然也包括无机磷化合物及磷酸盐，其添加量为1.0wt％-15.0wt％。
所述水性溶剂还包括湿润剂，该湿润剂包括乙二醇、聚乙二醇和甘油，其添加量是0.1wt％-10.wt％。
所述水性溶剂还包括有机溶剂、无机盐类，分散剂、杀菌剂、缓冲剂以及具有抗光性、耐高温性的相关添加物。
本发明的积极效果是：采用符合环保要求的水性溶剂，既能符合环保要求，又保证了使用者的身心健康；添加适量的无机颜料，能有效提高墨水的抗光性、耐水性、耐磨性能和耐高温性能，使其最高耐温能力达到1300℃。
【具体实施方式】
在本发明中所述的添加量为重量百分比含量，依照本发明优选实施方案的喷墨墨水至少包括无机颜料，水溶性树脂以及水性溶剂，优选地，本发明的喷墨墨水还包括表面活性剂、湿润剂、分散剂、杀菌剂、缓冲剂以及具有抗光性、耐候性等的相关添加物。
本发明喷墨墨水配方中的无机颜料的优选添加量为约1.0％-15.0％，并可以为下列一种或不限数目的多种组合，例如：含有各种金属氧化物、硫化物组成的单一型、固溶型颜料，或是由多种金属氧化物与流化物组成的填充型颜料，当然也包括各种金属微粉。
本发明喷墨墨水配方中选用无机颜料的耐高温范围为600℃-1300℃，可以有效提高墨水的耐高温性及耐磨性。
本发明的喷墨墨水配方中包含的无机颜料其添加量约为1.0％-30.0％，优选为1.0-15.0％，使用无机颜料可使墨水具有极佳的耐高温及耐磨性，但因无机颜颗粒的比重较大，为避免无机颜料微粒凝结，产生沉淀，造成喷墨头的阻塞、优选无机颜料的颗粒尺寸介于0.1um与15um之间。
本发明的喷墨墨水优选是溶于水性溶剂中，水性溶剂例如为水，其含量范围约为50.0％-95.0％，优选为60.0％-80.0％，另外，本发明的喷墨墨水还可以包括几种水溶性的有机溶剂和无机盐类、用以加强墨水的渗透及分散特性。
本发明的喷墨墨水优选还可以添加一种或一种以上的水溶性合成树脂、有机单体及其聚合物，其中的水溶性合成树脂是包括醇酸树脂、乙烯基树脂、丙烯酸树脂、脲醛树脂中的一种或多种，当然也包括这些树脂的改性物。其中单体及共聚物包括二缩三丙二醇二丙烯酸脂、1，6-乙二醇二丙烯酸脂、三甲基丙烷三丙烯酸脂、季戊四醇三丙烯酸脂等丙烯酸脂类聚合物；其添加量优选为1.0wt％-10.0wt％。添加于本发明墨水的水溶性合成树脂、单体及其聚合物，可有效地在打印承栽体如：陶瓷墙地砖、玻璃和金属薄板的表面形成清晰的墨水打印画面，并使形成相对牢固的保护膜，提高画面的耐候性。
此外，依照本发明的优选实施方案的喷墨墨水还可以添加一种或一种以上的表面活性剂，以调整墨水的粘度及调整至适当的表面张力使墨滴不易洇开，保证打印品质。此外，依照本发明的优选实施方案的喷墨墨水，添加的表面活性剂也具有分散和渗透的动能，可以加强溶质在墨水中的分散性，以改善其对于纸张或陶瓷砖体的渗透性。添加于本发明的墨水中表面活性剂，可以是阴离子型、非离子型、阳离子型或两性表面活性剂，当然也包括磷化合物及磷酸盐。其添加量可以小于15.0％，优选为约0.1％-6.0％。
本发明的喷墨墨水还可以添加湿润剂，由于墨水喷头长时间曝露于大气环境中，使得喷墨头处的墨水容易因挥发而产生干结导致喷墨头阻塞。添加湿润剂可以减缓墨水在喷墨头处的挥发速度，防止喷头阻塞的情形发生，优选的湿润剂为不易挥发的水溶性有机化合物，如乙二醇、聚乙二醇、甘油等；湿润剂的添加量在10.0％以下，优选为0.1％-6.0％。
此外，在本发明的喷墨墨水中，优选还可以添加杀菌剂或缓冲剂。杀菌剂可以抑制菌在墨水中滋长，碱性墨水可以延长喷墨头的使用寿命，所以添加缓冲剂有助于调节出所需的酸碱值。
实施例1
本发明的实施例1的喷墨墨水优选至少包括以下添加量(重量百分比含量)的成分：
无机颜料-5％，表面活性剂-10％，湿润剂-6％，水溶性树脂-10％，分散剂-6％，杀菌剂-0.5％，余为去离子水。其中，无机颜料是包括下列一种或一种以上的任意组合：含有各种金属氧化物、硫化物组成的单一型、固溶型颜料，或是由多种金属氧化物与硫化物组成的填充型颜料，当然也包括各种金属微粉。
