用于壓電式噴墨打印機的高流暢性熱轉印墨水及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種用于壓電式噴墨打印機的高流暢性熱轉印墨水，其重量百分比組成為：分散染料色漿：20-40％；增溶劑：0.2-1.2％；表面活性劑：0.1-2％；保濕劑：20-40％；pH緩沖劑：0.3-1％；殺菌劑：0.1-1％；水：其余量。其中：所述分散染料色漿由分散染料、染料分散劑以及去離子水以一定比例高速研磨而成。將增溶劑和水于常溫下混合攪拌均勻后加入表面活性劑、保濕劑、pH緩沖劑以及殺菌劑，攪拌混合均勻后向溶液中加入制得的分散染料色漿，攪拌混合均勻并經0.45μm濾膜過濾后即得所述的熱轉印墨水。本發明通過增溶劑的作用來提升表面活性劑在墨水體系中的溶解性，制得的熱轉印墨水具有打印流暢性高、不沉淀、耐儲存、保質期長等特點。
【專利說明】用于壓電式噴墨打印機的高流暢性熱轉印墨水及其制備方 法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種噴墨數碼印花墨水，具體涉及一種可適用于壓電式噴墨打印裝置 的高流暢性熱轉印墨水。此外，本發明還涉及一種該熱轉印墨水的制備方法，屬于噴墨數碼 印花領域。
【背景技術】
[0002] 與傳統印花方式相比，噴墨數碼印花工藝簡單，無需制版，省略了傳統印花所需的 描稿、制網、調色配漿等工藝，無需傳統印花所需的前后處理設備以及絲網、鎳網等耗材，不 受套色、花回等限制，可實現個性化、小批量、多品種、高精度的印花，并能達到傳統印花無 法實現的精美印花效果和藝術效果。
[0003] 數碼印花目前在高檔消費市場，如高檔時裝、高檔面料、工藝禮品、旅游飾品、絲 巾、領帶等產品的印花中嶄露頭角，正日益受到人們的重視，成為發展最快的一種印花方 式。在印染打樣及小批量生產業、面料印花設計行業、服裝服飾設計生產業、紡織、服裝院校 及科研機構、布景、條幅、旗幟制作業、建筑材料、室內裝飾行業以及旅游紀念、繪畫、攝影等 工藝品制作等行業中的應用日益廣泛。
[0004] 隨著數碼印花技術的快速發展，對數碼印花墨水性能，尤其是墨水的打印流暢性 的要求也越來越高，因為墨水的打印流暢性將直接影響到生產效率以及印花效果。墨水打 印流暢性的影響因素眾多，表面張力是其中之一。墨水的表面張力低，墨水能快速地在墨管 中流動并對噴頭進行潤濕，墨滴能順暢的從噴孔中噴射出去。但是，過低的表面張力會導致 墨滴不穩定，容易形成星狀濺射，影響圖像質量。墨水的表面張力高，噴頭表面不易被潤濕， 噴孔周圍的油墨集結會影響微細墨滴的線性運動，導致墨滴無法從噴孔噴射出去或噴出速 度過低造成打印過程中斷墨。此外，墨水的表面張力過高，還將導致墨水不易形成細小的微 滴，出現較長的斷裂長度，或是斷裂時形成"拖尾"狀或"衛星"狀微滴，影響打印圖像的精 度以及墨水對承印物的潤濕、滲透、打印干燥等性能。因此，通常情況下，墨水的表面張力應 低于承印物的表面自由能。然而，實際生產過程中，由于分散染料的特殊性，難以穩定控制 其表面張力，導致墨水的存儲穩定性及打印流暢性較差，限制了其進一步應用。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種存儲穩定性好、打印流暢性高 的熱轉印墨水，本發明的另一目的在于提供一種該熱轉印墨水的制備方法。
[0006] 為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：
[0007] -種用于壓電式噴墨打印機的高流暢性熱轉印墨水，其組分包括分散染料色漿、 保濕劑、PH緩沖劑、殺菌劑、表面活性劑，其中：所述熱轉印墨水中還含有增溶劑。
[0008] 優選的是：按重量百分比計，所述熱轉印墨水由以下組分組成：
