TWI422650B

TWI422650B - Solvent-based, non-coating sublimation inkjet ink composition

Info

Publication number: TWI422650B
Application number: TW100120459A
Authority: TW
Inventors: Ke Yung King; Shu Chen Tsou; Ming Che Tsou; Yi Chih Peng; Hsiao Chun Hung; Chia Wen Chang
Original assignee: Jetbest Corp
Priority date: 2011-06-10
Filing date: 2011-06-10
Publication date: 2014-01-11
Also published as: TW201249937A

Description

溶劑型免塗層昇華噴墨墨水組成物

本發明係有關一種昇華噴墨墨水組成物，更特別的是，本發明係有關一種溶劑型免塗層昇華噴墨墨水組成物，可直接使用無需吸墨塗層的轉印紙張，並可應用於大型工業型噴繪機台，進行寬幅快速列印，具有免塗層墨水的材料適用性與熱昇華墨水顏色表現性，結合二種不同型態墨水的優勢，解決了困擾紡織品數位噴墨印刷的速度與批量問題。

傳統數位昇華噴墨墨水是水性墨水，利用噴墨方式將圖像噴印到具有吸墨塗層的轉印紙上，再利用適當的加熱與加壓方式，將染料昇華轉印到具有化學纖維成份或被印材上，利用小分子染料的昇華特性，使染料分子直接從固態變為氣體態的過程，中間不經歷液態過程，如同乾冰在室溫下變成霧狀的過程，選擇昇華溫度範圍在180～240℃的染料，利用分散研磨的方式製成漿料，再添加其他成分配製成墨水，利用電腦圖像處理與噴墨印表機設備，將不同的花紋與圖案用噴墨的方式將昇華染料噴印至轉印紙上，將印好圖像的轉印紙與織物加壓緊密結合，加熱至200～230℃約10～30秒，染料從紙張經過昇華氣化擴散作用進入織物內部，達到著色的目的。使用數位昇華轉印技術具有以下的特點：1.圖案表現多元與細緻、顏色鮮豔效果好，層次豐富而清晰，是傳統印刷方法很難做到的。2.印製品柔軟手感佳，染料已擴散到聚酯纖維中，感覺不到印刷油墨層，轉印過程中已經完成乾燥，不會出現圖像磨損，影響到被印物的美觀。3.生產製程簡單，僅需投入少量設備與人力，產品良率高，無需製版印製，可以在短時間內完成，滿足個性化的需求。4.節能環保，無需傳統印刷蒸煮、水洗等後製，節省水資源，也無污水排放，可以節約資源和保護環境。

但是使用水性昇華噴墨墨水在數位輸出的應用還是有一些缺失：1.因為墨水中主要的成分是水，仍無法避免會滲透到轉印紙上，引起起皺現象，尤其在印製需要表現色彩鮮豔的部份，必須要加重墨量，紙張起皺會影響圖像的表現，而且容易損傷噴頭，是最為人詬病的部份，因此要想用昇華染料水性墨水印出高品質產品，就必須使用單價較高，能吸收更多油墨的轉印紙。2.操作環境需要控制，轉印紙對濕度非常敏感，如果周圍環境控制不當，溫度和濕度的變化會使轉印紙出現捲曲、尺寸變化和其他問題。環境越潮濕，轉印紙的吸墨性就會越飽和，會導致轉移圖像的不均勻和油墨色彩的變化。3.水性熱昇華僅能使用於小型噴繪機台，由於幅寬與速度的限制，僅適合數位紡織品印花打樣，個性化熱轉印商品及小批量生產，因為噴繪機台速度慢、批量小的問題無法解決，在推廣數位紡織實際應用上仍有瓶頸。

為解決習知技術上之缺點，本發明之目的即在於提供一種溶劑型免塗層昇華噴墨墨水組成物，可使用於溶劑型工業噴頭寬幅噴繪機，如使用Xaar、Spectra、Seiko、Epson與Konica等噴頭的溶劑型噴繪機，能夠讓列印幅面與速度大幅度提升，並可直接列印不需塗佈吸墨層的紙張，降低使用成本，墨水採用環保型配方，高安全性不具刺激性氣味，同時又具有快速列印與色彩表現佳等優點，集速度、品質、安全多項優點。

