高分散性颜料墨的制备 本发明涉及高分散性颜料墨的制备及这些组合物的性能。
【发明背景】
最近，喷墨记录方式中的打印质量的提高是惊人的，以至于达到了照片的质量，价格降低也是显著的。作为个人计算机及数字相机等输出末端，不仅在个人需要的领域中占到了压倒的份额，作为办公系统中少量的彩色输出也起到了中心作用。并且，由于是非接触打印方式，在多种媒体中都可以打印，所以在印花、商标、广告画、标签等工业领域也广泛使用。以前，作为喷墨用墨的色材是用染料，但在耐光性及耐水性方面较差，所以作为工业领域的色材，开始使用颜料。在这里，概观颜料墨现状的同时，以更高画质为目标，介绍了实现颜料墨的试验。染料在媒体中是可溶的，以分子状态或聚集状态着色，由于各分子的环境相似，所以它的吸收光谱尖锐，显示出高纯度的鲜明的发色。并且，由于成分子状态，所以显示出高的着色率。另外，由于没有颗粒，所以没有散射光、反射光发生。因此，不仅透明，而且色相也保持鲜明。相反，由于化学反应等使分子破坏的场合，分子数减少，直接反映到着色密度上，所以耐光性、耐候性不好。并且由于可溶于媒体中，所以容易引起这些媒体地耐久性差。
颜料的特征与上述相反，颜料不溶于媒体中，其分子聚集成粒子状，分散在媒体中的状态与着色有关。因此，首先是均匀地分散在媒体中，如果不能形成稳定的分散体，就不能作着色用。如果形成粒子，即便是同一结构的分子，也会由于环境的影响，存在着各种不同分子，使吸收光谱变宽，成为鲜明性不好的发色。粒子内部的分子与发色无关，所以和染料相比，显示出比较低的着色力。并且，颗粒引起散射光和反射光，成为不透明、不鲜明的发色。但是，由于是颗粒，即使表面的分子由于光学反应等引起破坏，由于在下部有新的分子层，所以着色力也不会降低。并且，由于晶格振动，具有可以使激发状态缓和的作用，可以认为是颜料耐光性优良的理由之一。
为了使具有这样特征的颜料作为喷墨或墨水记录用墨的色材，首要的是必需实现高度的分散稳定性，要求分散稳定性的水平，要在几年内不变。另外，对色相鲜明化的要求也是明显的，要以染料的发色水平为目标。因此，把颜料粒子分散得更细是有必要的。但把颜料的原始粒子分散得越细，则凝聚力越强，分散越困难。因此，原始粒子细而且分散性良好的颜料的开发是重要课题。本发明涉及适合用作颜料墨水组合物并以脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、脂肪胺聚氧乙烯醚为分散剂。
本发明涉及的主要过程包括：先将2％-30％颜料加入水溶液中，再在含有颜料的水溶液中加入1-30％分散剂，包括脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、脂肪胺聚氧乙烯醚、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基苯磺酸钠和其它一些种类分散剂。最后采用高能球磨机和搅拌球磨机进行超细粉碎、分散，球磨速度200-500转/分，时间2-10小时，球磨至100-1000nm，并经1-0.3微米的过滤器过滤，最后分别加入甘油等。
本发明制备的颜料墨水组合物具有以下特点：
1)粒径分布均匀，D99＜1微米。
2)由于以脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、脂肪胺聚氧乙烯醚为分散剂，组合物的分散体系非常稳定，在10000转/分的离心分离条件下不分层；
3)不怕日光晒，长期保存；
4)不怕水浸，水洗。
技术实施
实施例1
一种字迹不溶于水耐光照的喷墨打印机用黑墨水的制备方法，它包括如下工艺步骤及其余件：
按下列组分及其重量百分比用量范围：
配料：
1、去离子水 75％
2.烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯 5％
3、高色素炭黑 15％
4、甘油 2％
步骤二：搅拌
按步骤一的配料序号1～4的顺序，依次投料至正在搅拌的反应釜中，并连续搅拌；
步骤三：过滤
经滤芯孔径小于1微米的过滤器过滤二次，得高分散性颜料墨水。上述产品书写或打印的字迹，在水中长期浸泡，字迹清晰，其达到的性能指标如下：
扩散性＜3级
耐水性：线迹清晰
耐晒性：永不褪色
PH值：6-8
稳定性：无沉淀
实施例2
打印效果测试
以实施例1制备的聚合物为分散剂的颜料墨水，分别在几种喷墨打印机上进行了长时间的打印测试，比较自制墨水与原装墨水的打印效果。主要包括以下几个方面：
(1)打印连续性：指每次加注墨水以后，整个打印过程是否连续流畅；(2)清晰度：打印图形及文字是否整洁，有无扩散、化开、缺墨、不均及墨粒飞溅现象。喷墨是否均匀、致密、无条纹、变形，分辨串是否足够高等；(3)色彩是否有良好的颜色、亮度、纯度及饱和度，有无明显的偏色现象；(4)防水性能：墨水应尽可能有较好的防水性能，即在水的浸湿下，化散程度较小，仍有较高的清晰度、分辨率及色度；(5)光稳定性：打印样张长时间放置、加热或在紫外线照射下，不应出现严重褪色、变色，陡清晰度、分辨率、色度有很大的降低。通过反复打印测试比较，我们用自制墨水灌注的墨盒的打印效果与HP墨盒的打印效果非常接近，具有很大的产业化价值。