[0009] 分散染料色漿：20-40% ;
[0010] 增溶劑：0. 2-1. 2% ;
[0011] 表面活性劑：0. 1-2% ;
[0012] 保濕劑：20-40% ;
[0013] pH 緩沖劑：0· 3-1% ;
[0014] 殺菌劑：0.1-1%;
[0015] 水：其余量；
[0016] 其中：所述分散染料色漿由分散染料、染料分散劑以及去離子水高速研磨而成。
[0017] 優選的是：按重量百分比計，所述熱轉印墨水由以下組分組成：
[0018] 分散染料色漿：35% ;
[0019] 增溶劑：0.2%;
[0020] 表面活性劑：0· 3% ;
[0021] 保濕劑：25% ;
[0022] pH 緩沖劑：0.5%;
[0023] 殺囷劑：0· 1% ;
[0024] 水：其余量；
[0025] 其中：所述分散染料色漿由分散染料、染料分散劑以及去離子水高速研磨而成。
[0026] 進一步地：所述增溶劑為十二烷基磺酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、烷基二苯醚二磺酸 鹽、烷基醇聚醚磺基琥珀酸單酯鈉鹽、吐溫20、吐溫40、吐溫80、氫化蓖麻油C040中的一種 或幾種。
[0027] 進一步地：按重量百分比計，所述分散染料色漿由20-40 %的分散染料、14-35 % 的染料分散劑和25-60 %的去離子水高速研磨而成。
[0028] 更進一步地：所述分散染料色漿的研磨速度為1500-2500轉/分鐘。
[0029] 進一步地：所述染料分散劑為木質素磺酸鹽、甲基萘磺酸鈉的甲醛縮合物、亞甲基 雙萘磺酸鈉、芐基萘磺酸甲醛縮合物、水性聚氨酯類超分散劑中的一種或幾種。
[0030] 優選的是：所述分散染料為C. I.分散紅60、C. I.分散紅146、C. I.分散紅73、 C. I.分散紅91、C. I.分散紅92、C. I.分散藍56、C. I.分散藍359、C. I.分散藍79、C. I.分 散藍72、C. I.分散藍291、C. I.分散橙288、C. I.分散橙25、C. I.分散橙76、C. I.分散黃 114、C. I.分散黃54、C. I.分散黃82中的一種或幾種。
[0031] 優選的是：所述表面活性劑為炔二醇類表面活性劑、烷基酚類表面活性劑、有機硅 類表面活性劑中的一種或幾種；所述保濕劑為乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、三縮四乙二醇、 1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、1，4- 丁二醇、丙三醇、1，5-戊二醇、丙二醇甲醚、二乙二醇丁醚、 N-甲基吡咯烷酮、2-吡咯烷酮、乙醇、異丙醇中的一種或幾種；所述pH緩沖劑為一乙醇胺、 二乙醇胺、三乙醇胺、異丙醇胺、2-氨基乙醇中的一種或幾種；所述殺菌劑為異噻唑啉酮類 殺菌劑。
[0032] 本發明的另一目的，一種用于壓電式噴墨打印機的高流暢性熱轉印墨水的制備方 法，其步驟包括：
[0033] 1)將分散染料、染料分散劑以及去離子水高速研磨制得平均粒徑D(4.3)為 50-200nm的分散染料色漿；
[0034] 2)將增溶劑和水按權利要求2或3所述的重量百分比于常溫下混合攪拌均勻得無 色透明溶液，隨后向溶液中加入如權利要求2或3所述重量百分比的表面活性劑、保濕劑、 PH緩沖劑以及殺菌劑，并攪拌混合均勻至溶液呈無色透明狀；
[0035] 3)將步驟1)中制得的分散染料色漿按權利要求2或3所述的重量百分比加入到 步驟2)的無色透明溶液中，攪拌混合均勻并經0.45 μπι濾膜過濾后即得所述的熱轉印墨 水。