為達成本發明之目的，本發明之主要目的在於提供一種溶劑型免塗層昇華噴墨墨水組成物，包含主溶劑、昇華染料、分散劑、樹脂、塑化劑以及界面活性劑。主溶劑係選自含有二個碳數以上的脂肪族醇類、醇酮類、乙二醇醚類及丙二醇醚類的其中一個或多個，佔噴墨墨水組成物總重量之50%以上。昇華染料係分散懸浮或溶解在主溶劑中，用以使噴墨墨水組成物帶有顏色，佔噴墨墨水組成物總重量之0.1至10%。分散劑係用於昇華染料研磨分散使用，使昇華染料能均勻安定地懸浮於主溶劑中，分散劑與昇華染料之重量比係0.1:1至2:1。樹脂係用於調整噴墨墨水之黏度，樹脂與昇華染料之重量比係0.5:1至5:1。塑化劑係用以使樹脂回溶性增加，塑化劑與樹脂之重量比係0.01:1至5:1。界面活性劑係用以降低噴墨墨水組成物之表面張力，佔噴墨墨水組成物總重量之0.01至2.0%。其中，噴墨墨水組成物之黏度範圍在25℃係介於3.0至20 cps之間，表面張力係介於18至40 dyne/cm之間，其中：(1)昇華染料如C.I.分散藍3、14、20、26、54、55、56、58、61、62、64、72、73、79、81、85、87、90、91、92、94、97、98、99、103、104、105、106、108、128、148、149、176、186、187、193、194、195、197、201、205、207、211、212、213、214、215、216、217、218、219、220、221、222、223、224、225、226、227；C.I.分散紅1、4、5、7、11、12、13、15、17、31、32、33、34、35、36、52、54、55、56、58、60、72、73、76、80、84、86、88、91、92、93、99、111、113、135、177、204、205、206、207、224、225、227、239、240；C.I.分散黃1、3、4、5、7、8、31、33、39、42、54、60、61、64、82、83、124；C.I.分散黑10、24、35或混色而成的黑色分散染料；(2)含酸性基或鹼性基之顏料親核基高分子型分散劑，為得到良好之昇華染料分散性，其高分子型分散劑之分子主鏈最好是聚氨酯樹脂主鏈(polyurethane backbone)、聚丙烯樹脂主鏈(polyacryl backbone)或聚酯樹脂主鏈(polyester backbone)等類型，其結構最好是嵌段共聚物(block copolymer)或接枝共聚物(block copolymer)的型態，重量平均分子量最好是在3,000至30,000以內。以下為市售之分散劑屬於帶有酸性基團的有如BYK 102、110、111、170、171、174、Ajisper PA111、PN411；屬於帶有鹼性基團的有如BYK161、162、2163、2164、166、168、180、2050、2096、TEGO D670、Ajisper PB711、EFKA 4046、4047、4060、4070、4080、4090；或者兼具酸性基團及鹼性基團的有如Doxa D331、D320、BYK2001、2020、2025、Lubrizol 24000系列、32000系列、35000系列、36000系列、76000系列、Ajisper PB821、PB822、PB881、TEGO D685等，最好是選用兼具酸、鹼性基團之分散劑；(3)主溶劑可為含羥基有機溶劑，例如為：二個碳數以上的脂肪族醇類，例如：乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、異丁醇、叔丁醇、正戊醇、異戊醇、2-戊醇、3-戊醇、tert-戊醇、正己醇、甲基戊醇、2-乙基丁醇，脂肪醇類溶劑可增加樹脂溶解度，並達到加速乾燥之功能，更能有效地降低墨水表面張力；低毒性之醇酮類溶劑，例如為：4-羥基-4-甲基-2-戊酮、3-羥基-3-甲基-2-丁酮、或4-羥基-3-甲基-2-丁酮，其可單獨添加或混合添加，視所需墨水之溶解度與調節乾燥速度而定。其中，4-羥基4-甲基-2-戊酮俗稱二丙酮醇，是無色或淡黃色之液體，微帶愉快氣味，於物質安全資料表中顯示其非危險致癌物質，且不具環境毒性。是一種高極性溶劑，用作多種液狀陽離子染料的溶劑。3-羥基-3-甲基-2-丁酮，為香水的成分之一，極性高且溶解度佳，使用安全性高，於物質安全資料表中並無毒理資料顯示，亦無環境毒性；乙二醇醚類具有如H(-OC₂ H₄ )_n -OR所示之通式，R為具有1至4個碳之烷基，n為1至2之重複單元數，例如為：乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、乙二醇單丁醚、二乙二醇單甲醚、二乙二醇單乙醚、二乙二醇單丁醚；丙二醇醚類具有如H(-OC₃ H₆ )_n -OR所示之通式，R為具有1至4個碳之烷基，n為1至2之重複單元數，例如：單甲基醚丙二醇、單丙基醚丙二醇、單丁基醚丙二醇、單異丁基醚丙二醇、二丙二醇單甲醚、二丙二醇單丁醚、二丙二醇異丁基醚、二丙二醇單丙醚，適當調節墨水沸點，可防止噴頭阻塞。上述溶劑視所需墨水之乾燥速度與溶解度而定，可單獨添加或混合添加；(4)對醇類溶劑溶解度佳，亦可當作分散劑用途之樹脂，例如聚醯胺樹脂、丙烯酸樹脂、聚酯樹脂、聚氨酯樹脂、聚乙烯縮丁醛樹脂、三聚氰胺樹脂，除了調節墨水所需黏度外，並能提昇墨水對材質之固色能力，添加樹脂可單獨使用一種或混和至少二種一起使用；(5)添加含有機矽系列之潤濕劑/流平劑或含氟碳化合物界面活性劑，可使用陽離子、陰離子、兩性或非離子系任一種類型界面活性劑，可單獨使用一種或混和一起使用，除了使墨水具有優異的擴展散佈之潤濕能力，能有效地控制各色的表面張力，不會有縮孔、暈墨之缺陷，可提昇列印之品質；(6)添加鄰苯二甲酸酯類、烷基磺酸酚酯、己二酸或葵二酸酯類、蓖麻油、磷酸酯類、檸檬酸酯類塑化劑，可使墨水回溶性增加，避免噴頭堵塞，可單獨使用一種或混和至少二種一起使用。

