專(zhuān)利名稱(chēng)：低氣味環(huán)保型納米顏料噴墨墨水組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種嗔墨墨水組合物，尤其是涉及一種低氣味環(huán)保型納米顏料嗔墨墨水組合物，可使用于溶劑型壓電式噴墨打印機(jī)，該墨水使用低氣味、低毒性的溶劑，無(wú)添加任何有害物質(zhì)，墨水具有良好的儲(chǔ)存穩(wěn)定性與噴墨穩(wěn)定性，打印圖像具有高光澤、耐刮擦性與耐候性，更重要的是該墨水對(duì)噴頭噴孔不易堵塞，能兼具環(huán)保與維持打印質(zhì)量的要求。
背景技術(shù)：
數(shù)碼噴墨是通過(guò)軟件操控，利用噴頭將墨水噴射到打印介質(zhì)上來(lái)形成文字或圖像，此液體噴墨方式依噴頭的作用機(jī)制又可區(qū)分為熱氣泡式(Thermalhead)與壓電式(Piezo head)，壓電技術(shù)利用信號(hào)的控制下，將壓電元件產(chǎn)生變形收縮，將墨滴推出狹窄的噴嘴，墨滴可以精確的控制，使每次噴出的墨滴都有完美的形狀和正確的飛行方向。在噴印過(guò)程中，為了能將墨水通過(guò)狹小的噴頭通道，會(huì)產(chǎn)生極大的剪切力，墨水必須有較低黏度的需求，因此，噴墨墨水中溶劑占有最大的比例。因此，根據(jù)溶劑使用的不同，墨水大致上可以區(qū)分為水性、油性與紫外光固化三種，其中顏料型油性墨水主要是直接噴印于聚氯乙烯(PVC)材質(zhì),應(yīng)用于戶外寬幅廣告,又可區(qū)分為強(qiáng)溶劑墨水(solvent inks)、弱溶劑墨水(mild solvent inks)與環(huán)保溶劑墨水(ECO-solvent inks)三種。強(qiáng)溶劑墨水溶劑的腐蝕性強(qiáng)，能滲入無(wú)涂層的聚氯乙烯等物料中，附著力較佳，圖案的解析度較高，常會(huì)使用一些腐蝕性強(qiáng)的酮類(lèi)溶劑，如環(huán)己酮、異佛爾酮等具有刺激性臭味且對(duì)人體及環(huán)境有較大傷害的化學(xué)物質(zhì)。弱溶劑墨水則將原先墨水所使用的酮類(lèi)溶劑，改為較溫和的酯類(lèi)溶劑為主要原料，例如:乙二醇丁醚醋酸酯、二乙二醇丁醚醋酸酯等溶劑為主，使用該溶劑的優(yōu)點(diǎn)為:對(duì)顏料的分散性佳，能縮短分散研磨時(shí)間，顏料呈現(xiàn)較好的展色性與光澤，成為較易跨入分散顏料型噴墨墨水的首選。缺點(diǎn)是溶劑的揮發(fā)速度快，具強(qiáng)刺激性氣味，根據(jù)美國(guó)專(zhuān)利US5371279指出，乙二 醇丁醚醋酸酯在含水量較高或濕氣較重的環(huán)境下分解，會(huì)產(chǎn)生酸性物質(zhì)；根據(jù)美國(guó)專(zhuān)利US 2009/0139432A1中指出，此種酸性物質(zhì)很容易造成噴頭的腐蝕，使噴頭產(chǎn)生斜噴、斷孔現(xiàn)象，影響噴墨的品質(zhì)，利用添加醇胺類(lèi)化合物來(lái)抑制酸性物質(zhì)；同樣，歐洲專(zhuān)利EP 2284226A1也指出墨水酸蝕問(wèn)題，其改為使用環(huán)己胺與咪唑類(lèi)化合物作為酸的調(diào)節(jié)劑，但該醇胺類(lèi)、咪唑等調(diào)節(jié)劑均具有較高的毒性與腐蝕性，在操作使用上有安全的疑慮。第三種類(lèi)型為環(huán)保型墨水，是以醚醇類(lèi)作為主要溶劑，例如使用二乙二醇二乙醚為主要墨水組成溶劑與顏料分散溶劑成分，使用該類(lèi)溶劑的優(yōu)點(diǎn)是毒性較低且不含刺激性氣味，安全性大幅提升；缺點(diǎn)則是溶劑的沸點(diǎn)稍低，有機(jī)性揮發(fā)氣體高(VOCs，Volatileorganic compounds),此外該等溶劑極性較低，高分子分散劑溶解較差，較不易于分散，墨水制作的門(mén)檻較高。