TW201111453A - Ink-jet ink printing system and method - Google Patents

Description

201111453 « 六、發明說明： c發明戶斤屬之技術領域3 « 發明領域 本發明係有關於喷墨墨水列印系統及方法。 I：先前技術3 發明背景 通常使用聚合物以改良使用各種列印技術之印刷耐久 性。其中一實例為用於市售印表機内之無水碳粉。這些包 括不溶於水且典型上不包括用於可列印性之安定化作用之 表面基團的聚合物。因此難以在以水為主之喷墨墨水内使 用此等聚合物。為了克服本難題，有時使用乳膠聚合物， 因為此等聚合物顯示低黏度且具有較高的固體内容物含 量。然而，最終印刷财久性典型上不如以電子攝影術為主 (亦即以雷射為主）的印刷。在某種情況下，係使用化學定色 劑以改良而ί水色牢度。然而，此種系統通常並未顯示有關 於摩擦抗性之所欲改善。因此，就以水為主之喷墨列印應 用（尤其在非多孔性媒體上）而言，需要新竹聚合物材料或添 加物以獲得更耐久的印刷效能。 【發明内容】 依據本發明之一實施例，係特地提出一種喷墨墨水列 印系統，其包括： 一包括至少一喷墨墨水之噴墨印表機，該喷墨墨水包 含一水性液體媒劑、一以自約1重量％至約5重量％存在之色 料、以自約1重量％至約5重量％存在之丙烯酸聚合物顆粒、 201111453 及以自約0.3重量％至約3重量％存在之胺甲酸乙酯聚合物 顆粒，該經調配之喷墨墨水可列印在乙烯基媒體上；及 一加熱裝置， 其中一旦自該加熱裝置施加熱至已列印在乙烯基媒體 上之喷墨墨水，該等丙烯酸聚合物顆粒及胺曱酸乙酯聚合 物顆粒可熔融，藉以形成具有可將該乙烯基媒體上之色料 之至少一部份囊封的薄膜之列印影像。 依據本發明之另一實施例，係特地提出一種使用如申 請專利範圍第1-14項之系統形成列印影像的方法，其包括： a) 將該喷墨墨水喷至乙烯基媒體上以形成列印影像；及 b) 施加約5 0 °C至10 0 °C熱至該列印影像以導致該等丙 烯酸聚合物顆粒及胺甲酸乙酯顆粒熔融，藉以形成可將該 乙烯基媒體上之色料之至少一部份囊封的薄膜。

I 【實施方式;1 詳細說明 在揭示並描述本發明前，應瞭解本揭示文不限於文中 揭示之特定製程步驟及材料，因為此等製程步驟及材料可 稍微不同。亦應瞭解文中使用之術語僅用以描述特定實施 例。該等術語並無意具限制性，因為本發明之範圍有意僅 受附加申請專利範圍及其等之同等物限制。 值得注意的是，除非上下文另有清楚指定，如本專利 說明書及附加申請專利範圍中所使用，該等單數形式 “一”、及“該”包括複數指示物。 如文中使用，“液體媒劑”、“媒劑”或“液體介質“係指可 ,201111453 乂使本揭7F纹者色料散或轉於其巾以形成噴墨墨水 ^體。液體媒劑在本項技藝中已為吾人所熟知，且根據 揭不文之實施例可使用多種墨水媒劑。此等墨水媒劑可 =括各種不同藥劑（其包括，但不限於·表面活化劑、有機 ::及共W卜緩衝劑、殺生物劑、黏度調節劑、螯合劑、 安又齊1 U后劑、及水)之現合物。雖然龙非該液體媒劑 本身之σ[Μ刀’但疋除該等著色劑外，該液體媒劑可含有 固體添加物’諸如聚合物、乳膠、UV可固化材料、增塑劑、 ^ 卜^名Hr生液體媒劑，，或“水性媒劑”係指包 7為溶劑之水的液體㈣ 劑，亦即其中水之存在量 及體媒 如文中使用，“液:何其它個別液體組份。 如文干使用，★體媒劑組份 化劑、及/或存在於液體媒劑内 :/溶劑、表面活 如女中传用，‘ϋ 匕夜體。 中吏用者色劑，，可包括染料 浮或溶解在㈣本揭h之實施朗製/4、及/或可懸 其它微粒。染料典型上且k β 之液體媒劑内的 實施例。然而，色料亦可用於复它實較佳用於某些 包括自分散色料及可藉各別分散_=2用之色料 分散之標準色料。自分散色料包括業經分散劑）而 團或電荷化學性表面改f之色料。本化風77子、聚合物基 色料適於及/或實質上維持分散在液㈣2質法有助於該 藉各別添加物(例如聚合物、募聚物戋表 遠色料亦可 液體媒劑及/或在可利用物理塗料二幫舌化劑）而分散在 質上維持分散在-液體媒劑内之該色料7色料適於及/或實 5 201111453 如文中使用，“色料”通常包括色料著色劑、磁粉、氧 化鋁、二氧化矽、及/或其它陶瓷、有機金屬化合物或其它 不透明顆粒（不論此等微粒是否可提供色彩）^因此，雖然本 說明文主要以色料著色劑之使用作為實例，但是該名詞“色 料”更常用以不僅描述色料著色劑，而且描述其它色料，諸 如有機金屬化合物、肥粒鐵(ferrite)、陶瓷等。