噴墨染料墨水的抗氧化性能和耐光照性能研究

摘要：在染料墨水中添加成膜樹脂，成膜樹脂能在打印后的水性染料的表面形成一層保護膜，可以起到很好的隔絕空氣的作用，防止空氣中的臭氧與水性染料接觸，同時保護膜還能阻擋部分紫外線，由本發明的染料墨水打印的成品長時間放置不易褪色。同時，染料墨水中添加的成膜促進劑有利于提高成膜樹脂的成膜效果，進一步提高染料墨水的抗氧化和耐光照性能。

關鍵詞：染料墨水;耐臭氧;耐曬;成膜樹脂;高分子成膜促進材料

噴墨技術是一種非接觸式印刷技術，通過計算機控制，將印刷圖像通過噴墨打印機印刷在承印基材上。目前噴墨打印機用的墨水分為水性體系、溶劑型體系及紫外光固化型體系，水性體系作為一種更為環保的產品也在逐步擴大應用范圍。在水性墨水體系中，主要包括顏料墨水和染料墨水兩種類型，其中顏料墨水耐曬性和防水性能好，但顏料墨水也有它的不足，顏料墨水的色域沒有染料墨水廣，沒有染料墨水艷麗;顏料墨水的存放穩定性相對較差，易堵頭。染料墨水中通常含有染料、水、噴頭保濕劑等，染料墨水易保存，色彩好，價格相對便宜，但是由于紫外線對染料有褪色作用，所以經染料墨水印刷后的基材長時間放置就會褪色，同時，空氣中的臭氧利用氧化還原的方式會破壞染料的共軛體系或發色基團，從而也會使染料褪色。本工作中我們基于噴墨染料墨水體系中添加成膜樹脂及高分子成膜促進材料配置成墨水，并通過打印機打印到照片上，測試對比耐曬，耐臭氧性能。

一、實驗方法

按照表1提供配方表并按照以下步驟添加物料。S1：向容器中加入1，3-丙二醇和去離子水并混合，然后加入炔二醇乙氧基化合物表面活性劑（Surfynol 465），再加入GXL 工業防腐劑，將容器置于磁力攪拌機上攪拌，攪拌速度為160 rpm-250 rpm，待溶液攪拌至澄清。S2：向容器中加入丙烯酸樹脂與聚乙烯吡咯烷酮，繼續攪拌溶液至澄清。S3：向容器中加入Direct Black 168，攪拌1小時后，使用孔徑為1.2μm偏氟乙烯膜過濾，制得墨水。將制備的墨水填充到打印機EPSON STULUS PHOTO T50 墨盒中，待用

二、實驗結果

將墨水填充的墨盒在打印機EPSON STULUS PHOTO T50上打印測試，打印介質為樂凱CRYSTAL PHOTO PAPER、EPSON GLOSSY PHOTO PAPER，打印設置：愛普生光澤紙/優質照片/No Color，分別在2種介質上打印對應純色色塊。各剪取2cm*2cm的色塊，使用X-RITE EXACT色密度儀測試各色塊色密度值并記錄。

（一）墨水抗臭氧測試

將剪取的各色塊放入尺寸為30cm*20cm*35cm的臭氧發生機中，臭氧產量：3g/h，測試5min后，取出色塊，使用X-RITE EXACT色密度儀測試各色塊色密度值并記錄，得到其。色塊衰減率在10%以內，判定墨水的抗臭氧能力優;衰減率在10%-15%為良;衰減率在15%-25%為及格;衰減率大于25%為不及格。測試結果見表2。

（二）墨水耐曬性能測試

將剪取的色塊同時放入尺寸為100cm*50cm*30cm的紫外燈箱中，紫外等瓦數為：24w。持續照射1.5h后，取出色塊，使用X-RITE EXACT色密度儀測試各色塊色密度值并記錄。色塊衰減率在10%以內，判定墨水的抗UV能力優;衰減率在10%-15%為良;衰減率在15%-25%為及格;衰減率大于25%為不及格。測試結果見表2.

三、結論

在墨水添加了成膜樹脂以及成膜促進劑，墨水的耐臭氧性能和耐曬性能均得到提升，其色塊衰減率均小于10%，判斷墨水的耐臭氧性能和耐曬性能達到優。由此可以看出，在染料墨水體系中添加成膜樹脂及高分子成膜促進材料有助于提高水性染料墨水的耐臭氧和耐曬性能。

作者簡介：

周子昂（1990-），男，滿族，遼寧鐵嶺，工程師，本科，研究方向：化學工程。