TW201905118A - 白色噴墨墨水組成物、墨水塗佈方法、及塗佈製品 - Google Patents
白色噴墨墨水組成物、墨水塗佈方法、及塗佈製品Info
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Abstract
白色噴墨墨水組成物、噴墨墨水塗佈方法、及所得的噴墨塗佈製品均是基於一種白色噴墨墨水組成物,其包括:微粒顏料材料、樹脂組成物、及溶劑組成物。熱硬化後,未硬化樹脂組成物會形成附著在基材的硬化樹脂組成物,該基材為例如玻璃基材、玻璃陶瓷基材、陶瓷基材、金屬氧化物基材、金屬基材及聚合物基材等但不限於此等。
Description
[相關申請案之交互參照]本申請案依據專利法主張於2017年6月27日申請之美國臨時申請案序號第62/525258號之優先權之權益,且本申請案是依據該申請案之內容,並藉由參照來將該申請案之內容整體併入本文中。
本發明大致是有關一種噴墨墨水組成物、噴墨印刷製品、及噴墨印刷方法。
用於噴墨墨水印刷法的噴墨墨水組成物為已眾所周知的材料,其在例如紙原料基材等的多孔質基材上經常提供正確且具有再現性的影像。然而,當供給至例如玻璃基材等低多孔質基材時,墨水影像的附著力及不透明性經常受損。例如:與墨水、特別是彩色墨水對像玻璃這樣的低多孔質基材的附著力有關的問題可能會造成色濃度及影像清晰度不良。
於是,本領域中需要一種噴墨墨水組成物及印刷方法,其能夠提供經提高的玻璃基材附著性及經提高的不透明性。
本發明是有關一種噴墨墨水組成物及印刷方法,其能夠提供經提高的基材附著性及經提高的例如光學密度等不透明性。本文中所記載或其它能夠思及的實施形態是有關一種噴墨墨水組成物,其包含:顏料成分、樹脂組成物、及溶劑組成物,該噴墨墨水組成物能夠對硬化噴墨墨水組成物提供與基材表面有關的經提高的附著性及經提高的不透明性,特別是在該基材表面包含玻璃表面、陶瓷表面、金屬氧化物表面、金屬表面、聚合物表面或類似的表面的環境中。同樣地,本文中所記載或其它能夠思及的方法的實施形態是有關將墨水組成物噴墨印刷在例如玻璃表面、陶瓷表面、金屬氧化物表面、金屬表面、聚合物表面或類似的表面等基材表面上,該墨水組成物包含:顏料成分、樹脂組成物、及溶劑組成物。
態樣(1)中揭示一種墨水組成物,其包含: 白色顏料材料; 樹脂組成物;及 溶劑組成物,其包含丙二醇醚、二乙二醇二甲基醚、丙二醇甲基醚乙酸酯、或二乙二醇二乙基醚之中的一種以上; 該樹脂組成物包含: 矽氧樹脂成分;及 胺基樹脂成分或丙烯酸類樹脂成分之中的至少一種。
態樣(2)是如態樣(1)所述,其中,該墨水組成物能夠噴墨印刷且能夠熱硬化。
態樣(3)是如態樣(1)或(2)所述,其中,該白色顏料材料包含平均粒子大小D50在100 nm~250 nm的範圍內的二氧化鈦粉末。
態樣(4)是如態樣(3)所述,其中,該平均粒子大小D50是在150 nm~250 nm的範圍內。
態樣(5)是如任何前述態樣所述,其中,該矽氧樹脂成分包含倍半矽氧烷。
態樣(6)是如態樣(5)所述,其中,該倍半矽氧烷為二乙烯基六甲基八矽倍半矽氧烷(divinyl-hexamethyl-octasila-silsesquioxane)。
態樣(7)是如任何前述態樣所述,其中,該溶劑組成物包含丙二醇醚、二乙二醇二甲基醚、丙二醇甲基醚乙酸酯、或二乙二醇二乙基醚之中的兩種以上。
態樣(8)是如任何前述態樣所述,其中,該溶劑組成物包含丙二醇醚、二乙二醇二甲基醚、丙二醇甲基醚乙酸酯、或二乙二醇二乙基醚之中的三種以上。
態樣(9)是如任何前述態樣所述,其中,該溶劑組成物包含丙二醇醚、二乙二醇二甲基醚、丙二醇甲基醚乙酸酯、及二乙二醇二乙基醚。
態樣(10)是如任何前述態樣所述,其中,該丙二醇醚為丙二醇單甲基醚。
態樣(11)是如任何前述態樣所述,其進一步包含:分散劑、及促流劑(flow promoter)。
態樣(12)是如態樣(11)所述,其中,該促流劑包含經改質的聚醚聚二甲基矽氧烷。
態樣(13)是如任何前述態樣所述,其中,該樹脂組成物包含胺基樹脂成分或丙烯酸類樹脂成分。
態樣(14)是如任何前述態樣所述,其中,該樹脂組成物進一步包含環氧樹脂成分。
