本发明涉及一种水性喷墨墨水，特别是可以广泛地适用于木纹纸、宝丽纸、宣纸的水性喷墨墨水。
背景技术：
：喷墨印刷是通过将墨水微滴的液流喷射至基材表面并且控制该液流的方向来使墨水微滴在基材表面上形成期望的印刷图案。由于喷墨印刷方式的特殊性，因而对喷墨墨水的要求高，尤其是例如墨水的粘度、组分的相容性、对基材的润湿性和渗透性等的要求高。随着对于保护环境的要求越来越高，水性喷墨墨水越来越受到重视。水性喷墨墨水通常以水为载体，并且除了具有优异的环保性以外，还具有着色力强、墨色稳定、色彩饱和度高、对设备损害小的优点。然而，水性喷墨墨水的缺点是附着力差、在光线或高温下易于变色、且易于渗入基材，甚至需要具有特殊涂层的打印材料等。进一步，当墨水易于渗入基材时，使用该墨水得到的图案的色彩饱和性低、图案清晰度和立体感也都会低，并且打印图案所需要的墨水量大而导致印刷成本增加。针对上述缺陷，进行了大量的研究。专利文献1公开了一种用于木纹纸印刷的水性墨水，其包括5～15％的颜料、50～60％的水性树脂、15～20％的水、10～20％的树脂乳液和助剂。该发明改善了墨水的稳定性、光泽度和附着力；但是，该发明开发的水性墨水的粘度大、树脂粒径较大，因而不适用于喷墨打印。此外，该发明并没有关注水性墨水的易于渗入基材和易于变色的问题。专利文献2公开了一种木纹纸数码印刷用颜料墨水，其包含20～50％的颜料、3～10％的蜡乳液、5～20％的树脂、0.1～0.5％的ph调节剂、20～40％的保湿剂、1～10％的快干剂、1～5％的表面活性剂、0～0.5％的杀菌剂，余量为水。该墨水改善了耐变色性，但依然无法达到装饰产品的品质需求。另外，在该发明中，使用了大量的乙醇、异丙醇、二甘醇单丁醚、三甘醇单丁醚等以提高墨水的干燥速度，然而这导致墨水的稳定性差，在打印过程中容易堵塞喷头。实际上，现有的水性墨水的耐渗透性较差，仅能应用于对溶剂(含水)渗透性弱的基材的木纹纸，并不能应用于例如宣纸等溶剂渗透性强的基材。即使专利文献2中改善了水性墨水的耐渗透性，但该墨水在木纹纸上的耐渗透性依然不足，得到的印刷品的色彩品质无法达到本发明的要求并且印刷成本较高。另外，本发明人还发现，目前市面上使用的喷墨墨水在高温压贴后变色率仍较大。专利文献专利文献1：cn104861778专利文献2：cn108178949技术实现要素：发明要解决的问题基于上述情况，本发明的目的在于提供一种通用型的水性喷墨墨水，其可以以低的印刷成本在具有不同的溶剂渗透能力的基材上均能够形成清晰度和立体感高的图案，在此基础上进一步具有优异的环保性、打印性、稳定性和耐变色性。用于解决问题的方案本发明人进行深入研究，尝试解决前述问题，并且发现了上述课题可通过以下来解决。因此，本发明提供了以下。[1]一种水性喷墨墨水，其包含：2-10wt％的水性树脂，18-30wt％的色浆，17.5-30wt％的保湿剂，0.2-0.5wt％的润湿剂，0.2-0.3wt％的ph调节剂，所述保湿剂包括两种以上的具有两个以上羟基的醇类，所述具有两个以上羟基的醇类的沸点为200℃以上。[2]根据[1]的水性喷墨墨水，所述水性树脂的粒径d90＜200nm。[3]根据[1]或[2]的水性喷墨墨水，所述水性树脂为水性丙烯酸系树脂、水性聚氨酯树脂、松香改性树脂中的至少一种。[4]根据[3]所述的水性喷墨墨水，所述松香改性树脂的含量为小于6wt％。[5]根据[1]至[4]任一项所述的水性喷墨墨水，所述具有两个以上羟基的醇类选自peg200、二甘醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,2-己二醇、1,6-己二醇、2,3-己二醇、甘油。