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染料墨水及其制备方法和应用与流程

时间:2022-02-24 阅读: 作者:专利查询

染料墨水及其制备方法和应用与流程
270、kl 245中至少一种。
13.进一步地,抑泡剂包括伽马化学gs

850、surfynol 104h、basf hydropalat 140、we

3220、涂易乐df

80、foamic

021、foamic 025中的至少一种。
14.进一步地,染料墨水的粘度为10

15mpa.s(25℃),表面张力为22

40mn/m。
15.本技术第二方面提供一种染料墨水的制备方法,根据上述染料墨水所含的配方组分分别量取各组分原料;
16.向去离子水中依次加入有机溶剂、助剂、流畅剂、抑泡剂,进行第一搅拌处理,得到第一混合溶液;
17.向第一混合溶液中加入功能性助干防潮剂,进行第二搅拌处理,得到第二混合溶液;
18.向第二混合溶液中加入水溶性染料,进行第三搅拌处理后进行过滤处理,得到染料墨水。
19.本技术第三方面提供上述的染料墨水在数码印刷中的应用。
20.本技术第一方面提供的染料墨水,上述配比的各成分之间产生协同增效作用,色彩表现力优异、干燥速度快、打印效果好、不易产生“断线”现象,运输储存不易产生泡沫或者结块现象,配合传统防水光油应用方案,即可具备优良的防水性能。
21.本技术第二方面提供的染料墨水的制备方法,按照上述特定的顺序依次混合搅拌,优先加入去离子水,使得其他溶剂助剂混合得更加均匀,避免产生粘结块、溶解不均匀的情况,有效提升墨水产品性能,提升打印效果。
22.本技术第三方面提供的染料墨水的应用,将上述染料墨水应用于数码印刷中,使用工业喷头将墨水喷印在介质上,可以达到类似于传统印刷工艺中“喷粉”的效果,配合传统防水光油应用方案,可使墨迹具备优良的防水性能。
附图说明
23.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1是本技术实施例提供的的染料墨水印刷在瓦楞纸上的防水性能测试图,其中,图1(a)为采用水光油处理后的防水性能测试图,图1(b)为未采用水光油处理的防水性能测试图;
25.图2是本技术实施例提供的为本实施例和对比例提供的染料墨水的流畅性测试图,图2(a)为实施例1提供的染料墨水的流畅性测试图,图2(b)为对比例1提供的染料墨水的流畅性测试图,断线现象严重。
具体实施方式
26.为了使本技术要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合实施例,对本技术进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术,并不用于限定本技术。
27.本技术中,术语“和/或”,描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,a和/或b,可以表示:单独存在a,同时存在a和b,单独存在b的情况。其中a,b可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
28.本技术中,“至少一个”是指一个或者多个,“多个”是指两个或两个以上。“以下至少一项(个)”或其类似表达,是指的这些项中的任意组合,包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如,“a,b或c中的至少一项(个)”,或,“a,b和c中的至少一项(个)”,均可以表示:a,b,c,a

