TW593553B - Waterborne colorant preparations - Google Patents

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593553 A7 __B7_ 五、發明説明（^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明載於2 0 0 1年七月1 1日提出申請的德國優 先權申請第DE第10133643 . 8號之中，其以於 其中完整揭示出之形式以引用方式倂於本文。 本發明係有關水質色料分散液，一種製造彼等的方法 ，彼等作爲記錄液；特別是用於噴墨印刷法之用途，以及 彼等用在電子攝影調色劑，特別是聚合調色劑，粉末塗料 及濾光片中之用途。 噴墨印刷程序，例如電子攝影（雷射印表機和複印機 )，爲一種非衝擊性程序且已變得愈來愈重要，尤其是在 小辦公室，家庭辦公室（S Ο Η 0 )領域之中，係因電腦 使用的增加所致。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 噴墨印刷技術不同於所謂的連續印刷程序與令滴（ drop-on-demand)程序，其液滴爲由電腦控制電信號所產生 的油墨液滴。基本上有兩種令滴噴墨程序，亦即熱噴墨， 也稱爲.泡沬噴墨（bubble jet)，和壓電噴墨（piezoelectric ink jet )。於熱噴墨中，導致油墨滴從印刷頭噴嘴擠出的壓 力波係由熱能透過加熱元件輸入所產生的，而壓電噴射印 刷則利用在施加一電壓信號以產生所需的壓力波時壓電性 晶體發生的自然形狀變化。壓電和熱兩種噴墨都以產生高 光學品質或甚至攝影品質（photoquality)的影色影像所用 高技術標準而著名且也都適合於以高印刷速率產生大格式 印刷品。 熱和壓電兩種噴墨至此爲此都是採用以水溶性染料溶 液爲基質爲油墨，此爲印刷品擁有高亮度和光學密度’但 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇X 297公釐） 593553 A7 ___B7___ 五、發明説明（2) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 卻有不足的耐光性與不良的耐水性之原因。以染料爲基質 的噴墨印刷油墨之缺點只能經由利用特用紙張予以部份地 克服。以染料爲基質的油墨所具前述缺點的一種克服方法 爲使用著色素（pigmented )的油墨。噴墨印刷用的色素型 油墨必須符合一系列的要求。彼等必須具有適合印刷所用 的黏度和表面張力，彼等須有貯存穩定性，彼等必須不堵 塞印表機噴嘴，此點於色素粒子油墨的情況可能特別會有 問題，且彼等要具有環境友善性，亦即實質地水質者且含 有非常低濃度的有機溶劑。類似者，製劑的純度必須滿足 高要求，由於過度濃度的無機或有機鹽類和離子，特別是 氯離子，會導致腐鈾因而使印刷頭過早損壞或於泡沬噴射 印表機的情況中造成在加熱元件上有害地沈積物。 對於色素和印刷品的顏色強度，色彩，亮度，透明度 和堅牢性（fastness )等性質，例如耐光性，耐水性和耐擦 性（ crockfastness)，特別需要高標準。高度耐光性係重要 者，尤其是要用噴墨印刷法來產生戶外用的攝影品質印刷 品之時。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 細微細分狀態的噴墨印刷所用色素製劑的基本要求條 件，係因爲噴嘴堵塞的避免要求平均色素粒度不超過 2 0 0奈米且粒度分布要窄使得最大粒度不超過5 0 0奈 米之故。與細胞細分狀態一起者，還特別要有抗絮凝性， 爲噴墨製劑的一項非常重要品質準則，此爲要利用適當添 加劑有效地防止色素粒子的晶體成長或黏聚之原因。此項 通常係利用某些分散助劑來完成。與抗絮凝性密切相關的 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格ϋοχ 297公釐） ~ ~ -5- 593553 A7 B7 五、發明説明（3) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 色素分散性質爲其貯存穩定性，因爲色素粒子在長期貯存 中，即使在高溫或減溫下相對於在室溫下也必須不可黏聚 之故。於印刷中，著色素的油墨會受到極端的熱和機械應 力；分散助劑必須在即使這些情況中仍要確保色素分散。 在熱噴墨中會發生高達5 0 0 °C的短暫溫度跳昇。即使在 此等條件下，色素可能不會絮凝或黏結（沈著）在印表機 的加熱元件上也不會堵塞印表機噴嘴。於印刷中，加色素 的油墨係通過窄噴嘴衝出；於此過程中會發生極高剪切應 力，但彼等不可造成分散助劑被迫離開色素表面。 因此之故，所用分散助劑具有決定性重要性，不僅因 爲其決定分散液的物理性質，例如表面張力和黏度，而且 因爲其可在貯存過程中對抗絮凝而將油墨穩定化及在印刷 操作過程中對抗分解。 噴墨印刷所用先前技藝加色素製劑都不能符合印表機 製造商的要求，其中彼等的細分不足，缺乏熱安定性與貯 存穩定性。特別者，加色素噴墨印刷油墨的穩定性問題與 色素粒子在水質有機溶液中的充足穩定化有密切相關聯。 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 從w〇 99/01517，US 6 077 339 和 EP 1 054 0 4 5 A 1 知道苯酚-苯乙烯縮合物和彼等的衍生物之烷氧化產物經 使用三氧化硫或氯磺酸完全或部份轉化成硫酸一酯而離子 性改質，及使用鹼性劑予以中和之後可用爲適合製造噴墨 印刷油墨所用色素製劑所用之分散助劑。 因此本發明的一項目的爲提供色料製劑，其易於分散 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -6 - 593553 A7 B7 五、發明説明（4) 且具貯存穩定性及，特別者，具有可用於噴墨印刷程序中 的良好印刷性質。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 令人訝異地，此目的可經由利用烷氧基化萘酚，烷醇 或烷基酚的水溶性磺基丙基醚作爲色料製劑中的分散劑而 達到。 此等磺基丙基化分散液比，例如在w 0 9 9 / 0 1

