[发明专利]用于喷墨打印机的陶瓷油墨

说明书

技术领域

本发明涉及陶瓷喷墨油墨以及用喷墨印刷来装饰生坯或烧制的陶瓷体的方法。

本发明的陶瓷喷墨油墨包含分散在有机介质中的平均粒度为0.1-0.8μm的陶瓷无机颜料以及分散剂，所述分散剂是聚乙烯亚胺和基于乳酸的均聚酯和共聚酯的反应产物。

技术背景

大部分传统的陶瓷制品，例如墙面砖和地面砖，是由赋予物体外形和机械性质的陶瓷体制成的；所述陶瓷体通常具有一定的孔隙率，并且美感较差。

所述陶瓷体(定义为“生坯陶瓷体”，或者若事先进行过烧制，则定义为“烧制的陶瓷体”)通常再涂覆陶瓷层，称为陶瓷釉；陶瓷釉通过烧制完全烧结，由此获得合适的表面美感，同时成为防液体渗漏的屏障；事实上，在烧制后，陶瓷釉通常没有孔隙，并且通常耐磨，能耐受化学试剂如酸、碱、染料的侵蚀。

陶瓷材料的美观修饰可通过装饰相来完成，也就是通过施涂可烧结的不同色彩的陶瓷材料(陶瓷颜料)来完成，这些陶瓷材料的施涂依据精确的图案(décor)。

所述图案可以施加在之前已经设置了釉的生坯或烧制的陶瓷体上，或者在所谓的第三烧制装饰中，在烧制后施加在釉上。

使用不同的技术将图像转移至陶瓷基材上：即丝网印刷和凹版印刷(photogravure)(常称作胶辊印刷(rotocolor))。这些技术需要平坦的基材或者粗糙度最小化，它们适于大量生产，但是其构建新设计以及设计之间转换的灵活性非常有限。

另一种对陶瓷进行印刷装饰的技术是通过喷墨技术的数字印刷。

通过喷墨技术的数字印刷和装饰被广泛用于多个行业，例如形象艺术、纺织品工业、工业标识，并且关于印刷设备及使用的油墨都是人们所熟知的。

特别地，在陶瓷应用中，基材印刷后需要热处理，这使得其它应用中使用的主要是基于有机颜料的常规油墨不适合于该应用。

已知两种用于陶瓷喷墨印刷的油墨：由金属阳离子溶液构成的油墨和基于无机颜料分散体的油墨。

在陶瓷中用于常规装饰，如丝网印刷和凹版印刷的无机颜料的平均粒度超过1μm。

当涉及基于无机颜料分散体的油墨时，该无机颜料必须良好地分散在液体介质中并具有纳米级尺寸(即，直径低于1μm)，这是为了使陶瓷喷墨油墨在高速下流过小的喷管(直径为30-100μm)。

纳米级尺寸的无机颜料通常通过如下方式获得：用微球体对颜料进行研磨，所述颜料在存在研磨助剂的条件下预分散在介质中。

EP 2159269、WO 2006/126189、EP 1840178描述了基于极性有机介质中的无机颜料分散体的陶瓷喷墨油墨的例子，一般说来油墨包含抗沉降剂和/或分散剂。

然而，仍然存在对改进的基于无机陶瓷颜料的陶瓷喷墨油墨的工业需求，所述无机陶瓷颜料具有低粘度，其固体粒度小于0.8μm，具有长的保存期，并且可印刷在陶瓷表面，可通过高温窑以形成永久性釉面印刷。

多胺和羧基封端的聚酯形成酰胺和/或盐连接的反应产物是已知属于一大类分散剂的产品，其已在许多专利中描述，我们引用以下专利作为示例：US 4,224,212、US 4,861,380、US 5,700,395、US 6,197,877和US 7,008,988。此大类分散剂通常适合用作各种固体在有机液体中的分散剂。

JP 2008184535描述了聚乙烯亚胺和己内酯及乳酸的共聚物的反应产物，其作为分散剂主要用于制备滤光器。

然而，上文引用的文件中都没有揭示聚乙烯亚胺和基于乳酸的均聚酯和共聚酯的反应产物可以适合作为用于陶瓷喷墨油墨的制备和稳定化的佐剂。

人们现已发现，聚乙烯亚胺和基于乳酸的均聚酯和共聚酯的反应产物可合宜地用于制备喷墨印刷机的陶瓷喷墨油墨。

令人惊讶地，聚乙烯亚胺和基于乳酸的共聚酯的反应产物较好地适于在研磨相中流化预分散的无机颜料，使其能快速研磨，并适于随后防止最终油墨中的纳米级无机颜料的团聚和沉降。

发明内容

在一个方面中，本发明是包含陶瓷无机颜料、有机介质和分散剂的陶瓷喷墨油墨，所述分散剂是聚乙烯亚胺和基于乳酸的均聚酯和共聚酯的化学式(1)的反应产物。

R-[(-O-A-CO)_n-(-O-CH(CH₃)-CO)_m-]-OH  (1)

其中：

R是氢或聚合末端基团；

A是衍生自具有2-20个碳原子的羟基羧酸或其内酯的直链或支链亚烷基基团；

n和m是整数，