由本發明之下述詳細說明及所附之圖式，本發明的前述及其他目的、特徵、觀點及優點將會更加明瞭。

本發明之溶劑型免塗層昇華噴墨墨水組成物中，昇華染料占該噴墨墨水組成物總重量之0.1至10%，以0.1至6%為最佳；分散劑的使用量相對於昇華染料重量比約0.1至2倍的量，較佳為0.2至0.8倍的量；二個碳數以上之脂肪醇類溶劑、乙二醇醚、丙二醇醚類溶劑與醇酮類混合溶劑，至少占該噴墨墨水組成物總重量之50%，含70%重量以上較佳；樹脂係用於調整噴墨墨水之黏度，樹脂與昇華染料之重量比係0.5至5%，較佳為0.2至2倍的量；塑化劑的添加量相對於樹脂重量比約0.01至5倍的量，較佳為0.1至3倍，以0.5至1倍的量為最佳；界面活性劑占該噴墨墨水組成物總重量0.01至2.0%。上述之噴墨墨水組成物，其黏度範圍在25℃係介於3.0至20 cps之間，調整至3至12 cps為最佳；表面張力係介於18至40 dyne/cm之間，調整至20至30之間為最佳。

本發明溶劑型免塗層昇華噴墨墨水組成物之主要成分包含：昇華染料、分散劑、主溶劑、樹脂與界面活性劑。傳統熱昇華噴墨墨水均是水性墨水，為了使昇華染料能均勻分散於水中，分散劑的類型必需是一端含有親水基，另一端為疏水基，疏水端與昇華染料之間利用凡得瓦耳力或是氫鍵鍵結，分散劑的選擇種類較多，分散研磨的門檻較低。而昇華染料的分散研磨非常困難，是由於昇華染料的分子很小，需要很強的研磨能量才能有效地將昇華染料粉體解聚(de-aggregate)，因此分散劑與昇華染料之間要有很強的吸附作用力，才不至於因高機械剪切力使分散劑於昇華染料表面脫附。第一、為加強分散劑與染料間之吸附作用力，分散劑與昇華染料之間最好是形成離子鍵結，分散劑最好是具有與昇華染料之極性基團如硝基、腈基、胺基或磺酸基有極佳親核力之基團，分散劑之分子主鏈為聚氨酯(polyurethane)、聚丙烯(polyacryl)、聚酯(polyester)為最佳，且結構最好是嵌段共聚物(block copolymer)或接枝共聚物(block copolymer)的型態更可提高吸附作用力。第二、溶媒對分散劑之溶解度也攸關吸附作用力，溶媒對分散劑要有一定的溶解度，使分散劑高分子能有好的展開；但是溶媒對分散劑之溶解度太好時，分散劑很容易被脫附，所以溶劑必需適當選擇，本發明中採用丙二醇甲醚醋酸酯做為分散溶媒。第三、分散劑的分子量亦須注意，分子量的大小與立體屏障厚度有關。分子量小，分散劑分子鏈之gyration radius太小，無法形成有效之立體屏障，無論是前者或是後者皆無法使染料安定分散；分子量太大立體屏障太厚，昇華染料之間易形成架橋(bridge)現象，致分散液黏度上昇，因此重量平均分子量最好是介於3,000~30,000之間。因此，對有機溶劑溶解係數8~11市售分散劑產品，分散劑的使用量相對於昇華染料重量比約0.1至2倍的量，較佳為0.2至0.8倍的量。研磨方式可採用習知之方法來製造溶劑型昇華染料色漿。例如：摻合上述各成分，並且利用快速攪拌機混合攪拌，利用球磨機、輥磨機、滾珠研磨機、砂磨機或針狀研磨機等混合粉碎後，藉由離心分離方式或過濾除去較大顆粒之昇華染料與未溶解物質後，再藉由過濾速度、粒徑分析儀與熱穩定性來判別溶劑型昇華染料色漿之品質。

