TW548315B

TW548315B - Wet rub resistant ink compositions

Info

Publication number: TW548315B
Application number: TW089125693A
Authority: TW
Inventors: Bradley L Beach; Ameeta B Madhava; Anna M Pearson; Ajay K Suthar
Original assignee: Lexmark Int Inc
Priority date: 1999-12-02
Filing date: 2001-01-19
Publication date: 2003-08-21
Also published as: WO2001040390A1; AU2253601A; US6309452B1; EP1246875A1; EP1246875A4

Description

548315 A7

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製發明領域本發明係關於墨水組合物，更特別的是本發明係關於抗濕潤摩擦劑墨水組合物。 ' ~ 發明背景噴墨印刷爲習知藉由將儲槽之墨水組合物沉積在基材上之印刷技術。沉積一般係藉由使儲槽中之墨水組合物液滴噴霧，而不需使儲槽接觸基材達成。藉由控制液滴沉積之位置，在基材之表面上形成影像或印刷之文字。墨水組合物一般含水性載劑介質及著色劑。該著色劑可爲顏料、染料或其混合物。著色劑使墨水產生顏色，接著在印刷後使基材產生顏色。至於此處所用之“顏料，，係指不會各於墨水組合物中之著色劑。至於此處所用之“染料，，係指溶於墨水組合物中之著色劑。

Wismer等人之USP. 4,007，141揭示包括成膜結合劑材料及含微胞或空隙之不連續顆粒不透明薄膜。Wismer等人敎示不透明膜可視情況含染料或顏料，及不連續顆粒可作爲霧 4匕劑。

Loria等人之USP· 4,880,465揭示一種具有染料化合物且沒有顏料之墨水組合物。Loria等人敎示墨水組合物含霧化劑，如 hollow microspheres filled with water、樹脂成分及載劑。Loria等人亦敎示墨水組合物在印刷後烘乾，其中在中it微球中之水蒸發形成具有充填空氣之微空隙墨水塗料。充填空氣之微空隙會使光線散射，產生預形成之不透明影像。 -4- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------^--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 548315 A7 B7 五、發明說明（2 )

Fasano之USP. 5，13 5,568揭示藉由添加使紫外線及較短波長之可見光散射之中空聚合物顆粒，改善塗料之螢光性。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

Mead等人於USP. 5,596,027中揭示一種印刷在基材上之墨水組合物，包括載劑、著色劑、多元胺、及酸性樹脂。 Mead等人敎示著色劑可選自包含染料、顏料、中空微球及其組合。Mead等人尚敎示中空微球爲霧化劑，及多元胺與酸性樹脂互相作用，獲得可抗污及耐久之印刷影像。

Alexiou之USP. 5,594,045及5,726,221中揭示包括粒狀物霧化劑、水溶性或水可分散性之結合劑、水、二-或三-或四銨化合物，及視情況之水合氧化鋁、氧化鋁·氧化矽合金之中空微球、及丙烯酸酯-苯乙晞共聚物之修正液。以墨水組合物印刷之基材在潤濕及摩擦時不會受污染。不幸的是，許多先前技藝之組合物均需要明顯量之樹脂或多元胺化合物，以達到可接受之潤濕摩擦距離，且此等成分會受其他成分之干擾，對墨水所需之性質造成副作用。據：：需藉由改善墨水組合物之性質，如潤濕摩擦抗爲最小。而不需犧牲墨水組合物其他所須一荖=':疋性、可維護性、印刷品質、水定著性及光經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 =1二：與其他墨水組合物合併使用時，具有最通頒色範圍之墨水組合物。發明概要據此，本發明之目的係 ^ 組合物。、貧墨印刷之改良墨水本發月之另—目的係提供具改 ’躁潤摩擦抗性之墨水 X 297 -5- 548315 A7 B7 五、發明說明（4

瑩明之詳細斂I 傳、、充之1、水組合物經常有成膜樹脂，其可用於改善墨水組合物塗佈在基材上之後之光澤及濕潤摩擦抗性。一般之、土、水、、且口物可另含其他成分，例如多元胺，聲稱其可改善墨水組合物之濕潤摩擦抗性。成膜樹脂及多元胺常會增加 '' "&物之複雜性且浪費。成膜樹脂及多元胺亦可能與二水、’且口物中所用之其他成分不相容，且因此可能阻礙此寺其他成分之存在。例如，多元胺會與陰離子性分散劑反應。因此，多元胺及陰離子性分散劑一般均不用在同一墨水組合物中。 & 、冒發現中心空隙含水之聚合物膠囊可改善墨水組合物之濕潤摩擦抗性，因此不需要成膜樹脂或多元胺，以得到濕潤抗性。另外，曾發現添加聚合物膠囊可改善濕潤摩擦抗性’而不會使墨水之黏度明顯的增加。再者，曾發現將聚合物膠囊添加於墨水系統中所用之墨水組合物會導致增加之色階。曰Π 聚合物膠囊可由TempldUSp 4,〇89,8〇〇 (在此提出供參考）中揭示之任一種聚合物材料製成。聚合物膠囊可包括熱塑性及/或熱固性樹脂。適用之熱塑性樹脂包含纖維素衍生物，如乙基纖維素、硝基纖維素、纖維素乙酸酯、纖維素丙酸酯及纖維素乙酸酯丁酸酯；丙晞酸係樹脂，如丙烯酸及甲基丙締酸及其衍生物之均聚物及共聚物，如丙烯酸甲酯、甲基丙晞酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙晞酸丁酯、丙烯醯胺、丙烯腈；聚烯 I _ _ 7 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297^57"

