水性颜料墨水的制作方法

1.本技术涉及打印技术领域，具体地讲，涉及水性颜料墨水。


背景技术：

2.随着包装印刷市场逐步从批量向个性化、多元化印刷的方向发展，使得产品的品种规格变得越来越复杂。随着消费者个性化需求的提高，数码喷墨印刷技术在纸箱印刷企业中的优势逐渐显露出来，数码喷墨印刷技术具有高时效性、按需印刷、可变信息印刷等特点，是对当今纸箱印刷企业占主导地位的印刷方式、工作流程及供应方式的一个优势互补。纸箱喷墨墨水现市场上有油性与水性墨水两种，水性纸箱喷墨墨水又分水性染料与水性颜料墨水，但是现有的水性颜料墨水打印流畅性欠佳。


技术实现要素：

3.鉴于此，本技术提供了水性颜料墨水，采用合理的墨水配方，能够具有优异的流畅性及保湿性，可以提高水性颜料墨水的防水耐晒性能以及耐擦性能。
4.第一方面，本技术实施例提供一种水性颜料墨水，所述水性颜料墨水包括颜料色浆、水性有机溶剂、水性树脂、脂肪醇聚合物、异构十三碳脂肪醇聚氧乙烯醚及余量的水。
5.在一种可行的实施方式中，所述脂肪醇聚合物与所述异构十三碳脂肪醇聚氧乙烯醚在所述水性颜料墨水中的总质量占比为1.0％～3.0％。
6.在一种可行的实施方式中，所述水性颜料墨水包括以下组分：质量占比为25％～45％的颜料色浆，质量占比为10％～30％的水性有机溶剂，质量占比为3％～20％的水性树脂，质量占比为1.0％～3.0％的脂肪醇聚合物与所述异构十三碳脂肪醇聚氧乙烯醚，及余量的水。
7.在一种可行的实施方式中，所述脂肪醇聚合物为脂肪醇po
‑
eo聚合物。
8.在一种可行的实施方式中，所述水性有机溶剂包括甘油、乙二醇、丙二醇、1,2
‑
己二醇、1,2
‑
丙三醇、1,2
‑
丙二醇、二甘醇、三甘醇、甘油醚、三甘醇单丁醚、乙二醇单丙基醚、乙二醇异丙基醚、乙二醇单丁基醚、乙二醇异丁基醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、丙二醇单丙基醚、丙二醇单丁基醚、二乙二醇单甲醚，二乙二醇单乙醚、二乙二醇单丙醚、二乙二醇单丁醚、二丙二醇单甲醚、二丙二醇单乙醚、二丙二醇单丙醚中的至少一种。
9.在一种可行的实施方式中，所述水性树脂包括聚氨酯树脂、丙烯酸树脂、苯乙烯
‑
丙烯酸树脂和聚酯类树脂中的至少一种。
10.在一种可行的实施方式中，所述水性颜料墨水满足以下特征中的至少一种：
11.(1)所述水性有机溶剂包括甘油、乙二醇与甘油醚中的至少两种；
12.(2)所述水性树脂为丙烯酸树脂与聚氨酯树脂的混合物；
13.(3)所述水性树脂为丙烯酸树脂与聚氨酯树脂的混合物，所述丙烯酸树脂与所述聚氨酯树脂的质量比值为a，0＜a≤0.25。
14.在一种可行的实施方式中，所述水性颜料墨水还包括乙炔二醇类表面活性剂，所
述乙炔二醇类表面活性剂、所述脂肪醇聚合物与所述异构十三碳脂肪醇聚氧乙烯醚在所述水性颜料墨水中的总质量占比为1.0％～3.0％。
15.在一种可行的实施方式中，所述颜料色浆的固含量为5％～15％。
16.在一种可行的实施方式中，所述水性颜料墨水还包括质量占比为0.05％～0.2％的防腐剂。
17.有益效果：
18.在墨水中加入脂肪醇聚合物与异构十三碳脂肪醇聚氧乙烯醚，有助于降低墨水表面张力，增加墨水的流畅性，脂肪醇聚合物与异构十三碳脂肪醇聚氧乙烯醚与水性树脂的配合使用，有助于提高打印图像在纸箱上的防水耐晒性及耐擦性能，且墨水能够具有优异的流畅性及保湿性。
具体实施方式