為了能達成數位化噴墨量產的目的，使墨水能使用在快速列印的溶劑型寬幅印表機上，並可直接使用於無塗層的轉印紙張，本發明設計概念在使用揮發速度較快的溶劑為主要成分，墨水經由噴孔噴出至轉印紙上，利用溶劑快速揮發的特性、結合樹脂附著力與適當的控制表面張力，能使圖像維持良好列印品質，轉印紙張不會有起皺現象。因此本發明墨水之主溶劑以揮發速度快，蒸氣壓至少10 mmHg(20℃)之羥基有機溶劑為主，例如：單甲基醚丙二醇、單丙基醚丙二醇、單丁基醚丙二醇、單異丁基醚丙二醇，添加量占該噴墨墨水組成物總重量之30至70%。另外，為了能有效地降低表面張力，可以添加少量的脂肪族醇類，例如：乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、異丁醇、叔丁醇、正戊醇、異戊醇、2-戊醇、3-戊醇、tert -戊醇、正己醇、甲基戊醇、2-乙基丁醇等，添加量占該噴墨墨水組成物總重量之0.01至20%，可增加樹脂溶解度，並提升列印乾燥速度。但為了必免溶劑揮發速度過快，噴頭容易乾掉堵塞，仍需添加部份沸點較高、蒸氣壓稍低的溶劑，將墨水的沸點控制在120℃至190℃，例如：二乙二醇單甲醚、二乙二醇單乙醚、二乙二醇單丁醚、二丙二醇單甲醚、二丙二醇單丁醚、二丙二醇異丁基醚、二丙二醇單丙醚，或醇酮類溶劑4-羥基-4-甲基-2-戊酮、3-羥基-3-甲基-2-丁酮、4-羥基-3-甲基-2-丁酮等溶劑，調節墨水沸點溶劑的蒸氣壓至少0.3 mmHg以上，較佳為0.5至5 mmHg，添加量占該噴墨墨水組成物總重量之0.01至30%。此外，在圖像列印至轉印紙上，由於溶劑吸熱快速揮發，容易在印圖表面有細小水氣形成，造成圖像有白濁現象，可加入適當乙二醇醚溶劑，並防止轉印紙張起皺，如：乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚或乙二醇單丁醚，以使用上安全性考量，則以使用乙二醇單丁醚為最佳，添加量占該噴墨墨水組成物總重量之0.01至20%。

