專利名稱：一種黑色水性顏料墨水的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種噴墨墨水，尤其是一種用于噴墨打印的黑色水性顏料墨水。 背景技術(shù)：
水性顏料分散液是墨水配方組分中最重要的一個(gè)成分，它的制備方式主要有3 種，一種是自分散技術(shù)，一種是使用分散劑進(jìn)行物理研磨，還有一種是微膠囊技術(shù)。任何一種技術(shù)都有其優(yōu)越性和不足，分散技術(shù)也是如此，具體采用何種分散技術(shù)還應(yīng)根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域、成本因素、產(chǎn)品特性等方面綜合決定。自分散技術(shù)是對(duì)顏料顆粒表面進(jìn)行化學(xué)改性，使之具有親水性，通常由此方法獲得的水性顏料分散液具有較低的黏度和較高的表面張力，具有代表性意義的產(chǎn)品如卡博特公司的CAB-O-JET系列水性顏料分散液。使用分散劑進(jìn)行物理研磨的方法是一種獲得水性顏料分散液普遍采用的方法，由于市面上有多種分散劑可以選用，因此這種方法簡(jiǎn)單易行，只需要選擇研磨效率高的設(shè)備和與顏料匹配的分散劑即可。市面上存的分散劑型號(hào)，如畢克化學(xué)的Β (系列分散劑、路博潤(rùn)公司的solsperse系列分散劑和埃夫科納的AFCONA系列分散劑等。另外關(guān)于顏料分散劑的專利申請(qǐng)也有很多，關(guān)于分散劑的專利可見(jiàn)中國(guó)專利0^03656. 5顏料分散劑和顏料制劑、中國(guó)專利01104937. 5顏料分散劑和含有該顏料分散劑的顏料組合物、中國(guó)專利 00816936. 5接枝共聚物顏料分散劑、中國(guó)專利02120124. 2有改性嵌段共聚物分散劑的顏料組合、中國(guó)專利200780044910. 8分散劑等。微膠囊技術(shù)是采用可反應(yīng)性的分散劑對(duì)顏料進(jìn)行分散，之后在一定條件下進(jìn)行聚合反應(yīng)，在顏料顆粒表面形成一薄層聚合物。中國(guó)專利200580035645. 8膠囊化物及其制造方法以及油墨組合物中公開了一種微膠囊化物的制備方法，采用這種方法制備水性顏料分散液可以有效提高分散液的穩(wěn)定性，對(duì)以此分散液制備的墨水的光澤性和提高顏料的顯色性也有一定好處。為了追求更高質(zhì)量的噴墨印刷品和更快的噴墨速度，噴頭技術(shù)和墨水技術(shù)都不斷推陳出新。如有關(guān)廠商在原有壓電技術(shù)的基礎(chǔ)上，研發(fā)出可變換墨滴微壓電打印頭技術(shù)， 它對(duì)墨滴的控制能力更強(qiáng)，采用這一技術(shù)噴出的墨水量最小可到1.5皮升，而且墨滴微粒形狀更為規(guī)則、定位更加準(zhǔn)確，打印分辨率提高，容易實(shí)現(xiàn)高精度打印。墨水配方方面，通過(guò)選擇恰當(dāng)?shù)慕M分及添加正確的比例使噴墨墨水具有優(yōu)良的噴射穩(wěn)定性，使噴墨印刷品具有高光澤度、良好耐摩擦及圖像細(xì)膩等特性。關(guān)于提高噴墨質(zhì)量的研究可見(jiàn)于中國(guó)專利 200910179065. 6噴墨記錄方式的印刷方法，它提及墨水配方中含有硅系表面活性劑和炔二醇系表面活性劑可防止墨液洇滲、提高噴出穩(wěn)定性和對(duì)介質(zhì)的良好潤(rùn)濕性和滲透性；關(guān)于提高噴墨質(zhì)量的研究還可見(jiàn)于美國(guó)專利5156675，它提及墨水中添加二元醇醚可提高墨水對(duì)介質(zhì)的滲透性。上述兩個(gè)專利涉及到硅系表面活性劑、炔二醇系表面活性劑及二元醇醚， 盡管這些組分都能提高噴墨打印質(zhì)量，但添加量不能太高，否則會(huì)影響到墨水的分散穩(wěn)定性。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于通過(guò)控制炭黑的分散方式和粒徑、表面活性劑的用量以及添加高分子聚合物的方法實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。本發(fā)明所述一種黑色水性顏料墨水，它具有良好的耐摩擦性能和高光澤度、高反射密度；另外本發(fā)明所述的黑色水性顏料墨水在慢速噴頭和快速噴頭上都具有良好噴射穩(wěn)定性，且為了獲得良好打印質(zhì)量，墨水中可以同時(shí)含有炔二醇類表面活性劑、有機(jī)硅類表面活性劑、二元醇醚、1，2烷基二醇和高分子聚合物等組分，而墨水的分散穩(wěn)定性能保持良好。本發(fā)明的技術(shù)方案在于一種黑色水性顏料墨水，其特征在于包含質(zhì)量份數(shù)為 1 50%的黑色色漿，質(zhì)量份數(shù)為1 10%的有機(jī)溶劑，質(zhì)量份數(shù)為0. 5 3%的表面活性齊U，質(zhì)量份數(shù)為0. 5 5%的高分子聚合物，質(zhì)量份數(shù)為0. 1 的PH調(diào)節(jié)劑，其它組分為去離子水，所說(shuō)的墨水顆粒的粒徑D50小于80納米。上述所說(shuō)黑色色漿含有經(jīng)過(guò)化學(xué)改性的炭黑，炭黑占黑色色漿的質(zhì)量百分比為 5 40%，化學(xué)改性后的炭黑表面含有羧基、磺酸基或磷酸基。上述所說(shuō)的黑色色漿為卡博特公司的Cabot-O-Jet 352K分散液。上述所說(shuō)的有機(jī)溶劑選擇二元醇醚類溶劑或1，2烷基二醇類溶劑中的至少一種。上述所說(shuō)的二元醇醚類溶劑是符合具有以下結(jié)構(gòu)通式的化合物
