一種即配即用型分散噴墨墨水及配製方法
2023-06-17 02:37:01
一種即配即用型分散噴墨墨水及配製方法
【專利摘要】本發明公開了一種即配即用型分散噴墨墨水及其製備方法，所述墨水由如下質量配比原料組成：分散染料4～11％、分散劑10～32％、表面活性劑2～10％、山梨醇10～15％、丙二醇10～16％、乙二醇10～18％、消泡劑1％～2％、季銨鹽類樹脂5％～6％；解決了現有技術墨水飽和度低，噴頭堵塞率高，成本高等問題。
【專利說明】-種即配即用型分散噴墨墨水及配製方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種即配即用型分散噴墨墨水及配製方法。
【背景技術】
[0002] 分散染料墨水噴墨印花具有色彩豔麗豐富、耐水洗、耐擦、耐曬等優異性能，目前 已應用於數碼印花高速噴墨印花機，具有列印精度高、速度快、產量大、可連續生產等特性， 使數碼印花逐漸地往工業生產化方向發展。
[0003] 近年來，不少適用於高速噴墨印花機的噴墨的專利公開，如中國專利文獻公開了 一種水性數碼噴墨分散墨水及其製備方法和應用[專利號：201110169004. 9]，包括以下順 序步驟：（1)按質量百分比計算，準備以下組分：分散染料5?15 %，分散劑3?12 %，表面 活性劑0. 5?5 %，水溶性有機溶劑20?40 %，電導調節劑?8 %，添加劑0. 5?5 %、去離 子水20?60% ; (2)色漿配置：將分散劑、分散染料、部分水溶性有機溶劑和部分去離子水 均勻混合，充分研磨至粒徑小於1 μ m，得到色漿；（3)墨水配置：將步驟⑵所製得的色漿， 加入電導率調節劑、表面活性劑、添加劑、剩餘的水溶性有機溶劑和去離子水，在常溫下充 分攪拌均勻，靜置，用孔徑〇. 1?2μπι的過濾器過濾後即得到所需分散墨水。
[0004] 上述技術方案為了產品在保質期內的穩定性，在墨水配方中加入了很多防腐、防 鏽及其它助劑，而這些助劑對墨水色彩的表現如顏色的深度、飽和度等都有一定的影響。同 時，因為分散墨水的色粉以顆粒狀存在於體系中，為了達到存儲過程中不分層的目的，通常 選用的樹脂粘度較高，較高粘度的樹脂也容易和色粉發生凝聚，或者色粉顆粒本身團聚在 噴墨的過程中，容易出現堵塞噴頭的現象，從而增加了噴頭損耗，大大增加了生產成本。
【發明內容】
[0005] 為了克服上述現有技術存在的缺點，本發明提供了一種即配即用型分散噴墨墨水 及其製備方法，具有墨水飽和度高，短期穩定性好，噴頭堵塞率低，成本低等特點。
[0006] 為達到上述目的，本發明的技術方案是：
[0007] 本發明提供一種即配即用型分散噴墨墨水，所述墨水由如下重量配比的原料組 成：分散染料4?10%、分散劑10?30%、表面活性劑2?9%、山梨醇10?15%、丙二醇 10?15%、乙二醇10?15%、消泡劑1%?2%和季銨鹽類樹脂5%?6% ;墨水的pH值 為 6. 0 ?8. 0 ;
[0008] 所述分散染料為偶氮型染料、蒽醌型染料或雜環型染料；優選所述分散染料為分 散紅、分散橙、分散藍或分散黃，更優選所述分散染料為分散紅60、分散紅146、分散紅179、 分散紅118、分散紅5、分散紅19、分散紅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、分散藍72、分散藍14、分散藍3、分散 藍79、分散藍106、分散藍26、分散藍124、分散黃54、分散黃3、分散黃64、分散黃232、分散 黃163、分散黃104、分散黃79或分散黃55,更優選為分散紅60、分散黃54或分散藍72中 的一種或3種組合，最優選分散紅60、分散黃54或分散藍72中的一種或分散紅60、分散黃 54或分散藍72以質量比1:1:1的混合；