此外，溶劑本身的表面張力較低，過(guò)低的表面張力除了打印圖像容易有暈?zāi)F(xiàn)象外，長(zhǎng)期打印使用會(huì)造成噴頭的積墨，對(duì)噴墨的流暢性會(huì)有影響，該類(lèi)溶劑對(duì)聚氯乙烯材質(zhì)無(wú)任何腐蝕性，因此，使用該類(lèi)溶劑必須搭配適當(dāng)?shù)娜軇┗蛱砑觿?，?lái)提升墨水的表面張力，并增加對(duì)材質(zhì)的腐蝕性。如世界專(zhuān)利W02010/133889A2中，在墨水中在醚醇類(lèi)溶劑中添加25 45%碳酸丙烯酯，用以降低墨水中的有機(jī)性揮發(fā)氣體含量，但是含量過(guò)高又容易造成圖像干的慢，無(wú)法提升打印速度；在美國(guó)專(zhuān)利US 7125447B2中指出，在油性噴墨墨水醚醇類(lèi)溶劑中添加Y-丁酸內(nèi)酯(Y-Butyrolactone)溶劑，除對(duì)聚氯乙烯材質(zhì)有很好的滲透反應(yīng)力外，還能提升墨水的流平與干燥速度，該類(lèi)配方能提供高沸點(diǎn)、低蒸氣壓的工作環(huán)境。但是隨著環(huán)保法規(guī)日益的嚴(yán)格與對(duì)化學(xué)品的研究透徹下，根據(jù)最新CLP/GHS AnnexVI to Regulation (EC)No 1272/2008內(nèi)查詢顯示，Y - 丁酸內(nèi)酯溶劑的安全性由原先標(biāo)示為警示(Xi =Warning)的R22吞食有害與R36對(duì)眼睛具有刺激性的標(biāo)示，修正為R22吞食有害、R41對(duì)眼睛具有嚴(yán)重傷害與R67蒸氣會(huì)造成睡意與頭昏的危險(xiǎn)(Danger)標(biāo)語(yǔ)。在美國(guó)專(zhuān)利US2005/0148689A1專(zhuān)利中，則提出在醚醇類(lèi)溶劑中添加I 30%甲基或乙基吡咯烷酮，有低刺激性氣味，并對(duì)聚氯乙烯材質(zhì)有非常好的溶解力。但根據(jù)最新的歐盟REACH法規(guī)，甲基吡咯烷酮對(duì)生殖能力有所影響，已經(jīng)被新增加為高度關(guān)切物質(zhì)(SVHC，SubstancesofVery High Concern)。此外,添加過(guò)多高極性的卩比咯燒酮類(lèi)溶劑,會(huì)溶解并破壞噴頭材質(zhì)?？傮w來(lái)看,酮類(lèi)、酯類(lèi)溶劑對(duì)聚氯乙烯材質(zhì)有較好的腐蝕性,溶劑氣味較重,相對(duì)的該類(lèi)溶劑的安全性就下降。另外隨著化學(xué)安全法規(guī)的變遷，適時(shí)合宜地選用化學(xué)溶劑，提升墨水的安全性，還必須兼具有好的解析度，是本發(fā)明的重點(diǎn)，也是最困難的地方。

發(fā)明內(nèi)容

為解決公知技術(shù)上的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種低氣味環(huán)保型納米顏料噴墨墨水組合物，該噴墨組合物包含I 10% N-乙基吡咯烷酮、I 20%碳酸丙烯酯、50 80%醚醇類(lèi)溶劑、顏料、分散劑、樹(shù)脂、塑化劑、界面活性劑與作為酸調(diào)整劑的環(huán)狀叔胺化合物。為達(dá)成本發(fā)明的目的，本發(fā)明結(jié)合使用N-乙基吡咯烷酮與碳酸丙烯酯溶劑來(lái)替代Y-丁酸內(nèi)酯，能調(diào)節(jié)噴墨墨水的表面張力，并增加對(duì)聚氯乙烯材質(zhì)的溶解性，提升墨水的噴墨流暢性、流平性與干燥速度，該類(lèi)配方也能提供高沸點(diǎn)、低蒸氣壓的安全工作環(huán)境。N-乙基吡咯烷酮溶劑對(duì)聚氯乙烯有非常好的溶解力，表面張力為39dyne/cm，蒸氣壓在20°C時(shí)小于1.0hPa，碳酸丙烯酯的表面張力為42dyne/cm，蒸氣壓在20°C時(shí)為0.17hPa，通過(guò)調(diào)節(jié)溶劑的比例，可以達(dá)到調(diào)節(jié)墨水表面張力的作用，有良好的流平性、噴墨流暢性與打印解析度，作用與添加Y-丁酸內(nèi)酯的效果相同，且該類(lèi)溶劑閃火點(diǎn)高于90°C以上，可以降低VOCs與提升墨水的閃火點(diǎn)，無(wú)任何刺激性氣味，不具危險(xiǎn)警示(Danger)，提升墨水整體的安全性。