在噴墨墨水組成物中添加樹脂，除了用來調整墨水之黏度特性，以符合各式噴頭與機型規格之要求外，還必須兼具有對材質之密著性。本發明中，設計墨水的概念為快乾型配方，溶劑揮發特性快，樹脂本身對醇類溶劑的溶解度必須非常好方可使用，避免噴頭因墨水揮發造成樹脂成膜後乾掉，形成永久性堵塞，因此亦必須搭配該樹脂之塑化劑，使膜面具有彈性，不會完全硬化，例如可單獨使用聚醯胺樹脂、丙烯酸樹脂、聚酯樹脂、聚氨酯樹脂、聚乙烯縮丁醛樹脂、三聚氰胺樹脂或該等混合物，該系列樹脂對本發明所使用溶劑之溶解度至少需為20%溶解性(重量百分比)，40%以上為最佳，並具有適當之5,000至100,000的分子量，以10,000至30,000為最佳，且玻璃轉化溫度介於40~100℃(T _g )，樹脂用量與色料之重量比係0.5至5%。添加鄰苯二甲酸酯類、烷基磺酸酚酯類、己二酸或葵二酸酯類、蓖麻油、磷酸酯類、檸檬酸酯類塑化劑，添加量相對於樹脂重量比約0.01至5倍的量，較佳為0.1至3倍，以0.5至1倍的量為最佳，可使樹脂回溶性增加，既使使用高揮發性溶劑，並在噴墨頭高壓高熱之環境下處仍於軟化狀態，容易被墨水或清潔液溶解，噴墨頭在高速運作下仍不會堵塞。

至於在使用界面活性劑與添加劑方面，係使用氟碳化合物或有機矽化合物來降低墨水之表面張力，使墨水具有優異的擴散塗佈功能，添加量為0.01至2.0%(重量百分比)。界面活性劑主要可分為陰離子型、陽離子型、非離子型與兩性等類型，界面活性劑之特性為該分子同時具有極性基團和非極性基團，該分子結構使它可以在液體表面定向，分子之非極性部分指向空氣，極性之部分則保留在溶液中，液體的表面張力因此而降低。本發明墨水因可應用於多種材質，墨水表面張力必須低於基材，才能有好的覆蓋塗佈效果，表面張力調整至20至30之間為最佳。因本發明所使用的溶劑均帶有羥基，因此使用氟碳類界面活性劑，可使分子間形成較強的氫鍵作用力，除了降低表面張力外，並可控制各色的墨水表面張力形成一致，不易產生暈墨的情形，能獲得最佳的列印品質。

為了進一步了解本發明案，請參閱以下所舉之實施例。以下實施例僅為本發明案中較佳之範例，故不應用以加以限定本發明案之申請專利範圍。

溶劑型昇華染料色漿實施例：【實施例一】

於82重量比丙二醇甲醚醋酸酯(PMA)中，添加10重量比Black(mixture)與6重量比分散劑(德國陸博潤公司，S76500)與2重量比聚乙烯縮丁醛樹脂(PVB)，以高速攪拌分散機，轉速設500 rpm，攪拌1小時後，加入50%體積比鋯珠(2.0 mm)於珠磨機中進行預分散。所得的粗磨昇華染料色漿的平均粒徑在1 μm以下。將粗磨昇華染料色漿輸送至奈米研磨機中進行分散，經由粒徑分析與過濾而得溶劑型黑色昇華染料色漿，平均粒徑在120 nm，黏度為11.4 cps。

【實施例二】

於89.5重量比丙二醇甲醚醋酸酯中，添加7.5重量比C.I.Blue 56與2.3重量比分散劑(德國畢克公司，BYK161)與0.7重量比PVB樹脂，以高速攪拌分散機，轉速設500 rpm，攪拌1小時後，加入50%體積比鋯珠(2.0 mm)於珠磨機中進行預分散。所得的粗磨昇華染料色漿的平均粒徑在1 μm以下。將粗磨昇華染料色漿輸送至奈米研磨機中進行分散，經由粒徑分析與過濾而得溶劑型藍色昇華染料色漿，平均粒徑在120 nm，黏度為16.6 cps。

【實施例三】

於89.5重量比丙二醇甲醚醋酸酯中，添加7.5重量比C.I.Yellow 54與2.3重量比分散劑(德國陸博潤公司，S76500)與0.7重量比PVB樹脂，以高速攪拌分散機，轉速設500 rpm，攪拌1小時後，加入50%體積比鋯珠(2.0 mm)於珠磨機中進行預分散。所得的粗磨昇華染料色漿的平均粒徑在1 μm以下。將粗磨昇華染料色漿輸送至奈米研磨機中進行分散，經由粒徑分析與過濾而得溶劑型黃色昇華染料分散液，平均粒徑在130 nm，黏度為3.9 cps。

