TW202402973A - 以二氧戊環及萜烯樹脂為基底之噴墨墨水 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種噴墨墨水,其包括(A1)萜烯樹脂,(B)含有(B1)二氧戊環之溶劑系統,及(C)包含金屬錯合物偶氮染料之著色劑,該噴墨墨水之特徵在於延長的開蓋時間及對多種基板之優良黏著力,亦提供一種包括呈乾燥形式之該噴墨墨水的列印製品,及一種用熱噴墨列印頭形成列印影像之方法。

Description

以二氧戊環及萜烯樹脂為基底之噴墨墨水
本發明係關於以溶劑為基底之噴墨墨水,特定言之,用(A1)萜烯樹脂,(B)包含(B1)二氧戊環之溶劑系統,及(C)包含金屬錯合物偶氮染料之著色劑調配的噴墨墨水。
本文中提供之「背景」描述係出於大體上呈現本發明之上下文的目的。在此背景技術部分中所描述的範圍內現任發明者之工作,以及在申請時可能沒有取得資格作為先前技術的本說明書之態樣,既未明確亦未暗示承認為針對本發明之先前技術。
熱噴墨(TIJ)列印為用於列印、寫碼及標記之合乎需要的技術,因為其相比本領域中之諸如連續噴墨(CIJ)法之競爭技術以更低成本提供高列印解析度。在熱噴墨列印過程中,列印墨盒含有一系列微小腔室,各腔室含有加熱器,其自墨水溶劑之熱汽化產生墨水液滴。在噴射過程中,快速加熱電阻器以產生蒸汽氣泡(因此片語「氣泡噴射」),隨後自孔噴出液滴。此過程為極其高效且可再現的,且工業圖形應用之現代TIJ列印頭能夠在36 kHz或更大頻率下產生大小為4 pL或更小的均一液滴。
然而,工業標記及寫碼經常需要將基本資訊(諸如個人資訊、標籤、代碼、日期(例如過期日期)及可追溯性資訊(例如製造批次))列印至具有複雜表面之基板上,例如,放射狀、彎曲、鋸齒狀、波紋狀、凹槽及/或卷邊基板或多種不同基板,例如多孔及無孔基板或由具有不同生理化學特性之材料形成的基板。
熱噴墨列印在不活動時段之後可能受到不良可靠性的困擾。例如,一些噴墨墨水具有短開蓋(decap)時間問題,其中由於長時間暴露在未加蓋列印頭內的空氣中而產生之溶劑損失會導致列印頭噴嘴阻塞/堵塞,從而隨著時間推移導致不可靠之噴墨及影像品質下降。
以溶劑為基底之噴墨墨水係使用黏合劑樹脂及揮發性有機溶劑或溶劑混合物(其包括二氧戊環)以及著色劑之特定組合製得。舉例而言,WO2021145377A1揭示一種包含二氧戊環及可為溶劑黑(Solvent Black) 27之著色劑的噴墨墨水,但其因為缺乏樹脂而不具有足夠黏著特性。
鑒於前述內容,需要具有延長的開蓋時間、在長墨水使用時間內維持有利列印特徵且牢固地黏著至多個基板的噴墨墨水。
因此,本發明之一個目標為提供符合此等標準之新穎噴墨墨水。
本發明之另一目標為提供含有乾燥形式之噴墨墨水的新穎列印製品。
本發明之另一目標為提供藉由將噴墨墨水施加至基板上且乾燥而在基板上形成列印影像之新穎方法。
在以下詳細描述過程中將變得顯而易見的此等及其他目標已藉由諸位發明人之以下發現達成,亦即萜烯樹脂、二氧戊環及包含金屬錯合物偶氮染料之著色劑的組合提供噴墨墨水,其特徵在於延長的開蓋時間、極佳列印壽命及對多種基板之優良黏著力。
因此,本發明提供: 1.一種噴墨墨水,其包含: (A1)萜烯樹脂; (B)溶劑系統,其包含(B1)二氧戊環;及 (C)著色劑,其包含金屬錯合物偶氮染料。 2.如(1)之噴墨墨水,其中以該噴墨墨水之總重量計,該萜烯樹脂(A1)之存在量為0.1至10重量%。 3.如(1)或(2)之噴墨墨水,其中該萜烯樹脂(A1)為由α-蒎烯製成之均聚物。 4.如(1)至(3)中任一項之噴墨墨水,其中以該噴墨墨水之總重量計,該二氧戊環(B1)之存在量為2至98重量%。 5.如(1)至(4)中任一項之噴墨墨水,其中該溶劑系統(B)進一步包含醇溶劑(B2)。 6.如(5)之噴墨墨水,其中以該噴墨墨水之總重量計,該醇溶劑(B2)之存在量為0.5至60重量%。 7.如(5)或(6)之噴墨墨水,其中二氧戊環(B1)與該醇溶劑(B2)之重量比((B1):(B2))為0.25:1至30:1。 8.如(1)至(7)中任一項之噴墨墨水,其中二氧戊環(B1)與該萜烯樹脂(A1)之重量比((B1):(A1))為20:1至250:1。 9.如(1)至(8)中任一項之噴墨墨水,其中該溶劑系統(B)實質上不含甲基乙基酮。 10.如(9)之噴墨墨水,其中該溶劑系統(B)不含甲基乙基酮。 11.如(1)至(10)中任一項之噴墨墨水,其中該金屬錯合物偶氮染料為金屬錯合物,其包含: 金屬中心;及 (E)-1-((2-甲氧基-5-硝基苯基)二氮烯基)萘-2-醇或其去質子化形式、去甲基化形式、去質子化且去甲基化形式、互變異構物或立體異構物。 12.如(11)之噴墨墨水,其中該金屬中心為鉻離子。 13.如(1)至(12)中任一項之噴墨墨水,其中以該噴墨墨水之總重量計,該著色劑(C)之存在量為0.5至20重量%。 14.如(1)至(13)中任一項之噴墨墨水,其進一步包含(A2)萜烯酚樹脂。 15.如(14)之噴墨墨水,其中以該噴墨墨水之總重量計,該萜烯酚樹脂(A2)之存在量為0.01至10重量%。 16.如(1)至(15)中任一項之噴墨墨水,其進一步包含(D)界面活性劑。 17.如(16)之噴墨墨水,其中以該噴墨墨水之總重量計,該界面活性劑(D)之存在量為0.01至5重量%。 18.如(16)或(17)中任一項之噴墨墨水,其中該界面活性劑(D)為聚矽氧丙烯酸酯共聚物。 19.一種列印製品,其包含: 基板及安置於該基板上之乾燥形式之如(1)至(18)中任一項之噴墨墨水。 20.一種在基板上形成列印影像之方法,其包含: 用熱噴墨列印頭將如(1)至(18)中任一項之噴墨墨水施加至該基板上;及 乾燥該噴墨墨水。
在以下描述中,應理解,在不脫離本文中所揭示之本發明實施例之範疇的情況下,可利用其他實施例,且可進行結構及操作變化。
除非另外規定,否則片語「實質上不含」描述噴墨墨水中特定組分之量相對於噴墨墨水之總重量小於1重量%,較佳小於0.5重量%,更佳小於0.1重量%,甚至更佳小於0.05重量%,又甚至更佳為0重量%。
如本文所用,術語「視情況選用之」或「視情況」意謂隨後描述之事件可發生或可不發生,或隨後描述之組分可存在或可不存在(例如,0重量%)。
除非另外規定,否則如本文所用之術語「烷基」係指具有至少1個,較佳至少2個,較佳至少3個,較佳至少4個碳原子且至多22個,較佳至多20個,較佳至多18個,較佳至多12個,較佳至多8個碳原子之直鏈、分支鏈或環狀脂族片段。烷基之實例包括但不限於甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、三級丁基、戊基、異戊基、新戊基、己基、異己基、3-甲基戊基、2,2-二甲基丁基、2,3-二甲基丁基、月桂基、肉豆蔻基、鯨蠟基、硬脂醯基及其類似基團,包括格爾伯特型(guerbet-type)烷基(例如2-甲基戊基、2-乙基己基、2-丙基庚基、2-丁基辛基、2-戊基壬基、2-己基癸基、2-庚基十一烷基、2-辛基十二烷基、2-壬基十三烷基、2-癸基十四烷及2-十一烷基十五烷基)。環烷基為一種環化烷基。例示性環烷基包括但不限於環丙基、環丁基、環戊基、環己基、降𦯉基及金剛烷基。
如本文所用,術語「脂肪」描述具有由氫及8至22個碳原子構成之長鏈(線性)疏水性部分的化合物,該疏水性部分可為完全飽和或部分不飽和的。
如本文所用,術語「芳基」係指在芳環中僅含有碳之芳族基團,諸如苯基、聯苯基、萘基、蒽基及其類似基團。
如本文所用,術語「芳基烷基」係指經芳基(如上文所定義)取代之直鏈、分支鏈或環狀烷基部分(如上文所定義),該芳基本身可視情況經烷基取代,實例包括但不限於苯甲基、苯乙基、3-苯基丙基、2-苯基丙基、1-苯基丙基、4-苯基丁基、3-苯基丁基、2-苯基丁基、2-甲基苯甲基、3-甲基苯甲基、4-甲基苯甲基、2,4-二甲基苯甲基、2-(4-乙基苯基)乙基、3-(3-丙基苯基)丙基及其類似基團。
術語「(甲基)丙烯酸酯」在本文中用於指代丙烯酸酯基與甲基丙烯酸酯基兩者。換言之,此術語應理解為「甲基」為視情況選用的。此外,所使用之術語「(甲基)丙烯酸酯」一般用於指代以丙烯酸為基底之化合物與以丙烯酸酯基底之化合物兩者。
在整個說明書中,除非另外規定,否則術語「沸點」(b.p.)係指液體在海平面大氣壓(亦即,760毫米汞柱或1大氣壓)下量測到之沸點,亦稱為正常沸點。
本文中之術語「開蓋行為」意謂在長時間暴露於空氣時,噴墨墨水易於自列印頭噴出之能力。噴墨墨水「開蓋時間」量測為噴墨列印頭可能處於未加蓋狀態之時間量,然後在列印恢復時列印機噴嘴可能因為阻塞或堵塞不再正常發射。一般而言,噴嘴可因黏性塞而變得阻塞(亦即,阻礙、減緩)或堵塞(亦即,阻擋、實質上或完全閉合),該黏性塞由於任一噴嘴中及/或周圍的溶劑損失、墨水結殼及/或各種墨水組分結垢而形成於噴嘴中。若噴嘴變得阻塞,則經由噴嘴孔噴出之墨水液滴可為方向錯誤的,此可不利地影響列印品質。當孔堵塞時,其變得實質上或完全阻擋。由於噴嘴被堵塞,因此墨水液滴可能無法穿過受影響噴嘴。因此,用於量測噴嘴發射故障之標準為通過噴嘴孔之墨水的方向或多或少地錯誤,或完全阻擋,此可藉由目視檢查列印影像來量測。
術語「網狀結構」係指特徵在於墨水膜自基板之部分撤回的列印缺陷,此係由於噴墨墨水與基板表面之間的不相容性。網狀結構通常導致產生具有「橘皮狀」或「針孔」效果之影像。
噴墨墨水本發明係關於噴墨墨水,其在環境溫度與列印頭操作溫度下具有適合物理及化學穩定性,經可靠地噴射,展現對多孔及無孔基板之良好黏著力,具有長期開蓋時間,同時在施加至基板上之後仍快速乾燥。
本發明之噴墨墨水一般包括以下組分:(A1)萜烯樹脂,(B)包含(B1)二氧戊環之溶劑系統,及(C)包含金屬錯合物偶氮染料之著色劑。
本發明之噴墨墨水亦可視情況包括以下中之一或多者:(A2)萜烯酚樹脂,(B2)作為溶劑系統(B)之一部分的醇溶劑,(D)界面活性劑,及(E)添加劑。
(A)樹脂 本發明之噴墨墨水用萜烯樹脂(A1)調配。通常,以噴墨墨水之總重量計,萜烯樹脂(A1)之用量為較佳至少0.1重量%,較佳至少0.2重量%,較佳至少0.3重量%,較佳至少0.4重量%,較佳至少0.5重量%,較佳至少0.6重量%,更佳至少0.7重量%,又甚至更佳至少0.75重量%,又甚至更佳至少0.8重量%且較佳至多10重量%,較佳至多9重量%,較佳至多8重量%,較佳至多7重量%,較佳至多6重量%,較佳至多5重量%,更佳至多4重量%,甚至更佳至多3重量%,又甚至更佳至多2.5重量%。
本發明之萜烯樹脂(A1)係指以萜烯樹脂(A1)之總結構單元(100重量%)計,具有較佳至少95重量%、較佳至少96重量%、更佳至少97重量%、更佳至少98重量%、更佳至少99重量%、甚至更佳至少99.5重量%、又甚至更佳100重量%的衍生自可聚合萜烯之結構單元的寡聚物或聚合物。
除萜烯以外的構成萜烯樹脂(A1)之結構單元可為任何可與萜烯共聚之單元,但不為苯酚。亦即,在本發明中,萜烯樹脂(A1)不為萜烯酚樹脂。
萜烯具有基本構架(C 5H 8) p,其中p為描繪頭部與尾部連續結合之異戊二烯單元之數目的正整數。舉例而言,半萜(p=1)具有C 5H 8構架,單萜(p=2)具有C 10H 16構架,倍半萜(p=3)具有C 15H 24構架等。
在一些實施例中,萜烯樹脂(A1)係以單萜單體單元為基底。單萜可為線性單萜(例如,月桂烯、羅勒烯等)、單環單萜(例如,檸檬烯、γ-萜品烯、α-水芹烯、β-水芹烯、萜品油烯等)或雙環單萜(例如,3-蒈烯、α-蒎烯、β-蒎烯、α-葑烯、莰烯等),包括其各種立體異構物以及其混合物。在一些實施例中,單萜為單環單萜,尤其較佳檸檬烯。在較佳實施例中,單萜為雙環單萜,尤其較佳3-蒈烯、α-蒎烯、β-蒎烯及莰烯,更佳α-蒎烯及/或β-蒎烯,甚至更佳α-蒎烯。