N-乙基吡咯烷酮的添加量占該噴墨墨水組合物總重量的I 10%，最優(yōu)選為5 10%。碳酸丙稀酷或碳酸乙稀酷的添加量占該噴墨墨水組合物總重量的I 20%,最優(yōu)選為5 15%。酸調(diào)整劑為叔胺哌啶、叔胺哌啶醇、叔胺哌啶酮、叔胺吡咯烷、叔胺吡咯烷醇、叔胺吡咯烷酮、叔胺哌嗪化合物，該酸調(diào)整劑占該噴墨墨水組合物總重量的0.1 3.0%。更進(jìn)一步，上述酸調(diào)整劑可為:1-甲基-3-哌啶甲酸乙酯、1-(2-羥乙基)-4-(3-羥丙基)哌啶、3-(1-哌啶基甲基)苯酚、1-甲基哌啶-3-甲醇、1，3_雙-[1-(2-羥乙基)-4-哌啶基]丙烷、N-甲基-3-羥基哌啶、N-乙基-3-羥基哌啶、4-乙酰氨基-1-芐基哌啶、1-甲基-2-哌啶甲醇、N-羥乙基哌啶、3- (1-哌啶基)-丙酸乙酯、哌啶戊醇、托品醇、1- (2'-羥乙基)-2，2，6，6-四甲基-4-哌啶醇、5-甲基哌啶醇、N-甲基-4-哌啶酮、N-乙基-4-哌啶酮、N-(2-苯乙基)-4-哌啶酮、N-芐基哌啶酮、1，3- 二甲基-4-哌啶酮、托品酮、N-(2-羥乙基)-吡咯烷、3- 二甲氨基吡咯烷、1-(1-吡咯烷)環(huán)戊烯、1-(1-吡咯烷)環(huán)己烯、1-乙基-3-羥基-四氫吡咯、1-異丙基-3-羥基吡咯烷醇、1-芐基-3-吡咯烷酮、1-乙酰基-4- (4-羥基苯基)哌嗪，可單獨(dú)或混合使用，通過(guò)該酸調(diào)整劑可使水萃取該噴墨墨水組合物的酸堿值介于pH
6.0 9.0。醚醇類(lèi)溶劑為公知用來(lái)制備噴墨墨水的主要溶劑，適合的溶劑有乙二醇醚類(lèi)，具有如結(jié)構(gòu)通式(I)或(2)，其中Rl R6可以為氫原子或烷基，η為2 5的重復(fù)單元數(shù):R1-O (CH2CH-R2O)n-R3(I) R4- (C = O) -O- (CH2CH-R5O) n_R6 (2)該類(lèi)溶劑例如:乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、乙二醇單丁醚、二乙二醇單甲醚、二
乙二醇單乙醚、二乙二醇單丁醚、單甲基醚丙二醇、單丙基醚丙二醇、單丁基醚丙二醇、單異丁基醚丙二醇、二丙二醇單甲醚、二丙二醇二甲醚、二丙二醇單丁醚、二丙二醇異丁基醚、二丙二醇單丙醚、二乙二醇二丁醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇甲乙醚、四乙二醇二甲醚、二丙二醇二甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯、二丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇丁醚醋酸酯、二乙二醇丁醚醋酸酯等，其中，二丙二醇單甲醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇甲乙醚、四乙二醇二甲醚有較低的氣味，最適合使用，醚醇類(lèi)溶劑添加量占該噴墨墨水組合物總重量的50 80%，最優(yōu)選為60 75%。能使用于溶劑型噴墨墨水的樹(shù)脂的研究已經(jīng)很多，樹(shù)脂除了用來(lái)調(diào)整墨水的黏度特性，以符合各式噴頭與機(jī)型規(guī)格的要求外，還必須兼具有對(duì)材質(zhì)的密接性、耐刮、耐磨性、防水性、增加亮度及提升色料耐候度等功能，更重要的是不能破壞色漿的分散性。另外，為了避免噴頭因墨水揮發(fā)造成樹(shù) 脂成膜硬化后干掉，形成斜噴或永久性堵塞，因此，必須搭配使用該樹(shù)脂的塑化劑，使膜面具有彈性，不會(huì)完全硬化，有很好的回溶性?？