經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 ’如聚乙晞及聚丙晞；聚醯胺；聚碳酸酯；聚苯乙烯；苯乙晞及其他乙烯基單體之共聚物，如丙烯腈；乙烯基聚合物’如乙故乙晞@旨、乙晞基醇、氯化乙晞及乙晞基丁酸又均聚物或共聚物；及二烯之均聚物或共聚物，如聚丁二埽、丁二晞-苯乙烯共聚物及丁二烯-丙烯腈共聚物。適用之熱固性樹脂包含經常與交聯劑（如胺基塑料樹脂）預混合之晞屬不飽和單體之羥基酯類之中間聚合物；經常與交聯劑如胺基塑料樹脂預混合之烷醛樹脂之預混合物；羧酸醯胺中間聚合物；由二醇及多元羧酸與亞乙晞單體合併縮合製得之烯屬不飽和聚酯樹脂；及環氧樹脂。烷醛樹脂係藉由多氫醇及多元羧酸縮合製得。較佳之聚合物膠囊係由選自聚苯乙烯及丙烯酸/苯乙烯共聚物之聚合物製備。更好，聚合物爲聚苯乙烯，且該聚合物膠囊包括聚苯乙晞殼。其一具體例中，聚合物膠囊包括含聚苯乙烯之殼。通常聚合物基囊之空隙含水，較好空隙貫質上不含’且更好不含除水以外之任何成分。其一具體例中，聚合物膠囊實質上爲透明。聚合物膠囊之外徑較好低於約1微米，較好低於約〇· 5微米，更好低於約0.3微米，且最好在約〇·25至約〇3微米之間。較佳之聚合物膠囊可來自羅門哈斯（R〇HM & HAAS㊣），且係以商標名 ROPAQUE® OP-42、ROPAQUE⑧ 62、及ROPAQUE® 62-LO銷售。另外，聚合物膠囊可依據 Temple之USP· 4,089,800中敘述之方法製備。聚合物膠囊改善墨水组合物濕潤摩擦抗性之程度可使成 -8 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------------------訂--------- (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 548315 A7 五經濟部智慧財產局員工消費合作社印製、發明說明（6 =脂刪除或實質的刪除。至於此處所用之“成膜樹脂，，一 2指烘乾時形成薄膜之樹脂包含技藝中習知之各類 :_脂，例如 USP.4,007,⑷；4,88M65;及 5,596 〇27中 =者；各個均在此提出供參考。成膜樹脂包含纖維素衍物如乙基纖維素、硝基纖維素、纖維素乙錢、纖維素 :酸酉g、及纖維素乙酸酯丁酸酯；包括丙烯酸、甲基丙烯二或丙烯酸及甲基丙烯酸之衍生物，如丙烯酸甲酯、丙、希H丙晞腈、1甲基丙晞酸甲酯之均聚物及共聚物；聚晞:te如聚乙晞及聚丙晞；聚晞胺，如尼龍；聚碳酸醋；聚苯乙烯；包括苯乙烯及其他乙烯基單體之共聚物；二烯之均聚物及共聚物，如聚丁二烯、丁二烯·苯乙烯共聚物及 I二烯-丙埽腈共聚物；縮合聚合物烷醛樹脂；羧酸醯胺間聚合物；具有烯屬不飽和單體之不飽和酸之含羥基酯類之中間聚合物，及自然產生之材料如酪蛋白、蟲膠及明膠。至於此處所用之“成膜樹脂，，一詞並不包含聚中心空隙之聚合物膠囊。雖然聚合物膠囊可由一般視同可成膜之聚合物开y成’但聚合物膠囊本身並無法成膜。因此，墨水組合物可包括實質上不含成膜樹脂之聚合物膠囊形式之聚合物。較好該墨水組合物實質上不含，且更好不含成膜樹脂。至於此處所用之“實質上不含成膜樹脂，，一詞意指包括少於約5% ’較好少於約2% (重量）成膜樹脂之組合物。墨水組合物較好實質上不含，更好不含一般添加以提昇濕调摩擦抗性之其他成分。該其他成分之實例包含usp· 5,596,027中揭示之多元胺，如聚伸乙基亞胺、N，N，_雙（3--9 本紙張尺度適用中國國豕標準（CNS)A4規格（210 X 297公楚） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ^? 1111111 548315 五、發明說明（7 ) 胺基丙基）·1，2-乙二胺、！，心雙（3_胺基丙基）旅嗅n 雙（3-胺基丙基）]，心丁二胺、乙二胺、二伸乙基三胺:三伸乙基四觖、四伸乙基五胺、硝基參乙胺、N，(二胺基乙基）哌嗪、哌嗪基乙基乙二胺、胺基乙基三伸乙基四胺、唆嗪基乙基二伸乙基三胺、及五伸乙基六胺。至於此處所用之夕元胺及二_季銨化合物如四甲基乙二胺、及 n，n，n-三辛基-N，N，N，N，N_s甲基二乙基三胺三溴化物。至於此處所用之“實質上不含，，意指包括少於約5%，較好少於、，々2 /0 (重量）之此其他成分之組合物。一水組合物實質上不含，更好不含多元胺。 - 、墨水組合物含著色劑如顏料及/或染料。任一種通常使用之有機或我機顏料均可使用。雖然聚合物膠囊可著色或在墨水組合物中當作霧化劑，但聚合物基囊本身並不視同著色劑。因此，此處所用之“著色劑，，一詞並不包含顏料或染料足聚合物膠囊，如包括聚合物殼及含水之中心空隙之聚合物膠囊。然而，“著色劑，，一詞將包含可被塗佈或包封之顏料或染料。 * 適用作著色劑之顏料包含偶氮顏料，如縮合及蜇合之偶氮顏料；多環顏料如酞花青、蒽醌、喹吖啶、硫靛、異啕哚酮及醌酞；硝基顏料、日光螢光顏料；碳酸酯、鉻2 酯、氧化鈦、氧化鋅；氧化鐵及碳黑。其一具體例中，顏料爲除白色顏料者，如二氧化鈦。墨水組合物中所用輕^ 顏料包含碳黑及可產生青綠色、品紅及黃色墨水之顏^。顏料可經由一般之技術製備。 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） 548315 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ___B7______ 五、發明說明（8 ) 適用之市售顏料包含例如Pigment Red 81，Pigment Red 122， Pigment Yellow 13， Pigment Yellow 14， Pigment Yellow 17， Pigment Yellow 74， Pigment Yellow 83

