一種噴墨打印用玻璃墨水及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種噴墨打印用玻璃墨水及其制備方法，玻璃墨水主要成分包括：玻璃釉料、色料、溶劑、分散劑、潤濕劑和穩(wěn)定劑。制備步驟包括：原料準備、溶劑配備、釉料與色料混合、機械磨細、成品。本發(fā)明采用逐步粉碎的方法將玻璃釉料與色料粉碎至所需粒徑，再與添加劑結合制成噴墨打印用玻璃墨水。本發(fā)明制備的玻璃墨水呈色穩(wěn)定、不易沉淀、穩(wěn)定性好，且工藝簡單，對設備要求不高，適合產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。
【專利說明】一種噴墨打印用玻璃墨水及其制備方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于玻璃表面裝飾的墨水，具體涉及一種噴墨打印用玻璃墨水及 其制備方法。

【背景技術】
[0002] 隨著噴墨打印技術的發(fā)展，數(shù)碼噴繪技術在玻璃表面裝飾行業(yè)得到了巨大的發(fā) 展。傳統(tǒng)的玻璃表面裝飾可分為釉面裝飾或者有機油墨噴墨打印。釉面裝飾多是采用輥 筒、絲網(wǎng)印刷、噴涂、手繪等上釉的方法實現(xiàn)，存在釉層厚、精細度差、沒有細致的色差搭配 等問題；有機油墨噴墨打印則存在含有?車發(fā)性有害物質、耐候性差、不耐酸喊等缺點。玻璃 噴墨打印技術是未來玻璃表面裝飾技術的發(fā)展趨勢，玻璃噴墨打印是計算機與自動化技術 結合，可以非常精確的對準需印刷的區(qū)域和位置，避免了手工印刷所遇到的位置偏移的問 題，是一次性進行多色印刷，不會存在套色對位的問題。
[0003] 采用玻璃墨水的噴墨打印是將玻璃墨水直接打印在玻璃表面，然后經(jīng)煅燒或鋼化 處理，使墨水中的有效成分與玻璃表面成為一體；同時，在高溫處理的過程中可以使墨水中 的有機溶劑完全揮發(fā)。因此，采用墨水的玻璃噴墨打印在使用中不用擔心有機成分的揮發(fā) 對人體的危害。但由于玻璃墨水的穩(wěn)定性和分散性均不容易控制，容易發(fā)生打印機噴嘴阻 塞和磨損。目前國內尚沒有噴墨打印玻璃墨水的生產(chǎn)廠家，該項技術一直被國外企業(yè)所壟 斷。


【發(fā)明內容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于解決玻璃墨水的穩(wěn)定性、分散性不佳以及墨水成分對玻璃噴墨 打印機噴嘴阻塞和磨損的缺陷，提供一種環(huán)境友好、生產(chǎn)成本低、便于應用的適合玻璃噴墨 打印用的玻璃墨水。
[0005] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的技術方案為： 一種噴墨打印用玻璃墨水，其包括如下重量百分比計算的組分： 玻璃釉料 20-65% ; 色料 5-30% ; 助溶劑 30-70% ; 其中， 所述玻璃釉料為本 申請人:自主研發(fā)，具體可見專利《一種無鉛環(huán)保玻璃釉及其制備方 法和制備釉面的方法》申請?zhí)?01310355282. 2,其包括以下重量百分比計算的組分： 25-60%Si02 ； 5-30%Zn0 ； l-8%CaO+MgO ； 0-10%Ba0 ； 0-10%Sr0 ； 5-33%B2〇3 ； 0· 5-110Ml2O3 ; 0. 5-10%Ti02 ； 0- 10%Zr02 ； 1- 22%K20+Na20 ； l-10%Li20 ； 所述助溶劑包括溶劑、分散劑、潤濕劑和穩(wěn)定劑。