墒褂玫臉?shù)脂有聚醋酸乙烯樹(shù)脂、聚酰胺樹(shù)脂、聚丙烯酸樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、苯酚樹(shù)脂、醛酮樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、聚酯樹(shù)脂、纖維素樹(shù)脂，可單獨(dú)使用或混合使用。為了在聚氯乙烯材質(zhì)上有最佳的密接效果，最優(yōu)選使用的是聚醋酸乙烯樹(shù)脂，可使用分子量5000 100000的樹(shù)脂，最優(yōu)選分子量為10000 60000，且玻璃轉(zhuǎn)化溫度介于40 80°C (Tg)，例如，樹(shù)脂包含:道氏化學(xué)公司(Dow Chemical)所生產(chǎn)的UCARTM溶液聚合的乙烯基樹(shù)脂系列:VYHH、VYNS-3、VYNC-P、VMCH、VAGD, VAGF, VAGC, VAGH、VYLF-X, VROH、VERR-40、VMCA ;瓦克公司(Wacker)所生產(chǎn)的VINNOL 表涂樹(shù)脂系列:Ε15/40Α、Ε15/45、Ε15/45Μ、Ε15/48Α、Ε20/45、Ε22/48Α、Η11/59、H14/36、H15/42、H15/45M、H15/50、H40/50、H40/55、H40/60、H30/48M、H40/43。而上述樹(shù)脂可單獨(dú)添加或混合使用，視耐刮度、防水性與亮度而定。并添加鄰苯二甲酸酯類(lèi)、烷基磺酸酚酯類(lèi)、己二酸或癸二酸酯類(lèi)、蓖麻油、磷酸酯類(lèi)、檸檬酸酯類(lèi)塑化劑，最優(yōu)選添加環(huán)保型塑化劑，例如:檸檬酸三丁酯、乙?；瘷幟仕崛□?、己二酸二異壬脂，添加量相對(duì)于樹(shù)脂重量份為約0.01 5倍的量，必須使成膜后的樹(shù)脂能對(duì)墨水完全回溶，若能達(dá)到此要求，則既使使用揮發(fā)性較高的溶劑，在噴墨頭高壓高熱的環(huán)境下仍處于軟化狀態(tài)，噴墨頭也不會(huì)堵塞，而噴出后在常溫下會(huì)硬化，具有耐刮防水特性。針對(duì)使用基材的不同，可以將樹(shù)脂搭配混合使用，有較佳的附著性，形成的薄膜強(qiáng)度佳，使用該系列樹(shù)脂能達(dá)到最優(yōu)選的效果。本發(fā)明中，使用以二乙二醇二乙醚為主溶劑的分散顏料，使用顏料的初始粒徑為50 500nm，最優(yōu)選為50 200nm，使用對(duì)有機(jī)溶劑溶解系數(shù)為8 11市售分散劑產(chǎn)品，例如:畢克公司(BYK Chemie) DISPERBYK 系列:BYK_161、BYK-162、BYK-167、BYK-168、BYK-2000、BYK-2164 ；路博潤(rùn)公司(Lubrizol) Solsperse 系列:Solsperse-32000、Solsperse-32500、So Isperse_35100、So Isperse-37500、So Isperse_71000、Solsperse-76500 ;贏創(chuàng)公司(Evonik) TEGO Dispers 系列:TEG0 Dispers-650、TEGO Dispers-651 λ TEGO Dispers-652、TEGO Dispers-655、TEGO Dispers-670、TEG0Dispers-685.TEGO DispersllO,分散劑的使用量相對(duì)于顏料重量份約0.1 2倍的量，較優(yōu)選為0.2 0.8倍的量，墨水可使用白色或有色的無(wú)機(jī)或有機(jī)顏料，例如:無(wú)機(jī)顏料或有機(jī)顏料，可舉出例如二氧化鈦、蔥醌、嘧啶、二酮吡咯基吡咯、苯并咪唑酮、偶氮系顏料、酞青系顏料、異(吲哚)酮系顏料、(喹吖啶)酮系顏料、二惡(嗪)系顏料、陰丹士林系顏料、茈系顏料、茈酮系顏料、硫靛系顏料、醌酮系顏料、或金屬絡(luò)合物顏料，顏色包含:黃(Yellow) 