TW200521194A - Pigmented inkjet ink - Google Patents

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200521194 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明大體而言係關於墨水。 _ 更具體&之，本發明係針 對表面改質顏料及若干種用於制、生 、衣坆表面改貝顏料以用於墨 水調配物（特別係用於噴墨印刷）的方法。 【先前技術】 猎由將墨水自喷嘴喷向紙張或另—印刷媒質來完成喷黑 印刷。可採用多種方法驅動墨水自噴嘴喷向媒質。舉例： 「在靜電印刷中’由靜電場來驅動墨水。另一噴墨印刷 程序（通稱為擠壓管）在墨水噴嘴中使㈣電元件。由電力引 起的遷電元件之失真會使墨水抽出穿過噴嘴並噴向印刷媒 質。在另-噴墨印刷程序（通稱為熱或氣泡式喷墨印刷）中， 藉由在噴嘴中形成膨脹之氣相氣泡而使墨水自噴嘴驅動朝 印刷媒質喷射。由Durbec]^ Sherr編纂並在1988年由學術出 版社出版的，，Output Hard c〇py Devices”（特財見第13章， 標題為"Ink Jet Printing”）中描述了此等多種印刷方法。 噴墨墨水之組合物傳統上係由去離子水、水溶性有機溶 劑及著色劑組成。該著色劑可為一可溶性染料或不溶性顏 料。與基於染料之墨水相比，基於顏料之墨水可具有一此 缺點。舉例而言，由於顏料不溶於水，所以通常加入聚合

分散劑及/或表面活化劑以改良顏料的可分散性。加入聚I 分散劑可增強墨水之黏度，且黏稠的墨水可在列印頭内變 得更不容易噴射。 為了潛在地避免在顏料墨水組合物中使用聚合分散劑或 94846.doc 200521194 減少其用量，可藉由直接氧化而使顏料改質以在顏料表面 產生羧基（COOH)，該羧基（COOH)可使顏料在含水組合物 中能夠自動分散性。此等顏料展示出增強的靜電穩定性。 然而’靜電穩定性可對墨水組合物之其它特點敏感。詳言 之，靜電穩定性可對pH及電解液濃度非常敏感。因此，自 動分散性顏料傾向於凝聚，在喷墨印刷系統之噴嘴内尤為 如此。此外，此等自動分散性顏料可能與墨水組合物中之 其它組份（諸如潤濕劑及黏合劑）不能容易地相溶。 因此，存在對含有在墨水組合物中具有增強的穩定性及 可溶性之自動分散性顏料之墨水的需要。 【發明内容】 本發明係關於一種包括表面改質顏料之墨水，該表面改 質顏料包括在墨水組合物中具有增強的穩定性及相容性之 自動分散性顏料及含胺化合物。本發明亦係關於一種用於 產生在墨水組合物中具有增強的穩定性之表面改質顏料。 根據本發明，將自動分散性顏料與含胺有機化合物混合以 使自動分散性顏料與含胺化合物結合。 本發明之一優勢係該表面改質顏料展示出了靜電穩定性 與空間穩定性兩者。在變化之pH水平及電解液濃度内可保 持靜電穩定性及空間穩定性。另一優勢係當墨水中之含水 組份在對喷墨列印頭内進行熱應用期間發生蒸發時，該表 面改質顏料可阻止凝聚。 本發明之另-優勢係增加了閒置時間，該閒置時間由代 表性之墨水調配物展示出，且該等墨水調配物由一表面改 94846.doc 200521194 質顏料製成。雖然不希望被固定為一特殊理論，但是咸信 隨者水自鄰近於列印頭之喷嘴的墨水蒸發，列印頭内之墨 水組口物的性貝將會改變。用於噴墨印表機之墨水調配物 係水、自動分散性顏料及諸如潤濕劑、黏合劑、渗透劑、 有機溶劑及其類似物的有機組份之混合物。當水自墨水蒸 發時，墨水調配物中之有機組份的百分比增加，使得該墨 水之親水性變小。當黑士 + & r u . ^尺之親水性變小時，具有強親水性 之自動分散性顏料便被拉回至整體水相令。將間置時間用 於量測墨水之短期可靠性。，，閒置時間"意謂恰好在列印頭 產生延遲或打歪之墨滴前喷嘴啓動（firing)之間的時間。在 歷史上，諸如自動分散性碳黑之自動分散性顏料展示出了 喷墨印表機内之閒置時間非常短暫。本發明之表面改質顏 料可改良墨水調配物之閒置時間，因為該表面改質顏料在 墨水調配物中之有機組份以及含水組份内能保持大體上八 散。 