Pigment Orange 5，Pigment Orange 30，Pigment Orange 34 及 Pigment Blue 1 5: 4。墨水組合物一般包括可爲水性或有機之載劑介質。較好載劑介質爲水性載劑介質。水性載劑介質可包括例如水（較好爲条麵水及/或去離子水），與水相容有機溶劑及其組合。適用之可相容有機溶劑包含二醇類如乙二醇、醇類如 1-丙醇、二醇_醚如聚乙二醇、二醇如丨，3•丙二醇，或其混合物。其一較佳具體例中，水性載劑爲去離子水。任一種適用之載劑介質均可使用，其條件爲載劑介質可使著色劑懸浮。可用作載劑介質之適當有機液體包含油如礦物油、桐油、及大豆油，以及有機溶劑如聚乙二醇、丙二醇及2-吡咯啶酮、較佳之有機液體爲聚乙二醇、丙三醇及2-吡咯啶酮。其一具體例中，載劑介質實質上不含疏水性油。墨水組合物中亦可含分散劑，使顏料均勻的分散。任一種可用於使顏料分散在墨水組合物中之聚合物或非聚合物分散液均可使用。較好該分散劑不成膜，亦即分散劑在烘乾時不^开> 成薄膜。此處所用“聚合物分散劑，，一詞意指包 έ均I物、共聚物、三聚物、不相容及相容之聚合物接合物適用之非聚合物分散劑包含莕磺酸、木質硫酸鈉、及硬脂酸丙酸醇酷。適用之聚合物分散劑包含無規、嵌段及 ---:----------------丨訂---------線 (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁}