態樣(15)是如任何前述態樣所述,其包含: 在9~14重量%的範圍內的該顏料材料; 在12~25重量%的範圍內的該矽氧樹脂成分; 在0~10重量%的範圍內的該胺基樹脂成分; 在0~10重量%的範圍內的該丙烯酸類樹脂成分; 在15~25重量%的範圍內的該丙二醇醚; 在10~20重量%的範圍內的二乙二醇二甲基醚; 在0~10重量%的範圍內的二乙二醇二乙基醚;及 在13~25重量%的範圍內的丙二醇甲基醚乙酸酯。
態樣(16)是如態樣(15)所述,其進一步包含: 在1~4重量%的範圍內的分散劑; 在0.5~3.5重量%的範圍內的促流劑;及 在0~10重量%的範圍內的環氧樹脂成分。
態樣(17)為一種墨水塗佈方法,其包含下述步驟: 將任何前述態樣所述的未硬化噴墨墨水組成物塗佈於基材上;及 在原處使該未硬化噴墨墨水組成物硬化而於該基材上形成硬化噴墨墨水組成物。
態樣(18)是如態樣(17)所述,其中,該基材是從由玻璃基材、玻璃陶瓷基材、陶瓷基材、金屬氧化物基材、金屬基材及聚合物基材所組成的群組中選出。
態樣(19)是如態樣(17)或(18)所述,其中,該未硬化噴墨墨水組成物是經熱硬化而形成硬化墨水組成物。
態樣(20)是如態樣(17)~(19)中任一態樣所述,其中,該硬化墨水組成物的光學密度在大於0.2~1.0的範圍內。
態樣(21)是如態樣(20)所述,其中,該硬化墨水組成物的光學密度在大於0.5~1.0的範圍內。
態樣(22)為一種塗佈製品,其包含:基材;及硬化塗膜,其位於該基材上,且該硬化塗膜包含態樣(1)~(16)中任一態樣所述的墨水組成物。
態樣(23)是如態樣(22)所述,其中,該硬化塗膜的厚度在1 μm~10 μm的範圍內。
態樣(24)是如態樣(22)或(23)所述,其中,該硬化塗膜的光學密度在大於0.2~1.0的範圍內。
態樣(25)是如態樣(24)所述,其中,該硬化塗膜的光學密度在大於0.5~1.0的範圍內。
態樣(26)是如態樣(22)~(25)中任一態樣所述,其中,根據ASTM D3359-09e2中所規定的十字劃割附著力測試(cross hatch adhesion test),該硬化塗膜對該基材的附著力≧4B。
態樣(27)為一種電子裝置,其包含態樣(22)~(26)中任一態樣所述的塗佈製品。 本發明的此等或其它態樣能夠藉由參照下述實施形態來明白理解並能夠參照下述實施形態來說明。
本文中所記載或其它能夠思及的實施形態是有關一種白色噴墨墨水組成物及印刷方法,其能夠提供經提高的基材附著性及經提高的例如光學密度等不透明性。根據各種實施形態,該噴墨墨水組成物包括:顏料成分、樹脂組成物、及溶劑組成物,該噴墨墨水組成物能夠對硬化噴墨墨水組成物提供與基材表面有關的經提高的附著性及經提高的不透明性,特別是在該基材表面包含玻璃表面、玻璃陶瓷表面、陶瓷表面、金屬氧化物表面、金屬表面、聚合物表面或類似的表面的環境中。根據各種實施形態,本文中所記載的該噴墨印刷方法利用一系列的步驟來將墨水組成物噴墨在例如玻璃表面、玻璃陶瓷表面、陶瓷表面、金屬氧化物表面、金屬表面、聚合物表面或類似的表面等基材表面上,該墨水組成物包含:顏料成分、樹脂組成物、及溶劑組成物。一些實施形態中,白色噴墨墨水組成物具有適當的黏度(例如2~6 cP)、及適當的平均粒子大小D50的顏料材料(例如100~250 nm),以使白色噴墨墨水組成物能夠噴墨印刷。一些實施形態中,該白色噴墨墨水組成物能夠熱硬化。
噴墨印刷亦提供印刷在3D成型或2.5D成型的基材上的能力,而該基材不容易或無法以例如網版印刷等其它印刷技法來完成。網版印刷仰賴使用網版,並在網版藉由以刮漿板來將墨水擠壓穿過該網版中的開口,來將墨水供給至基材。為了執行該網版印刷法,該網版需要與基材完全接觸,而會導致對於一些3D成型及2.5D成型的基材有限制或無能力。另一方面,噴墨印刷無需使印刷頭接觸基材,反而需要使印刷頭與基材表面呈垂直。3D成型的基材包括一種基材,該基材的兩個主要的表面例如在基材的一個以上的邊緣彎曲。2.5D成型的基材包括一種基材,該基材的僅一個主要的表面例如在基材的一個以上的邊緣彎曲。一些實施形態中,基材可具有4個邊緣且該基材可在1個邊緣、2個邊緣、3個邊緣、或4個邊緣全部彎曲。一些實施形態中,本文中所揭示的墨水組成物適合噴墨印刷在3D成型或2.5D成型的基材上。
一些實施形態中,該噴墨墨水組成物包含:白色顏料材料;樹脂組成物;及溶劑組成物,其包含丙二醇醚、二乙二醇二甲基醚、丙二醇甲基醚乙酸酯、或二乙二醇二乙基醚之中的一種以上;該樹脂組成物包含:矽氧樹脂成分;及胺基樹脂成分或丙烯酸類樹脂成分之中的至少一種。