較佳噴墨墨水為用由α-蒎烯之聚合或寡聚製成之萜烯樹脂(A1)調配的墨水。如一般熟習此項技術者所知,此類萜烯樹脂可例如經由α-蒎烯單體之催化聚合/寡聚(在溶液中)容易地獲得,α-蒎烯單體又通常衍生自獲自諸如以下之松樹之樹膠及硫酸鹽松節油的分餾:巴西胡椒木( Pistacia terebinthus)、海岸松( Pinus pinaster)、地中海白松( Pinus halepensis)、馬尾松( Pinus massoniana)、南洋松( Pinus merkusii)、大王松( Pinus palustris)、火炬松( Pinus taeda)及美國西部黃松( Pinus ponderosa)。
在較佳實施例中,萜烯樹脂(A1)為由α-蒎烯製成之均聚物,以萜烯樹脂(A1)之總結構單元(100重量%)計,α-蒎烯含量(衍生自α-蒎烯之結構單元)為較佳至少95重量%,較佳至少96重量%,較佳至少97重量%,較佳至少98重量%,較佳至少99重量%,更佳至少99.5重量%,甚至更佳至少99.9重量%,又甚至更佳100重量%。雖然本發明之萜烯樹脂(A1)可包括少量除衍生自α-萜烯單體之結構單元以外的其他結構單元,但以萜烯樹脂(A1)之總結構單元(100重量%)計,其他(例如不以萜烯為基底之)結構單元之量較佳小於5重量%,較佳小於3重量%,較佳小於1重量%,更佳小於0.5重量%,甚至更佳小於0.1重量%,又甚至更佳為0重量%。
在一些實施例中,萜烯樹脂(A1)為由β-蒎烯製成之均聚物,以萜烯樹脂(A1)之總結構單元(100重量%)計,β-蒎烯含量(衍生自β-蒎烯之結構單元)為較佳至少95重量%,較佳至少96重量%,較佳至少97重量%,較佳至少98重量%,較佳至少99重量%,更佳至少99.5重量%,甚至更佳至少99.9重量%,又甚至更佳100重量%。雖然本發明之萜烯樹脂(A1)可包括少量除衍生自β-萜烯單體之結構單元以外的其他結構單元,但以萜烯樹脂(A1)之總結構單元(100重量%)計,其他(例如不以萜烯為基底之)結構單元之量較佳小於5重量%,較佳小於3重量%,較佳小於1重量%,更佳小於0.5重量%,甚至更佳小於0.1重量%,又甚至更佳為0重量%。
可在本文中使用萜烯樹脂(A1)之聚合形式及寡聚形式兩者,包括其組合。通常,本文所用之萜烯樹脂(A1)的數目平均分子量(M n)為較佳至少330 g/mol,較佳至少340 g/mol,較佳至少400 g/mol,較佳至少450 g/mol,較佳至少500 g/mol,較佳至少550 g/mol,較佳至少600 g/mol,更佳至少650 g/mol,甚至更佳至少700 g/mol,又甚至更佳至少750 g/mol且較佳至多1,500 g/mol,較佳至多1,300 g/mol,較佳至多1,100 g/mol,較佳至多1,000 g/mol,更佳至多900 g/mol,甚至更佳至多800 g/mol,又甚至更佳至多790 g/mol。
萜烯樹脂(A1)在室溫下可呈固體或液體形式。當呈固體形式時,本文所用之萜烯樹脂(A1)可例如根據環球軟化點法基於其軟化點(SP)分類。環球法軟化點定義為當樣品在甘油浴中以規定速率加熱時,容納於水平環內之樣品盤在鋼球重量下被迫向下移動1吋(25.4 mm)距離時的溫度。舉例而言,環球法軟化點可根據以全文引用之方式併入本文中的JIS B7410測定,量測裝置:自動環球法軟化點;測試儀:由MEITECH Company Ltd.製造之ASP-MGK2;加熱速率:5℃/分鐘;開始加熱時之溫度:40℃;量測溶劑:甘油。本文中可使用具有多種軟化點之萜烯樹脂(A1),例如較佳軟化點為至少20℃、較佳至少22℃且較佳至多50℃、較佳至多45℃、較佳至多40℃、更佳至多35℃、甚至更佳至多30℃、又甚至更佳至多28℃之萜烯樹脂。在較佳實施例中,萜烯樹脂(A1)之軟化點為至少20℃,較佳至少22℃,更佳至少24℃且至多50℃,較佳至多45℃,較佳至多40℃,更佳至多35℃,甚至更佳至多30℃,又甚至更佳至多28℃。
溴值為由100公克樣品吸附的以公克為單位之溴(Br 2)量,且為樣品不飽和度之指標。在一些實施例中,噴墨墨水中所用之萜烯樹脂(A1)的溴值為較佳至少12,較佳至少15,較佳至少19,較佳至少22,更佳至少25,甚至更佳至少26,又甚至更佳至少27且較佳至多35,較佳至多34,較佳至多33,更佳至多32,甚至更佳至多31,又甚至更佳至多30,但溴值高於或低於此等值之萜烯樹脂(A1) (例如氫化萜烯樹脂(A1))亦可用於所揭示之噴墨墨水。
本發明之噴墨墨水可用單一類型之萜烯樹脂(A1)調配,或用兩種或更多種類型之萜烯樹脂(A1)之組合調配。可單獨或組合用於本文之噴墨墨水中的萜烯樹脂(A1)之實例包括但不限於PICCOLYTE A115 (環球法SP=112-118℃,溴值=31.5)、PICCOLYTE A125 (環球法SP=122-128℃,溴值=31.5)、PICCOLYTE A135 (環球法SP=132-138℃,溴值=27)、PICCOLYTE A135 PLUS (環球法SP=132-138℃)、PICCOLYTE AO PLUS (寡聚物,液體)、PICCOLYTE A25 (環球法SP=22-28℃)及PINOVA RESIN 2495 (環球法SP=132-138℃,溴值=27),各自由高純度α-蒎烯製成,可購自Pinova;以及PICCOLYTE S25 (由高純度β-蒎烯製成,環球法SP=22-28℃,溴值19),可購自Pinova。用於所揭示之噴墨墨水之尤其較佳的萜烯樹脂(A1)為PICCOLYTE A25。
已發現當與二氧戊環(B1)及包含金屬錯合物偶氮染料之著色劑組合使用時,萜烯樹脂(A1)提供優良開蓋時間、運行穩定性(墨水壽命)及黏著力。在不受理論束縛的情況下,咸信萜烯樹脂(A1)藉由在列印頭噴嘴內形成薄『表層』或『膜』覆蓋物來改良噴墨墨水之開蓋行為及/或運行穩定性,由此產生防止或減少溶劑在不活動時段期間之損失的臨時密封,但其中一旦列印操作恢復,『表層』或『膜』可容易地破裂。
此類『表層』或『膜』之形成可能有利於在廣泛多種開蓋時間內維持高效能。此類優點可歸因於此『表層』或『膜』之快速形成。出人意料地,對於開蓋時間之評估,時間愈短,達成良好結果愈難,例如10分鐘相對於60分鐘。此可能與長開蓋時間允許萜烯樹脂之薄『表層』或『膜』完全形成有關,即使對於廣泛多種墨水調配物亦係如此。噴嘴之此『表層』或『膜』容易由恢復排出之衝擊破壞。相比之下,當開蓋時間短時,其他墨水調配物不能形成此薄『表層』或『膜』且僅呈高度黏稠液體狀態。因此,恢復排出時之衝擊經緩和且液滴之形成不完全,導致墨水效能不良。另一方面,本發明之墨水即使在如30秒之短時間內亦可形成完全薄『表層』或『膜』,使墨水在廣泛多種開蓋時間內具有優良開蓋效能。此快速『表層』或『膜』形成行為將衍生自萜烯樹脂(A1)、溶劑系統(尤其二氧戊環(B1))及著色劑(C) (尤其金屬錯合物偶氮染料)之間的適合相互作用。
除萜烯樹脂(A1)之外,本文所揭示之噴墨墨水可視情況用萜烯酚樹脂(A2)調配。當使用時,以噴墨墨水之總重量計,萜烯酚樹脂(A2)之用量可為較佳至少0.01重量%,較佳至少0.025重量%,較佳至少0.05重量%,較佳至少0.075重量%,較佳至少0.1重量%,較佳至少0.15重量%,至少0.2重量%,較佳至少0.25重量%,較佳至少0.3重量%,較佳至少0.35重量%,較佳至少0.4重量%,較佳至少0.45重量%,較佳至少0.475重量%,更佳至少0.5重量%且較佳至多10重量%,較佳至多9重量%,較佳至多8重量%,較佳至多7重量%,較佳至多6重量%,較佳至多5重量%,更佳至多4重量%,甚至更佳至多3重量%,又甚至更佳至多2重量%,又甚至更佳至多1重量%,又甚至更佳至多0.8重量%。較佳地,當使用萜烯酚樹脂(A2)時,萜烯酚樹脂(A2)之量(以重量%計)小於或等於噴墨墨水中萜烯樹脂(A1)之量。在一些實施例中,噴墨墨水實質上不含萜烯酚樹脂(A2)。
萜烯酚樹脂(A2)為來自一或多種酚化合物與一或多種萜烯之烷基化的共聚反應產物。如一般熟習此項技術者所知,此類樹脂可容易地經由在強酸、具有縮合作用之金屬鹽、漂白土、傅列德爾-克拉夫茨(Friedel-Craft)催化劑或強路易斯酸(例如三氟化硼)及其類似物之催化作用下酚化合物與萜烯單體之共聚來獲得。
雖然本發明之萜烯酚樹脂(A2)可包括少量除衍生自酚化合物之結構單元及衍生自萜烯之結構單元以外的其他結構單元,但以萜烯酚樹脂(A2)之總結構單元(100重量%)計,其他(例如不以苯酚為基底及不以萜烯為基底之)結構單元之量較佳小於5重量%,較佳小於4重量%,較佳小於3重量%,較佳小於2重量%,更佳小於1重量%,甚至更佳小於0.5重量%,又甚至更佳為0重量%。
萜烯酚樹脂(A2)可使用任何具有至少一個能夠由酚化合物烷基化之烯雙鍵的萜烯形成。在一些實施例中,萜烯酚樹脂(A2)使用單萜單體單元形成。單萜可為線性單萜(例如,月桂烯、羅勒烯等)、單環單萜(例如,檸檬烯、γ-萜品烯、α-水芹烯、β-水芹烯、萜品油烯等)或雙環單萜(例如,3-蒈烯、α-蒎烯、β-蒎烯、α-葑烯、莰烯等),包括其各種立體異構物以及其混合物。在一些實施例中,單萜為單環單萜,尤其較佳檸檬烯。在較佳實施例中,單萜為雙環單萜,尤其較佳3-蒈烯、α-蒎烯、β-蒎烯及莰烯,更佳為α-蒎烯及/或β-蒎烯。
酚化合物具有至少一個直接鍵結至苯環之羥基。所有單價或多價酚化合物適用於製備本文所描述之萜烯酚樹脂(A2),其限制條件為酚化合物在相對於至少一個羥基之鄰位及/或對位具有至少兩個可置換氫原子。亦即,酚化合物應能夠與萜烯發生多烷基化(例如,雙烷基化),且因此相對於至少一個羥基應具有至少兩個可用的鄰位/對位用於烷基化。
在較佳實施例中,酚化合物為苯酚,其視為母體未經取代之酚化合物(亦即含有一個直接鍵結至苯環之羥基而無其他取代)。替代地,除酚羥基之外,酚化合物可在至多三個位置經取代,其中苯酚之一個、兩個或三個芳族氫經相同數目之取代基置換,取代基各自獨立地選自羥基;較佳C 1-C 22烷基,較佳C 2-C 18烷基,更佳C 3-C 12烷基,甚至更佳C 4-C 9烷基,例如甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、三級丁基;C 1-C 22烷氧基,較佳C 2-C 12烷氧基,更佳C 3-C 6烷氧基,例如甲氧基、乙氧基及異丙氧基;芳基;芳基烷基,例如苯甲基;以及鹵基,諸如氯、溴、氟及碘。
經取代之酚化合物的特定實例包括但不限於鄰甲酚、間甲酚、對甲酚、2,5-二甲苯酚、2,3-二甲苯酚、3,4-二甲苯酚、3,5-二甲苯酚、2,3,5-三甲基苯酚、異丙基苯酚(例如4-異丙基苯酚)、三級丁基苯酚(例如4-三級丁基苯酚)、戊基苯酚(例如4-三級戊基苯酚)、庚基苯酚(例如4-庚基苯酚)、辛基苯酚(例如鄰辛基苯酚、對辛基苯酚等)、壬基苯酚(例如4-(2,4-二甲基庚-3-基)苯酚)、癸基苯酚、十二烷基苯酚、雙酚(諸如二苯酚丙烷(雙酚A))、苯基苯酚(例如3-苯基苯酚)、異丙苯基苯酚、對甲氧酚、苄基氧基苯酚、愈創木酚、乙氧基苯酚(例如4-乙氧基苯酚)以及多元酚化合物,諸如間苯二酚、五倍子酚、兒茶酚及對苯二酚,包括兩種或更多種以上中之任一者的混合物。亦包括稠環酚,諸如萘酚(例如1-萘酚、2-萘酚等)及類似化合物。較佳的萜烯酚樹脂(A2)為由苯酚與α-蒎烯、β-蒎烯及檸檬烯中之一或多者之共聚形成的萜烯酚樹脂。
