TW202336177A

TW202336177A - 用於製造搪瓷塗料之噴墨可印刷墨水

Info

Publication number: TW202336177A
Application number: TW112102538A
Authority: TW
Inventors: 馬桑斯瓦拉; 珍勒克盧恩珍士
Original assignee: 荷蘭商芬齊Ａｇｔ荷蘭有限責任公司
Priority date: 2022-01-28
Filing date: 2023-01-19
Publication date: 2023-09-16
Also published as: GB202201111D0; WO2023146392A1

Abstract

一種噴墨可印刷搪瓷墨水，其包括：至少一種玻璃料；至少一種顏料；一結晶矽酸鉍粉末；及一有機載體，其中該玻璃料、顏料及結晶矽酸鉍粉末在該有機載體中具有小於4微米之一d99粒徑分布，其中該墨水在100 s ^-1之剪切速率及35 ^oC之一溫度下具有小於30 mPa.S ^-1之一黏度，且其中該墨水具有不超過60 wt%之一總固體含量，包含該玻璃料、顏料及結晶矽酸鉍粉末。

Description

用於製造搪瓷塗料之噴墨可印刷墨水

本發明係關於用於製造搪瓷塗料之噴墨可印刷墨水。

搪瓷廣泛用於裝飾或生產玻璃及陶瓷基板上之塗料，諸如餐具、標牌、瓷磚、建築玻璃等。搪瓷特別適用於在用於汽車擋風玻璃、側窗及後窗之玻璃板周圍形成彩色邊框。彩色邊框增強外觀，且防止下伏黏著劑因紫外線輻射而降解。此外，彩色邊框可隱藏玻璃除霜系統之匯電條及接線連接。

搪瓷通常包括顏料及玻璃料。通常，其等作為一糊劑或墨水塗覆至一基板(例如，一擋風玻璃表面) ，例如，藉由印刷。糊劑或墨水可包括分散在一液體分散介質中之顏料及玻璃料微粒。此等糊劑或墨水可稱為「無機陶瓷糊劑」或「無機陶瓷墨水」。在將糊劑/墨水之一塗料塗覆至基板之後，糊劑/墨水通常經烘乾，且所塗覆之塗料經歷燒製，即，經受熱處理，以引起料軟化且熔合至基板，藉此將一搪瓷黏附至基板。在燒製期間，顏料本身通常不熔化，但藉由料或與料一起附接至基板。

可採用各種印刷技術將無機陶瓷糊劑/墨水塗覆至一基板。通常採用網版印刷及移印。通常，高固體含量及高黏度之搪瓷糊劑用於此印刷技術。數位噴墨印刷亦被建議作為一替代方法。使用此方法，已發現具有一更小粒徑之更低固體含量及/或更低黏度之搪瓷墨水對於經由注射印刷將此等墨水塗覆至一基板係有利的。

與網版印刷相比，數位噴墨印刷可提供各種優點。舉例而言：降低儲存螢幕或轉移裝置所涉及之成本(歸因於所需圖案之數位儲存)；降低低值印刷之成本，此在網版印刷中可為禁止的；增加自一種設計切換至另一設計之容易性及多功能性；及邊緣至邊緣印刷之能力。然而，適用於網版印刷或移印之糊劑通常不適合經由噴墨印刷來塗覆，因為其等趨於具有太高之一黏度，且玻璃料及顏料微粒之粒徑可使得微粒可堵塞一噴墨印表機之噴嘴。通常，適用於噴墨印刷(即，可噴墨)之一無機陶瓷墨水將具有小於25 cps(在印刷溫度下)之一黏度，且分散在其中之微粒將具有小於2微米，較佳小於1微米之一粒徑。

在無機陶瓷墨水之製備中，選擇適當的料至關重要，因為料之性質影響燒製行為及最終燒製搪瓷之性質兩者。通常，無機陶瓷墨水包括具有一單一玻璃組合物之玻璃料微粒。通常，玻璃料之組合物包括二氧化矽、氧化鉍及氧化硼。舉例而言，EP 1658342描述一種用於在一陶瓷基板上印刷之噴墨墨水組合物，該墨水組合物包括一有機溶劑及由SiO ₂、Bi ₂O ₃及B ₂O ₃組成之一玻璃料之亞微米微粒。