然而，在一 特定實施例中，該色料為色料著色劑。 如文中使用，“染料，，係指構成一墨水之色彩且典型上 具水溶性之個別化合物、錯合物或分子。 如文中使用，Tg為如藉Fox方程式：共聚物 Tg=l/(Wa/(TgA)+Wb(TgB)+.")而計算之玻璃轉化溫度，其 中Wa=該共聚物内之單體a的重量分數，而TgA為單體a之 均聚物Tg值，Wb=單體B之重量分數，而TgB為單體B之均 聚物Tg值等。 如文中使用，該等名詞“耐摩擦色牢度，，及“抗塗抹色牢 度”各係指列印墨水影像經固體物件摩擦而移除之抗性。在 °玄喷墨列印技藝巾之-種重要㈣塗抹色牢度為對於以榮 光筆之筆尖進行塗抹的抗性。另一起因於摩擦之破裂類型 可包括自媒體表面實際移除該列印墨水。例如乾摩擦及/或 使用適於列印在乙烯基媒體上之墨水的氨清潔溶劑 〇Vmdex®)為測定耐摩擦色牢度之另-實例。劣耐摩擦色牢 I因於及墨水對媒體表面之不充份附著性或該表面對於 墨水之吸i]U± *足、以及制印墨糊之;^充份煎切抗性。 如文中使用，該名詞“耐水色牢度”係指列印墨水之抗 201111453 T釋性或抗«於水之移雜L核讀 ==測定該列印墨水之光學密度的任何變化而測 置耐水色牛度。 當，f估-根據本揭示文之系統及/或方法所列印之影 ;=爾色牢度，，或“耐水色牢度”時，可藉比較該列印 衫像與比較用之列印影像而測定“增加，，或“改良，，的色牢 f。:用以產生該比較用之列印影像的該等聚合物顆粒不 :文中所述之丙稀酸及胺甲酸乙醋之混合物不同外，該比 k用之列印影像的製法與該列印影像相同。在—更特定實 =中，在兩種墨水内具有相同單體含量之丙稀酸顆粒，立 =之差異為該比㈣的墨料包括胺甲酸乙㈣合物。該 專列印及熔融條件並未進行其它改變。 當涉及媒體時’該名詞“多孔性，，係指於小於〇5秒之接 的7間下，具有低於2毫升/米2之布里斯托試驗㈣伽W Test) 2刷媒體。該布里斯托試驗在本項技藝中係已知且摘述 將蚊尺寸之試驗㈣㈣在相於特練速下自 2轉的，之平滑輪緣上’並與使用特定壓力壓擠該試驗 二’ ^固〜式驗流體塗佈H接觸。該試驗流體塗佈器係由 固二在寬1毫米長15毫米之試驗流體遞送槽上之試驗溶 緣丁子室所組成’該槽之位置可以使長尺寸垂直於該輪之 疋轉方向並與該輪轴平行。使特定量之試驗流體經 有:宁器流至該流體遞送槽h經由於恆速下旋轉之具 魅戈驗。式樣已固疋於其上之輪，使該試驗溶液塗佈器與 疋轉之試驗試樣接觸並於特定壓力下保持在適當位置。將 2〇Ull453 该試驗流體自試驗溶液塗佈器轉移至傳送帶内之試驗試樣 上，該傳送帶之寬(受塗佈器槽寬控制）為約15毫米，且其長 與在特定試樣條件下該試驗流體與試驗試樣可交互作用的 吸收特性有關。可自原先放在該塗佈器内之試驗流體的體 積、及藉經轉移試驗流體而在該試驗試樣上所創造之傳送 f的平均寬度及長度而計算試驗試樣之每單位面積所吸收 之液體數量。可自原先放在該塗佈器内之試驗流體的體 積及塗佈器形貌計算該液體吸收作用之可用時間。值得 注意的是，雖然典型上更難在非多孔性乙烯基媒體上列印 具有可令人接受之耐摩擦色牢度的水性墨水，但是就多孔 性乙稀基媒體及非多孔性乙烯基媒體而言 ，使用本揭示文 之系統及方法所製成之印鬚彡像皆有效 。上述問題尤其可 根據本揭示文之實施例而解決。 如文中使用，該名詞“胺甲酸乙_聯，，係指具有以下 結構之任何化合物： R1、N**^CTR2 Η 其中R1及R2可代表任何有機化合物。因此，“胺甲酸乙酿， 或聚胺甲酸乙醋”包括具有胺甲酸乙酿鍵聯之聚合物其 包括未藉傳統異氰酸能及醇而形成之聚合物。當描述單體 時’ “胺甲m示該單體具有一胺甲酸乙醋鍵聯。 文中使用’ 名詞“約’，係用以提供_數值範圍端點 之可變通性，其係藉提供可“稍高”或“㈣”於該端點之特 8 201111453 定值。本名詞之可變通性程度可藉特定變數而料且根據 經驗及文中漏綱，可在熟悉本項技藝者之瞭解的範圍内。 如文中使用，該名詞“實質上，，係指一作用、特性、性 質、狀態、結構、項目或結果之完成或接近完全範圍或程 度。在某些情況下’偏_對完全之精確可允許程度可取 決於特定情況ϋ -般而言，完全之接近程度可具有 相同總結果’其接近程度就如同獲得絕對及總完全一般。 當用於有關於一作用、特性、性質、狀態、結構、項目或 結果之完全錢近完全缺乏的反面涵義時，該“實質上，，之 用法同樣可適用。例如“實質上無’’顆粒之組成物可完全益 顆粒或幾乎完全無獅，纽能就如同其完全無顆粒一 般。