[0006] 作為本發(fā)明進一步的改進，上述噴墨打印用玻璃墨水的粒度是50-900nm。
[0007] 作為本發(fā)明進一步的改進，上述噴墨打印用玻璃墨水，其包括如下重量百分比計 算的組分： 玻璃釉料 35-45% ; 色料 12-20% ; 助溶劑 40-45%。
[0008] 作為本發(fā)明進一步的改進，上述玻璃釉料和色料的質量百分比含量為總質量的 30-60wt%〇
[0009] 作為本發(fā)明進一步的改進，所述助溶劑包括以下百分含量的組分： 溶劑 40-90% ; 分散劑 1-20%; 濕潤劑 1-20%; 穩(wěn)定劑 1-20%。
[0010] 作為本發(fā)明進一步的改進，所述的溶劑為丙二醇單甲基醚、乙二醇醚、二丙二醇甲 醚、三丙二醇甲醚、丙二醇單丁醚、雙丙二醇丁醚、丙二醇丁醚、丙二醇正丙醚、丙二醇二丙 醚、二甘醇單丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯、醋酸丁酯、乙酸乙酯、異丁醇、丙三醇、丙烯二醇、丁 醇、乙二醇、鏈狀芳香族族烴類、脂肪酸、脂肪烴類的其中一種或者任意多種的任意比例的 混合。
[0011] 作為本發(fā)明進一步的改進，所述的分散劑、潤濕劑、穩(wěn)定劑為聚乙烯醇、聚乙烯醇 縮丁醛、聚乙二醇、聚丙膠體乳液、亞甲基雙甲基苯、烷機磺酸鈉、丙烯酸樹脂、AD-1310、 AD-9600、AD-8150其中一種或者任意多種的任意比例的混合。所述AD-131、AD-9600和 AD-8150購自青島卓意天嘉分散技術有限公司。
[0012] 作為本發(fā)明進一步的改進，所述的色料為玻璃釉料常用的無機氧化物類色料，選 自鈦白色料、鈷藍色料、鉻綠色料、銅鉻黑色料和紅色料的一種或多種。
[0013] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明另一方面提供了一種上述噴墨打印用玻璃墨水的制備方 法，具體包括如下步驟： (1) 將玻璃釉料經(jīng)多次球磨粉碎后備用； (2) 按比例稱取所述溶劑、分散劑、潤濕劑和穩(wěn)定劑經(jīng)高速分散機混合均勻，制備成墨 水助溶劑備用； (3) 按照重量百分比分別稱取玻璃釉料、色料和助溶劑，將各組分加入砂磨機中，混合 砂磨2-20h，既得。
[0014] 進一步的，所述玻璃釉料是通過以下方法制備的： a. 按重量百分比稱取以下重量百分比的組分：25-60%SiO2、5-30%Zn0、I-8%CaO+MgO、 0- 10%Ba0、0-10%Sr0、5-33%B203、0. 5-11%Α1203、0· 5-10%Ti02、0-10%Zr02、卜22%K20+Na 20、 1- 10% Li2O ； b. 將步驟a稱取的所有原料放入攪拌機攪拌或球磨機球磨10-30分鐘，其轉速為 60-100轉/分鐘，混合均勻； c. 將步驟b所得到的混合物在1000-1300°C下熔制，使混合物完全熔融，得到熔融的 玻璃液； d. 將步驟c所得到的熔融的玻璃液水淬； e. 將步驟d水淬后的釉料放入球磨機球磨1-8小時，其轉速為60-100轉/分鐘，得到 玻璃粉； f. 將步驟e球磨過的玻璃粉在干燥箱中烘干，所得粉料即為玻璃釉料。
[0015] 進一步的，所述高速分散機分散的時間是10-120分鐘。
