染料墨水的制作方法

1.本申请属于喷墨打印技术领域，尤其涉及一种染料墨水。


背景技术：

2.粘度是流体的粘滞性一种量度，是流体流动力对其内部摩擦现象的一种表示。粘度常着随温度的不同而发生变化，温度升高时，液体的粘度随之减小。染料墨水主要由色料、助剂和水混合溶液组成，随着温度的变化，染料墨水自身的粘度也常发生变化，导致染料墨水的流动性发生变化。流动性过强，容易引起墨水在喷头积墨、挂墨甚至泻墨的情况；流动性过弱，则会引起纹路差、断线，露白甚至供墨不畅等情况，从而影响墨水的连续打印。
3.虽然现有的大部分染料墨水在常温下能满足连续打印的基本需求，但是，这类染料墨水在低温寒冷区域使用时，往往出现多种问题，例如墨水流畅性变差、断线，导致无法在低温环境下实现高强度连续打印，而且，现有染料墨水断线后难清洗。


技术实现要素：

4.本申请的目的在于提供一种染料墨水，旨在解决现有染料墨水在低温寒冷环境中使用时存在流畅性变差、断线以及断线后清洗困难的问题。
5.本申请采用的技术方案如下：
6.一种染料墨水，以所述染料墨水的总重量为100％计，所述染料墨水包括以下重量百分含量组分：
[0007][0008][0009]
其中，所述第一醇包括丙三醇、丁二醇、山梨醇、聚乙二醇、聚丙二醇中的至少一种，所述第二醇包括甲醇、乙醇、异丙醇、乙二醇、丙二醇中的至少一种。
[0010]
本申请所提供的染料墨水，其第一醇选为丙三醇、丁二醇、山梨醇、聚乙二醇和聚丙二醇，具有较强的保湿性能，作为染料墨水的保湿剂，而且，该些醇的粘度受低温影响较小；其第二醇选为甲醇、乙醇、异丙醇、乙二醇和丙二醇，该些醇具有良好的流动性，协同作
为助溶剂的醚，可有效改善高粘度的第一醇在染料墨水中的流动性，此外，该第二醇还可发挥防冻剂的作用，从而使得染料墨水在低温环境下兼具有良好的流动性和保湿性，协同配方中其他组分，赋予了染料墨水良好的低温打印性能，使得墨水在低温环境下流畅性好无断线，从而实现在低温环境下高强度连续打印，同时，还赋予了染料墨水良好的清洗性能，实现低温环境下打印断线后在短时间内恢复打印。
具体实施方式
[0011]
为了使本申请要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
[0012]
本申请说明书中，“第一”、“第二”仅用于描述目的，用来将目的如物质彼此区分开，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，而且，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
[0013]
本申请实施例提供了一种染料墨水，一种染料墨水，以所述染料墨水的总重量为100％计，所述染料墨水包括以下重量百分含量组分：
[0014][0015]
其中，所述第一醇包括丙三醇、丁二醇、山梨醇、聚乙二醇、聚丙二醇中的至少一种，所述第二醇包括甲醇、乙醇、异丙醇、乙二醇、丙二醇中的至少一种。
[0016]
具体地，第一醇包括丙三醇、丁二醇、山梨醇、聚乙二醇、聚丙二醇中的至少一种，该些醇具有较强的保湿性能，作为本申请实施例染料墨水的保湿剂，为墨水体系提供良好的保湿性能。同时，该些醇的粘度受低温影响较小，避免了常规保湿剂的粘度在低温环境下变大而导致染料墨水打印性能变差的问题。此外，由于保湿性能强的保湿剂本身粘度都较高，流动性差，本申请实施例通过将上述醇复配具有良好流动性的第二醇和醚，弥补了保湿剂的短板，有效协调了保湿剂的保湿性能和流动性之间的矛盾，从而使得染料墨水具有良好的保湿性能和流动性，使得染料墨水在打印过程中流动更加顺畅，从而实现在低温环境下高强度连续打印。
[0017]
一些实施例中，第一醇选自丙三醇和/或聚乙二醇。该些醇保湿性能强，且粘度受温度影响更小。其中，聚乙二醇包括但不限于聚乙二醇200、聚乙二醇400、聚乙二醇600和聚
乙二醇1000等。
[0018]
在本申请实施例中，第一醇的重量百分含量为5％
‑
27％，具体为6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、18％、20％、23％、25％或27％，该重量百分含量的第一醇协同配方中其他组分，可使得染料墨水兼具有良好的保湿性能和流动性，从整体上改善了染料墨水的低温打印性能。
[0019]
