一种水性颜料墨水的制作方法

1.本发明涉及打印技术领域，尤其涉及一种水性颜料墨水。


背景技术：

2.喷墨打印技术是一种新的无接触、无压力、无印版的打印技术，可将电子计算机中存储的信息输入喷墨打印机即可实现打印。喷墨打印机按照工作原理可以分为固体喷墨打印机和液体喷墨打印机，液体喷墨打印机主要包括热泡打印机和微压电打印机，相对而言，液体喷墨打印机具有价格低廉、操作简单、色彩逼真和色彩丰富等优点，是目前最为流行的图像输出设备，已成为办公和家庭的主要选择。随着液体喷墨打印机技术的不断发展，为了进一步节约成本，喷墨墨水可以兼容的应用在热泡打印机的无海绵回收盒和兼容墨盒中，然而，在使用过程中喷墨墨水容易出现喷孔缺失、打印断线和缺墨等问题。
3.因此，现在急需提高现有墨水的保湿性和打印流畅性，使其可以应用在热泡打印机中。


技术实现要素：

4.鉴于此，本技术为了克服上述缺陷，提供有一种水性颜料墨水，其具有打印流畅性好、稳定性高和保湿性好的优点，应用在热泡打印机上打印文字锐利、清晰、少毛边，不会出现断线、缺墨现象。
5.第一方面，本技术实施例提供了一种水性颜料墨水，所述水性颜料墨水包括重量百分比的以下组分：颜料色浆15％～40％、水溶性有机溶剂、选自式(ⅰ)所示的化合物0.1％～2％及余量的水；
6.其中，所述水溶性有机溶剂包括质量比为1：1的2-吡咯烷酮和羟乙基吡咯烷酮，所述2-吡咯烷酮和羟乙基吡咯烷酮在所述颜料墨水中的总质量占比为10％～30％；
[0007][0008]
在一种可行的实施方式中，所述水溶性有机溶剂还包括甘油、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、1,3-丁二醇、2,3-丁二醇、1，4-丁二醇和n-甲基-2-吡咯烷酮中的至少一种。
[0009]
在一种可行的实施方式中，所述水溶性有机溶剂包括甘油，所述甘油在所述颜料墨水中的质量占比为5％～15％。
[0010]
在一种可行的实施方式中，所述颜料包括黑色有机颜料。
[0011]
在一种可行的实施方式中，所述颜料墨水还包括表面活性剂，所述表面活性剂在所述颜料墨水中的质量占比为0.1％～0.5％。
[0012]
在一种可行的实施方式中，所述表面活性剂包括聚硅氧烷类化合物和含有乙炔二醇基的表面活性剂中的至少一种，所述聚硅氧烷类化合物包括有机改性聚硅氧烷类表面活性剂和聚醚改性硅氧烷类表面活性剂。
[0013]
在一种可行的实施方式中，所述颜料墨水还包括树脂，所述树脂在所述颜料墨水中的质量占比为1％～10％。
[0014]
在一种可行的实施方式中，所述树脂包括聚氨酯类树脂、丙烯酸类树脂、苯乙烯-丙烯酸类树脂和聚酯类树脂中的至少一种。
[0015]
在一种可行的实施方式中，所述颜料墨水还包括防腐剂，所述防腐剂在所述颜料墨水中的质量占比为0.1％～1％。
[0016]
在一种可行的实施方式中，所述颜料墨水的粘度为2.0mpa
·
s～4.0mpa
·
s，所述颜料墨水的表面张力为25mn/m～40mn/m。
[0017]
本发明的有益效果是：本技术的水性颜料墨水中加入总质量占比为10％～30％的2-吡咯烷酮和羟乙基吡咯烷酮，并且2-吡咯烷酮和羟乙基吡咯烷酮的质量比为1：1，质量占比为0.1％～2％的式(ⅰ)所示的十二烷醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚化合物后，使得水性颜料墨水的粘度为2.0mpa
·
s～4.0mpa
·
s，表面张力为25mn/m～40mn/m，在热泡打印机中打印时，墨水打印文字锐利，清晰少毛边，流畅性好，无断线、缺墨现象；墨水的保湿性好，待机7天后再打印，墨水也能连续性打印、不堵塞喷头。
具体实施方式
[0018]
以下所述是本发明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，在不脱离本发明实施例原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应当视为本发明实施例的保护范围。
[0019]
在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其它含义。
[0020]
热发泡喷墨打印技术是通过加热喷嘴，使墨水产生气泡，气泡挤压墨水喷到打印基材上，属于高温高压打印技术。现有的热发泡打印机在使用过程中，使用的墨水需要被加热，且在高压条件下进行，打印的字容易出现不锐利、有毛边的问题；此外，墨水是通过气泡喷出的，墨水微滴的方向性与体积大小不好控制，打印线条的边缘容易参差不齐，一定程度上影响了打印质量。
[0021]
因此，本技术提供一种水性颜料墨水，包括重量百分比的以下组分：颜料色浆15％～40％、水溶性有机溶剂、选自式(ⅰ)所示的化合物0.1％～2％及余量的水；
[0022]