548315 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 Β7 五、發明說明（9 ) 分枝聚合物。當使用水性載劑液體時，聚合物分散劑通常具有水性分散性用之親水段及顏料作用用之疏水段。可用於製造聚合物分散劑用之單體單元包含例又如系單體、苯乙晞單體及具有胺基之單體。較佳之單體包含丙烯酸及甲基丙烯酸、丙烯醯胺及甲基丙烯醯胺。較佳之聚合物分散劑爲由三種單體前驅物製備之無規三聚物。較佳之前驅物包含單體與聚單體前驅物，其'包含^ 少一種選自丙烯酸酯與甲基丙烯酸酯之組份、至少一種選自包含丙烯醯基及甲基丙烯醯基封端之聚二烷基矽氧烷= 組份，及至少一種選自丙烯酸硬脂酯、甲基丙烯酸^脂酯、丙烯酸月桂酯及甲基丙晞酸月桂酯之組份。最佳者爲以甲基丙烯酸酯、甲基丙晞醯基封端之聚二甲基矽氧烷及甲基丙烯酸硬脂酯（莫爾比分別爲22 : 1 :丨）製備之分散劑。製備聚合物分散劑可藉由使單體及聚單體前驅物以技藝中已知之技術聚合進行，其包含游離基聚合。分散劑可爲陽離子性、陰離子性、兩性及兩性離子。由於此處之墨水組合物具有實質上不含多元胺化合物之可接受濕潤摩擦抗性’因此可使用可能與多元胺反應之陰離子性分散劑。此種陰離子性分散劑包含磺酸鹽、多元羧酸與來石夕氧燒之共聚物、多元胺醯胺及多元幾酸之溶液、胺鹽與脂肪酸之溶液、及烷醇銨鹽與多官能基聚合物之溶液。特足之陰離子性分散劑包含TAMOL SM™ (其爲莕磺酸之鈉鹽）、BYK P- 104S™ (其爲不飽和多元羧酸與聚矽氧烷之共 -12- +紙張尺度週用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 χ 297公釐） --------------------^--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 548315 五、發明說明（10 ) 聚物）、BYKV_WS™(其爲多元胺醯胺與不飽和多元羧酸之溶液）、ANTI- TERRA™ 2〇7 (其爲不飽和脂肪酸之減按鹽溶液）、及觀腦汉说181 (其爲多功能基聚合物之燒醇按鹽之溶液）。結果，依據本發明之墨水組合物中可有效的包含較大範圍之成分。 /水組合物中尚可包括添加劑，如濕潤劑、殺蟲劑、殺藻劑、殺菌劑、滲透劑、界面活性劑及抗凝集劑、抗捲繞劑及緩衝劑。適用之濕潤劑包含二醇如2,2、硫代二乙醇、丙二醇、1，3-丙二醇、1，5-戊二醇、聚乙二醇、乙二醇、二乙一醇、丙一醇、及四乙二醇；吡咯啶酮如2•吡咯啶酮；及醇類如正-丙醇及異丙醇。較好濕潤劑係選自包含2,2，-硫代二乙醇、丙三醇、；1，3_丙二醇、丨，5_戊二醇、聚乙二醇、乙一醇、二乙二醇、丙二醇、及四乙二醇、2·吡咯啶酮、正-丙醇及其混合物。適用之殺蟲劑包含苯幷異嘧唑啉酮、甲基異嘧唑啉酮、氯甲基異噻唑啉酮、脱氫乙酸鈉、山梨糖酸鈉、2-吡啶硫代-1-氧化鈉、苯甲酸鈉及五氣苯酚鈉。殺菌劑之實例爲

Proxel™、Givguard™、Canguard 327™、及 Kathon® PFM〇墨水組合物通常包括（重量）至少約2%，較好約2%至約 15 /〇、更好約2 %至1 〇 % ’且最好約4 %至約8 %之聚合物膠囊；自約0.5%至約20%，較好自約〇·5%至約10%，更好自約2· 5%至約6%，最好自約3%至約5%之著色劑·，及至少約 15%，較好自約15%至約75%，更好自約15%至約65%，且最好自約30%至約60%之載劑介質。圖1顯示濕潤摩擦抗性 -13- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21G X 297公髮) "—· --------------------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 548315 發明說明（11

如何精由改變墨水組合物中暫人l nl7 A t 4 M π T灰合物膠囊與顏料之相對量控制。 ^墨水組合物中可包括（重量）自約0%至約之濕潤劑；自約0%至約2%之殺蟲劑；自約0%至約7%、較好自約 0.05%至約6%、且最好自約〇·1%至約4%(重量）之分散劑。其一具體例中，？褒墨水組合物包括（重量）至少約2%之聚合物膠囊；I色劑之量不超過約2〇%，較好不多於約15%，更好不超過約5% ;至少約15%，較好至少約4〇%之載劑介質；不超過約40%之濕潤劑；不超過約2%之殺蟲劑；及不超過約7%之分散劑。另一具體例中，組命物包括（重量）約 4%之顏料及約1%之分散劑。墨水組合物可依例如具有顏料分散段及墨水製備段之二段法製成。在顏料分散段中，以剪力將顏料之凝聚物降至所眉之尺寸。因此’首先將顏料、分散劑及去離子水於混練機中混合30分鐘，使顏料以去離子水及分散劑適當的濕潤製備預混合之組合物。預混合之組合物在移到含研磨介質如鋼球、氧化锆、以釔處理之锆或聚苯乙烯之研磨機中。研磨機可爲例如降低或細微介質之研磨機。研磨預混合之組合物，直到凝聚物將低至所須之尺寸，形成墨水濃縮物。通常’所須之該介質尺寸以Honeywell UPA 1 50粒徑分析計測量時低於約200毫微米。該墨水製備階段再包括稀釋墨水濃縮物，同時與其他墨水成分攪摔，得到最終墨水組合物。將包括載劑介質、著色劑及中心空隙含水之聚合物膠囊 -14- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） — — — — — —-----41^--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 548315 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（12 ) 之Μ墨水組合物塗佈於基材上。組合物塗佈在基材上後，若需要可對墨水組合物加熱。其一具體例中，组合物塗佈於基材後’對該墨水組合物加熱及加壓。較好’該墨水組合物以噴墨印表機塗佈在如紙之基材上。塗佈於紙上之後’組合物可加熱及視情況加壓。加熱可用至少具有一個旋轉加熱滾筒之熔融組件，但對加熱及加壓可使用至少具有一個轉動加熱滚筒及至少一個轉動加壓滾筒之熔融組件。加熱滚筒及加壓滚筒可依相互形成唇狀之位置配置。紙通過該唇。當紙通過轉動之加熱及加壓滚筒時會加熱及加壓。滚筒之轉動速度可調整至例如每秒 2 · 6英对。通苇加熱通常係在至少約100。〇下進行，較好爲1〇〇π至、、勺250C ’且更好約150C至約200C。施加之壓力通常至少約每平方英吋10磅、較好約每平方英吋1〇磅至約3〇磅，更好約每平方英吋15磅至約25磅。其一具體例中，壓力已知爲每英吋約18至約26磅。雖然並不受理論之限制，但相信印刷中使中空聚合物膠囊及著色劑融化會導致聚合物附‘ 在著色劑及紙上。墨水組合物亦可用作具有至少二種墨水統之部分。通常，墨水系統包括至少二種具；== 色度之墨水組合物。較好，墨水系統包括至少一種包括除白色顏料外之著色劑之墨水組合物。墨水組合物以各種组合及量塗佈在基材上，獲得數種不同之顏色。至於此處所用之“全色階，，係指數種不同之可以m手統得到之顏色 -15- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） --------------------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ^48315