[噴墨墨水組成物]
一些實施形態的未硬化噴墨墨水組成物包括一種顏料材料,其可包含白色顏料材料但不限於此。一些實施形態中,該白色顏料材料為二氧化鈦(TiO2
)粉末。一些實施形態中,該顏料材料的適當的平均粒子大小D50會容許在經減少或最小化該噴墨印刷頭的阻塞的情形下將該未硬化噴墨墨水組成物噴墨印刷。一些實施形態中,二氧化鈦粉末的平均粒子大小D50在下述範圍內:100 nm~250 nm、100 nm~225 nm、100 nm~200 nm、100 nm~175 nm、100 nm~150 nm、100 nm~125 nm、 125 nm~250 nm、125 nm~225 nm、125 nm~200 nm、125 nm~175 nm、125 nm~150 nm、150 nm~250 nm、150 nm~225 nm、150 nm~200 nm、150 nm~175 nm、175 nm~250 nm、175 nm~225 nm、175 nm~200 nm、200 nm~250 nm、200 nm~225 nm、225 nm~250 nm;或是此等之間的任何範圍或部分範圍。該平均粒子大小D50是藉由Microtrac Nantrac Wave W3205測量計來測量。為了執行該測量,而將該墨水稀釋至1:100的比例並投入測量計的腔室中。在該測量計中輸入該顏料材料的折射率。在操作測量計的期間,收集通過該稀釋溶液的光源的波長,然後使該波長時間與D50粒子大小相關聯。一些實施形態中,該二氧化鈦粉末可經透過慣用技巧來研磨而完成期望的平均粒子大小D50。一些實施形態中,未硬化噴墨墨水組成物包括在下述範圍內的量的該白色顏料材料:9~14重量%、9~13重量%、9~12重量%、9~11重量%、9~10重量%、10~14重量%、10~13重量%、10~12重量%、10~11重量%、11~14重量%、11~13重量%、11~12重量%、12~14重量%、12~13重量%、13~14重量%;或是此等之間的任何範圍或部分範圍。一些實施形態中,該白色顏料材料對該墨水提供白色,使該墨水在噴墨印刷在基材上後能夠完成適當的光學密度,且為在印刷及硬化後使該墨水維持適當的電阻的因素。一些實施形態中,用於該未硬化噴墨墨水組成物中的顏料為商業上所能取得。
各種實施形態的未硬化噴墨墨水組成物包括未硬化樹脂組成物。未硬化噴墨墨水組成物的該未硬化樹脂組成物能夠確保該微粒顏料材料成分對基材(例如特別是玻璃基材)的附著力且能夠將該顏料材料包覆以避免該顏料材料凝固。並且,未硬化噴墨墨水組成物的該未硬化樹脂組成物當在滿足或超過一般與經噴墨墨水塗佈及硬化的基材的特定最終應用有關的環境可靠性測試基準的情況下硬化後是有用的。一些實施形態的未硬化噴墨墨水組成物的該未硬化樹脂組成物當硬化後,亦可對硬化噴墨墨水組成物塗佈製品確保並提供附加的功能性的屬性,例如溶劑耐性及化學耐性以及期望的電阻率特性等但不限於此等。
一些實施形態中,未硬化噴墨墨水組成物包括在下述範圍內的該未硬化樹脂組成物:25~32重量%、25~31重量%、25~30重量%、25~29重量%、25~28重量%、25~27重量%、25~26重量%、26~32重量%、26~31重量%、26~30重量%、26~29重量%、26~28重量%、26~27重量%、27~32重量%、27~31重量%、27~30重量%、27~29重量%、27~28重量%、28~32重量%、28~31重量%、28~30重量%、28~29重量%、29~32重量%、29~31重量%、29~30重量%、30~32重量%、30~31重量%、31~32重量%;或是此等之間的任何範圍或部分範圍。
一些實施形態中,該未硬化樹脂組成物包括未硬化矽氧樹脂成分但不一定限於此。一些實施形態中,該未硬化噴墨墨水組成物包括在下述範圍內的該未硬化矽氧樹脂成分:12~25重量%、12~22重量%、12~20重量%、12~18重量%、12~15重量%、15~25重量%、15~22重量%、15~20重量%、15~18重量%、18~25重量%、18~22重量%、18~20重量%、20~25重量%、20~22重量%、22~25重量%;或是此等之間的任何範圍或部分範圍。
