一種玻璃噴墨打印墨水的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及玻璃裝飾領(lǐng)域，具體涉及一種玻璃噴墨打印墨水。
【背景技術(shù)】
[0002]在玻璃表面印刷圖案是一種常見的裝飾玻璃的方式。目前，國(guó)內(nèi)一般采用絲網(wǎng)印花法在玻璃表面印花，達(dá)到裝飾效果。然而，通過絲網(wǎng)印刷得到的圖案表面粗糙、顏色單調(diào)、線條呆板，效果并不理想。此外，絲網(wǎng)印刷的操作較為復(fù)雜，需要較大的人力投入，印刷產(chǎn)生的廢料對(duì)環(huán)境也造成一定程度的污染。
[0003]近十年，國(guó)外出現(xiàn)了采用噴墨打印的方式，將計(jì)算機(jī)中的數(shù)碼圖案通過噴頭非接觸式地打印在玻璃表面的技術(shù)。這種技術(shù)使用專用的打印設(shè)備，將能夠附著于玻璃表面的玻璃噴墨打印墨水打印至玻璃表面，然后將該玻璃在650~750°C高溫下燒結(jié)鋼化，使墨水與玻璃的表面融合，固定于玻璃表面。使用這種技術(shù)，各種數(shù)碼圖案均可以方便、快捷而精準(zhǔn)地打印到玻璃上，所需的人工操作較少，得到的圖案質(zhì)量高，對(duì)環(huán)境的污染也較小。然而，這種技術(shù)尚未在我國(guó)得到廣泛的應(yīng)用。
[0004]申請(qǐng)?zhí)枮閁S10569496的美國(guó)專利文獻(xiàn)公開了一種玻璃噴墨打印墨水。該墨水由色料組分、無(wú)機(jī)熔塊組分和有機(jī)溶劑組分組成，色料組分和無(wú)機(jī)熔塊組分懸浮在有機(jī)溶劑中，構(gòu)成懸浮液。色料組分選用常見的金屬氧化物色料；無(wú)機(jī)熔塊組分包括50~70wt%Si02、10~20wt%Bi203、3~20wt%B203和一系列可選組分；有機(jī)溶劑選用沸點(diǎn)較低的有機(jī)溶劑，使其在打印作業(yè)時(shí)能夠迅速揮發(fā)。為避免阻塞打印設(shè)備的墨水噴頭，須控制無(wú)機(jī)熔塊組分的平均粒度小于0.7 μπι，色料組分的平均粒度小于1.2 μπι ;為避免色料組分和無(wú)機(jī)熔塊的沉淀，有機(jī)溶劑組分中還須加入添加劑，使該墨水在噴射溫度下的粘度為〈20厘帕，所述噴射溫度為打印設(shè)備的墨水噴頭在打印作業(yè)時(shí)的溫度，約30~60°C。
[0005]上述的玻璃噴墨打印墨水的不足之處是，由于其各組分的密度不同，造成:
⑴色料組分和無(wú)機(jī)熔塊組分容易在有機(jī)溶劑中形成多層懸浮層，導(dǎo)致其團(tuán)聚和沉淀，
堵塞打印設(shè)備的墨水嗔頭。目如，市面上性能最優(yōu)異的玻璃嗔墨打印墨水是以色列出品的，而其使用有效期僅為3個(gè)月。這給遠(yuǎn)程售運(yùn)和使用者使用受到很大的限制和不便，容易造成不必要的浪費(fèi)。
[0006]⑵在打印和高溫?zé)Y(jié)后，色料組分和無(wú)機(jī)熔塊組分有時(shí)并不能與玻璃表面均勻融合，導(dǎo)致圖案顏色深淺不均、色彩失真，影響成品的美觀，造成一定的廢品率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種玻璃噴墨打印墨水，其質(zhì)量穩(wěn)定，不但打印出的圖案顏色準(zhǔn)確、均勻、鮮艷，成品美觀，而且具有良好的耐候性和耐化學(xué)穩(wěn)定性。
[0008]為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，可以采用以下的技術(shù)方案:
一種玻璃噴墨打印墨水，其特征在于:按總重量百分比為100%計(jì)算，包括以下重量百分比的組分: 無(wú)機(jī)有色熔塊:20-60% ;有機(jī)溶劑:35~65% ;分散劑:1?15% ;抗靜電劑:0.I?4.5% ； 其中，所述的無(wú)機(jī)有色熔塊按其總重量百分比為100%計(jì)算，包括以下重量百分比的組分:
Bi2O3:35-65% ；S1 2: 10-40% ；B 203:5~18% ；ZrO 2:1~5% ；A1 203:0.7-8% ；K 20:0.3-2.5% ；玻璃發(fā)色劑:1~28% ;熔塊穩(wěn)定劑:0.1-3% ;
所述的玻璃發(fā)色劑為一種或多種有色的金屬氧化物；
所述的熔塊穩(wěn)定劑為選自五氧化二釩、磷酸二氫鈉、亞砸酸鈉、磷酸二氫銨、銻酸鈉中的任一種化合物；
所述的有機(jī)溶劑為選自乙二醇、異丙醇、環(huán)己酮、醋酸丁酯、叔丁醇、丙二醇二乙酸酯、二丙二醇甲醚、二乙二醇單丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯、三丙二醇甲醚，石油醚中的一種或任意多種化合物的任意比例的混合。
[0009]經(jīng)發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，為避免現(xiàn)有的玻璃噴墨水中，獨(dú)立的色料組分和無(wú)機(jī)熔塊組分易在有機(jī)溶劑中形成多層懸浮層的現(xiàn)象，將色料組分與無(wú)機(jī)熔塊組分結(jié)合制成無(wú)機(jī)有色恪塊，再將該無(wú)機(jī)有色恪塊懸浮在有機(jī)溶劑中制成的墨水的穩(wěn)定性明顯高于現(xiàn)有的含各自獨(dú)立懸浮的色料組分與無(wú)機(jī)熔塊組分的墨水。然而，如果僅直接將玻璃發(fā)色劑加入無(wú)機(jī)有色熔塊的其它組分一起進(jìn)行燒制，由于兩者的密度不同，玻璃發(fā)色劑的熔融液容易與無(wú)機(jī)有色熔塊的其它組分的熔融液分層，導(dǎo)致得到的無(wú)機(jī)有色熔塊的顏色不均勻，造成最后打印出的圖案顏色深淺不一。為解決這一問題，發(fā)明人進(jìn)行了大量的試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，如果加入一定量的熔塊穩(wěn)定劑，可以顯著降低熔塊燒制時(shí)各組分的熔融液的粘度，使熔融液更加容易均勻地混合，從而得到顏色均勻的無(wú)機(jī)有色熔塊。
[0010]所述的分散劑可選用市面上常見的適用于溶劑型涂料系統(tǒng)的潤(rùn)濕分散劑和超分散劑，其能夠增強(qiáng)涂料中顏料粒子的分散性和粒徑穩(wěn)定性，以及提高色漿的顏色接受性。例如，可選用德國(guó)畢克化學(xué)公司(BYK-Chemie GmbH)生產(chǎn)的DISPERBYK-166、DISPERBYK-181、DISPERBYK-163、BYK-P 104 以及美國(guó)路博潤(rùn)公司(The Lubrizol Corporat1n)所生產(chǎn)的Solsperse 8000或Solsperse 20000中的一種或任意多種的任意比例的混合，優(yōu)選地選用DISPERBYK-163 或 Solsperse 20000。
[0011]加入所述分散劑，可以保證墨水中有色無(wú)機(jī)熔塊顆粒的充分分散，避免其團(tuán)聚并沉淀，提高墨水的穩(wěn)定性，增加墨水的顏色強(qiáng)度和遮蓋力。