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製及色度。較好，墨水系統包括一合物均爲原始色。較佳且：=墨t組合物，且各墨水組組合物，品紅墨水組人物中水系統包括黃色墨水水組合物之至少一種，亲、’及青綠色墨水組合物。三種墨之聚合物膠囊。喷墨印=種均包括具有含水中心空隙個不同之與墨水夾硫體:::二種==存在三上之各種量之各墨水組合物槽巾I水夾分配嘴佈在紙 tM± 子：備九種含表1中所列成分及量之墨水組合物。結合去離予水、2, 2丨硫代二乙醇、八；田甘云離刀子14〇0(聚乙二醇及1-丙醇，，成弟-種混合物。針對本發明墨水組合物之墨水編號“ J 4·5及8-9,將由聚笨乙烯製成之中空聚合物膠囊添加於弟種/m否物中。來合物膠囊經測量之外徑爲291毫微米。再攪拌第一種混合物約1〇分鐘。認定先前技藝之對照用墨水組合物，墨水編號3及6_ 7爲沒有中空聚合物膠囊者。製備顏料對分散劑之比爲5 :丨之含去離子水、碳黑顏料及分散劑之濃縮物，且添加於第一種混合物中，形成墨水組合物。使用由甲基丙晞酸、聚二甲基矽氧烷及甲基丙烯敗硬脂酯單體製備之Lexmark Terpolymer Dispersant溶液當作分散劑。墨水組合物攪拌約1 〇分鐘。 -16- -------------------訂---------^^1 (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 297公釐） 548315 A7 B7 五、發明說明（表1 墨水組合墨水# 中空聚合物膠囊 wt% 石炭墨 wt% 2,2’-硫代二乙醇 wt% PEG 4001 wt% 2-丙醇 wt% 水 1 2.75 2.5 10.0 10.0 2.0 餘量 2 2.75 1.0 10.0 10.0 2.0 餘量 3 0.00 2.5 10.0 10.0 2.0 餘量 4 5.50 4.0 10.0 10.0 2.0 餘量 5 5.50 1.0 10.0 10.0 2.0 餘量 6 0.00 4.0 10.0 10.0 2.0 餘量 7 0.00 1.0 10.0 10.0 2.0 餘量 8 2.75 4.0 10.0 10.0 2.0 餘量 9 5.50 2.5 10.0 10.0 2.0 餘量 JPEG 400 a.k.a.聚乙二醇400 ——：—：--------------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 藉由添加含20重量％KOH之溶液將各墨水組合物之pH値調整在8.2至8. 5之間。各墨水組合物以印刷在七種紙上，於Lexmark Color JetPrinter™ 2050中試驗，如表2中所示，且各印刷油墨之光學密度亦列於表2中。 % 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 548315 明說明（15 表2光學密度結果-融化前

使用上述種類之紙，在相對紙品質範圍之上得果’其中品質較高之紙爲Fox River，Laser Print 4200 DP，1st Choice，Regalia及 Xer。Laser paper 學密度數據爲其平均，如表3中所示。