作為一替代方案，WO 2020/021235教示提供一噴墨墨水組合物係有利的，該組合物包括包括二氧化矽但很少或無氧化硼之一第一玻璃料之微粒及包括硼但很少或無二氧化矽之一第二玻璃料之微粒。據教示，在燒製期間，使用雙料組合物可更好地控制搪瓷熔合至基板之溫度範圍。此外，最終搪瓷之功能性質，諸如色彩深度及彎曲強度可得到改良。WO 2020/021235因此提出用於形成一搪瓷之一墨水，該墨水包括：一第一玻璃料之微粒；一第二玻璃料之微粒；及一液體分散介質，其中該第一玻璃料包括大於5 wt%之氧化矽(SiO ₂)及小於5 wt%之氧化硼(B ₂O ₃)，其中第二玻璃料包括氧化硼(B ₂O ₃)及小於5 wt%之氧化矽(SiO ₂)，且其中第一玻璃料之微粒及第二玻璃料之微粒兩者具有小於5微米之一D90粒徑。

本說明書旨在提供用於製造搪瓷塗料之經改良之噴墨可印刷墨水。

本發明人已發現，雖然先前已配製具有正確物理性質(例如，低黏度、低固體含量、低粒徑)之形成搪瓷之墨水，以使墨水具有良好的噴墨可印刷性，但燒製後所得搪瓷塗料之性質趨於與經由網版印刷方法印刷之最佳化之當前最先進技術商用搪瓷糊劑相比具有不同的、通常更差之功能性質。對於最終應用，諸如汽車玻璃應用，搪瓷塗料所需之功能性質包含：良好的顏色；良好的銀隱藏性質；良好的防黏性質；良好的耐酸性質；燒製溫度低；良好的彎曲強度性質；及低表面粗糙度。

本發明人已發現，藉由在此等墨水中包含一結晶矽酸鉍粉末(例如，閃鉍礦)，可顯著改良由噴墨墨水形成之搪瓷塗料之功能性質(低固體含量、低黏度、低粒徑)。此結晶矽酸鉍粉末先前已用於某些網版印刷搪瓷糊劑中(通常具有一更高的固體含量、黏度及粒徑)，以改良此等糊劑之防黏性質。令人驚訝的是，本發明人已發現，當包含在噴墨墨水配方中時，此結晶矽酸鉍粉末顯著改良由此噴墨墨水配方形成之搪瓷塗料。已發現，與經由網版印刷方法印刷之由當前最先進技術商用搪瓷糊劑形成之搪瓷塗料比較，結晶矽酸鉍粉末使得噴墨墨水配方能夠達成具有類似或更好功能效能特徵之搪瓷塗料。

鑒於上文，本說明書提供一種噴墨可印刷搪瓷墨水，其包括：至少一種玻璃料；至少一種顏料；一結晶矽酸鉍粉末；及一有機載體，其中該玻璃料、顏料及結晶矽酸鉍粉末在該有機載體中具有小於4微米之一d99粒徑分布(較佳小於2微米)，其中該墨水在100 s ^-1之剪切速率及35 ^oC之一溫度下具有小於30 mPa.S ^-1之一黏度，且其中該墨水具有不超過該墨水之60 wt%之一總固體含量。

該墨水中該結晶矽酸鉍粉末之量可為：至少0.05 wt%、0.08 wt%或0.1 wt%；不超過5 wt%、2 wt%、1 wt%、0.5 wt%或0.2 wt%；或在由上述下限及上限之任何組合界定之一範圍內。有利地，該結晶矽酸鉍粉末為閃鉍礦，其為具有一化學式為Bi ₄(SiO ₄) ₃之一礦物。應注意，在本說明書之噴墨墨水配方中，一少量(例如，0.1至0.2 wt%)之結晶矽酸鉍粉末可對噴墨印刷及燒製墨水後形成之搪瓷塗料之效能特徵產生很大影響。此外，較優僅包含一少量的結晶矽酸鉍粉末，以達成改良之搪瓷效能特徵，因為過多結晶矽酸鉍粉末可導致有害搪瓷特徵。因而，對於包含在噴墨墨水配方中之結晶矽酸鉍粉末之量，存在一最佳窗口，以達成期望之搪瓷特徵。