[0009] 所述分散劑為陰離子表面活性劑、陽離子型表面活性劑、非離子表面活性劑或兩 性表面活性劑中的一種或兩種及以上任意比例的混合，所述陰離子表面活性劑為木質素磺 酸鹽、烷基苯磺酸鹽、烷基磺酸鹽、磺酸鹽、α -烯烴磺酸鹽或脂肪酸乙酯磺酸鹽，非離子表 面活性為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，兩性表面活性劑 為羧酸基甜菜鹼、磺基甜菜鹼或十八烷基二羥乙基氧化銨；優選所述分散劑為聚萘甲醛環 酸鈉鹽、木質素磺酸鈉、分散劑ΝΝ0或分散劑80 ;
[0010] 所述表面活性劑包括聚乙醇型非離子表面活性劑，優選烷基苯酚聚氧乙烯醚（如 OP-7、0Ρ-10、0Ρ-15)、長鏈脂肪醇聚氧乙烯醚（如平平加0-25或平平加0-20)或炔乙醇改 性表面活性劑（如FS-640、FS-620或FS-660);
[0011] 所述消泡劑為非矽類消泡劑，優選為聚醚類消泡劑或炔二醇類消泡劑，更優選為 消泡劑Surfynol DF-37和消泡劑Surfynol 110D中一種或者兩種以任意比例的混合。
[0012] 所述季銨鹽類樹脂優選季銨鹽陰離子交換樹脂或季銨鹽陽離子樹脂，更優選季銨 鹽環氧樹脂、季銨鹽丙烯醯胺樹脂（辛烷基烯丙基二甲基氯化銨和丙烯醯胺以摩爾比1:40 的共聚物）或鉻酸氫根季銨鹽樹脂。
[0013] 進一步，優選所述即配即用型分散噴墨墨水由如下重量配比的原料組成：分散染 料10?13%、分散劑28?32%、表面活性劑10%、山梨醇13?15%、丙二醇13?16%、 乙二醇14?17%、消泡劑1?2% %、季銨鹽類樹脂5?6%。
[0014] 進一步，優選所述即配即用型分散噴墨墨水由如下重量配比的原料組成：山梨醇 14. 8 %、丙二醇13. 6 %、乙二醇17 %、分散劑NN028 %、9 %表面活性劑FS-640、1 %消泡劑 Surfynol DF-37和季銨鹽類樹脂5. 7%。
[0015] 進一步，優選所述即配即用型分散噴墨墨水由如下重量配比的原料組成：14.6% 山梨醇、14. 6 %丙二醇、15. 7%乙二醇、31. 5 %分散劑80、7· 9 %表面活性劑0P-7. 0、1· 1% 消泡劑Surfynol 110D和季銨鹽類樹脂5. 6%。
[0016] 進一步，優選所述即配即用型分散噴墨墨水由如下重量配比的原料組成：13. 2% 山梨醇、15. 4%丙二醇、14. 3%乙二醇、30. 8%分散劑、9. 9%表面活性劑FS-640、1. 1 %消泡 劑Surfynol DF-37、5. 5%季銨鹽類樹脂、分散染料9. 9%;所述分散染料為C. I.分散藍72、 C. I.分散黃54和C. I.分散紅60以質量比1:1:1的混合。
[0017] 本發明還提供一種即配即用型分散噴墨墨水的配製方法，所述方法按如下步驟進 行：
[0018] (1)按配方量，將山梨醇、丙二醇和乙二醇加入分散劑中，再加入表面活性劑和佔 配方重量50%的消泡劑，攪拌均勻（優選3〇11^11，速度為250印111) ;
[0019] (2)向步驟（2)的溶液中加入佔配方重量60%的季銨鹽類樹脂並分散均勻（優選 分散速率為l〇〇〇rpm，分散時間為30min);
[0020] (3)向步驟⑵所得溶液中緩緩添加配方量分散染料，分散均勻（優選分散速度為 lOOOrpm，攬拌時間為60min);