其中，水溶性有机溶剂包括质量比为1：1的2-吡咯烷酮和羟乙基吡咯烷酮，2-吡咯烷酮和羟乙基吡咯烷酮在颜料墨水中的总质量占比为10％～30％。
[0023]
[0024]
在上述技术方案中，本技术的水性颜料墨水中，加入总质量占比为10％～30％的2-吡咯烷酮和羟乙基吡咯烷酮，并且2-吡咯烷酮和羟乙基吡咯烷酮的质量比为1：1，质量占比为0.1％～2％的式(ⅰ)所示的十二烷醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚化合物后，使得水性颜料墨水的防水耐晒性好，具有良好的保湿性和打印流畅性，打印喷头待机7天后开机打印，墨水能够连续性打印不堵塞喷头，且打印出来的文字锐利且清晰、少毛边，不会出现断字和缺墨的问题。
[0025]
式(ⅰ)所示的化合物可以为十二烷醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚化合物，其在颜料墨水中的质量占比具体可以是0.1％、0.3％、0.5％、0.7％、0.9％、1％、1.5％、1.8％和2％，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。选自式(ⅰ)所示的化合物在颜料墨水中的质量占比控制在上述范围内，其能够有效降低墨水的表面张力，有利于提高颜料墨水的流畅性，避免墨水在打印过程中出现断线和缺墨的现象。若式(ⅰ)所示的化合物在颜料墨水中的质量占比小于0.1％，则待机7天墨水容易出现喷孔缺失、缺墨的问题；若式(ⅰ)所示的化合物在颜料墨水中的质量占比大于2％，则墨水在打印过程中容易出现断线的问题。
[0026]
2-吡咯烷酮和羟乙基吡咯烷酮作为水溶性有机溶剂加入颜料墨水中，其在颜料墨水中的总质量占比例如可以是10％、13％、15％、18％、20％、22％、25％、27％、29％和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。将2-吡咯烷酮和羟乙基吡咯烷酮的总质量占比控制在上述范围内，能够有效提高墨水的保湿性能，能够保证墨水在过程中打印文字锐利、清晰，少毛边，喷头不堵、无缺失问题，然而在实际的应用过程中，墨水在打印过程中容易出现的断线的问题。
[0027]
进一步地，为了解决了墨水在打印过程中出现的断线问题，申请人发现：将2-吡咯烷酮和羟乙基吡咯烷酮的质量比为1：1，能够保证墨水在过程中的流畅性，不会出现断线问题。
[0028]
作为本技术可选择的技术方案，在颜料墨水中还可以添加其他水溶性有机溶剂，例如可以是甘油、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、1,3-丁二醇、2,3-丁二醇、1，4-丁二醇和n-甲基-2-吡咯烷酮，将上述溶剂添加至颜料墨水中，能够提高颜料在油墨中的分散稳定性，可以理解的，上述溶剂可以单一使用，也可以两种或两种以上组合使用。
[0029]
优选地，在颜料墨水中添加甘油，甘油在颜料墨水中的质量占比为5％～15％，具体可以是5％、6％、7％、8％、9％、10％、12％和15％，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。甘油保水性优异，并且沸点高，难以挥发，将甘油质量占比控制在上述范围内，能够提高颜料墨水的保湿性。
[0030]
可以理解的，当颜料墨水中包含甘油时，颜料墨水中的溶剂包括甘油、2-吡咯烷酮和羟乙基吡咯烷酮。即本技术的水性颜料墨水按照重量百分比由以下组分组成：颜料色浆15％～40％、甘油5％～15％、2-吡咯烷酮和羟乙基吡咯烷酮10％～30％、选自式(ⅰ)所示的化合物0.1％～2％及余量的水，其中，2-吡咯烷酮和羟乙基吡咯烷酮的质量比为1：1。
[0031]
作为本技术可选择的技术方案，颜料色浆包括黑色有机颜料。典型并非限制性的，黑色有机颜料可以是颜料黑7和颜料黑11等。本技术选择上述颜料色浆中颜料，可以提高水性颜料墨水的耐候性和色彩饱和度。
[0032]
作为本技术可选择的技术方案，黑色颜料在颜料墨水中的质量占比为15％～40％，具体可以是5％、6％、9％、15％、18％、23％、30％、35％和40％，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。
[0033]
作为本技术可选择的技术方案，颜料墨水中还添加表面活性剂。
[0034]
