CN111411544A

CN111411544A - 一种吸墨涂层涂料及其制备方法

Info

Publication number: CN111411544A
Application number: CN202010163575.0A
Authority: CN
Inventors: 蒋燕飞; 田维实; 王俊明; 仇如全
Original assignee: Ningbo Asia Pulp and Paper Co Ltd
Current assignee: Ningbo Asia Pulp and Paper Co Ltd
Priority date: 2020-03-10
Filing date: 2020-03-10
Publication date: 2020-07-14

Abstract

本申请公开了一种吸墨涂层涂料及其制备方法，所述方法包括：获取二氧化硅吸附剂；获取分散好的二氧化硅乳液；获取阳离子聚乙烯醇溶液；将所述分散好的二氧化硅乳液与所述阳离子聚乙烯醇溶液混合搅拌，并加入粘合剂、流变剂、润滑剂以及耐水剂；完成搅拌，得到吸墨涂层涂料。本申请所提供的吸墨涂层涂料制备方法能够制备出具有高固含量、高吸墨性的涂料，并以此能进一步制备出适合高速喷墨打印的承印材料。

Description

一种吸墨涂层涂料及其制备方法

技术领域

本申请涉及喷墨打印领域，特别是涉及一种吸墨涂层涂料及其制备方法。

背景技术

近年来，喷墨打印技术及其相关的喷墨打印机由于具有比传统打印机更快的打印速度与更高的打印质量而得到了越来越广泛的运用，影响喷墨打印质量的因素除了喷墨打印机自身的质量以及所使用的墨水的质量外，还和承印材料的亲墨吸墨性能有关，承印材料为了提高亲墨吸墨性能往往会在其表面制备吸墨涂层。

本申请的发明人发现，传统的吸墨涂层涂料采用纳米级二氧化硅与聚乙烯醇混合制成，此种涂料的固含量不高，粘度与粘度稳定性差，采用此种涂料制备出来的涂层为了保证足够的厚度会增加操作的复杂性，影响设备的效能。

发明内容

本申请主要解决的技术问题是提供一种吸墨涂层涂料及其制备方法，能够制备出具有高固含量、高吸墨性的涂料，并以此进一步制备出适合高速喷墨打印的承印材料。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种吸墨涂层涂料的制备方法，所述方法包括：获取二氧化硅吸附剂；获取分散好的二氧化硅乳液；获取阳离子聚乙烯醇溶液；将所述分散好的二氧化硅乳液与所述阳离子聚乙烯醇溶液混合搅拌，并加入粘合剂、流变剂、润滑剂以及耐水剂；完成搅拌，得到吸墨涂层涂料。

为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种吸墨涂层涂料，所述吸墨涂层涂料包括：100重量份的二氧化硅、0.5-1重量份的有机酸、0.5-2.0重量份的固色剂、0.1-0.3重量份的分散剂、10-40重量份的阳离子聚乙烯醇、5-30重量份的粘合剂、0.3-0.5重量份的流变剂、0.3-0.8重量份的润滑剂、0.1-0.5重量份的耐水化剂。

为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种适合高速喷墨打印的承印材料的制备方法，所述方法包括:获取上述吸墨涂层涂料制备方法任一项方法制备所得的吸墨涂层涂料；将所述吸墨涂层涂料均匀涂覆于承印材料正面。

本申请的有益效果是：本申请所提供的吸墨涂层涂料及其制备方法通过制备二氧化硅吸附剂并将其进一步制备成二氧化硅乳液，在二氧化硅乳液中加入制备好的阳离子聚乙烯醇溶液，加入粘合剂、流变剂、润滑剂以及耐水剂，充分混合搅拌，从而制备出具有高固含量、高吸墨性的吸墨涂层涂料，并且结合此吸墨涂层涂料能更方便高效地制备得到适合高速喷墨打印的承印材料。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：

图1为本申请吸墨涂层涂料的制备方法一实施例的方法流程图；

图2为本申请适合高速喷墨打印的承印材料的制备方法一实施例的方法流程图；

图3为本申请适合高速喷墨打印的承印材料一实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

参阅图1，图1为本申请吸墨涂层涂料的制备方法一实施例的方法流程图，该制备方法包括的步骤有：

S110：获取二氧化硅吸附剂。

具体的，上述获取二氧化硅吸附剂的方法包括:

采用溶胶凝胶法制备二氧化硅吸附剂。

在一优选实施例中，采用溶胶凝胶法制备所得的二氧化硅吸附剂的孔隙率达1.6ml/g，吸油值范围为220-280g/100g，具有均匀的孔径分布，能大大提高涂层的吸墨性，此种二氧化硅吸附剂的平均粒径范围为5.5-6.5um，相较于传统的纳米级二氧化硅具有良好的分散性能。此种二氧化硅吸附剂的折射率与上述阳离子聚乙烯醇的折射率相接近，可提高使用上述吸墨涂层涂料涂布而得的承印材料产品的色彩还原度。

S120:获取分散好的二氧化硅乳液。

具体的，上述获取分散好的二氧化硅乳液的方法包括:

将一定量的上述二氧化硅吸附剂加入到由一定配比的水、分散剂、有机酸、固色剂组成并分散得到的溶液中，并通过高速分散机分散该溶液得到分散好的二氧化硅乳液。

在一优选实施例中，上述制备操作的具体步骤为：在高速分散机中加入水中、分散剂、有机酸、固色剂，并在分散至少一分钟后加入上述二氧化硅吸附剂，将高速分散机的转速调为3000-4000转每分钟并分散至少5分钟，从而得到分散好的二氧化硅乳液。该操作方法得到的分散好的二氧化硅乳液固含量可达25-35％，具有较低的粘度和良好的粘度稳定性，粘度范围为200-600cps，将该分散好的二氧化硅乳液放置24小时后粘度未出现明显变化也未出现沉淀。当然，在其他具体实施例中，由于所用的高速分散机设备型号及性能的不同，上述高速分散机的转速以及分散的时间也可以根据实际情况做出调整，只需保证分散好的二氧化硅乳液固含量达到25-35％，粘度范围到达200-600cps，且放置24小时后粘度未出现明显变化也未出现沉淀即可，在此不做具体限定。

S130:获取阳离子聚乙烯醇溶液。

具体的，上述获取阳离子聚乙烯醇溶液的方法包括：

采用反应挤出法制备阳离子聚乙烯醇，制得的阳离子聚乙烯醇的取代度范围为0.015-0.020。

在水中加入定量的上述阳离子聚乙烯醇，常温下分散不少于2分钟后移至水浴锅中，在70-95℃条件下分散不少于1小时进行溶解，制得上述阳离子聚乙烯醇溶液。

将上述阳离子聚乙烯醇溶液置于60-65℃条件下保温备用，制得的阳离子聚乙烯醇溶液的固含量范围为25-35％。

在一优选实施例中，上述采用反应挤出法制备阳离子聚乙烯醇的方法步骤包括：

以螺杆和料筒组成塑化挤压***作为连续化反应器，将欲反应各种原料组份如单体、引发剂、聚合物、助剂等一次或分次由相同或不相同加料口加入到螺杆中，在螺杆转动下实现各原料之间混合、输送、塑化、反应和从模头挤出。

上述反应挤出法制备的阳离子聚乙烯醇较普通湿法制备的阳离子聚乙烯醇具有较高的取代度和流变性，取代度范围为0.015-0.020，较普通的阳离子聚乙烯醇具有明显的增强效果，采用反应挤出法制备的阳离子聚乙烯醇除了具有良好的色彩还原度以外，也具有良好的分散性能。

S140:将分散好的二氧化硅乳液与阳离子聚乙烯醇溶液混合搅拌，并加入粘合剂、流变剂、润滑剂以及耐水剂。

在一优选实施例中，上述将分散好的二氧化硅乳液与阳离子聚乙烯醇溶液混合搅拌，并加入粘合剂、流变剂、润滑剂以及耐水剂的具体方法步骤包括：

在分散好的二氧化硅乳液中加入上述阳离子聚乙烯醇溶液，使用电动搅拌机搅拌不少于5分钟，边搅拌边依次加入粘合剂、流变剂、润滑剂、耐水化剂，并分散不少于30分钟。

当然，在其他实施例中，由于所用的电动搅拌机的设备型号、性能不同，以及所加入的粘合剂、流变剂、润滑剂、耐水化剂的种类不同，上述电动搅拌机搅拌的时间以及分散的时间也可根据实际情况做出相应的调整，在此不作限定。