1、黃(Yellow) 3、黃(Yellow) 12、黃(Yellow) 13、黃(Yellow) 14、黃(Yellow) 17、黃(Yellow)65、黃(Yellow)73、黃(Yellow)74、黃(Yellow)75、黃(Yellow)81、黃(Yellow)83>黃(Yellow)97> 黃(Yellow)126、黃(Yellow)127、黃(Yellow)139、黃(Yellow)150、黃(Yellow)151、黃(Yellow)154、黃(Yellow)174、黃(Yellow)176、黃(Yellow)180、黃(Yellow)183、黃(Yellow)188、澄(Orange)5、澄(Orange)13、澄(Orange)16、澄(Orange) 34、橙(Orange) 36、紅(Red) 2、紅(Red) 3、紅(Red) 4、紅(Red) 8、紅(Red) 9、紅(Red)12、紅(Red)14、紅(Red)21、紅(Red)22、紅(Red)23、紅(Red)31、紅(Red)48:1、紅(Red)48:2、紅(Red)48:3、紅(Red)48:4、紅(Red)49:1、紅(Red)49:2、紅(Red)52:1、紅(Red)52:2、紅(Red)53:1、紅(Red)53:3、紅(Red)57:1、紅(Red)63:1、紅(Red)81、紅(Red)112、紅(Red) 122、紅(Red)144、紅(Red)146、紅(Red)166、紅(Red)170、紅(Red) 171、紅(Red) 175、紅(Red) 176、紅(Red) 177、紅(Red) 179、紅(Red) 184、紅(Red) 185、紅(Red)208、紅(Red)210、紅(Red)243、紅(Red)266、紫(Violet)1、紫(Violet)3、紫(Violet)19、紫(Violet)23、紫(Violet)27、藍(lán)(Blue)1、藍(lán)(Blue)15:1、藍(lán)(Blue)15:2、藍(lán)(Blue) 15:3、藍(lán)(Blue) 15:4、藍(lán)(Blue) 56,M (Blue) 6 Ui (Green)7、以及黑(Black) 7 無(wú)機(jī)分散性顏料(inorganic pigment)包含:分散黃(Pigment Yellow) 32、分散黃(PigmentYellow) 34、分散黃(Pigment Yellow) 36、分散黃(Pigment Yellow) 42、分散紅(PigmentRed) 101、分散紅(Pi·gment Red) 104、分散藍(lán)(Pigment Blue) 27、分散藍(lán)(Pigment Blue) 29、分散綠(Pigment Green) 17、分散黑(Pigment Black) 11、以及分散橙(Pigment Orange) 21,這些色料可單獨(dú)使用也可混合來(lái)使用。研磨方式可采用公知的方法來(lái)制造色料分散墨水組合物。例如:摻合上述各成分，并且利用快速攪拌機(jī)混合攪拌，利用球磨機(jī)、輥磨機(jī)、滾珠研磨機(jī)、砂磨機(jī)或針狀研磨機(jī)等混合粉碎后，通過(guò)離心分離方式或過(guò)濾除去色料較大顆粒與未溶解物質(zhì)后，通過(guò)過(guò)濾速度與粒徑分析儀來(lái)判別分散色漿的品質(zhì)。界面活性劑與添加劑方面:利用界面活性劑來(lái)調(diào)節(jié)墨水的表面張力與消泡性，墨水表面張力必須低于基材，才能有好的覆蓋涂布效果，表面張力太低噴頭容易有積墨現(xiàn)象，因此表面張力調(diào)整至25 40dyme/cm,最優(yōu)選為28 30dyme/cm之間?？墒褂玫慕缑婊钚詣┌?TEGO Wet KL 245、Wet250、Wet 260、Wet 265、Wet 270、Wet 280 ;Perenol F3、F40、F41、F45、S4、S43 ； CoatOsil 1211、1300、1706、1757、1770、2400、2810、3500、3501、3503、3505、3509、3573 ； Ciba EFKA 3030、3033、3232、3288、3600、3777、3883 ；BYK 141、302、307、310、331、333、337、410、1752、9077，可單獨(dú)添加或混合使用。墨水中