噴墨可印刷搪瓷墨水可配製成具有以下一黏度：在100 s ^-1之剪切速率及35 ^oC之一溫度下不超過30、28、25或20 mPa.S ^-1；在100 s ^-1之剪切速率及35 ^oC之一溫度下，不小於5、7或10 mPa.S ^-1；或在由上述上限及下限之任何組合界定之一範圍內。應注意，黏度係在35℃下量測的，因為此為印刷噴墨墨水之典型操作溫度。

噴墨可印刷搪瓷墨水可配製成具有以下一總固體含量：不超過60 wt%、58 wt%、57 wt%或55 wt%；不少於30 wt%、35 wt%、40 wt%或45 wt%；或在由上述上限及下限之任何組合界定之一範圍內。網版印刷糊劑通常具有大於70 wt%之一總固體含量。相比之下，噴墨墨水通常具有一更低的固體含量，例如，低於55 wt%。

根據某些配方，墨水包括至少兩種不同的玻璃料。舉例而言，兩種不同的玻璃料可包括一第一玻璃料之微粒及一第二玻璃料之微粒，其中該第一玻璃料包括大於5 wt%之氧化矽(SiO ₂)及小於5 wt%之氧化硼(B ₂O ₃)，且其中該第二玻璃料包括氧化硼(B ₂O ₃)及小於5 wt%之氧化矽(SiO ₂)。視情況，該第一玻璃料不包含氧化硼，且該第二玻璃料不包含氧化矽。

包括兩種玻璃料之配方類似於WO 2020/021235中揭示之該等。一主要差異為結晶矽酸鉍粉末之添加，此導致在墨水之噴墨印刷及燒製後形成之搪瓷塗料之效能特徵的一顯著改良。除結晶矽酸鉍粉末以外，根據某些配方，與WO 2020/021235中揭示之該等比較，第一料之組合物已被修改。在WO 2020/021235中，該墨水揭示為包括以下一混合物：一第一料(Johnson Matthey產品號5466)；及一第二料(Johnson Matthey產品號5317)。WO 2020/021235之第一料(Johnson Matthey產品號5466)具有以下組合物：

組份	莫耳%	質量%
ZnO	40 - 50	20 - 30
SiO ₂	30 - 40	10 - 20
Bi ₂O ₃	10 - 20	50 - 60

相比之下，本說明書之某些墨水配方具有一新穎的第一料組合物，其包括或由以下組成：＞15至≤50 wt%之SiO ₂； ≥40至≤80 wt%之Bi ₂O ₃； ≥0至≤5 wt%之ZnO(視情況＞0)； ≥0至≤5 wt%之Li ₂O(視情況＞0)； ≥0至≤5 wt%之F(視情況＞0)； ≥0至≤5 wt%之Na ₂O(視情況＞0)； ≥0至≤5 wt%之CuO(視情況＞0)； ≥0至≤5 wt%之Al ₂O ₃(視情況＞0)； ≥0至≤5 wt%之MnO(視情況＞0)；及 ≥0至≤5 wt%之Fe ₂O ₃(視情況＞0)。

將注意到，在本說明書之第一料與WO 2020/021235中揭示之第一料之間的關鍵差異包含一顯著更低的ZnO含量，且料中亦添加選自Li ₂O、F、Na ₂O、CuO、Al ₂O ₃、MnO及Fe ₂O ₃之一或多者之其他組份。已發現此新穎的料有利於在本文描述之噴墨可印刷墨水配方中使用。然而，亦可考量，新穎的料可具有其他應用，特別在其他搪瓷塗料應用中。因此，本說明書之另一態樣為如上文描述之一玻璃料組合物。