一實施形態的未硬化噴墨墨水組成物中的未硬化矽氧樹脂成分包含且可選擇性地被定義為倍半矽氧烷未硬化矽氧樹脂成分、及例如(但不限於)第1圖所示的化學結構的二乙烯基六甲基八矽倍半矽氧烷未硬化矽氧樹脂成分(Vin2
Me6
Si8
)。第2圖為二乙烯基六甲基八矽倍半矽氧烷未硬化矽氧樹脂成分的熱脫附氣相層析質譜。
如同本發明所屬技術領域中具有通常知識者所已知,第1圖所示的化學結構的該Vin2
Me6
Si8
倍半矽氧烷未硬化矽氧樹脂成分為兩個分子的乙烯基三取代性矽烷與六個分子的甲基三取代性矽烷的縮合產物。前述乙烯基矽烷及甲基矽烷分子的該三取代性部分可包含例如取代性化學功能但不限於此,該功能包括適當的鹵化物功能及適當的醇鹽功能但不限於此等。因此,可用於製備第1圖所示的化學結構的該倍半矽氧烷未硬化矽氧樹脂成分的適當的矽烷起始材料可包括乙烯基三乙氧基矽烷及甲基三甲氧基矽烷但不限於此等。第1圖所示的化學結構的該倍半矽氧烷未硬化矽氧樹脂成分以一些實施形態的未硬化噴墨墨水組成物的約12~25重量%的比例存在。第1圖所示的化學結構的該倍半矽氧烷未硬化矽氧樹脂成分的進一步的特徵在於透明的黏液,其含有約30%~約45%的固體,25℃時的黏度為約10~約20 cP,23℃時的密度為約0.9~約1.0 g/cm3
,且表面張力為約26~約29 dynes/cm。
一些實施形態的未硬化噴墨墨水組成物中的未硬化樹脂成分中所使用的適當的未硬化矽氧樹脂成分(例如包括第1圖所示的化學結構的該Vin2
Me6
Si8
倍半矽氧烷但不限於此)可從數種商業來源中的任何來源取得,來作為合適地指定的未硬化矽氧樹脂。如上所述,該未硬化矽氧樹脂成分可在原處從適當的乙烯基矽烷與適當的甲基矽烷以1:3的比例進行反應選擇性地製備。
一些實施形態中,除了該未硬化矽氧樹脂成分以外,該未硬化樹脂組成物亦包括:未硬化胺基樹脂成分、未硬化丙烯酸類樹脂成分、未硬化環氧樹脂成分之中的一種以上。一些實施形態中,該未硬化噴墨墨水組成物包括在下述範圍內的該未硬化丙烯酸類樹脂成分:0~10重量%、0~8重量%、0~6重量%、0~4 wt%、大於0~10重量%、大於0~8重量%、大於0~6重量%、大於0~4重量%、2~10重量%、2~8重量%、2~6重量%、2~4 wt%、4~10重量%、4~8重量%、4~6重量%、6~10重量%、6~8重量%、8~10重量%;或是此等之間的任何範圍或部分範圍。一些實施形態中,該未硬化噴墨墨水組成物包括在下述範圍內的該未硬化胺基樹脂成分:0~10重量%、0~8重量%、0~6重量%、0~4 wt%、大於0~10重量%、大於0~8重量%、大於0~6重量%、大於0~4重量%、2~10重量%、2~8重量%、2~6重量%、2~4 wt%、4~10重量%、4~8重量%、4~6重量%、6~10重量%、6~8重量%、8~10重量%;或是此等之間的任何範圍或部分範圍。一些實施形態中,該未硬化噴墨墨水組成物包括在下述範圍內的該未硬化環氧樹脂成分:0~10重量%、0~8重量%、0~6重量%、0~4 wt%、大於0~10重量%、大於0~8重量%、大於0~6重量%、大於0~4重量%、2~10重量%、2~8重量%、2~6重量%、2~4 wt%、4~10重量%、4~8重量%、4~6重量%、6~10重量%、6~8重量%、8~10重量%;或是此等之間的任何範圍或部分範圍。一些實施形態中,該未硬化噴墨墨水組成物中所使用的該未硬化胺基樹脂成分、該未硬化丙烯酸類樹脂成分及該未硬化環氧樹脂成分為商業上所能取得。
各種實施形態的未硬化噴墨墨水組成物包括溶劑組成物。一般而言,依照各種實施形態,該溶劑材料是為了產生用於該顏料材料粒子的載體的功能而選擇,而使該顏料材料粒子能夠均勻且順利地從噴墨印刷頭噴出至非多孔質基材上,該基材為例如玻璃基材、玻璃陶瓷基材、陶瓷基材、金屬氧化物基材、金屬基材及/或聚合物基材等但不限於此等。此外,該溶劑成分亦是為了控制該未硬化噴墨墨水組成物的乾燥性、流體性、濕潤性而選擇、以及確保該未硬化噴墨墨水組成物的黏度及表面張力不會隨著溫度改變而改變,而因此維持穩定的印刷效能(例如印刷頭噴嘴的罕見的阻塞等)。該溶劑組成物亦調整墨水的黏度而使下述之間平衡:具有充分低的揮發性而在儲存中及使用期間持續穩定,以使其不會乾燥或阻塞噴墨印刷頭噴嘴;及具有充分高的揮發性,而最小化或避免墨水過度流動及在噴墨印刷至該基材上後除潤。並且,能夠預期一實施形態的未硬化噴墨墨水組成物中的該溶劑組成物可具有下述特徵:在200℃使用氣相層析法分析。