【實施例四】

於90.2重量比丙二醇甲醚醋酸酯中，添加7.5重量比C.I.Red 60與2.3重量比分散劑(日本台素公司，PB822)，以高速攪拌分散機，轉速設500 rpm，攪拌1小時後，加入50%體積比鋯珠(2.0 mm)於珠磨機中進行預分散。所得的粗磨昇華染料色漿的平均粒徑在1 μm以下。將粗磨昇華染料色漿輸送至奈米研磨機中進行分散，經由粒徑分析與過濾而得溶劑型紅色昇華染料色漿，平均粒徑在120 nm，黏度為6.6cps。

【比較例一】

於82重量比丙二醇甲醚醋酸酯中，添加10重量比Black(mixture)與6重量比分散劑(德國畢克公司，BYK192)與2重量比PVB樹脂，以高速攪拌分散機，轉速設500 rpm，攪拌1小時後，加入50%體積比鋯珠(2.0 mm)於珠磨機中進行預分散。所得的粗磨昇華染料色漿的平均粒徑在1 μm以下。將粗磨昇華染料色漿輸送至奈米研磨機中進行分散，經由粒徑分析與過濾而得膠化的溶劑型黑色昇華染料色漿。

【比較例二】

於89.5重量比丙二醇甲醚醋酸酯中，添加7.5重量比C.I.Blue 56與2.3重量比分散劑(德國汽巴公司，Joncry 586)與0.7重量比PVB樹脂，以高速攪拌分散機，轉速設500 rpm，攪拌1小時後，加入50%體積比鋯珠(2.0 mm)於珠磨機中進行預分散。所得的粗磨昇華染料色漿的平均粒徑在1 μm以下。將粗磨昇華染料色漿輸送至奈米研磨機中進行分散，經由粒徑分析與過濾而得膠化的溶劑型藍色昇華染料色漿。

【比較例三】

於89.5重量比乙二醇丁醚醋酸酯中，添加7.5重量比C.I.Yellow 54與2.3重量比分散劑(德國陸博潤公司，S76500)與0.7重量比PVB樹脂，以高速攪拌分散機，轉速設500 rpm，攪拌1小時後，加入50%體積比鋯珠(2.0 mm)於珠磨機中進行預分散。所得的粗磨昇華染料色漿的平均粒徑在1 μm以下。將粗磨昇華染料色漿輸送至奈米研磨機中進行分散，經由粒徑分析與過濾而得溶劑型黃色昇華染料色漿，平均粒徑在140nm，黏度為3.4cps。經常溫儲存4週之後，發現色漿沉降量幾乎為100%。

【比較例四】

於90.2重量比丙二醇甲醚醋酸酯中，添加7.5重量比C.I.Red 60與2.3重量比分散劑(台灣合記公司，DA325)，以高速攪拌分散機，轉速設500 rpm，攪拌1小時後，加入50%體積比鋯珠(2.0 mm)於珠磨機中進行預分散。所得的粗磨昇華染料色漿的平均粒徑在1 μm以下。將粗磨昇華染料色漿輸送至奈米研磨機中進行分散，經由粒徑分析與過濾而得溶劑型紅色昇華染料色漿，平均粒徑在120 nm，黏度為10.6cps，發現色漿沉降量幾乎為100%。

溶劑型昇華染料色漿，實施例列於表一。

溶劑型免塗層昇華噴墨墨水製備：

取羥基混合有機溶劑，並添加樹脂，於常溫下使用高剪切乳化機，轉速設定為600轉/分，攪拌溶解2小時，再添加分散研磨好的溶劑型昇華染料色漿與界面活性劑，持續攪拌1小時後，以孔徑為0.8 m的過濾器進行過濾，可得到溶劑型免塗層昇華噴墨墨水，實施例列於表二。

溶劑型免塗層昇華噴墨墨水實施例如表二所示：

墨水評價測試項：

1.　噴墨墨水組成物之黏度測試，利用Brookfield DV-E型號的旋轉黏度計，恆溫控制定在25℃。

2.　噴墨墨水組成物之表面張力測試，利用日本協和界面科學株式會社CBVP-A3製的表面張力儀。

3.　噴墨墨水組成物之粒徑測試，利用日本HORIBA的LA-950粒徑分析儀，檢測墨水平均粒徑、D50與D90(nm)。

4.　噴墨墨水組成物之噴繪測試，利用精工SEIKO 255GS噴頭，型號RH1265H-1310進行噴嘴測試，噴印10米完成後，檢查噴嘴，噴頭放置吸墨座停機3天，啟動清潔功能後，再做噴嘴測試列印，噴嘴需完全出墨，無塞嘴、斜噴現象。