第二玻璃料可與WO 2020/021235中揭示之相同。舉例而言，第二玻璃料可包括或由以下組成： ≥40至≤70 wt%之Bi ₂O ₃；＞5至≤25 wt%之B ₂O ₃； ≥5至≤25 wt%之ZnO； ≥0至≤25 wt%之SnO ₂(視情況＞0)。

在本說明書之某些墨水配方與WO 2020/021235之該等之間的另一差異為第一及第二玻璃料之相對量。已發現，可調節第一及第二玻璃料之相對量，以達成用於製造一搪瓷塗料之一適合的燒製窗口。舉例而言，該墨水可包括或符合： 10至30 wt%之第一玻璃料(視情況12至20 wt%)； 10至30 wt%之第二玻璃料(視情況15至25 wt%)； 0.05至5 wt%之結晶矽酸鉍粉末(視情況0.1至0.5 wt%)； 10至20 wt%之顏料(視情況12至18 wt%)；及 40至60 wt%之有機載體(視情況45至60 wt%)。

有利地，第一及第二料之重量比在0.8:1與1:0.8之間，視情況在0.9:1至1:0.9之一範圍內。

本說明書亦提供一種在一基板上形成一搪瓷塗料之方法，該方法包括：使用一數位噴墨印表機將本文描述之墨水之一塗料沈積至一基板上；且燒製該塗料以形成一搪瓷塗料。在此態樣中，可選擇/調整該數位噴墨印表機之沈積參數，以提供燒製後具有大於3之一光學密度之一搪瓷塗料。此外，本說明書之墨水可如本文描述配製，使得其等可在500 ^oC至730 ^oC之一範圍之一溫度下，持續燒製2至20分鐘之間之一時段，以達成與經由網版印刷方法印刷之由當前最先進技術商用搪瓷糊劑形成之搪瓷塗料比較，具有類似或更好的功能效能特徵之一搪瓷塗料。

為本發明之一更好暸解及展示如何實施本發明，現將僅藉由實例描述本發明之某些實施例。

如發明內容部分中描述，本說明書提供一種噴墨可印刷搪瓷墨水，其包括：至少一種玻璃料；至少一種顏料；一結晶矽酸鉍粉末；及一有機載體，其中該玻璃料、顏料及結晶矽酸鉍粉末在該有機載體中具有小於4微米之一d99粒徑分布(較佳小於2微米)，其中該墨水在100 s ^-1之剪切速率及35 ^oC之一溫度下具有小於30 mPa.S ^-1之一黏度，且其中該墨水具有不超過該墨水之60 wt%之一總固體含量。已發現，此等噴墨可印刷墨水組合物達成具有比先前噴墨可印刷墨水組合物更好的功能效能特徵之搪瓷塗料，且當與經由網版印刷方法印刷之由當前最先進技術商用搪瓷糊劑形成之搪瓷塗料比較時，導致類似或更好的功能效能特徵。因而，噴墨可印刷墨水組合物可提供經由網版印刷方法印刷之當前最先進技術商用搪瓷糊劑之一替代，同時利用與網版印刷比較之數位噴墨印刷之優點(例如，改變印刷圖案之可撓性，不需要為不同圖案定制硬體網版等)。

玻璃料組份及結晶矽酸鉍粉末之組合範圍已在發明內容部分中提供。考慮到玻璃料組合物，如熟悉此項技術者將暸解的，一玻璃材料，諸如一玻璃料，通常為表現出一玻璃化轉變之一非晶材料。在本文描述之玻璃料組合物中，組份之量以重量百分比給定。此等重量百分比係相對於玻璃料組合物之總重量。重量百分比為在製備玻璃料組合物中用作起始材料之組份之百分比，以一氧化物為基礎。熟悉此項技術者將暸解，在製備本說明書之玻璃料時，可使用除一特定元素之氧化物以外的起始材料。當使用一非氧化物起始材料向玻璃料組合物供應一特定元素之一氧化物時，若該元素之氧化物以敘述之wt%供應，則使用一適當量之起始材料來供應該元素之一等摩爾量。界定玻璃料組合物之此方法在此項技術中係典型的。熟悉此項技術者將容易暸解，揮發性物質(諸如氧氣)可在玻璃料之製造程序期間損失，且因此所得玻璃料之組合物可不完全對應於本文中以一氧化物為基礎給定之起始材料之重量百分比。藉由熟悉此項技術者已知之一程序，諸如電感耦合電漿發射光譜法(ICP-ES)對一燒製玻璃料分析，可用於計算玻璃料組合物之起始組份。