[6]根据[1]至[5]任一项所述的水性喷墨墨水，所述水性喷墨墨水的打印样张经过200℃的压贴烘干后的变色率δe为小于3.5％。[7]根据[1]至[6]任一项所述的水性喷墨墨水，所述水性喷墨墨水的在室温下的粘度为2-6mpa·s。发明的效果如上所述，本发明的水性喷墨墨水包含特定含量的各个特定组分，尽管机理尚不清楚，但各个特定组分彼此协同作用而产生优异技术效果。具体而言，本发明的水性喷墨墨水具有优异的耐渗透性，因而可以以低的印刷成本在木纹纸和宝丽纸等溶剂渗透性弱的基材和宣纸等溶剂渗透性强的基材上均能够形成清晰度和立体感高的图案；在此基础上进一步具有优异的环保性、打印性、稳定性和耐变色性。此外，在现有技术中，水性墨水通常包含例如醇类、醚类、酮类和醛类等的具有低于水的沸点的物质(一般称为快干剂)来提高水性墨水印刷制品的干燥速度。然而，更优选地，本发明的水性喷墨墨水即使不包含这样的快干剂，也能够实现上述优异的技术效果。具体实施方式本发明的水性喷墨墨水包含2-10wt％的水性树脂、18-30wt％的色浆、17.5-30wt％的保湿剂、0.2-0.5wt％的润湿剂、0.2-0.3wt％的ph调节剂。所述保湿剂包括两种以上的具有两个以上羟基的醇类，所述具有两个以上羟基的醇类的沸点为200℃以上。以下具体地描述构成本发明的墨水的各组分。<水性树脂>在本发明中，水性树脂的具体实例包括水性丙烯酸系树脂、水性聚氨酯树脂、松香改性树脂、水性聚酯树脂、水性氨基树脂、聚乙烯醇、羟丙基纤维素、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、甲基纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、阿拉伯树胶、糊精、酪蛋白以及果胶等。从改善墨水的稳定性、耐渗透性且使墨水具有适当粘度的观点出发，本发明的水性树脂优选为水性丙烯酸系树脂、水性聚氨酯树脂、松香改性树脂中的至少一种。出于得到进一步得到上述效果的目的，更优选地，相对于水性喷墨墨水的总量，松香改性树脂的含量为小于6wt％，优选为小于3wt％，更优选为0.5wt％至小于3wt％。优选地，出于在打印过程中防止堵塞喷头以使打印顺畅的目的，本发明的水性树脂的粒径d90＜200nm。粒径d90通过激光粒度分析法来测试。另外，出于相似的目的，本发明的水性树脂的数均分子量为1000-3000，优选为1200-2500。该数均分子量为按聚苯乙烯换算通过凝胶渗透色谱法(gpc)测得的值。<色浆>在本发明中，色浆为商购可得的产品。优选地，出于改善墨水的耐变色性、获得清晰度和立体感高的图案的观点，本发明的色浆的耐晒级别≥6级。本发明的色浆的颜料索引号包括c.i.p.y.12、13、14、15、17、42、62、73、74、83、93、94、95、97、109、110、111、120、128、129、138、147、150、151、154、155、168、180、185、214；c.i.p.r.2、3、5、6、7、23、48:2、48:3、48:4、49:1、53:1、57:1、81:1、101、122、123、146、149、166、169、177、184、185、202、206、220、221、238、254、269；c.i.p.v.3、19、23、29、30、37、40、50；c.i.p.b.1、7、15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、22、60、62、64、66；c.i.p.bk.7。