[0016] 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明取得的有益效果為： (1)本發(fā)明提供一種環(huán)境友好、便于應用的適合玻璃噴墨打印的玻璃墨水及其制備方 法，其制備工藝簡單、生產(chǎn)成本低，適用于大規(guī)模生產(chǎn)。
[0017] ( 2)本發(fā)明從玻璃墨水的組成出發(fā)，優(yōu)化玻璃墨水的溶劑、分散劑、潤濕劑、穩(wěn)定 齊U，可以針對不同的顏色的墨水添加不同的組成試劑(玻璃釉料、色料、溶劑、分散劑、潤濕 齊U、穩(wěn)定劑)。
[0018] (3)本發(fā)明的玻璃墨水穩(wěn)定性能良好，室溫靜置一年以上，沒有沉降、團聚、絮凝等 現(xiàn)象。
[0019] (4)本發(fā)明的玻璃墨水適用于不同厚度、不同種類的玻璃，能夠在560_680°C高溫 下燒結或鋼化后成為釉面玻璃，鋼化釉面玻璃的安全系數(shù)高，燒成的彩釉玻璃可以進行打 孔、切割等二次加工。
[0020] (5)本發(fā)明的玻璃墨水燒成后的釉面也不會因酸堿、紫外線輻射等原因褪色，能達 到至少三十年不褪色。

【具體實施方式】
[0021] 下面將結合具體實施例對本發(fā)明進行進一步詳細的說明。
[0022] 實施例1 (1)玻璃釉料的制備 低溫玻璃釉各成分按重量百分比計算如下：30%Si02、25%Zn0、4. 5%Ca0+Mg0、5%Ba0、 10%B203、6%Al203、8%Ti0 2、2. 0%Zr02、6. 5%K20+Na20、3% Li2O ; 將上述配方原料按重量百分比稱量并混合均勻后，放置于熔爐內，在1200°C下熔融配 合料； 將熔融好的配合料水淬并干燥，經(jīng)球磨機球磨4小時。
[0023] (2)助溶劑的配制 玻璃墨水助溶劑各成分按重量百分比計算如下：三丙二醇甲醚20%、丙二醇單丁醚 10%、二甘醇單丁基醚 55%、聚乙二醇 5%、AD-8150 10% ; 將上述溶劑原料按重量百分比稱量，并用高速分散機分散30分鐘。
[0024] (3)玻璃墨水的制備 所述的玻璃墨水具體組分及重量百分比為：玻璃釉料：20%、鈦白色料：30%、助溶劑： 50% ； 按照以上的重量百分比分別稱取玻璃釉料、色料、助溶劑，將各組分加入砂磨機中，混 合砂磨6小時，既得。
[0025] 所制備的玻璃墨水經(jīng)噴墨打印至玻璃表面，鋼化或580°C燒成。
[0026] 實施例2 (1)玻璃釉料的制備 低溫玻璃釉各成分按重量百分比計算如下：55%Si02、9. 5%Zn0、5. 7%Ca0+Mg0、5. 0%Ba0、 10. 3%Β203、1· 0%Α1203、0· 5%Ti02、ll%K20+Na20、2. 0% Li2O ; 將上述配方原料按重量百分比稱量并混合均勻后，放置于熔爐內，在1300°C下熔融配 合料； 將熔融好的配合料水淬并干燥，經(jīng)球磨機球磨4小時。
[0027] (2)助溶劑的配制 玻璃墨水助溶劑各成分按重量百分比計算如下：三丙二醇甲醚10%、乙二醇醚15%、丙 二醇單甲基醚15%、二甘醇單丁基醚45%、聚乙二醇5%、AD-8150 10% ; 將上述助溶劑原料按重量百分比稱量，并用高速分散機分散30分鐘。
[0028] (3)玻璃墨水的制備 所述的玻璃墨水具體組分及重量百分比為： 玻璃釉料：40%、黃色色料：18%、助溶劑：42% ; 按照以上的重量百分比分別稱取玻璃釉料、色料、助溶劑，將各組分加入砂磨機中，混 合砂磨8小時。
