《一種水性彩色噴墨列印介質及其生產方法》是廣東高璐美數碼科技有限公司於2014年11月21日申請的專利，該專利的申請號為2014106765100，公布號為CN104371411A，授權公布日為2015年2月25日，發明人是周廣濱、李瑞、張怡平、葉齊愛、嚴列飛、陳麗娟。
《一種水性彩色噴墨列印介質及其生產方法》公開了一種水性彩色噴墨列印介質及其生產方法，該列印介質包括電暈處理過的基材，該基材至少一面塗有打底層和吸墨層，該吸墨層含有兩性星形聚合物。該發明將兩性星形聚合物套用於彩噴列印介質中，有效改善吸墨層與墨水中染料和顏料分子的相互作用，增強吸墨層的內聚力，提高列印色密度和耐水性能。
2018年12月20日，《一種水性彩色噴墨列印介質及其生產方法》獲得第二十屆中國專利優秀獎。
基本介紹
- 中文名：一種水性彩色噴墨列印介質及其生產方法
- 公布號：CN104371411A
- 授權日：2015年2月25日
- 申請號：2014106765100
- 申請日：2014年11月21日
- 申請人：廣東高璐美數碼科技有限公司
- 地址：廣東省中山市火炬開發區生物谷大道5號廣東高璐美數碼科技有限公司
- 發明人：周廣濱、李瑞、張怡平、葉齊愛、嚴列飛、陳麗娟
- Int.Cl.：C09D7/12(2006.01)I、C09D131/04(2006.01)I、C09D129/04(2006.01)I、C09D175/04(2006.01)I
- 代理機構：中山市科創專利代理有限公司
- 代理人：毛海娟
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
隨著現代科學技術的進步，數位技術在當今世界得到了快速發展。隨之而來的是個性化廣告傳媒，戶內裝飾，高端藝術品，文教影印和其它特種列印產品的迅速發展。噴墨印表機由於價格便宜，成像質量高，出圖速度快，已經逐漸成為上述市場產品的主要選擇。經過近些年的發展和整合，人們對中高端介質的品種和質量要求越來越多樣，有綠色環保，低能耗和高效使用功能的新一代數碼耗材已經成為人民生活中不可缺少的重要的組成部分。
截至2014年11月，市場上產品普遍存在防水性差，褪色快，圖層易脫落，圖像變模糊等問題；列印產品保存時間短、要勤更換，造成較大程度浪費，也不利於環保；客戶在使用時，一般無論戶內戶外列印後都要進行覆膜處理，無形中增加了人工成本；另外，如何在提高防水性和抗劃傷性能的同時提高列印清晰度和色彩鮮艷度一直是困擾行業的問題。
發明內容
專利目的
《一種水性彩色噴墨列印介質及其生產方法》的目的在於提供一種含有兩性星形聚合物的彩噴吸墨塗層，其可以有效改善吸墨塗層與基材的附著力，增強吸墨層的內聚力，有效改善吸墨塗層與墨水中染料和顏料分子的吸附功能，提高列印色密度且耐水性能好的水性彩色噴墨列印介質。《一種水性彩色噴墨列印介質及其生產方法》的另一目的是提供一種上述列印介質的生產方法。
技術方案
《一種水性彩色噴墨列印介質及其生產方法》採用以下技術方案：
一種水性彩色噴墨列印介質，其特徵在於包括電暈處理過的基材，所述的基材至少一面塗有打底層和吸墨層，所述的吸墨層含有兩性星形聚合物，所述的兩性星形聚合物其結構式為：
其中n1≥3，n2＝5～30，R選自C1～C12直鏈烷基，C1～C12支鏈烷基，-OH、-Cl、-CHO、-COOH、NH2取代C1～C10烷基；