也可添加二苯甲酮類(lèi)、苯并三唑類(lèi)、苯酚類(lèi)紫外線吸收劑與丁基羥苯甲醚(BHA)或二丁基羥甲苯(BHT)抗氧化劑，其能有效減緩光線中的紫外線對(duì)色料產(chǎn)生的破壞作用，防止樹(shù)脂氧化變酸等功能，添加量為0.1 3%。噴頭的噴孔很容易受到墨水中化學(xué)物質(zhì)腐蝕而造成破壞，呈現(xiàn)斜噴或堵頭現(xiàn)象，最常見(jiàn)的原因是因?yàn)槟械某煞?，如溶劑、?shù)脂等，受到環(huán)境中水氣的影響造成水解現(xiàn)象，產(chǎn)生出酸性物質(zhì)，會(huì)與噴頭上的涂層反應(yīng)，造成涂層的剝離，因此必須添加酸的調(diào)節(jié)劑。常用的酸調(diào)節(jié)劑為醇胺類(lèi)與咪唑類(lèi)化合物，該類(lèi)調(diào)節(jié)劑均具有較高的毒性與腐蝕性，多數(shù)標(biāo)示為危險(xiǎn)符號(hào)，在操作使用上有安全的疑慮外，使用該類(lèi)堿基很容易與分散劑做競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)，造成顏料色漿的穩(wěn)定性變差。本發(fā)明使用環(huán)狀叔胺化合物，如:哌啶(Piperidine)、哌唳醇(Piperidinol)、哌唳酮(Piperidone)、卩比咯燒(Pyrrolidine)、卩比咯燒醇(Pyrrolidinol)、卩比咯燒酮(Pyrrolidinone)、哌嗪(Piperazine)等化合物，腐蝕性與化學(xué)毒性較低，環(huán)狀的結(jié)構(gòu)有較大的立體障礙，不會(huì)造成與分散劑和顏料之間做競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)，墨水存放的穩(wěn)定性高，能有效地控制水萃取墨水后的酸堿值在6 9之間,最優(yōu)選酸堿值在7 8之間。適合的酸調(diào)節(jié)劑有:1-甲基-3-哌啶甲酸乙酯、1-(2-羥乙基)-4-(3-羥丙基)哌啶、3- (1-哌啶基甲基)苯酚、1-甲基哌啶-3-甲醇、I，3-雙-[1- (2-羥乙基)-4-哌啶基]丙烷、N-甲基-3-羥基哌啶、N-乙基-3-羥基哌啶、4-乙酰氨基-1-芐基哌啶、1-甲基-2-哌啶甲醇、N-羥乙基哌啶、3-(1-哌啶基)-丙酸乙酯、哌啶戊醇、托品醇、1-(2,-羥乙基)_2，2，6，6-四甲基-4-哌啶醇、5-甲基哌啶醇、N-甲基-4-哌啶酮、N-乙基-4-哌啶酮、N- (2-苯乙基)-4-哌啶酮、N-芐基哌啶酮、1，3-二甲基-4-哌啶酮、托品酮、N-(2-羥乙基)-吡咯烷、3- 二甲氨基吡咯烷、1-(1-吡咯烷)環(huán)戊烯、1-(1-吡咯烷)環(huán)己烯、1-乙基-3-羥基-四氫吡咯、1-異丙基-3-羥基吡咯烷醇、1-芐基-3-吡咯烷酮、1-乙酰基-4- (4-羥基苯基)哌嗪，可單獨(dú)添加或混合使用，添加量為0.1 3%，最優(yōu)選為0.1 1%。上述的低氣味環(huán)保 型納米噴墨墨水組合物，其墨水閃火點(diǎn)在大氣壓下> 60°C，是在聚氯乙烯材質(zhì)上記錄使用。上述的低氣味環(huán)保型納米噴墨墨水組合物中，其黏度范圍在25°C時(shí)介于3.0 20cps之間；表面張力介于25 40dyne/cm之間，最優(yōu)選調(diào)整至28 30之間。根據(jù)本發(fā)明的下述詳細(xì)說(shuō)明，將使本發(fā)明的前述及其他目的、特征、觀點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)更加清楚。