[0012]所述的抗靜電劑可選用市面上常見的油墨用抗靜電劑，例如可選用購(gòu)自無(wú)錫巨旺塑化材料有限公司的JWK-200、JWK-500以及日本三洋化成工業(yè)株式會(huì)社生產(chǎn)的CHEMISTAT3500中的一種，優(yōu)選使用CHEMISTAT 3500。在墨水生產(chǎn)過程中，將熔塊加入溶劑體系并制成懸浮液后，需要使用砂磨機(jī)對(duì)懸浮液進(jìn)行研磨，使懸浮液中的固體組分的粒度達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)，避免堵塞噴頭。在長(zhǎng)時(shí)間(有時(shí)需4小時(shí)以上)的研磨過程中，懸浮液體系容易產(chǎn)生靜電積聚。在墨水噴射打印過程中，如有靜電存在，容易產(chǎn)生墨滴拖尾的現(xiàn)象和噴頭的堵塞。因此，需要加入抗靜電劑，以消除懸浮液體系中積聚的靜電。
[0013]優(yōu)選地，所述的玻璃發(fā)色劑為選自氧化鈷(CoO)、三氧化二絡(luò)(Cr203)、氧化鈦(Ti02)、氧化鎳(N1)、三氧化二鋁(A1203)、三氧化二銻(Sb2O3)的一種或多種化合物。
[0014]有色的金屬氧化物意指在常溫和常壓下呈現(xiàn)一定顏色的金屬氧化物，尤其是過渡金屬的氧化物；其為本領(lǐng)域所公知的玻璃發(fā)色劑。在制造熔塊的過程中，通過加入適量的一種或多種有色金屬氧化物，可得到不同顏色的熔塊。玻璃噴墨打印墨水的顏色通常以紅、黃、藍(lán)三原色為主，還可以有黑色、白色或者綠色，或者根據(jù)需要的其他顏色。例如，加入氧化鈦可使玻璃熔塊呈白色，加入氧化鈷可使玻璃熔塊呈純黑色，加氧化鎳可使玻璃熔塊呈綠色，加入三氧化二絡(luò)可使玻璃恪塊呈藍(lán)色，同時(shí)加入三氧化二鋁和三氧化二絡(luò)可使玻璃熔塊呈紅色；加入主成分為二氧化鈦、氧化鎳和三氧化二銻的鈦鎳黃顏料可使玻璃熔塊呈黃色；通過單獨(dú)能使熔塊顯紅色、藍(lán)色、黃色的金屬氧化物之間的混合，可容易地調(diào)配出其它彩度的顏色；通過調(diào)整所加入的氧化鈷和氧化鈦的量，可以調(diào)整顏色的明度。除上文所列舉的之外，還可選用公知的其它具有玻璃發(fā)色效果的金屬氧化物，如氧化鐵、氧化亞銅、氧化猛等等。
[0015]優(yōu)選地，以所述的無(wú)機(jī)有色熔塊的總重量百分比為100%計(jì)，其還可以進(jìn)一步包括以下重量百分比的組分:
ZnO:0.5—10% ;MgO: 0.5—5%0
[0016]優(yōu)選地，所述的熔塊穩(wěn)定劑為五氧化二釩或磷酸二氫銨。五氧化二釩可以顯著降低各組分的熔融液的粘度，有利于熔融液的均勻混合；磷酸二氫銨有利于玻璃發(fā)色劑的熔融液的分散。
[0017]具體而言，所述的玻璃噴墨打印墨水中的無(wú)機(jī)有色熔塊的最大粒徑為〈1.3um，平均粒徑為300~700nm。
[0018]具體而言，所述的玻璃噴墨打印墨水在噴射溫度下的粘度為9~18厘帕。
[0019]本發(fā)明上述噴墨打印墨水可以通過以下的工藝制備而成，步驟如下:
1.按重量百分比稱量上述的無(wú)機(jī)有色熔塊的各個(gè)組分并混合均勻后，在1200~1350°C下燒成熔融液，并保溫均化0.5-1.5小時(shí)；
2.將步驟I所得的熔融液在2~6°C的水中進(jìn)行淬冷，然后將淬冷后得到的熔塊在100~150°C的溫度下干燥。使用球磨機(jī)進(jìn)行球磨，使得球磨后得到的無(wú)機(jī)有色熔塊粉料的平均粒徑為30~40um ；
3.按上文所指定的