萜烯酚樹脂(A2)之分子量可視所利用之單體、反應條件以及許多其他因素而變化,但通常使用重量平均分子量(Mw)為較佳至少400 g/mol,較佳至少500 g/mol,更佳至少600 g/mol,甚至更佳至少700 g/mol且至多3,000 g/mol,較佳至多2,500 g/mol,更佳至多2,000 g/mol,甚至更佳至多1,500 g/mol,又甚至更佳至多1,000 g/mol之萜烯酚樹脂(A2)。
萜烯酚樹脂(A2)可基於其軟化點(SP)分類,例如根據此前描述之環球軟化點法(例如根據以全文引用之方式併入本文中的JIS B7410)。在一些實施例中,萜烯酚樹脂(A2)之軟化點為較佳至少60℃,較佳至少80℃,較佳至少90℃,較佳至少100℃,較佳至少105℃,更佳至少110℃,甚至更佳至少115℃,甚至更佳至少120℃且較佳至多160℃,較佳至多155℃,較佳至多150℃,較佳至多145℃,較佳至多140℃,更佳至多135℃,甚至更佳至多130℃,又甚至更佳至多125℃。
羥值(OHV)定義為中和在對一公克含有游離羥基之化學物質進行乙醯化時吸收之乙酸所需的氫氧化鉀(KOH)之毫克數。因此,萜烯酚樹脂(A2)之羥值或相對羥基含量之量度與萜烯酚樹脂(A2)內之酚化合物的含量直接相關,其中羥值愈高指示併入共聚物中之酚化合物愈高(及萜烯併入愈低)。羥值可根據日本工業標準JIS K 0070: 1992 「化學產品之酸值、皂化值、酯值、碘值、羥值及不皂化物之測試方法」來測定。
所揭示之噴墨墨水中所用的萜烯酚樹脂(A2)之羥值可變化,例如10 mgKOH/g至150 mgKOH/g。然而,就開蓋行為及與溶劑系統(B)之相容性而言,較佳的萜烯酚樹脂(A2)為具有以下羥值之萜烯酚樹脂:較佳至少10 mgKOH/g,較佳至少15 mgKOH/g,較佳至少20 mgKOH/g,較佳至少22 mgKOH/g,較佳至少24 mgKOH/g,較佳至少25 mgKOH/g,較佳至少28 mgKOH/g,較佳至少30 mgKOH/g,較佳至少32 mgKOH/g,較佳至少34 mgKOH/g,更佳至少36 mgKOH/g,甚至更佳至少38 mgKOH/g,又甚至更佳至少40 mgKOH/g且較佳至多80 mgKOH/g,較佳至多75 mgKOH/g,較佳至多70 mgKOH/g,較佳至多65 mgKOH/g,較佳至多60 mgKOH/g,更佳至多55 mgKOH/g,甚至更佳至多50 mgKOH/g,又甚至更佳至多45 mgKOH/g,其中20至60 mgKOH/g之羥值(OHV)係最佳的。
可視情況單獨或組合用於本文之噴墨墨水中的適合萜烯酚樹脂(A2)之實例包括但不限於YS POLYSTER產品,諸如YS POLYSTER U130 (OHV=25 mgKOH/g;SP=130℃)、YS POLYSTER U115 (OHV=30 mgKOH/g;SP=115℃)、YS POLYSTER T160 (OHV=60 mgKOH/g;SP=160℃)及YS POLYSTER T145 (OHV=65 mgKOH/g;SP=145℃),可購自Yasuhara Chemical Co. Ltd.;以及DERTOPHENE產品,諸如DERTOPHENE T (OHV=20-50 mgKOH/g;SP=95℃;Mw=700 g/mol)、DERTOPHENE T105 (OHV=40 mgKOH/g;SP=105℃;Mw=700 g/mol)、DERTOPHENE T115 (OHV=50 mgKOH/g;SP=120℃;Mw=700 g/mol)及DERTOPHENE T160 (OHV=60 mgKOH/g;SP=160℃;Mw=約1,000 g/mol),可購自DRT/Pinova。尤其較佳的萜烯酚樹脂(A2)為DERTOPHENE T160。
除萜烯樹脂(A1)及任何視情況選用之萜烯酚樹脂(A2)之外,以噴墨墨水之總重量計,噴墨墨水可視情況含有以下量之其他黏合劑樹脂/增黏劑/黏著劑物質:較佳至少0.1重量%,較佳至少0.5重量%,較佳至少1重量%,更佳至少1.5重量%,甚至更佳至少2重量%,又甚至更佳至少2.5重量%且較佳至多10重量%,較佳至多9重量%,較佳至多8重量%,較佳至多7重量%,較佳至多6重量%,更佳至多5重量%,甚至更佳至多4重量%,又甚至更佳至多3重量%。此類額外樹脂、黏合劑、增黏劑或黏著劑物質可包括但不限於: -   松香樹脂,諸如衍生自脂松香、木松香及妥爾油松香之松香樹脂(其主要組分為樹脂酸,諸如松脂酸、長葉松酸、新松脂酸、海松脂酸、異海松脂酸及/或脫氫松脂酸),包括藉由經由酯化、氫化(包括部分氫化)、二聚及/或其他改質/官能化(例如經由與如順丁烯二酸或反丁烯二酸/酸酐進行狄耳士-阿德爾反應(Diels-Alder reaction)、羧酸還原為各別醛/醇、雙鍵異構化、脫氫、氧化、歧化及其類似者)對前述松香進行改質而形成的松香樹脂。例示性松香樹脂包括但不限於(1)松香酯樹脂,諸如主要由松脂酸型或海松脂酸型樹脂酸與醇(諸如甘油、新戊四醇、乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、甲醇等)反應構成之松香酯,且視情況經氫化或部分氫化,特別提及可購自Harima Chemicals, Inc.之HARIESTER產品,各自可購自Eastman之STAYBELITE ESTER 10-E及PERMALYN 6110,可購自Arakawa Chemical Industries, Ltd.之SUPER ESTER A-125、SUPER ESTER A-75、PENSEL D-125、PINECRYSTAL KE-359及可購自Pinova之FORAL 85、FORAL 105、HERCOLYN產品、PEXALYN產品及PENTALYN產品;(2)氫化酸性松香,諸如各自可購自Pinova之FORAL AX及FORAL DX;(3)部分氫化酸性松香,諸如可購自Eastman之STAYBELITE RESIN-E及各自可購自PINOVA之STAYBELITE及STAYBELITE A;(4)二聚松香,諸如可購自Eastman之POLY-PALE部分二聚松香;以及(5)官能化松香樹脂,例如已經順丁烯二酸酐改質之松香或已經歷羧酸還原條件之松香的酯(例如甘油酯),特別提及各自可購自Eastman之LEWISOL 28-M及Abitol-E氫松酯醇; -   酚樹脂(亦即酚化合物與甲醛之共聚物),例如酚醛清漆樹脂,諸如可購自DIC Corp.之PHENOLITE TD-2131及PHENOLITE TD-2090; -   聚醯胺樹脂,例如可購自BASF Japan Ltd.之VERSAMID 725、744、756、759,可購自Sanho Chemical Co. Ltd.之TOHMIDE 90、92、394-N,以及可購自Evonik之SUNMIDE 550、554、615A、638、640; -   包括磺醯胺改質環氧樹脂之環氧樹脂,例如可購自Rit-Chem之AD-PRO MTS; -   (甲基)丙烯酸酯和苯乙烯/(甲基)丙烯酸酯樹脂,例如可購自BASF之JONCRYL 63、JONCRYL 67、JONCRYL 586、JONCRYL 611、JONCRYL 682、JONCRYL 693,可購自Palmer Holland之PARALOID DM-55及PARALOID B-66,可購自Dow Chemical, USA之PARALOID B-72,以及可購自Lucite Inc.之ELVACITE 2013; -   聚胺甲酸酯樹脂,諸如由以下之間的反應形成的聚胺甲酸酯樹脂:(i)多元醇,包括但不限於乙二醇、丙二醇(propylene glycol)、丙二醇(propanediol)、丁二醇、聚乙二醇、聚丙二醇、聚四氫呋喃二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、1,9-壬二醇、聚酯多元醇,諸如聚乙二醇己二酸酯二醇、聚乙二醇丁二酸酯二醇、聚(3-甲基-1,5-戊二醇己二酸酯)二醇、聚(3-甲基-1,5-戊二醇對苯二甲酸酯)二醇、碳酸酯多元醇,及(ii)二異氰酸酯,包括但不限於2,4-甲苯二異氰酸酯、2,6-甲苯二異氰酸酯、4,4-二苯基甲烷二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯及異佛爾酮二異氰酸酯;例如可購自Lubrizol之PERMAX 200,PERMAX 202及SANCURE 20025F; -   聚乙烯醇縮丁醛樹脂,例如可購自Kuraray America, Inc.之PIOLOFORM BN 16及MOWITAL B20H; -   聚羥基苯乙烯樹脂,諸如來自DuPont之聚(對羥基苯乙烯); -   乙烯基樹脂,例如可購自Dow Chemical Company之UCAR VYHH、VMCH、VMCA及VAGF,以及可購自Wacker Chemie AG, Germany之VINNOL E15/45、H14/36、E15/45M及E16/40A; -   甲醛樹脂,包括磺醯胺改質甲醛樹脂,諸如對甲苯磺醯胺甲醛樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂、磺醯胺改質三聚氰胺甲醛樹脂; -   纖維素酯樹脂,諸如可購自Eastman之乙酸丁酸纖維素(CAB-551-0.01); -   以及聚酯、磺化聚酯、樹膠、纖維素醚、硝酸纖維素樹脂、聚順丁烯二酸酐、縮醛聚合物、苯乙烯/丁二烯共聚物、酮-醛樹脂及聚酮樹脂; -   及其類似物,包括其混合物。
在一些實施例中,除萜烯樹脂(A1)及任何視情況選用之萜烯酚樹脂(A2)以外,噴墨墨水實質上不含額外黏合劑樹脂/增黏劑/黏著劑物質,諸如上文所提及之彼等。在一些實施例中,噴墨墨水含有萜烯樹脂(A1)及萜烯酚樹脂(A2)之組合,且較佳實質上不含額外樹脂、黏合劑、增黏劑或黏著劑物質。在一些實施例中,萜烯樹脂(A1)為所揭示之噴墨墨水中存在的唯一樹脂。在一些實施例中,噴墨墨水實質上不含松香樹脂。在一些實施例中,噴墨墨水實質上不含松香酯樹脂、部分氫化酸性松香、二聚松香及其他官能化/改質松香樹脂。
(B)溶劑系統 在許多利用以溶劑為基底之墨水之列印過程中且尤其在熱噴墨列印中,適當溶劑系統之選擇可影響列印過程之可靠性、列印墨水產物之特性/外觀及整體列印過程效率。舉例而言,在熱噴墨列印中,溶劑系統之選擇可1)有助於在噴射過程期間形成氣泡,得到可靠的噴墨,2)藉由改變溶劑與各種噴墨墨水組分之間的相互作用動力學且因此改變開蓋行為、結垢、運行穩定性及/或墨滴軌跡來影響噴墨墨水之穩定性/揮發性,3)經由溶劑系統與其他噴墨墨水組分之間的相互作用力影響列印影像之黏著力、耐摩擦及刮擦性及光密度特性,儘管在乾燥之後該(等)溶劑可能不再存在,或可能以較少量存在,及4)影響施加後之乾燥時間或乾燥所施加墨水所需之設備,及/或5)影響液滴動力學。
鑒於以上,本文中尤其較佳為具有包括(B1)二氧戊環之溶劑系統(B)的噴墨墨水。二氧戊環(1,3-二氧戊環)為具有化學式(CH 2) 2O 2CH 2之雜環縮醛。已出人意料地發現包括二氧戊環(B1)改良墨水之各種特性。此類用二氧戊環(B1)調配之墨水即使在高達60分鐘開蓋時間亦展示極佳開蓋行為、展示優良列印壽命或運行穩定性(例如大於5,000頁),且在多個基板上展示極佳黏著力。另一方面,本文所描述之在無二氧戊環之情況下調配的噴墨墨水在最短測試開蓋時間(30秒)下未能提供可讀影像,且運行穩定性不良(小於1,000頁)。
亦已發現二氧戊環在與所揭示之噴墨墨水中之樹脂(A)以及著色劑(C)之溶解度/相容性方面係獨特的溶劑。