[0021] (4)將步驟（3)所得的溶液研磨至D50在150?190nm且D95小於450nm(使用馬 爾文雷射粒度儀分別檢測D50和D95);
[0022] (5)向步驟⑷所得溶液中添加佔配方重量40%的季銨鹽類樹脂和佔配方重量 50%的消泡劑，分散均勻（優選分散速率為lOOOrpm，分散攪拌時間為60min);
[0023] (6)將步驟（5)所得的溶液過濾，（優選用孔徑0. 8?1. 2 μ m的過濾器過濾，優選 1. 0 μ m)，過濾後的墨水（即濾液）灌裝密封儲存，控制存儲溫度為4?27°C，並在2個月內 使用完該墨水。
[0024] 本發明的有益效果是：
[0025] 1、在分散噴墨墨水的配方上，去除了通用的防腐、防鏽等助劑，而是添加了山梨 醇、丙二醇和乙二醇這3種醇類助劑，減少了防腐、防鏽等助劑對墨水色彩的影響；並將較 高粘度的樹脂更換成粘度較低的季銨鹽類樹脂，降低樹脂和色粉的凝聚，減少對噴頭的堵 塞和損耗，大大節約了成本；
[0026] 2、將分散染料和樹脂的混合研磨工藝由傳統的"添加樹脂-分散-研磨"調整為 "分散-研磨-添加樹脂-分散"，調整後的工藝減少了研磨過程中樹脂對分散染料的隔離 作用，提高了研磨效率，減少了鋯珠的消耗，降低了成本；
[0027] 3、調整了表面活性劑和消泡劑的添加工藝，消泡劑分別在研磨前和研磨後添加， 增加了分散染料的研磨效率。
【具體實施方式】
[0028] 下面結合具體實施例，對本發明做進一步的說明。
[0029] 本發明實施例所用季銨鹽類樹脂為季銨鹽丙烯醯胺樹脂（即辛烷基烯丙基二甲 基氯化銨和丙烯醯胺以摩爾比1:40的共聚物）。
[0030] 實施例1 :藍色墨水的製備
[0031] 稱取13g山梨醇、12g丙二醇和15g乙二醇分散在25g分散劑NN0中，在攪拌過程 中加入8g表面活性劑FS-640和0· 5g消泡劑Surfynol DF-37,攪拌30min後，再加入3g季 銨鹽類樹脂繼續攪拌30min ;再加入9gC. I.分散藍72後攪拌60min後，放入研磨機充分研 磨180min ;然後加入2g季銨鹽類樹脂和0. 5g消泡劑Surfynol DF-37進行分散，60min後 用孔徑為1. 〇 μ m的過濾器過濾，得到藍色分散墨水，灌裝密封儲後存在溫度為4?27°C的 室內，並在2個月內使用完該墨水。
[0032] 所製備的藍色墨水在20°C下的物化指標為：表面張力為32. 8mN/m，粘度3. 51mpa. s，pH值7. 4。將製得的藍色墨水在大型高速噴墨印花機上的列印結果表明：該藍色墨水飽 和度高，色澤飽和，短期內穩定性較強；同時在測試使用的3個月時間內，噴頭的堵塞率僅 為使用傳統分散墨水的一半，對噴頭的損耗較小，大大節省了成本。
[0033] 實施例2 :紅色墨水的製備
[0034] 稱取13g山梨醇、13g丙二醇和14g乙二醇分散在28g分散劑80中，在攪拌過程中 加入7g表面活性劑0P-7. 0和0. 5g消泡劑Surfynol 110D，攪拌30min後，再加入3g季銨 鹽類樹脂繼續攪拌30min ;然後加入8gC. I.分散紅60後攪拌60min後，放入研磨機充分研 磨180min ;再次加入2g季銨鹽類樹脂和0. 5g消泡劑Surfynol 110D進行分散，60min後用 孔徑為1. 0 μ m的過濾器過濾得到紅色分散墨水，灌裝密封儲後存在溫度為4?27°C的室 內，並在2個月內使用完該墨水。