具體實(shí)施例方式為了進(jìn)一步了解本發(fā)明，請(qǐng)參閱以下所列舉的實(shí)施例。以下實(shí)施例僅為本發(fā)明中較優(yōu)選的實(shí)例，不能用來(lái)限定本發(fā)明的權(quán)利要求的范圍。(納米顏料分散液的制備)在68重量份二乙二醇二乙醚中，添加20重量份碳黑(日本三菱化學(xué)，MA-100R)與12重量份分散劑(德國(guó)贏創(chuàng)公司，TEGO Dispers-652)，以高速攪拌分散機(jī)，轉(zhuǎn)速設(shè)500rpm，攪拌I小時(shí)后，加入50%體積鋯珠(2.0mm)于珠磨機(jī)中進(jìn)行預(yù)分散。所得的粗磨顏料分散液的平均粒徑為I μ m以下。將粗磨顏料分散液輸送至納米研磨機(jī)中進(jìn)行分散，經(jīng)由粒徑分析與過(guò)濾而得到黑色顏料分散液，平均粒徑為80nm，黏度為lOcps。
在78重量份二乙二醇二乙醚中，添加15重量份C.1.分散黃(Pigment Y) 150(德國(guó)拜耳公司，Yellow E4GN)與6重量份分散劑(德國(guó)路博潤(rùn)公司，S76500)，以高速攪拌分散機(jī)，轉(zhuǎn)速設(shè)500rpm,攪拌I小時(shí)后,加入50%體積錯(cuò)珠(2.0mm)于珠磨機(jī)中進(jìn)行預(yù)分散。所得的粗磨顏料分散液的平均粒徑為Ium以下。將粗磨顏料分散液輸送至納米研磨機(jī)中進(jìn)行分散，經(jīng)由粒徑分析與過(guò)濾而得到黃色顏料分散液，平均粒徑為150nm，黏度為20cps。在78重量份二乙二醇二乙醚中，添加15重量份C.1.分散紅(Pigment R) 122(日本DIC公司，Magenta RG)與6重量份分散劑(德國(guó)路博潤(rùn)公司，S32000)，以高速攪拌分散機(jī)，轉(zhuǎn)速設(shè)500rpm，攪拌I小時(shí)后，加入50%體積鋯珠(2.0mm)于珠磨機(jī)中進(jìn)行預(yù)分散。所得的粗磨顏料分散液的平均粒徑為Ium以下。將粗磨顏料分散液輸送至納米研磨機(jī)中進(jìn)行分散，經(jīng)由粒徑分析與過(guò)濾而得到品紅色顏料分散液，平均粒徑為120nm，黏度為15cps。在68重量份二乙二醇二乙醚中，添加20重量份C.1.分散藍(lán)(PigmentBlue) 15:3(日本DIC公司，Blue 5412SD)與12重量份分散劑(德國(guó)畢克公司，BYK-2164)，以高速攪拌分散機(jī)，轉(zhuǎn)速設(shè)500rpm,攪拌I小時(shí)后,加入50%體積錯(cuò)珠(2.0mm)于珠磨機(jī)中進(jìn)行預(yù)分散。所得的粗磨顏料分散液的平均粒徑為Iym以下。將粗磨顏料分散液輸送至納米研磨機(jī)中進(jìn)行分散，經(jīng)由粒徑分析與過(guò)濾而得品藍(lán)色顏料分散液，平均粒徑為120nm，黏度為IOcps。低氣味環(huán)保型納米顏料噴墨墨水實(shí)施例如表I所示。
權(quán)利要求
1.一種低氣味環(huán)保型納米顏料噴墨墨水組合物，其特征在于，其包含:N-乙基吡咯烷酮、碳酸丙烯酯、醚醇類(lèi)溶劑、顏料、分散劑、樹(shù)脂、塑化劑、界面活性劑與作為酸調(diào)整劑的環(huán)狀叔胺化合物。
2.如權(quán)利要求1所述的嗔墨墨水組合物，其中，所述N-乙基卩比略燒麗占所述嗔墨墨水組合物總重量的I 10%，所述碳酸丙烯酯占所述噴墨墨水組合物總重量的I 20%，所述醚醇類(lèi)溶劑占所述噴墨墨水組合物總重量的50 80%，并且所述N-乙基吡咯烷酮、碳酸丙烯酯及醚醇類(lèi)溶劑同時(shí)存在于所述噴墨墨水組合物中。
3.如權(quán)利要求1所述的噴墨墨水組合物，其中，所述酸調(diào)整劑為叔胺哌啶、叔胺哌啶醇、叔胺哌啶酮、叔胺吡咯烷、叔胺吡咯烷醇、叔胺吡咯烷酮、叔胺哌嗪化合物，所述酸調(diào)整劑占所述嗔墨墨水組合物總重量的0.1 3.0 %。
