一種弱溶劑型噴墨介質及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種噴墨介質，特別涉及一種弱溶劑型噴墨介質。
【背景技術】
[0002] 噴墨記錄方式以其無污染、低噪音、可實現無版印刷等優點而迅速普及，已廣泛的 應用在影像、廣告等領域。
[0003] 噴墨記錄方式是通過噴繪儀將數字影像完美的噴繪在噴墨介質上，影像輸出的質 量取決于打印頭的噴墨精度、噴墨墨水和接受介質性能及二者的匹配性。對于市售的噴繪 儀，其打印頭的噴墨精度、噴墨墨水性能已經確定，因此接收介質性能及其與噴墨墨水的匹 配性是決定影像質量的關鍵。噴墨墨水按溶劑類型分主要可以分成2大類：水性墨水、溶 劑型墨水。水性墨水對環境友好，噴墨精度高，打印的影像質量好，但打印后干燥速度慢，對 介質匹配性要求高，防水性和耐候性很差，即使打印畫面經覆膜處理后，也不能滿足戶外防 水、耐候型的要求。溶劑型墨水雖然防水耐候性好，但由于溶劑型墨水有機溶劑中多含酯類 和酮類溶劑，污染和毒害性大，形成的畫面質量低。隨著人們環保意識的逐漸增強，其市場 應用受到了一定的限制。弱溶劑墨水結合兩者的優點，采用如低級醇、酮、聚乳酸等作溶劑 對環境無害或危害較小，形成的影像質量高，防水耐候性好，將會成為噴墨領域長期開發研 究的方向。作為與之配套的介質，適用于弱溶劑墨水的噴墨介質研究開發逐漸成為人們研 究的熱點。
[0004] 適用于弱溶劑墨水的噴墨介質專利有很多，例如中國CN103897540A公開了一種 高光亮表觀的可吸收弱溶劑墨的涂層配方，采用自交聯丙烯酸酯乳液做吸墨主體，但其產 品存在涂層發粘、吸墨性不足的問題。
[0005] 又如中國專利CN1103895382A公開了一種高光弱溶劑相紙雙層涂層配方，上層用 純丙乳液，下層用EVA乳液，解決了涂層發粘和吸墨性的矛盾。雙層涂層存在工藝工藝復 雜，生產費用高的問題。
[0006] 再如中國專利CN102658744A公開了一種弱溶劑型噴墨載體材料，需要在在基材 上先涂布底涂，再在上面涂布吸墨層，吸墨層由75%的純丙乳液、10%聚氯乙烯乳液、10%的 碳酸鈣、2%的抑泡劑、1. 5%硅膠、0. 9的鈦白粉、0. 2增白劑、0. 1%正丁醇、0. 1%的氯化鈉及 氨水。該發明專利對支持體的附著力較差，需要先涂布底涂層。
[0007] 中國專利CN103897540A、CN102658744A公開的噴墨介質均沒有提及打印后的干 燥速度，CN102658744A雖然提及了快速干燥，其干燥時間長達5分鐘。這是因為目前市售 弱溶劑噴墨介質均存在打印后干燥慢的問題，因此市售的噴繪設備大都設計了加熱板輔助 加熱，以保證收卷時打印圖像完全干燥、不會發生圖像粘連的問題。
【發明內容】
[0008] 本發明用于克服上述技術缺陷，提供一種無需底涂，直接在支持體上涂布墨水接 受層，具有滑爽不粘手的高光澤表面、打印后干燥速度快、色密度高，耐候性好的，適用戶外 的弱溶型噴墨介質。
[0009] 本發明所述問題是用如下技術方案解決的。
[0010] -種弱溶劑型噴墨介質，包括支持體和在支持體一側或兩側上的弱溶劑墨接受 層，所述的支持體為50~500微米的紙基、涂塑紙基、？￡1\了4(：、？￥(：、？￡、？(：、？犯'中的一種 ； 所述的弱溶劑墨接受層由涂布液涂布干燥形成，所述的涂布液的組成及重量份數為： 無機顆粒 10~30份 去離子水 40~90份 聚合物乳液 10~50份 非水溶劑 5~10份； 所述的聚合物乳液為聚丙烯酸乳液、聚醋酸乙烯乳液、聚乙烯乳液、聚氨酯乳液中的一 種或幾種，所述的聚合物乳液的固體含量為50%，所述的無機顆粒為經偶聯劑改性的直徑為 0. 2~10微米的二氧化硅和/或二氧化鈦。
[0011] 上述弱溶劑型噴墨介質，所述涂布液的組成及重量份數為： 改性無機顆粒10~30份 去離子水 40~90份 聚合物乳液 10~50份 非水溶劑 5~10份 上述弱溶劑型噴墨介質，所述聚合物乳液為聚丙烯酸乳液、聚醋酸乙烯乳液一種或二 種。
[0012] 上述弱溶劑型噴墨介質，所述偶聯劑為鈦酸偶聯劑或硅烷偶聯劑。