以噴墨墨水之總重量計,適合於獲得合乎需要的墨水特性(例如開蓋行為、運行穩定性、黏著力等)之二氧戊環(B1)之量可在以下範圍內:較佳至少2重量%,較佳至少4重量%,較佳至少5重量%,較佳至少10重量%,較佳至少15重量%,較佳至少20重量%,較佳至少25重量%,較佳至少30重量%,較佳至少35重量%,更佳至少40重量%,更佳至少45重量%,更佳至少50重量%,甚至更佳至少55重量%,又甚至更佳至少60重量%且較佳至多98重量%,較佳至多97.5重量%,較佳至多97重量%,較佳至多96.5重量%,較佳至多96重量%,較佳至多95.5重量%,較佳至多95重量%,更佳至多94.5重量%,更佳至多94重量%,更佳至多93.5重量%,更佳至多93重量%,甚至更佳至多92.5重量%,甚至更佳至多92重量%,甚至更佳至多91.5重量%,又甚至更佳至多91重量%。
溶劑系統(B)亦可視情況包括(B2)醇溶劑。包括醇溶劑(B2)可有益於幫助噴墨墨水組分之溶合(尤其在使用萜烯酚樹脂(A2)時)及幫助噴射性,以及其他益處。
醇溶劑(B2)可含有至少1個碳原子,較佳至少2個碳原子,更佳至少3個碳原子且至多8個碳原子,較佳至多6個碳原子,更佳至多4個碳原子。較佳的醇溶劑(B2)為沸點較佳低於120℃、較佳低於115℃、較佳低於110℃、更佳低於105℃、甚至更佳低於100℃、又甚至更佳較佳低於98℃之醇溶劑。
可單獨或組合用於所揭示之噴墨墨水中的醇溶劑之適合實例包括但不限於甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、2-戊醇、3-戊醇及三級戊醇,特別提及1-丙醇。
當使用時,以噴墨墨水之總重量計,醇溶劑(B2)在噴墨墨水中之存在量可為較佳至少0.5重量%,較佳至少0.75重量%,較佳至少1重量%,較佳至少1.25重量%,較佳至少1.5重量%,較佳至少1.75重量%,較佳至少2重量%,重量%,較佳至少2.25重量%,較佳至少2.5重量%,較佳至少2.75重量%,較佳至少3重量%,較佳至少3.25重量%,較佳至少3.5重量%,較佳至少3.75重量%,較佳至少4重量%,較佳至少4.25重量%,較佳至少4.5重量%,重量%,較佳至少4.75重量%,較佳至少5重量%且較佳至多60重量%,較佳至多55重量%,較佳至多50重量%,較佳至多45重量%,較佳至多40重量%,更佳至多37.5重量%,更佳至多35重量%,甚至更佳至多34.5重量%,甚至更佳至多34重量%,甚至更佳至多33.5重量%,甚至更佳至多33重量%,甚至更佳至多32.5重量%,甚至更佳至多32重量%,甚至更佳至多31.5重量%,甚至更佳至多31重量%,又甚至更佳至多30.75重量%,又甚至更佳至多30.5重量%,又甚至更佳至多30.25重量%,又甚至更佳至多30重量%。
在較佳實施例中,二氧戊環(B1)與醇溶劑(B2)一起構成噴墨墨水中所用之溶劑系統(B)的大部分,亦即,以溶劑系統(B)之總重量計,二氧戊環(B1)及醇溶劑(B2)之組合重量可在以下範圍內:較佳至少50重量%,較佳至少60重量%,更佳至少70重量%,較佳至少80重量%,較佳至少90重量%,較佳至少95重量%,較佳至少96重量%,較佳至少98重量%,更佳至少99重量%,甚至更佳至少99.5重量%,又甚至更佳100重量%。
相對於二氧戊環(B1),較佳的噴墨墨水為具有以下二氧戊環(B1)與醇溶劑(B2)之重量比((B1):(B2))的噴墨墨水:較佳0.25:1,較佳0.5:1,較佳0.75:1,較佳1:1,較佳1.25:1,更佳1.5:1,甚至更佳1.75:1,又甚至更佳2:1且較佳至多30:1,較佳至多25:1,較佳至多20:1,較佳至多17.5:1,較佳至多15:1,較佳至多12.5:1,較佳至多10:1,較佳至多7.5:1,較佳至多5:1,更佳至多4.5:1,甚至更佳至多4:1,又甚至更佳至多3.5:1。
相對於萜烯樹脂(A1),較佳的噴墨墨水為具有以下範圍內之二氧戊環(B1)與萜烯樹脂(A1)之重量比((B1):(A1))的噴墨墨水:較佳至少20:1,較佳至少25:1,較佳至少30:1,較佳至少35:1,較佳至少40:1,較佳至少45:1,較佳至少50:1,較佳至少55:1,較佳至少60:1,較佳至少65:1,較佳至少70:1,較佳至少75:1,更佳至少80:1,甚至更佳至少85:1,又甚至更佳至少90:1且較佳至多250:1,較佳至多225:1,較佳至多200:1,較佳至多175:1,較佳至多150:1,更佳至多125:1,更佳至多120:1,更佳至多115:1,更佳至多110:1,甚至更佳至多105:1,又甚至更佳至多100:1。
雖然可調整醇溶劑(B2)之量例如以提供所需溶合水平,但較佳的噴墨墨水為具有以下範圍內之萜烯樹脂(A1)與醇溶劑(B2)之重量比((A1):(B2))的噴墨墨水:較佳至少1:75,較佳至少1:70,較佳至少1:65,較佳至少1:60,較佳至少1:55,較佳至少1:50,較佳至少1:45,較佳至少1:40,較佳至少1:35,較佳至少1:30,更佳至少1:27.5,更佳至少1:25,更佳至少1:22.5,甚至更佳至少1:20,又甚至更佳至少1:19且較佳至多1:2,較佳至多1:5,較佳至多1:7.5,較佳至多1:10,更佳至多1:12.5,更佳至多1:15,更佳至多1:17.5,更佳至多1:18.5。
除上文所提及彼等溶劑之外,溶劑系統亦可視情況包括一或多種其他有機溶劑。
其他有機溶劑之實例包括但不限於: -   不包括醇溶劑(B2)之醇,諸如2-甲基-1-丁醇、十一醇(例如1-十一醇)、十二醇(例如1-十二醇)、十三醇(例如1-十三醇)、十四醇(例如1-十四醇),包括萜烯醇,諸如單萜醇(例如萜品醇、香葉醇、香茅醇、沉香醇等); -   多元醇,諸如1,3-丙二醇、1,2-己二醇及甘油。 -   二醇醚,包括單烷基二醇醚、二烷基二醇醚及單烷基單酯二醇醚,諸如乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、乙二醇單異丙醚、乙二醇單正丙醚、乙二醇單三級丁醚、乙二醇單丁醚、乙二醇單異丁醚、二乙二醇單甲醚、丙二醇單甲醚、丙二醇單乙醚、丙二醇單三級丁醚、丙二醇單正丙醚、丙二醇單異丙醚、丙二醇單正丁醚、二丙二醇單甲醚、丙二醇甲醚乙酸酯、乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇甲乙醚、二乙二醇二乙醚、二丙二醇二甲醚、二丙二醇單正丙醚; -   醚(非二醇醚),諸如乙醚、二丙醚、甲基三級丁基醚及四氫呋喃、二丁醚及二㗁烷; -   酮溶劑,諸如丙酮、甲基乙基酮(MEK)、甲基異丙基酮、3-戊酮、甲基正丙基酮、乙基異丙基酮、甲基異丁基酮、環己酮、二丙酮醇、3-己酮及甲基正丁基酮; -   酯,諸如乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸正丁酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸丁酯、乙酸甲氧基乙酯、乙酸乙氧基乙酯、乙酸甲氧基丙酯及乙酸乙氧基丙酯; -   醯胺,諸如二甲基甲醯胺及二甲基乙醯胺; -   乙腈 -   以及其中兩者或更多者之混合物。
其他有機溶劑可以特定應用所需之任何量使用,其中以噴墨墨水之總重量計,典型負載在較佳至多20重量%、較佳至多15重量%、較佳至多10重量%、較佳至多5重量%、更佳至多4重量%、甚至更佳至多2重量%、又甚至更佳至多1重量%範圍內,但有時可使用更高負載。在一些實施例中,噴墨墨水實質上不含其他有機溶劑。
在一些實施例中,噴墨墨水實質上不含沸點較佳高於255℃之溶劑,較佳沸點高於250℃之溶劑,較佳沸點高於245℃之溶劑,較佳沸點高於240℃之溶劑,較佳沸點高於235℃之溶劑,較佳沸點高於230℃之溶劑,較佳沸點高於220℃之溶劑,較佳沸點高於210℃之溶劑,更佳沸點高於200℃之溶劑,甚至更佳沸點高於195℃之溶劑。在一些實施例中,噴墨墨水實質上不含沸點為120℃或更高之酮溶劑,其實例包括但不限於3-己酮、甲基正丁基酮及環己酮。
在一些實施例中,噴墨墨水實質上不含沸點較佳低於120℃、較佳低於115℃、較佳低於110℃、較佳低於105℃、較佳低於100℃、較佳低於95℃、更佳低於90℃、甚至更佳低於85℃、又甚至更佳低於80℃之酮溶劑。此類酮溶劑可含有3、4、5或6個碳原子。此類酮溶劑之實例包括但不限於丙酮、甲基乙基酮(MEK)、3-戊酮、甲基正丙基酮、甲基異丙基酮、乙基異丙基酮及甲基異丁基酮。在一些實施例中,噴墨墨水實質上不含甲基乙基酮。在一些實施例中,噴墨墨水不含甲基乙基酮。
溶劑系統(B)亦可視情況包括二醇醚以進一步改良開蓋效能而不實質上惡化墨水乾燥時間。二醇醚可為單烷基醚、二烷基醚、單烷基單酯醚或其組合,較佳二醇醚為單烷基單酯醚,亦即一個羥基經醚化且另一羥基經酯化之二醇化合物。二醇醚可含有較佳至少3個碳原子,較佳至少4個碳原子,更佳至少5個碳原子,甚至更佳至少6個碳原子且較佳至多12個碳原子,較佳至多10個碳原子,更佳至多8個碳原子。
在一些實施例中,溶劑系統(B)可用二醇醚之混合物調配,二醇醚之混合物例如呈以下重量比之第一二醇醚及第二二醇醚:較佳至少1:5,較佳至少1:4,更佳至少1:3,甚至更佳至少1:2,又甚至更佳至少1:1且較佳至多5:1,較佳至多4:1,更佳至多3:1,甚至更佳至多2:1。
可視情況包括於所揭示之噴墨墨水中之二醇醚的可接受實例包括但不限於乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、乙二醇單異丙醚、乙二醇單正丙醚、乙二醇單三級丁醚、乙二醇單丁醚、乙二醇單異丁醚、二乙二醇單甲醚、丙二醇單甲醚、丙二醇單乙醚、丙二醇單三級丁醚、丙二醇單正丙醚、丙二醇單異丙醚、丙二醇單正丁醚、二丙二醇單甲醚、乙二醇單正丁醚乙酸酯、丙二醇甲醚乙酸酯、二乙二醇單正丁醚乙酸酯、二乙二醇單乙醚乙酸酯、乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇甲乙醚、二乙二醇二乙醚、二丙二醇二甲醚、二丙二醇單正丙醚以及其混合物。
就在不顯著延長墨水乾燥時間之情況下改良噴墨墨水之開蓋效能而言,較佳的二醇醚為沸點較佳低於214℃、較佳低於210℃、更佳低於205℃、甚至更佳低於200℃、又甚至更佳低於195℃之二醇醚。
鑒於以上,較佳為乙二醇單正丁醚乙酸酯、乙二醇單甲醚、丙二醇單甲醚、乙二醇單正丙醚及丙二醇單正丙醚,特別提及乙二醇單正丁醚乙酸酯。
當使用時,以噴墨墨水之總重量計,二醇醚在噴墨墨水中之存在量可為較佳至少0.1重量%,較佳至少0.3重量%,較佳至少0.5重量%,較佳至少0.7重量%,更佳至少1重量%,甚至更佳至少1.5重量%,又甚至更佳至少2重量%且較佳至多20重量%,較佳至多15重量%,更佳至多10重量%,甚至更佳至多5重量%,又甚至更佳至多3重量%。在一些實施例中,噴墨墨水實質上不含二醇醚。
在一些實施例中,噴墨墨水實質上不含醇溶劑(B2)。在較佳實施例中,溶劑系統(B)由二氧戊環(B1)及醇溶劑(B2)組成。
在較佳實施例中,本發明之噴墨墨水實質上為非水性的,意謂除了自環境條件偶然產生之量的水分以外,不將水添加至噴墨墨水中。在此類情況下,以噴墨墨水之總重量計,噴墨墨水可具有較佳小於1重量%、較佳小於0.5重量%、較佳小於0.1重量%、更佳小於0.05重量%、甚至更佳小於0.01重量%之水,又甚至更佳0重量%。
(C)著色劑 本發明之噴墨墨水包含含有金屬錯合物偶氮染料之著色劑。在此上下文中,術語「金屬錯合物偶氮染料」係指包含由金屬中心及包含偶氮官能基(亦稱為二氮烯基官能基)之配位基形成之化合物的染料。通常,包含偶氮官能基之配位基為自身可視為偶氮染料之分子。