換言之，“實質上無，，—成份或元素之組成物仍可實際 上含有此項目，但其限制條件為沒有值得注意的效用。 如文中使用，為方便起見，數個項目、結構元素、組 成元素、及/或材料可存在於一般列表中。然而，這些列表 應該被推斷就如同剌表之各崎如_各別且獨特的構件 經分別確認-般。因此，在無相反的指定下，僅根據在一 普通群組内之表示並不應將此列表之各別構件推斷為該相 同列表之任何其它構件的實際同等物。 濃度、數量、及其它數值資料在文中可以以一範圍格 式表示或呈現。應瞭解此種範圍格式僅為了方便及簡單明 瞭而使用，因此應該將其彈性地解釋為不僅包括被清楚列 舉為該範圍之極限的數值，而且包括該範圍内所涵蓋之所 有各別數值或亞範圍就如同各數值及亞範圍經清楚列舉一 201111453 般。作為闡明用’“約丨重量％至約5重量％，，之數值範圍應被 解釋為不僅包括約！重量％至約5重量％之清楚列舉值，而且 包括該指錢_之各職值及絲圍。因此，本數值範 圍,包括以下各職值：諸如2、3 5、及4、以及，諸如自ι 至3、自2至4、及自3至5等之亞範圍。本相同原則適用於僅 列舉-個數值之範圍。而且，不管該範圍之寬度或經描述 之特性，此種解釋應該適用。 文中描述用於在非多孔性基板（諸如乙烯基媒體）上進 行噴墨墨水列印的方法及系I更詳細地說，本實施例使 用—含經料可在⑽絲體±提供耐久性印刷薄膜之聚 合物顆粒时墨墨水，其巾料顆㈣經設計可成為安定 随可噴墨墨水組成物的—部份。在—實施例中’該等聚合 物顆粒可包含⑽雜膠顆粒及胺甲酸“乳膠顆粒之混 合物。當與僅包括丙雜乳膠之墨水比㈣，該等顆粒之 組合可提供具有增加的耐久性之列印。 而且，可將丙稀酸及胺甲酸乙酸聚合物顆粒之混合物 調配成在經列印後-旦達合適溫度可炫融，藉以產生可囊 封該列印影像之賴。崎成該—切规足以保柄 列印影像免於物理及化學摩擦所造成H該薄膜亦可 以使該影料_外的財色牢度。得自於本實施例之耐 久性及耐水色牢度改良可包括大料q之㈣筆耐塗抹 色牢度、摩擦抗性、糾污抗性錢學密度(錢光筆塗抹 後）。此種⑽聚合物之混合物合併入該等可噴墨墨水分散 液有助糾f加在媒體上卿叙_的抗_度，因此可 201111453 增加印刷而ί久性。 易於包含在組成物内之丙烯酸乳膠可自喷墨列印結構 可靠地喷出。然而，當列印在乙烯基媒體上時，使用乾摩 擦試驗及氨清潔溶劑（例如WINDEX®)顯示僅使用丙烯酸聚 合物會得到劣耐久性、及尤其劣耐摩擦色牢度與劣耐塗抹 色牢度。可增強耐久性的一種方法為增加該墨水内之聚合 物含量。例如習知以色料為主之墨水的丙烯酸聚合物顆粒 含量通常為該色料含量之約兩倍。然而，墨水之可喷出性 隨已分散於其中之固體微粒的數量之增加而顯著降低。當 嘗試調配在列印時可得到良好色彩強度之墨水時，其係為 更值得關心的問題。此種配方可需要至高約5重量％之色料 含量。添加足量之丙烯酸聚合物至此種墨水以提供令人可 接受之耐久性會導致墨水具有會損害喷出性能之夠高固體 含量。 在根據本實施例之墨水中，印刷耐久性係藉包括丙烯 酸聚合物顆粒及胺曱酸乙酯聚合物顆粒之混合物而增強。 更詳細地說，本方法可包括以胺甲酸乙酯取代通常包括在 高耐久性墨水配方内之丙烯酸聚合物的一部份。由於胺曱 酸乙酯聚合物之耐久性通常高於丙烯酸聚合物，所以可自 數量低於丙烯酸聚合物之胺曱酸乙酯聚合物獲得相同耐久 性。本實施例之一方面在與僅具有丙烯酸聚合物之墨水比 較，含丙烯酸及胺甲酸乙酯之混合物的墨水每單位固體含 量可提供更佳之耐久性。在另一方面中，含丙烯酸及胺甲 酸乙酯混合物之墨水的微粒含量低於特定之以丙烯酸為主 11 201111453 的墨水，但顯示其耐久性程度與以丙烯酸為主之墨水類似 或更高。 在一特定實施例中，喷墨墨水組成物可包含一水性液 體媒劑、一著色劑、及一組聚合物顆粒，其包括已分散在

I 該墨水中之丙烯酸乳膠顆粒及胺曱酸乙酯顆粒。在一方面 中，該墨水之丙烯酸聚合物内容物、及胺甲酸乙酯聚合物 内容物係以實質上不同的顆粒存在。亦即分散在該墨水中 i 之顆粒的一部份基本上由胺曱酸乙酯所組成且這些顆粒不 同於該墨水中之基本上由丙烯酸聚合物所組成的其它顆 粒。在此種實施例中，丙烯酸及胺甲酸乙酯在該墨水中之 相對量係以存在之各種顆粒的相對數表示。在另一實施例 中，該墨水可包括丙烯酸-胺曱酸乙酯混成聚合物，其中丙 烯酸對胺曱酸乙酯之比率可藉選擇個別顆粒之聚合物比率而 設計。 可選擇各聚合物在該墨水中之含量以提供所欲对久性 裎度（耐摩擦色牢度、耐水色牢度、及/或耐塗抹色牢度）， 並可得到固體之安定分散液，因此所形成組成物能可靠地 喷出。