CN104087066A

CN104087066A - 一种即配即用型分散喷墨墨水及配制方法

Info

Publication number: CN104087066A
Application number: CN201410361208.6A
Authority: CN
Inventors: 米雄飞
Original assignee: Shaoxing Yingke Digital Science & Technology Co Ltd
Current assignee: Shaoxing Yingke Digital Science & Technology Co Ltd
Priority date: 2014-07-27
Filing date: 2014-07-27
Publication date: 2014-10-08

Abstract

本发明公开了一种即配即用型分散喷墨墨水及其制备方法，所述墨水由如下质量配比原料组成：分散染料4～11％、分散剂10～32％、表面活性剂2～10％、山梨醇10～15％、丙二醇10～16％、乙二醇10～18％、消泡剂1％～2％、季铵盐类树脂5％～6％；解决了现有技术墨水饱和度低，喷头堵塞率高，成本高等问题。

Description

一种即配即用型分散喷墨墨水及配制方法

技术领域

本发明涉及一种即配即用型分散喷墨墨水及配制方法。

背景技术

分散染料墨水喷墨印花具有色彩艳丽丰富、耐水洗、耐擦、耐晒等优异性能，目前已应用于数码印花高速喷墨印花机，具有打印精度高、速度快、产量大、可连续生产等特性，使数码印花逐渐地往工业生产化方向发展。

近年来，不少适用于高速喷墨印花机的喷墨的专利公开，如中国专利文献公开了一种水性数码喷墨分散墨水及其制备方法和应用[专利号：201110169004.9]，包括以下顺序步骤：(1)按质量百分比计算，准备以下组分：分散染料5～15％，分散剂3～12％，表面活性剂0.5～5％，水溶性有机溶剂20～40％，电导调节剂～8％，添加剂0.5～5％、去离子水20～60％；(2)色浆配置：将分散剂、分散染料、部分水溶性有机溶剂和部分去离子水均匀混合，充分研磨至粒径小于1μm，得到色浆；(3)墨水配置：将步骤(2)所制得的色浆，加入电导率调节剂、表面活性剂、添加剂、剩余的水溶性有机溶剂和去离子水，在常温下充分搅拌均匀，静置，用孔径0.1～2μm的过滤器过滤后即得到所需分散墨水。

上述技术方案为了产品在保质期内的稳定性，在墨水配方中加入了很多防腐、防锈及其它助剂，而这些助剂对墨水色彩的表现如颜色的深度、饱和度等都有一定的影响。同时，因为分散墨水的色粉以颗粒状存在于体系中，为了达到存储过程中不分层的目的，通常选用的树脂粘度较高，较高粘度的树脂也容易和色粉发生凝聚，或者色粉颗粒本身团聚在喷墨的过程中，容易出现堵塞喷头的现象，从而增加了喷头损耗，大大增加了生产成本。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的缺点，本发明提供了一种即配即用型分散喷墨墨水及其制备方法，具有墨水饱和度高，短期稳定性好，喷头堵塞率低，成本低等特点。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

本发明提供一种即配即用型分散喷墨墨水，所述墨水由如下重量配比的原料组成：分散染料4～10％、分散剂10～30％、表面活性剂2～9％、山梨醇10～15％、丙二醇10～15％、乙二醇10～15％、消泡剂1％～2％和季铵盐类树脂5％～6％；墨水的pH值为6.0～8.0；

所述分散染料为偶氮型染料、蒽醌型染料或杂环型染料；优选所述分散染料为分散红、分散橙、分散蓝或分散黄，更优选所述分散染料为分散红60、分散红146、分散红179、分散红118、分散红5、分散红19、分散红167、分散橙44、分散橙30、分散橙5、分散橙30、分散橙61、分散橙29、分散橙25、分散橙73、分散橙31、分散蓝72、分散蓝14、分散蓝3、分散蓝79、分散蓝106、分散蓝26、分散蓝124、分散黄54、分散黄3、分散黄64、分散黄232、分散黄163、分散黄104、分散黄79或分散黄55，更优选为分散红60、分散黄54或分散蓝72中的一种或3种组合，最优选分散红60、分散黄54或分散蓝72中的一种或分散红60、分散黄54或分散蓝72以质量比1:1:1的混合；