作为本发明中使用的色浆，可以列举而不限于，纳美公司制造的鲜丽特系列；复顿公司制造的dik系列；捷凯公司制造jcw系列；钻石公司制造的d系列；科莱恩公司制造的hostajet系列；原野公司制造的csb系列和cse系列；上海望崇化工制造的水性喷墨颜料色浆cmyk；美国卡博特制造的炭黑m-5。出于在打印过程中防止堵塞喷头以使打印顺畅的目的，本发明的色浆中的颗粒的粒径d90＜200nm。<保湿剂>在本发明中，保湿剂可以为两种以上的具有两个以上羟基的醇类，所述具有两个以上羟基的醇类的沸点为200℃以上。可以用作本发明的保湿剂的两个以上羟基的醇类的实例包括二甘醇、三甘醇、四甘醇、peg200、peg300、peg400、1,3-丙二醇、二丙二醇、三丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,2-戊二醇、2,4-戊二醇、1,5-戊二醇、1,2-己二醇、1,6-己二醇、2,3-己二醇、2,5-己二醇、2-乙基-1,3-己二醇、癸二醇、十二烷二醇、甘油、季戊四醇。从改善墨水的稳定性和耐渗透性和使墨水具有适当粘度的观点，本发明的保湿剂优选为选自peg200、二甘醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,2-己二醇、1,6-己二醇、2,3-己二醇、甘油中的两种以上。<润湿剂>在本发明中，润湿剂可以为商购可得的产品。从改善墨水的稳定性、耐渗透性和打印性能的观点，本发明的润湿剂为空气化学的炔二醇类d960、d604、d607以及巴斯夫的有机硅类we3221中的至少一种。<ph调节剂>在本发明中，为了适当地调节墨水的ph值，可以使用本
技术领域：
中通常使用的ph调节剂，例如氨水、三乙醇胺、三乙胺、氢氧化钠。进一步，本发明的ph调节剂为氨水或三乙醇胺。<其它组分>除了上述组分以外，本发明的水性喷墨墨水还包括水性介质。本发明的水性介质可以为水，在不损害本发明的技术效果的范围内，本发明的水性介质也可以为水和水溶性有机溶剂的混合物。该水溶性有机溶剂的实例可以包括：不同于前述保湿剂的醇类例如乙二醇、1,2,6-己三醇、1,2,4-丁三醇、1,2,3-丁三醇、peg100；多元醇烷基醚例如乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、二甘醇单甲醚、二甘醇单乙醚、二甘醇单丁醚、四甘醇单甲醚和丙二醇单乙醚；多元醇芳基醚例如乙二醇单苯醚和乙二醇单苄醚；含氮杂环化合物例如n-甲基-2-吡咯烷酮、n-羟乙基-2-吡咯烷酮、2-吡咯烷酮、1,3-二甲基咪唑烷酮和ε-己内酰胺；酰胺例如甲酰胺、n-甲基甲酰胺、甲酰胺和n,n-二甲基甲酰胺；胺类例如单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、单乙胺、二乙胺和三乙胺；含硫化合物例如二甲亚砜、环丁砜和硫代二乙醇；碳酸丙烯酯和碳酸乙烯酯。优选地，本发明的水性喷墨墨水的水性介质仅为水。在不损害本发明的技术效果的范围内，除了上述组分以外，本发明的水性喷墨墨水还可以通常用于水性墨水的其它添加剂，例如，除了所述水性树脂以外的树脂、蜡类、表面活性剂、消泡剂、防腐剂、防霉剂、杀菌剂、抗氧化剂、抗还原剂、紫外线吸收剂、着色剂(染料和颜料等)。