該等聚合物顆粒在墨水中之總含量可以在自約0.5重 量％至約40重量％的範圍内、或更佳自約1重量％至約15重 量％、或又更佳自約3重量％至約6重量％。根據一實施例， 該墨水可以是含自約1重量％至約5重量％、或自約2重量％ 至約4重量％色料之以色料為主的墨水。該等丙烯酸聚合物 顆粒之存在量可自約1重量％至約5重量％，且該胺曱酸乙酯 聚合物顆粒之存在量可自約0.3重量％至約3重量％。 12 201111453 在一特定貫施例中，丙烯酸聚合物可經胺曱酸乙酯取 代之百分率可自約5重量％至約5〇重量％，且取代丙烯酸聚 合物之該胺甲酸乙酯可佔總形成之聚合物混合物的自約 1 %至約30%。為了闡明使用這兩種聚合物（丙稀酸及胺曱酸 乙酯）優於僅使用較大量之丙烯酸聚合物的特點，含重量比 為1 : 2之色料及丙烯酸聚合物之墨水的耐久性及可噴出性 不如含各別比為，例如1 : 1 : 〇5之色料、丙稀酸聚合物、 及胺曱酸乙酯聚合物的墨水。在另一代表性實施例中，具 色料.丙烯酸：胺甲酸乙酯比為約1 : 1 : 03之特徵的墨水 可獲得優於不含胺曱酸乙酯但具有更多丙烯酸聚合物之墨 水的結果。在又另一代表性實施例中，色料：丙烯酸：胺 甲酸乙酯比為約1 : 1.3 : 〇.3可獲得改良結果。這些實例係 用於闡明且不應被視為對上文所教示之取代範圍内之可能 比數之限制。更廣泛地說明，根據本揭示文之實施例所製 成之墨水可具有約丨：1至約1 : 2之色料對總聚合物比，其 中該總聚合物含量具有約1 : 0.2至約1 : 1之丙烯酸對胺曱 酸乙酿重量比。在另一實施例中，該等丙烯酸聚合物顆粒 對胺甲酸乙酯聚合物顆粒重量比可以是約丨3 : 〇 3至約 1 : 0.5 。 如上述，漸增的聚合物含量可具有增加耐久性之效 用’但是一般而言會以惡化的可喷出性為代價。在本揭示 文之δ亥等實施例中，可藉使用較少量之胺曱酸乙酯聚合物 取代部份百分率之丙烯酸聚合物而改良這兩種性質。應該 注意的是’如本文中所使用之該名詞“取代，，並非指修飾一 13 201111453 已經過調配之以丙稀酸為主的墨水。反倒是，其通常指兩 墨水調方式之差異’其巾第—墨水包括-數量之丙烯酸但 不含胺甲酸乙s旨，而第二墨水之丙稀酸含量低於該第一墨 水且亦包括-數量之胺甲酸乙3旨。在—特定實施例中，胺 甲酸乙S旨之含量可低於該等墨水内之丙稀酸存在量的差額。 可藉習知乳液聚合反應技術，諸如批次法、半批次法 或極小乳液法，而製備該等丙烯酸聚合物顆粒。在一特定 實施例中，該等丙烯酸顆粒可包含已聚合之疏水單體或具 有大比例之疏水單體的共聚物。疏水單體之存在量可高至 約98%。疏水單體可以使卿成印㈣麟刺久性，因 此可形成具有大耐摩擦色牢度及耐水色牢度之列印墨水。 適用於該核心或殼内之疏水單體包括，但不限於：丙烯酸 曱酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸己 酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸十八酯、甲基丙烯酸甲酯、甲 基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基 丙烯酸己酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸十八酯、丙 烯酸2-乙基己酯、曱基丙烯酸2_乙基己酯、甲基苯乙烯氣化 乙烯基苄、丙烯腈 '甲基丙烯腈、及苯乙烯。鑑於列印條 件、名人使用之喷墨系統、或欲列印於其上之特定媒體，可 選擇所使用該等單體以提供所欲結果。在一更特定實施例 中，該丙烯酸聚合物包括苯乙烯、丙烯酸丁酯、及甲基丙 烯腈中之至少兩種。 該等疏水單體可選擇性包括少量（例如自〇. 1重量％至 約30重量％)已共聚合之酸性單體以促進該聚合物之合成。 14 201111453 合適的酸性單體包括丙烯酸、曱基丙烯酸、伊康酸(itaconic acid)、順丁烯二酸、乙烯基苯曱酸、及苯乙烯磺酸酯或其 等之衍生物。這些單體可以使該等顆粒得到表面電荷以使 其等在水中安定化。可進一步藉使該墨水之pH上升而增強 所得到之電荷，因此羧基可轉化成鹽形成。 在一特定實施例中，該等丙烯酸聚合物顆粒亦可包括 在喷出前及期間能使該等顆粒得到抗剪強度之交聯作用。 該聚合物内交聯單體之存在量可至高約25重量％。合適的 交聯單體包括多官能性單體及含一可在聚合反應後用於交 聯之有機官能基的寡聚物。