其中的-OH、-Cl、-CHO、-COOH、NH2取代C1～C10烷基是指被COO、SO3H、H2PO4中的一個或多個取代。
《一種水性彩色噴墨列印介質及其生產方法》中的吸墨層厚度為10～60微米，打底層厚度為1～30微米，基材厚度為50～600微米。
《一種水性彩色噴墨列印介質及其生產方法》中吸墨層材料中兩性星形聚合物的質量百分比為2～10％，吸墨層材料還包括樹脂、吸墨顏料、高分子固色劑、助劑和去離子水，各組分的具體重量份配比優選如下：
樹脂 | 20～80份 |
吸墨顏料 | 10～60份 |
高分子固色劑 | 3～15份 |
兩性星形聚合物 | 2～10份 |
助劑 | 1～5份 |
去離子水 | 10～60份 |
《一種水性彩色噴墨列印介質及其生產方法》吸墨層中的樹脂為聚乙烯醇樹脂、醋酸乙烯酯-乙烯共聚物、聚氨酯樹脂和丙烯酸樹脂中的一種或幾種。其中的聚乙烯醇樹脂優選型號2099、2499和2699中的一種或幾種。
《一種水性彩色噴墨列印介質及其生產方法》吸墨層中的吸墨顏料為3～9微米粒徑SiO2與10～20微米粒徑SiO2按質量比2:1混合的混合物。
《一種水性彩色噴墨列印介質及其生產方法》吸墨層中的高分子固色劑為環氧氯丙烷二甲胺聚合物。
《一種水性彩色噴墨列印介質及其生產方法》吸墨層中的助劑為表面活性劑、吸墨顏料分散劑等常用助劑。
《一種水性彩色噴墨列印介質及其生產方法》中的吸墨層材料由以下方法製備：
在分散罐中加入去離子水，轉動攪拌機加入吸墨顏料分散劑，提高轉速到800轉每分，分散10～20分鐘，加入吸墨顏料後提高轉速到2500轉每分～3000轉每分，繼續分散20～30分鐘，將分散液過濾到攪拌罐中並加入高分子固色劑和表面活性劑及其他助劑，再加入樹脂，繼續攪拌30分鐘後加入兩性星形聚合物，攪拌均勻即可。
《一種水性彩色噴墨列印介質及其生產方法》中的打底層為膠黏樹脂塗料，優選乙烯-醋酸乙烯酯樹脂或丙烯酸樹脂。
《一種水性彩色噴墨列印介質及其生產方法》中的基材為PP、PE、PET、PVC、塗塑紙類和紡織布類中的一種。
一種上述水性彩色噴墨列印介質的生產方法，其特徵在於包括以下步驟：
在基材至少一面上進行電暈強度為40-42達因的電暈處理，在基材的電暈處理面上塗布打底層，於90～100℃烘箱乾澡後，再塗布吸墨層於打底層上，於80～110℃烘箱乾燥即可。
《一種水性彩色噴墨列印介質及其生產方法》將兩性星形聚合物加入到彩噴吸墨塗層中，獲得高性能水性數碼列印介質。兩性星形聚合物是一種以多官能團矽氧環狀類化合物為核體，以多組分長鏈聚合物為支鏈的的兩性高分子聚合物，其星形高分子長臂末端的功能性基團可以與塗料樹脂膠粒中其它官能團相互作用，形成多種可逆的物理耦合網路，從而增強流體的流變穩定性，改變了膠體乳液隨固含量改變而大起大落的特性；網路中的兩性星形高分子上親油性核心和外臂官能團與墨水中的染料或顏料分子產生牢固的物理和化學作用，形成各種中和相態，從而提高了塗層的固色性和防水性能。
改善效果
《一種水性彩色噴墨列印介質及其生產方法》將兩性星形聚合物套用於彩噴列印介質中，有效改善吸墨層與墨水中染料和顏料分子的相互作用，增強吸墨層的內聚力，提高列印色密度和耐水性能。
技術領域
