TWI410463B - 增加顏料穩定性之組成物 - Google Patents

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Chieh Yun Hsueh
Mo Cheng Huang
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Microjet Technology Co Ltd
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Description

增加顏料穩定性之組成物
本案係關於一種組成物，尤指一種增加顏料穩定性之組成物。
快速成型技術(Rapid Prototyping，簡稱RP技術)係根據建構金字塔層層堆疊的核心思想而發展至今。其主要特性是成型之便捷性，能在不具刀具、模具或卡具的狀況下自動化且快速地將複雜形狀的任意設計方案轉換成具體的三維模型，確實減少了開發新產品之研發週期及研發成本，且能更加確保新產品開發的一次成功率，也使新產品可如企業預計期程準時上市。它為技術人員及非技術人員之間提供了一種更加完整且成熟的設計交流工具，因而顯著地增加了產品競爭力以及企業對於市場的快速反應能力。
目前RP技術經常運用於彩色三維列印，其係利用精密噴墨列印技術結合載具精密定位技術的方式來生產彩色的三維實體模型，其生產方式係先將一層粉末舖設於載具上方並利用精密噴墨列印技術於部分粉末上準確地噴印高黏度膠合劑液體，使膠合劑液體與粉末沾黏並且固化，最後再噴上色料。不斷重複上述製程，層層堆砌即可完成彩色的三維實體模型。
一般傳統的色料選用皆以水性染料或水性顏料為主，然而染料卻具有耐光性差及耐水性差等缺點，也因此，成品物件於長時間放置之後會有色變導致色差的情形出現，同時於選用後處理劑時也受到相當程度的侷限，但若不使用後處理劑，則在保存上以及有特殊外觀需求時皆會造成困擾；反觀具有較佳耐光性及耐水性的顏料，雖然沒有上述染料之缺點，但卻因顏料之特性，於連續列印及靜置時皆有不穩定的問題。
因此，如何改善上述習知技術之缺失，提昇顏料於連續列印及靜置時之穩定性，實為目前迫切需要解決之問題。
本案之主要目的，在於提供一種增加顏料穩定性之組成物，用以加入需高速運動或靜置的顏料中，以增加顏料之穩定性，避免顏料在高速運動或靜置時變質。
本案之另一目的，在於提供一種增加顏料穩定性之組成物，以達到保有顏料較佳之耐光性及耐水性外，更可達到提昇顏料於連續列印及靜置時之穩定性的功效。
為達上述目的，本案之一較廣實施態樣為提供一種增加顏料穩定性之組成物，其係包含：0.5至3重量百分比之單醇類化合物；2至10重量百分比之含氮有機溶劑；至少一種水性顏料分散劑；至少一種多醇類化合物；至少一種抗菌劑；以及去離子水。
為達上述目的，本案之另一較廣實施態樣為提供一種增加顏料穩定性之組成物，其係包含：0.5至3重量百分比之單醇類化合物；2至10重量百分比之含氮有機溶劑；10至30重量百分比之水性顏料分散劑；10 至30重量百分比之多醇類化合物；0.1至1重量百分比之抗菌劑；以及26至77.4重量百分比之去離子水。
體現本案特徵與優點的一些典型實施例將在後段的說明中詳細敘述。應理解的是本案能夠在不同的態樣上具有各種的變化，其皆不脫離本案的範圍，且其中的說明及圖示在本質上係當作說明之用，而非用以限制本案。
本案提供了一種增加顏料穩定性之組成物，其包含：0.5至3重量百分比之單醇類化合物、2至10重量百分比之含氮有機溶劑、至少一種水性顏料分散劑、至少一種多醇類化合物、至少一種抗菌劑以及去離子水。
於一些實施例中，增加顏料穩定性之組成物之單醇類化合物可為包括帶有至少一個氫氧基之單醇類化合物之至少一種所構成，包括但不限於異丙醇以及乙醇等，且其較佳之重量比以增加顏料穩定性之組成物為基準，可為0.5至3重量百分比，用以作為助溶劑。
於另一些實施例中，增加顏料穩定性之組成物之含氮有機溶劑可為吡咯酮類化合物例如吡咯酮、甲基吡咯酮等，但不以此為限，且其較佳之重量比以增加顏料穩定性之組成物為基準，可為2至10重量百分比，用以作為顏料的穩定劑。
根據本案之構想，增加顏料穩定性之組成物之水性顏料分散劑可使用市售產品包括但不限於市售自美國Cabot Corp.以及美國Clariant Corp.之顏料分散劑，且其較佳之重量比以增加顏料穩定性之組成物為基準，可為10至30重量百分比，用以分離或分散顏料。
於一些實施例中，增加顏料穩定性之組成物之多醇類化合物可為包括帶有至少二個氫氧基之醇類化合物之一至三種所構成，包括但不限於1,3-丙二醇、1,2-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,2-戊二醇、1,3-戊二醇、1,4-戊二醇、1,5-戊二醇、三甲醇丙烷、三甲醇乙烷、丙三醇、季戊四醇以及山梨糖醇等，且其較佳之重量比以增加顏料穩定性之組成物為基準，可為10至30重量百分比，用以作為增加顏料穩定性之組成物之保濕劑及/或穩定劑。
根據本案之構想，增加顏料穩定性之組成物之抗菌劑可使用市售產品包括但不限於市售自美國Arch Chemicals,Inc.之Proxel® GXL以及市售自美國Dow Chemical,Inc.之CANGUARDTM ULTRA BIT 20 DPG等，且其較佳之重量比以增加顏料穩定性之組成物為基準，可為0.1至1重量百分比，用以達成抗菌以及殺菌之功效。
於另一些實施例中，本案之增加顏料穩定性之組成物可包含粉末組，其可包含80至97重量百分比且直徑為20至120μm之石膏粉末以及3至20重量百分比之膠合劑而成。膠合劑可為液狀或黏稠狀並包含佔粉末組2至10重量百分比之水溶性高分子膠合劑以及佔該粉末組1至10重量百分比之澱粉類膠合劑，用以使本案之增加顏料穩定性之組成物具硬化及黏著之功效。水溶性高分子膠合劑可為例如包括由聚乙烯醇、聚乙烯吡咯酮、阿拉伯膠、海藻膠、糊精、明膠之至少一種所構成，而澱粉類膠合劑則可包含5至20重量百分比之直鏈澱粉以及80至95重量百分比之支鏈澱粉。
本案之增加顏料穩定性之組成物，於一些實施例中，可使用水或去離子水以作為溶劑或者稀釋劑，其較佳重量比以增加顏料穩定性之組成物為基準，可為26至77.4重量百分比，且與上述之化合物及化學藥劑之重量比總和應為100重量百分比。
請參閱下表1及表2，其係為本案增加顏料穩定性之組成物之數種實施例，其中，COJ 250C、COJ 260M以及COJ 270Y係市售自美國Cabot Corp.且Hostafine® Blue B2G、Hostafine® Red P2GL、Hostafine® F6B以及Hostafine® Yellow HR係市售自美國Clariant Corp.之水性顏料分散劑，而Proxel® GXL則係市售自美國Arch Chemicals,Inc.之抗菌劑。此外，於表中每一成份係以增加顏料穩定性之組成物為基準而以重量百分比計之。
請參閱下表3，其係為本案之粉末組之三種實施例，於表中每一成份係以粉末組為基準而以重量百分比計之。
從表1、表2以及表3可發現，本案增加顏料穩定性之組成物之實施例確實可包含0.5至3重量百分比之單醇類化合物、2至10重量百分比 之含氮有機溶劑、水性顏料分散劑、多醇類化合物、抗菌劑以及去離子水，且可包含一粉末組，粉末組係包含80至97重量百分比且直徑為20至120μm之石膏粉末以及3至20重量百分比之膠合劑。是以，足見本發明確實可據以實施，並可達成本案預期之功效。
綜上所述，本案之增加顏料穩定性之組成物主要是藉由加入單醇類化合物以提昇溶解度以及加入含氮有機溶劑作為穩定劑，而達到提昇顏料穩定性，進而增加顏料以及成品之耐光性與耐水性之功效，實為一具產業價值之發明，爰依法提出申請。
縱使本發明已由上述實施例詳細敘述而可由熟悉本技藝人士任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫如附申請專利範圍所欲保護者。