可使用之交聯單體包括，但不 限於：乙二醇二曱基丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、 乙二醇二丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯、1，6-己二醇二丙 烯酸酯、四乙二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、乙 氧基化雙酚A二丙烯酸酯、異戊四醇三-及四丙烯酸酯、N，N-亞甲基雙丙烯醯胺、二乙烯苯、及其等之組合物、其等之 混合物，及其等之衍生物。 該等胺甲酸乙酯顆粒可包含能反應以形成聚胺甲酸乙 酯之成份單體的任何組合物。在一特定方面中，係使用至 少兩成份單體，第一單體為具有至少兩異氰酸根分子團之 分子，諸如二異氰酸酯。可使用之二異氰酸酯的某些實例 包括異佛酮（isophorone)二異氰酸酯、2,4-二異氰酸甲苯 酯、六亞甲基二異氰酸酯、萘二異氰酸酯、2,4-甲苯二異氰 酸酯、2,6-曱苯二異氰酸酯、亞甲二苯基-4,4’-二異氰酸酯、 1,4-四亞曱二異氰酸酯、及聯苯二異氰酸酯。在相同方面 15 201111453 中，第二單體可以是多元醇，例如二醇。潛在的成份二醇 包括c2-c8二醇以及聚乙二醇，其包括乙二醇、丙二醇、聚 乙二醇、聚丙二醇、雙酚-A、氫醌、及聚丁二醇。這些可 反應以產生胺甲酸乙酯鍵聯基團或聚胺曱酸乙酯。已知適 用於油漆、墨水、及其它著色劑組成物之市售胺甲酸乙酯 乳膠聚合物可用於本實施例。 可選擇適用於特定喷墨列印系疏或特定印刷媒體之液 體媒劑。如上述，文中所述之該等顆粒可提供用於調配能 在#多孔性印刷媒體（諸如乙烯基媒體）上產生良好結果之 水性喷墨墨水的特定利益。因此，在一特定實施例中，該 喷墨墨水媒劑為水性媒劑。 該媒劑基本上由水所組成。或者，主要為水之媒劑可 包括額外共溶劑。更詳細地說，該媒劑可包括本項技藝中 已知適用於調配水性喷墨墨水之有機共溶劑。合適的水溶 性有機共溶劑包括，但不限於：脂肪族醇、芳香族醇、二 醇、三醇、乙二醇醚、聚（乙二醇）醚、内醯胺、曱醯胺、乙 醯胺、長鍵醇、乙二醇、丙二醇、二乙二醇、三乙二醇、 甘油、二丙二醇、乙二醇丁基醚、聚乙二醇、聚丙二醇、 醯胺、醚、羧酸、酯、有機硫化物、有機亞砜、颯、醇衍 生物、卡比醇(carbitol)、丁基卡比醇、賽路蘇(cellosolve)、 醚衍生物、胺基醇、及醇。更詳細地，所包括之共溶劑可 具有一在加熱下能至少儘快地如該媒劑中之水一般蒸發的 蒸氣壓。 適用於該喷墨墨水中之色料並未特別受限且可使用無 16 201111453 機色料或有機色料。合適的無機色料包括，例如氧化鈦、 鈷藍(CoO-A12〇3)，鉻黃(PbCr04)、及氧化鐵。合適的有機 色料包括，例如偶氮色料、多環狀色料(例如酞青色料、茈 (perylene)色料、花酮色料、蒽1昆色料、0奎α丫酮(qUjnacrid〇ne) 色料、二噚畊色料、硫靛藍（thi〇indig〇)色料、異吲哚啉酮 色料及喹啉黃(quinophthalone)色料）、染料螯合物(例如鹼性 染料型螯合物及酸性染料型螯合物）、硝基色料、亞硝基色 料等。 就這些或其它色料而言，可用於本揭示文之代表性實 施例之配方的分散劑之非限制性實例包括s〇lsperse 32000、Solsperse 39000、Solsperse 5000、Solsperse 22000、 Disperbyk 163、Disperbyk 167、Disperbyk 168 ' Disperbyk 180、Disperbyk 190, Disperbyk 191 或諸如此類。 該專喷墨墨水組成物亦可選擇性包括濕潤劑。此等濕 潤劑之非限制性實例可包括聚矽氧聚醚丙烯酸酯，諸如

Tego Rad 2200 Ν、Tego Rad 2300、及Byk 358Ν。該等墨水 亦可包括經聚醚改質之聚-二曱基-矽氧烧濕潤劑，諸如Byk 333、Byk 307、及Silwet L-7604。若使用，濕潤劑之存在量 可以是該喷墨墨組成物之自0.01%至約10重量％。 若必要’該喷墨墨水進一步包括可提供貯存安定性及 可喷出性之其它添加物，其包括殺生物劑、保濕劑、緩衝 劑、黏度調節劑、螯合劑、及安定劑。 本系統及方法可以在典型上難以於其上獲得良好結果 之媒體上得到耐久性及耐水色牢性列印。更詳細地，該系 17 201111453 統及方法可用於在不會合適地吸收液體墨水之媒體上進行 列印》這些包括非多孔性表面，諸如乙烯基表面。