517，US 6 0 7 7 339 或 EP 1 0 5 4 0 4 5 A1中所述烷氧基化苯酚—苯乙烯 縮合物的硫酸單酯明顯地更適合用來製造噴墨印刷所用的 色素製劑，因爲該色素製劑的貯存穩定性，即使在高溫下 ，也有實質地改良之故。此外，該磺基丙基醚相對於該硫 酸-酯都很純，係因爲採用不同類型的合成，使得彼等實 質地不含無機鹽且特別者，鹵化物含量非常低之故，低濃 度的鹵離子，尤其是氯離子，可以減低印刷頭的腐蝕。另 一項優點爲本發明分散劑不具濁點，亦即使用此等分散劑 在較高溫度下不會有相分離及絮凝之危險。 綜上所述，本發明提出色料製劑，其基本上包括 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A) 0 · 1到5 0重量％且較佳者1到3 0重量％的至少 一種有機及/或無機色素及/或至少一種有機染料， B) 0 · 01到8 ◦重量％且較佳者〇 · 1到50重量％ 至少一種萘酚烷氧化物磺基丙基醚，烷醇烷氧化物磺 基丙基醚或烷基酚烷氧化物磺基丙基醚， C) 0到30重量％且較佳者〇.1到15重量％至少一 種有機溶劑， ^紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -7- 593553 Μ _____Β7 五、發明説明（5) D) 〇到2 0重量％且較佳者〇 · 1到5重量％其他習用 添加劑， Ε)10到90重量％且較佳者2〇到6〇重量％的水， 每一重星百分比都是以該色料製劑總重量（1 〇 〇重 量％ )爲基準。 成分（A )爲細分的有機或無機色素及/或有機染料 ’或各種有機及/或無機色素及/或有機染料的混合物。 該等色素不僅可以用乾粉形式而且可用水濕粉餅形式使用 〇 可用的有機色素包括單偶氮，重氮，沉澱重氮（laked diazo ) ，/3 -萘酚，萘酚AS，苯并咪唑酮，重氮縮合， 偶氮金屬複合物色素或多環色素，例如駄花青，喹π丫 u定酮 (quinacridone )，二萘嵌苯（perylene )，皮酮（ perinone )，噻畊靛（thiazineindigo )，硫靛，蒽酮（ anthanthrone )，蒽醌（anthraquinone )，黃烷士酮（ flavanthrone) ’陰丹士林，異紫蒽酮（isoviolanthrone) ，皮蒽酮 （pyranthrone )，二腭啡，喹酞酮 （ quinophthalone )，異吲哚啉酮，異吲哚啉或二酮基吡咯 并吡咯色素或碳黑。 可用的無機色素包括例如二氧化鈦，硫化鋅，氧化鐵 ，氧化鉻，群青，鎳-或鉻銻鈦氧化物，氧化鈷，和釩酸 鉍。 可用的有機染料包括酸性染料，直接染料或反應性染 料；於反應性染料的情況中，也可以使用與親核劑反應過 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) >裝· 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -8 - 593553 A7 B7 __ 五、發明説明（6) 的染料。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 所用的色素應該爲非常細分者，其中較佳者有9 5 % 且更佳者9 9%的色素粒子具有$5 0 0奈米（nm)的 粒度。平均粒度較佳者爲< 2 0 0奈米。依所用色素而定 ，色素粒子的型態可能有廣泛地變異，且因此色素製劑的 黏度行爲可能會隨粒子形狀而有廣泛地變異。爲了得到有 利的製劑黏度行爲，粒子較佳者應該具有立方體或球體形 狀。 特別較佳有機色素的選擇爲碳黑色素，例如燈黑或爐 黑；單偶氮，重氮和苯并咪唑酮色素，特別是顏色索引（ Colour Index)色素：色素黃（Pigment Yellow) 1 7、色 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 素黃74、色素黃83、色素黃97、色素黃1 20、色 素黃128、色素黃139、色素黃151、色素黃 155、色素黃180、色素黃213、色素紅57 : 1 、色素紅1 4 6、色素紅1 7 6、色素紅1 8 4、色素紅 185或色素紅269;酞花青色素，特別是顏色索引色 素色素藍15、色素藍15 : 3或色素藍15 : 4與喹吖 啶酮色素，特別是顏色索引色素色素紅1 2 2或色素紫 19° 特別較佳有機染料的選擇爲顏色索引染料酸性黃1 7 、酸性黃2 3、直接黃8 6、直接黃9 8、直接黃1 3 2 、反應性黃3 7、酸性紅5 2、酸性紅2 8 9、反應性紅 2 3、反應性紅1 8 0、酸性藍9和直接藍1 9 9。 本發明色料製劑的成分（B )包括至少一種水溶性分 ^紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐j ~ -9- 乃 3553 A7 B7 五、 發明説明（ 畋助劑，其爲以水溶性完全或部份磺基丙基化烷氧基化萘 盼’烷醇或烷基酚爲基質者。 較佳的分散助劑爲式（I I )化合物以及彼等與式（ 1 )化合物的混合物 R3