所述分散剂为阴离子表面活性剂、阳离子型表面活性剂、非离子表面活性剂或两性表面活性剂中的一种或两种及以上任意比例的混合，所述阴离子表面活性剂为木质素磺酸盐、烷基苯磺酸盐、烷基磺酸盐、磺酸盐、α-烯烃磺酸盐或脂肪酸乙酯磺酸盐，非离子表面活性为烷基聚氧乙烯醚或脂肪酸聚氧乙烯酯或脂肪酸甲酯乙氧基化物，两性表面活性剂为羧酸基甜菜碱、磺基甜菜碱或十八烷基二羟乙基氧化铵；优选所述分散剂为聚萘甲醛环酸钠盐、木质素磺酸钠、分散剂NNO或分散剂80；

所述表面活性剂包括聚乙醇型非离子表面活性剂，优选烷基苯酚聚氧乙烯醚(如OP-7、OP-10、OP-15)、长链脂肪醇聚氧乙烯醚(如平平加0-25或平平加0-20)或炔乙醇改性表面活性剂(如FS-640、FS-620或FS-660)；

所述消泡剂为非硅类消泡剂，优选为聚醚类消泡剂或炔二醇类消泡剂，更优选为消泡剂Surfynol DF-37和消泡剂Surfynol 110D中一种或者两种以任意比例的混合。

所述季铵盐类树脂优选季铵盐阴离子交换树脂或季铵盐阳离子树脂，更优选季铵盐环氧树脂、季铵盐丙烯酰胺树脂(辛烷基烯丙基二甲基氯化铵和丙烯酰胺以摩尔比1:40的共聚物)或铬酸氢根季铵盐树脂。

进一步，优选所述即配即用型分散喷墨墨水由如下重量配比的原料组成：分散染料10～13％、分散剂28～32％、表面活性剂10％、山梨醇13～15％、丙二醇13～16％、乙二醇14～17％、消泡剂1～2％％、季铵盐类树脂5～6％。

进一步，优选所述即配即用型分散喷墨墨水由如下重量配比的原料组成：山梨醇14.8％、丙二醇13.6％、乙二醇17％、分散剂NNO28％、9％表面活性剂FS-640、1％消泡剂Surfynol DF-37和季铵盐类树脂5.7％。

进一步，优选所述即配即用型分散喷墨墨水由如下重量配比的原料组成：14.6％山梨醇、14.6％丙二醇、15.7％乙二醇、31.5％分散剂80、7.9％表面活性剂OP-7.0、1.1％消泡剂Surfynol 110D和季铵盐类树脂5.6％。

进一步，优选所述即配即用型分散喷墨墨水由如下重量配比的原料组成：13.2％山梨醇、15.4％丙二醇、14.3％乙二醇、30.8％分散剂、9.9％表面活性剂FS-640、1.1％消泡剂Surfynol DF-37、5.5％季铵盐类树脂、分散染料9.9％；所述分散染料为C.I.分散蓝72、C.I.分散黄54和C.I.分散红60以质量比1:1:1的混合。

本发明还提供一种即配即用型分散喷墨墨水的配制方法，所述方法按如下步骤进行：

(1)按配方量，将山梨醇、丙二醇和乙二醇加入分散剂中，再加入表面活性剂和占配方重量50％的消泡剂，搅拌均匀(优选30min，速度为250rpm)；

(2)向步骤(2)的溶液中加入占配方重量60％的季铵盐类树脂并分散均匀(优选分散速率为1000rpm，分散时间为30min)；

(3)向步骤(2)所得溶液中缓缓添加配方量分散染料，分散均匀(优选分散速度为1000rpm，搅拌时间为60min)；

(4)将步骤(3)所得的溶液研磨至D50在150～190nm且D95小于450nm(使用马尔文激光粒度仪分别检测D50和D95)；

(5)向步骤(4)所得溶液中添加占配方重量40％的季铵盐类树脂和占配方重量50％的消泡剂，分散均匀(优选分散速率为1000rpm，分散搅拌时间为60min)；

(6)将步骤(5)所得的溶液过滤，(优选用孔径0.8～1.2μm的过滤器过滤，优选1.0μm)，过滤后的墨水(即滤液)灌装密封储存，控制存储温度为4～27℃，并在2个月内使用完该墨水。