19.以下所述是本技术实施例的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术实施例原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本技术实施例的保护范围。
20.第一方面，本技术提供一种水性颜料墨水，所述水性颜料墨水包括颜料色浆、水性有机溶剂、水性树脂、脂肪醇聚合物、异构十三碳脂肪醇聚氧乙烯醚及余量的水。
21.本技术提供的水性颜料墨水，通过改善配方体系，在墨水中加入脂肪醇聚合物与异构十三碳脂肪醇聚氧乙烯醚，有助于降低墨水表面张力，增加墨水的流畅性，脂肪醇聚合物与异构十三碳脂肪醇聚氧乙烯醚与水性树脂的配合使用，有助于提高打印图像在纸箱上的防水耐晒性及耐擦性能，使得墨水能够具有优异的流畅性及保湿性。
22.颜料色浆可以使用有机颜色浆料，作为有机颜色浆料，可以使用例如偶氮颜料、多环式颜料、染料螯合物(例如碱性染料型螯合物和酸性染料型螯合物等)、硝基颜料、亚硝基颜料以及苯胺黑等。
23.进一步地，所述偶氮颜料包括偶氮色淀颜料、不溶性偶氮颜料、偶氮缩合颜料和螯合偶氮颜料中的至少一种。所述多环式颜料包括酞菁颜料、紫环酮颜料、蒽醌颜料、喹吖啶酮颜料、二噁嗪颜料、硫靛颜料、异吲哚啉酮颜料和喹酞酮颜料中的至少一种。
24.具体地，颜料色浆可以是分散性颜色浆料；例如可以通过分散剂使颜料分散在水中来调制分散性颜色浆料。颜色浆料还可以是自分散性颜色浆料，自分散性颜色浆料是不用分散剂就能分散在水中的颜料，是通过对颜料表面处理从而与羧基、羟基以及磺基中的至少一种官能团或其盐结合的颜料。表面处理方式例如是真空等离子处理、重氮耦合处理以及氧化处理等。通过上述表面处理，使官能团或含有官能团的分子接枝到颜料表面，从而得到自分散颜料。
25.颜料色浆包括黄色颜料、红色颜料、蓝色颜料、黑色颜料、白色颜料中的至少一种。黑色颜料优选颜料黑7、颜料黑11等；红色或品红色颜料优选颜料紫19、颜料红122、颜料红146、颜料红176、颜料红184、颜料红185、颜料红202、颜料红207、颜料红209、颜料红254、颜料红269、颜料红282等。黄色颜料优选颜料黄17、颜料黄74、颜料黄83、颜料黄128、颜料黄139、颜料黄150、颜料黄151、颜料黄154、颜料黄155、颜料黄180、颜料黄181、颜料黄185、颜料黄213等。蓝色颜料优选颜料蓝15、颜料蓝15:3，颜料蓝15:4、颜料蓝60等。
26.可选地，颜料色浆在水性颜料墨水中的质量占比为25％～45％，具体可以是25％、28％、30％、32％、35％、38％、40％及45％，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。需要说明的是，颜料色浆的固含量为5％～15％。需要说明的是，固含量是指在颜料色浆中颜料固体色粉占整个颜料色浆的质量百分比为5％～15％。
27.可选地，所述水性有机溶剂可以是多元醇类、多元醇的低级烷基醚类等。具体地，水性有机溶剂包括但不限于甘油、乙二醇、丙二醇、1,2
‑
己二醇、1,2
‑
丙三醇、1,2
‑