其中 R 1和R2爲相同或相異者且各爲（：1— C12 —烷基，其 可含有極性基例如醇基、胺基、酮基、醯胺基或酯基 ;或各爲苯基或Η ; R3爲Ci-Cd -烷基或苯基，較佳者爲甲基； m 爲0到5 0，較佳者0到3 0，特別者1到2 0 ; η 爲1到1 0 0，較佳者2到5 0，特別者5到3 0， 但其限制條件爲η - m ; X 爲荷單正電的離子，例如鹼金屬如L i 、N a、K、 Rb或C s ，或氫離子或銨離子或一一、二—、二一 或四-烷基銨離子。 較佳的式（I )和（I I )化合物爲彼等的院氧基鏈 本紙張尺度適用中國國家榇準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) _裝·

、1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -10- 593553 A7 B7 五、發明説明（8) 係在萘酚的/5位置者（/3 -萘酚）。烷氧基一（ CH2-CHR3-〇一）m 和一（CH2— CH2 —〇一）η 可各呈嵌段形式或在鏈中無規地分布。 分散助劑較佳者含有0到5 0重量％的式（I )分子 和5 0到1 0 0重量％的式（I I )分子。特別較佳的式 (I )和（I I )化合物爲式（I I I )和（I V )化合 物0 (ΠΙ)

(請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) (IV) Η,

Ha

C

/S〇3X 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 其中m，n和X皆爲上面所定義者。 較佳的分散助劑含有0到5 0重量％的式（I I I ) 分子和5 0到1 Ο 0重量％的式（I V)分子。 與完全或部份磺基丙基化烷氧基化萘酚一起者，也可 以使用完全或部份磺基丙基化烷氧基化烷醇或完全或部份 磺基丙基化烷氧基化烷基酚作爲分散助劑。於此等化合物 中，同樣地，磺基丙基可相對於習用的末端羧酸基，磷酸 基或硫酸基確保明顯較佳的貯存穩定性和黏度性質。 因此，本發明色料製劑也可以包括式（V I )化合物 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇X297公釐） -11 - 593553 A7 B7 五、發明説明（9) 及彼等與式（V )化合物的混合物 R4 ο

CH

ο Η3/ C-CH

CH ο Η

S ο

CH

ο Η3 / c1CH

CH ο

CH

C c"h2

X (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 其中m，η和X皆爲上面所定義者且 R 4 爲R 5或爲

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 其中R 5爲線型或分枝的Ci- C24 -烷基，其可含有極 性基例如醇基、胺基、酮基、醯胺基或酯基。 所提及的分散助劑可含有0到5 0重量％的式（V ) 分子和5 0到1 0 0重量％的式（V I )分子。 本發明所用分散助劑的合成本身爲文獻中已知者且以 兩步驟進行。第一步驟係經由用對應的萘，氧化物，烷醇 類或烷基苯氧化物與環氧烷類在高溫離子聚合中反應而將 萘酚，烷醇或烷基苯酚予以烷氧基化。此合成步驟類似於 在EP 0 0 6 5 751 Al中所述包括在烷氧基 化酚醛線型樹脂磺基丁二酸-酯的製備中之步驟或類似於 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐） -12- 593553 Μ _____Β7 五、發明説明（^ D E 196 44 〇77 A1中所述在離子改質酚 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -苯乙烯聚二醇醚的製備中所用的烷氧基化步驟。於第二 步驟中，係將該經烷基化萘酚，烷醇或烷基酚在相當溫和 ，微弱鹼性條件下用1 ，3 -丙烷磺內酯轉化成對應的磺 基丙基化烷氧基化萘酚，烷醇或烷基酚（Peter Koberle : ” Sulphobetaines and Ethersulfo nates Unique

Surfactants via Sulfopropy lation Reactions” in:

Industrial Application of Surfactants IV : D. R. Karsa, Ed.; The Royal Society of Chemistry, 1 999 )。 本發明色料製劑可包括作爲成分（C )的有機溶劑或 多有機溶劑混合物，於此情況中此等溶劑於需要時可擁有 水分持留效應。可用的溶劑包括例如單羥基醇或多羥基醇 ，彼等的醚和酯，例如烷醇類，尤其是有1到4個碳子者 ，彼等的醚和酯，例如甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇 、異丁醇；二一或三-羥基醇，尤其是有2到6個碳原子 者，例如乙二醇、丙二醇、1 ，3 —丙二醇、1 ，4 一丁 二醇、1 ，5 —戊二醇、1 ，6 —己二醇、1 ，2，6 — 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 已三醇、甘油、二乙二醇、二丙二醇、三乙二醇、聚乙二 醇、三丙二醇、聚丙二醇；多羥基醇的低碳烷基醚，例如 乙二醇一甲基或乙基或丁基醚、三乙二醇一甲基或乙基醚 ;酮類和酮醇類，如丙酮、丁醇、二乙酮、甲基異丁基酮 、甲基戊基酮、環戊酮、環己酮、二丙酮醇；醯胺類，如 二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺和N -甲基吡咯烷酮。 本發明色料製劑可更包括作爲成分（D )的其他添加 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -13- 593553 A7 ____B7 五、發明説明（j (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 劑’特別是習用於噴墨印刷油墨及印刷與塗料工業中者， 例如防腐劑、抗氧化劑、陽離子型、陰離子型、兩性或非 離子型界面活性物質（界面活性劑和濕潤劑），除氣劑/ 消泡劑以及調整黏度的藥劑，例如聚乙烯醇、纖維素衍生 物或水溶性天然或人造樹脂及聚合物作爲膜形成劑或黏合 劑以增強黏著性和抗磨蝕性。所用的p Η調節劑包括有機 或無機鹼和酸。較佳的有機鹼爲胺類，例如乙醇胺、二乙 醇胺、三乙醇胺、Ν，Ν -二曱基乙醇胺、二異丙基胺、 胺甲基丙醇或二甲胺基甲基丙醇。較佳的無機鹼爲氫氮化 鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋰或氨。其他組成分包括水溶助長 性化合物，例如甲醯胺、尿素、甲基脲、ε -己內醯胺、 乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、聚乙二醇、丁二醇、曱基 溶纖素、甘油、糖、Ν -甲基吡咯烷酮、1 ，3 -二乙基 - 2 -曱基咪唑烷酮、硫二甘醇、苯磺酸鈉、二甲苯磺酸 鈉、甲基磺酸鈉、異丙苯磺酸鈉、苯甲酸鈉、柳酸鈉或丁 基-二醇硫酸鈉。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 色料製劑所用水，成分（Ε )，較佳者係以蒸餾水或 去離子水形式使用。 本發明更提出一種製造本發明色料製劑的方法，其包 括一第一步驟，將至少一種色料（成分A )，其可爲粉末 或壓縮餅，與至少一種分散助劑（成分B )，視需要與至 少一種有機溶劑（成分C )和視需要的其他添加劑（成分 D )在較佳者去離子水（成分E )之中調和在一起及隨後 使用溶解器（dissolver)或其他適當裝置予以勻化與預分 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -14- 593553 A7 _____B7 _ _ 五、發明説明（j (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 散。於恰當時，要接著使用球磨機或某種其他適當分散裝 備於冷卻下進行細微分散操作到合意的粒度分佈。於細微 分散操作之後，可以使用去離子水將分散液稀釋到合意的 色料濃度。 本發明更提出一組色料製劑，其中包括至少一種分別 爲黑色、青色、紫紅色和黃色的色料製劑，其特徵在於至 少一種該等製劑係本發明製劑。 較佳者爲一組色料製劑，其特徵在於該黑色色料製劑 的色料爲碳黑，特別是燈黑或爐黑；該青色色料製劑的色 料爲選自下列的組合中之色素：酞花青、特別是顏色索引 色素P.藍15、P·藍15:3、或P.藍15:4; 該紫紅色色料分散液的色料爲選自下列的組合中之色素： 喹吖啶酮色素，較佳者爲顏色索引色素P ·紅1 2 2或 P .紫1 9或爲選自下列的組合中之色素：單偶氮，重氮 ，異吲哚啉，或苯并咪唑酮色素，特別是顏色索引色素 P ·紅 5 7 : 1、P ·紅 1 4 6、P ·紅 1 7 6、P .紅 1 8 4、P ·紅1 8 5或P ·紅2 6 9 ;且該黃色色料製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 劑的色料爲選自下列的組合中之色素··單偶氮，重氮，異 吲哚啉，或苯并咪唑酮色素，特別是顏色索引色素色素黃 17、？.黃74、卩.黃83、？.黃97、？.黃 120、Ρ·黃 128、P·黃 139、P·黃 151、 Ρ_ 黃 155、Ρ·黃 180、或 Ρ·黃 213。 本發明更提出一組印刷油墨’其包括至少一種分別爲 黑色、青色、紫紅色和黃色的印刷油墨，且其特徵在於至 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（2】〇Χ297公釐） -15- 593553 Μ Β7 五、發明説明（^ 少一種該等印刷油墨包括本發明色料製劑的有或無其他添 加劑之爲稀釋形式或稀釋形式。 本發明更提出本發明色料製劑作爲油墨色料之用途， 特別是用於噴墨印刷油墨、電子攝影調色劑，特別是聚合 調色劑，粉末塗料與濾光片。 噴墨印刷油墨不僅意指水質油墨（包括微乳液油墨） 而且也指溶劑質油墨，u v -固化型油墨以及熱熔型油墨 〇 水質噴墨印刷油墨基本上包括〇 . 