4.如權(quán)利要求3所述的噴墨墨水組合物，其中，所述酸調(diào)整劑是1-甲基-3-哌啶甲酸乙酯、1-(2-羥乙基)-4-(3-羥丙基)哌啶、3-(1-哌啶基甲基)苯酚、1-甲基哌啶-3-甲醇、1，3_雙-[1-(2-羥乙基)-4-哌啶基]丙烷、N-甲基-3-羥基哌啶、N-乙基_3_羥基哌啶、4-乙酰氨基-1-芐基哌啶、1-甲基-2-哌啶甲醇、N-羥乙基哌啶、3-(1-哌啶基)_丙酸乙酯、哌啶戊醇、托品醇、1_(2'-羥乙基)-2，2，6，6_四甲基-4-哌啶醇、5-甲基哌啶醇、N-甲基-4-哌啶酮、N-乙基-4-哌啶酮、N- (2-苯乙基)-4-哌啶酮、N-芐基哌啶酮、1，3- 二甲基-4-哌啶酮、托品酮、N-(2-羥乙基)_吡咯烷、3- 二甲氨基吡咯烷、1-(1-吡咯烷)環(huán)戍稀、1-(1-卩比略燒)環(huán)己稀、1_乙基-3-輕基_四氧卩比略、1_異丙基_3_輕基卩比略燒醇、1-芐基-3-吡咯烷酮、1-乙?；?4- (4-羥基苯基)哌嗪，上述酸調(diào)整劑單獨(dú)或混合使用。
5.如權(quán)利要求1所述的噴墨墨水組合物，其中，所述醚醇類(lèi)溶劑具有如通式(I)或(2)的結(jié)構(gòu)，通式中R1 R6是氫原子或烷基、或者不是氫原子或烷基，η為2 5的重復(fù)單元數(shù): R1-O (CH2CH-R2O)n-R3(I)R4- (C = O) -O- (CH2CH-R5O) n-R6 (2)
6.如權(quán)利要求1所述的噴墨墨水組合物，其中，其黏度范圍在25°C時(shí)介于3.0至20cps之間；表面張力介于25 40dyne/cm之間。
7.如權(quán)利要求1所述的噴墨墨水組合物，其中，所述樹(shù)脂是聚醋酸乙烯樹(shù)脂、聚酰胺樹(shù)月旨、聚丙烯酸樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、苯酚樹(shù)脂、醛酮樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、聚酯樹(shù)脂、纖維素樹(shù)脂，上述樹(shù)脂單獨(dú)或混合使用。
8.如權(quán)利要求1所述的噴墨墨水組合物，其中，所述塑化劑是檸檬酸三丁酯、乙酰化檸檬酸三丁酯、己二酸二異壬脂。
9.如權(quán)利要求1所述的噴墨墨 水組合物，其中，所述分散顏料是有機(jī)或無(wú)機(jī)顏料，上述分散顏料單獨(dú)或混合使用。
10.如權(quán)利要求3所述的噴墨墨水組合物，其中，通過(guò)所述酸調(diào)整劑可使水萃取所述噴墨墨水組合物的酸堿值介于pH 6.0 9.0。
11.如權(quán)利要求1所述的噴墨墨水組合物，其中，其墨水閃火點(diǎn)在大氣壓下>60°C，并且是在聚氯乙烯材質(zhì)上記錄使用。
全文摘要
一種低氣味環(huán)保型納米顏料噴墨墨水組合物，具有良好的儲(chǔ)存穩(wěn)定性、噴墨穩(wěn)定性與打印質(zhì)量，噴頭噴孔不易堵塞，打印圖像具有高光澤度、耐刮擦性與耐候性，采用低毒性與低氣味原料，墨水具有高閃火點(diǎn)，對(duì)人體與環(huán)境的安全性高，能兼具環(huán)保與維持打印質(zhì)量的需求。該噴墨組合物包含1～10％N-乙基吡咯烷酮、1～20％碳酸丙烯酯、50～80％醚醇類(lèi)溶劑、顏料、分散劑、樹(shù)脂、塑化劑、界面活性劑與作為酸調(diào)整劑的環(huán)狀叔胺化合物。
文檔編號(hào)C09D11/02GK103242694SQ20121003088
公開(kāi)日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2012年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月6日
發(fā)明者金克永, 林家璝, 劉秀慧, 吳雪郡 申請(qǐng)人:泓瀚科技股份有限公司