專利名稱：感溫變色墨水組合物的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種感溫變色墨水組合物(thernochromic inkcomposition)，特別是涉及一種含有感溫變色微膠囊顏料(thermochromicmicro-encapsule pigment)的墨水組合物。
噴墨打印(ink jet printing)是一種非撞擊性的影像產生方法，其是通過電子信號的響應而產生小墨水滴，并噴印于記錄載體上。而噴墨打印所使用的墨水，從以前單純的黑色墨水演變至現今的彩色墨水。
一般而言，對于彩色噴墨打印所使用的墨水，包括洋紅色墨水(magentaink)、洋藍色墨水(cyan ink)、黃色墨水(yellow ink)和黑色墨水(black ink)共四色墨水，其中大部份是使用水溶性的染料(dye)為主。近來則有洋紅色墨水、洋藍色墨水、黃色墨水、黑色墨水、淺洋紅墨水(light magenta ink)和淺洋藍色墨水(light cyan ink)等六色墨水，或者還有淺黃色墨水(light yellow ink)共七色墨水。這些墨水的組分包括水溶性染料、水、有機溶劑及其它添加物。然而，此類水溶性的染料墨水在打印后，防水性和抗旋光性都不甚理想，容易發生打印后被水暈染或于長時間光照下褪去顏色的情形。
因此，近年來開始大量開發防水性及抗旋光性好的顏料墨水(pigment-based ink)，這種顏料墨水在影像的防水性及抗旋光性上，都比水溶性的染料墨水優異。然而，隨著科技的進步，人們對于打印品質及效果的要求也愈來愈高，單純彩色影像畫面所表現的固定色彩已漸漸無法滿足人們對于視覺效果的要求。
因此，本發明提供一種含有感溫變色顏料的墨水，并應用于彩色噴墨打印中，除了可提高打印品質、抗旋光性和耐熱性外，更可以隨著環境溫度的變化而改變顏色，使產品具有動態變化的色彩效果。
本發明提供一種感溫變色墨水組合物，其包括至少一感溫變色顏料以及一媒介物。
依據本發明一優選實施例，感溫變色顏料為一感溫變色微膠囊顏料，其粒子直徑小于1微米，其中該感溫變色顏料的溫度范圍為-10℃至100℃，該媒介物包括表面活性劑、分散劑、酸堿緩沖劑、螯合劑、殺菌劑、防腐劑以及抗紫外線試劑的水溶液或有機溶液。若媒介物為水溶液，則所構成的感溫變色墨水組合物為水溶性墨水，其整個墨水組合物中，水的重量百分比為65％至90％；若媒介物為有機溶液，則所構成的感溫變色墨水組合物為油溶性墨水，其整個墨水組合物中，有機溶劑的重量百分比為50％至95％。
為了使打印的圖像畫面具有隨溫度改變而呈現出動態變化的色彩效果，因此本發明使用感溫變色顏料作為主要的墨水組合物。然而，由于該感溫變色顏料和一般顏料的表面是極為不同的，若欲以一般顏料的研磨技術處理來得到較小的顆粒，將使感溫變色顏料失去變色的特性。因此，本發明采用將含感溫變色顏料的液相包覆在固相保護層內部，而形成感溫變色微膠囊顏料。為了避免這些感溫變色微膠囊顏料造成噴墨頭的堵塞，本發明采用粒子直徑小于1微米的感溫變色微膠囊顏料，以應用于噴墨打印。
感溫變色微膠囊顏料，是以溫度的變化為基礎，進而發生變色現象，其隨著溫度的上升和下降，在某一有效時間內，可反復變化顏色，為一種化學可逆反應。
就感溫變色微膠囊顏料溶解的情況而言，目前有三種形態感溫變色粉、感溫變色水乳液和感溫變色塑料色母粒，其中感溫變色粉和感溫變色塑料色母粒是屬于有機溶劑型的材料，而感溫變色水乳液則是水溶性的產品。
依照感溫變色微膠囊顏料變色的情況可分為冷變型、熱變型和其它型感溫變色微膠囊顏料。冷變型的感溫變色微膠囊顏料在低溫下大多呈本體色，當溫度升高至室溫時，則趨近于無色；熱變型的感溫變色微膠囊顏料在室溫下大多呈本體色，當溫度升高時，則趨近于無色；其它型的感溫變色微膠囊顏料則是利用溫度來呈現兩種不同顏色。
冷變型感溫變色微膠囊顏料目前基本色調有藍色、綠色和紅色，熱變型感溫變色微膠囊顏料基本色調則有藍色、綠色、紅色、黃色、黑色和棕色。因感溫變色微膠囊顏料在隱色狀態時是呈現無色，所以可與普通顏料混合搭配，或是將不同溫度的變色顏料互相搭配使用，以獲得更加豐富多彩的變色組合。且由于感溫變色微膠囊顏料不含人體有害物質，故極適合應用于噴墨打印中的墨水組合物。