刀 類似地’在百萬次啓動測試中可觀測到改良之墨水效 能”亦可將該百萬次啓動職用於量測墨水之 性。"百萬次啓動”意謂百萬次啓動之數目，意即在列印： 產生延遲或打歪之墨滴前能夠反覆噴射交替的噴嘴。此μ 延遲或打歪之墨滴可來自已啓動之噴嘴或來自在 = 啓動之喷嘴時在彼等噴嘴之.間已處於空閒狀、乂曰 【實施方式】 ° 含有自動分散性顏料之顏料墨水傾向於凝聚從、曾 嘴不能工作。結果，與使用含有自動分散性噴 、$水具 94846.doc 200521194 有潛在關聯的—個問題為難以在印刷期間維護，尤其係難 以進行墨水之空閒維護。 、、、 已叙現’將含胺化合物加入含有自動分散性顏料之墨水 中可改良噴墨列印頭内之墨水的可靠性及效能。 、，在樣中，本發明之墨水組合物包括··自動分散性顏 料僅具有-個第一胺基或一個第二胺基之含胺化合物及 含水媒劑。 〜樣中，本發明之墨水組合物包括··與含胺化合 物（合之自動分散性顏料（其中含胺化合物形成了 一穩定 層）及含水媒劑。 " 在另一態樣中，本發明提供了一種用於製備表面改質顏 料之方法，該方法包括如下步驟：將自動分散性顏料與含 胺化合物結合’該含胺化合物僅具有一個第一胺基或一個 第二胺基。 士此處所用，術浯”結合”係指自動分散性顏料與含胺化 合物的表面官能基之間的非共價相互作用。非共價之相互 乍用匕括（仁不限於）迅德華（Van der Waals)相互作用、靜電 相互作用、酸鹼相互作用、離子鍵合、氫鍵合及/或物理吸 收。 該含胺化合物係一包括至少一個胺基的非離子有機化合 物。此外，含胺化合物應能夠溶於水及/或溶於諸如（但不侷 限於）充當潤濕劑之有機溶劑的水溶性有機溶劑中。雖然不 希差被固定為一特殊理論，但是咸信含胺化合物之胺基與 自動分散性顏料之表面酸基結合以在一部分顏料表面上提 94846.doc 200521194 t、僞工間層，糟此為顏料提供除顏料之靜電穩定性之外 的額外私疋性。在一實施例中，自動分散性顏料與含胺化 合物之關聯形成了一表面改質顏料。該表面改質顏料相對 於前驅體自動分散性顏料之額外空間穩定性可提供具有很 大改良（尤其藉由黏合添加劑）的㈣維修之墨水。所使用之 特定含胺化合物可取決於自動分散性顏料上之表面基團的 類型及其酸度〇盆介阳丰-ή__r . ^ /、匕因素亦可決定使用哪種特定之含胺化 合物。 該含胺化合物之胺基可為第_、第二或第三胺基，只要 胺基能夠與自動分散性顏料之表面基團發生相互作用。另 外’料胺化合物僅包括一個第一胺基或一個第二胺基。 在一貫施例中，該含胺化合物包括一個第一胺基及至少一 個第三胺基。在另-實施例中，該含胺化合物包括分子量 小於約_之化合物。在另_實施财，該含胺化合物包括 分子量小於約之化合物。在另—實施例中，該含胺化合 物包括分子量小㈣之化合物。在另__實施例中該含 胺化合物進一步包括含有5至8個原子（較佳為5至6個原子） 的環。該環可為飽和環、部分飽和環或芳香環。該胺基可 為或可不為含5至8個原子之環的一部分。在另一實施例 中，該含胺化合物包括一個第_胺基及一個第三胺基，其 中該第三胺基係含有5至8個原子之環的一部分。在另一實 施例中，該含胺化合物包括一個第二胺基，其中該第二胺 基係含有5至8個原子之環的一部分。 含胺化合物之實例包括（但不侷限於广胺基_c〗_c6-烷基 94846.doc -10- 200521194 嗎啉、嗎啉、四氫糠胺 '胺基_Ci_c6_烷基哌啶及胺*_Ci_C6_ 烧基σ比洛烧。 在其中自動分散性顏料包括羧酸基之實施例中，含胺化 合物之量^:到自動分散性顏料之酸值的限制，使得可將更 多量的含胺化合物潛在地加入至具有更高酸值的自動分散 性顏料中。在-實施例中，墨水組合物中之含胺化合物的 量在約0.01至約1〇重量％範圍内。在另一實施例中，當自動 分散性碳黑顏料之酸值在約〇·5至約15毫當量c〇〇H/克碳 黑的範圍内時，墨水組合物中之含胺化合物的量在約〇〇5 至約0.75重量％的範圍内。 