本发明的有益效果是：

1、在分散喷墨墨水的配方上，去除了通用的防腐、防锈等助剂，而是添加了山梨醇、丙二醇和乙二醇这3种醇类助剂，减少了防腐、防锈等助剂对墨水色彩的影响；并将较高粘度的树脂更换成粘度较低的季铵盐类树脂，降低树脂和色粉的凝聚，减少对喷头的堵塞和损耗，大大节约了成本；

2、将分散染料和树脂的混合研磨工艺由传统的“添加树脂-分散-研磨”调整为“分散-研磨-添加树脂-分散”，调整后的工艺减少了研磨过程中树脂对分散染料的隔离作用，提高了研磨效率，减少了锆珠的消耗，降低了成本；

3、调整了表面活性剂和消泡剂的添加工艺，消泡剂分别在研磨前和研磨后添加，增加了分散染料的研磨效率。

具体实施方式

下面结合具体实施例，对本发明做进一步的说明。

本发明实施例所用季铵盐类树脂为季铵盐丙烯酰胺树脂(即辛烷基烯丙基二甲基氯化铵和丙烯酰胺以摩尔比1:40的共聚物)。

实施例1：蓝色墨水的制备

称取13g山梨醇、12g丙二醇和15g乙二醇分散在25g分散剂NNO中，在搅拌过程中加入8g表面活性剂FS-640和0.5g消泡剂Surfynol DF-37，搅拌30min后，再加入3g季铵盐类树脂继续搅拌30min；再加入9gC.I.分散蓝72后搅拌60min后，放入研磨机充分研磨180min；然后加入2g季铵盐类树脂和0.5g消泡剂Surfynol DF-37进行分散，60min后用孔径为1.0μm的过滤器过滤，得到蓝色分散墨水，灌装密封储后存在温度为4～27℃的室内，并在2个月内使用完该墨水。

所制备的蓝色墨水在20℃下的物化指标为：表面张力为32.8mN/m，粘度3.51mpa.s，pH值7.4。将制得的蓝色墨水在大型高速喷墨印花机上的打印结果表明：该蓝色墨水饱和度高，色泽饱和，短期内稳定性较强；同时在测试使用的3个月时间内，喷头的堵塞率仅为使用传统分散墨水的一半，对喷头的损耗较小，大大节省了成本。

实施例2：红色墨水的制备

称取13g山梨醇、13g丙二醇和14g乙二醇分散在28g分散剂80中，在搅拌过程中加入7g表面活性剂OP-7.0和0.5g消泡剂Surfynol 110D，搅拌30min后，再加入3g季铵盐类树脂继续搅拌30min；然后加入8gC.I.分散红60后搅拌60min后，放入研磨机充分研磨180min；再次加入2g季铵盐类树脂和0.5g消泡剂Surfynol 110D进行分散，60min后用孔径为1.0μm的过滤器过滤得到红色分散墨水，灌装密封储后存在温度为4～27℃的室内，并在2个月内使用完该墨水。

所制备的红色墨水在20℃下的物化指标为：表面张力为32.4mN/m，粘度4.27mpa.s，pH值7.7。将制得的红色墨水在大型高速喷墨印花机上的打印结果表明：该红色墨水饱和度高，色泽饱和，短期内稳定性较强；同时在测试使用的3个月时间内，喷头的堵塞率仅为使用传统分散墨水的一半，对喷头的损耗较小，大大节省了成本。