表面活性剂包括改性硅氧烷类表面活性剂和含有乙炔二醇基的表面活性中的至少一种，改性硅氧烷类表面活性剂选自有机改性聚硅氧烷类表面活性剂和聚醚改性硅氧烷类表面活性剂，示例性地，含有乙炔二醇基的表面活性剂包括含有2,4，7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇的表面活性剂、含有3,6-二甲基-4-辛炔-3,6-二醇的表面活性剂和含有3,5-二甲基-1-己炔-3-醇的表面活性剂等。具体地，表面活性剂可选自sμrfynol 104、sμrfynol 82、sμrfynol 465和sμrfynol 485(美国air prodμcts有限公司)中的至少一种。优选地，表面活性剂选自sμrfynol 104和sμrfynol 465中的至少一种。上述表面活性剂有助于降低墨水的表面张力，增加墨水的打印流畅性。
[0035]
作为本技术可选择的技术方案，表面活性剂在颜料墨水中的质量占比为0.1％～0.5％，具体可以是0.1％、0.2％、0.3％、0.4％和0.5％，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。将表面活性剂的质量占比控制在上述范围内，有利于降低墨水的表面张力，增强墨水打印的流畅性。
[0036]
作为本技术可选择的技术方案，水性颜料墨水中还可以添加树脂。
[0037]
树脂选自聚氨酯类树脂、丙烯酸类树脂、苯乙烯-丙烯酸类树脂和聚酯类树脂中的至少一种。优选地，树脂选自聚氨酯类树脂。
[0038]
作为本技术可选择的技术方案，树脂在颜料墨水中的质量占比为1％～10％，具体可以是1％、1％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％和10％，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。
[0039]
作为本技术可选择的技术方案，墨水原料中所含有机物等物质在潮湿环境下容易腐烂、长霉，为防止腐烂，水性颜料墨水还包括防腐剂，其中，防腐剂包括proxel gxl。
[0040]
作为本技术可选择的技术方案，防腐剂在颜料墨水中的质量占比为0.1％～1％，具体可以是0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％和1％，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。
[0041]
作为本技术可选择的技术方案，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，从而能够降低颜料中的杂质，也可以降低对墨水中的其他组分的影响。
[0042]
作为本技术可选择的技术方案，本技术水性颜料墨水的粘度为2.0m pa
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s～4.0m pa
·
s，水性颜料墨水的粘度具体可以是2.0m pa
·
s、2.2m pa
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s、2.5m pa
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s、2.8m pa
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s、3m pa
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s、3.1m pa
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s、3.2m pa
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s、3.5m pa
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s和4.0m pa
·
s，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。上述粘度的颜料墨水适合于热泡打印机喷头，不滴墨也不会供墨不畅，保证墨水打印流畅性优良。
[0043]
作为本技术可选择的技术方案，本技术水性颜料墨水的表面张力为25mn/m～40mn/m，具体可以是25mn/m、26mn/m、27mn/m、28mn/m、29mn/m、30mn/m、31mn/m、32mn/m、33mn/m、34mn/m、37mn/m、39mn/m和40mn/m，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。将颜料墨水的表面张力控制在上述范围内，水性颜料墨水在热泡
打印机中打印流畅性好，无断线、缺墨现象。
[0044]
作为本技术可选择的技术方案，水性颜料墨水按照重量百分比由以下组分组成：黑色颜料色浆15％～40％、甘油5％～15％、2-吡咯烷酮和羟乙基吡咯烷酮10％～30％、树脂1％～10％、表面活性剂0.1％～0.5％、防腐剂0.1％～1％、选自式(ⅰ)所示的化合物0.1％～2％及余量的水，其中，2-吡咯烷酮和羟乙基吡咯烷酮的质量比为1：1。