第二醇包括甲醇、乙醇、异丙醇、乙二醇、丙二醇中的至少一种，该些醇流动性好，且可作为染料墨水的防冻剂，通过添加于染料墨水中以降低墨水的冰点，从而提高墨水在低温环境下的流动性。通过将该些第二醇与上述第一醇和醚复配，可以有效改善染料墨水的低温打印性能，使得在低温环境下流畅性好无断线，从而实现在低温环境下高强度连续打印。
[0020]
在上述第一醇选为丙三醇和/或聚乙二醇的基础上，一些实施例中，第二醇选自异丙醇和/或乙二醇，如此，以使得染料墨水具有良好的低温打印性能。
[0021]
在本申请实施例中，第二醇的重量百分含量为2％
‑
12％，具体为2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％或12％，该重量百分含量的第二醇协同配方中其他组分，可使得染料墨水具有优异的流动性和低温打印性能。
[0022]
醚，作为染料墨水的助溶剂，流动性好，通过复配上述第一醇和上述第二醇，可协同提高染料墨水在低温环境下的流动性，进一步改善染料墨水的低温打印性能，使得在低温环境下流畅性好无断线，从而实现在低温环境下高强度连续打印。此外，醚与配方中的第一醇、第二醇、润湿剂、消泡剂、清洗助剂和色料之间具有良好的相容性，可使得染料墨水中的保湿剂和色料等成分更好地渗入打印基质中，解决现有染料墨水所存在的打印纹路重和颗粒感强的问题，使得打印出来的图文更加细腻。
[0023]
一些实施例中，醚选自乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、二乙二醇乙醚、二甘醇单丁醚、三乙二醇丁醚、丙二醇丁醚、二丙二醇丁醚中的至少一种。该类醚溶剂与上述第一醇和第二醇按照特定重量百分含量进行复配，协同配方中的其他组分，赋予了染料墨水良好的低温打印性能，使得墨水在低温环境下流畅性好无断线，从而实现在低温环境下高强度连续打印。优选地，在第一醇选为丙三醇和/或聚乙二醇、第二醇选为异丙醇和/或乙二醇的基础上，醚选为二甘醇单丁醚或二乙二醇乙醚。
[0024]
在本申请实施例中，醚的重量百分含量为3％
‑
15％，具体为3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％或15％，该重量百分含量的醚协同配方中其他组分，可使得染料墨水具有良好的综合性能，使得打印出来的图文更加细腻。
[0025]
润湿剂优选为低温环境下溶解度变化不大、高亲水性，且能有效降低染料墨水体系动态和静态表面张力的润湿剂，使墨水体系在低温时能保持有较好的流动性。一些实施例中，润湿剂选自迪高的tego wet500、赢创化学的surfynol 465、美国harcros公司的venadol 65、伽玛化学的gs
‑
4100中的至少一种。
[0026]
消泡剂，用于消除气泡或抑制气泡，尤其是抑制微小气泡的产生和消除，以大大降低墨水体系的动态表面张力，使墨水在装机开始打印或者连续打印流动时不会产生气泡而引起断线。一些实施例中，消泡剂选自tech polymer的tech
‑
204、伽玛化学的gs
‑
850、赢创化学的surfynol 104e以及l的fs
‑
1901、fs
‑
1902、fs
‑
1903中至少一种。
[0027]
清洗助剂，用于改善墨水在低温环境下的清洗性能，以解决现有染料墨水在断线
后难清洗，从而导致无法在短时间内恢复打印。一些实施例中，清洗助剂选自科宁的hydropalat 140、巴斯夫的hydropalat we3120、巴斯夫的hydropalat 3200、巴斯夫的hydropalat 3220、埃卡夫的efka3580、赢创化学的dynol 960 surfactant、bky
‑
333中的至少一种。
[0028]
在本申请实施例中，润湿剂的重量百分含量为0.2％
‑
1.5％，具体为0.3％、0.5％、0.8％、1％、1.3％或1.5％；消泡剂的重量百分含量为0.03％
‑
0.5％，具体为0.03％、0.08％、0.12％、0.2％、0.3％、0.4％或0.5％；清洗助剂的重量百分含量为0.03％
‑
0.5％，具体为0.03％、0.08％、0.12％、0.2％、0.3％、0.4％或0.5％，上述重量百分含量范围内的润湿剂、消泡剂和清洗助剂与上述第一醇、第二醇和醚协同作用，使得本申请实施例的染料墨水具有优异的综合性能。
[0029]
色料，用于调节墨水颜色，可根据实际需要选择合适的色料。一些实施例中，色料包括活性染料、直接染料和酸性染料中的至少一种，所述活性染料包括活性黑色染料和/或活性红色染料，所述直接染料包括直接黄色染料和/或直接蓝色染料，所述酸性染料包括酸性蓝色染料。其中，活性黑色染料可选为克莱恩的bluejet