然而，出于获得更优异的环保性、打印性、稳定性和耐渗透性的目的，优选地，本发明的水性喷墨墨水不包含例如醇类、醚类、酮类和醛类等的具有低于水的沸点的快干剂。<墨水的制造方法>本发明的水性喷墨墨水可通过以下方法制备：将水、保湿剂、润湿剂和ph调节剂分散或溶解在介质中，然后向其中添加水性树脂，接着添加色浆，并根据需要添加其它组分。本发明的水性喷墨墨水的制造方法不限于上述添加顺序，也可以包括其它添加顺序，或者将全部原料一并分散和混合。本发明的水性喷墨墨水的各组分可使用例如砂磨机、均质机、球磨机、涂料振荡器或超声波分散装置进行分散，并且还可以使用具有搅拌叶片的搅拌器、磁性搅拌器或高速分散装置进行搅拌和混合。<墨水的物性>本发明的水性喷墨墨水的在室温下的粘度的范围为2-6.8mpa·s，在一些优选的实施方案中，本发明的水性喷墨墨水的在室温下的粘度为2-6mpa·s，更优选为3-5.5mpa·s。当粘度大于上述范围时，墨水在打印期间会存在易于堵塞喷头的倾向，而当粘度小于上述范围时，墨水的粘度过低，墨水在打印期间会存在稳定性差的倾向。本发明中，粘度为在常温下采用旋转粘度计得到的粘度。本发明的水性喷墨墨水的表面张力为22-28mn/m，优选为22-26mn/m。本发明的水性喷墨墨水的打印样张经过200℃的压贴烘干后的变色率δe为小于6.5％，优选为小于3.5％，更优选为小于3.0％。变色率δe的测量和计算方法如以下实施例中描述。由于不同的颜色具有差别较大的色密度，本发明的水性喷墨墨水的色密度根据墨水的颜色不同而不同，通常在0.5-0.9的范围内。色密度的测量方法如以下实施例中描述。此外，本发明的水性喷墨墨水可广泛地在木纹纸、宝丽纸和宣纸上形成清晰度和立体感高的图案。实施例以下详细地描述本发明的实施例，然而，本申请的范围不限于这些实施例。<实施例1>制备了黑色墨水。按顺序加入32.52wt％的去离子水、20wt％二甘醇、10wt％1,6-己二醇、0.2wt％润湿剂(d607)、以及0.28wt％ph调节剂三乙醇胺。使其充分混合均匀后再加入1.5wt％水性聚氨酯改性丙烯酸树脂和0.5wt％松香改性树脂。最后加入用5wt％水稀释的黑色色浆(30wt％，纳美制造的mj-01)。常温1500rpm充分搅拌0.5h后，用震荡仪震荡15min。最后用过滤器(孔径为0.8μm的混合纤维膜)进行过滤，即得到黑色喷墨墨水。<实施例2>制备了蓝色墨水。按顺序加入46.3wt％的去离子水、12wt％peg200、5wt％二甘醇、3wt％甘油、0.5wt％润湿剂(0.2wt％we3221和0.3wt％d960)、以及0.2wt％ph调节剂三乙醇胺。使其充分混合均匀后再加入8wt％水性聚氨酯树脂和2wt％松香改性树脂。最后加入用5wt％水稀释的蓝色色浆(10wt％科莱恩制造的bg-pt，8wt％钻石制造的d71c)。常温1500rpm充分搅拌0.5h后，用震荡仪震荡15min。最后用过滤器(孔径为0.8μm的混合纤维膜)进行过滤，即得到蓝色喷墨墨水。<实施例3>制备了红色墨水。按顺序加入51.9wt％的去离子水、15wt％二甘醇、2.5wt％甘油、0.3wt％润湿剂(d604)、以及0.3wt％ph调节剂三乙醇胺。使其充分混合均匀后再加入5wt％水性丙烯酸酯树脂和1wt％松香改性树脂。最后加入用5wt％水稀释的红色色浆(19wt％，纳美制造的mj-pe)。常温1500rpm充分搅拌0.5h后，用震荡仪震荡15min。最后用过滤器(孔径为0.8μm的混合纤维膜)进行过滤，即得到红色喷墨墨水。