2之 (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 18- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 548315 A7 B7 五、發明說明（16 表3 墨水# 平均光密度-高品質之紙山/又·，口站跟rr 乂平均光密度-其他紙平均光密度-所有試 _•驗之紙 1 ----- 1.52 1.18 1.31 2 1.28 0.97 1.13 3 1.47 1.15 1.31 4 1.37 1.28 1.33 5 1.24 1.05 1.15 6 1.48 1.19 1.34 7 1.23 0.92 1.08 8 1.44 1.24 1.34 9 1.52 1.30 1.41 將相同之墨水組合物塗佈在紙上之後，使紙通過具有二個排列形成唇狀之轉動滚筒之熔合器組件。滾筒加熱至2〇〇 (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) C，且相互加壓22磅。不同類型之紙上之各墨水組合物之光學密度列於表4中。訂---------· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (C 準標家國國中用適度尺張紙本釐公 97 2 X 10 (2 格規 A4 548315 A7B7 五、發明說明（17 ) 表4 光學密度結果-熔合器組件之後紙墨水 #1 墨水 #2 墨水 #3 墨水 #4 墨水 #5 墨水 #6 墨水 #7 墨水 #8 墨水 #9 FORE DP 1.00 0.84 1.19 1.23 0.86 1.05 0.81 1.14 1.35 FOX RIVER 1.38 1.21 1.40 1.32 1.20 1.41 1.16 1.33 1.45 LASER PRINT 1.46 1.31 1.48 1.33 1.30 1.49 1.27 1.36 1.45 X-9000 1.47 1.30 1.50 1.41 1.34 1.45 1.25 1.44 1.45 4200 DP 1.28 1.06 1.25 1.33 1.02 1.34 1.03 1.36 1.36 1ST CHOICE 1.46 1.28 1.49 1.32 1.30 1.50 1.20 1.43 1.51 MSP 1.27 1.11 1.31 1.34 1.17 1.35 1.12 1.27 1.39 REGALLA 1.40 1.17 1.39 1.31 1.20 1.43 1.19 1.33 1.43 RELAY DP 0.90 0.75 0.86 1.08 1.24 0.99 0.74 1.05 1.03 TIDAL DP 0.96 0.79 0.92 1.10 0.83 1.03 0.79 1.03 1.01 XERO LASER 1.29 1.18 1.38 1.27 1.21 1.33 1.17 1.32 1.38 表4之光學密度數據再經平均，如表5中所示。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -20- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 548315 A7 ___B7 五、發明說明（18 ) 表5 平均光學密度-熔t器組件之後墨水# 平均光密度-高品質之紙平均光密度-其他紙平均光密度-所有試驗之紙 1 1.39 1.03 1.21 2 1.22 0.87 1.05 __3 1.41 1.07 1.24 4 1.33 M9 1.26 5 1.22 1.03 1.13 6 1.42 1.11 1.27 7 1.18 0.87 1.03 8 1.37 1.12 1.25 9 1.43 1.20 1.32 表3及5中之平均光學密度數據顯示不管印刷墨水是否通 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------一過故合為組件’墨水編號9 (本發明之墨水組合物，2 · 5重量 %顏料及5.5重量％中空聚合物膠囊）之光學密度優於對照用之墨水編號3 (包括2· 5重量％顏料，但沒有中空聚合物膠囊）。再者，墨水編號9之光學密度由於含4.〇重量％顏料，仁不含中空聚合物膠囊之對照用墨水編號6。因此，添加中空聚合物膠囊會改善光學密度，即使降低顏料含量。實例2 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣針對濕潤摩擦抗性試驗實例丨中試驗之墨水。該實例中，，水係印刷在紙上，接著通過熔合器組件加壓及加熱，如實例1中所述。乾燥時間1G分鐘後，將水置於紙上，接著以持乾淨Kimwipe™之手摩擦，且觀察及評等任何程度損。對濕潤摩擦抗性極佳評等爲G，對濕潤摩擦抗性良好評 -21 - 本紙張尺度適用巧(CNS)A4規格⑽χ 297公髮）^ 548315 A7 B7 五、發明說明（等爲1，對濕潤摩擦抗性中等評等爲2，良評等爲3。該試驗結果列於表6中馬，對濕潤摩擦抗性不表6 濕潤摩擦抗性 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 中2聚合物膠囊 ^wt% Λ50 i 5.50 由表6中可看出，包括中- 物〈墨水編號1 ’ 4，8及9之濕潤摩擦抗性：物膠囊之對照用墨水編號6比較極佳。、、、括中全聚& 物膠囊可改善墨水之摩擦抗性。、’添加中空聚合比較例3 製造先前技藝墨水系統中所用之黃色墨水組合物、青綠色墨水組合物極品紅色墨水組合物。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製爲製造黃色墨水濃縮物，結合78克之去離子水、75克當作刀政％彳之12重量％ Lexmark三聚物分散劑溶液及27克之顏料I 74，形成預混合組合物。以空氣攪摔混合預混合組合物’以確保顏料完全被去離子水及分散劑濕潤。在將預混合組合物倒入含1 · 25克公釐經釔處理之鍺介質之attritor 中。attritor加套管使溫度維持在至少35t下。使aUrit〇1^ 轉12小時，將顏料介質之粒徑降低至低於丨7()毫微米（以 22- ^紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（21〇 X 297公爱 548315 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（2C))