b(即a和b),a

c,b

c,或a

b

c,其中a,b,c分别可以是单个,也可以是多个。
29.应理解,在本技术的各种实施例中,上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,部分或全部步骤可以并行执行或先后执行,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本技术实施例的实施过程构成任何限定。
30.在本技术实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的,而非旨在限制本技术。在本技术实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”和“该”也旨在包括多数形式,除非上下文清楚地表示其他含义。
31.本技术实施例说明书中所提到的相关成分的重量不仅仅可以指代各组分的具体含量,也可以表示各组分间重量的比例关系,因此,只要是按照本技术实施例说明书相关组分的含量按比例放大或缩小均在本技术实施例说明书公开的范围之内。具体地,本技术实施例说明书中的质量可以是μg、mg、g、kg等化工领域公知的质量单位。
32.术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,用来将目的如物质彼此区分开,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。例如,在不脱离本技术实施例范围的情况下,第一xx也可以被称为第二xx,类似地,第二xx也可以被称为第一xx。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
33.本技术实施例第一方面一种染料墨水,染料墨水包括如下质量计百分比的组分:
[0034][0035]
本技术实施例第一方面提供的染料墨水,上述配方中各成分协同作用,具有优秀的色彩表现力;添加的功能性助干防潮剂,能加速墨水印刷在介质后的干燥速度,且具有不吸湿的特性,从而达到类似于传统印刷工艺中“喷粉”的效果;运输过程中不宜产生泡沫,打印过程中流畅性好,不易发生“断线”现象;此外,本实施例提供的染料墨水中不添加树脂,避免了高浓度染料与树脂容易发生凝胶、结块等不稳定的情况,同时避免了树脂容易“干头”、“堵头”等待机性能差的现象,打印时介质难干等弊端。
[0036]
在本技术的实施例中,水溶性染料包括酸性染料、直接染料、活性染料中的至少一
种,在本技术的具体实施例中,水溶性染料包括但不限于酸性染料黑172、直接染料黑168色浆、直接染料蓝199色浆、酸性染料蓝9、直接染料黄132色浆、直接染料黄86、活性染料黄95、活性染料红245、活性染料红141色浆、直接染料红75,在色彩表现力方面,高浓度的水性染料色浓度可达颜料墨水的1.5

2倍,性优价廉,更具有竞争优势。
[0037]
在本技术的实施例中,有机溶剂包括聚甘油

10、三乙二醇、三乙二醇单丁醚、丙三醇、己内酰胺、聚乙二醇400中至少一种,需要说明的是,上述有机溶剂初沸点不低于250℃,溶解性好,使得墨水拥有出色的染料溶解能力,从而使得墨水在打印过程中因为挥发而引起的粘度上升不明显,可忽略不计,避免因墨水粘度上升而需要更高的喷射压力从而对打印装置产生过高的负荷。
[0038]
在本技术的实施例中,功能性助干防潮剂选d

甘露醇、d

山梨醇中至少一种,功能性助干剂能加速墨水印刷在介质上之后的干燥速度,同时具备不吸湿的特性,从而达到类似于传统印刷工艺中“喷粉”的效果。
[0039]
在本技术的实施例中,流畅剂包括乙二醇、1,2丙二醇、二甘醇中至少一种,能显著提高喷嘴喷墨过程中的连续性,使墨水体系的打印流畅性表现更佳,在本技术的具体实施例中,使用比例范围控制在总质量百分比的30%以内,以满足gb38507

2020新国标的voc的要求。。
[0040]
在本技术的实施例中,助剂包括伽玛化学的gs

4100、gs

a301e、毕克byk349、efka

3580,赢创化学的surfynol 420、surfynol 604、surfynol fs

500、surfynol se

f、迪高wet 500、wet 270、kl 245中至少一种,降低墨水体系动态和静态表面张力,使墨水体系有较好的流动性,同时增强墨水的润湿性能,增加墨水与介质,尤其是瓦楞纸板的结合。
[0041]
在本技术的实施例中,抑泡剂包括伽马化学gs

850、surfynol 104h、basf hydropalat 140、we

3220、涂易乐df

80、foamic

021、foamic 025中的至少一种,需要说明的是,墨水在运输途中,颠簸震荡,很容易产生气泡,在打印过程中,墨水中的微小气泡将导致打印的墨迹线条毛糙、不光滑饱满,较大的气泡还会产生断线现象,采用上述抑泡剂可有效避免墨水产生气泡,大大提高了的打印过程中的线条质量。
[0042]
在本技术的实施例中,染料墨水的粘度为10

15mpa.s,表面张力为22

40mn/m,需要说明的是,上述墨水的年度和表面张力范围为室温下(即25℃)所测得的年度与表面张力,粘度太低,在使用工业喷头打印时喷头表面容易堆积墨或者墨水悬挂在工业喷头上,从而引起断线缺墨情况,粘度太高,墨水流动性不足,打印时流畅性也会差;表面张力太高,墨水对基材润湿不够好,打印会出现拉丝,漏白等现象,表面张力太低,打印时容易晕边渗色,在本技术的具体实施例中,墨水染料的粘度优选为10

