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                    噴墨打印墨水的組成

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                    掃一掃!噴墨打印墨水的組成掃一掃!
                    人氣:-發表時間:2018-01-22 13:31【


                    由噴墨打印設備的原理可看出,無論哪種類型的噴墨打印機都涉及到墨滴的形成與斷裂。研究表明,墨滴的斷裂時間與表面張力成正比,與其黏度和噴嘴直徑成反比;紙張與墨滴的接觸角大于140°時,易得到高質量的圖文。因此一般要求噴墨打印墨水具有一定的黏度、表面張力和酸性。此外,為確保打印質量,噴墨打印墨水應滿足以下要求:

                    (1)具有長期存放的穩定性。墨水在不同溫度下長期存放,不應有沉淀析出,其物理性質和顏色不發生變化;

                    (2)具有良好的連續性和間歇性打印性能;

                    (3)墨水不能與噴嘴發生化學反應,不應引起噴嘴阻塞;

                    (4)印跡清晰,干燥速度快,但同時要避免噴射過程和不使用時揮發速度過快;

                    (5)打印圖文應整潔,印跡無擴散、缺墨、不勻等現象;

                    (6)具有良好的顏色、亮度、純度及色彩飽和度,無明顯偏色現象;

                    (7)具有耐水、耐光、抗風化性能。

                    為滿足以上性能要求,噴墨打印墨水通常由以下組分組成:溶劑、著色劑、表面活性劑、pH調節劑、催干劑、殺菌劑、消泡劑、緩蝕劑、保濕劑、染料增溶劑、滲透控制劑及其他一些必要添加劑。

                    1.溶劑

                    溶劑一般采用去離子水和水溶性有機溶劑的混合物,如醇、多元醇、多元醇醚和多糖等。其作用是提高墨水的穩定性,使其黏度、表面張力等不易隨溫度改變;促使墨滴在噴嘴處形成薄而脆的膜,再次噴印時易溶解且不堵塞噴嘴;印跡速干等。

                    一般溶劑的用量為墨水重量的10%~50%,小于10%時作用不明顯;大于50%時有些染料無法溶解。實際應用中常需要將多種溶劑混合使用。

                    2.著色劑

                    著色劑的作用是使墨水呈現不同顏色,滿足打印機多色打印的需要,如Epson Color Photo打印機是采用六色打印。著色劑的好壞直接影響打印質量,打印墨水用著色劑主要是染料(水溶性染料)和顏料(不溶性顏料和分散顏料)兩種類型。顏料耐水牢度優于染料,且不易受天氣等條件的影響,但由于顏料不是溶解而是分散在墨水介質中,因此,顏料型墨水的穩定性較差,儲存時間過長,顏料的分散穩定性會下降,從而引起噴嘴堵塞。染料的耐光、耐水性雖不如顏料,但由于可全部溶解在介質中,因此,染料型墨水不易堵塞噴嘴,同時其儲存穩定性也優于顏料型墨水。另外與顏料相比,染料色譜齊全,且多種類型的染料已經商品化,因此目前噴墨打印墨水大多采用染料型墨水。

                    染料型墨水通常由不同化學結構的水溶性染料溶解在水中,或水和親水性有機溶劑的混合溶劑中,同時選擇性地加入各種添加劑配制而成。

                    用于噴墨打印墨水的水溶性染料主要有直接染料和酸性染料,按結構分為偶氮類和酞菁類。如C.I.直接黃86和C.I.直接藍199等染料。此類化合物具有分子量大,低溶性官能團多,染色性強等特點,特別適合用作墨水的染色劑。

                    水溶性染料的主要缺點是耐水、耐光性差,因此提高染料的耐水、耐光性,從而改善墨水的打印質量已成為重要研究課題。

                    (1)黃染料

                    ①吡唑啉酮亞胺染料

                    吡唑啉酮亞胺染料色光純正,水溶性好,耐光牢度高,適用于噴墨打印。

                    ②偶氮吲哚染料

                    有專利報道,用酸性黃23和酸性黃17兩種水溶性染料配制的染料墨水,顏色純正,在水中溶解度極高,但缺點是耐光性差,而偶氮吲哚染料顏色艷麗,水溶性好,并且耐光性要高于酸性黃23和酸性黃17。

                    ③新型染料

                    MXn,其中M代表堿金屬,如有機胺氧離子或胺根離子;X代表氯或溴離子;n為1~4的整數。此類染料為新型染料,具有較高的耐水、耐光性及著色強度,儲存穩定性好,不易堵塞噴嘴,適用于高濃度墨水。

                    (2)品紅染料

                    酸性紅52可以提供清晰鮮明的色調,但耐水性差。有專利報道,由酸性紅52和占墨水總重量5%~15%的多元醇烷基醚(20℃下,蒸汽壓小于或等于0.1mmHg)組成的墨水解決了耐水性差的問題。

                    20℃下,蒸汽壓小于或等于0.1mmHg的多元醇烷基醚能有效加速墨水在記錄紙上的滲透,提高墨水的干燥速度,防止由于干燥速度慢而引起的顏色間的滲透。多元醇烷基醚還可起到提高酸性紅52耐水性的作用??赡苁怯捎谒嵝约t52在多元醇烷基醚中的溶解度低,墨水噴印到紙張以后,隨著水分蒸發,多元醇烷基醚在墨水中的含量增加,有利于酸性紅52沉淀在紙上。

                    (3)青染料

                    水溶性銅酞菁類染料常被用來作為噴墨打印用青染料,但在著色強度及牢度等性能上存在許多不足,如直接藍199在耐水、耐摩擦等性能上并不是很好。研究表明,銅酞菁類染料可以達到上述要求。此染料配制的噴墨打印墨水打印圖像清晰,色彩艷麗,具有較強的耐水性。另外染料對酸堿性的敏感度不高,不像直接藍199,隨pH值的變化其呈色性會發生變化。

                    3.表面活性劑

                    表面活性劑的作用是改變墨水的表面張力,使其保持在合適的范圍內。墨水的表面張力越低,則墨滴與紙張的接觸角越大,噴出的液滴在紙張上形成的圓點直徑越小,有助于提高墨水與紙張的潤濕性,得到高質量的印品。若表面張力過低,則難以形成微小均勻的液滴。一般表面活性劑的用量為墨水重量的3%左右。

                    4.pH值調節劑

                    墨水保持一定的堿性(pH=8~9)可減少對金屬噴頭的腐蝕。如果墨水的pH值偏低,容易引起噴頭阻塞和偏色現象,而穩定的pH值可減少這些現象的發生。常用的pH值調節劑有氨水、三甲胺、三乙醇胺、硫酸鹽等。它們可以單獨使用,也可以幾種試劑混合使用。其用量一般為墨水重量的1%~5%。

                    5.催干劑

                    墨水中加入一些揮發性強的物質有助于快速干燥。常用催干劑有乙醇、異丙醇、環己基吡咯烷酮等,其用量一般為墨水重量的1%~10%,但應注意低沸點溶劑的加入易引起噴印中斷和噴嘴堵塞。

                    6.其他添加劑

                    加入其他添加劑是為了改變墨水的某些性能。如加入緩蝕劑是為了防止墨水腐蝕變質;加入水溶性聚合物是為了改善墨水在承印物上的吸附能力,打印出良好的圖像。有時還要加入防褪色劑等。

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