5到3 0重量％且 較佳者1到1 5重量％的一或多種本發明色料製劑，70 到9 5重量％的水，〇到3 0重量％的一或多種水溶助長 性’亦即含水的化合物及/或有機溶劑。水質噴墨印刷油 墨可視需要更包括水溶性黏合劑和其他添加劑，例如界面 活性劑和濕潤劑，除氣劑/消泡劑，防腐劑和抗氧化劑。 微乳液油墨係以有機溶劑、水和視需要的其他物質作 爲介面媒介質（界面活性劑）爲基質。微乳液油墨包括1 到1 5重量％的一或多種本發明色料製劑，〇 · 5到9 5 重量％的水，和〇 · 5到9 5重量％的有機溶劑及/或介 面媒介質。 溶劑質油墨基本上包括〇 · 5到3 〇重量％的一或多 種本發明色料製劑，7 0到9 5重量％的有機溶劑及/或 水溶助長性化合物。於需要時，溶劑質油墨可包括可溶於 溶劑內的載體物質和黏合劑，例如，聚烯烴、天然和合成 橡膠、聚氯乙烯、氯乙烯一乙酸乙烯酯共聚物、聚乙烯基 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（2ΐ〇χ297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -16- 593553 A7 ______B7_ 五、發明説明（^ 丁縮醛、蠟/乳膠系統或彼等的組合。 UV-固化型油墨基本上包括〇.5到30重量％的 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 一或多種本發明色料分散液，〇 . 5到9 5重量％的水， 〇 · 5到9 5重量％的有機溶劑，〇 . 5到5 0重量％的 輻射固化性黏合劑與視需要的〇到1 〇重量％的光起始劑 〇 熱熔型油墨通常是以蠟、脂肪酸、脂肪醇或磺醯胺爲 基質，彼等在室溫下爲固體而在加熱下液化，較佳的熔點 範圍係在約6 0與約1 4 0 t之間。本發明也提出一種熱 熔型噴墨印刷油墨，其基本上包括2 0到9 0重量％的蠟 和1到1 5重量％的一或多種本發明色料製劑。其可更包 括0到2 0重量％的加添聚合物（作爲、、染料溶解劑〃， 〇到5重量％分散助劑，〇到2 0重量％黏度調節劑，0 到2 0重量％增塑劑，〇到1 〇重量％增黏性添加劑，〇 到1 0重量％透明性穩定劑（防止例如蠟結晶）以及〇到 2重量％抗氧化劑。典型添加劑和輔助劑都載於例如s -A — 560，760 中。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明噴墨印刷油墨可經由將色料製劑分散到微乳液 介質中或到水性或非水性介質中或到製備U V固化型油墨 所用介質中或到製備熱熔型噴墨印刷油墨所用蠟中而製備 成。 與印刷用紙，天然或合成纖維材料，膜或塑膠一起者 ’本發明色料製劑可用來印刷廣多種經塗覆或未塗覆的基 質材料，例如可用來印刷紙板、厚紙板、木材和木材基底 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -17- 593553 A7 B7 五、發明説明（^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 材料、金屬材料、半導體材料、陶瓷材料、玻璃、玻璃纖 維、陶瓷纖維、無機建築材料、混凝土、皮革食品、化粧 口口、皮膚和毛髮。該基材可爲二次元平面者或在空間中伸 展者，亦即立體者，且可全部或只是部份地印刷或塗覆。 業經測定者，本發明色料製劑具有所有的有利應用性 質且可最適地滿足前述辦公室及噴墨印刷的要求。其黏度 不僅在室溫下而且在6 0 °C下貯存一週的過程中都保持穩 定且其粒度分佈在貯存中只有不明顯的變化。用該製劑製 之油墨因爲在貯存中及在噴墨印刷操作中的良好穩定性而 特別在噴墨印刷中有顯著的良好行爲。再者，所產生的印 刷品具有顯著的高度耐光性和耐水性。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明色料製劑也可用在電子攝影調色劑和顯像劑中 作爲色料，例如一成分型和二成分型粉末調色劑或顯像劑 、磁性調色劑、液體調色劑、聚合調色劑及彼等的特用調 色劑。典型的調色劑黏合劑爲加成聚合，聚加合及聚縮合 樹脂，如苯乙烯、苯乙烯—丙烯酸酯、苯乙烯一丁二烯、 丙烯酸酯、聚酯或酚環氧樹脂、聚硕和聚胺基甲酸酯，個 別地或組合地，以及聚乙烯和聚丙烯，其中也可包括其他 成分，例如電荷控制劑、鱲或流動劑，或可於隨後才加到 彼等之中。 本發明色料製劑更可用於粉末塗料中作爲色料，尤其 是在摩電或靜電噴佈粉末塗料中，彼等可用來表面塗覆用 例如下列所製的物件··金屬、木材、塑膠、玻璃、陶瓷、 混凝土、紡織材料、紙或橡膠、可用的粉末塗料樹脂典型 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2Ι〇χ297公# ) -18- 593553 A7 __B7 五、發明説明（^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 地包括環氧樹脂，含羧基-和羥基-聚酯樹脂、聚胺基甲 酸酯及壓克力樹脂加上習用的硬化劑。也可以使用樹脂的 組合。例如，常將環氧樹脂與含羧基-和羥基-聚酯樹脂 組合使用。典型硬化劑成分（依樹脂系統而定）爲例如酸 酐、咪唑以及二氰胺及彼等的衍生物、封端異氰酸酯、雙 醯基胺基曱酸乙酯、酚樹脂和蜜胺樹脂、三環氧丙基異氰 尿酸、啤唑啉類和二羧酸類。 本發明色料製劑也可用爲濾光片的色料及用爲添加劑 以及減色產生。 實施例 1 色料製劑之製造（通用製法）： 將可爲粉末或壓縮餅形式的色素，與分散劑，有機溶 劑和其他添加劑在去離子水之中調和在一起及隨後使用溶 解器予以勻化與預分散。隨後的細微分散係使用球磨機完 成的’其硏磨係於冷卻下進行到合意的色素粒度分佈。之 後’使用去離子水將分散液調整到合意的最後色素濃度。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 下面諸實施例所述色素製劑都是以上述程序製成者。 實施例1 - 4 (參看表1 )噴墨印刷油墨製劑包括： 15重量％的 色素 5重量％的 分散劑1 10重量％的 丙二醇 1重量％的 消泡劑（®Dehydran 975，得自