一些實施形態中,未硬化噴墨墨水組成物包括在下述範圍內的該溶劑組成物:50~60重量%、50~59重量%、50~58重量%、50~57重量%、50~56重量%、50~55重量%、50~54重量%、50~53重量%、50~52重量%、50~51重量%、51~60重量%、51~59重量%、51~58重量%、51~57重量%、51~56重量%、51~55重量%、51~54重量%、51~53重量%、51~52重量%、52~60重量%、52~59重量%、52~58重量%、52~57重量%、52~56重量%、52~55重量%、52~54重量%、52~53重量%、53~60重量%、53~59重量%、53~58重量%、53~57重量%、53~56重量%、53~55重量%、53~54重量%、54~60重量%、55~60重量%、55~59重量%、55~58重量%、55~57重量%、55~56重量%、56~60重量%、56~59重量%、56~58重量%、56~57重量%、57~60重量%、57~59重量%、57~58重量%、58~60重量%、58~59重量%、59~60重量%;或是此等之間的任何範圍或部分範圍。
一些實施形態中,該溶劑組成物包括(1)丙二醇醚(例如丙二醇單甲基醚)、(2)二乙二醇二甲基醚、(3)丙二醇甲基醚乙酸酯、(4)二乙二醇二乙基醚及(5)該等的任何組合(例如上列溶劑之中的兩種、三種、或四種全部)但不一定限於此等。一些實施形態中,該未硬化噴墨墨水組成物中所使用的溶劑為商業上所能取得。
一些實施形態中,該未硬化噴墨墨水組成物包括在下述範圍內的丙二醇醚:15~25重量%、15~22重量%、15~20重量%、15~18重量%、18~25重量%、18~22重量%、18~20重量%、20~25重量%、20~22重量%、22~25重量%;或是此等之間的任何範圍或部分範圍。一些實施形態中,該未硬化噴墨墨水組成物包括在下述範圍內的二乙二醇二甲基醚:10~20重量%、10~18重量%、10~16重量%、10~12重量%、12~20重量%、12~18重量%、12~16重量%、12~14重量%、14~20重量%、14~18重量%、14~16重量%、16~20重量%、16~18重量%、18~20重量%;或是此等之間的任何範圍或部分範圍。一些實施形態中,該未硬化噴墨墨水組成物包括在下述範圍內的丙二醇甲基醚乙酸酯:13~25重量%、13~22重量%、13~20重量%、13~18重量%、13~15重量%、15~25重量%、15~22重量%、15~20重量%、15~18重量%、18~25重量%、18~22重量%、18~20重量%、20~25重量%、20~22重量%、22~25重量%;或是此等之間的任何範圍或部分範圍。一些實施形態中,該未硬化噴墨墨水組成物包括在下述範圍內的二乙二醇二乙基醚:0~10重量%、0~8重量%、0~6重量%、0~4 wt%、大於0~10重量%、大於0~8重量%、大於0~6重量%、大於0~4重量%、2~10重量%、2~8重量%、2~6重量%、2~4 wt%、4~10重量%、4~8重量%、4~6重量%、6~10重量%、6~8重量%、8~10重量%;或是此等之間的任何範圍或部分範圍。
一些實施形態中,在許多其它成分中,該溶劑可包括下述成分之中的一種以上,包括:乙醇、異丙醇、正丁醇、異丁醇、乙二醇、甘油、3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、2-乙基-2-(羥甲基)-1,3-丙二醇、2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇、2,2-二甲基丙-1,3-二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、2,3-丁二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇、1,5-戊二醇、2-甲基-1,4-戊二烯、2,4-二乙基-2,4-戊二醇、2-丁烯-1,4-二醇、2,5-己二醇、2,5-二甲基己-2,5-二醇、2-乙基-1,3-己二醇、乙二醇二甲基醚、四乙二醇二甲基醚、二丙二醇二甲基醚、二乙二醇二丁基醚、二乙二醇單丁基醚、二乙二醇二甲基醚、乙二醇二乙基醚、二乙二醇二乙基醚、二乙二醇甲基乙基醚、丙二醇二甲基醚、三乙二醇二甲基醚、乙二醇三級丁基醚、乙二醇單丁基醚、丙二醇三級丁基醚、二乙二醇三級丁基醚、丙二醇單甲基醚、丙二醇甲基丙基醚、丙二醇甲基丁基醚、二丙二醇甲基丁基醚、二丙二醇甲基丙基醚、乙二醇單乙基醚乙酸酯、二乙二醇單丁基醚乙酸酯、二乙二醇單乙基醚乙酸酯、丙二醇甲基醚乙酸酯、二丙二醇甲基醚乙酸酯、及/或乙二醇單丁基醚乙酸酯、及其它。