[0013] 上述弱溶劑型噴墨介質，所述改性無機顆粒的改性劑為無機顆粒重量的20~ 50% 〇
[0014] 上述弱溶劑型噴墨介質，所述鈦酸偶聯劑為辛基磷酸酰氧基）鈦酸酯、異丙基二 油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)鈦酸酯、雙（二辛氧基焦磷酸酯基）乙撐鈦酸酯、異丙基三 油酸酰氧基鈦酸酯、四異丙基二（二辛基亞磷酸酰氧基）鈦酸酯或雙（二辛氧基焦磷酸酯 基）乙撐鈦酸酯中的一種。
[0015] 上述弱溶劑型噴墨介質，所述硅烷偶聯劑為3-氨基丙基三乙氧基硅烷，3-氨基 丙基三甲氧基硅烷，N-(2-氨基乙基）一 3-氨基丙基三乙氧基硅烷，N-(2-氨基乙基）一 3-氨基丙基三甲氧基硅烷，N-正丁基-3-氨丙基三甲氧基硅烷，N-正丁基-3-氨丙基三 乙氧基硅烷，3-脲丙基三甲氧基硅烷，3-脲丙基三乙氧基硅烷，3-苯胺基丙基三甲氧基硅 烷，3-(苯基氨基）丙基三乙氧基硅烷，3-二乙胺基丙基三甲氧基硅烷，N，N-二甲基-3-氨 基丙基三甲氧基硅烷，苯基三甲氧基硅烷，2-(3, 4-環氧環己烷基）乙基三甲氧基硅烷， 3-(2, 3-環氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷，3-(2, 3-環氧丙氧）丙基三乙氧基硅烷，乙烯基三 乙氧基硅烷，乙烯基三甲氧基硅烷，乙烯基三-(2-甲氧乙氧基）-硅烷，乙烯基三異丙氧基 硅烷中的一種。
[0016] 上述弱溶劑型噴墨介質，所述聚合物乳液的玻璃化轉變溫度為20~50°C。
[0017] -種弱溶劑型噴墨介質的制備方法，其步驟如下： a)按照比例，將無機顆粒、水加入容器中，分散均勻后，加入改性劑，在20~95°C下，反 應1~48小時，制備為改性無機顆粒分散液。
[0018]b)在上述改性無機顆粒分散液中加入聚丙烯酸乳液、聚醋酸乙烯乳液、聚乙烯乳 液、聚氨酯乳液等聚合物乳液、非水溶劑、交聯劑，攪拌均勻，靜置消泡，制備噴墨接受層涂 液； c) 將上述涂布液涂布在支持體上； d) 通過熱風加熱的干燥箱，在50~70°C溫度下干燥2~3分鐘，之后，70~120°C溫 度下干燥4~6分鐘，之后；70~40 °C下干燥2~3分鐘。
[0019] 上述制備方法，所述的無機顆粒的改性方法為： a) 按比例將無機顆粒、水、加入容器中，在5000~lOOOOrpm下分散15 ~60分鐘； b) 溫度保持在20~95°C，將改性劑和1~10%濃度的酸同時逐步注入分散好的無機 顆粒中，繼續攪拌1小時，將攪拌速度降低至1~500rpm，繼續攪拌反應1~48小時，終止 改性反應。
[0020] 有益效果 (1)本發明無需涂布底涂層，直接在各種支持體如上原紙紙基、涂塑紙基、PET、TAC、PVC、PE、PC、PNT涂布噴墨接受層，涂層牢度好，涂層的附著力可達0級。
[0021] (2)本發明通過對無機顆粒的改性，使弱溶劑墨水中的著色劑均勻排列在無機顆 粒表面，使得吸墨性好、無墨堆積問題，打印后干燥速度快，色密度高，色彩還原逼真。
[0022] (3)本發明改性劑在無機顆粒和有機物之間的'分子橋'作用，使得其不僅在沒有 底涂的PET片基上也能獲得很好的涂層牢度，還解決了乳液類涂層普遍回粘的問題。
[0023] (4)本發明打印輸出的影像防水性佳，耐候性好，適用于戶外高精細噴繪材料。
【附圖說明】
[0024] 圖1為本發明弱溶劑型噴墨介質結構示意圖； 圖2為噴墨打印介質干燥時間測試標板。
[0025] 圖中各標號表示為：1_支持體；2 -弱溶劑墨接受層。
【具體實施方式】
[0026] 本發明所述的弱溶劑型噴墨介質，包括支持體和在支持體一側或兩側上的弱溶劑 墨接受層，下面分述如下。
[0027] 支持體 所述的支持體為50~500微米的紙基、涂塑紙基、PET、TAC、PVC、PE、PC、PNT中的一 種；其厚度如果低于50微米，在涂布過程中易出現撕裂、斷片的問題，如高于500微米，會出 現收卷的問題。另外，基材也可以通過電暈放電處理等表面處理來改