丙二醇、二甘醇、三甘醇、甘油醚、三甘醇单丁醚、乙二醇单丙基醚、乙二醇异丙基醚、乙二醇单丁基醚、乙二醇异丁基醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、丙二醇单丙基醚、丙二醇单丁基醚、二乙二醇单甲醚，二乙二醇单乙醚、二乙二醇单丙醚、二乙二醇单丁醚、二丙二醇单甲醚、二丙二醇单乙醚、二丙二醇单丙醚中的至少一种。上述有机溶剂可以单独使用，也可以是两种或者两种以上混合使用。优选地，水性有机溶剂包括甘油、乙二醇与甘油醚中的至少两种，更优选地，水性有机溶剂为甘油、乙二醇与甘油醚的混合物。其中，甘油、甘油醚有助于增加墨水粘度、保湿性，乙二醇有助于增加墨水保湿性、助溶性。
28.可选地，水性有机溶剂在水性颜料墨水中的质量占比为10％～30％，具体可以是10％、13％、15％、18％、20％、25％、28％或30％，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。经过试验发现，将有机溶剂在颜料墨水中的重量占比控制在10％～30％范围内，可以满足墨水的流畅性及湿润性，又不会降低颜料墨水的速干性。
29.可选地，所述水性树脂包括聚氨酯树脂、丙烯酸树脂、苯乙烯
‑
丙烯酸树脂和聚酯类树脂中的至少一种。优选地，所述水性树脂为丙烯酸树脂与聚氨酯树脂的混合物。其中，所述丙烯酸树脂与所述聚氨酯树脂的质量比值为a，0＜a≤0.25，具体地，质量比值a具体可以是0.1、0.15、0.18、0.2、0.22、0.25等，当然也可以是上述范围内的其他值，在此不做限定。更优选地，丙烯酸树脂与聚氨酯树脂的质量比为1：4，两者的配合使用可以有助于提高打印图像在瓦楞箱上的耐擦性能。
30.具体地，聚氨酯树脂例如可以是水性聚碳酸酯聚氨酯、水性封闭型异氰酸酯。在一些具体实施例中，聚氨酯树脂具体可以是科思创d
‑
502、美国dsm公司r
‑
961、翁开尔h34a、安大华泰ah
‑
1502等。
31.可选地，水性树脂在水性颜料墨水中的质量占比为3％～20％，具体可以是3％、4.5％、5％、7.5％、10％、13.5％、15％、17.5％或20％，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
32.在具体实施方式中，脂肪醇(po
‑
eo)聚合物、异构十三碳脂肪醇聚氧乙烯醚(to
‑
10)可以作为表面活性剂使用，可以有效降低墨水的表面张力，增加墨水的流畅性，避免墨水堵塞打印头。
33.可选地，脂肪醇聚合物与异构十三碳脂肪醇聚氧乙烯醚在水性颜料墨水中的总质量占比为1.0％～3.0％，具体可以是0.3％、0.5％、1.0％、1.2％、1.5％、1.7％、1.9％、2％、2.1％、2.2％、2.3％、2.4％、2.5％、2.6％、2.7％、2.8％或3.0％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
34.具体地，脂肪醇聚合物为脂肪醇po
‑
eo聚合物，例如可以是genapol ep 2584、skyin ep 2445中的至少一种。
35.作为本技术可选的技术方案，所述表面活性剂还可以包括炔二醇类表面活性剂。
炔二醇类表面活性剂具体可以是2,4，7,9
‑
四甲基
‑5‑
癸炔
‑
4,7
‑
二醇、3,6
‑
二甲基
‑4‑
辛炔
‑
3,6
‑
二醇、3,5
‑
二甲基
‑1‑
己炔
‑3‑
醇等。在具体实施例中，可使用美国air products有限公司surfynol 465、surfynol 485、surfynol 420、surfynol 104、surfynol 82，优选地，所述表面活性剂为乙炔二醇表面活性剂，具体可以是surfynol 104与surfynol 465。表面活性剂的添加可以降低墨水的表面张力，使墨水在打印设备上具有优异的打印流畅性。