熟悉此項技術者亦將容易暸解，在玻璃料之製造期間，玻璃組合物可被低位準之雜質污染。舉例而言，在一熔化/淬火玻璃形成程序中，此等雜質可來自熔化步驟中採用之容器之耐火襯裡。因此，雖然在一玻璃組合物中完全缺少一特定組份可為理想的，但在實踐中此可難以達成。因而，應將此謹記而詮釋成分資訊。當一特定組份之一值為零時，此意謂無故意添加之組份，且在玻璃料之製造中沒有採用原材料，玻璃料旨在將組份傳送至最終的玻璃組合物中。玻璃料組合物中存在任何低位準之此一組份係歸因於製造期間之污染。

玻璃料之微粒可藉由將所需之原材料混合在一起且將其等熔化以形成一熔化玻璃混合物，接著淬火以形成一玻璃(熔化/淬火玻璃形成)來製備。熟悉此項技術者知道用於製備玻璃料之替代的適合方法。適合之替代方法包含水淬、溶膠-凝膠程序及噴霧熱解。程序可進一步包括研磨所得玻璃料，以提供所需粒徑之玻璃料微粒。舉例而言，可使用一珠磨程序來研磨玻璃料，諸如在一醇基或一水基溶劑中進行濕式珠磨。根據本說明書，將玻璃料與墨水之其他固體組份一起研磨成適合噴墨印刷之一小粒徑。在此態樣中，將玻璃料、顏料及結晶矽酸鉍粉末研磨成在有機載體中具有小於4微米(較佳小於2微米)之一d99粒徑分布。本文之術語「D99粒徑」指粒徑分布，且D99粒徑之一值對應於一特定樣本中99%(體積)之總微粒低於粒徑值。D99粒徑可使用一雷射繞射法(例如，使用一Malvern Mastersizer ^TM2000)判定。

在本說明書之一些實施例中，除一非晶玻璃相以外，玻璃料可包含一結晶部分。此等玻璃料之使用可在燒製期間促進或誘發料之結晶，此在某些應用中可為有利的。

除玻璃料及結晶矽酸鉍粉末組份以外，本說明書之墨水亦包含顏料。顏料可包含混合金屬氧化物顏料或炭黑顏料。顏料之類型及量將取決於最終搪瓷中所需之顏色、光澤及不透明度的範圍。適合之顏料可包括複合金屬氧化物顏料，諸如剛玉赤鐵礦、橄欖石、柱紅石、燒綠石、金紅石及尖晶石。諸如斜鋯石、硼酸鹽、石榴石、方鎂石、矽鈹石、磷酸鹽、榍石及鋯石之其他類別可適用於某些應用。可用於在汽車工業中產生黑色之典型複合金屬氧化物顏料包含具有尖晶石結構之過渡金屬氧化物，諸如銅、鉻、鐵、鈷、鎳、錳及類似物之尖晶石結構氧化物。儘管此等黑色尖晶石顏料較佳在汽車工業中使用，但可採用其他金屬氧化物顏料來產生其他各種顏色。其他最終用途之實例包含建築、電器及飲料工業。可商用顏料之實例包含CuCr ₂O ₄、(Co,Fe)(Fe,Cr) ₂O ₄、(NiMnCrFe)及類似物。亦可採用兩種或更多種顏料之混合物。