<实施例4>除了添加了异丙醇以外，以与实施例3相同的方式制备了红色墨水。具体如下。按顺序加入46.9wt％的去离子水、15wt％二甘醇、2.5wt％甘油、0.3wt％润湿剂(d604)、5％异丙醇以及0.3wt％ph调节剂三乙醇胺。使其充分混合均匀后再加入5wt％水性丙烯酸酯树脂和1wt％松香改性树脂。最后加入用5wt％水稀释的红色色浆(19wt％，纳美制造的mj-pe)。常温1500rpm充分搅拌0.5h后，用震荡仪震荡15min。最后用过滤器(孔径为0.8μm的混合纤维膜)进行过滤，即得到红色喷墨墨水。<比较例1>除了仅使用一种保湿剂以外，以与实施例3相同的方式制备了红色墨水。具体如下。按顺序加入51.9wt％的去离子水、17.5wt％二甘醇、0.3wt％润湿剂(d604)以及0.3wt％ph调节剂三乙醇胺。使其充分混合均匀后再加入5wt％水性丙烯酸酯树脂和1wt％松香改性树脂。最后加入用5wt％水稀释的红色色浆(19wt％，纳美制造的mj-pe)。常温1500rpm充分搅拌0.5h后，用震荡仪震荡15min。最后用过滤器(孔径为0.8μm的混合纤维膜)进行过滤，即得到红色喷墨墨水。<比较例2>除了保湿剂的种类不同以外，以与实施例3相同的方式制备了红色墨水。具体如下。按顺序加入51.9wt％的去离子水、15wt％乙二醇、2.5wt％甘油、0.3wt％润湿剂(d604)、以及0.3wt％ph调节剂三乙醇胺。使其充分混合均匀后再加入5wt％水性丙烯酸酯树脂和1wt％松香改性树脂。最后加入用5wt％水稀释的红色色浆(19wt％，纳美制造的mj-pe)。常温1500rpm充分搅拌0.5h后，用震荡仪震荡15min。最后用过滤器(孔径为0.8μm的混合纤维膜)进行过滤，即得到红色喷墨墨水。<实施例5>制备了黄色墨水。按顺序加入42wt％的去离子水、15wt％二甘醇、10wt％peg-200、0.3wt％润湿剂(d607)、以及0.2wt％ph调节剂三乙醇胺。使其充分混合均匀后再加入6wt％水性丙烯酸酯树脂和1.5wt％松香改性树脂。最后加入用5wt％水稀释的黄色色浆(20wt％，钻石制造的d71y)。常温1500rpm充分搅拌0.5h后，用震荡仪震荡15min。最后用过滤器(孔径为0.8μm的混合纤维膜)进行过滤，即得到黄色喷墨墨水。<实施例6>除了色浆种类不同以外，以与实施例5相同的方式制备了黄色墨水。具体如下。按顺序加入42wt％的去离子水、15wt％二甘醇、10wt％peg-200、0.3wt％润湿剂(d607)、以及0.2wt％ph调节剂三乙醇胺。使其充分混合均匀后再加入6wt％水性丙烯酸酯树脂和1.5wt％松香改性树脂。最后加入用5wt％水稀释的黄色色浆(20wt％，纳美制造的mj-25)。常温1500rpm充分搅拌0.5h后，用震荡仪震荡15min。最后用过滤器(孔径为0.8μm的混合纤维膜)进行过滤，即得到黄色喷墨墨水。<实施例7>除了色浆种类不同以外，以与实施例5相同的方式制备了黄色墨水。具体如下。按顺序加入42wt％的去离子水、15wt％二甘醇、10wt％peg-200、0.3wt％润湿剂(d607)、以及0.2wt％ph调节剂三乙醇胺。使其充分混合均匀后再加入6wt％水性丙烯酸酯树脂和1.5wt％松香改性树脂。最后加入用5wt％水稀释的黄色色浆(10wt％原野csb101w，10wt％钻石制造的d71y)。常温1500rpm充分搅拌0.5h后，用震荡仪震荡15min。最后用过滤器(孔径为0.8μm的混合纤维膜)进行过滤，即得到黄色喷墨墨水。