評價A:停機3天以上，啟動1至2次正常清潔。

評價B:停機3天以上，啟動1次強力清潔。

評價C:停機3天以上，啟動1次強力清潔以上。

5.　噴墨墨水組成物之噴繪測試，利用利用精工SEIKO 255GS噴頭，型號RH1265H-1310進行噴墨測試，連續噴印觀察有無斷孔、斜噴、飛墨情形。

評價A:12小時連續試驗期間，斷孔、斜噴、飛墨情形發生不足5次。

評價B: 12小時連續試驗期間，斷孔、斜噴、飛墨情形發生5至10次。

評價C: 12小時連續試驗期間，斷孔、斜噴、飛墨情形發生10次以上。

6.　噴墨墨水組成物之噴繪圖像表現測試，噴繪列印圖像於無圖層的轉印紙，列印完成後加熱轉印至化學纖維布料上，觀察圖案表現情形。

評價A：無暈墨現象，圖案表現清晰。

評價B：重墨區些許暈墨現象，圖案表現尚可。

評價C：暈墨嚴重，圖案表現不良。

7.　噴墨墨水組成物之高溫安定性測試：將墨水注入廣口瓶中，在45℃恆溫環境下放置8星期後，恢復至室溫進行黏度與粒徑分析。

評價A：墨水黏度與粒徑測量值變化小於5%。

評價B：墨水黏度與粒徑測量值變化小於10%。

評價C：墨水黏度與粒徑測量值變化大於10%。

8.　噴墨墨水組成物之低溫安定性測試：將墨水注入廣口瓶中，在-10℃恆溫環境下放置8星期後，恢復至室溫進行黏度與粒徑分析。

評價A：墨水黏度與粒徑測量值變化小於5%。

評價B：墨水黏度與粒徑測量值變化小於10%。

評價C：墨水黏度與粒徑測量值變化大於10%。

9.　乾燥速度評估，列印色塊測試漸層圖樣於無圖層轉印紙，於室溫放置一段時間後，以白色紙張按壓測試，觀察顏色是否轉印至紙張。

評價A:3分鐘以內。

評價B:3~5分鐘以內。

評價C:5分鐘以上。

墨水其他測試，例如：耐光性、乾式磨擦、濕式磨擦等委託測試中心進行。

溶劑型免塗層昇華噴墨墨水測試結果皆列於表三中。

由表三測試表中顯示：本發明溶劑型免塗層昇華噴墨墨水樣本可以完全滿足評價項目。測試樣本1與2乾燥性慢，墨水印字品質差，在免塗層噴墨使用上會有問題；測試樣品3~5，乾燥速度快，且墨水安定性略有問題；測試樣本6與7在改用氟碳系界面活性劑後，可大幅改善圖案暈墨現象；測試樣本8在替換樹脂之後，可以提升密著度。

本發明墨水能使用在一般水性噴繪機外，更可以使用在溶劑型寬幅印表機上，於無吸墨塗層的轉印紙上進行直接列印，無須任何處理。該墨水能有快速揮發乾燥的特性，並藉由調節適當的表面張力特性，讓墨水能在被印材上有最好的列印品質。傳統熱昇華墨水的設計是以水為主要原料，僅能使用在小幅面的水性噴繪機打樣或小量生產，使用有塗層處理的轉印紙，容易因吸墨產生起皺，影響列印品質與損壞噴頭。因此本發明溶劑型免塗層昇華噴墨墨水兼具快乾性又不造成噴頭的損傷，突破傳統技術，能在寬幅溶劑型噴繪機上快速列印，能表現昇華墨水色彩艷麗的特性，又能保有免塗層墨水不挑材料的特質，能有效改善數位紡織生產速度慢與產能不足的困境。

本發明的組份添加量之比例視墨水顏色、機型噴頭規格而異，可單獨添加或混合添加。本發明噴墨墨水組成物能使用於不同品牌之壓電式噴頭噴繪機，並於無塗層之基材上進行快速列印。

由以上實施例可知，本發明所提供之溶劑型免塗層昇華噴墨墨水組成物確具產業上之利用價值，惟以上之敘述僅為本發明之較佳實施例說明，凡精於此項技藝者當可依據上述之說明而作其它種種之改良，惟這些改變仍屬於本發明之精神及以下所界定之專利範圍中。