將玻璃料、結晶矽酸鉍粉末及顏料組份安置於一流體有機載體介質中。有機載體介質在塗覆條件下懸浮微粒混合物，且在所塗覆之墨水塗料之乾燥及/或燒製(或預燒製)期間被移除。影響介質選擇之因素包含溶劑黏度、蒸發速率、表面張力、氣味及毒性。在經由噴墨印刷將墨水塗覆至一基板之情況下，較佳介質包含但不限於二甘醇單丁醚、二丙二醇單甲醚、三丙二醇單甲醚、二元酯及1-甲氧基2-丙醇。一特別較佳介質包括二丙二醇單甲醚。墨水亦可進一步包括一或多種添加劑。此等可包含分散劑，諸如但不限於來自BYKJET、disperBYK、Solsperse或Dispex系列之該等，特別係BYKJE 9151、樹脂及/或流變改性劑。實例

本說明書之實例提供具有無硼之矽酸鉍料及無矽之鉍硼料之層壓噴墨墨水。墨水由一新開發之無硼之矽酸鉍料製成，且與一現存的無矽之鉍硼料相組合。為了著色，添加一黑色顏料。一結晶矽酸鉍粉末之添加(例如，閃鉍礦)顯著改良噴墨印刷及燒製後所得搪瓷塗料之效能特徵。應注意，雖然在本文描述之某些較佳實例中，結晶矽酸鉍粉末被應用於包括兩種不同玻璃料之噴墨墨水配方中，但結晶矽酸鉍粉末亦可包含在僅包含一單一類型玻璃料之噴墨墨水配方中。

將上述組份分別在一有機介質中珠磨，且接著在一珠磨中混合在一起。在篩分及黏度調整之後，墨水即可使用。發現噴墨印刷及燒製後墨水之效能非常類似於藉由網版印刷用於汽車玻璃應用之一現存玻璃搪瓷糊劑。此外，玻璃墨水可在不增加成本之情況下快速切換至不同的設計。又此外，與藉由網版印刷塗覆之現存玻璃搪瓷糊劑比較，玻璃墨水使裝飾基板之彎曲強度高30%至50%。

因此，配製黑色搪瓷噴墨可印刷墨水，其包括：(1)一BiSi玻璃料；(2)一BiB玻璃料；(3)一黑色顏料；(4)一結晶矽酸鉍粉末；及(5)一有機載體。下文提供BiSi玻璃料(本說明書之料1)之一實例，與一現存商用BiSi料一起用於比較：料 1 (BiSi) JM產品號5466

組份	莫耳%	質量%	組份	莫耳%	質量%
SiO ₂	63.40	30.35	SiO ₂	30 - 40	10 - 20
Bi ₂O ₃	16.77	62.23	Bi ₂O ₃	10 - 20	50 - 60
ZnO	2.09	1.35	ZnO	40 - 50	20 - 30
Li ₂O	9.34	2.22
F	2.99	0.45
Na ₂O	2.49	1.23
CuO	1.45	0.92
Al ₂O ₃	0.83	0.68
MnO	0.34	0.19
Fe ₂O ₃	0.30	0.38

下文提供一BiB料(本說明書之料2)之一實例：料 2 (BiB料)

組份	莫耳%	質量%
Bi ₂O ₃	22.21	59.98
B ₂O ₃	32.26	13.02
ZnO	31.76	14.98

將玻璃料、顏料及結晶矽酸鉍粉末在有機載體中個別珠磨至一所需之粒徑分布(d99＜2µm)，且接著混合在一起，以在35℃、100 100 s ^-1之剪切速率下，用一5 cm之有1°角之轉軸，產生一黏度在15與20 mPa.S ^-1之間之一墨水。下表提供墨水配方之兩個實例及組份量之相關聯範圍：

	實例 1	範圍實例 1	實例 2	範圍實例 2
料 1(BiSi)	15.7083	12-17	18.7223	15-20
料 2(BiB)	21.7459	20-25	18.7223	15-20
結晶矽酸鉍	0.1832	0.1-0.2	0.1988	0.1-0.2
顏料	14.6315	10-18	14.6315	10-20
有機載體	47.7312	45-60	47.7252	45-60