[0029] 所制備的玻璃墨水經(jīng)噴墨打印至玻璃表面，鋼化或650°C燒成。
[0030] 實施例3 (1)玻璃釉料的制備 低溫玻璃釉各成分按重量百分比計算如下：45%Si02、5. 0%Zn0、l. 0%Ca0+Mg0、4. 0%Sr0、 33%Β203、4· 5%Α1203、0· 5%Ti02、7. 0Zr02、5. 0%K20+Na20、l. 0% Li2O將上述配方原料按重量百分 比稱量并混合均勻后，放置于熔爐內，在1250°C下熔融配合料； 將熔融好的配合料水淬并干燥，經(jīng)球磨機球磨4小時。
[0031] (2)助溶劑的配制 玻璃墨水的助溶劑各成分按重量百分比計算如下：丙二醇丁醚10%、丙二醇正丙 醚15%、乙酸乙酯3%、聚丙膠體乳液30%、異丁醇三丙二醇甲醚7%、二甘醇單丁基醚25%、 AD-1310 10%； 將上述助溶劑原料按重量百分比稱量，并用高速分散機分散30分鐘。
[0032] (3)玻璃墨水的制備 所述的玻璃墨水具體組分及重量百分比為：玻璃釉料：45%、藍色色料：5%、助溶劑： 50% ； 按照以上的重量百分比分別稱取玻璃釉料、色料、助溶劑，將各組分加入砂磨機中，混 合砂磨8小時。
[0033] 所制備的玻璃墨水經(jīng)噴墨打印至玻璃表面，鋼化或630°C燒成。
[0034] 實施例4 (1)玻璃釉料的制備 低溫玻璃釉各成分按重量百分比計算如下：35%Si02、15. 0%Zn0、I. 0%Ca0+Mg0、 4. 0%Sr0、33%B203、4. 5%Α1203、0· 5%Ti02、7. 0Zr02、5. 0%K20+Na20、l. 0% Li2O將上述配方原料按 重量百分比稱量并混合均勻后，放置于熔爐內，在1150°C下熔融配合料； 將熔融好的配合料水淬并干燥，經(jīng)球磨機球磨4小時。
[0035] (2)助溶劑的配制 玻璃墨水的助溶劑各成分按重量百分比計算如下：丙二醇甲醚醋酸酯20%、聚丙膠體 乳液10%、異丁醇三丙二醇甲醚10%、二甘醇單丁基醚50%、AD-1310 10% ; 將上述溶劑原料按重量百分比稱量，并用高速分散機分散30分鐘。
[0036] (3)玻璃墨水的制備 所述的玻璃墨水具體組分及重量百分比為：玻璃釉料：20%、藍色色料：10%、助溶劑： 70% ； 按照以上的重量百分比分別稱取玻璃釉料、色料、助溶劑，將各組分加入砂磨機中，混 合砂磨8小時。
[0037] 所制備的玻璃墨水經(jīng)噴墨打印至玻璃表面，鋼化或600°C燒成。
[0038] 效果例1，將實施例1-4所制備的玻璃墨水進行性能測驗，具體如下表1 :

【權利要求】
1. 一種噴墨打印用玻璃墨水，其特征在于，其包括如下重量百分比計算的組分： 玻璃釉料 20-65% ; 色料 5-30% ; 助溶劑 30-70% ; 其中，所述玻璃釉料，包括以下重量百分比計算的組分： 25-60%Si02 ； 5-30%Zn0 ； l-8%CaO+MgO ； 0-10%Ba0 ； 0-10%Sr0 ； 5-33%B2〇3 ； 0. 5-ll%Al2〇3 ； 0. 5-10%Ti02 ； 0- 10%Zr02 ； 1- 22%K20+Na20 ； l-10%Li20 ； 所述助溶劑包括溶劑、分散劑、潤濕劑和穩(wěn)定劑。
2. 根據(jù)權利要求1所述的所述一種噴墨打印用玻璃墨水，其特征在于，所述玻璃墨水 的粒度是50-900nm。