15.5mpa.s,表面张力优选为27

37mn/m。
[0043]
本技术实施例第二方面提供一种染料墨水的制备方法,根据上述染料墨水所含的配方组分分别量取各组分原料;
[0044]
向去离子水中依次加入有机溶剂、助剂、流畅剂、抑泡剂,进行第一搅拌处理,得到第一混合溶液;
[0045]
向第一混合溶液中加入功能性助干防潮剂,进行第二搅拌处理,得到第二混合溶液;
[0046]
向第二混合溶液中加入水溶性染料,进行第三搅拌处理后进行过滤处理,得到染
料墨水。
[0047]
需要说明的是,由于某些溶剂助剂比较粘稠,粘度较大,沾粘在容器上后不易溶解混合均匀,本技术第二方面提供的染料墨水的制备方法,按照上述特定的顺序依次混合搅拌,优先加入去离子水,使得其他溶剂助剂混合得更加均匀,如果先加入功能性助干防潮剂,再加去离子水或者其他溶剂助剂,容易产生粘结块,不易溶解均匀,采用本技术提供的染料墨水的制备方法,可以避免此类情况,使得各组分之间混合均匀,提升墨水产品性能,提升打印效果。
[0048]
在本技术的具体实施例中,第一搅拌处理的搅拌速度为20

120rpm,搅拌时长为15

25min;第二搅拌处理的搅拌速度为20

120rpm,搅拌时长为5

15min;第三搅拌处理的搅拌速度为20

120rpm,搅拌时长为50

60min。
[0049]
在本技术的实施例中,过滤处理采用过滤系统为三级精密过滤系统对墨水进行过滤,三级精密过滤系统的孔径分别为1.0μm、0.45μm、0.22μm,过滤精度高,滤芯孔径均匀,滤芯材料洁净度高,对过滤介质无污染,价格低廉,运行费用低,易于清洗,滤芯可替换。
[0050]
本技术实施例第三方面提供上述的染料墨水在数码印刷中的应用。
[0051]
在本技术的实施例中,将本技术实施例提供的染料墨水配合市面常用的水性光油处理应用方案,即可赋予其优良的防水性能,弥补染料墨水不防水的不足,故有使用成本低廉、性价比高等突出的优势,在本技术的一个具体实施例中,水性光油处理应用方案如采用pp图层处理液或水光油对打印的墨迹进行处理,可大大提高本技术实施例提供的染料墨水的防水性能,防止其在打印介质上因环境潮湿而褪色。
[0052]
在本技术的实施例中,本技术实施例提供的染料墨水适用于压电类工业喷头,包括但不限于星光(star fire)、京瓷(kyocera)、柯尼卡(konika)、桑巴(samba)、理光(ricoh)、精工(seiko)等工业喷头,打印流畅性与稳定性良好,干燥速度快,色浓度高,配合防水光油应用方案赋予其防水性能,具备很高的性价比。
[0053]
为使本技术上述实施细节和操作能清楚地被本领域技术人员理解,以及本技术实施例一种染料墨水及其制备方法的进步性能显著的体现,以下通过多个实施例来举例说明上述技术方案,以下实施例只作为本发明的优选方案,但本发明不限于以下实施例。
[0054]
实施例1:黑色墨水的制备
[0055]
按顺序加入14.2g去离子水,26g二甘醇,8g丙三醇,5g三乙二醇,0.4g gs

4100,0.2g gs

850,常温80

120rpm充分搅拌20min,使其充分混合均匀后再加入d

甘露醇1g,常温80

120rpm充分搅拌10min,使其充分混合均匀后再加入直接黑168黑色色浆45.1g,充分搅拌1h,用三级精密过滤系统过滤后即得所需瓦楞纸墨水。
[0056]
性能测试:粘度13.2mpa.s,表面张力35.2mn/m,打印流畅性能良好,清洗性能良好,干燥性能良好,与水光油配合使用防水性能好。
[0057]
实施例2:蓝色墨水的制备
[0058]
按顺序加入13.9g去离子水,28g1、2丙二醇,8g聚乙二醇400,5g三乙二醇单丁醚,0.6g fs500,0.2g surfynol 104h,常温80