墨水用於製造層壓機動車輛玻璃面板。在此態樣中，經由數位噴墨印刷將墨水沈積在一玻璃基板(通常為一鈉鈣玻璃)上，乾燥及燒製。程序步驟如下： (1)用一數位印表機將墨水沈積在一玻璃基板上。調整沈積參數以在燒製後達到大於3之一光學密度。在此等實例中，使用835 DPI(每英寸點數)。 (2)在540/615/705°C之一梯度窯中燒製600秒。

實例1之墨水比實例2之墨水具有一更高的燒製溫度。因而，實例2之墨水較佳用於低燒製溫度應用。藉由調節第一及第二玻璃料之相對量來達成燒製溫度之降低。發現兩種玻璃料之一重量比大約為1:1提供一良好的燒製窗口。

測試使用實例2墨水製造之搪瓷塗料，且與使用經由網版印刷沈積之一當前最先進技術之搪瓷糊劑製造的一搪瓷塗料比較。搪瓷塗料測試結果在下表中提供。

類型	網版印刷糊劑	噴墨印刷墨水
塗覆之濕層厚度	22.5 µm	-
塗覆之每英寸點數	-	835
溫度以上無孔隙	553°C	556°C
最小L*值(Cielab顏色空間)	4.66	4.68
最小a*值(Cielab顏色空間)	-0.21	-0.24
最小b*值(Cielab顏色空間)	-0.54	-0.91
最小L*值時之溫度(Cielab顏色空間)	584°C	583°C
燒製窗口之更低溫度	560°C	569°C
燒製窗口之更高溫度	639°C	643°C
平均光學密度	3.04	3.26
平均表面粗糙度Ra	0.692 µm	0.288 µm
平均表面粗糙度Rz	4.96 µm	2.38 µm
耐酸性(3.7%鹽酸，15分鐘，ASTM評估)	5	5-6
劃痕測試(硬度計16N，視覺檢查)	nok	ok
620°C/600秒時之防黏值(N)(規格值＜5N)	1.3	2.9
640°C/600秒時之防黏值(N)(規格值＜5N)	1.3	1.7
660°C/600秒時之防黏值(N)(規格值＜5N)	1.4	1.4
平均靜態彎曲強度(同軸雙環測試EN 1288-5)	87.4 Mpa	144.5 Mpa

自表中之值可見，搪瓷樣本兩者之大多數效能參數類似。然而，由噴墨墨水形成之搪瓷之彎曲強度高得多，且表面粗糙度更低。因而，由噴墨墨水形成之搪瓷優於由網版印刷糊劑形成之搪瓷。