此包含偶氮官能基之配位基與金屬中心配位,金屬中心通常為過渡金屬或主族金屬或類金屬,但不為鹼金屬或鹼土金屬。
可形成金屬中心之適合金屬之實例包括但不限於鈦、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、鋯、鈮、鉬、釕、銠、鎘、鋁、銦、錫、鉍及其混合物。此類配位可經由配位基上存在之任何適合官能基進行。此類官能基之實例包括但不限於含氧官能基,諸如醇、醇鹽、羧酸及羧酸酯、酯、酮及醚;含氮官能基,諸如胺、醯胺、疊氮化合物、二氮烯基(偶氮基)、亞胺、卟啉、醯亞胺、異腈、腈及硝基官能基;含磷官能基,諸如膦、亞磷酸酯、磷酸酯、亞膦酸二酯、膦酸酯、次膦酸酯及亞膦酸酯官能基;及含硫官能基,諸如硫醇、硫醇鹽、二硫化物、碸、磺酸及磺酸酯、亞碸、硫醛、硫酯、硫代亞磺酸酯、硫代羧酸及硫代羧酸酯、亞磺酸及磺酸酯、硫氰酸酯及異硫氰酸酯官能基。與金屬中心配位之配位基可為單牙或雙牙、三牙或四牙的。通常,如本文所用之包含偶氮基之配位基經由形成偶氮基之氮原子中之一或兩者與金屬中心形成配位相互作用。
一般而言,金屬中心之內配位層的其餘部分可進一步由一般熟習此項技術者已知的任何適合配位基或配位基組合填充。適合配位基之實例包括具有含氧官能基之物種,諸如醇、醇鹽、氫氧化物、羧酸及羧酸酯、酯及醚;具有含氮官能基之物種,諸如胺(此處理解為包括氨)、醯胺、疊氮化合物、其他二醯亞胺(亦稱為偶氮化合物)、亞胺、卟啉、醯亞胺、異腈、腈及硝基化合物;具有含磷官能基之物種,諸如膦、亞磷酸酯、磷酸酯、亞膦酸二酯、膦酸酯、次膦酸酯及亞膦酸酯;具有含硫官能基之物種,諸如硫醇、硫醇鹽、二硫化物、碸、磺酸及磺酸酯、亞碸、硫醛、硫酯、硫代亞磺酸酯、硫代羧酸及硫代羧酸酯、亞磺酸及亞磺酸酯、硫氰酸酯及異硫氰酸酯;含有一或多個π電子系統之烴,諸如均三甲苯、環戊二烯基陰離子及環十八烯;鹵化物;以及水。一般而言,配位基可視需要為單牙、雙牙、三牙、四牙或五牙的。然而,六牙配位基,諸如乙二胺四乙酸(EDTA)不適合,因為此類配位基不留下用於配位包含偶氮官能基之適合配位基的開放配位位點。一般而言,官能基可佔據充當配位基之分子上的任何適合位置。舉例而言,醇或胺可視需要為一級醇或胺、二級醇或胺或三級醇或胺。
在較佳實施例中,金屬錯合物偶氮染料為金屬錯合物,其包含金屬中心及(E)-1-((2-甲氧基-5-硝基苯基)二氮烯基)萘-2-醇或其去質子化形式、去甲基化形式、去質子化且去甲基化形式、互變異構物或立體異構物。(E)-1-((2-甲氧基-5-硝基苯基)二氮烯基)萘-2-醇之結構展示於以下式1中: (1)
為形成適合的金屬錯合物,且(E)-1-((2-甲氧基-5-硝基苯基)二氮烯基)萘-2-醇可以以下形式存在:去質子化形式,其中羥基經去質子化以形成醇鹽型配位基(參見以下式(2));去甲基化形式,其中甲氧基已轉化為醇鹽型配位基(參見以下式(3));或去質子化且去甲基化形式,其中羥基經去質子化以形成醇鹽型配位基且甲氧基已轉化為醇鹽型配位基(參見以下式(4))。 (2) (3) (4)
在較佳實施例中,金屬中心為鉻離子。在一些實施例中,鉻離子呈+3氧化態。在此類實施例中,金屬錯合物可具有正電荷、負電荷或不具有電荷。在金屬錯合物具有正電荷之實施例中,金屬錯合物偶氮染料可進一步包含任何適合的陰離子用於電荷平衡。此類適合的陰離子之實例包括但不限於羧酸根、鹵離子、硫酸根、磷酸根、磷酸氫根、磷酸二氫根、硝酸根及其混合物。在金屬錯合物具有負電荷之實施例中,金屬錯合物偶氮染料可進一步包含任何適合的陽離子用於電荷平衡。此類適合的陽離子之實例包括但不限於鹼金屬、鹼土金屬、銨化合物及其混合物。
較佳地,金屬與包含偶氮官能基之配位基之間的配位產生電偶極。此類電偶極之存在可有利於在金屬錯合物偶氮染料與如二氧戊環(B1)之極性溶劑之間引起強相互作用。此外,金屬錯合物偶氮染料較佳包含疏水性的部分,例如另一官能基。此類疏水性部分之存在可有利於給予金屬錯合物偶氮染料與萜烯樹脂(A1)之充足相互作用。使用此類金屬偶氮錯合物作為介體可尤其有利於本申請案之噴墨墨水,因為萜烯樹脂(A1)與二氧戊環(B)之組合係產生本發明之快速『表層』或『膜』形成的主要因素之一。
適合的金屬錯合物偶氮染料之實例包括但不限於溶劑黑27、溶劑黑28、溶劑黑29、溶劑黑34、溶劑藍137、溶劑棕37、溶劑棕42、溶劑棕43、溶劑棕52、溶劑橙54、溶劑紅8、溶劑紅109、溶劑紅119、溶劑黃19、溶劑黃21、溶劑黃25、溶劑黃82、溶劑黃88、溶劑黃146、溶劑紫58、溶劑紫61以及VALIFAST BLACK 3870、VALIFAST RED 1355及VALIFAST YELLOW 3150,各自可購自Orient Chemical Industries Co., Ltd.,特別提及溶劑黑27 (亦以VALIFAST BLACK 3830銷售,可購自Orient Chemical Industries Co., Ltd)。
相對於噴墨墨水之總重量,適合於獲得合乎需要的墨水特性(例如開蓋行為、運行穩定性、黏著力等)之著色劑(C)之量可在以下範圍內:較佳至少0.5重量%,較佳至少1重量%,較佳至少3重量%,較佳至少5重量%,較佳至少7重量%且較佳至多20重量%,較佳至多15重量%,較佳至多12重量%,較佳至多10重量%,較佳至多9重量%。
相對於噴墨墨水之總重量,適合於獲得合乎需要的墨水特性(例如開蓋行為、運行穩定性、黏著力等)之金屬偶氮染料之量可在以下範圍內:較佳至少0.5重量%,較佳至少1重量%,較佳至少3重量%,較佳至少5重量%,較佳至少7重量%且較佳至多20重量%,較佳至多15重量%,較佳至多12重量%,較佳至多10重量%,較佳至多9重量%。
著色劑(C)可包括於噴墨墨水中以提供任何所需顏色,包括除金屬錯合物偶氮染料或顏料以外之染料作為著色劑(C2)。可提供著色劑(C2),使得著色劑可溶解或穩定地分散於噴墨墨水內。適合顏色包括例如青色、洋紅色、黃色及基色(黑色) (「CMYK」)、白色、橙色、綠色、淺青色、淺洋紅色、紫色及其類似顏色,包括專色與四原色兩者。
一般而言,可使用額外著色劑(C2),當使用時,相對於噴墨墨水之總重量,其量為較佳至少0.1重量%,較佳至少0.5重量%,較佳至少1重量%,較佳至少2重量%,較佳至少3重量%且較佳至多10重量%,較佳至多8重量%,較佳至多7重量%,較佳至多6重量%,較佳至多5重量%。
以著色劑(C)之總重量計,適合於獲得合乎需要的墨水特性(例如開蓋行為、運行穩定性、黏著力等)之金屬偶氮染料之重量可在以下範圍內:較佳至少50重量%,較佳至少75重量%,較佳至少95重量%,較佳至少98重量%,較佳至少99重量%且較佳100重量%。
噴墨墨水可用各種無機顏料及/或有機顏料來調配。除向噴墨墨水提供顏色以外,此類顏料可能能夠改良列印影像之耐光性、耐候性等。
(D)界面活性劑 本發明之噴墨墨水可視情況包括(D)界面活性劑,例如以提供抗結塊、墨水接受性、均染、抗陷缺、增加的表面滑動及/或基板潤濕特性,以及其他益處,而不犧牲噴墨墨水開蓋效能。當使用時,以噴墨墨水之總重量計,所使用之界面活性劑(D)之量可在以下範圍內:較佳至少0.01重量%,較佳至少0.015重量%,較佳至少0.02重量%,較佳至少0.04重量%,更佳至少0.06重量%,甚至更佳至少0.08重量%,甚至更佳至少0.1重量%,甚至更佳至少0.15重量%,甚至更佳至少0.2重量%,甚至更佳至少0.25重量%,甚至更佳至少0.3重量%,甚至更佳至少0.35重量%,甚至更佳至少0.4重量%,甚至更佳至少0.45重量%,甚至更佳至少0.5重量%,且較佳至多5重量%,較佳至多4重量%,較佳至多3重量%,較佳至多2重量%,較佳至多1重量%,較佳至多0.95重量%,較佳至多0.9重量%,甚至更佳至多0.85重量%,甚至更佳至多0.8重量%。
可在本文中單獨或組合使用之界面活性劑(D)之實例包括但不限於: -   聚矽氧烷,包括有機改質聚矽氧(例如烷基、芳基及/或芳基烷基改質聚矽氧),諸如可購自Siltech Corporation之SILTECH C-32,各自可購自Momentive之COATOSIL 1211C及3573,可購自Shin-Etsu Chemical Co.之KF-410 (芳基烷基改質聚二甲基矽氧烷)以及各自可購自BYK Additives & Instruments之BYK-322及BYK-323 (芳基烷基改質聚(二甲基矽氧烷-共-甲基烷基矽氧烷)); -   聚矽氧丙烯酸酯共聚物,諸如KP-541、KP-543、KP-545、KP-550及KP-575 (接枝有聚二甲基矽氧烷側鏈之丙烯酸聚合物,可購自Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)以及BYK-3550 (可購自BYK Japan K.K.); -   聚醚改質聚矽氧,包括作為嵌段共聚物之彼等,其具有由直鏈或分支鏈聚二甲基矽氧烷主鏈形成之側接接枝結構,該主鏈含有一或多個聚醚側鏈且視情況含有一或多個脂肪烷基側鏈; -   氟聚合物,諸如可購自3M Corporation之FC-4430及FC-4432; -   聚醚改質聚矽氧,包括作為嵌段共聚物之彼等,其具有由直鏈或分支鏈聚二甲基矽氧烷主鏈形成之側接接枝結構,該主鏈含有一或多個聚醚側鏈且視情況含有一或多個脂肪烷基側鏈,諸如各自可購自Shin-Etsu Chemical Co.之KF-6013 (PEG-9二甲聚矽氧烷,未封端,HLB=10.0)、KF-6015 (PEG-3二甲聚矽氧烷,未封端,HLB=4.5)、KF-6017 (PEG-10二甲聚矽氧烷,未封端,HLB=4.5)及KF-6038 (月桂基PEG-9聚二甲基矽烷氧乙基二甲聚矽氧烷,未封端,HLB=3.0)以及可購自BYK Additives & Instruments之BYK-307 (聚醚改質聚二甲基矽氧烷); -   可光交聯聚矽氧丙烯酸酯或聚矽氧聚醚丙烯酸酯,諸如各自可購自Evonik Industries之TEGO RAD 2100、TEGO RAD 2200、TEGO RAD 2250、TEGO RAD 2300 (聚矽氧聚醚丙烯酸酯)以及可購自BYK之BYK-UV 3500及3530; -   聚丙烯酸酯,包括聚丙烯酸酯共聚物及交聯聚合物,諸如各自可購自BYK之BYK-381及BYK-361N (聚丙烯酸酯共聚物)以及各自可購自Lubrizol之PEMULEN EZ-4U (丙烯酸酯/丙烯酸C10-C30烷酯)及PEMULEN TR-2 (丙烯酸/丙烯酸C10-C30烷酯交聯聚合物); -   炔屬二醇及以炔屬二醇為基底之雙子(gemini)界面活性劑,諸如可購自Evonik Industries之SURFYNOL SEF及DYNOL界面活性劑; -   以聚矽氧烷為基底之雙子界面活性劑,諸如可購自Evonik Industries之TEGO TWIN 4100; -   非離子聚醚,例如作為基板潤濕界面活性劑,諸如可購自Evonik Industries之TEGO WET 510 (親水性聚醚基板潤濕界面活性劑); -   脂肪酸之醯胺或單烷醇醯胺,包括烷氧基化的脂肪酸之單烷醇醯胺,諸如椰子脂肪酸單乙醇醯胺及與2-20莫耳環氧乙烷反應之椰子脂肪酸單乙醇醯胺; -   醚,諸如烷氧基化C 1-C 22醇,包括烷氧基化脂肪醇,諸如各自可購自Stepan之BIO-SOFT N-600 (C12-C13醇乙氧化物)、MAKON DA-4 (乙氧基化異癸基醇)、MERPOL