一些實施形態中,該未硬化噴墨墨水組成物亦能夠包括分散劑,該分散劑旨在:使該顏料成分粒子即使在混入至漿體中及/或混入至該未硬化噴墨墨水組成物中後仍保持均勻懸浮;及避免凝固或沉澱。凝固的顏料材料成分粒子可能會:阻塞噴墨墨水噴嘴;當印刷在基材上後造成點缺陷;及顯著地降低硬化噴墨墨水組成物的電阻率。與大小較大的顏料材料成分粒子相比,奈米大小的顏料材料成分粒子由於例如較強的凡得瓦力(van der Waal force),故更容易受到凝固的影響。一些實施形態中,該未硬化噴墨墨水組成物包括在下述範圍內的分散劑:1~4重量%、1~3重量%、1~2重量%、2~4重量%、2~3重量%、3~4重量%;或是此等之間的任何範圍或部分範圍。
一些實施形態中,分散劑材料可包括丙烯酸類聚合物材料。僅作為一例,適合與一實施形態的未硬化樹脂成分及溶劑組成物相容的丙烯酸類聚合物材料分散劑為商業上所能取得。根據其它實施形態,該分散劑可為或可包括下述之中的一種以上:包括聚胺酯(polyurethane)及/或聚甲基丙烯酸甲酯共聚物分散劑、具有顏料親和性基的丙烯酸酯共聚物、具有顏料親和性基的高分子量嵌段共聚物、多元胺醯胺的多元羧酸鹽、具有酸性基的共聚物的烷醇銨鹽、具有顏料親和性基的高分子量共聚物的磷酸酯鹽及/或具有顏料親和性基的羥基功能性羧酸酯及其它但不限於此等。一些實施形態中,該未硬化噴墨墨水組成物中所使用的分散劑為商業上所能取得。
根據一些實施形態,該未硬化噴墨墨水組成物亦能夠包括促流劑,其能夠使基材(例如玻璃、玻璃陶瓷、陶瓷、金屬氧化物、金屬及/或聚合物基材)上的未硬化噴墨墨水組成物更加濕潤,而因此避免該未硬化噴墨墨水組成物在硬化前被基材除潤。一些實施形態中,該未硬化噴墨墨水組成物包括在下述範圍內的促流劑:0.5~3.5重量%、0.5~3重量%、0.5~2.5重量%、0.5~2重量%、0.5~1.5重量%、0.5~1重量%、1~3.5重量%、1~3重量%、1~2.5重量%、1~2重量%、1~1.5重量%、1.5~3.5重量%、1.5~3重量%、1.5~2.5重量%、1.5~2重量%、2~3.5重量%、2~3重量%、2~2.5重量%、2.5~3.5重量%、2.5~3重量%、3~3.5重量%;或是此等之間的任何範圍或部分範圍。一些實施形態中,該促流劑可為經改質的聚醚聚二甲基矽氧烷。一些實施形態中,該未硬化噴墨墨水組成物中所使用的促流劑為商業上所能取得。
根據一些實施形態,該噴墨墨水組成物亦能夠包括表面控制劑,其包括聚二甲基矽氧烷溶液、經聚醚聚酯改質的有機矽氧烷溶液、經烷基改質的有機矽氧烷溶液、丙烯酸酯共聚物、聚丙烯酸酯溶液、及OH、及/或具有OH功能性基的聚丙烯酸酯共聚物溶液但不限於此等。脫氣劑可為例如:聚二甲基矽氧烷及/或經改質的聚二甲基矽氧烷。
與上述及/或其它能夠思及的各種實施形態的該未硬化噴墨墨水組成物有關的更多細節是如下所述。
表1及2中提供數種實施形態的未硬化白色噴墨墨水組成物的變化。
[表1]白色噴墨墨水組成物
[表2]白色噴墨墨水組成物
除了包括該顏料成分、該樹脂成分及該溶劑組成物的前述成分以外,一些實施形態的未硬化噴墨墨水組成物亦可進一步包含一種以上的其它添加劑,其為未硬化噴墨墨水組成物的情況以外慣用或非慣用的添加劑。這樣的額外的添加劑可包括可最多約3%且包含慣用組成物的樹脂強化劑但不一定限於此。
一些實施形態的未硬化噴墨墨水組成物可藉由下述方式來製備:以任何順序來將前述成分混合直到獲得未硬化噴墨墨水組成物的均勻懸浮液。典型且較佳是:該成分已全部混合且適當地調整至提供一種未硬化噴墨墨水組成物,其黏度適合噴墨印刷(能夠噴墨印刷的墨水組成物),例如:在25℃時為2~6 cP、2~5 cP、2~4 cP、2~3 cP、3~6 cP、3~5 cP、3~4 cP、4~6 cp、4~5 cP或5~6 cP;或是此等之間的任何範圍或部分範圍。