[0035] 所製備的紅色墨水在20°C下的物化指標為：表面張力為32. 4mN/m，粘度4. 27mpa. s，pH值7. 7。將製得的紅色墨水在大型高速噴墨印花機上的列印結果表明：該紅色墨水飽 和度高，色澤飽和，短期內穩定性較強；同時在測試使用的3個月時間內，噴頭的堵塞率僅 為使用傳統分散墨水的一半，對噴頭的損耗較小，大大節省了成本。
[0036] 實施例3 :黃色墨水的製備
[0037] 稱取12g山梨醇、14g丙二醇和13g乙二醇分散在28g分散劑ΝΝ0中，在攪拌過程 中加入9g表面活性劑平平加0-25和0· 5g消泡劑Surfynol 110D，攪拌30min後，再加入3g 季銨鹽類樹脂繼續攪拌30min ;然後加入9gC. I.分散黃54後攪拌60min後，放入研磨機充 分研磨180min ;再次加入2g季銨鹽類樹脂和0. 5g消泡劑Surfynol 110D進行分散，60min 後用孔徑為1. 〇 μ m的過濾器過濾得到黃色分散墨水，灌裝密封儲後存在溫度為4?27°C的 室內，並在2個月內使用完該墨水。
[0038] 所製備的黃色墨水在20°C下的物化指標為：表面張力為34. 8mN/m，粘度4. 15mpa. s，pH值7. 5。將製得的黃色墨水在大型高速噴墨印花機上的列印結果表明：該黃色墨水飽 和度高，色澤飽和，短期內穩定性較強；同時在測試使用的3個月時間內，噴頭的堵塞率僅 為使用傳統分散墨水的一半，對噴頭的損耗較小，大大節省了成本。
[0039] 實施例4 :黑色墨水的製備
[0040] 稱取12g山梨醇、14g丙二醇和13g乙二醇分散在28g分散劑中，在攪拌過程中加 入9g表面活性劑FS-640和0· 5g消泡劑Surfynol DF-37,攪拌30min後，再加入3g季銨 鹽類樹脂繼續攪拌30min ;然後加入3gC. I.分散藍72、3gC. I.分散黃54和3gC. I.分散紅 60後攪拌60min後，放入研磨機充分研磨180min ;再次加入2g季銨鹽類樹脂和0. 5g消泡 劑Surfynol DF-37進行分散，60min後用孔徑為1. 0 μ m的過濾器過濾得到黃色分散墨水， 灌裝密封儲後存在溫度為4?27°C的室內，並在2個月內使用完該墨水。
[0041] 所製備的黑色墨水在20°C下的物化指標為：表面張力為36. 4mN/m，粘度3. 84mpa. s，pH值6. 8。將製得的黑色分散墨水在大型高速噴墨印花機上的列印結果表明：該黑色分 散墨水飽和度高，色澤飽和，短期內穩定性較強；同時在測試使用的3個月時間內，噴頭的 堵塞率僅為使用傳統分散墨水的一半，對噴頭的損耗較小，大大節省了成本。
[0042] 將上述實施例1-4所製得的墨水進行墨水理性化性能的測試，其測定的事項和所 得的參數如下表1所示：
[0043] 表 1
[0044]
【權利要求】
1. 一種即配即用型分散噴墨墨水，其特徵在於，所述墨水由如下重量配比的原料組成： 分散染料4?11 %、分散劑10?32%、表面活性劑2?10%、山梨醇10?15%、丙二醇 10?16%、乙二醇10?18%、消泡劑1 %?2%和季銨鹽類樹脂5%?6% ; 所述分散染料為偶氮型染料、蒽醌型染料或雜環型染料；所述分散劑為陰離子表面活 性劑、陽離子型表面活性劑、非離子表面活性劑或兩性表面活性劑中的一種或兩種及以上 任意比例的混合，所述陰離子表面活性劑為木質素磺酸鹽、烷基苯磺酸鹽、烷基磺酸鹽、磺 酸鹽、α -烯烴磺酸鹽或脂肪酸乙酯磺酸鹽，非離子表面活性為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，兩性表面活性劑為羧酸基甜菜鹼、磺基甜菜鹼或十八 烷基二羥乙基氧化銨；所述消泡劑為聚醚類消泡劑或炔二醇類消泡劑。