根據文 中所述之實施例之聚合物顆粒當調配在喷墨墨水内時，業 經發現可在乙烯基媒體上得到非可預期的良好結果。因 此，在一特定實施例中，該系統及方法包括以調配來列印 在乙稀基媒體上之墨水在乙稀基媒體上進行列印。 藉在各該聚合物内選擇該等單體混合物，可構成具有 一可在特殊列印及加熱條件下促進薄膜形成之Tg的聚合 物。根據一特定實施例，該等乳膠顆粒之Tg通常可在自約 -40°C至約125°C之範圍内。更詳細地，該Tg可自約〇。〇至約 75°C、或又更詳細地，自約i5°c至約45°C。 自高Tg聚合物所形成之印刷薄膜可以使經其囊封之列 印影像得到增強的耐久性。因此，在另一特定實施例中， 可使用具有高Tg之聚合物。一般而言，高Tg聚合物可以是 具有至少45 C之Tg的任何聚合物。在一實施例中，該高Tg 聚合物可具有自約45°C至約125°C或其中之任何亞範圍的

Tg。在另一實施例中，該高Tg聚合物可具有自約5(rc至約 80°C 之Tg。 所使用聚合物可以在該列印墨水上或到處得到一可耐 久性保護薄膜。根據一通用實施例，可藉將該列印墨水及/ 或印刷媒體加熱至足以導致顆粒聚結之溫度而促進以這些 墨水形成印刷薄膜的步驟。可選擇該Tg，因此可使用輕微 或一般加熱以導致聚結。更詳細地，可調配該等聚合物顆 粒，使其等具有一可以使導致聚結所需之加熱程度不會過 18 201111453 亥墨水而提供之色彩或損害該印刷媒。 物可具有—在可進行列印之環境溫度之川 耐、二Γ使用足以導致該列印影像流動之加熱以確保 續:卩刷:膜 '及印刷表面可進行合適的交互作用以促進 “'之$成。在—更特定實施例中可將該列印墨 水加熱至約5〇。(：至約靴之溫度。 本實施例之—方面係提供在乙烯基媒體上之耐久性喷 墨墨水列印。如上述’很難在此媒體上獲得令人滿意的喷 墨列印’因為該等媒體並不容易吸收通常存在於 内之液體墨水媒劑數量。本㈣及方法可經由騎乳膠之 立聚結而提出-囊封印刷影像，其可部份藉該液體媒劑之一 Ρ伤的移除而促進。根據本實施例之該列印墨水或印刷媒 體之加熱可藉蒸發掉該液體媒劑之至少-部份或該液體媒 劑：液體組份之-的至少一部份而形成薄膜。不想受限於 特定理响咸彳5該媒劑之蒸發可藉使該等顆粒呈更稍密的 排列而促絲結。因此，施加在㈣統及方法内之熱可足 以自該列印墨水蒸發該液體媒劑之至少-部份。 ;有助於在乙稀基媒體上進行列印之另一因素係有關於 該乙歸基雜本身與所施加之減行反應的方心亦即足 夠熱之施加可導致乙烯基印刷表面增塑化並變黏。此黏性 與該列印墨水之熱誘發流動性以及聚合物核心之熔合一起 可促進保形薄膜在該表面上形成。該薄膜及著色劑可黏著 賦黏性表面以進一步增強該列印影像之耐久性。因此，在 -特定實施例中，所使加之熱足以導致該乙稀基表面增塑 19 201111453 化（不會熔化或流動），但同時，該熱足以致使列印墨水内之 該等聚合物流動。 可將加熱裝置併入印刷系統内以於或接近列印時將媒 體加熱。或者，在該墨水喷至媒體上之期間或其後，可使 用該加熱裝置將墨水加熱。 亦提供一喷墨墨水列印系統及方法，其等可包含至少 一含如文中所述之胺曱酸乙酯與丙烯酸聚合物顆粒之混合 物的噴墨墨水、及一乙烯基印刷媒體。該乙烯基印刷媒體 典型上可以是用於列印影像之耐久性顯示的任何主要為乙

I 烯基材料。此等媒體之實例包括，但不限於Avery 1005、

Avery 3000 ' Avery 3100 ' Avery MPI 1005 EZ ' Avery MPI 4002、Ultraflex Normandy Pro、Ultraflex JetFlex FL、

Ultraflex Strip Mesh、Ultraflex BlOflex、Verseidag Front Lit

Standard Easy P/N 7945、LG Bannux 1100、3M ScotchCal、

Mactac JT5829、MacTac JT5929p、Intelicoat SBL-7SIJ、