[0036] 本發明的有益效果在于，本發明通過染料分散劑在高速研磨條件下對分散染料進 行研磨分散，制備了平均粒徑小于150nm，且90%以上的粒徑小于200nm的分散染料色漿， 具有極高的穩定性，60°C高溫下存儲一個月可保持粒徑不變。此外，本發明通過增溶劑的増 溶能力，使得低水溶性的表面活性劑能均勻地溶解于熱轉印墨水體系中，并與表面活性劑 協同作用，以有效降低墨水體系的表面張力，并有效提升熱轉印墨水的儲存穩定性以及在 高速連續打印條件下的打印流暢性，可適用于愛普生等壓電式噴墨打印機使用。
【具體實施方式】
[0037] 下面結合具體實施例對本發明的【具體實施方式】做進一步說明。但本發明并不僅限 于下述實施例。若無特別說明，本發明中所采用的各原料，均可通過市場購買獲得。
[0038] 本發明所述的可適用于壓電式噴墨打印裝置的高流暢性熱轉印墨水，其組分包 括分散染料色漿、保濕劑、PH緩沖劑、殺菌劑、表面活性劑以及增溶劑。作為一種優選的 實施方式，本發明所述熱轉印墨水，按重量百分比計，其組成為：分散染料色漿：20-40%、、 pH緩沖劑：0. 3-1%、保濕劑：20-40 %、殺菌劑：0. 1-1%、表面活性劑：0. 1-2%、增溶劑： 0. 2-1. 2%、水：其余量。
[0039] 其中：所述水優選去離子水；所述分散染料色漿由分散染料、染料分散劑以及去 離子水混合后于研磨機中在1500-2500轉/分的速度下高速研磨至分散染料色漿的平均粒 徑D (4. 3)為50-200nm，且按重量百分比計，所述分散染料、染料分散劑以及去離子水的用 量分別為：分散染料：20-40%、染料分散劑：14-35%、去離子水：25-60% ;進一步地，所述 分散染料為低溫型分散染料和/或中溫型分散染料，具體可選自C. I.分散紅60、C. I.分 散紅146、C. I.分散紅73、C. I.分散紅91、C. I.分散紅92、C. I.分散藍56、C. I.分散藍 359、C. I.分散藍79、C. I.分散藍72、C. I.分散藍291、C. I.分散橙288、C. I.分散橙25、 C. I.分散橙76、C. I.分散黃114、C. I.分散黃54、C. I.分散黃82中的至少一種；所述染 料分散劑為木質素磺酸鹽、甲基萘磺酸鈉的甲醛縮合物、亞甲基雙萘磺酸鈉、芐基萘磺酸甲 醛縮合物、水性聚氨酯類超分散劑中的至少一種；所述表面活性劑可選擇炔二醇類表面活 性劑、烷基酚類表面活性劑、有機硅類表面活性劑中的至少一種；所述保濕劑可選自乙二 醇、二乙二醇、三乙二醇、三縮四乙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、1，4_ 丁二醇、丙三醇、 1，5-戊二醇、乙醇、異丙醇中的至少一種；所述pH緩沖劑可選自一乙醇胺、二乙醇胺、三乙 醇胺、異丙醇胺、2-氨基乙醇中的至少一種；所述殺菌劑可選擇異噻唑啉酮類殺菌劑，如： 殺菌劑Prevented D7、殺菌劑Proxel GXL、殺菌劑BIT等；所述增溶劑可選自陰離子類增溶 劑和/或非離子類增溶劑，且所述陰離子類增溶劑具體可選自十二烷基磺酸鈉、十二烷基 苯磺酸鈉、烷基二苯醚二磺酸鹽、烷基醇聚醚磺基琥珀酸單酯鈉鹽中的至少一種，所述非離 子類增溶劑可選自吐溫20、吐溫40、吐溫80、氫化蓖麻油C040中的至少一種。
[0040] 本發明如上所述的高流暢性熱轉印墨水，其制備步驟包括：
[0041] 1)將增溶劑與水于常溫下混合攪拌均勻呈無色透明溶液，隨后向溶液中加入上述 重量百分比的表面活性劑、保濕劑、PH緩沖劑以及殺菌劑，并攪拌混合均勻至溶液呈無色透 明狀；
[0042] 2)將如上所述重量百分比的分散染料色漿加入到步驟1)中的無色透明溶液中， 攪拌混合均勻后經0. 45 μ m濾膜過濾后即得本發明所述的熱轉印墨水，其20°C時的表面張 力為 30_50dyn/cm。