3. 根據(jù)權利要求1所述的一種噴墨打印用玻璃墨水，其特征在于，其包括如下重量百 分比計算的組分： 玻璃釉料 35-45% ; 色料 12-20% ; 助溶劑 40-45%。
4. 根據(jù)權利要求1所述的一種噴墨打印用玻璃墨水，其特征在于，玻璃釉料和色料的 質量百分比含量為總質量的30-60wt%。
5. 根據(jù)權利要求1所述的一種噴墨打印用玻璃墨水，其特征在于，所述助溶劑包括以 下百分含量的組分： 溶劑 40-90%; 分散劑 1-20%; 濕潤劑 1-20%; 穩(wěn)定劑 1-20%。
6. 根據(jù)權利要求1所述的一種噴墨打印用玻璃墨水，其特征在于，所述的溶劑為丙二 醇單甲基醚、乙二醇醚、二丙二醇甲醚、三丙二醇甲醚、丙二醇單丁醚、雙丙二醇丁醚、丙二 醇丁醚、丙二醇正丙醚、丙二醇二丙醚、二甘醇單丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯、醋酸丁酯、乙酸 乙酯、異丁醇、丙三醇、丙烯二醇、丁醇、乙二醇、鏈狀芳香族族烴類、脂肪酸、脂肪烴類的其 中一種或者任意多種的任意比例的混合； 所述的分散劑、潤濕劑、穩(wěn)定劑為聚乙烯醇、聚乙烯醇縮丁醛、聚乙二醇、聚丙膠體乳 液、亞甲基雙甲基苯、烷機磺酸鈉、丙烯酸樹脂、AD-1310、AD-9600、AD-8150其中一種或者任 意多種的任意比例的混合。
7. 根據(jù)權利要求1所述的一種噴墨打印用玻璃墨水，其特征在于，所述的色料為玻璃 釉料常用的無機氧化物類色料，選自鈦白色料、鈷藍色料、鉻綠色料、銅鉻黑色料和紅色料 的一種或多種。
8. -種如權利要求1-7任一項所述的噴墨打印用玻璃墨水的制備方法，其特征在于， 具體包括如下步驟： (1) 將玻璃釉料經(jīng)多次球磨粉碎后備用； (2) 稱取所述溶劑、分散劑、潤濕劑和穩(wěn)定劑經(jīng)高速分散機混合均勻，制備成墨水助溶 劑備用； (3) 按照重量百分比分別稱取玻璃釉料、色料和助溶劑，將各組分加入砂磨機中，混合 砂磨2-20h，既得。
9. 根據(jù)權利要求8所述的所述一種噴墨打印用玻璃墨水的制備方法，其特征在于，所 述玻璃釉料是通過以下方法制備的： a. 按重量百分比稱取以下重量百分比的組分：25-60%Si02、5-30%Zn0、1 -8%CaO+MgO、 0- 10%Ba0、0-10%Sr0、5-33%B203、0. 5-ll%Al203、0. 5-10%Ti02、0-10%Zr02、卜22%K20+Na 20、 1- 10% Li20 ； b. 將步驟a稱取的所有原料放入攪拌機攪拌或球磨機球磨10-30分鐘，其轉速為 60-100轉/分鐘，混合均勻； c. 將步驟b所得到的混合物在1000-1300°C下熔制，使混合物完全熔融，得到熔融的 玻璃液； d. 將步驟c所得到的熔融的玻璃液水淬； e. 將步驟d水淬后的釉料放入球磨機球磨1-8小時，其轉速為60-100轉/分鐘，得到 玻璃粉； f. 將步驟e球磨過的玻璃粉在干燥箱中烘干，所得粉料即為玻璃釉料。
10. 根據(jù)權利要求8所述的所述一種噴墨打印用玻璃墨水的制備方法，其特征在于，所 述1?速分散機分散的時間是10-120分鐘。
【文檔編號】C09D11/30GK104403419SQ201410725626
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年12月4日 優(yōu)先權日:2014年12月4日
【發(fā)明者】欒曉波, 李娜, 程金樹, 陸平 申請人:河北省沙河玻璃技術研究院