Intelicoat GFBL5SIJ ' 3M Controltac Plus IJ180C-10 ' 3M ScotchLight、Dykson Jet 220、C2S 15 Sterling Ultra Gloss 等。 根據該系統及方法，係調配用於列印在乙烯基印刷媒 體上之含著色劑、水性液體媒劑、及胺曱酸乙酯與丙稀酸 聚合物顆粒之混合物的喷墨墨水。可將該喷墨墨水裝填在 喷墨墨水印表機内並列印在乙烯基媒體上。然後使所形成 列印影像經加熱裝置加熱至可促進墨水薄膜形成並使該乙 烯基印刷媒體增塑化之溫度，例如約5(Tc至約i〇〇°c ,但是 該溫度並不夠高，所以不能導致該乙烯基印刷媒體流動。 20 201111453 由於水或其它溶劑（群）自該列印墨水蒸發，所以該等顆粒可 聚結以將著色劑囊封在透明薄膜内。可發生聚結現象之溫 • 度典型上係藉聚合物之Tg而測定。根據一實施例，該系統 包括一經設計可加熱該墨水之加熱裝置。在一更特定實施 例中，該加熱源經設計可將已列印在印刷媒體上之墨水加 熱。在又另一實施例中，該加熱裝置經設計可加熱該印刷 媒體本身之表面。該加熱裝置可直接經由輻射熱而加熱該 表面、或可利用傳導或透射方式，諸如加熱該媒體之表面 而非欲列印但與該印刷表面熱結合之表面。 在某種程度上進行摘述及重覆地描述，係揭示可提供 用於增加耐水色牢度及摩擦抗性之耐久性印刷薄膜之喷墨 列印之方法及相關系統。所使用該喷墨墨水可包括含丙烯 * 酸聚合物顆粒及胺甲酸乙酯聚合物顆粒之顆粒的組合物。 該等顆粒經設計一旦列印在印刷媒體上時可產生印刷薄 膜。該喷墨墨水可以在微粒含量低於僅依賴丙烯酸聚合物 之墨水的情況下提供增加的耐久性，因此亦可自喷墨印字 頭提供更可靠的喷出。 實例 實例1-測試丙烯酸及丙烯酸-胺曱酸乙酯墨水在乙烯基媒體 上之印刷性能 調配這些水性喷墨墨水，其中係使色料及乳膠聚合物 顆粒分散在水中。以3重量％色料及4.5重量％丙烯酸聚合物 顆粒調配墨水A。以3重量％色料及6重量％丙烯酸聚合物顆 粒調配墨水B。以3重量％色料、3重量％丙烯酸聚合物顆粒、 21 201111453 及1.5重量％胺甲酸乙酯聚合物顆粒調配墨水C。將該等墨水 裝填入喷墨筆内並安裝在Hewlett-Packard噴墨印表機内。 將务該墨水列印在非多孔性乙烯基媒體上並觀察各墨水之 印刷性能。墨水B之筆性能經發現顯示墨滴射出速度降低且 其印刷品質低於筆列印墨水A或墨水C。 實例2 -測試丙烯酸及丙烯酸-胺甲酸乙酯墨水在乙烯基媒體 上之耐磨擦色牢度 將得自實例1之墨水A、B、及C裝填入噴墨筆内並安農 在Hewlett-Packard喷墨印表機内。在非多孔性乙烯基媒體 上列印各該墨水共兩次。然後以線性摩擦試驗機(TABER® Linear Abraser-Model 5750)在該等印刷品上進行兩次摩擦 s式驗(乾摩擦及溶劑摩擦）。該等試驗包括該線性摩擦試驗機 之臂於受控衝擊速度及長度下以線性運動來來回回地衝擊 媒體試樣，該線性摩擦試驗機之機頭可沿著媒體試樣之輪 廓行進。添加250克砝碼至該線性摩擦試驗機之臂軸以使荷 重維持恆定β 就該乾摩擦試驗而言，明確地說，一衝擊頭或“耐磨頭 (wearaser)”係連結於該線性摩擦試驗機之臂端。本衝擊頭具 有一約％奂寸直控之接觸區塊(C〇ntaCt patch)且包括具有輕 微至中度研磨效用之研磨料（明確地說，calibrase® cs-io)。該衝擊頭係來來回回衝擊在各媒體試樣上。 在該溶劑摩擦試驗中，該衝擊頭為一經WINDEX<H)玻璃 清潔劑浸狀f知馬克技(mafkef tip)。該衫筆尖係來 來回回地衝擊在各媒體試樣上。 22 201111453 然後判斷經摩擦試樣之影像損失。發現經墨水c列印之 試樣的耐乾摩擦色牢度及耐溶劑摩擦色牢度明顯高於經墨 水A及墨水B列印之試樣。 實例3-測試另外的丙烯酸及丙烯酸胺甲酸乙酯墨水在乙烯 基媒體上之耐摩擦色牢度 調配兩水性嘴墨墨水（墨水D及墨水E)，其中色料及乳 膠聚合物顆粒係分散在水中。以3重量％色料及4·8重量％丙 烯酸聚合物顆粒調配墨水D。以3重量％色料、3.9重量％丙 稀酸聚合物顆粒、及〇·9重量％胺甲酸乙醋聚合物顆粒調配 墨水Ε。將該等墨水裝填入喷墨筆内並安裝在 HewletbPaekaixi印表機内。將該等墨水列印在乙稀基媒體上。 在墨水D及墨水E之印刷品上進行實例2之各摩擦試 驗。然後職該等經摩擦媒體録之影像損失。發現經墨 水E列印之試樣的耐乾摩擦色牢度及㈣劑摩擦色牢度 著高於經墨水D列印之試樣。 雖然前述代表性實施例係用以闡明本揭示文在夕 項特定應时之原理，但是—般技術者應瞭解可不運^ 造技能且在不違㈣揭衫之原理及概念的料下進〜 行之形式、用法及細節的許多修飾。因此，除^ 之申請專概圍外，並無意限制本發明。 揭不 【圖式簡單說明】 (無） 【主要元件符號說明】 (無） 23

Claims (1)