2. 如權利要求1所述即配即用型分散噴墨墨水，其特徵在於，所述墨水由如下重量配 比的原料組成：分散染料10?13%、分散劑28?32%、表面活性劑10%、山梨醇13? 15%、丙二醇13?16%、乙二醇14?17%、消泡劑1?2% %和季銨鹽類樹脂5?6%。
3. 如權利要求1所述即配即用型分散噴墨墨水，其特徵在於，所述分散染料為分散紅、 分散橙、分散藍或分散黃。
4. 如權利要求1所述即配即用型分散噴墨墨水，其特徵在於，所述分散劑為聚萘甲醛 環酸鈉鹽、木質素磺酸鈉、分散劑ΝΝΟ或分散劑80。
5. 如權利要求1所述即配即用型分散噴墨墨水，其特徵在於，所述墨水由如下重量配 比的原料組成：山梨醇14. 8%、丙二醇13. 6%、乙二醇17%、分散劑ΝΝ028%、9%表面活性 劑FS-640、1 %消泡劑Surfynol DF-37和季銨鹽丙烯醯胺樹脂5. 7%，所述季銨鹽丙烯醯胺 樹脂為辛烷基烯丙基二甲基氯化銨和丙烯醯胺以摩爾比1:40的共聚物。
6. 如權利要求1所述即配即用型分散噴墨墨水，其特徵在於，所述墨水由如下重量配 比的原料組成：14. 6 %山梨醇、14. 6 %丙二醇、15. 7 %乙二醇、31. 5 %分散劑80、7. 9 %表面 活性劑0P-7. 0、1. 1 %消泡劑Surfynol 110D和季銨鹽丙烯醯胺樹脂5. 6%，所述季銨鹽丙 烯醯胺樹脂為辛烷基烯丙基二甲基氯化銨和丙烯醯胺以摩爾比1:40的共聚物。
7. 如權利要求1所述即配即用型分散噴墨墨水，其特徵在於，所述墨水由如下重量配 比的原料組成：13. 2 %山梨醇、15. 4 %丙二醇、14. 3 %乙二醇、30. 8 %分散劑、9. 9 %表面活 性劑FS-640、1. 1%消泡劑Surfynol DF-37、分散染料9. 9%和季銨鹽丙烯醯胺樹脂5. 5%; 所述季銨鹽丙烯醯胺樹脂為辛烷基烯丙基二甲基氯化銨和丙烯醯胺以摩爾比1:40的共聚 物，所述分散染料為C. I.分散藍72、C. I.分散黃54和C. I.分散紅60以質量比1:1:1的 混合。
8. -種即配即用型分散噴墨墨水的配製方法，其特徵在於所述方法按如下步驟進行： (1) 按配方量，將山梨醇、丙二醇和乙二醇分散在分散劑中，再加入表面活性劑和佔配 方重量50%的消泡劑，攪拌均勻； (2) 向步驟（2)所得的溶液中添加佔配方重量60%的季銨鹽類樹脂並分散均勻； (3) 向步驟（2)所得溶液中緩緩加入配方量分散染料，分散均勻； (4) 將步驟（3)溶液研磨至D50在150?190nm且D95小於450nm ; (5) 向步驟⑷研磨後的溶液中添加佔配方重量40%的季銨鹽類樹脂和佔配方重量 50%的消泡劑，分散均勻； (6) 將步驟（5)所得的溶液過濾，濾液即為即配即用型分散噴墨墨水。
9. 如權利要求8所述即配即用型分散噴墨墨水的配製方法，其特徵在於步驟（1)、（2)、 (3)和（5)中的分散速度為250?lOOOrpm。
10. 如權利要求8所述即配即用型分散噴墨墨水的配製方法，其特徵在於步驟（6)所述 的過濾採用孔徑0. 8?1. 2 μ m的過濾器進行過濾。
【文檔編號】C09D11/322GK104087066SQ201410361208
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月27日 優先權日:2014年7月27日
【發明者】米雄飛 申請人:紹興英科數碼科技有限公司