本發明之墨水組合物巾所使用之自動分散性顏料包括一 種顏料，該顏料已經受表面處理以將選自由下列項組成之 群的至少-個官能基團鍵結至其表面上：幾基、羧基及經 基或其鹽，從而容許顏料在沒有任何分散劑幫助的情況下 能分散及/或溶解於水中。 在一實施例中，根據美國專利第M3M42號及第 3,347,632號中所描述之方法，可藉由使用次齒酸 (hyp— aeid)及/或其鹽對碳黑進行濕氧化處理來獲得 包括自動分散性碳黑之自動分散性顏料。用作自動分散性 m㈣的碳黑通常係_碳粉’其可藉由對天狹氣及 :態烴（重油、焦油及其類似物）進行熱分解或不完全 獲得。並沒有對用作起始材料之碳黑的種類作特殊限制， 只要碳黑可用於製造自動分散性碳里。 可用作起始材料來M備自動分散㈣R碳H㈣ 94846.doc 200521194 係由BiUedca，MasSiCab〇t c〇rp 製造的M〇narch⑧ 88〇及 其類似物。 可使用次鹵酸及/或其鹽而在水中對此碳黑進行濕氧化 以在表面上產生具錢酸鹽官能基團的自動分散性顏料。 次鹵酸及/或其鹽之特定實例包括次氯酸納及次氯酸鉀，且 自反應性角度來看，較佳為次氯酸鈉。在一實施例中，本 發明之墨水組合物中的自動分散性碳黑之酸值在約〇.5至 約1.5¾當量COOH/克碳黑範圍内。亦可使用酸值在此範圍 外之自動分散性碳黑。 本發明之墨水組合物亦可包括習知之顏料（意即，非自動 分散性顏料）。基本上不對可用⑨本發明之墨水組合物中的 額外習知之顏料作限制。該等額外顏料可為黑色、青色、 品紅色、黃色、紅色、藍色、綠色、褐色及其混合色。可 用於本發明之額外顏料的典型實例包括：$色色殿；偶氮 顏料，包含冷凝偶氮顏料及螯合偶氮顏料；多環顏料，諸 如酜菁顏料、蒽酿顏料、喧。丫咬嗣顏料、二料⑷。咖心） 顏料、硫靛藍顏料、異吲哚啉酮（is〇ind〇Hn〇ne)顏料及喹諾 酜酮顏料。其它顏料包含确基顏料、亞确基顏料及日光下 螢光顏料，以及二氧化鈦、氧化鐵、苯胺黑及碳黑。用於 墨2組合物中之較佳顏料為碳黑。適當的碳黑顏料之實例 =含（但不限於）槽法炭黑、爐法炭黑、燈碳黑及其類似物。 當墨水組合物中包含額外顏料時，可視情況藉由分散劑來 分散顏料。 可加入該墨水組合物中之碳黑的一特定實例係由 94846.doc -12- 200521194

Billerica，Mass之 Cabot Corp.(製造的 Monarch® 880及其類 似物。 本發明之墨水組合物亦可包括分散劑，尤其是若墨水組 合物包括一種不同於自動分散性顏料的顏料。適用於本發 明之分散劑通常不受限制且其包括任何能夠分散顏料之分 散劑。該等分散劑一般包括疏水及親水聚合鏈段。疏水鏈 段易於與墨水組合物中的顏料粒子發生相互作用，而親水 鏈段則易被含水媒質溶合，以分散顏料。 可用於本發明之墨水組合物的分散劑之說明性實例包括 此項技術中已知之AB、BAB及ABC嵌段共聚物。較佳iAB 及BAB嵌段共聚物包含彼等（例如）包括衍生自丙烯酸單體 之疏水及親水鏈段之嵌段共聚物。分散劑之另一說明性實 例包含任意聚合物。 可用於本發明之較佳類的分散劑包含嵌段及/或接枝共 聚物或二聚物，其包括一親水聚合鏈段及具有一水解穩定 之曱石夕烧氧基取代基之一個或兩個疏水聚合鏈段或一疏水 醯胺側鏈。此等分散劑之特別較佳的子群係接枝三聚物， 该等接枝三聚物包括一親水聚合鏈段（尤其係丙烯酸或甲 基丙烯酸共聚物或三聚物）連同一衍生自》有機石夕氧烧之 疏水聚合鏈段，如美國專利第5,719,2〇4號及第5,714,538號 中所描述。 在一實施例中，該聚合分散劑包括親水聚合鏈段及疏水 聚合鏈段，其數量平均分子量為自約4〇〇至約8,〇〇〇，其可 由選自由下列各物組成之群的組員製備得到··反應性表面 94846.doc •13- 200521194 活化劑大分子單體、保護膠體大分子單體及含非甲石夕烧氧 基之疏水單體。在一較佳實施例中，該共聚物之親水聚合 鏈段包括丙浠酸或甲基丙烯酸聚合物，且該共聚物之疏水 聚合鏈段包括以丙烯酸或甲基丙烯酸結尾的聚二烷基石夕氧 烧大分子單體。