120rpm充分搅拌20min,使其充分混合均匀后再加入d

甘露醇1g,常温80

120rpm充分搅拌10min,使其充分混合均匀后再加入直接蓝199蓝色色浆43.2g,充分搅拌1h,用三级精密过滤系统过滤后即得所需瓦楞纸墨水。
[0059]
性能测试:粘度11.8pa.s,表面张力33.8mn/m,打印流畅性能良好,清洗性能良好,
干燥性能良好,与水光油配合使用防水性能好。
[0060]
实施例3:红色墨水的制备
[0061]
按顺序加入13.5g去离子水,29g二甘醇,5g聚甘油

10,6g聚乙二醇400,0.6ggs

4100,0.2g we

3220,常温80

120rpm充分搅拌20min,使其充分混合均匀后再加入d

甘露醇1g,常温80

120rpm充分搅拌10min,使其充分混合均匀后再加入活性红141红色色浆44.6g,充分搅拌1h,用三级精密过滤系统过滤后即得所需瓦楞纸墨水。
[0062]
性能测试:粘度12.5pa.s,表面张力27.7mn/m,打印流畅性能良好,清洗性能良好,干燥性能良好,与水光油配合使用防水性能好。
[0063]
实施例4:黄色墨水的制备
[0064]
按顺序加入8.2g去离子水,20g 1、2

丙二醇,15g聚乙二醇400,9g乙二醇,0.4g gs

a301e,,0.2g surfynol 104h,常温80

120rpm充分搅拌20min,使其充分混合均匀后再加入d

甘露醇1g,常温80

120rpm充分搅拌10min,使其充分混合均匀后再加入直接黄132黄色色浆46.1g,充分搅拌1h,用三级精密过滤系统过滤后即得所需瓦楞纸墨水。
[0065]
性能测试:粘度12.3pa.s,表面张力35.3mn/m,打印流畅性能良好,清洗性能良好,干燥性能良好,与水光油配合使用防水性能好。
[0066]
实施例5:红色墨水的制备
[0067]
按顺序加入17.5g去离子水,23g二甘醇,8g丙三醇,5g三乙二醇,0.4g迪高wet 500,0.2g gs

850,常温80

120rpm充分搅拌20min,使其充分混合均匀后再加入d

甘露醇1g,常温80

120rpm充分搅拌10min,使其充分混合均匀后再加入活性红195红色色浆44.6g,充分搅拌1h,用三级精密过滤系统过滤后即得所需瓦楞纸墨水。
[0068]
性能测试:粘度9.2pa.s,表面张力34.1mn/m,粘度过低,易断线,打印流畅性能较差,清洗性能良好,干燥性能良好,与水光油配合使用防水性能好。
[0069]
实施例6:红色墨水的制备
[0070]
按顺序加入8.5g去离子水,25g二甘醇,15g丙三醇,5g己内酰胺,0.6g迪高wet 500,0.2g gs

850,常温80

120rpm充分搅拌20min,使其充分混合均匀后再加入d

甘露醇1g,常温80

120rpm充分搅拌10min,使其充分混合均匀后再加入活性红195红色色浆44.6g,充分搅拌1h,用三级精密过滤系统过滤后即得所需瓦楞纸墨水。
[0071]
性能测试:粘度15.6pa.s,表面张力34.2mn/m,粘度过高,易断线,打印流畅性能较差,清洗性能良好,干燥性能良好,与水光油配合使用防水性能好。
[0072]
对比例1:黑色墨水的制备
[0073]
按顺序加入15.2g去离子水,11g丙三醇,22g三乙二醇,0.4g gs