SE (醇乙氧化物)及POLYSTEP TD-6 (乙氧基化十三醇),環氧乙烷/環氧丙烷共聚物,烷氧基化烷基酚,以及烷基多醣苷(APG),諸如由脂肪醇與葡萄糖之間的反應製成的彼等; -   脂肪酯,諸如乙氧基化及/或丙氧基化脂肪酸(例如具有2至40莫耳環氧乙烷之蓖麻油)、烷氧基化甘油酯(例如PEG-24單硬脂酸甘油酯)、二醇酯及衍生物、單酸甘油酯、聚甘油酯、多元醇之酯及去水山梨醇/山梨糖醇酯,如去水山梨醇單月桂酸酯(例如可購自Kao之EMASOL L-10V)以及聚山梨醇酯,包括單、二或三脂肪酸酯化聚山梨醇酯,諸如可購自Stepan之TOXIMUL SEE-340 (去水山梨醇三油酸酯乙氧化物(20)); -   脂肪醇之醣苷,諸如可購自Clariant之PLANTASENS NATURAL EMULSIFIER HE20 (鯨蠟硬脂基葡糖苷,去水山梨醇橄欖油酯); -   硫酸酯、磺酸酯、磷酸酯及膦酸酯,諸如硫酸烷基酯、烷基-酯-硫酸酯、烷基醚硫酸酯、烷基-烷氧基-酯-硫酸酯、硫酸化烷醇醯胺、硫酸甘油酯、磺酸烷基酯、脂肪烷基-苯磺酸酯、低碳數烷基-苯磺酸酯、α烯烴磺酸酯、木質磺酸鹽、烷基芳基醚磷酸酯、烷基醚磷酸酯及脂肪醇或脂肪醇之聚氧化烯醚的磷酸酯;以及 -   兩性界面活性劑,包括但不限於:脂肪烷基甜菜鹼,諸如月桂基甜菜鹼(例如可購自Kao之AMPHITOL 24B);脂肪烷基醯胺基甜菜鹼,諸如脂肪醯胺基丙基二甲胺基甜菜鹼;脂肪烷基磺基甜菜鹼,諸如脂肪二甲基羥基磺基甜菜鹼;脂肪烷基醯胺基磺基甜菜鹼,諸如脂肪醯胺基丙基二甲胺基羥基磺基甜菜鹼;氧化胺,諸如N-椰油醯胺丙基二甲基氧化胺、二甲基脂肪烷基氧化胺,諸如二甲基椰油基氧化胺、月桂基二甲基氧化胺(例如可購自Kao之AMPHITOL 20N);以及以咪唑為基底之兩性界面活性劑(例如可購自Kao之ELEC AC)。
當噴墨墨水用界面活性劑(D)調配時,尤其較佳的界面活性劑為聚矽氧丙烯酸酯共聚物。聚矽氧丙烯酸酯共聚物可根據一般熟習此項技術者已知之方法獲得,例如藉由(例如在聚有機矽氧烷鏈之一端上、在聚有機矽氧烷鏈之兩端上或在聚矽氧主鏈上)聚合(例如自由基聚合)或接枝包含至少一個可聚合基團之聚有機矽氧烷大分子單體及(甲基)丙烯酸酯單體,如例如以全文引用之方式併入本文中的US 5,219,560中所描述。較佳地,聚矽氧丙烯酸酯共聚物為聚矽氧烷(聚有機矽氧烷)改質之聚(甲基)丙烯酸酯,亦即由聚(甲基)丙烯酸酯主鏈及接枝至聚(甲基)丙烯酸酯主鏈之一或多個聚有機矽氧烷側鏈構成之共聚物(亦即接枝共聚物)。在較佳實施例中,聚矽氧丙烯酸酯共聚物之主要比例為聚(甲基)丙烯酸酯。在較佳實施例中,以聚矽氧丙烯酸酯共聚物之總重量計,聚矽氧丙烯酸酯共聚物之聚有機矽氧烷含量為較佳至少1重量%,較佳至少2重量%,更佳至少3重量%,甚至更佳至少4重量%且較佳至多20重量%,較佳至多15重量%,更佳至多10重量%,甚至更佳至多8重量%。
聚有機矽氧烷大分子單體可以具有可變分子量之任何線性結構之有機矽聚合物或寡聚物為基底,其可由適合地官能化之矽烷的聚合及/或縮聚形成,且具有聚矽氧烷主鏈結構(矽原子經由氧原子連接在一起,-Si-O-Si-),其中烷基、芳基及/或芳基烷基直接鍵結至(四價)矽原子。舉例而言,聚有機矽氧烷主鏈可為聚二甲基矽氧烷主鏈(其中主鏈中之各矽原子直接鍵結至兩個甲基)、聚(二甲基矽氧烷-共-甲基苯基矽氧烷)主鏈、聚(二甲基矽氧烷-共-二苯基矽氧烷)主鏈或聚(二甲基矽氧烷-共-甲基烷基矽氧烷)主鏈。
聚有機矽氧烷大分子單體可經改質以包括至少一個可聚合基團(例如含(甲基)丙烯酸酯之基團),較佳地聚有機矽氧烷大分子單體可經端基改質以在聚矽氧烷鏈至少一端上包括可聚合基團。在一些實施例中,聚有機矽氧烷大分子單體在聚矽氧烷鏈之兩端上具有可聚合基團。在一些實施例中,聚有機矽氧烷大分子單體在聚矽氧烷鏈之一端上具有可聚合基團且在鏈之另一端上具有不可聚合端基(例如三甲基矽烷、三苯基矽烷、苯基二甲基矽烷等)。在一些實施例中,可聚合基團可為苯乙烯基型基團(CH 2═C(R 1)-伸芳基-)或(甲基)丙烯酸酯基團,尤其由CH 2═CR 1-CO-O-R 2-表示之基團,其中R 1為氫或甲基且R 2為二價直鏈或分支鏈烴基,其具有較佳1至10個碳原子、較佳2至8個碳原子、較佳3至6個碳原子,且視情況其中含有醚鍵(例如一個、兩個、三個、四個等醚鍵),且視情況含有羥基取代基(例如,如在由環氧化物與(甲基)丙烯酸之間的反應產生之開環產物的情況下)。在較佳實施例中,R 2為-(CH 2) n-,其中n═1至10,-CH 2CH(CH 3)CH 2-、-CH 2CH 2OCH 2CH 2-、-CH 2CH 2OCH 2CH 2CH(CH 3)CH 2-、-CH 2CH 2OCH 2CH 2OCH 2CH 2CH 2-及-CH 2CH(OH)CH 2OCH 2CH 2CH 2-。
聚矽氧丙烯酸酯共聚物可藉由在廣泛多種(甲基)丙烯酸酯單體存在下聚合聚有機矽氧烷大分子單體製得,該等單體諸如先前提及之彼等(甲基)丙烯酸酯單體,包括(甲基)丙烯酸(丙烯酸及甲基丙烯酸)與酯變體,其可為(甲基)丙烯酸芳基或烷基酯。聚(甲基)丙烯酸酯主鏈可由一種類型之單體形成,或替代地由兩種或更多種類型之(甲基)丙烯酸酯單體形成。在較佳實施例中,(甲基)丙烯酸酯單體為(甲基)丙烯酸烷基酯,其可選自直鏈、分支鏈或環狀烷基酯,例如丙烯酸及甲基丙烯酸之C 1至C 22烷基酯,較佳C 2至C 20烷基酯,較佳C 3至C 18烷基酯。在一些實施例中,烷基係選自甲基、乙基、丁基、硬脂基、異硬脂基及2-乙基己基,以及其混合物。適合的(甲基)丙烯酸酯單體包括但不限於丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸異丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸三級丁酯、丙烯酸環己酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸十三烷基酯、丙烯酸硬脂酯、丙烯酸異硬脂酯、丙烯酸二十二烷基酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸異丙酯、甲基丙烯酸正丁脂、甲基丙烯酸三級丁酯、甲基丙烯酸環己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸十三烷基酯、甲基丙烯酸硬脂酯、甲基丙烯酸異硬脂酯、甲基丙烯酸二十二烷基酯及其組合。
在一些實施例中,聚矽氧丙烯酸酯共聚物之重量平均分子量為較佳3,000 g/mol,較佳4,000 g/mol,更佳5,000 g/mol,甚至更佳8,000 g/mol,又甚至更佳10,000 g/mol且較佳至多500,000 g/mol,較佳至多400,000 g/mol,更佳至多300,000 g/mol,甚至更佳至多200,000 g/mol,又甚至更佳至多100,000 g/mol。
當用於噴墨墨水中時,聚矽氧丙烯酸酯共聚物可按原樣使用或替代地可分散或溶解於有機溶劑中,該有機溶劑諸如含有2至8個碳原子的低級醇(例如乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇等)、酯溶劑(例如乙酸甲氧基乙酯、乙酸乙氧基乙酯、乙酸甲氧基丙酯、乙酸乙氧基丙酯、乙酸丁酯等)或油(例如環五矽氧烷)。在一些實施例中,當用作分散液或溶液時,溶劑為酯溶劑,最佳乙酸甲氧基丙酯。在一些實施例中,相對於分散液/溶液之總重量,分散液或溶液之固體(聚矽氧丙烯酸酯共聚物)含量為較佳至少30重量%,較佳至少40重量%,較佳至少50重量%且較佳至多60重量%,較佳至多55重量%,較佳至多52重量%。
市售且可用於本文所描述之噴墨墨水中的聚矽氧丙烯酸酯共聚物的代表性實例包括但不限於KP-541、KP-543、KP-545、KP-550、KP-575 (接枝有聚二甲基矽氧烷側鏈之丙烯酸聚合物,可購自Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)、BYK-3550 (可購自BYK Japan K.K.),包括其混合物。在較佳實施例中,聚矽氧丙烯酸酯共聚物為BYK-3550。
在一些實施例中,本發明之噴墨墨水實質上不含界面活性劑,諸如上文所列之界面活性劑。
(E)添加劑 除已提及之組分以外,噴墨墨水亦可視情況用各種添加劑(E)來調配以改良各種墨水特徵及效能。舉例而言,噴墨墨水可視情況以技術適當含量含有抗結垢劑、穩定劑、保濕劑、安全標記物或一般熟習此項技術者已知的其他噴墨墨水添加劑中之一或多者。
噴墨墨水可視情況含有一或多種失透劑,其實例可包括但不限於二氧化鈦、矽酸鋯、氧化鋯、氧化錫、氧化鈰、氧化鋅、氧化鋁、二氧化矽、高嶺土、碳酸鈣、碳酸鎂、碳酸鈣鎂、碳酸鋇、鈉長石、鉀長石、霞石、矽酸鈣、富鋁紅柱石、矽灰石及滑石。
製造方法 本文所描述之噴墨墨水之實施例可藉由一般熟習此項技術者已知的任何適合技術製備,例如藉由將(A1)萜烯樹脂及(C)著色劑及任何所需的視情況選用之成分(例如(A2)萜烯酚樹脂、界面活性劑(D)及/或添加劑(E))與包含(B1)二氧戊環及視情況選用之(B2)醇溶劑的適合溶劑系統(B)按任何次序組合,且在20℃與100℃與之間的溫度下攪拌、攪動及/或均質化持續適合量之時間以形成均質溶液。
在一個實例中,噴墨墨水可如下製得:首先將萜烯樹脂(A1)與二氧戊環(B1)及任何視情況選用之樹脂(例如萜烯酚樹脂(A2))、視情況選用之醇溶劑(B2)、視情況選用之界面活性劑(D)或其他視情況選用之添加劑(E)在容器中組合,接著攪拌較佳至少10分鐘,較佳至少15分鐘,較佳至少20分鐘,較佳至少25分鐘,較佳至少30分鐘,較佳至少35分鐘,較佳至少40分鐘,較佳至少45分鐘。接著可在持續混合下添加著色劑(C)作為最終組分,且接著可將溶液混合較佳至少10分鐘,較佳至少15分鐘,較佳至少20分鐘,較佳至少25分鐘,較佳至少30分鐘,較佳至少35分鐘,較佳至少40分鐘,較佳至少45分鐘,得到噴墨墨水。接著可將所得噴墨墨水置放於列印墨盒中,諸如由Funai Co.製造之FUNAI TIJ墨盒,或適用於以酮為基底之墨水的其他列印頭。
特性 本文所揭示之噴墨墨水具有例如藉由以下量測之延長開蓋時間:列印窄線圖片(例如條碼) (1 mm×1 cm,窄線,單色點陣圖),將噴墨墨水暴露於空氣(使墨盒開蓋)持續特定時間(例如30秒、1分鐘、10分鐘、60分鐘等),重印相同窄線影像,以及比較開蓋之後的重印影像與原始影像以判定窄線影像中是否發生線之損失/線清晰性之損失。若在測試時間間隔沒有發生線之損失/線清晰性之損失,則噴墨墨水在該時間間隔之開蓋評級為「良好」。若1-2條線在測試時間間隔損失/損失清晰性,但不足以顯著影響窄線影像之清晰性或可讀性,則噴墨墨水在該時間間隔之開蓋評級為「可接受的」。若超過2條線在測試時間間隔損失/損失清晰性,則噴墨墨水在該時間間隔分類為「不良」。適合的噴墨墨水係當開蓋(亦即暴露於空氣) 30秒、較佳1分鐘、更佳10分鐘、甚至更佳30分鐘、又甚至更佳60分鐘時達成「可接受的」或「良好」開蓋分類的噴墨墨水。