36.进一步地，所述水性颜料墨水还包括防腐剂0.05％～0.2％。防腐剂在水性颜料墨水中的质量占比具体可以是0.05％、0.08％、0.1％、0.12％、0.15％、0.18％或0.2％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
37.作为本技术可选的技术方案，所述防腐剂为苯并异噻唑啉酮，具体可以是奥麒公司的proxel gxl、科莱恩公司nipacide bit20等。
38.在本实施例中，余量的水可以是自来水、去离子水、蒸馏水中的至少一种，优选地，水为去离子水，从而能够降低浆料中的杂质，也可以降低对墨水中的其他组分的影响。
39.作为本技术可选的技术方案，所述水性颜料墨水的表面张力为23mn/m～33mn/m，具体可以是23mn/m、24mn/m、25mn/m、26mn/m、27mn/m、28mn/m、29mn/m、30mn/m、31mn/m、32mn/m或33mn/m等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。需要说明的是，将水性颜料墨水的表面张力控制在上述范围内，可以提高颜料墨水的流畅性。
40.作为本技术优选的技术方案，所述水性颜料墨水包括以下组分：质量占比为25％～45％的颜料色浆，质量占比为10％～30％的水性有机溶剂，质量占比为3％～20％的水性树脂，质量占比为1.0％～3.0％的脂肪醇聚合物与所述异构十三碳脂肪醇聚氧乙烯醚，及余量的水。
41.作为本技术优选的技术方案，所述水性颜料墨水包括以下组分：质量占比为25％～45％的颜料色浆，总质量占比为10％～30％的甘油、乙二醇与甘油醚，总质量占比为3％～20％的丙烯酸树脂与聚氨酯树脂，总质量占比为1.0％～3.0％的脂肪醇聚合物与所述异构十三碳脂肪醇聚氧乙烯醚，及余量的去离子水。在上述方案中，通过添加甘油、甘油醚与乙二醇，脂肪醇聚合物与所述异构十三碳脂肪醇聚氧乙烯醚，丙烯酸树脂与聚氨酯树脂，可以使得打印在瓦楞纸上的墨水图案兼具防水耐晒性、耐擦性，且墨水具有优异的流畅性与保湿性。
42.本技术提供的水性颜料墨水，有助于提高打印图像在纸箱上的防水耐晒性及耐擦性能，且墨水能够具有优异的流畅性及保湿性。
43.下面分多个实施例对本技术实施例进行进一步的说明。其中，本技术实施例不限定于以下的具体实施例。在保护范围内，可以适当的进行变更实施。
44.需要说明的是，本技术以上及以下提及的各组分的百分比均为质量百分比，除特殊说明的以外，均是该组分占颜料墨水总质量的百分比。
45.1、水性颜料墨水的配制
46.如下表1所示，实施例1
‑
4以及对比例1
‑
4按下表1中所示质量百分比组成配制的黑色(bk)、蓝色(c)、红色(m)、黄色(y)颜料墨水。对比例1
‑
4按下表1中所示质量百分比组成配制的黑色(bk)、蓝色(c)、红色(m)、黄色(y)颜料墨水
47.其中，实施例1为黑色墨水，实施例2为蓝色墨水；实施例3为红色墨水；实施例4为
黄色墨水。对比例1为黑色墨水，对比例2为蓝色墨水；对比例3为红色墨水；对比例4为黄色墨水。对比例1
‑
4的墨水配方中未加入异构十三碳脂肪醇乙烯醚(to)和脂肪醇(po