S150:完成搅拌，得到吸墨涂层涂料。

在一优选实施例中，上述制得的吸墨涂层涂料的固含量范围为28-35％，粘度范围为400-800cps。

在一优选实施例中，上述制备吸墨涂层涂料过程中所使用的有机酸为醋酸、柠檬酸、草酸中的一种。

在一优选实施例中，上述所使用的粘合剂为VAE胶乳(聚醋酸乙烯酯)，粒径为240-260nm，该VAE胶乳的玻璃化转变温度为5-15℃，能够赋予使用上述吸墨涂层涂料涂布所得的涂层良好的开放性。

在一优选实施例中，上述所使用的流变剂为丙烯酸改性的两性高分子聚合物，能够改善上述制得的吸墨涂层涂料的流变性能，提高吸墨涂层涂料的固含量，降低涂布刮痕的产生。

在一优选实施例中，上述所使用的耐水化剂包括PAPE(多元醇磷酸酯)、PAPU(聚酰胺聚脲高分子低聚物)、锆盐类抗水剂。

在一优选实施例中，上述吸墨涂层涂料的配方为：

100重量份的二氧化硅、0.5-1重量份的有机酸、0.5-2.0重量份的固色剂、0.1-0.3重量份的分散剂、10-40重量份的阳离子聚乙烯醇、5-30重量份的VAE胶乳、0.3-0.5重量份的流变剂、0.3-0.8重量份的润滑剂、0.1-0.5重量份的耐水化剂。

其中，上述二氧化硅包括上述二氧化硅吸附剂以及上述分散好的二氧化硅乳液中所含有的二氧化硅，上述有机酸为醋酸、柠檬酸、草酸中的一种。

在一具体应用场景中，上述吸墨涂层涂料的配方为：

100重量份的二氧化硅、0.5重量份的有机酸、0.1重量份的固色剂、0.2重量份的分散剂、10重量份的阳离子聚乙烯醇、20重量份的VAE胶乳、0.3重量份的流变剂、0.5重量份的润滑剂、0.3重量份的耐水化剂。当采用此配方时，所制得得墨涂层涂料的PH值为3.5，固含量为30％。

在另一具体应用场景中，上述吸墨涂层涂料的配方为：

100重量份的二氧化硅、0.5重量份的有机酸、0.15重量份的固色剂、0.3重量份的分散剂、30重量份的阳离子聚乙烯醇、5重量份的VAE胶乳、0.5重量份的流变剂、0.8重量份的润滑剂、0.35重量份的耐水化剂。当采用此配方时，所制得得墨涂层涂料的PH值为3.5，固含量为28％。

在上述两个具体应用场景中，通过采用上述吸墨涂层涂料配方，并通过上述吸墨涂层涂料的制备方法中任一项方法，从而可以制备得到上述高固含量、高吸墨性的吸墨涂层涂料。

在一优选实施例中，通过采用上述吸墨涂层涂料的制备方法以及一种吸墨涂层涂料的制备配方制备得到一种高固含量、高吸墨性的吸墨涂层涂料，该高固含量、高吸墨性的吸墨涂层涂料的配方为：

100重量份的二氧化硅、0.5-1重量份的有机酸、0.5-2.0重量份的固色剂、0.1-0.3重量份的分散剂、10-40重量份的阳离子聚乙烯醇、5-30重量份的粘合剂、0.3-0.5重量份的流变剂、0.3-0.8重量份的润滑剂、0.1-0.5重量份的耐水化剂。

其中，上述有机酸为醋酸、柠檬酸、草酸中的一种，上述粘合剂为VAE胶乳(聚醋酸乙烯酯)，粒径为240-260nm，上述流变剂为丙烯酸改性的两性高分子聚合物，上述耐水化剂包括PAPE(多元醇磷酸酯)、PAPU(聚酰胺聚脲高分子低聚物)、锆盐类抗水剂，上述高固含量、高吸墨性的吸墨涂层涂料的固含量范围为28-35％，粘度范围为400-800cps

参阅图2，图2为本申请适合高速喷墨打印的承印材料的制备方法一实施例的方法流程图，结合图3，图3为本申请适合高速喷墨打印的承印材料一实施例的结构示意图，该适合高速喷墨打印的承印材料的制备方法包括：