[0043] 在本發明的實施例中，所述炔二醇類表面活性劑可選擇美國氣體公司生產的 Surfynol_104E、Dynol-800、Dynol-607等；所述燒基酷類表面活性劑可選擇美國陶氏公司 生產的TX-100、TMN-6、TMN-10等；所述有機硅類高效潤濕劑可選擇迪高公司生產的TEGO Wet 270等；所述非離子型高效潤濕劑可選擇迪高公司生產的TEGO Wet 500等；所述有機 硅類表面活性劑可選擇畢克公司生產BYK-345、BYK-347、BYK-348等；所述水性聚氨酯類超 分散劑可選擇英國路博潤公司生產S0LSPERSE-44000、S0LSPERSE-25000、荷蘭埃夫卡公司 生產的 AFKA-4560、迪高公司生產的 TEGO Dispers 710、TEGO Dispers 715、TEGO Dispers 750、TEGO Dispers 752W以及畢克化學公司生產的BYK-190、BYK-193等。
[0044] 實施例1
[0045] 一種黃色熱轉印墨水，其重量百分比組成為：C. I.分散黃82色漿：35%、吐 溫-80 :0· 2%、Dynol-607 :0· 3%、乙二醇：10%、丙三醇：15%、三乙醇胺：0· 5%、Proxel GXL殺菌劑：0.1%、去離子水：其余量。其中，按重量百分比計，所述C.I.分散黃82色漿由 25%的C. I.分散黃82、30%的木質素磺酸鹽和45%的去離子水于研磨機中以2200rpm的 轉速高速研磨而成，其平均粒徑D (4. 3)為120nm。
[0046] 將吐溫-80和去離子水按上述重量百分比混合攪拌成無色透明溶液后，加入上述 重量百分比的Dynol-607、乙二醇、丙三醇、三乙醇胺以及Proxel GXL殺菌劑，并攪拌至溶 液體系呈無色透明狀，隨后加入C. I.分散黃82色漿攪拌均勻后經0. 45 μ m濾膜過濾后即 得所述黃色熱轉印墨水。
[0047] 實施例2
[0048] 一種黃色熱轉印墨水，其重量百分比組成為：C. I.分散黃54色漿：35%、氫化蓖 麻油 C040 :1%、Surfynol-KME :0· 25%、二乙二醇：20%、丙三醇：10%、三乙醇胺：0· 5%、 Proxel GXL殺菌劑：0. 1 %、去離子水：其余量。其中，按重量百分比計，所述C. I.分散黃54 色漿由20%的C. I.分散黃54、20%的S0LSPERSE-44000和去60%的離子水于研磨機中以 2000rpm的轉速高速研磨而成，其平均粒徑D(4. 3)為150nm。所述黃色熱轉印墨水的制備 過程同實施例1。
[0049] 實施例3
[0050] 一種紅色熱轉印墨水，其重量百分比組成為：C. I.分散紅60色衆：34%、氫化蓖麻 油 C040:L 2%、TEGO Wet 270 :0.3%、1,5-戊二醇：5%、丙三醇：15%、三乙醇胺：0.5%、 Proxel GXL殺菌劑：0. 1 %、去離子水：其余量。其中，按重量百分比計，所述C. I.分散紅60 色漿由22%的(：.1.分散紅60、35%的4?1^-4560和43%去離子水于研磨機中以2400印111 高速研磨而成，其平均粒徑D(4.3)為90nm。所述紅色熱轉印墨水的制備過程同實施例1。
[0051] 實施例4
[0052] 一種藍色熱轉印墨水，其重量百分比組成為：C. I.分散藍56色漿：30%、烷基二 苯醚二磺酸鹽：0.5%、TEG0 Wet 500:0.5%、1，2-丙二醇：10%、丙三醇13%、三乙醇胺： 0. 5%、Proxel GXL殺菌劑：0. 1%、去離子水：其余量。其中，按重量百分比計，所述C. I.分 散藍56色衆由35%的C. I.分散藍56、30%的TEGO Dispers750和35%的去離子水于研磨 機中在1600印111的轉速下高速研磨而成，其平均粒徑0(4.3)為11〇111]1。所述藍色熱轉印墨 水的制備過程同實施例1。