一些實施形態中,本文中所揭示的該噴墨墨水組成物能夠熱硬化。因此,一些實施形態中,本文中所揭示的該噴墨墨水組成物在暴露在紫外光下無法硬化(無法uv硬化)、及/或非水溶性(不含水)。一些實施形態中,該能夠熱硬化的噴墨墨水組成物不含光起始劑成分,其能夠使該噴墨墨水組成物在暴露在紫外光下開始硬化。一些實施形態中,該噴墨墨水組成物的該溶劑組成物為非水溶性。
[噴墨墨水組成物塗佈方法]
一實施形態的噴墨墨水塗佈方法大致是與上述說明的該噴墨墨水組成物相似。因此,一些實施形態中,將根據任何本文中所記載的該實施形態的未硬化噴墨墨水組成物塗佈於基材上。然後,在基材上的原處使該未硬化噴墨墨水組成物硬化而於該基材上形成硬化噴墨墨水組成物塗膜。一些實施形態中,將該噴墨墨水組成物直接供給至該基材的表面(例如在不預先供給底漆(primer)的情形下)。其它實施形態中,可在將該噴墨墨水組成物供給之前先將底漆供給至該基材的表面,以有助於該墨水對該基材的表面的附著力。
根據一些實施形態,該塗佈方法首先能夠包括:配製該未硬化噴墨墨水組成物的步驟。產生或配製該未硬化噴墨墨水組成物能夠包括例如:將顏料材料與無機樹脂成分與該溶劑組成物結合或混合的步驟。產生或配製該未硬化噴墨墨水組成物的步驟亦能夠在其中包括:混合研磨、或是將分散劑與一種以上的顏料結合而製作顏料漿體的前步驟。一實施形態中的預先將分散劑材料混合的該顏料漿體為商業上所能取得。該顏料漿體能夠與樹脂成分及溶劑混合物混合、或與預先將該樹脂與溶劑結合的混合物混合,而形成該未硬化噴墨墨水組成物。
一些實施形態中,將該未硬化噴墨墨水組成物熱硬化而形成該硬化噴墨墨水組成物塗膜。這樣的將該未硬化噴墨墨水組成物熱硬化而提供該硬化噴墨墨水組成物塗膜可在例如對流烘箱或紅外線烘箱中執行。一些實施形態中,該熱硬化可在惰性氣體環境中進行。一些實施形態中,該噴墨墨水組成物的該熱硬化可為單一加熱步驟或多重加熱步驟。一些實施形態中,該熱硬化可在在160~250℃的範圍內的溫度進行在1~20分鐘的範圍內的時間期間。一些實施形態中,烘烤步驟可在熱硬化步驟之後進行。一些實施形態中,該烘烤步驟可在在125~175℃的範圍內的溫度進行在15~60分鐘的範圍內的時間期間。
一些實施形態中,在硬化之前,該噴墨墨水組成物可為了最小化及/或避免該墨水在一經供給至基材上就流動,而在足以使一部分的該溶劑組成物蒸發但不會使該噴墨墨水組成物熱硬化的溫度加熱。一些實施形態中,該基材可放置於加熱板上而提供足以使一部分的該溶劑組成物蒸發但不會使該噴墨墨水組成物熱硬化的加熱。一些實施形態中,該加熱板可加熱至在25~75℃的範圍內的溫度。
與如上所述的實施形態的態樣一致,一實施形態的未硬化噴墨墨水組成物是塗佈於基材上並硬化,該基材是從包括玻璃基材、玻璃陶瓷基材、陶瓷基材、金屬氧化物基材、金屬基材及/或聚合物基材及其它的群組中選出但不限於此等。這樣的基材的特定最終產品應用能夠進行變更。
前述基材選項及未硬化噴墨墨水組合物塗佈及熱處理硬化條件並非旨在限制與任何特定功能最終結果有關的實施形態。反而,一實施形態旨在並期望選擇性的熱處理硬化條件可接近實現經塗佈特定熱硬化噴墨墨水組成物的基材。
[硬化噴墨墨水組成物塗佈製品]
以下依序從前述未硬化噴墨墨水組成物及前述噴墨墨水組成物的塗佈方法來提供的硬化噴墨墨水組成物塗佈製品,為該硬化噴墨墨水組成物塗佈製品本身。這樣的硬化噴墨墨水塗佈製品包括:基材;及硬化噴墨墨水組成物塗膜,其位於該基材上。該硬化塗膜包括:顏料、及硬化無機樹脂黏合劑組成物。較期望是:一實施形態的塗佈製品中,該基材是從由玻璃基材、玻璃陶瓷基材、陶瓷基材、金屬氧化物基材、金屬基材及/或聚合物基材及其它所組成的群組中選出。一些實施形態中,該塗佈製品可併入電子裝置中來作為外殼的一部分或作為殼體組件。一些實施形態中,該電子裝置可包括行動電話、筆記型電腦或平板電腦但不限於此等。
一些實施形態中,該硬化塗膜的的光學密度為:大於0.2~1.0、大於0.2~0.8、大於0.2~0.6、大於0.3~1.0、大於0.3~0.8、大於0.3~0.6、大於0.4~1.0、大於0.4~0.8、大於0.4~0.6、大於0.5~1.0、大於0.5~0.8、大於0.5~0.6、大於0.55~1.0、大於0.55~0.8、大於0.6~1.0、大於0.6~0.8;或是此等之間的任何範圍或部分範圍。該光學密度可使用X-rite 361T穿透測量計來測量。一些實施形態中,該光學密度可藉由控制從噴墨印表機印刷頭沉積出的墨水的量來控制及調整。一些實施形態中,該硬化塗膜的適合完成期望的光學密度的厚度為例如在下述範圍內:1~10 μm、1~8 μm、1~6 μm、1~4 μm、2~10 μm、2~8 μm、2~6 μm、2~4 μm、3~10 μm、3~8 μm、3~6 μm、3~4 μm、4~10 μm、4~8 μm、4~6 μm;或是此等之間的任何範圍或部分範圍。