S210：获取吸墨涂层涂料。

其中，上述吸墨涂层涂料为上述吸墨涂层涂料制备方法实施例中所制备得到吸墨涂层涂料。

S220：将吸墨涂层涂料均匀涂覆于承印材料101正面，形成吸墨涂层102。

其中，上述承印材料101包括纸和纸板，上述将吸墨涂层涂料均匀涂覆于承印材料的正面的方法包括：使用气刀涂布和/或刮棒涂布工艺进行涂布，其中，涂布原纸定量范围为190-400gsm，涂布量范围为10-20gsm，上述承印材料101与吸墨涂层102共同组成上述适合高速喷墨打印的承印材料。

在一具体应用场景中，上述适合高速喷墨打印的承印材料为喷墨纸，该喷墨纸具一定松厚度和挺度，使纸张具有较优的后段加工性能，如不容易发生卷曲、翘曲等现象，有利于经压痕后纸张形态、挺度的维持。优选的，上述喷墨纸的松厚度范围为为1.25-1.50cm³/g，横向挺度范围为2-20mN，纵向挺度范围为4-40mN。总而言之，本申请的发明方法通过制备二氧化硅吸附剂并将其进一步制备成二氧化硅乳液，在二氧化硅乳液中加入制备好的阳离子聚乙烯醇溶液，加入粘合剂、流变剂、润滑剂以及耐水剂，充分混合搅拌，从而制备出具有高固含量、高吸墨性的吸墨涂层涂料，并且结合此吸墨涂层涂料能更方便高效地制备得到适合高速喷墨打印的承印材料。

以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims

1.一种吸墨涂层涂料的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

获取二氧化硅吸附剂；

获取分散好的二氧化硅乳液；

获取阳离子聚乙烯醇溶液；

将所述分散好的二氧化硅乳液与所述阳离子聚乙烯醇溶液混合搅拌，并加入粘合剂、流变剂、润滑剂以及耐水剂；

完成搅拌，得到吸墨涂层涂料。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取二氧化硅吸附剂的方法包括：

采用溶胶凝胶法制备二氧化硅吸附剂，所述二氧化硅吸附剂的孔隙率达1.6ml/g，吸油值范围为220-280g/100g，平均粒径范围为5.5-6.5um。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取分散好的二氧化硅乳液的方法包括：

将一定量的所述二氧化硅吸附剂加入到由一定配比的水、分散剂、有机酸、固色剂组成并分散得到的溶液中，并通过高速分散机分散所述溶液得到所述分散好的二氧化硅乳液。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述吸墨涂层涂料的配方为：

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述分散好的二氧化硅乳液的固含量范围为25％-35％，粘度范围为200-600cps。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取阳离子聚乙烯醇溶液的方法包括：

采用反应挤出法制备阳离子聚乙烯醇，所述阳离子聚乙烯醇的取代度范围为0.015-0.020；

在水中加入定量的所述阳离子聚乙烯醇，常温下分散不少于2分钟后移至水浴锅中，在70-95℃条件下分散不少于1小时进行溶解，制得所述阳离子聚乙烯醇溶液；

将所述阳离子聚乙烯醇溶液置于60-65℃条件下保温备用，所述阳离子聚乙烯醇溶液的固含量范围为25-35％。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述分散好的二氧化硅乳液与所述阳离子聚乙烯醇溶液混合搅拌，并加入粘合剂、流变剂、润滑剂以及耐水剂的方法包括：

在所述分散好的二氧化硅乳液中加入所述阳离子聚乙烯醇溶液，使用电动搅拌机搅拌不少于5分钟，边搅拌边依次加入粘合剂、流变剂、润滑剂、耐水化剂，并分散不少于30分钟。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述吸墨涂层涂料的固含量范围为28-35％，粘度范围为400-800cps。

9.一种吸墨涂层涂料，其特征在于，所述吸墨涂层涂料包括：

10.一种适合高速喷墨打印的承印材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括:

获取如权利要求1-9任一项方法制备所得的吸墨涂层涂料；

将所述吸墨涂层涂料均匀涂覆于承印材料正面。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，

所述将所述吸墨涂层涂料均匀涂覆于承印材料正面的方法包括：

使用气刀涂布和/或刮棒涂布工艺进行涂布，其中，涂布原纸定量范围为190-400gsm，涂布量范围为10-20gsm。