Cognis 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -19- 593553 A7 B7 五、發明説明（j 6 9重量％的 7jc 表1 : 實施例# 色素 1 C . I .P •藍 1 5 ·· 3 2 C . I .P •紅 12 2 3 C . I .P m 15 5 4 C . I .P •里 • ✓ 1、、 7 式 由 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 基 氧 係烷 ίι化 劑基 散丙 分基 磺 式 和 酣 萘 化 基 氧。 院者 ,成 I)構 所 I—I I 酚 萘 化

V

CH

ο Η3 / C-CH

H.C

CH ο Η 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

ο CH

〆 2 CH η2/ Χ3 03 $ 參數m，η和；X的條件爲： m =平均2 . 5 η =平均1 4 X =鉀離子 由於合成所致（磺基丙基化反應），分散劑1含有約 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -20- 593553 A7 B7 五、發明説明（ 1! 2 0重量％的式 I V )分子。 實施例5 - 8 1 5重量％的 5重量％的 1 0重量％的 1重量％的 6 9重量％的

I I I 分子和約8 0重量％的式 參看表1 2噴墨印刷油墨製劑包括： 色素 分散劑2 丙二醇 消泡劑（®SERDAS 7010，得自 CONDEA) 水 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 表2 : 實施例# 色素 5 C . I .P .藍 1 5 :3 6 C . I .P •紅 1 2 2 7 C . I .P .紫 1 2 0 8 C . I .P -t±i • Μ 1 5 5 經濟部智慧財產局S(工消費合作社印製 5重量％的 1 0重量％的 1重量％的 實施例9 一 1 2 (參看表3 )噴墨印刷油墨製劑包括 1 5重量％的 色素 分散劑3 丙二醇 消泡劑（©SERDAS 7010，得自 CONDEA) 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -21 - 593553 A7 B7 — 五、發明説明（^ 6 9重量％的 水 表3 : 實施例# 色素 9 C · I · P ·藍 1 5 : 3 C · I · P ·紅 1 2 2 _ 11 _ C · I · P ·黄 1 2 0 12^ C · I · P .黄 1 5 5 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本覓) 分散劑2和3分別係由式（V )烷氧基化烷醇和式（ V I )磺基丙基化烷氧基化烷醇所構成者。 R4 ο