‑
r活性黑
‑
1、上海贝通色彩的bestech sf
‑
black、celludye的alpha
‑
jet black、celludye的alpha
‑
jet black hf以及永光化学的evermax black sp liquid等，活性红色染料可选为活性红218色浆、活性红3比1色浆等，直接黄色染料可选为直接黄86#色浆、直接黄132色浆等，直接蓝色染料可选为直接蓝199色浆，酸性蓝色染料可选为酸性蓝9色浆。
[0030]
在本申请实施例中，色料的重量百分含量为2％
‑
32％，具体为3％、5％、8％、10％、13％、15％、18％、21％、25％、29％或32％，该重量百分含量的色料协同配方中的其他组分，使得染料墨水喷墨打印形成的图文清晰细腻。
[0031]
在上述实施例的基础上，本申请实施例对各组分的材料选择和用量作了进一步优化调整，以使得染料墨水具有优异的综合性能。
[0032]
一些实施例中，染料墨水由以下重量百分含量组分组成：
[0033][0034]
另一些实施例中，染料墨水由以下重量百分含量组分组成：
[0035][0036][0037]
又一些实施例中，染料墨水由以下重量百分含量组分组成：
[0038][0039]
再一些实施例中，染料墨水由以下重量百分含量组分组成：
[0040][0041][0042]
经测试，上述实施例提供的染料墨水具有良好的低温打印性能，其在低温环境下流畅性好无断线，可实现在低温环境下高强度连续打印。而且，该染料墨水还具有良好的清洗性能，清洗一次后即使得喷头恢复不断线完好状态，从而实现低温环境下打印断线后在短时间内恢复打印，克服了现有染料墨水断线后难清洗的问题。
[0043]
进一步地，上述染料墨水29℃
‑
31℃的粘度为2.1
‑
3.9mpa
·
s。当粘度小于2.1mpa
·
s时，打印喷头容易挂墨；当粘度大于3.9mpa
·
s时，染料墨水流动性差，影响染料墨水连续供墨打印。
[0044]
进一步地，上述染料墨水在29℃
‑
31℃的表面张力为20
‑
35mn/m。当表面张力小于20mn/m时，容易导致打印墨滴外渗，打印图案混色晕边，不够细腻等；当表面张力大于35mn/m时，润湿不充分，打印纹路重，拉丝等。
[0045]
综上，不同于现有技术，本申请实施例提供的染料墨水以具有特定组成的第一醇为保湿剂，以具有特定组成的第二醇为防冻剂，以醚为助溶剂，并通过调整其重量百分含量，协同润湿剂、消泡剂、清洗助剂和色料，使得染料墨水具有优异的综合性能，例如，具有良好的低温打印性能和清洗性能，可实现在低温环境下高强度连续打印，并在打印断线后可短时间内恢复打印，且使得打印出来的图文更加细腻。
[0046]
以下通过实施例对本发明的实施进行举例说明。
[0047]
实施例1
[0048]
本实施例提供了一种可在低温环境下实现高强度打印的压电式喷头染料墨水，其配方如下：
[0049]
[0050][0051]
其中，润湿剂选为伽玛化学的gs
‑
4100，消泡剂选为tech polymer的tech
‑
204，清洗助剂选为科宁的hydropalat 140，色料选为上海贝通色彩的bestech sf
‑
black。
[0052]
制备时，该压电式喷头染料墨水按照以下步骤进行制备：
[0053]
1)按配方称取各组分，置于同一容器中，并用磁力搅拌机或机械搅拌机搅拌以90
‑
900rpm的转速进行混合，搅拌20
‑
60分钟，得到混合液；
[0054]
2)将步骤1)制得的混合液采用0.22
‑
0.45孔径的过滤器过滤，得到上述染料墨水。
[0055]
对比例1
[0056]
本对比例提供了一种可在低温环境下实现高强度打印的压电式喷头染料墨水，其与实施例1的区别在于：配方中没有添加润湿剂和消泡剂。
[0057]
实施例2
[0058]
本实施例提供了一种可在低温环境下实现高强度打印的压电式喷头染料墨水，其配方如下：
[0059][0060][0061]
其中，润湿剂选为伽玛化学的gs
‑
4100，消泡剂选为tech polymer的tech
‑
204，清洗助剂选为basf的hydropalat 3220，色料选为直接蓝199色浆和酸性蓝9色浆，直接蓝199色浆和酸性蓝9色浆的重量比为20:5。
[0062]
对比例2
[0063]