雖然已參考某些實例特別展示及描述本發明，但熟悉此項技術者將暸解，在不脫離藉由隨附發明申請專利範圍界定之本發明之範疇的情況下，可對形式及細節做各種改變。

Claims

一種噴墨可印刷搪瓷墨水，其包括：至少一種玻璃料；至少一種顏料；一結晶矽酸鉍粉末；及一有機載體，其中該玻璃料、顏料及結晶矽酸鉍粉末在該有機載體中具有小於4微米之一d99粒徑分布，其中該墨水在100 s ^-1之剪切速率及35 ^oC之一溫度下具有小於30 mPa.S ^-1之一黏度，且其中該墨水具有不超過60 wt%之一總固體含量，包含該玻璃料、顏料及結晶矽酸鉍粉末。
如請求項1之噴墨可印刷搪瓷墨水，其中該結晶矽酸鉍粉末為閃鉍礦。
如請求項1或2之噴墨可印刷搪瓷墨水，其中該墨水中之該結晶矽酸鉍粉末之量為：至少0.05 wt%、0.08 wt%或0.1 wt%；不超過5 wt%、2 wt%、1 wt%、0.5 wt%或0.2 wt%；或在由上述下限及上限之任何組合界定之一範圍內。
如前述請求項中任一項之噴墨可印刷搪瓷墨水，其中該墨水之該黏度為：在100 s ^-1之剪切速率及35 ^oC之一溫度下不超過28、25或20 mPa.S ^-1；在100 s ^-1之剪切速率及35 ^oC之一溫度下，不小於5、7或10 mPa.S ^-1；或在由該等上述上限及下限之任何組合界定之一範圍內。
如前述請求項中任一項之噴墨可印刷搪瓷墨水，其中該墨水之該總固體含量為：不超過58 wt%、57 wt%或55 wt%；不少於30 wt%、35 wt%、40 wt%或45 wt%；或在由該等上述上限及下限之任何組合界定之一範圍內。
如前述請求項中任一項之噴墨可印刷搪瓷墨水，其中該有機載體中之該玻璃料、顏料及結晶矽酸鉍粉末之d99粒徑分布小於2微米。
如前述請求項中任一項之噴墨可印刷搪瓷墨水，其中該墨水包括至少兩種不同的玻璃料。
如請求項7之噴墨可印刷搪瓷墨水，其中該兩種不同的玻璃料包括一第一玻璃料之微粒及一第二玻璃料之微粒，其中該第一玻璃料包括大於5 wt%之氧化矽(SiO ₂)及小於5 wt%之氧化硼(B ₂O ₃)，且其中該第二玻璃料包括氧化硼(B ₂O ₃)及小於5 wt%之氧化矽(SiO ₂)。
如請求項8之噴墨可印刷搪瓷墨水，其中該第一玻璃料包括：＞15至≤50 wt%之SiO ₂； ≥40至≤80 wt%之B ₂O ₃； ≥0至≤5 wt%之ZnO； ≥0至≤5 wt%之Li ₂O； ≥0至≤5 wt%之F； ≥0至≤5 wt%之Na ₂O； ≥0至≤5 wt%之CuO； ≥0至≤5 wt%之Al ₂O ₃； ≥0至≤5 wt%之MnO；及 ≥0至≤5 wt%之Fe ₂O ₃。
如請求項8或9之噴墨可印刷搪瓷墨水，其中該第一玻璃料不包含氧化硼。
如請求項8至10中任一項之噴墨可印刷搪瓷墨水，其中該第二玻璃料包括： ≥40至≤70 wt%之Bi ₂O ₃；＞5至≤25 wt%之B ₂O ₃； ≥5至≤25 wt%之ZnO； ≥0至≤25 wt%之SnO ₂。
如請求項8至11中任一項之噴墨可印刷搪瓷墨水，其中該第二玻璃料不包含氧化矽。
如請求項8至12中任一項之噴墨可印刷搪瓷墨水，其中該墨水包括： 10至30 wt%之該第一玻璃料； 10至30 wt%之該第二玻璃料； 0.05至5 wt%之該結晶矽酸鉍粉末； 10至20 wt%之該顏料；及 40至60 wt%之該有機載體。
如請求項8至13中任一項之噴墨可印刷搪瓷墨水，其中該第一及第二玻璃料之一重量比在0.8:1至1:0.8之一範圍內。
一種在一基板上形成一搪瓷塗料之方法，該方法包括：使用一數位噴墨印表機將如前述請求項中任一項之墨水之一塗料沈積至一基板上；及燒製該塗料以形成一搪瓷塗料。
如請求項15之方法，其中選擇該數位噴墨印表機之沈積參數以提供燒製後具有大於3之一光學密度之一搪瓷塗料。
如請求項15或16之方法，其中該燒製溫度在500 ^oC至730 ^oC之一範圍內，持續2至20分鐘之間之一時段。
一種適用於如請求項1至14中任一項之噴墨可印刷搪瓷墨水之玻璃料組合物，其中該玻璃料組合物包括或由以下組成：＞15至≤50 wt%之SiO ₂； ≥40至≤80 wt%之B ₂O ₃； ≥0至≤5 wt%之ZnO，視情況＞0； ≥0至≤5 wt%之Li ₂O，視情況＞0； ≥0至≤5 wt%之F，視情況＞0； ≥0至≤5 wt%之Na ₂O，視情況＞0； ≥0至≤5 wt%之CuO，視情況＞0； ≥0至≤5 wt%之Al ₂O ₃，視情況＞0； ≥0至≤5 wt%之MnO，視情況＞0；及 ≥0至≤5 wt%之Fe ₂O ₃，視情況＞0。