《一種水性彩色噴墨列印介質及其生產方法》涉及一種水性彩色噴墨列印介質及其生產方法，屬於列印介質技術領域。
權利要求
1.一種水性彩色噴墨列印介質，其特徵在於包括電暈處理過的基材，所述的基材至少一面塗有打底層和吸墨層，所述的吸墨層含有兩性星形聚合物，所述的兩性星形聚合物其結構式為：
其中n1≥3，n2＝5～30，R選自-OH、-Cl、-CHO、-COOH、NH2取代C1～C10烷基；其中的-OH、-Cl、-CHO、-COOH、NH2取代C1～C10烷基是指被-OH、-Cl、-CHO、-COOH、NH2中的一個或多個取代。
2.根據權利要求1所述的一種水性彩色噴墨列印介質，其特徵在於所述的吸墨層厚度為10～60微米，打底層厚度為1～30微米，基材厚度為50～600微米。
3.根據權利要求1或2所述的一種水性彩色噴墨列印介質，其特徵在於所述的吸墨層中兩性星形聚合物的質量百分比為2～10％。
4.根據權利要求3所述的一種水性彩色噴墨列印介質，其特徵在於所述的吸墨層還包括樹脂、吸墨顏料、高分子固色劑、助劑和去離子水。
5.根據權利要求4所述的一種水性彩色噴墨列印介質，其特徵在於所述的樹脂為聚乙烯醇樹脂、醋酸乙烯酯-乙烯共聚物、聚氨酯樹脂和丙烯酸樹脂中的一種或幾種。
6.根據權利要求4所述的一種水性彩色噴墨列印介質，其特徵在於所述的吸墨顏料為3-9微米粒徑SiO2與10-20微米粒徑SiO2按質量比2:1混合的混合物。
7.根據權利要求4所述的一種水性彩色噴墨列印介質，其特徵在於所述的高分子固色劑為環氧氯丙烷二甲胺聚合物。
8.根據權利要求4所述的一種水性彩色噴墨列印介質，其特徵在於形成所述吸墨層的材料由以下方法製備：在分散罐中加入去離子水，轉動攪拌機加入吸墨顏料分散助劑，提高轉速到800轉每分，分散10～20分鐘，加入吸墨顏料後提高轉速到2500轉每分～3000轉每分，繼續分散20～30分鐘，將分散液過濾到攪拌罐中並加入高分子固色劑和表面活性劑助劑及其他助劑，再加入樹脂，繼續攪拌30分鐘後加入兩性星形聚合物，攪拌均勻即可。
9.根據權利要求1或2所述的一種水性彩色噴墨列印介質，其特徵在於所述的打底層為乙烯-醋酸乙烯酯樹脂或丙烯酸樹脂，所述的基材為PP、PE、PET、PVC、塗塑紙類和紡織布類中的一種。
10.一種權利要求1所述的水性彩色噴墨列印介質的生產方法，其特徵在於包括以下步驟：在基材至少一面上進行電暈處理，強度為40-42達因，在電暈處理面上塗布打底層，於90～100℃烘箱乾燥後，再塗布吸墨層於打底層上，於80～110℃烘箱乾燥即可。
實施方式
- 實施例1：
吸墨層材料配方為：3～9微米沉澱二氧化矽30份，10～20微米沉澱二氧化矽15份，多聚羧酸鈉鹽吸墨顏料分散劑2份，2699聚乙烯醇10份，醋酸乙烯酯-乙烯共聚物30份，n1＝3，n2＝10，R＝CH2Cl的兩性星形聚合物5份，環氧氯丙烷二甲胺聚合物固色劑8份以及水15份；
該吸墨層材料的製備工藝為：在分散罐中加入去離子水，轉動攪拌機加入吸墨顏料分散劑，提高轉速到800轉每分，分散10～20分鐘，加入吸墨顏料後提高轉速到2500轉每分～3000轉每分，繼續分散20～30分鐘，將分散液過濾到攪拌罐中並加入高分子固色劑和表面活性劑及其他助劑，再加入樹脂，繼續攪拌30分鐘後加入兩性星形聚合物，攪拌均勻即可；