‑
eo)聚合物。
48.表1
[0049][0050][0051]
上表中的“/”表示未添加。
[0052]
如下表2所示，对比例5
‑
8按下表2中所示质量百分比组成配制的黑色(bk)、蓝色(c)、红色(m)、黄色(y)颜料墨水。其中，对比例5为黑色墨水，对比例6为蓝色墨水；对比例7为红色墨水；对比例8为黄色墨水。对比例5
‑
8的墨水配方中的水性树脂未加入丙烯酸树脂。
[0053]
对比例9
‑
12按下表2中所示质量百分比组成配制的黑色(bk)、蓝色(c)、红色(m)、黄色(y)颜料墨水。其中，对比例9为黑色墨水，对比例10为蓝色墨水；对比例11为红色墨水；对比例12为黄色墨水。对比例9
‑
12的墨水配方中的丙烯酸树脂与聚氨酯树脂比例大于1:4。
[0054]
表2
[0055][0056][0057]
2、性能测试
[0058]
将上述表1、表2配制的颜料墨水分别进行打印图像耐擦测试。测试步骤包括：将打印图案的纸箱试样固定在试验仪的底板上，使它的长度方向与试验仪的动程方向一致，用夹紧装置把试样压紧。将白布固定在摩擦头上，放下摩擦头，打开电源开关，按下启动按钮，摩擦头在试样纸箱上往复运动10次。抬起摩擦头，取下纸箱试样和白布。当白布没有染色或轻微染色认为纸箱试样耐擦，当白布染色严重认为纸箱试样不耐擦。
[0059]
将上述表1、表2配制的颜料墨水分别进行高温放置测试。具体地，高温防止测试时，各取5g制得的墨水放入器皿中，将器皿放入60℃环境箱内，观察其结块情况。
[0060]
将上述表1、表2配制的颜料墨水分别进行打印流畅性测试。具体地，利用各个墨水连续打印20m的80％单色块，观察打印喷头是否会断孔。
[0061]
相应的测试结果如下表3：
[0062]
表3.测试结果汇总表
[0063][0064]
从上表3中可以看出，实施例1
‑
4中，不同颜色的墨水配方中添加了脂肪醇聚合物、
异构十三碳脂肪醇聚氧乙烯醚，相比于对比例1
‑
4未添加脂肪醇聚合物、异构十三碳脂肪醇聚氧乙烯醚，实施例1
‑
4的墨水不仅具有较好耐擦性、保湿性，还能有效提高墨水的打印流畅性，从而使得打印在瓦楞纸上防水耐晒、耐擦性好，且墨水具有优异的流畅性、保湿性。
[0065]
对比例5
‑
8的墨水配方中未添加丙烯酸树脂，仅添加聚氨酯树脂，相比于实施例1
‑
4，打印图像的耐擦性下降，可见丙烯酸酯树脂与聚氨酯树脂的配合使用，可以有助于提高打印图像在瓦楞箱上的耐擦性能。
[0066]
对比例9
‑
12的墨水配方中添加的丙烯酸树脂与聚氨酯树脂的质量比例大于1:4，即丙烯酸树脂的添加量增加，相比于实施例1
‑
4，打印流畅性明显下降，并且墨水的保湿性也明显下降，由此可见，墨水配方中添加的丙烯酸树脂与聚氨酯树脂的质量比例应大于0且小于等于0.25。
[0067]
本技术提供的水性颜料墨水，通过改善配方体系，在墨水中加入脂肪醇聚合物、异构十三碳脂肪醇聚氧乙烯醚,有助于降低墨水表面张力，增加墨水的流畅性，脂肪醇聚合物与异构十三碳脂肪醇聚氧乙烯醚与水性树脂(丙烯酸树脂与聚氨酯树脂)的配合使用，有助于提高打印图像在纸箱上的防水耐晒性及耐擦性能，使得墨水能够具有优异的流畅性及保湿性。
[0068]
本技术虽然以较佳实施例公开如上，但并不是用来限定权利要求，任何本领域技术人员在不脱离本技术构思的前提下，都可以做出若干可能的变动和修改，因此本技术的保护范围应当以本技术权利要求所界定的范围为准。