现选取不同配方的喷墨墨水试样进行测试。其测试结果如下表，如下表所列的喷墨墨水试样3-6中，所添加的无机颜料的颗粒尺寸介于0.1um与15um之间。另外，喷墨墨水试样1为对照组，没有添加无机氧化物颜料，而是以染料代替；而喷墨墨水试样2为对照组，没有添加无机氧化物颜料，而是以有机颜料替代。
喷墨墨水试样的耐高温效果的测试，是用压电式平台打印机将该喷墨墨水试样打印在陶瓷素烧砖坯上，再将打印好的砖坯置于不同炉温的烤箱中烘烤40分钟后取出，并观察其上的打印画面退色情况，其程度可分为良好、好、尚可、差四种进行评价。
喷墨墨水试样的高温退色效果评价表
| 试样 | 色料名称 | 高温退色效果 | |||||
| 50℃ | 100℃ | 200℃ | 400℃ | 800℃ | 1200℃ | ||
| 1 | 酸性红染料 | 尚可 | 差 | ||||
| 2 | 酞菁兰颜料 | 好 | 尚可 | 差 | |||
| 3 | 氧化铁黄 | 良好 | 好 | 尚可 | 差 | ||
| 4 | 镉红 | 良好 | 良好 | 良好 | 好 | 尚可 | 差 |
| 5 | 钴蓝 | 良好 | 良好 | 良好 | 良好 | 良好 | 良好 |
| 6 | 氧化铬绿 | 良好 | 良好 | 良好 | 良好 | 良好 | 良好 |
从上表的测试结果可以清楚得知，本发明的含无机颜料的喷墨墨水，不论是一种或多种无机颜料都能显著提高墨水组合物的耐高温性能。
Claims (9)
1、一种含无机颜料的高温固化水性喷墨墨水，其特征是：至少包括无机颜料，水溶性合成树脂、有机单体及共聚物，所述无机颜料包括：含有单一金属氧化物及硫化物所组成的单一型、固溶型颜料，或是由至少二种金属氧化物与硫化物所组成的填充型颜料，当然也包括各种金属微粉；
所述水溶性合成树脂是包括醇酸树脂、乙烯基树脂、丙烯酸树脂、脲醛树脂中的一种或多种，当然也包括这些树脂的改性物；
所述有机单体及共聚物包括二缩三丙二醇二丙烯酸脂、1，6-乙二醇二丙烯酸脂、三甲基丙烷三丙烯酸脂、季戊四醇三丙烯酸脂等丙烯酸脂类聚合物。
2、如权利要求1所述的含无机颜料的高温固化水性喷墨墨水，其特征是：所述无机颜料微粒的添加量为1.0wt％-30.0wt％。
3、如权利要求1或2所述的含无机颜料的高温固化水性喷墨墨水，其特征是：所述无机颜料微粒的粒径为0.1um-15um之间。
4、如权利要求1所述的含无机颜料的高温固化水性喷墨墨水，其特征是：所述水溶性合成树脂的添加量为1.0wt％-20.0wt％。
5、如权利要求1所述的含无机颜料的高温固化水性喷墨墨水，其特征是：所述单体聚合物的添加量为1.0wt％-20.0wt％。
6、如权利要求1所述的含无机颜料的高温固化水性喷墨墨水，其特征是：所述组分中还包括水性溶剂，该水性溶剂包括去离子水，其中去离子水的添加量为50.0wt-95.0wt％。
7、如权利要求6所述的含无机颜料的高温固化水性喷墨墨水，其特征是：所述水性溶剂包括表面活性剂，其中的表面活性剂包括有机的阴离子型、非离子型、阳离子型及两性型表面活性剂，例如烷基、芳基、或烷芳基硫酸的、磺酸的或磷酸的碱金属盐或铵盐，当然也包括无机磷化合物及磷酸盐，其添加量为1.0wt％-15.0wt％。
8、如权利要求6所述的含无机颜料的高温固化水性喷墨墨水，其特征是：所述水性溶剂还包括湿润剂，该湿润剂包括乙二醇、聚乙二醇和甘油，其添加量是0.1wt％-10.wt％。
9、如权利要求6所述的含无机颜料的高温固化水性喷墨墨水，其特征是：所述水性溶剂还包括有机溶剂、无机盐类，分散剂、杀菌剂、缓冲剂以及具有抗光性、耐高温性的相关添加物。
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| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
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