一些實施形態中,如使用依據ASTM D3359-09e2(及其後代)的Gardco十字劃割附著力套組來測量般,該硬化噴墨墨水組成物塗膜對該基材的附著力≧4B,本案藉由參照來將該ASTM D3359-09e2(及其後代)整體併入本文中。一些實施形態中,該硬化噴墨墨水組成物塗膜滿足墨水的標準可靠性及環境測試,該測試包括熱循環測試72小時、高溫/高濕測試87小時、化學耐性測試72小時、鹽水測試72小時、按釦帶(snap tape)測試、及UV暴露測試72小時。根據一些實施形態,該硬化塗膜中的該顏料成分粒子經規律地排列。最後,一實施形態的該硬化塗佈製品中的該硬化噴墨墨水樹脂組成物可使用標準方法論來決定化學特徵。
本發明所屬技術領域中具有通常知識者均能夠理解可在不脫離本案申請專利範圍的主旨及範圍的情形下進行各種修飾及變更。
無
該等實施形態的目的、特徵及優點能夠藉由如下所述的實施方式中的記載來理解。該實施方式能夠藉由參照所附圖式中的記載來理解,且圖式中,不同的圖中的相同的參照文字通常均表示相同的零件。並且,圖式不一定按比例繪製,而是通常將重點放在說明本發明的原理上。
第1圖是示意性地顯示一些實施形態的二乙烯基六甲基八矽倍半矽氧烷樹脂成分的化學結構。
第2圖為一些實施形態的二乙烯基六甲基八矽倍半矽氧烷樹脂成分的熱脫附氣相層析質譜法(GC/MS)光譜。
國內寄存資訊 (請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無
國外寄存資訊 (請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
Claims (12)
- 一種墨水組成物,其包含: 白色顏料材料; 樹脂組成物;及 溶劑組成物,其包含丙二醇醚、二乙二醇二甲基醚、丙二醇甲基醚乙酸酯、或二乙二醇二乙基醚之中的一種以上; 該樹脂組成物包含: 矽氧樹脂成分;及 胺基樹脂成分或丙烯酸類樹脂成分之中的至少一種。
- 如請求項1所述的墨水組成物,其中,該墨水組成物能夠噴墨印刷且能夠熱硬化。
- 如請求項1所述的墨水組成物,其中,該白色顏料材料包含平均粒子大小D50在100 nm~250 nm的範圍內的二氧化鈦粉末。
- 如請求項1所述的墨水組成物,其中,該矽氧樹脂成分包含倍半矽氧烷。
- 如請求項1所述的墨水組成物,其包含: 在9~14重量%的範圍內的該顏料材料; 在12~25重量%的範圍內的該矽氧樹脂成分; 在0~10重量%的範圍內的該胺基樹脂成分; 在0~10重量%的範圍內的該丙烯酸類樹脂成分; 在15~25重量%的範圍內的該丙二醇醚; 在10~20重量%的範圍內的二乙二醇二甲基醚; 在0~10重量%的範圍內的二乙二醇二乙基醚;及 在13~25重量%的範圍內的丙二醇甲基醚乙酸酯。
- 一種墨水塗佈方法,其包含下述步驟: 將任何前述請求項所述的未硬化噴墨墨水組成物塗佈於基材上;及 在原處使該未硬化噴墨墨水組成物硬化而於該基材上形成硬化噴墨墨水組成物。
- 如請求項6所述的墨水塗佈方法,其中,該基材是從由玻璃基材、玻璃陶瓷基材、陶瓷基材、金屬氧化物基材、金屬基材及聚合物基材所組成的群組中選出。
- 如請求項6或7所述的墨水塗佈方法,其中,該硬化墨水組成物的光學密度在大於0.2~1.0的範圍內。
- 一種塗佈製品,其包含: 基材;及 硬化塗膜,其位於該基材上,且該硬化塗膜包含請求項1至5中任一項所述的墨水組成物。
- 如請求項9所述的塗佈製品,其中,該硬化塗膜的光學密度在大於0.2~1.0的範圍內。
- 如請求項9或10所述的塗佈製品,其中,根據ASTM D3359-09e2中所規定的十字劃割附著力測試,該硬化塗膜對該基材的附著力≧4B。
- 一種電子裝置,其包含請求項9所述的塗佈製品。
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