Claims (15)

  1. 一種增加顏料穩定性之組成物，其係包含：0.5至3重量百分比之單醇類化合物；2至10重量百分比之含氮有機溶劑；10至30重量百分比之水性顏料分散劑；至少一種多醇類化合物；至少一種抗菌劑；去離子水；以及一粉末組，其包含石膏粉末及膠合劑。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之增加顏料穩定性之組成物，其中該單醇類化合物係包括帶有至少一個氫氧基之單醇類化合物之至少一種所構成。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之增加顏料穩定性之組成物，其中該單醇類化合物係為異丙醇或乙醇。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之增加顏料穩定性之組成物，其中該含氮有機溶劑係為吡咯酮類化合物，用以作為顏料之穩定劑。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之增加顏料穩定性之組成物，其中該含氮有機溶劑係為吡咯酮或甲基吡咯酮。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之增加顏料穩定性之組成物，其中以該增加顏料穩定性之組成物為基準，該多醇類化合物係佔10至30重量百分比。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之增加顏料穩定性之組成物，其中該多醇類化合物係包括帶有至少二個氫氧基之醇類化合物之一至三種所構成。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之增加顏料穩定性之組成物，其中該多醇類 化合物係用以作為該增加顏料穩定性之組成物之保濕劑及/或穩定劑。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之增加顏料穩定性之組成物，其中以該增加顏料穩定性之組成物為基準，該抗菌劑係佔0.1至1重量百分比。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之增加顏料穩定性之組成物，其中該粉末組係包含80至97重量百分比且直徑為20至120μm之石膏粉末以及3至20重量百分比之膠合劑。
  11. 如申請專利範圍第10項述之增加顏料穩定性之組成物，其中該膠合劑係包含佔該粉末組2至10重量百分比之水溶性高分子膠合劑以及佔該粉末組1至10重量百分比之澱粉類膠合劑。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之增加顏料穩定性之組成物，其中該水溶性高分子膠合劑係包括由聚乙烯醇、聚乙烯吡咯酮、阿拉伯膠、海藻膠、糊精、明膠之至少一種所構成。
  13. 如申請專利範圍第11項所述之增加顏料穩定性之組成物，其中該澱粉類膠合劑係包含5至20重量百分比之直鏈澱粉以及80至95重量百分比之支鏈澱粉。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之增加顏料穩定性之組成物，其中以該增加顏料穩定性之組成物為基準，其中該去離子水係佔26至77.4重量百分比。
  15. 一種增加顏料穩定性之組成物，其係包含：5至3重量百分比之單醇類化合物；2至10重量百分比之含氮有機溶劑；10至30重量百分比之水性顏料分散劑； 10至30重量百分比之多醇類化合物；1至1重量百分比之抗菌劑；26至77.4重量百分比之去離子水；以及一粉末組，其包含80至97重量百分比且直徑為20至120μm之石膏粉末以及3至20重量百分比之膠合劑。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN1590476A (zh) * 2003-08-27 2005-03-09 研能科技股份有限公司 水溶性黑色墨水
TWI305779B (zh) * 2002-03-28 2009-02-01 Nisshin Oillio Group Ltd

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