4100,0.2g gs

850,常温80

120rpm充分搅拌20min,使其充分混合均匀后再加入d

甘露醇1g,常温80

120rpm充分搅拌10min,使其充分混合均匀后再加入直接黑168黑色色浆45.1g,充分搅拌1h,用三级精密过滤系统过滤后即得所需瓦楞纸墨水。
[0074]
性能测试:粘度13.4pa.s,表面张力35.1mn/m,未加入流畅剂,打印流畅性能较差,清洗性能良好,干燥性能良好,与水光油配合使用防水性能好。
[0075]
对比例2:红色墨水的制备
[0076]
按顺序加入8.7g去离子水,29g二甘醇,10g丙三醇,6g己内酰胺,0.6g gs

4100,常温80

120rpm充分搅拌20min,使其充分混合均匀后再加入d

甘露醇1g,常温80

120rpm充分
搅拌10min,使其充分混合均匀后再加入活性红195红色色浆44.6g,充分搅拌1h,用三级精密过滤系统过滤后即得所需瓦楞纸墨水。
[0077]
性能测试:粘度13.3pa.s,表面张力35.8mn/m,未加入抑泡剂,打印流畅性能较差,清洗性能较差,干燥性能良好,与水光油配合使用防水性能好。
[0078]
对比例3:黑色墨水的制备
[0079]
按顺序加入15.2g去离子水,26g二甘醇,8g丙三醇,5g三乙二醇,0.4g gs

4100,0.2g gs

850,常温80

120rpm充分搅拌30min,使其充分混合均匀后再加入直接黑168黑色色浆45.1g,充分搅拌1h,用三级精密过滤系统过滤后即得所需瓦楞纸墨水。
[0080]
性能测试:粘度12.9pa.s,表面张力35.0mn/m,与实施例1相比,未加入功能性防潮助剂,打印流畅性能较好,清洗性能较好,干燥性能较差,与水光油配合使用防水性能好。
[0081]
对比例4:蓝色墨水的制备
[0082]
按顺序加入14.9g去离子水,28g1、2丙二醇,8g聚乙二醇400,5g三乙二醇单丁醚,0.6g fs500,0.2g surfynol 104h,常温80

120rpm充分搅拌30min,使其充分混合均匀后再加直接蓝199蓝色色浆43.2g,充分搅拌1h,用三级精密过滤系统过滤后即得所需瓦楞纸墨水。
[0083]
性能测试:粘度13.0pa.s,表面张力33.5mn/m,与实施例2相比,未加入功能性防潮助剂,打印流畅性能较好,清洗性能较好,干燥性能较差,与水光油配合使用防水性能好。
[0084]
表1.不同配方的染料墨水的性能测试表
[0085][0086]
从以上实施例和对比例测试结果可以看出:实施例1

4染料墨水的理化参数适用于工业喷头的打印,打印流畅性好,待机性能、清洗性能好,干燥速度快;因为现有的水性染
料墨水不防水的特性,实施例1

4配合防水光油应用方案处理后,赋予了其良好的防水性能,如图1所示,为实施例1所制备的染料墨水印刷在瓦楞纸上的防水性能测试图,其中,图1(a)为采用水光油处理后的防水性能测试图,图1(b)为未采用水光油处理的防水性能测试图,说明本实施例提供的染料墨水与水光油配合度高,防水性能好;如图2所示,为本实施例1和实施例5提供的染料墨水的流畅性测试图,图2(a)为实施例1提供的染料墨水的流畅性测试图,无断线现象,流畅性良好,图2(b)为实施例5提供的染料墨水的流畅性测试图,实施例5所提供的的染料墨水粘度过低,断线现象严重,同等测试条件下,实施例2

4无断线现象,打印流畅性良好,实施例6所提供的的染料墨水粘度过高,断线现象严重,打印流畅性差;而对比例1所提供的染料墨水不含流畅剂,打印流畅相差;对比例2提供的染料墨水不含抑泡剂,打印流畅性和清洗性能较差;对比例3的干燥性能差于配方中加入助干防潮剂的实施例1,对比例4的干燥性能差于配方中加入助干防潮剂的实施例2。
[0087]
以上所述,仅是本发明的较佳实施例,不能认定本发明的具体实施局限于这些说明,故在不脱离本发明构思的前提下,所有依据本发明的技术实质所进行的简单修改或替换,都属于本发明技术方案的保护范围。