Honeywell Microtrac UPA150測量時）。添加90克之去離子水，得到最終固成分爲13重量％之黃色墨水濃縮物。使用Eiger Machinery細介質研磨機製備青綠色墨水濃縮物。組合152克之去離子水、200克之當作分散劑之12重量 % Lexmark三聚物分散劑溶液及48克之Pigment Blue 15: 4，形成預混合組合物。以空氣攪拌機混合預混合組合物，確定顏料完全被去離子水及分散劑濕潤。再將預混合之組合物移到含0· 6- 0· 8毫微米之聚苯乙晞介質中。使預混合組合物循環經過含介質之研磨器，且以自中心軸向研磨機壁突起之盤攪拌。研磨預混合組合物直到顏料之藉直粒徑低於 170¾ 微米（以 Honeywell Microtrac UPA 150測量）爲止。該步騍會得到青綠色墨水濃縮物，再自研磨機排出。口口紅色墨水濃縮物亦使用細介質研磨機（Eiger Machinery) 製備。混合152克之去離子水、200克之12重量％ Lexmark三聚物分散劑溶液及48克之Pigment Red 122，且依青綠色墨水濃縮物相同之方式處理。首先合除墨水濃縮物外之所有墨水成分1 〇分鐘，製備黃色、青綠色極品紅色墨水組合物，接著緩慢添加墨水成分於墨水濃縮物中同時攪捽。再使用2微米微過濾器過濾墨水組合物。如表7中所示般調配墨水組合物。 -23- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） -------------------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 548315 A7B7 91 五、發明說明（) 表7 控制墨水組合物墨水成份青綠色黃色深紅色墨水濃度 8.3 3 wt% 15.38 wt% 16.67 wt% 1，3-丙乙醇 10 wt% 0 wt% 0 wt% PEG 4001 1 0 wt% 1 0 wt% 6.0 wt% 2,2’-硫代二乙醇 0 wt% 1 0 wt% 8.0 wt% 丙三醇 0 wt% 0 wt% 6.0 wt% 去離子水 71.67 wt% 64.62 wt% 63.33 wt% ^EG 400 a.k.a.聚乙二醇400 實例4 依本發明製備墨水系統。表8中之墨水組合物與適量之用在表7中之墨水組合物之顏料YE調配。依比較例3中所述之方式製備黃色、青綠色及品紅色墨水濃縮物。首先混合除墨水濃縮物外之所有墨水成分10分鐘，製備黃色、青綠色極品紅色墨水組合物，接著緩慢添加墨水成分於墨水濃縮物中同時攪拌。再使用2微米微過濾器過濾墨水組合物。聚合物膠囊對顏料之比（以重量爲準）爲2 : 1。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制农表8 含中空聚合物膠囊之墨水組合物墨水成份青綠色黃色深紅色墨水濃度 4.17 wt% 7.69 wt% 8.3 3 wt% 1，3-丙乙醇 10 wt% 0 wt% 0 wt% PEG 4001 10 wt% 10 wt% 6.0 wt% 2,2f-硫代二乙醇 0 wt% 10 wt% 8.0 wt% 丙三醇 0 wt% 0 wt% 6.0 wt% 聚合物膠囊 @ 37 wt%固成份2 5.4 wt% 4.05 wt% 10.80 wt% 去離子水 71.67 wt% 64.62 wt% 60.87 wt% tEG 400 a.k.a.聚乙二醇400 2聚合物膠囊得自ROHM & HAAS，37%固體之水溶液 -24- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 548315 A7 五、發明說明（22 將表7之墨水組合物充填入Encad Nevajet pr〇TM印表機之噴墨墨水夾中，用作墨水系統，且印刷在㈤心χ_ 9000紙上。含聚合物膠囊之表8墨水組合物亦充填入Encad N0vajet Pro™印表機之噴墨墨水夾中，用作墨水系統，且印刷在 Boise Cascade X-9000紙上。下表9中所列之數據顯示加顏料之墨水組合物之濕潤摩擦抗·性會因融合而改善。表9 墨水融合前 -nSL 融合後青綠 1.5 0.25 黃色 1.5 〇深紅色 2 0 爲測足各墨水系統之色階，以含1〇0/〇該顏色之各方塊印刷墨水系統中各顏色之方塊。接著藉由將第二種原始色噴袼在第一種顏色上，以含等量個別原始色之印刷紅、綠及藍方塊。烘乾後，使用Minolta光譜儀針對所有六個方塊測 (睛先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) — I--— I— 訂--------- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製量 CIELAB Color Scale 値之 L*、a*、b*。使用 Cartesian 配位系統’針對各此等點，將a*標在X軸上，且將b *標在γ軸上。再劃線將點相連。圈住之面積係與色階之大小直接相關’亦即顏色之數目可以以設定之墨水產生。同樣的，針對设定之第二種墨水之黃色、青綠色、品紅色、紅色、綠色及藍色方塊測量其L*、a*、b*値。將a*、b*劃在相同圖上。比較其面積，最大面積之組爲具有最大色階者。如圖2中所示，含聚合物膠囊之墨水系統之理論色階爲表 -25- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 548315

五、發明說明（23 7〈先前技藝之墨水系統理論時）。因此，墨水手（以顏科負荷校正色階。系統中添加中空聚合物膠囊可改善所得之至於此處所用之所有比例或百説明。句馬重量，除非另有本發明申請專利範園中之藝者顯而易見。據此，本發明之二：及改善爲熟習本技園作考量，且應了解並不受限二園：以下列申請專利範節。、况月書中所述方法之細 --------IT--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -26- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims

1 · 一種組合物，包括（重量）： (a) 15%至75%之載劑介質； (b) 0.5%至20%之著色劑； (c) 2%至15%之具有含水中心空隙之聚合物膠囊；其中之組合物含有少於5 %重量之成膜樹脂。 2. 如申請專利範圍第1項之組合物，尚包括選自包含陽離子性分散劑、陰離子性分散劑、兩性離子分散劑、兩性为散劑及其混合物之分散劑。 3. 如申請專利範圍第2項之組合物，纟中之分散劑為陰離子性分敷劑。 4·如申請專利範圍第1項之組合物，其中之組合物含有少於5 %重量之多元胺。 5. 如申請專利範圍第！項之組合物，其中聚合物膠囊之外徑低於一微米。 6. 如申請專利範圍第i項之組合物，包括2%至·(重量）之Ik合物膠囊。 7. 如申請專利範圍第i項之組合物，包括〇5%至1〇%(重量）之顏料。其中之聚合物膠囊包 8·如申清專利範圍第1項之組合物括聚苯乙埽殼。 9.如申請專利範圍第1項之组合物，尚包括濕潤劑。 K).如申請專利範圍第i項之組合物，其中之著色劑係選自偶氮顏料、多環顏料、硝基顏料、碳酸醋、絡酸酿、軋化鈦、乳化鋅、氧化鐵、碳黑及其混合物。 48 5

u· f 2將墨水組合物塗佈在基材上之方法，其中之墨水、且6物包括載劑介質、著色劑、具有含水中心空隙之水5物膠囊，該方法包括將墨水組合物塗佈在基材上接著對墨水組合物加熱及加壓。 12. 如申請專利範圍第11項之方法，其中之加熱係在溫度 l〇〇°C至25〇t下進行。 13. 如申凊專利範圍第丨i項之方法，其中之加壓係在每平方英吋18至26碎下進行。 14·如申請專利範圍第Π項之方法，其中之基材為紙。 15·如申請專利範圍第丨丨項之方法，其中之墨水組合物係以1霧塗伟。 16.如申請專利範圍第丨丨項之方法，其中其他之墨水组合物係塗佈在基材上，其他之墨水組合物之顏色與墨水組合物不同。 Π.如申請專利範圍第16項之方法，其中係將青綠色墨水組合物、黃色墨水組合物、及品紅色墨水組合物塗佈在基材上。 18·如申請專利範圍第丨丨項之方法，其中聚合物膠囊之外徑低於一微米。 19. 如申請專利範圍第丨丨項之方法，其中之墨水組合物包括2%至10%(重量）之聚合物膠囊。 20. 如申請專利範圍第11項之方法，其中之墨水組合物包括0.5%至10%(重量）之顏料。 21如申請專利範圍第11項之方法，其中之聚合物膠囊包 -2- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 548315 A8 B8

裝

548315 A8 B8 C8 D8

六、申請專利範圍水組合物尚包括濕潤劑。 #中之著色劑係、碳酸目旨、絡酸 31.如申請專利範圍第22項之墨水系統，選自偶氮顏料、多環顏料、硝基顏料酯、及碳黑。

(a) 0.5°/〇至20%之著色劑；及 32· —種增加取」，< ---。有至少一 (b) 2/i) 土 15%之包括聚合物殼及具有中心空隙之聚合物膠囊。 33. 如申請專利範圍第32項之方法，其中至少一種墨水組合物含有少於5 %重量之成膜樹脂及多元胺。 34. 如申請專利範圍第3 2項之方法，其中至少一種墨水組合物包括（重量）： (a) 0· 5%至15%之之著色劑；及 (b) 2%至8%之聚合物膠囊；且其中之組合物尚包括（重量）： (c) 15%至60%之載劑介質。 35. 如申請專利範圍第32項之方法，其中聚合物膠囊之中心空隙含水。 36·如申請專利範圍第35項之方法，其中之聚合物係選自包含聚苯乙婦及丙烯酸/苯乙晞共聚物。 37.如申請專利範圍第36項之方法，其中之墨水系統包括青綠色墨水系統、黃色墨水系統、及品紅色墨水系本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 548315

π專利範圍第36項之方法，其中各墨水組合物包包括聚合物殼及中心空隙之聚合物膠囊。種將墨水組合物塗佈在基材上之方法，其中之墨水、二:包括載劑介質、著色劑、及具有含水中心空隙、物膠囊，忒方法包括將墨水組合物塗佈在基材上’接著對墨水組合物加熱。申蜎專利範圍第39項之方法，纟中之加熱係在溫度 l〇〇°C至250t下進行。其中之基材為紙。其中之墨水組合物係

裝 41·如申請專利範圍第39項之方法， 42·如申請專利範圍第39項之方法以喷霧塗佈。 43.如申請專利範圍㈣項之方法，其中其他之墨水组 η 物係塗佈在基材上，且其他之墨水組合物之顏色與水組合物不同。、〃 44·如申請專利範圍第43項之方法，其中青綠色墨水組

物、黃色墨水組合物、及品紅色墨水組合物係塗佈基材上。伋如申請專利範圍第39項之方法，其中聚合物膠囊之徑低於一微米。 46. 如申請專利範圍第39項之方法，其中六' 丫水組合物包括2%至10%(重量）之聚合物膠囊。 47. 如申清專利範圍第39項之方法，其中之笔士六· τ <水組合物包括0.5%至10%(重量）之顏料。 48·如申請專利範圍第39項之方法，其中之聚合物膠囊包 -5-

8 8 8 8 A B c D 548315 六、申請專利範圍括聚苯乙晞殼。 6 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)