CH

ο Η3/ c—CH

He

CH ο Η ΛΜ/ R4 ο

CH

ο Η3 / c——CH

He

CH ο

;CH

H C

CH

03X S 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 由於合成所致（磺基丙基化反應），分散劑2和3含 有約1 5重量％的式（V)分子和約8 5重量％的式（ V I )分子。 分散劑2的條件爲： R4=約6 0重量％的十三烷基（C13H27)，約1〇重 量％的十四烷基（C14H29)和約3 0重量％的十五烷基 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -22- 593553 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（^ (C 1 5 Η 3 1 ) m - 〇 η =平均7 X =鉀離子 而分散劑3的條件爲： R4=約6 0重量％的十三烷基（c13h27)，約1〇重 里％的十四院基（Ci4H29)和約3 〇重量％的十五院基 (C 1 5 Η 3 1 ) m = 〇 η =平均1 1 X =鉀離子 π .實施例1到1 2中所提色素製劑的物理性質之硏究 色素製劑的物理性質係使用下列方法與設備予以硏究 Π . 1 黏度測量（動態黏度） 黏度係使用Haake (Roto Viscol)錐—板黏度計（鈦錐 :0 6 0毫米，1 ° )經由硏究黏度對於在0到7 0 0磅 /秒範圍內的切速率之關係而測定出者。表中提出的黏度 値係在4 0 0磅/秒的切速率下測量者。爲了評估分散液 的貯存穩定性，乃探討貯存時間和貯存溫度對於黏度的影 饗。於此目的，係（1 )在製劑製成後直接測量黏度’（ 2 )在室溫（2 5 °C )下貯存一週後測量’及（3 )在 6 〇 °C下貯存一週後測量。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2I0X 297公釐） --------•裝---訂：------0— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -23- 593553 B7 五、發明説明（2：| Π . 2 粒度 製劑的粒度（D 5 〇値）係在2 5 °C或6 0 °C下貯存一 週後以毛細流體動力分部分離法（caPillary hydr〇dynamic fractioning) ( C H D F )測定的。於穩定分散液的情況中 ，不論貯存條件爲何，都不應該發生色素粒子的絮凝；更 特別者，貯存溫度對粒度若有也應該很小影響。 下面的表4給出在諸實施例中所提各種色素製劑的物 理性質之總覽： (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 表4 : 實施例 黏度[mPas] D5〇 [nm] η[25〇0] il[25〇C】i 週 η[6〇°(：]ι 週 25〇C 60°C 1 5.5 5.3 5.9 85.0 97.4 2 6.5 6.1 7.0 88.4 91.4 3 9.4 10.5 6.8 134.4 129.2 4 11.6 13.1 22.9 82.3 100.2 5 7.2 7.3 7.4 89.3 95.7 6 7.3 7.0 10.8 78.5 82.2 7 11.3 17.0 30.3 127.1 96.9 8 6.9 6.8 6.5 99.2 101.5 9 10.9 10.8 10.7 84.9 86.2 10 11.2 10.4 10.5 82.2 887 11 9.3 8.6 8.7 96.7 99.9 12 11.6 11.5 9.8 115.3 109.4 ' —--- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） -24- 593553 A7 _____B7__ 五、發明説明（ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 表4中所列所有本發明色素製劑的實施例都有優良的 流動性。爲了評估彼等的貯存穩定性，首先測量新製成的 製劑之黏度7? 〔 2 5 °C〕（表5 )。其後，將諸製劑分別 貯存在2 5或6 0 °C下一星期且隨後再測定分別貯存在2 5和6 〇 °C下的分散液所具黏度7/ 〔 2 5 GC〕！週和 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 C 〔 6 0 °C〕i週。於非常穩定的情況中，黏度不應與原有 黏度有變化。表4中的測量結果顯示因貯存結果 發生非 常微小的黏度變化因此所有分散液都爲穩定者。表4中所 歹!J D 5 〇値顯示出在所有例子中只發生小幅平均粒度變化。 因此，色素粒子在貯存過程中沒有凝結，顯示出於分散液 部份，於貯存中有非常良好的穩定性。再者，有某些分散 液係貯存在6 0 °C下4週（如，實施例1、2、3和4的 色素製劑）也都沒有發生分散液絮凝現象。也硏究在室溫 下甚至更長的貯存期。此情況中，即使在3個月後，其間 都沒有沈積迹象，顯示出在所製分散液部份有很高的穩定 性。即使將此等色素製劑用水稀釋到3 %的色素含量，也 顯示出相同的穩定特性。 m .色素製劑印刷性質的檢驗 單由色素製劑的物理性質了解不足以作出彼等對於噴 墨印刷的適用性之聲明。特別是對於熱噴墨印刷（泡沬噴 墨印刷）而言，在印刷中色素製劑在噴嘴內的行爲具有重 要性。大但短暫的應力必須不會造成色素製劑的分解’例 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -25- 593553 Α7 Β7 五、發明説明（j 如導致分散劑分子從色素表面脫吸附而造成色素粒子發生 黏聚。此種分解程序可能一方面造成沈著而且於另一方面 ，隨時間造成噴嘴被分解產物所堵塞。 色素製劑用來製造噴墨程序所用油墨的適當性因而只 可能經由進行印刷檢驗予以判斷。爲了評估色素製劑的印 刷性質，乃使用該等製劑來製造試驗油墨，且使用熱噴墨 印表機探討其可印刷性（表6 )。 要製造試驗油墨時，首先將色素製劑細微地濾過1微 米過濾器以移除硏磨介質雜質和任何粗粒部份。其後，用 水稀釋濾過的製劑且與其他低分子量醇和多元醇混合。此 時，試驗油墨具有下示組成： 3 3.3 3 % 色素製劑（實施例1到1 2 ) 46.67% 去礦質水 1 0 % 乙二醇 1 0 % 二乙二醇 試驗油墨的組成係經選擇得使其黏度在1 · 5到5 m P a s範圍內。爲了將油墨的表面張力調整到最佳印刷 性能所需的値，於需要時可混合入少量的界面活性劑。 使用下面的方法與設備來鑑定試驗油墨： m . 1 油墨的印刷頭注形成行爲 使用得自Vision Jet的HP print RIG來硏究試驗油墨 在使用得自Η P的Η P 4 2 0熱噴墨印表機進行噴墨印刷 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐） --------蒙衣-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、1Τ f 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 26 593553 Α7 Β7 五、發明説明（d 中的行爲。可以使用視頻攝影機硏究油墨注在印刷操作中 於噴墨印刷頭的個別噴嘴處之行爲。視頻影像可提供加色 素的油墨在油墨注形成過程中的行爲三資訊，包括油墨從 印刷頭的噴嘴是否以直線噴注形式衝出，是否形成個別液 滴或該等液滴是否具有附屬部份（s a t e 11 i t e s )，該硏究也 提供有關液滴形狀的額外資訊且指示出液滴形成中的不規 則性，例如因個別噴嘴堵塞所致者。 所硏究的油墨具有非常好的噴注形成行爲，可從個別 油墨噴注皆爲平行者且以相對於表面呈直角離開噴嘴的事 實獲證。沒有噴嘴被堵塞。噴注和液滴形成非常一致，個 別液滴皆從油墨噴注隨時間形成而沒有觀察到較小的伴隨 小液滴。 m . 2 印刷行爲的探討 此外，使用Η P 4 2 0印表機在市售普通紙（複印紙 )與得自Η Ρ的特用紙（高品質紙）上印刷試驗影像。經 由純粹目視檢查進行針對印出的影像所具品質和面飾之印 刷品評估。要觀察的是紙張是否被大幅濕化，色素是否有 穿透到紙張內或色素是否保持黏在紙張表面上。另外要觀 察細小線條完美地複製到何種程度，油墨是否展佈在紙張 上面，導致較低的解析度，或是否可以製得高解析度印刷 品。於印刷經長期停止後也探討印刷行爲的起始，以觀察 是否可立即確得良好無瑕疵的印刷品或個別噴嘴通道是否 因油墨乾涸所堵塞而導致不良的印刷影像。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐） --------0^-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -27- 593553 A7 B7 五 I_ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 、發明説明（ 使用準則（m · 1 )和（m · 2 )來評估油墨的印 品質，採用的是下面的1到6之標度（表5 ): 1 - 非常良好的印刷影像’極佳的均一噴注和液滴形成 2 - 非常好的印刷影像，均一噴注但不均一的液滴形成 3 - 良好的印刷影像’不均一的噴注和液滴形成 4 - 不均勻的模糊印刷影像，油墨噴注和液滴的方向 規則 5 - 差且有縐紋的印刷影像，個別噴嘴堵塞 6 - 油墨不能印出，所有噴嘴很快堵塞 表5 : 實施例 印刷品質 1 2-3 2 1 3 1 一 2 4 1 5 1 6 1 7 2-3 8 2 9 3 10 1 11 2-3 12 2 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 刷 不 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -28- 593553 A7 B7 五、發明説明（ 諸色素製劑因而完全符合有關物理性質和印刷品質的 噴墨印刷要求且因而特別可用於噴墨印刷應用中。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 --------衣---^--：--K 訂------#丨 (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（210X297公釐） -29-

Claims (1)