[0045]
本技术提供的水性颜料墨水，具有良好的保湿性、流畅性和防水耐晒性，本技术的水性颜料墨水能够应用在热泡打印机上，打印喷头待机7天后开机打印，墨水能连续性打印不堵塞喷头。
[0046]
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。
[0047]
需要说明的是，本发明以上及以下提及的各组分的百分比均为重量百分比，除特殊说明的以外，均是该组分占颜料墨水总重量的百分比。
[0048]
1、实施例水性颜料墨水的配制
[0049]
实施例1：水性颜料墨水按照质量百分比由以下组成：颜料黑7色浆25％、甘油5％、2-吡咯烷酮8％、羟乙基吡咯烷酮8％、十二烷醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚0.5％、乙炔二醇表面活性剂0.3％、防腐剂0.1％～1％及余量的水。
[0050]
2、对比例水性颜料墨水的配置
[0051]
对比例1：与实施例1不同的是，2-吡咯烷酮和羟乙基吡咯烷酮在水性颜料墨水中的总质量占比小于10％。
[0052]
对比例2：与实施例1不同的是，2-吡咯烷酮和羟乙基吡咯烷酮在水性颜料墨水中的总质量占比大于30％。
[0053]
对比例3：与实施例1不同的是，十二烷醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚在水性颜料墨水中的质量占比小于0.1％。
[0054]
对比例4：与实施例1不同的是，十二烷醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚在水性颜料墨水中的质量占比大于2％。
[0055]
对比例5：与实施例1不同的是，2-吡咯烷酮在水性颜料墨水中的质量占比为4％；羟乙基吡咯烷酮在水性颜料墨水中的质量占比为12％。
[0056]
上述实施例和对比例的具体组分及其成分含量具体见表1。
[0057]
表1.各实施例和对比例的成分及其含量
[0058]
[0059][0060]
将上述实施例和对比例制备的水性颜料墨水分别进行打印文字测试、打印机待机测试以及打印流畅性测试，其测试结果如下表2所示：
[0061]
表3.实施例和对比例的性能测试
[0062][0063]
根据上述表1～2的数据可知：
[0064]
对比例1的水性颜料墨水中：2-吡咯烷酮和羟乙基吡咯烷酮以1:1的质量比添加，且2-吡咯烷酮和羟乙基吡咯烷酮在水性颜料墨水中的总质量占比小于10％，其在打印测试过程中出现文字不锐利、毛边多的问题，而且颜料墨水的流畅性较差，打印过程中测试页断线较多。
[0065]
对比例2的水性颜料墨水中：2-吡咯烷酮和羟乙基吡咯烷酮以1:1的质量比添加，且2-吡咯烷酮和羟乙基吡咯烷酮在水性颜料墨水中的总质量占比大于30％，颜料墨水的保湿性和流畅性较差，在打印过程中喷孔缺失严重，存在测试页缺墨问题。
[0066]
对比例3的水性颜料墨水中：十二烷醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚在水性颜料墨水中的质量占比小于0.1％，颜料墨水的流畅性较差，在打印过程中存在测试页断线的现象。
[0067]
对比例4的水性颜料墨水中，十二烷醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚在水性颜料墨水中的质量占比大于2％，颜料墨水的保湿性和流畅性较差，在打印过程中喷孔缺失严重，存在测试页缺墨问题。
[0068]
对比例5的水性颜料墨水中，2-吡咯烷酮和羟乙基吡咯烷酮以1:3的比例添加，且2-吡咯烷酮和羟乙基吡咯烷酮在水性颜料墨水中的总质量占比在10％～30％之间，颜料墨
水的流畅性较差，在打印过程中测试页断线较多。
[0069]
综上所述，本技术的水性颜料墨水中加入总质量占比为10％～30％的2-吡咯烷酮和羟乙基吡咯烷酮，并且2-吡咯烷酮和羟乙基吡咯烷酮的质量比为1：1以及式(ⅰ)所示的十二烷醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚的含量为0.1％～2％后，使得水性颜料墨水的粘度为2.0mpa
·
s～4.0mpa
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s，表面张力为25mn/m～40mn/m，在热泡打印机中进行打印时，墨水打印文字锐利，清晰少毛边流畅性好，无断线、缺墨现象；墨水保湿性好，待机7天后再打印，墨水也能连续性打印、不堵塞喷头。
[0070]
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围。