[0053] 對比例1
[0054] 一種黃色熱轉印墨水，其重量百分比組成為：C. I.分散黃82色漿：35%、TX-100 : 1%、乙二醇：10%、丙三醇：15%、三乙醇胺：0. 5%、Proxel GXL殺菌劑：0. 1%、去離子水： 其余量。其中，按重量百分比計，所述C. I.分散黃82色漿由25%的C. I.分散黃82、30% 的木質素磺酸鹽和45%的去離子水于研磨機中在4000rpm的轉速下高速研磨而成，其平均 粒徑 D(4. 3)為 120nm。
[0055] 將TX-100和去離子水按上述重量百分比混合攪拌成無色透明溶液后，加入上述 重量百分比的乙二醇、丙三醇、三乙醇胺以及Proxel GXL殺菌劑，并攪拌至溶液體系呈無色 透明狀，隨后加入C. I.分散黃82色漿攪拌均勻后經0. 45 μ m濾膜過濾后即得所述黃色熱 轉印墨水。
[0056] 對比例2
[0057] 一種黃色熱轉印墨水，其重量百分比組成為：C. I.分散黃54色漿：35%、BYK-348 : 0.3%、二乙二醇：20%、丙三醇：10%、三乙醇胺：0.5%、Proxel GXL 殺菌劑：0· 1%、 去離子水：其余量。其中，所述C. I.分散黃54色漿由20%的C. I.分散黃54、40%的 S0LSPERSE-44000 和去40%離子水于研磨機中在 2300rpm的轉速下高速研磨而成，其平均 粒徑D (4. 3)為150nm。其制備過程同對比例1。
[0058] 對比例3
[0059] 一種紅色熱轉印墨水，其重量百分比組成為：C. I.分散紅60色漿：34%、TMN-10 : 1%、1，5-戊二醇：5%、丙三醇：15%、三乙醇胺：0· 5%、Proxel GXL殺菌劑：0· 1%、去離子 水：其余量。其中，所述C. I.分散紅60色漿由22%的C. I.分散紅60、35%的AFKA-4560和 43%去離子水于研磨機中在4000印111的轉速下高速研磨而成，其平均粒徑0(4.3)為9〇111]1。 其制備過程同對比例1。
[0060] 對比例4
[0061] 一種藍色熱轉印墨水，其重量百分比組成為：C. I.分散藍56色漿：30%、吐 溫-40 :1· 3%、TMN-6 :1· 2%、1，2_ 丙二醇：10%、丙三醇：13%、三乙醇胺：0· 5%、Proxel GXL殺菌劑：0. 1%、去離子水：其余量。其中，所述C. I.分散藍56色漿由18%的C. I.分散 藍56、40%的TEG0Dispers750和42%去離子水于研磨機中在 2000rpm的轉速下高速研磨 而成，其平均粒徑D(4.3)為llOnm。其制備過程同對比例1。
[0062] 表1示出了實施例1-實施例4以及對比例1-對比例4中制得的墨水的性能測 試結果，其中，打印流暢性測試過程為：在基于愛普生壓電打印噴頭的寫真機上連續打印 IOOOml所制得的墨水，查看斷線情況，斷線數< 5根為合格，否則為不合格；儲存穩定性測 試過程為：將墨水于60°C環境中儲存4周后，測試其粒徑、粘度、表面張力等各參數變化，各 參數變化< 20%為合格，否則為不合格。
[0063] 表1墨水性能測試結果
[0064]
【權利要求】
1. 一種用于壓電式噴墨打印機的高流暢性熱轉印墨水，其組分包括分散染料色漿、保 濕劑、pH緩沖劑、殺菌劑、表面活性劑，其特征在于：所述熱轉印墨水中還含有增溶劑。
2. 根據權利要求1所述的熱轉印墨水，其特征在于：按重量百分比計，所述熱轉印墨水 由以下組分組成： 分散染料色漿：20-40% ; 增溶劑：0. 2-1. 2% ; 表面活性劑：〇. 1-2% ; 保濕劑：20-40% ; pH 緩沖劑：0.3-1% ; 殺囷劑：〇? 1_1% ; 水：其余量； 其中：所述分散染料色漿由分散染料、染料分散劑以及去離子水高速研磨而成。