列印介質生產工藝：在PP上進行電暈，電暈達因值達到40～42，使用刮刀在基材上塗布1微米乙烯-醋酸乙烯酯樹脂打底層，經過90～100℃烘箱乾燥後，繼續用刮刀在打底層上塗布10微米吸墨層，經過80～110℃烘箱乾燥即可。
- 實施例2：
吸墨層材料配方為：3～9微米沉澱二氧化矽30份，10～20微米二氧化矽15份，多聚羧酸鈉鹽分散劑2份，2099聚乙烯醇10份，醋酸乙烯-乙烯共聚物30份，n1＝4，n2＝10，R＝CH2CH2COOH兩性星形聚合物8份，環氧氯丙烷二甲胺類聚合物固色劑8份以及水15份；
實施例2的吸墨層材料製備工藝同實施例1；
實施例2的列印介質生產工藝：在PVC上進行電暈，電暈達因值達到40～42，使用刮刀在基材上塗布15微米丙烯酸樹脂打底層，經過90～100℃烘箱乾燥後，繼續用刮刀在打底層上塗布30微米吸墨層，經過80～110℃烘箱乾燥即可。
- 實施例3：
吸墨層材料配方為：3～9微米沉澱二氧化矽30份，10～20微米二氧化矽15份，多聚羧酸鈉鹽分散劑2份，2499聚乙烯醇10份，聚氨酯樹脂25份，n1＝5，n2＝12，R＝C5H11NH2的兩性星形聚合物10份，環氧氯丙烷二甲胺類聚合物固色劑8份以及水15份；
吸墨層材料的製備方法為：在分散罐中加入去離子水，轉動攪拌機加入鈉鹽分散劑，提高轉速到800轉每分分散10～20分鐘，加入兩種二氧化矽顏料提高轉速到2500～3000轉每分繼續分散20～30分鐘，過濾到攪拌桶中減速攪拌加入環氧氯丙烷二甲胺類聚合物固色劑，表面活性劑等助劑，加入聚氨酯樹脂，星形聚合物樹脂，繼續200～300轉每分攪拌30分鐘即可；
實施例3列印介質的生產工藝：在無紡布兩面進行電暈，電暈達因值達到40～42，使用刮刀塗布30微米乙烯-醋酸乙烯酯樹脂打底層於無紡布兩面，經過90～100℃烘箱乾燥後，繼續刮刀塗布60微米吸墨層於兩面的打底層上，經過80～110℃烘箱乾燥即可。
對實施例1-3按以下方法測試：
列印色密度，防水性以及保存時間測試，我們使用EPSON9910印表機進行照片紙優質模式1440dpi色條以及圖像列印。
具體評價方法：
1.列印測試純色色條使用X-RITE測試CMYK色密度，數值越高色密度越高。
2.同1測試方法，在模擬日光照射下24～48小時，每24小時進行色密度測試得到圖像抗光性測試結果，測試保存時間。
3.在純水中浸泡列印圖像2～48小時，隔兩個小時觀察墨水的洇散現象以及水的顏色變化測定墨水的防水性。墨水擴散到水裡，以及圖像清晰度變差，則防水性較差。
4.塗層防水性測試同3純水中浸泡塗層2～48小時，隔兩個小時對塗層進行物理擦拭觀察塗層脫落情況，較易擦掉則塗層防水性較差。
5.使用百格刀在塗層上進行十字交叉劃出100個小格，使用3M膠帶進行黏貼，180度進行剝離觀察塗層剝落情況，剝落越少則附著力越好。
實施例1-3的測試結果如表1所示：
樣品 | 色密度 | 保存時間 | 塗像防水 | 塗層防水 | 附著力 |
實例一 | 很好 | 較長 | 很好 | 很好 | 好 |
實例二 | 好 | 長 | 好 | 好 | 較好 |
實例三 | 較好 | 長 | 好 | 好 | 很好 |
榮譽表彰
2018年12月20日，《一種水性彩色噴墨列印介質及其生產方法》獲得第二十屆中國專利優秀獎。