1. 201111453 七、申請專利範圍： 1. 一種喷墨墨水列印系統，其包含： 一包括至少一喷墨墨水之喷墨印表機，該噴墨墨水 i包含一水性液體媒劑、一以自約1重量％至約5重量％存 在之色料、以自約1重量％至約5重量％存在之丙稀酸聚 舍物顆粒、及以自約0.3重量％至約3重量％存在之胺甲 酸乙酯聚合物顆粒，該喷墨墨水係調配為可列印在乙稀 基媒體上；及 一加熱裝置， 其中一旦自該加熱裝置施加熱至已列印在乙烯基 媒體上之喷墨墨水，該等丙烯酸聚合物顆粒及胺甲酸乙 酯聚合物顆粒可熔融，藉以形成具有可將該乙烯基媒體 上之色料之至少一部份囊封的薄膜之列印影像。 2. 如申請專利範圍第1項之系統，其令該等丙烯酸聚合物 顆粒及胺甲酸乙酯聚合物顆粒構成總聚合物顆粒含 量，其中該色料對總聚合物顆粒含量之重量比為約1 : 1 至約1 : 2，該等聚合物顆粒之丙烯酸聚合物顆粒對胺甲 酸乙S旨聚合物顆粒的重量比為約1 : 〇.2至約1 : 1。 3. 如申請專利範圍第2項之系統，其中該等丙烯酸聚合物 顆粒對胺甲酸乙酯聚合物顆粒之重量比為約13 : 〇 3至 約 1 : 0.5 。 4♦如申請專利範圍第1-3項中任一項之系統，其中該等丙 烯酸聚合物顆粒包含至少一選自以下所組成之群組之 經聚合疏水單體：丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙 24 201111453 酯、丙烯酸丁酯、丙稀酸己酯、丙烯酸月桂酯、丙稀酸 十八酯'曱基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、曱基丙晞 酸丙酯、曱基丙烯酸丁酯、曱基丙烯酸己酯、曱基丙稀 酸月桂酯、甲基丙烯酸十八酯、丙烯酸2_乙基己醋、曱 基丙烯酸2-乙基己酯、曱基苯乙烯、氣化乙烯基苄、丙 烯腈、曱基丙烯腈、苯乙烯、及其等之組合物。 5.如申請專利範圍第4項之系統，其中該等丙烯酸聚合物 顆粒包含一具有苯乙烯、丙烯酸丁酯、及曱基丙烯腈中 之至少兩者的共聚物。 6·如申請專利範圍第丨_5項中任一項之系統，其中該等丙 烯酸聚合物顆粒包含自〇·1重量％至約3〇重量％經聚合 酸性單體。 7. 如申請專利範圍第6項之系統，其中該經聚合酸性單體 係選自以下所組成之群組··丙烯酸、曱基丙烯酸、伊康 酸'順丁烯二酸、乙烯基苯甲酸、苯乙烯磺酸酯、及其 專之組合物。 8. 如申凊專利範圍第項中任一項之系統，其中該等丙 稀酸聚合物顆粒包含一高至該等丙烯酸聚合物顆粒之 約25重量％的量之交聯劑。 9. 如申請專利範圍第8項之系統，其中該交聯劑係選自以 下所組成之群組：乙二醇二曱基丙烯酸酯、二乙二醇二 曱基丙烯酸酯、乙二醇二丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸 酿、1,6-己二醇二丙烯酸酯、四乙二醇二丙烯酸酯、三 丙一醇二丙稀酸醋、乙氧基化雙齡Α二丙稀酸酯、異戊 25 201111453 ίο. 11. 12. 13. 14. 15. 四醇三丙烯酸酯、異戊四醇四丙烯酸酯、N，N-亞甲基雙 丙烯醯胺、二乙烯苯、及其等之組合物。 如申請專利範圍第1-9項中任一項之系統，其中得自可 熔合該等丙烯酸聚合物顆粒及胺甲酸乙酯聚合物顆粒 之加熱裝置的熱為自50-1〇〇。〇。 如申請專利範圍第1-10項中任一項之系統，其中該液體 媒劑進一步包括至少一當自該加熱裝置施加熱時蒸發 速度快於水之有機共溶劑。 如申請專利範圍第1 -11項中任一項之系統，其中與比較 用之列印影像比較，該列印影像具有增加的耐摩擦色牢 度，除了在用以產生該比較用列印影像之喷墨墨水内， °玄4胺曱酸乙s旨聚合物顆粒經等量之丙稀酸聚合物顆 粒取代不同外，該比較用之列印影像之製法如同該列印 影像。 如申請專利範圍第M2項中任一項之系統，其中該系統 進一步包括乙烯基媒體。 如申請專利範圍第1-13項中任一項之系統，其中一旦自 该加熱裝置施加熱，該水性液體媒劑之至少一部份蒸 發，該乙烯基媒體增塑化，且該喷墨墨水流動。 —種以申請專利範圍第M4項中任一項之系統形成列 印影像的方法，其包括： a) 將該喷墨墨水喷射至乙烯基媒體上以形成該列 印影像；及 b) 施加約5(TC至lOOt熱至該列印影像以導致該等 26 201111453 丙烯酸聚合物顆粒及胺曱酸乙酯聚合物顆粒熔合，藉以 形成一可將該乙烯基媒體上之色料的至少一部份囊封 之薄膜。 27 201111453 四、指定代表圖： (一) 本案指定代表圖為：第（ ）圖。（無) (二) 本代表圖之元件符號簡單說明： 五、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式：