3. 根據權利2所述的熱轉印墨水，其特征在于：按重量百分比計，所述熱轉印墨水由以 下組分組成： 分散染料色漿：35% ; 增溶劑：0. 2% ; 表面活性劑：〇. 3% ; 保濕劑：25% ; pH緩沖劑：0.5% ; 殺囷劑：〇? 1 % ; 水：其余量； 其中：所述分散染料色漿由分散染料、染料分散劑以及去離子水高速研磨而成。
4. 根據權利要求1-3中任意一項所述的熱轉印墨水，其特征在于：所述增溶劑為十二 烷基磺酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、烷基二苯醚二磺酸鹽、烷基醇聚醚磺基琥珀酸單酯鈉鹽、 吐溫20、吐溫40、吐溫80、氫化蓖麻油C040中的一種或幾種。
5. 根據權利要求2或3所述的熱轉印墨水，其特征在于：按重量百分比計，所述分散 染料色漿由20-40%的分散染料、14-35%的染料分散劑和25-60%的去離子水高速研磨而 成。
6. 根據權利要求5所述的熱轉印墨水，其特征在于：所述分散染料色漿的研磨速度為 1500-2500 轉 / 分鐘。
7. 根據權利要求2或3項所述的熱轉印墨水，其特征在于：所述染料分散劑為木質素 磺酸鹽、甲基萘磺酸鈉的甲醛縮合物、亞甲基雙萘磺酸鈉、芐基萘磺酸甲醛縮合物、水性聚 氨酯類超分散劑中的一種或幾種。
8. 根據權利要求1至3中任意一項所述的熱轉印墨水，其特征在于：所述分散染料為 C. I.分散紅60、C. I.分散紅146、C. I.分散紅73、C. I.分散紅91、C. I.分散紅92、C. I.分 散藍56、C. I.分散藍359、C. I.分散藍79、C. I.分散藍72、C. I.分散藍291、C. I.分散橙 288、C. I.分散橙25、C. I.分散橙76、C. I.分散黃114、C. I.分散黃54、C. I.分散黃82中 的一種或幾種。
9. 根據權利要求1至3中任意一項所述的熱轉印墨水，其特征在于：所述表面活性劑 為炔二醇類表面活性劑、烷基酚類表面活性劑、有機硅類表面活性劑中的一種或幾種；所述 保濕劑為乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、三縮四乙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、1，4- 丁二 醇、丙三醇、1，5-戊二醇、乙醇、異丙醇中的一種或幾種；所述pH緩沖劑為一乙醇胺、二乙 醇胺、三乙醇胺、異丙醇胺、2-氨基乙醇中的一種或幾種；所述殺菌劑為異噻唑啉酮類殺菌 劑。
10. -種用于壓電式噴墨打印機的高流暢性熱轉印墨水的制備方法，其特征在于：包 括以下步驟： 1) 將分散染料、染料分散劑以及去離子水高速研磨制得平均粒徑D(4.3)為50-200nm 的分散染料色漿； 2) 將增溶劑和水按權利要求2或3所述的重量百分比于常溫下混合攪拌均勻得無色透 明溶液，隨后向溶液中加入如權利要求2或3所述重量百分比的表面活性劑、保濕劑、pH緩 沖劑以及殺菌劑，攪拌混合均勻至溶液呈無色透明狀； 3) 將步驟1)中制得的分散染料色漿按權利要求2或3所述的重量百分比加入到步驟 2)的無色透明溶液中，攪拌混合均勻并經0. 45 y m濾膜過濾后即得所述的熱轉印墨水。
【文檔編號】C09D11/328GK104497708SQ201410820400
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月25日 優先權日:2014年12月25日
【發明者】王齊振, 陳普, 王小鵬, 孫志國, 秦國勝 申請人:鄭州鴻盛數碼科技股份有限公司