OH —f—CH2-CH2-CH2 ^O--·ΟηΗ2ρ(+1m=l 2，η = 1 權(quán)利要求
1.一種黑色水性顏料墨水，其特征在于包含質(zhì)量份數(shù)為1 50%的黑色色漿，質(zhì)量份數(shù)為1 10%的有機(jī)溶劑，質(zhì)量份數(shù)為0. 5 3%的表面活性劑，質(zhì)量份數(shù)為0. 5 5%的高分子聚合物，質(zhì)量份數(shù)為0. 1 1 %的pH調(diào)節(jié)劑，其它組分為去離子水，所說(shuō)的墨水顆粒的粒徑D50小于80納米。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所說(shuō)的一種黑色水性顏料墨水，其特征在于所說(shuō)黑色色漿含有經(jīng)過(guò)化學(xué)改性的炭黑，炭黑占黑色色漿的質(zhì)量百分比為5 40%，化學(xué)改性后的炭黑表面含有羧基、磺酸基或磷酸基。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所說(shuō)的一種黑色水性顏料墨水，其特征在于所說(shuō)的黑色色漿為卡博特公司的Cabot-O-Jet 35 (分散液。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所說(shuō)的一種黑色水性顏料墨水，其特征在于所說(shuō)的有機(jī)溶劑選擇二元醇醚類溶劑或1，2烷基二醇類溶劑中的至少一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所說(shuō)的一種黑色水性顏料墨水，其特征在于所說(shuō)的二元醇醚類溶劑是符合具有以下結(jié)構(gòu)通式的化合物
6.根據(jù)權(quán)利要求1所說(shuō)的一種黑色水性顏料墨水，其特征在于所說(shuō)的表面活性劑含有炔二醇類表面活性劑或有機(jī)硅類表面活性劑中的至少一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所說(shuō)的一種黑色水性顏料墨水，其特征在于所說(shuō)的炔二醇類表面活性劑分子中含有以下結(jié)構(gòu)
8.根據(jù)權(quán)利要求1所說(shuō)的一種黑色水性顏料墨水，其特征在于所說(shuō)的高分子聚合物的玻璃化溫度Tg大于50°C，重均分子量Mw大于5000 ；所說(shuō)的高分子聚合物為丙烯酸類、 苯乙烯-丙烯酸類、聚氨酯類、聚酯類、松香或改性松香類或有機(jī)硅類和聚烯烴蠟乳液，采用巴斯夫公司的 Joncryl HPD696、Joncryl 611、Joncryl 678、JoncrylHPD 71、Joncryl HPD196、Joncryl 67、Joncryl HPD690、Joncryl 678。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所說(shuō)的一種黑色水性顏料墨水，其特征在于所說(shuō)的PH調(diào)節(jié)劑至少選擇氨水、三乙胺、二乙醇胺、三乙醇胺、氫氧化鈉、氫氧化鉀其中的一種。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所說(shuō)的一種黑色水性顏料墨水，其特征在于墨水中含有質(zhì)量份數(shù)為1 40%的高沸點(diǎn)難揮發(fā)溶劑，質(zhì)量份數(shù)為0. 01 0. 5%的殺菌劑，質(zhì)量份數(shù)為0. 01 0. 5%的金屬離子螯合劑和紫外線吸收劑；所說(shuō)的高沸點(diǎn)難揮發(fā)溶劑采用丙三醇、乙二醇、二乙二醇、三甘醇、正丙醇、1，3_丙二醇、1，4_ 丁二醇、1，5_戊二醇、1，6-己二醇、三羥甲基丙烷、聚乙二醇200、聚乙二醇400、聚乙二醇600、2-吡咯酮、1，2，6-己三醇、季戊四醇、尿素；所說(shuō)的殺菌劑采用1，2_苯并異噻唑啉-3-酮。
全文摘要
一種黑色水性顏料墨水，其特征在于包含質(zhì)量份數(shù)為1～50％的黑色色漿，質(zhì)量份數(shù)為1～10％的有機(jī)溶劑，質(zhì)量份數(shù)為0.5～3％的表面活性劑，質(zhì)量份數(shù)為0.5～5％的高分子聚合物，質(zhì)量份數(shù)為0.1～1％的pH調(diào)節(jié)劑，其它組分為去離子水，所說(shuō)的墨水顆粒的粒徑D50小于80納米。本發(fā)明的優(yōu)越性本發(fā)明所述墨水，均可以獲得較高的反射密度和光澤度，良好的耐摩擦性和良好的反射穩(wěn)定性，且在慢速噴頭和快速噴頭上都具有良好的噴射穩(wěn)定性，尤其是當(dāng)墨水中炭黑顏料含量較低時(shí)，仍然具有上述優(yōu)越性。
文檔編號(hào)C09D11/02GK102558943SQ20101061581
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2010年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月30日
發(fā)明者王文杰 申請(qǐng)人:天津兆陽(yáng)納米科技有限公司