本文所揭示之噴墨墨水之特徵亦在於長運行穩定性(亦稱為墨水壽命或列印壽命)。為了測試噴墨墨水之運行穩定性,窄線影像(例如條碼) (1 mm×1 cm,窄線,單色點陣圖)可不間斷列印連續頁數(例如以連續列印操作列印於3,000頁上),且可藉由針對缺失噴嘴目視檢查某些頁(例如第1,000頁、第2,000頁及第3,000頁)在整個列印操作中評估列印品質。若在經檢查之頁中沒有發生線之損失/線清晰性之損失,則噴墨墨水對於該頁之運行穩定性評級為「G」(良好)。若1-2條線在經檢查之頁中損失/損失清晰性,但不足以顯著影響窄線影像之清晰性或可讀性,則噴墨墨水對於該頁之運行穩定性評級為「A」(可接受的)。若超過2條線在經檢查之頁中損失/損失清晰性,則噴墨墨水對於該列印之運行穩定性評級為「NG」(不良)。在列印至少100頁、較佳至少500頁、較佳至少1,000頁、較佳至少1,500頁、較佳至少2,000頁、較佳至少2,500頁、較佳至少3,000頁、較佳至少3,500頁、較佳至少4,000頁、較佳至少4,500頁、較佳至少5,000頁時,維持「G」或「A」評級,較佳「G」評級之噴墨墨水就運行穩定性(保持分散/懸浮而不沈降/沈積及不當噴射之能力)而言視為合乎需要的。
本文所揭示之噴墨墨水之特徵亦在於對多種基板之優良黏著力。黏著力通常使用「剝離膠帶測試」進行測試,其中將膠帶,通常3M Scotch®膠帶,特定言之Scotch® Light Duty Packaging Tape 600施加至乾燥列印墨水,隨後移除。良好墨水黏著力之特徵在於幾乎沒有墨水自基板移除,亦即膠帶上幾乎沒有可偵測的墨水,及/或列印墨水沒有可偵測的變化。「可接受的」評級之特徵在於顯著量墨水自基板移除,亦即膠帶上可見墨水,及/或列印墨水之可辨變化,例如網狀結構或褪色。「不良」評級之特徵在於大量墨水自基板移除,亦即膠帶上可見大量墨水(膠帶上可能可見列印之複製),及/或列印品質顯著降低,例如網狀結構或褪色)。
本文所揭示之噴墨墨水之特徵亦可在於長投射距離。噴墨墨水之投射距離可藉由在逐漸增加列印頭與基板之間的距離的情況下列印測試圖案且評估各距離處影像之品質來量測。此可包括以各種投射距離(例如2 mm、4 mm、6 mm、8 mm及10 mm)列印影像,諸如文數字序列,且就影像清晰性、邊緣清晰度及墨滴置放準確度而言目視評估列印影像之品質。若列印影像清晰可讀,具有輪廊分明的邊緣及準確墨滴置放,則噴墨墨水對於該測試投射距離之投射距離評級為「良好」。若列印影像可讀,但具有一定濁度、邊緣清晰度輕微損失及/或墨滴置放準確度輕微損失,則噴墨墨水對於該測試投射距離之投射距離評級為「可接受的」。若列印影像不可讀,因為影像缺乏清晰性、具有不良邊緣清晰度及/或不準確度墨滴置放,則噴墨墨水對於該測試投射距離之投射距離評級為「不良」。較佳的噴墨墨水係對於至少1 mm、較佳至少2 mm、較佳至少3 mm、較佳至少4 mm、較佳至少5 mm、較佳至少6 mm、較佳至少7 mm、更佳至少8 mm、甚至更佳至少9 mm、又甚至更佳至少10 mm之投射距離維持「良好」或「可接受的」投射距離評估之噴墨墨水。
所揭示之噴墨墨水之另一優點為其可容易地針對光學密度進行調節及調整以滿足消費者需求、特定應用之需求等。墨水之光學密度可藉由列印實心塊影像(例如1 cm×10 cm)且用分光光度計(例如X-rite eXact,密度/TVI模式,由X-rite銷售)獲取光密度讀數來量測。由於光學密度為拉入列印表面之反射或吸收光的量度,因此光學密度值為無因次的。產生低於1.90之光學密度讀數之影像的噴墨墨水被認為提供低光學密度影像,而提供1.90或更高之光學密度讀數的彼等噴墨墨水被認為提供高光學密度影像。本發明之典型噴墨墨水提供光學密度為至少1.90、較佳至少2.00、較佳至少2.10、較佳至少2.20、較佳至少2.30、較佳至少2.40、較佳至少2.50之影像,但亦可視需要產生高於或低於此等範圍之光學密度值。
為了測試噴墨墨水在深色基板上之可辨識性(不透明度),噴墨墨水可用於將實心塊影像(例如1 cm×10 cm)列印至黑色基板上,黑色基板諸如可購自Leneta Company, Inc之Form 2C Opacity Chart的黑色部分。接著可藉由以下操作測定銀色實心塊影像與Form 2C Opacity Chart之黑色部分之間的色差(由ΔE * ab表示):使用適當色度計(例如X-Rite之eXact色度計)量測各者之CIELAB色彩空間(a*及b*及L*值),且根據下式計算色差: 當列印於Form 2C Opacity Chart之黑色部分上時提供10或更高之ΔE * ab值的噴墨墨水就其可辨識性(不透明度)而言在本文中視為合乎需要的,而提供小於10之ΔE * ab值的噴墨墨水視為提供不充分的不透明度(難以辨識)。
列印製品噴墨墨水可列印於各種基板上,包括三維部件以及平板或以捲筒形式供應之幅材,用於製造廣泛多種列印製品。雖然平基板係適用於形成列印製品之基板,但本發明之特定優點為所揭示之噴墨墨水(具有長投射距離能力)使列印影像能夠形成於複雜三維基板上,諸如放射狀、彎曲、鋸齒狀、波紋狀、凹槽、卷邊基板及/或具有結構化表面(例如粒紋表面)之基板,其皆為非常困難的基板,因為墨水必須行進長距離以到達複雜表面之所有部分。列印製品可適合於圖形藝術、紡織品、包裝(例如食品包裝、醫藥包裝等)、彩票、直接郵件、商業表格及出版業,其實例包括標籤或標記、彩票、出版物、包裝(例如食品包裝、醫藥包裝、泡殼包裝、其他各種可撓性包裝等)、摺疊紙箱、硬質容器(例如塑膠杯或桶、玻璃容器、金屬罐、諸如PET瓶的瓶子、罐子及管子)、信封、瓦楞紙、銷售點展示及其類似物。尤其較佳之列印製品為具有安置於列印製品之複雜三維部件上之乾燥形式之噴墨墨水的列印製品,例如其中列印影像位於塑膠容器之凹槽或波紋狀部分上或位於金屬罐之凹圓頂狀底部上。
噴墨墨水可列印於多孔(或可滲透)基板上,其實例包括但不限於非塗層紙、木材、薄膜、瓦楞紙(瓦楞紙板/纖維板)及織物(包括例如但不限於編織物、非編織物及箔層壓織物)。
噴墨墨水亦可列印於無孔(或非滲透)基板上,例如各種塑膠、玻璃、金屬(例如鋼、鋁等),及/或非滲透紙(例如塗層紙,諸如清漆塗層紙),包括但不限於模製塑膠或金屬部件以及塑膠或金屬膜之平板或捲筒。實例包括含有以下物質之基板:聚酯(諸如聚對苯二甲酸乙二酯(PET))、雙軸定向聚苯乙烯(OPS)、聚烯烴(諸如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、定向聚丙烯(OPP)及雙軸定向聚丙烯(BOPP))、聚乳酸(PLA)、耐綸及定向耐綸、聚氯乙烯(PVC)、三乙酸纖維素(TAC)、聚碳酸酯、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、聚縮醛、聚乙烯醇(PVA);塗層紙,諸如清漆塗層紙;及金屬,諸如鋼及鋁,及其類似物。
形成列印影像之方法本發明提供一種在基板上形成列印影像之方法,其包含用按需滴落式列印頭將其實施例中之一或多者之噴墨墨水施加至基板上且乾燥噴墨墨水。
在噴墨列印之情況下,當一個精確之點圖案自稱為列印頭之液滴產生裝置噴出至列印介質上時形成所需列印影像。列印頭具有位於噴嘴板上且附接至噴墨列印頭基板之精確形成之噴嘴陣列。噴墨列印頭基板併入發射腔室陣列,該等腔室經由與一或多個墨水儲集器流體連通接收噴墨墨水。
噴墨列印之一般技術者已知的任何按需滴落式列印頭可用作本發明方法中之列印單元,包括熱列印頭、靜電列印頭、壓電列印頭及聲學列印頭,較佳使用熱列印頭(具有熱換能器)。
各發射腔室具有位於噴嘴對面稱為發射電阻器之電阻器元件(亦即熱換能器),使得噴墨墨水彙集於發射電阻器與噴嘴之間。各電阻器元件通常為電阻式材料之襯墊且量測為例如約35 μm×35 μm。列印頭由稱作列印墨盒或噴墨筆之外包裝固持及保護。在向特定電阻器元件供能後,噴墨墨水之液滴經由噴嘴朝向列印介質排出。墨水液滴之發射通常係在微處理器之控制下,微處理器之信號藉由電跡線輸送至電阻器元件,從而在列印介質上形成文數字及其他的影像圖案。因為噴嘴之直徑小,通常為10 μm至40 μm,所以需要將阻塞降至最小程度之墨水。特定言之,因為熱噴墨(TIJ)為開放大氣列印頭設計(噴嘴孔口對大氣開放且在孔口處沒有閥門密封件以允許墨水加壓),所以TIJ列印歷史上在間歇列印期間表現不佳,其中開蓋時間(列印閒置時間)造成墨水在噴嘴中及噴嘴周圍之過早乾燥。
本發明提供一種藉由用熱噴墨列印頭將噴墨墨水(在其實施例中之一或多者中)施加至基板表面上且乾燥噴墨墨水來形成列印影像之方法。本文所描述之噴墨墨水之用途克服通常與熱噴墨過程相關之短開蓋時間(溶劑損失速率過快)的問題。
可根據列印頭的規格調整典型參數,諸如列印解析度、列印速度、列印頭脈衝升溫溫度、驅動電壓及脈衝長度。一般適用於本文方法之列印頭具有在2至80 pL範圍內之液滴大小及在10至100 kHz範圍內之液滴頻率,且可例如藉由將驅動電壓設定為8.0至9.5伏、列印速度設定為至多300呎/分鐘、脈衝加熱溫度設定為25℃至45℃且脈衝長度設定為0.7-2.5微秒來獲得高品質列印,但亦可使用高於或低於此等描述值之值且仍獲得令人滿意的列印。適用於所揭示方法之一個非限制性列印頭實例為由Funai Co製造之FUNAI TIJ墨盒。
在施加之後,噴墨墨水經乾燥。在一些實施例中,可例如經由使用加熱器施加外部熱量以乾燥所施加之噴墨墨水。然而,較佳不施加外部熱量以促進乾燥或增加乾燥速度。因此,在較佳實施例中,乾燥係藉由在不使用外部熱源(諸如加熱器)之情況下,使所施加之噴墨墨水在環境條件下(在空氣中,在約23℃下)乾燥30秒或更短,較佳25秒或更短,更佳20秒或更短,甚至更佳15秒或更短,又甚至更佳10秒或更短來達成。此外,本發明之方法不需要能量固化(例如UV或電子束固化)。一旦所施加之墨水視為乾燥,則可施加噴墨墨水之其他塗層,或可按需要進行一般熟習此項技術者已知之任何處理步驟。
亦應認識到,諸如電暈處理、大氣電漿處理及火焰處理之基板表面處理可視情況在施加噴墨墨水之前用於本文中之方法中以改良列印製品特徵,例如墨水黏著力。此類基板表面處理之參數可取決於待列印之基板材料、所利用之特定噴墨墨水、所應用之列印方法以及列印製品之所需特性及應用而極大地變化。
以下實例意欲進一步說明噴墨墨水且不意欲限制申請專利範圍之範疇。
實例 材料PICCOLYTE A25為由α-蒎烯製成之萜烯樹脂(環球法SP=22-28℃),可購自Pinova。DERTOPHENE T160為萜烯酚樹脂(OHV=60 mgKOH/g;SP=160℃;Mw=約1,000 g/mol),可購自DRT/Pinova。BYK-3550為聚矽氧丙烯酸酯共聚物界面活性劑,可購自BYK Additives & Instruments。OIL BLACK 860 (亦稱為溶劑黑3或SB3)為有機染料,可購自Orient Chemical Industries。Valifast Black 1821 (亦稱為溶劑黑7或SB7)為苯胺黑金屬錯合物染料,可購自Orient Chemical Industries。Valifast Black 3830 (亦稱為溶劑黑27或SB27)為金屬錯合物偶氮染料,可購自Orient Chemical Industries。
噴墨墨水評估方法列印樣品製備 噴墨墨水實例經由Funai Co製得之FUNAI TIJ墨盒評估。使用與FUNAI相關之熱列印技術評估墨水(軟體及硬體由Weber Marking Systems製造,運輸台由Kirk Rudy製造)。
開蓋時間評估 為評估開蓋時間,所用列印條件如下: -   列印基板;普通(非塗層)紙 -   列印解析度;300 dpi×300 dpi (豎直×水平) -   預發射450奈秒 -   停滯時間1200奈秒 -   主發射1500奈秒 -   電壓9.5 V -   脈衝加熱在35℃下開啟 -   列印影像;100%負載(1 mm×1 cm,單色點陣圖,窄線影像) (參見例如圖2)