Claims

一種溶劑型免塗層昇華噴墨墨水組成物，包含：一主溶劑，包含有二個碳數以上的脂肪族醇類、醇酮類、乙二醇醚類及丙二醇醚類，其中該脂肪族醇類包含乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇的至少其中之一，該脂肪族醇類佔該噴墨墨水組成物總重量之0.01至20%；該醇酮類包含4-羥基-4-甲基-2-戊酮、3-羥基-3-甲基-2-丁酮及4-羥基-3-甲基-2-丁酮的至少其中之一，該醇酮類佔該噴墨墨水組成物總重量之0.01至30%；該乙二醇醚類具有之通式，其中R係具有1至4個碳之烷基，n係1至2之重複單元數，該乙二醇醚類佔該噴墨墨水組成物總重量之0.01至20%；該該丙二醇醚類具有之通式，其中R係具有1至4個碳之烷基，n係1至2之重複單元數，該丙二醇醚類佔該噴墨墨水組成物總重量之30至70%，該主溶劑佔該噴墨墨水組成物總重量之50%以上；一昇華染料，用以使該噴墨墨水組成物帶有顏色，該昇華染料佔該噴墨墨水組成物總重量之0.1至10%；以及一分散劑，含酸性基、鹼性基、酸鹼基共存高分子型分散劑，用於分散研磨該噴墨墨水之昇華染料在該主溶劑中，該分散劑與該昇華染料之重量比係0.1：1至2：1；一樹脂，分子量介於5,000至100,000，且玻璃轉化溫度(T_g )在40℃以上，用於調整該噴墨墨水組成物之黏度，該樹脂與該昇華染料之重量比係0.5：1至5：1；一塑化劑，包含鄰苯二甲酸酯類、烷基磺酸酚酯類、己二酸或葵二酸酯類、蓖麻油、磷酸酯類及檸檬酸酯類塑化劑的至少其中之一，用以使該樹脂回溶性增加，該塑化劑與該樹脂之重量比係0.01：1至5：1；以及一界面活性劑，係包含有機矽類化合物及氟碳類化合物的至少其中之一，用以降低該噴墨墨水組成物之表面張力，該界面活性劑佔該噴墨墨水組成物總重量之0.01至2%；其中該噴墨墨水組成物之黏度範圍在25℃係介於3.0至20cps之間，表面張力係介於18至40dyne/cm之間。
如申請專利範圍第1項所述之噴墨墨水組成物，其中該墨水組成物的沸點在120~190℃、蒸氣壓於20℃時在0.3mmHg以上。
如申請專利範圍第1項所述之噴墨墨水組成物，其中該昇華染料為：C.I.分散藍3、14、20、26、54、55、56、58、61、62、64、72、73、79、81、85、87、90、91、92、94、97、98、99、103、104、105、106、108、128、148、149、176、186、187、193、194、195、197、201、205、207、211、212、213、214、215、216、217、218、219、220、221、222、223、224、225、226、227；C.I.分散紅1、4、5、7、11、12、13、15、17、31、32、33、34、35、36、52、54、55、56、58、60、72、73、76、80、84、86、88、91、92、93、99、111、113、135、177、204、205、206、207、224、225、227、239、240；C.I.分散黃1、3、4、5、7、8、31、33、39、42、54、60、61、64、82、83、124；C.I.分散黑10、24、35或其混色而成的黑色分散染料。
如申請專利範圍第1項所述之噴墨墨水組成物，其中該酸性基、鹼性基、酸鹼基共存高分子型分散劑之分子主鏈係為聚氨酯樹脂主鏈(polyurethane backbone)、聚丙烯樹脂主鏈(polyacryl backbone)及聚酯樹脂主鏈(polyester backbone)所組成群組其中之一，其結構為嵌段共聚物(block copolymer)或接枝共聚物(block copolymer)的型態，分子量介於3,000至30,000。
如申請專利範圍第1項所述之噴墨墨水組成物，其中該樹脂為選自由聚醯胺樹脂、丙烯酸樹脂、聚酯樹脂、聚氨酯樹脂、聚乙烯縮丁醛樹脂、及三聚氰胺樹脂所組成群組的其中一個或多個，該樹脂在該主溶劑中之溶解度係至少20%重量百分比。
如申請專利範圍第1項所述之噴墨墨水組成物，其中該界面活性劑係選自由陰離子型界面活性劑、陽離子型界面活性劑、非離子型界面活性劑及兩性型界面活性劑所組成群組的其中之一。