在另一較佳實施例中，該共聚物之疏水鏈 段包括丙烯酸十八烷酯、甲基丙烯酸十八烷酯、丙烯酸月 桂S曰、甲基丙烯酸月桂g旨、壬基苯酴丙浠酸g旨、壬基苯紛 甲基丙烯酸酯、壬基苯氧聚（伸乙基氧基）n甲基丙烯酸酯（其 中η自約1至約40)、壬基本氧聚（伸乙基氧基）n丙稀酸g旨（其中 η自約1至約40)、甲氧基聚（伸乙基氧基）n甲基丙烯酸酯（其中 η自約5至約40)、甲氧基聚（伸乙基氧基乂丙烯酸酯（其中 約5至約40)、十八烷氧聚（伸乙基氧基）η甲基丙烯酸酯（其中η 自約1至約20)、十八烷氧聚（伸乙基氧基夂丙烯酸酯（其中η 自約1至約20)、甲基丙烯酸氟化Q-Ci8烷基酯、丙烯酸氟化 Ci-Ci8烧基酉旨、聚（丙二醇）甲基醚甲基丙稀酸g旨、聚（丙二醇） 甲基醚丙烯酸酯、聚（丙二醇）4-壬基苯酚醚甲基丙烯酸酯、 聚（丙二醇）4-壬基苯酚醚丙烯酸酯、以曱基丙烯醯氧基_ = 甲基甲矽烷氧基結尾的聚氧化乙烯、以丙烯醯氧基-三甲基 甲矽烷氧基結尾的聚氧化乙稀、（聚乙二醇）2,4,6-參_(1_苯 乙基）苯基醚（SIPOMER/SEM25TM)、或其混合物。 本發明之墨水組合物亦可包括黏合劑。包含在本發明之 墨水組合物内之黏合劑通常不受限制，只要該黏合劑具有 形成薄膜的能力。黏合劑通常包括以下樹脂之乳液：丙烯 酸樹脂、甲基丙烯酸樹脂、苯乙烯樹脂、胺基甲酸乙酯樹 94846.doc -14· 200521194 月曰、丙細醯胺樹脂、環氧樹脂或此等樹脂之混合物。該樹 月曰並不受共聚方法之限制，且其可為（例如）後段共聚物、任 意共聚物或其類似物。 在一實施例中，該黏合劑包括一膠乳橡膠，該膠乳橡膠 包括單體單元甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯及甲基丙烯 酸。在另一實施例中，該黏合劑包括一膠乳橡膠，該膠乳 橡膠包括單體單元甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙 烯酸2-羥乙酯及甲基丙烯酸。在另一實施例中，該黏合劑 包括一膠乳聚合物，其包括單體單元甲基丙烯酸甲酯、丙 烯酸丁酉旨、甲基丙烯醯N-羥甲基胺（N_hydr〇xymethyl methacrylamide)及甲基丙烯酸。在另一實施例中，該黏合 劑之分子量在150,000與300,000之間。 用於本發明之墨水中的黏合劑量受到黏合劑與墨水組合 物中其它組份的相容性及減少墨水塗污之能力的限制。在 一貫施例中，墨水組合物中所包含的黏合劑量可在自約〇.工 至約10重量％的範圍内。在另一實施例中，墨水組合物中 所包含的黏合劑量在自約1至約5重量C/❻的範圍内。 墨水組合物可進一步包括潤濕劑。可用於本發明之潤濕 劑通常不受限制且其為此項技術中已知之潤濕劑。說明性 實例包括烷撐二醇、多元醇、二醇、以雙_羥基結尾之硫醚 及内醯胺。可將兩種或兩種以上之潤濕劑—起用於墨水調 配物中。 適於用作潤濕劑之烷撐二醇的分子量通常係自約5〇至 4,000。適#之聚烧撐=醇係$丙二醇。適於用作潤濕劑 約 之 94846.doc -15- 200521194 多元醇通常含有至少兩個羥基或其烷基醚衍生物。如本文 所用，”内醯胺”意欲包含環醯胺化合物，諸如環醯胺、經 取代環醯胺及環醯胺衍生物。適當的内醯胺係2_吡咯烷酮。 墨水組合物中之潤濕劑的量可在自約〇·丨至約4〇重量％的 範圍内。在一實施例中，潤濕劑之量在自約〇·5至約3〇重量 %的範圍内。在另一實施例中，潤濕劑之量在自約】至約2〇 重量％的範圍内。 墨水組合物可進一步包括滲透 劑通常不受限制且其包含經羥基取代之烴，如丨，2_烷基二醇 (諸如1，2-戊二醇、^-己二醇及其混合物）。在美國專利第 5,364,461號中可找到對此等滲透劑所作的更詳細的描述。 適當的滲透劑係1，2_己二醇。 墨水組合物中之滲透劑的量可在自約〇.〇1至約20重量％ 的，圍内。在-實施例中，渗透劑之量在自重量％ 的範圍内。在另-實施例中，滲透劑之量在自約0.5至約5 重量％的範圍内。 用於墨=組合物中之含水媒劑包括水。該含水媒劑可進 -步包括第H諸如能與纽溶的有機溶劑。