1. 593553

   A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1 附件2a ·· 第9 1 1 1 5228號專利申請案 中文申請專利範圍無劃線替換本 民國9 3年4月8日修正 1 . 一種水質色料製劑，其包括： A) 〇。1到5 0重量％至少一種有機及/或無機色素及 /或至少一種有機染料， B ) 〇。0 1到8 0重量％至少一種萘酚烷氧化物磺基丙 基醚，烷醇烷氧化物磺基丙基醚或烷基酚烷氧化物磺 基丙基醚， C ) 〇到3 0重量％至少一種有機溶劑， D ) 〇到2 0重量％其他習用添加劑， E ) 1 〇到9 0重量％的水， 每一重量百分比都是以該色料製劑總重量（1 〇 〇重量％ )爲基準。 2 .如申請專利範圍第1項之水質色料製劑，其中成 分（A )爲單偶氮，重氮，沉澱重氮（laked diazo ) ，β -萘酚，萘酚AS，苯并咪唑酮，重氮縮合，偶氮金屬複 合物色素，酞花青，喹吖D定酮（quinacridone)，二萘嵌苯 (perylene ) ，皮酮（perinone ) ，噻畊餘( thiazineindigo )，硫靛，蒽酮（a n t h a n t h r ο n e )，蒽醌（ anthraquinone )，黃烷士酮（flavanthrone)，陰丹士林 (indanthrone )，異紫蒽酮（is o v i ο 丨 a n t h r ο n e )，皮蒽酮 (pyranthrone )，二 口琴哄，口奎駄酮（quinophthalone)， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（21〇Χ：297公釐） --------------7 —訂------- (請先閲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 593553 A8 B8 C8 ___ D8 _ 六、申請專利範圍 2 異吲哚啉酮，異吲哚啉或二酮基吡咯并吡咯色素或碳黑色 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 3 ·如申請專利範圍第1項之水質色料製劑，其中成 分（A )爲顏色索引染料酸性黃1 7、酸性黃2 3、直接 黃8 6、直接黃9 8、直接黃1 3 2、反應性黃3 7、酸 性紅5 2、酸性紅2 8 9、反應性紅2 3、反應性紅 1 8 0、酸性藍9和直接藍1 9 9或彼等的混合物。 4 ·如申請專利範圍第1到3項中任一項之水質色料 製劑，其中成分（B )爲式（I I )化合物或式（I I ) 化合物與式（I )化合物的混合物 R3

   R2 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 其中 R 1和R 2爲相同或相異者且各爲Ci — Ci2 — |完基，其 可含有某些極性基包括醇基、胺基、酮基、醯胺基或 酯基；或各爲苯基或Η ; R 3爲C i 一 C 4 一烷基或苯基； m 爲0到5 0 ; 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 593553 ABCD < 六、申請專利範圍 η 爲1到1 0 0，但其限制條件爲η - m ; X 爲荷單正電的離子，包括鹼金屬離子，氫離子，銨離 子或——、二一、三—或四一烷基銨離子。 範 } 利 B ¥ () 請分V 申成 C 如中式 . 其與 5 ， 物 劑合 製化 圍爲 合 化 物 物 合 混 第式的 料 } 色 I 質 V 水C 之式 項或 I 物 任合 中化 項） 3 I 到V Η C (V) 4 R o CH CH ο

   He CH ο Η (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) :裝. 4 R o CH Η / c-CH ο H c CH ο CH /η CH X 3 0 S iT 其中 R 4爲R 5或爲

   經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 R 5爲C i 一 C 2 4 -烷基，其可含有某些極性基包括醇基 、胺基、酮基、醯胺基或酯基； m 爲0到5 0 ; π 爲1到1 〇 〇 ; X 爲荷單正電的離子，包括鹼金屬離子，氫離子，銨離 子或一―、二一、三一或四一烷基銨離子。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X；297公釐） 593553 A8 B8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 申請專利範圍 6 ·〜種製造如申請專利範圍第1到5項中任一項所 述水質色料製劑之方法，其包括將成分A與至少一種分散 助剤（成分B )，隨意的至少一種有機溶劑（成分c )和 隨意的其他添加劑（成分D )在水（成分E )中調和在一 起及隨後將混合物勻化且恰當時予以細微分散。 7 ·如申請專利範圍第1到3項中任一項之水質色料 製劑’其係用爲印刷油墨之色料，電子攝影調色劑，粉末 塗料與濾光片。 8 ·如申請專利範圍第7項之水質色料製劑，其中該 印刷油墨爲噴墨印刷油墨。 9 ·如申請專利範圍第7項之水質色料製劑，其中該 電子攝影調色劑爲聚合調色劑。 1 0 · —組色料製劑，其中包括至少一種分別爲黑色 、青色、紫紅色和黃色的色料製劑，其特徵在於至少一種 該等製劑係如申請專利範圍第1到5項中任一項所述水質 色料製劑製劑。 / 1 1 :如申請專利範圍第1 〇項所述之一組色料製劑 ’其中該黑色色料製劑的色料爲碳黑，包括燈黑或爐黑； 該青色色料製劑的色料爲選自下列的組合中之色素··酞花 青色素、包括顏色索引（Colour Index)色素P ·藍1 5、 P ·藍1 5 : 3、或P ·藍1 5 ·· 4 ;該紫紅色色料製劑 的色料爲選自下列的組合中之色素：喹吖啶酮色素’包括 顏色索引色素P ·紅1 2 2或P .紫1 9或爲選自下列的 組合中之色素：單偶氮，重氮，異吲哚啉，或苯并咪哇_ ------------0^-----;-|訂----- (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榇準（CNS ) A4規格（210父29<7公釐） - 4 593553 ~、申請專利範圍 色素，包括顏色索引色素Ρ Ρ ·紅 1 4 Ρ ·紅 1 7 Βδ C8 D8 Τ 紅 5 7 : i P ·紅 1 8 4、ρ ρ ·紅1 8 5或P ·紅 2 6 9 ;且該黃色色料製劑的色料爲選自下列的組合中之 色素：單偶氮，重氮，異吲哚，或苯并咪唑酮色素，包括 顏色索引P ·黃17、P ·黃74、P ·黃83、P ·黃 97、？.黃120、？.黃128、尸.黃139、 P ·黃 151、P ·黃 155、p ·黃 180、或 P·黃 2 13。 1 2 ·如申請專利範圍第.1 〇或1 χ項之一組色料製 劑’其中個別色料製劑皆爲印刷油墨。 1 3 ·如申請專利範圍第1 2項之一組色料製劑，其 中該印刷油墨爲噴墨印刷油墨。 (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 本紙張尺度適用中國國家標準（〇见）入4規格（210乂297公釐) ^ "