本对比例提供了一种可在低温环境下实现高强度打印的压电式喷头染料墨水，其与实施例2的区别在于：配方中没有清洗助剂。
[0064]
实施例3
[0065]
本实施例提供了一种可在低温环境下实现高强度打印的压电式喷头染料墨水，其配方如下：
[0066][0067][0068]
其中，润湿剂选为赢创化学的surfynol 465，消泡剂选为伽玛化学的gs
‑
850，清洗助剂选为科宁的hydropalat 140，色料选为活性红218色浆和活性红3:1色浆，活性红218色浆和活性红3:1色浆的重量比为10:15。
[0069]
对比例3
[0070]
本对比例提供了一种可在低温环境下实现高强度打印的压电式喷头染料墨水，其与实施例3的区别在于：配方中没有防冻剂，丙三醇的用量为13％，聚乙二醇的用量为10％。
[0071]
实施例4
[0072]
本实施例提供了一种可在低温环境下实现高强度打印的压电式喷头染料墨水，其配方如下：
[0073][0074]
其中，润湿剂选为harcros venadol 65，消泡剂选为伽玛化学的gs
‑
850，清洗助剂选为赢创化学的dynol 960 surfactant，色料选为直接黄86#色浆和直接黄132#色浆，直接黄86#色浆和直接黄132#色浆的重量比为12:20。
[0075]
对比例4
[0076]
本对比例提供了一种可在低温环境下实现高强度打印的压电式喷头染料墨水，其与实施例4的区别在于：配方中没有添加防冻剂和消泡剂，丙三醇的用量为12％，聚乙二醇的用量为8％。
[0077]
1、取实施例1
‑
4制备的压电式喷头染料墨水，分别测试其在31℃下的粘度和表面张力。
[0078]
测试结果如表1所示，本实施例的染料墨水在30
±
1℃下的粘度为2.1
‑
3.9mpa
·
s，表面张力为20
‑
35mn/m。
[0079]
表1
[0080] 实施例1实施例2实施例3实施例4粘度(mpa.s)2.63.02.42.7表面张力(mn/m)24.52423.525
[0081]
2、取实施例1
‑
4制备的压电式喷头染料墨水，分别采用恒温恒湿试验箱模拟低温环境进行性能测试，其中，恒温恒湿试验箱的温度设置为5℃
‑
10℃，湿度为45％
±
5％。
[0082]
1)装机性能测试
[0083]
将染料墨水灌注兼容墨盒4个(即重复测试四次)，装机后直接检查喷嘴查看是否有断线情况，4次测试中有0
‑
1次不断线为合格，2
‑
4次断线为不合格。
[0084]
2)高强度打印测试
[0085]
打印参数设置：彩色打印关icm，黑色打印选择灰度设置，打印质量为文本，介质为普通纸的打印模式。
[0086]
将染料墨水采用量筒取100ml灌注入改装好的外置连供墨仓，与改装后的内置墨盒组成连续供墨系统，装入打印机epson t50中，连续打印90％满幅单色块至少90页，观察
打印过程中色块样张的打印效果情况，判定：90页以上为良好，50
‑
90页为一般，50页以下为差。
[0087]
3)清洗性能测试
[0088]
在打印过程中，用夹子夹住连供供墨管路，人为切断供墨，使打印出现大面积断线，随即停止打印，启动打印头清洗，并统计清洗几次后可使得喷嘴恢复不断线状态。每种染料墨水重复测试4次，判定：清洗1
‑
2次后喷嘴恢复不断线状态为好，清洗3
‑
4次后喷嘴恢复不断线状态为差。
[0089]
表2为测试结果，相对于实施例1，对比例1的配方中省略添加润湿剂和消泡剂，其在打印过程中出现2次以上断线，显示装机性能不合格，且无法通过高强度打印测试，表明润湿剂和消泡剂一定程度上影响着染料墨水的低温打印性能；相对于实施例2，对比例2的配方中省略添加了清洗助剂，其高强度打印性能下降，且清洗性能差，表明清洗助剂的添加一定程度上也影响了染料墨水的低温打印性能，且直接影响染料墨水的清洗性能；相对于实施例3，对比例3的配方中省略了防冻剂，无法通过高强度打印测试，表明防冻剂直接影响着染料墨水的低温打印性能；相对于实施例4，对比例4的配方在省略防冻剂的同时，还省略了消泡剂，其在打印过程中出现2次以上断线，显示装机性能不合格，表明消泡剂一定程度上影响着染料墨水的低温打印性能。
[0090]
表2
[0091] 装机性能高强度打印性能清洗性能实施例1合格良好好对比例1不合格差好实施例2合格良好好对比例2合格一般差实施例3合格良好好对比例3合格差好实施例4合格良好好对比例4不合格差好
[0092]
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。