對適當 的水混溶性溶劑之選擇取決於對經調配之特定含水墨水： 要求，諸如所要之表面張力及黏度、所使用之著色劑、黑 水所需之乾燥時間及其上印有墨水之紙張的類型。可被： :之水溶性有機㈣的代純實例包含⑴醇類，諸如甲 酵、乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、第二丁醇、第三丁 醇、異丁醇、糠醇及四氫糠醇；⑺_或鲷醇，諸如丙：、 94846.doc -16- 200521194 甲基乙基酮及雙丙酮醇；（3)醚，諸如四氫呋喃及二咩烷； (4)酯，諸如乙酸乙酯、乳酸乙酯、碳酸乙二酯及碳酸丙二 酯；（5)多元醇，諸如乙二醇、二甘醇、甘油、2_甲基_2,4-戊二醇、1，2,6-己三醇及硫二甘醇；（6)衍生自烷撐二醇之低 碳數烷基單醚或二醚，諸如乙二醇單甲（或單乙）醚、二甘醇 單甲（或皁乙）鍵、丙一醇單甲（或單乙）峻、三甘醇單曱（或 單乙）¾及二甘醇二甲基（或二乙基）醚；（7)含氮環狀化合 物，諸如吡咯烧酮、N-甲基-2_吡咯烷酮及i，3_二甲基-2_咪 唑烷酮；及（8)含硫化合物，諸如二甲基亞砜及四甲撐砜。 其它有用之溶劑包含内酯及内醯胺。 當含水媒劑包括水與有機溶劑之水混溶性混合物時，該 專混合物通常包括基於混合物總重量之大於約Μ重量％重 1至約99.9重量％的水。所使用之水的較佳重量百分比係基 於混合物總重量之約50%至約99.9%。 可將諸如殺生物劑、黏度調節劑、抗污染劑、抗翹曲劑、 螯合劑、抗滲出劑、表面活化劑及緩衝劑的其它添加劑按 其技術所建立之含量加入墨水組合物中。 可使用之殺生物劑已為吾人所熟知並在市面上有售。其 能預防墨水中微生物之生長。適用於本發明之殺生物劑的 只例包含彼等（例如）包括苯幷異嗟嗤琳_酮、甲基_異σ塞嗤琳 酮及氯-甲基-異噻唑啉-酮的殺生物劑。較佳的殺生物劑包 含（但不限於）Proxel® GXL(獲自Avecia)。 本發明之墨水組合物的pH值通常在5與9之間。可在必要 時藉由加入一種鹼或一種酸來獲得墨水之適當的？11值。適 94846.doc -17- 200521194 當的酸及鹼為此項技術中已知。 本♦明之墨水組合物可藉由此項技術中已知之用於製造 此等組合物的方法來製備。當墨水組合物用於各種喷墨列 印頭中時’其黏度在25°C下通常小於1〇 cps，較佳小於5 cps 〇 本發明之喷墨墨水在印刷基質（print substrate)上之應用 可藉由任何適當之能與基於水的墨水相容之印刷方法來完 成，泫等印刷方法可為（諸如）膠版印刷、筆式繪圖儀、連續 流噴墨印刷、按需滴墨噴墨印刷（包含壓電、聲學及熱喷墨 過程）或其類似印刷方法。本發明之墨水組合物特別適用於 熱喷墨印刷過程。所使用之印刷基質可為任何與基於水之 墨水相容的印刷基質，包含普通紙張，諸如商業證券紙； 塗料紙（或特定喷墨紙張），諸如彼等可自Hewleu packard、 Kodak、Ilf0rd、Canon及Xerox公司獲得之紙張；織物；特 疋噴墨紙張’包含塗佈有二氧化矽之紙張及真實照片式噴 墨紙張（Ph〇torealistic inkjet paper);相紙；及適用於含水 墨水或噴墨印刷過程的噴墨透明材料。 下列實例詳細描述了用於制供土 m丄々 ^ j用於衣備亚使用本發明之墨水及墨 水系統的方法。該等詳知p ;+、m、，，， 寻甲、，，田描述用以例證上文所闡述之更為 一般的描述並屬於其範疇内。卜 ^ ^ 此寻貫例僅用於說明性之目 的’而非意欲限制本發明之範嘴。 實例 的墨水調配物係藉由表 而成。 實例1-6及對照實例A中之本發明 1中所列之成份根據下列程序A製備 94846.doc -18- 200521194 表1.墨水調配物之成份 成份 ％w/w 分散於甲矽烷氧基聚合分散劑中之 Monarch® 880顏料，其中顏料與分散劑的比 2.0 例為5:1 自動分散性碳黑顏料 2.0 聚乙二醇(MW 400) 7.5 2-吡咯烷酮 7.5 1，2-己二醇 1.2 己基卡必醇 0.4 黏合劑(丙烯酸丁酯/甲基丙烯酸甲酯/丙烯 2.0 酸） 含胺化合物 0.25 — 0.50 水 平衡