实施例3：黄色墨水的制备

称取12g山梨醇、14g丙二醇和13g乙二醇分散在28g分散剂NNO中，在搅拌过程中加入9g表面活性剂平平加0-25和0.5g消泡剂Surfynol 110D，搅拌30min后，再加入3g季铵盐类树脂继续搅拌30min；然后加入9gC.I.分散黄54后搅拌60min后，放入研磨机充分研磨180min；再次加入2g季铵盐类树脂和0.5g消泡剂Surfynol 110D进行分散，60min后用孔径为1.0μm的过滤器过滤得到黄色分散墨水，灌装密封储后存在温度为4～27℃的室内，并在2个月内使用完该墨水。

所制备的黄色墨水在20℃下的物化指标为：表面张力为34.8mN/m，粘度4.15mpa.s，pH值7.5。将制得的黄色墨水在大型高速喷墨印花机上的打印结果表明：该黄色墨水饱和度高，色泽饱和，短期内稳定性较强；同时在测试使用的3个月时间内，喷头的堵塞率仅为使用传统分散墨水的一半，对喷头的损耗较小，大大节省了成本。

实施例4：黑色墨水的制备

称取12g山梨醇、14g丙二醇和13g乙二醇分散在28g分散剂中，在搅拌过程中加入9g表面活性剂FS-640和0.5g消泡剂Surfynol DF-37，搅拌30min后，再加入3g季铵盐类树脂继续搅拌30min；然后加入3gC.I.分散蓝72、3gC.I.分散黄54和3gC.I.分散红60后搅拌60min后，放入研磨机充分研磨180min；再次加入2g季铵盐类树脂和0.5g消泡剂Surfynol DF-37进行分散，60min后用孔径为1.0μm的过滤器过滤得到黄色分散墨水，灌装密封储后存在温度为4～27℃的室内，并在2个月内使用完该墨水。

所制备的黑色墨水在20℃下的物化指标为：表面张力为36.4mN/m，粘度3.84mpa.s，pH值6.8。将制得的黑色分散墨水在大型高速喷墨印花机上的打印结果表明：该黑色分散墨水饱和度高，色泽饱和，短期内稳定性较强；同时在测试使用的3个月时间内，喷头的堵塞率仅为使用传统分散墨水的一半，对喷头的损耗较小，大大节省了成本。

将上述实施例1-4所制得的墨水进行墨水理性化性能的测试，其测定的事项和所得的参数如下表1所示：

表1

项目	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4
					表面张力为(mN/m)	32.8	32.4	34.8	36.4
粘度(mpa.s/25℃)	3.51	4.27	4.15	3.84
					pH	7.4	7.7	7.5	6.8
喷头堵塞率(％)	10	8	7	11

将传统工艺所制得的墨水进行墨水理性化性能的测试，其测定的事项和所得的参数如下表2所示：

表2

项目	蓝色墨水	红色墨水	黄色墨水	黑色墨水
					表面张力为(mN/m)	31.5	32.9	33.5	37.5
粘度(mpa.s/25℃)	3.63	4.11	3.89	3.72
					pH	7.1	7.8	7.2	6.9
喷头堵塞率(％)	22	15	16	25

根据表1和表2的测定事项和参数可知，本发明采用的配制工艺所指的分散墨水与传统工艺配制的分散墨水效果相当。但是，同类型的喷头分别使用两种分散墨水3个月，结果显示本发明配制方法的分散墨水喷头堵塞率仅为传统分散墨水对喷头堵塞率的一半。

Claims

1.一种即配即用型分散喷墨墨水，其特征在于，所述墨水由如下重量配比的原料组成：分散染料4～11％、分散剂10～32％、表面活性剂2～10％、山梨醇10～15％、丙二醇10～16％、乙二醇10～18％、消泡剂1％～2％和季铵盐类树脂5％～6％；