<实施例8>除了树脂用量不同以外，以与实施例5相同的方式制备了黄色墨水。具体如下。按顺序加入42wt％的去离子水、15wt％二甘醇、10wt％peg-200、0.3wt％润湿剂(d607)、以及0.2wt％ph调节剂三乙醇胺。使其充分混合均匀后再加入1.5wt％水性丙烯酸酯树脂和6wt％松香改性树脂。最后加入用5wt％水稀释的黄色色浆(20wt％，钻石制造的d71y)。常温1500rpm充分搅拌0.5h后，用震荡仪震荡15min。最后用过滤器(孔径为0.8μm的混合纤维膜)进行过滤，即得到黄色喷墨墨水。<参考例1>外购黄色墨水。性能测试方法使用上述各实施例和比较例中获得的墨水来进行一系列性能测试，具体如下。<粘度>常温下，采用旋转粘度计ndj-9s(上海平轩科学仪器有限公司)来测试样品的粘度。<粒径d90>通过激光粒度分析仪malvern2000(英国马尔文)来进行测量。<表面张力>在常温下，采用表面张力仪bzy-1(上海衡平仪器仪表厂)来测量样品的静态表面张力。<变色率>测试打样样张在200℃的高温下压贴前后的lab值，分别为l1、a1、b1；l2、a2、b2，按照下述公式计算两者之间的色差：<稳定性>用玻璃烧杯取30ml水性喷墨墨水试样，分别测试表面张力和粘度。然后，将各个试样移入一个聚乙烯瓶中并密封，并且将试样瓶放入(50±2℃)的高低温试验箱中，放置7天。从高低温试验箱中取出，室温放置后，再次测试各个试样的表面张力和粘度。按照公式(1)和公式(2)计算贮存处理前后表面张力和粘度的变化率。式(1)中：σ'—表面张力变化率，％；σ'1—贮存处理前的表面张力，单位为毫牛每米(mn/m)；σ'2—贮存处理后的表面张力，单位为毫牛每米(mn/m)。式(2)中：η'—粘度变化率，％；η'1—贮存处理前的粘度，单位为毫帕·秒(mpa·s)；η'2—贮存处理后的粘度，单位为毫帕·秒(mpa·s)。基于以下标准来评价墨水的稳定性。稳定性评价标准：○：稳定性优异；△：稳定性易于变差；×：稳定性差。<基材适用性>分别在木纹纸、保利纸和宣纸上，用各实施例和比较例的墨水进行打印，从而形成图案。目视观察打样样张上的图案效果。基于以下标准来评价墨水的基材适用性。基材适用性评价标准：○：可以在三种基材上形成图案；×：不能在宣纸上形成图案。<色密度>在本发明中，利用色密度来评价水性喷墨墨水的颜色饱和度，以评价在木纹纸上的耐渗透性。具体而言，用1#丝棒在木纹纸上刮样，墨层干燥后用爱色丽色密度仪exacttm测试色密度。上述各实施例和比较例的各性能的测试和评价结果在以下表1和表2中示出。<打印性>用各实施例和比较例的墨水在木纹纸上进行连续打印，并且目测观察打印过程中的喷头状态。基于以下标准来评价墨水的打印性○：不堵塞喷头；△：易于堵塞喷头；×：堵塞喷头。表1表2实施例5实施例6实施例7实施例8参考例1墨水颜色黄色黄色黄色黄色黄色耐晒(级)6-75-66-76-76-7粘度(mpa·s)4.94.46.46.84.5粒径d90157166154163162表面张力(mn/m)23.526.326.525.825.9变色率δe0.66.33.80.74.5稳定性○○○△○适用基材○○○○×木纹纸上的色密度0.580.570.600.610.61打印性○○△△○虽然本发明已经参考上述示例性实施方案进行了描述，但应理解本发明并不局限于所公开的实施方案。所附权利要求书的范围符合最宽泛的解释以涵盖所有改进以及等同的结构和功能。当前第1页12