程序A 該墨水調配物係藉由起初將去離子水、聚乙二醇（MW 400)、2-吡咯烷酮、1，2-己二醇、己基卡必醇及Acryjet® 3666(丙烯酸丁酯/甲基丙烯酸甲酯/1.3%丙烯酸黏合劑）混 合並攪拌該混合物約10分鐘製備而成。 製備一種含有去離子水、碳黑顏料及丙烯酸三聚物分散 劑之濃縮液，並在攪拌的同時將其加入至該第一混合物。 該碳黑顏料係獲自Cabot Corp.之Monarch® M880。根據美 國專利第5,714,538號，藉由使甲基丙烯酸、十八烷醯曱基 丙烯酸酯及二曱基矽氧烷發生聚合來製造該丙烯酸三聚 物。 最終之墨水組份係與含胺化合物混合之自動分散性碳 黑。該自動分散性碳黑係經氧化之碳黑，如美國專利第 3,347,632號中所描述，該經氧化之碳黑係藉由使碳黑與次 94846.doc •19- 200521194 氣酸納（以重量計每份碳黑中具有〇.4至5.25份次氯酸鈉）在 含水媒質中反應而得以製成。用於製得該自動分散性碳黑 之原材料係獲自Cabot Corp.之Monarch® 880。將自動分散 性石反黑與含胺化合物之混合物加入墨水調配物並混合2〇分 鐘。藉由一系列的過濾器（最後一個過濾器為1·2微米）來過 滤該墨水。 實例1 根據程序Α，藉由包括4·(2-胺基乙基）嗎啉之0·50%的含胺 化合物來製備墨水組合物。 實例2 根據程序A，藉由包括四氫糠胺之〇·5〇%的含胺化合物來 製備墨水組合物。 實例3 根據程序A，藉由包括嗎啉之0.50%的含胺化合物來製備 墨水組合物。 實例4 根據程序A，藉由包括4-(2-胺基乙基）嗎啉之〇·25%的含胺 化合物來製備墨水組合物。 實例5 根據程序A ’藉由包括四氫糠胺之0.25%的含胺化合物來 製備墨水組合物。 實例6 根據程序A，藉由包括嗎啉之0.25%的含胺化合物來製備 墨水組合物。 94846.doc -20- 200521194

對照實例A 除不加入含胺化合物之外，根據程序A來製備墨水組合 物。 藉由具有208個喷嘴及30 ng之滴量的列印頭來測試實例 1-6及對照實例A中的墨水之閒置時間效能。所搜集的資料 之概述呈現於表2中。 表2.維修資料 墨水 閒置時間(秒） 對照實例A 10 實例1 0.50%的4-(2-胺基乙基)嗎啉 19-20 實例2 0.50%的四鼠糖胺 15 實例3 0.50%的嗎琳 15 實例4 0.25%的4-(2-胺基乙基)嗎啉 18-19 實例5 0.25%的四氫糠胺 13 實例6 0.25%的嗎啉 13 表2中所呈現之資料表明了將含胺化合物加入諸如自動 分散性碳黑之自動分散性顏料中可相對於對照實例A改良 墨水之空閒維修。舉例而言，實例1及4中之墨水調配物的 閒置時間相對於對照實例A中之墨水調配物之閒置時間幾 乎是兩倍。 實例7-8中之墨水調配物係藉由表3中所列出之成份根據 程序B製備而成。 94846.doc -21 - 200521194 %w/w 2.0 2.0 7.5 7.5 1.2 0.4 0.5 0.25-0.50 平衡 f3·墨水調配物之成份 成份 分散於甲矽烷氧基聚合分散劑中之 Monarch® 880顏料，其中顏料與分散 劑的比例為5:1 自動分散性碳黑顏料 聚乙二醇(MW 400) 2-吡咯烷酮 1，2-己二醇 己基卡必醇 黏合劑(丙烯酸丁酯/甲基丙烯酸曱酯 /丙烯酸） 含胺化合物 水

程序B 該墨水調配物係藉由起初將去離子水、聚乙二醇（MW 400)、2-吡咯烷酮、1，2_己二醇、己基卡必醇、含胺化合物 及Acryjet® 3666(丙烯酸丁酯/曱基丙烯酸甲酯/ ι·3〇/〇丙烯酸 黏合劑）混合並攪拌該混合物約10分鐘製備而成。 製備一種含有去離子水、碳黑顏料及丙烯酸三聚物分散 劑之濃縮液，並在攪拌的同時將其加入至該第一混合物。 該碳黑顏料係獲自Cabot Corp.之Monarch® Μ880。根據美 國專利第5,714,538號，藉由使曱基丙烯酸、十八烷醯甲基 丙烯酸酯及二甲基矽氧烷發生聚合來製造該丙烯酸三聚 物。 最終之墨水組份係自動分散性碳黑。