所述分散染料为偶氮型染料、蒽醌型染料或杂环型染料；所述分散剂为阴离子表面活性剂、阳离子型表面活性剂、非离子表面活性剂或两性表面活性剂中的一种或两种及以上任意比例的混合，所述阴离子表面活性剂为木质素磺酸盐、烷基苯磺酸盐、烷基磺酸盐、磺酸盐、α-烯烃磺酸盐或脂肪酸乙酯磺酸盐，非离子表面活性为烷基聚氧乙烯醚或脂肪酸聚氧乙烯酯或脂肪酸甲酯乙氧基化物，两性表面活性剂为羧酸基甜菜碱、磺基甜菜碱或十八烷基二羟乙基氧化铵；所述消泡剂为聚醚类消泡剂或炔二醇类消泡剂。

2.如权利要求1所述即配即用型分散喷墨墨水，其特征在于，所述墨水由如下重量配比的原料组成：分散染料10～13％、分散剂28～32％、表面活性剂10％、山梨醇13～15％、丙二醇13～16％、乙二醇14～17％、消泡剂1～2％％和季铵盐类树脂5～6％。

3.如权利要求1所述即配即用型分散喷墨墨水，其特征在于，所述分散染料为分散红、分散橙、分散蓝或分散黄。

4.如权利要求1所述即配即用型分散喷墨墨水，其特征在于，所述分散剂为聚萘甲醛环酸钠盐、木质素磺酸钠、分散剂NNO或分散剂80。

5.如权利要求1所述即配即用型分散喷墨墨水，其特征在于，所述墨水由如下重量配比的原料组成：山梨醇14.8％、丙二醇13.6％、乙二醇17％、分散剂NNO28％、9％表面活性剂FS-640、1％消泡剂Surfynol DF-37和季铵盐丙烯酰胺树脂5.7％，所述季铵盐丙烯酰胺树脂为辛烷基烯丙基二甲基氯化铵和丙烯酰胺以摩尔比1:40的共聚物。

6.如权利要求1所述即配即用型分散喷墨墨水，其特征在于，所述墨水由如下重量配比的原料组成：14.6％山梨醇、14.6％丙二醇、15.7％乙二醇、31.5％分散剂80、7.9％表面活性剂OP-7.0、1.1％消泡剂Surfynol 110D和季铵盐丙烯酰胺树脂5.6％，所述季铵盐丙烯酰胺树脂为辛烷基烯丙基二甲基氯化铵和丙烯酰胺以摩尔比1:40的共聚物。

7.如权利要求1所述即配即用型分散喷墨墨水，其特征在于，所述墨水由如下重量配比的原料组成：13.2％山梨醇、15.4％丙二醇、14.3％乙二醇、30.8％分散剂、9.9％表面活性剂FS-640、1.1％消泡剂Surfynol DF-37、分散染料9.9％和季铵盐丙烯酰胺树脂5.5％；所述季铵盐丙烯酰胺树脂为辛烷基烯丙基二甲基氯化铵和丙烯酰胺以摩尔比1:40的共聚物，所述分散染料为C.I.分散蓝72、C.I.分散黄54和C.I.分散红60以质量比1:1:1的混合。

8.一种即配即用型分散喷墨墨水的配制方法，其特征在于所述方法按如下步骤进行：

(1)按配方量，将山梨醇、丙二醇和乙二醇分散在分散剂中，再加入表面活性剂和占配方重量50％的消泡剂，搅拌均匀；

(2)向步骤(2)所得的溶液中添加占配方重量60％的季铵盐类树脂并分散均匀；

(3)向步骤(2)所得溶液中缓缓加入配方量分散染料，分散均匀；

(4)将步骤(3)溶液研磨至D50在150～190nm且D95小于450nm；

(5)向步骤(4)研磨后的溶液中添加占配方重量40％的季铵盐类树脂和占配方重量50％的消泡剂，分散均匀；

(6)将步骤(5)所得的溶液过滤，滤液即为即配即用型分散喷墨墨水。

9.如权利要求8所述即配即用型分散喷墨墨水的配制方法，其特征在于步骤(1)、(2)、(3)和(5)中的分散速度为250～1000rpm。

10.如权利要求8所述即配即用型分散喷墨墨水的配制方法，其特征在于步骤(6)所述的过滤采用孔径0.8～1.2μm的过滤器进行过滤。