列印窄線影像以確認經列印影像中沒有包括缺失或不清楚之線(表示噴嘴堵塞或缺失)。在確認之後,列印頭保持開蓋持續特定時間(30秒、1分鐘、10分鐘或60分鐘),接著使用相同窄線影像重印。檢查重印窄線影像(在特定時間過後)以判定是否發生線之損失/線清晰性之損失。若沒有發生線之損失/線清晰性之損失,則噴墨墨水在該時間間隔之開蓋評級為「良好」。若1-2條線在測試時間間隔損失/損失清晰性,但不足以顯著影響窄線影像在測試時間間隔之清晰性或可讀性,則噴墨墨水在該時間間隔之開蓋評級為「可接受的」。若超過2條線在測試時間間隔損失/損失清晰性,則噴墨墨水在該時間間隔分類為「不良」。適合/所需噴墨墨水為當開蓋(亦即暴露於空氣)持續測試時間間隔中之每一者時達成「可接受的」或「良好」開蓋分類的噴墨墨水。
列印壽命評估 為評估列印操作期間噴墨墨水之運行穩定性(保持分散/懸浮而不沈降/沈積之能力),所用列印條件如下: -   列印基板;非塗層紙(普通紙) -   列印解析度;300 dpi×300 dpi (豎直×水平) -   列印影像;100%負載(1 mm×1 cm,單色點陣圖,窄線影像)。
窄線影像不間斷列印500個連續列印,且經由目視檢查方法藉由檢查任何缺失噴嘴來確定第500次列印之列印品質。若沒有發生線之損失/線清晰性之損失,則噴墨墨水之運行穩定性評級為「G」(良好)。若1-2條線損失/損失清晰性,但不足以顯著影響窄線影像之清晰性或可讀性,則噴墨墨水之運行穩定性評級為「A」(可接受的)。若超過2條線損失/損失清晰性,則噴墨墨水之運行穩定性評級為「NG」(不良)。適合/所需噴墨墨水為對於第500次列印維持「G」或「A」運行穩定性評級之噴墨墨水。
黏著力評估 將墨水列印於LDPE膜上。在列印之後1分鐘,用輕壓力將Scotch® Light Duty Packaging Tape 600施加至墨水,隨後立即剝離。墨水之效能根據下表1中提供之描述進行排名。 表1.墨水評估度量值
評級 描述 影像品質結果 黏著力 (膠帶測試)
良好 清晰影像; 輪廊分明的邊緣 清晰可讀 膠帶上幾乎沒有墨水;列印無變化
可接受的 影像大部分清晰,但具有一定濁度;邊緣清晰度輕微損失 可讀 膠帶上有明顯墨水;列印可辨變化
不良 影像缺乏清晰性;邊緣清晰度不良 不可讀 膠帶上有大量墨水;列印品質顯著降低
噴墨墨水實例示例噴墨墨水提供於表2中。各組分之量以相對於噴墨墨水之總重量(100%)的重量百分比表示。
*表示實例為比較實例。
製備方法 為了製備示例墨水,首先將樹脂及任何界面活性劑與二氧戊環及1-丙醇之所述組合組合,且藉由機械攪拌器混合至少30分鐘。隨後將染料添加至混合物中且混合至少30分鐘以獲得噴墨墨水。噴墨墨水實例隨後經由Funai Co製造之FUNAI TIJ墨盒評估。 表2.噴墨墨水實例1至實例12
組分 Ex 1 Ex 2* Ex 3 Ex 4 Ex 5* Ex 6 Ex 7* Ex 8 Ex 9 Ex 10 Ex 11* Ex 12*
1,3-二氧戊環 B1 75.9 75.9 85.9 90.9 75.9 76.4 76.7 60.9 76.3 74.2 - 76.4
1-丙醇 B2 15.0 15.0 5.0 - 15.0 15.0 15.0 30.0 15.0 15.0 15.0 15.0
乙醇 B3 - - - - - - - - - - 75.9 -
PICCOLYTE A-25 A1 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 - 0.8 0.4 2.5 0.8 -
DERTOPHENE T160 A2 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 - 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 -
JONCRYL-680 A3 - - - - - - - - - - - 0.8
BYK-3550 C 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8
VALIFAST BLACK 3830 (SB27) D 7.0 - 7.0 7.0 - 7.0 7.0 7.0 7.0 7.0 7.0 7.0
OIL BLACK 860 (SB3) D - 7.0 - - - - - - - - - -
VALIFAST BLACK 1821 (SB7) D - - - - 7.0 - - - - - - -
總計    100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0
*表示實例為比較實例
噴墨墨水效能 自表3可見,Valifast Black 3830 (SB27)、二氧戊環及萜烯樹脂之組合就開蓋時間、列印壽命及黏著力而言提供顯著作用(實例1、實例3、實例4、實例6及實例9)。相反,未用二氧戊環調配之噴墨墨水(實例11)及未用以蒎烯為基底之萜烯樹脂調配之噴墨墨水(實例7及實例12)在各測試中效能不良,對於所有開蓋時間提供分類為「不良」之結果。對於實例7之3000及5000頁之列印壽命以及對於實例11及實例12之所有列印壽命測試,此等實例中之各者亦表徵為「不良」。因為此等結果不令人滿意,所以未對實例11及實例12進行黏著力測試。
亦發現並非所有著色劑皆與二氧戊環/萜烯系統相容。發現未用Valifast Black 3830調配之噴墨墨水(實例2及實例5)不適合。使用有機染料Oil Black 860展示所有開蓋時間之「良好」結果,但列印壽命及LDPE上之黏著力不良(實例2)。使用苯胺黑金屬錯合物染料Valifast Black 1821展示所有測試基板上之良好黏著力,但所有開蓋時間之結果及列印壽命不良(實例5)。
就二氧戊環之量而言,發現在60.9重量%至90.9重量%範圍內之負載提供所有開蓋時間之可接受或較佳的開蓋行為、高達5000頁之可接受或較佳的列印壽命以及所有基板上之可接受或較佳的黏著力(實例1、實例3、實例4、實例6、實例8、實例9及實例10)。完全移除二氧戊環對於所有開蓋時間及列印壽命測試產生不令人滿意的效能(實例11)。雖然包括包括90.9重量%二氧戊環且不包括醇溶劑產生大部分可接受的結果(實例4),但在最佳量15重量% 1-丙醇之情況下獲得更佳結果(實例1及實例3)。 表3.噴墨墨水實例1至實例12之評估
   Ex 1 Ex 2* Ex 3 Ex 4 Ex 5* Ex 6 Ex 7* Ex 8 Ex 9 Ex 10 Ex 11* Ex 12*
開蓋時間/ 30秒 G G A A NG G NG A A A NG NG
開蓋時間/ 1分鐘 G G G A NG G NG A A A NG NG
開蓋時間/ 10分鐘 G G G G NG G NG A G A NG NG
開蓋時間/ 60分鐘 G G G G NG G NG G G A NG NG
列印壽命1000頁 G G G G NG G G G G G NG NG
列印壽命3000頁 G NG G G NG G NG A G G NG NG
列印壽命5000頁 G NG G G NG G NG A G A NG NG
Lenta Card上之黏著力 G A G G G G A A G G - -
LDPE上之黏著力 G NG G G G A A A G G - -
BOPP上之黏著力 G G G G G A G A G G - -
G:良好;A:可接受的;NG:不良;*表示實例為比較實例
當本文中陳述數字界限或範圍時,包括端點在內。另外,在數字界限或範圍內的所有值及子範圍均特定地包括在內,就如同明確寫出一般。
如本文所用,詞語「一(a/an)」及類似者意謂「一或多個」。
無論是否明確闡述,本發明亦涵蓋其他實施例「包含」、「由以下組成」及「基本上由以下組成」:本文所呈現之實施例或要素。
顯然,根據以上教示,本發明之眾多修改及變化為可能的。因此應理解,在隨附申請專利範圍之範疇內,可以不同於本文中特定描述之方式的其他方式實踐本發明。
上文所提及之所有專利及其他參考文獻均以此引用方式全部併入本文中,如同詳細闡述此參考文獻一般。
前述段落已藉助於一般介紹提供,且不意欲限制以下申請專利範圍之範疇。當結合隨附圖式考慮時,將參考以下詳細描述最佳地理解所描述實施例連同其他優點,其中: 圖1繪示列印墨水針對文數字序列之「良好」評級(清晰可讀,清晰且輪廓分明的影像)、「可接受的」評級(可讀,大部分清晰,具有一定濁度或邊緣清晰度輕微損失)及「不良」評級(不可讀,缺乏清晰性且輪廓不分明)的評估; 圖2繪示針對文數字序列及實心影像兩者之「良好」評級(一致清晰且輪廊分明的影像,維持對齊)及「不良」評級(缺乏清晰性,影像輪廊不分明,未維持對齊)的列印壽命評估。 圖3繪示經由剝離膠帶測試針對列印影像之「良好」評級(膠帶上幾乎沒有墨水;列印無變化)、「可接受的」評級(膠帶上有明顯墨水;列印可辨變化,例如網狀結構或褪色)及「不良」評級(膠帶上有大量墨水;列印品質顯著降低,例如網狀結構或褪色)的黏著力評估。

Claims (20)

  1. 一種噴墨墨水,其包含: (A1)萜烯樹脂; (B)溶劑系統,其包含(B1)二氧戊環;及 (C)著色劑,其包含金屬錯合物偶氮染料。
  2. 如請求項1之噴墨墨水,其中以該噴墨墨水之總重量計,該萜烯樹脂(A1)之存在量為0.1至10重量%。
  3. 如請求項1或2之噴墨墨水,其中該萜烯樹脂(A1)為由α-蒎烯製成之均聚物。
  4. 如請求項1或2之噴墨墨水,其中以該噴墨墨水之總重量計,該二氧戊環(B1)之存在量為2至98重量%。
  5. 如請求項1或2之噴墨墨水,其中該溶劑系統(B)進一步包含醇溶劑(B2)。
  6. 如請求項5之噴墨墨水,其中以該噴墨墨水之總重量計,該醇溶劑(B2)之存在量為0.5至60重量%。
  7. 如請求項5之噴墨墨水,其中二氧戊環(B1)與該醇溶劑(B2)之重量比((B1):(B2))為0.25:1至30:1。
  8. 如請求項1或2之噴墨墨水,其中二氧戊環(B1)與該萜烯樹脂(A1)之重量比((B1):(A1))為20:1至250:1。
  9. 如請求項1或2之噴墨墨水,其中該溶劑系統(B)實質上不含甲基乙基酮。
  10. 如請求項9之噴墨墨水,其中該溶劑系統(B)不含甲基乙基酮。
  11. 如請求項1或2之噴墨墨水,其中該金屬錯合物偶氮染料為包含如下之金屬錯合物: 金屬中心;及 (E)-1-((2-甲氧基-5-硝基苯基)二氮烯基)萘-2-醇或其去質子化形式、去甲基化形式、去質子化且去甲基化形式、互變異構物或立體異構物。
  12. 如請求項11之噴墨墨水,其中該金屬中心為鉻離子。
  13. 如請求項1或2之噴墨墨水,其中以該噴墨墨水之總重量計,該著色劑(C)之存在量為0.5至20重量%。
  14. 如請求項1或2之噴墨墨水,其進一步包含(A2)萜烯酚樹脂。
  15. 如請求項14之噴墨墨水,其中以該噴墨墨水之總重量計,該萜烯酚樹脂(A2)之存在量為0.01至10重量%。
  16. 如請求項1或2之噴墨墨水,其進一步包含(D)界面活性劑。
  17. 如請求項16之噴墨墨水,其中以該噴墨墨水之總重量計,該界面活性劑(D)之存在量為0.01至5重量%。
  18. 如請求項16之噴墨墨水,其中該界面活性劑(D)為聚矽氧丙烯酸酯共聚物。
  19. 一種列印製品,其包含: 基板及安置於該基板上之乾燥形式之如請求項1之噴墨墨水。
  20. 一種在基板上形成列印影像之方法,其包含: 用熱噴墨列印頭將如請求項1之噴墨墨水施加至該基板上;及 乾燥該噴墨墨水。
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