該自動分散性碳黑 係經氧化之碳黑，如美國專利第3,347,632號中所描述’該 經氧化之碳黑係藉由使碳黑與次氣酸鈉（以重量計每份石发 黑中具有0.4至5.25份次氯酸鈉）在含水媒質中反應而得以 94846.doc -22- 200521194 製成。用於製得該自動分散性碳黑之原材料係獲自Cabot Corp.之Monarch® 880。將自動分散性碳黑加入墨水調配物 並混合20分鐘。藉由一系列的過濾器（最後一個過濾器為1.2 微米）來過濾該墨水。 實例7 根據程序B，藉由包括4-(2-胺基乙基）嗎啉（AEM)之0.25% 的含胺化合物來製備墨水組合物。 實例8 根據程序B，藉由包括4-(3-胺基丙基）嗎啉（APM)之0.50% 的含胺化合物來製備墨水組合物。

對照實例B 除不加入含胺化合物之外，根據程序B來製備墨水組合 物0 實例9-11中之墨水調配物係藉由表4中所列之成份根據 程序B製備而成。 表4.墨水調配物之成份 成份 ％w/w 分散於甲矽烷氧基聚合分散劑中之 Monarch® 880顏料，其中顏料與分散 1.9 劑的比例為5:1 自動分散性碳黑顏料 1.9 聚乙二醇(MW 400) 7.5 2-吡咯烷酮 7.5 1，2-己二醇 1.2 己基卡必醇 0.4 黏合劑(丙烯酸丁酯/曱基丙烯酸甲酯 /丙烯酸） 1.75 含胺化合物 0.10-0.50 水 平衡 94846.doc -23- 200521194 實例9 根據程序B，藉由包括4-(2-胺基乙基）嗎啉（AEM)之0.25% 的含胺化合物來製備墨水組合物。 實例10 根據程序B，藉由包括4-(3-胺基丙基）嗎啉（APM)之0.50% 的含胺化合物來製備墨水組合物。 實例11 根據程序B，藉由包括4_(2_胺基乙基）嗎啉（aem)2〇.1〇% 的含胺化合物來製備墨水組合物。

對照實例C 除不加入含胺化合物之外，根據程序B來製備墨水組合 物。 資料之概述呈現於表5中。 表5 ·維修資料

94846.doc 藉由具有640個噴嘴及24 ng滴量之列印頭來測試實例 7-11及對照實例B及C中的墨水之閒置時間效能。所搜集的 -24- 200521194 改良墨：的空閒維修。舉例而言，與黏合劑含量增加結合 之閒置時間的損耗（比較對照B與對照c之閒置日夺間及黏合 劑含幻可藉由將含胺化合物加入諸如自動分散性碳黑之 自動分散性顏料中而得以恢復(比較對照c與實例9及⑺的 閒置時間及黏合劑含量）。此外，與黏合劑含量增加結合之 百萬次啓動的損耗（比較對照B與對照C的百萬次啓動及黏 合劑含I)可藉由將含胺化合物加入諸如自動分散性碳黑 之自動分散性顏料中而得以恢復（比較對照c與實例丨丨的百 萬次啓動及黏合劑含量）。 概a之，已描述了由於使用本發明之概念而獲得的衆多 利盈。為說明及描述之目的，已對本發明之一實施例作了 刚述描述。吾人並不希望該描述具有窮舉性或是將本發明 限制於所揭示之精確格式。根據上述教示，可作出明顯的 修改或變更。對實施例加以選擇並描述以便最好地說明本 發明之原理及其實際應用，藉此使普通的熟習此項技術者 能夠在不同的實施例中最好地使用本發明，並能夠對本發 明作出不同的修改以適合所涵蓋的特殊用途。吾人希望本 發明之範圍由此處附加之申請專利範圍來界定。 94846.doc -25-

Claims (1)

1. 200521194 十、申請專利範圍： 種噴墨墨水，其包括： 一自動分散性顏料； 3私化合物’其包括不多於—個第—胺基或一 胺基；及 一含水媒劑。 2. 墨水’其中該自動分散性顏料係一表面 如請求項1之噴墨 氧化碳黑。 3·如^求項2之喷墨墨水，#自㈣ 以$該碳黑表面上形成羧酸酯官能基團。 ，、之噴墨墨水，其中該自動分散性碳黑之酸值係 、、勺〇·5至約h5毫當量COOH/克碳黑。 月求項1之噴墨墨水，其中該含胺化合物包括一個第一 胺基及至少一個第三胺基。 6·如明求項1之噴墨墨水，其中該含胺化合物之分子量小於 約 600〇 ' 7 ·如請求jg ί + 、之贺墨墨水，其中該含胺化合物進一步包括一 含有5至8個原子的環。 ''員1之喷墨墨水’其中該含胺化合物包括一個第一 月女基及一個第三胺基，其中該第三胺基係一含有5至8個 原子之環的—部分。 9 ^ 如請求jg 1 貝1之貰墨墨水，其中該含胺化合物包括一個第二 月 土 /、中該第二胺基係一含有5至8個原子之環的一邻 分。 ’ 94846.doc 200521194 ίο.11.12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19.20. 如凊求項1之噴墨墨水，其進一步 如諳灰何黏合劑。 明衣項1之噴墨墨水，其進一步包 顏料分鸯*h 顏料分散劑，該 、月蜊包括一顏料及一聚合分散劑。 如W求項1 1之嗔， 料。 土 U該顏枓分散劑包括碳黑顏 如請求項丨之噴墨墨水，其進一步包括 顏料分散劑，該顏料分散劑包括_ 散劑；及 一黏合劑。 如請求項13之噴墨墨水， 料。 顏料及一聚合分 其中該顏料分散劑包括碳黑顏 -種噴墨墨水，其包括： ^與—含胺化合物結合之一自動分散性顏料 胺化合物形成一穩定層；及 一含水媒劑。 如請求項15之噴墨墨水 面氧化碳黑。 其中該含 其中該自動分散性顏料係一表 噴墨墨水’其中該自動分散性碳黑已被氧 Μ 黑表面上形成羧酸酯官能基團。 如請求項17之嘻^ , ^ A ^ 、丄^水，其中泫自動分散性碳黑之酸值 ’、、〇·5至約丨.5亳當量COOH/克碳黑。 如明求項15之噴墨墨水，其中該含胺化合物包括一個第 -胺基及至少—個第三胺基。 士明求項15之噴墨墨水，其中該含胺化合物之分子量小 94846.doc 200521194 於約60〇。 其中該含胺化合物進—步 其中該含胺化合物包括一個第 其中該第三胺基係一含有5至$ 21.如請求項15之噴墨墨水 -含有5至8個原子的環 22·如請求項15之噴墨墨水 一胺基及一個帛三胺基 個原子之環的—部分。 23·如請求項15 頁墨墨水，其中該含胺化合物包 二胺基，苴匕祜—個第 部分。'胺基係一含有5至8個原子之環的— 认如請求項15之噴墨墨水，其進一步包括一黏 25. 如睛求項15之噴墨墨水 ： 該顏料分散劍h π栝顏枓分散劑， 匕括一顏料及一聚合分散劑。 26. 如請求項25之噴墨墨苴 料。 該顏枓分散劑包括碳黑顏 27. 如請求項15之噴墨墨水，其進-步包括 顏料及一聚合分 一顏料分散劑，該顏料分散劑包括一 散劑；及 一黏合劑。 28·如請求項27之噴墨墨水，直 料。 八〜巧料分散劑包括碳黑顏 29· -種用於製造一表面 你 ，^ ^ u 乃决’其包括如下步驟： 使一自動分散性顏料與一僅且 ^ 楚一 甘 . /、有個弟一胺基或一個 弟一 基之含胺化合物結合。 30·如請求項29之方法，農中 /、中3亥自動分散性顏料包括一碳 94846.doc 200521194 黑，該碳黑已被氧化以在該碳黑表面上形成羧酸酯官能 基團。 3 1 ·如請求項30之方法，其中該自動分散性碳黑之酸值係約 〇·5至約1.5毫當量COOH/克碳黑。 32.如請求項29之方法，其中該含胺化合物包括一個第一胺 基及至少一個第三胺基。 33·如請求項29之方法，其中該含胺化合物之分子量小於約 600 〇 34.如凊求項29之方法，其中該含胺化合物進一步包括一含 有5至8個原子的環。 35·如睛求項29之方法，其中該含胺化合物包括一個第一胺 基及一個第三胺基，其中該第三胺基係一含有5至8個原 子之環的一部分。 36.如請求項29之方法，其中該含胺化合物包括-個第二胺 基’其中該第二胺基係一含有5至8個原子之環的—部分。 37· 一種使用一噴墨印表機來進行印刷之 墨墨水印刷至一印 l栝將一嘴 之墨水。 刷媒…其中該墨水包括如請求項i 38· -種❹-噴‘騎表機來進行印刷之μ 墨墨水印刷至—印刷 祜將一噴 15之墨水。卩刷媒貝上，其中該墨水包括如請求項 94846.doc 200521194 七、指定代表圖·· (一) 本案指定代表圖為：（無） (二) 本代表圖之元件符號簡單說明: 八、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式： (無） 94846.doc