本發明的感溫變色墨水組合物，包括至少一種感溫變色顏料和媒介物。
上述的感溫變色顏料如美國專利第4,421,560號和第4,424,161號所提供，其可使用的溫度范圍為-10℃至100℃，將此感溫變色顏料包覆于固相保護層內部，而形成感溫變色微膠囊顏料。此感溫變色墨水組合物中，感溫變色微膠囊顏料的重量百分比范圍為0.1％至30％，其粒子直徑均小于1微米，以避免阻塞墨水匣的噴嘴孔。
由于感溫變色微膠囊顏料在隱色狀態時是呈現無色，所以可將其與不同溫度的變色顏料以不同的比例互相搭配使用，或是與普通顏料混合搭配，以獲得更加豐富多彩的變色組合。例如將0℃藍色微膠囊顏料、30℃紅色微膠囊顏料和65℃黃色微膠囊顏料互相混合噴墨于載體上，形成黑色圖案，當溫度降至0℃時，藍色微膠囊顏料變色至無色，所以圖案呈現橘色，但當溫度提高至30℃時，藍色微膠囊顏料和紅色微膠囊顏料變色至無色，所以圖案僅呈現黃色。
感溫變色微膠囊顏料的固相保護層是非常堅固、耐高溫、且對大多數有機溶劑呈現不溶狀態的樹脂，例如丙烯酸樹脂(acrylicresin)、ABS樹脂(acrylonitrile-butadiene-styrene resin)、縮醛樹脂(acetal resin)、PET(polyethylene terephthalate)、聚酰胺(polyamide)、氯乙烯樹脂(vinyl chloride resin)、聚碳酸酯(polycarbonate)、聚苯醚(polyphenylene oxide)、聚對苯二甲酸丁二醇酯(polybutylene terephthalate)、聚酰亞胺(polyimide)、聚乙烯(polyethylene)、聚丙烯(polypropylene)、聚苯乙烯(polystyrene)等。其中縮醛樹脂可以是單體聚合或是共聚物；聚酰胺例如是尼龍-6(nylon-6)和尼龍-66(nylon-66)等。
媒介物為包括表面活性劑、分散劑、酸堿緩沖劑、螯合劑、殺菌劑、防腐劑、以及抗紫外線試劑的水溶液或有機溶液。
媒介物為水溶液或有機溶液。若媒介物為水溶液，則整個墨水組合物中，水的重量百分比占65％至90％，以構成水溶性墨水；若媒介物為有機溶液，則整個墨水組合物中，有機溶劑的重量百分比占50％至95％，以構成油溶性墨水。
有機溶劑可以為環己烷(cyclohexane)、甲醇(methanol)、乙醇(ethanol)、乙二醇(ethylene glycol)、二甘醇(diethylene glycol)、三甘醇(triethylene glycol)、聚乙二醇(polyethylene glycol)、丙二醇(propylene glycol)、丁二醇(butylene glycol)、戊二醇(pentylene glycol)、己二醇(hexylene glycol)或其它多元醇等。
表面活性劑可以為聚丁基樹脂(polybutyl resin)、纖維素衍生物(cellulose derivative)、苯乙烯/丙烯酸共聚物樹脂(styrene/acrylic copolymer resin)、馬來酸/苯乙烯共聚物(maleicacid/styrene copolymer)、或其它同時含有親水性官能團(hydrophilic segment)與親油性官能團(hydrophobic segment)的聚合物等。表面活性劑的重量百分比約為1％至20％(以整個墨水組合物為基準)。
酸堿緩沖劑可以為二羥乙基胺(diethanolamine)、三羥乙基胺(triethanolamine)、堿金屬類氫氧化物(hydroxides of alkalimetals)、銨類氫氧化物(ammonium hydroxide)、或堿金屬類碳酸鹽(carbonates of alkali metals)。其中堿金屬類氫氧化物例如是氫氧化鋰(lithium hydroxide)、氫氧化鈉(sodium hydroxide)和氫氧化鉀(potassium hydroxide)；堿金屬類碳酸鹽例如是碳酸鋰(lithium carbonate)、碳酸鈉(sodium carbonate)和碳酸鉀(potassiumcarbonate)。
螯合劑可以為乙二胺四醋酸鈉(sodiumethylenediaminetetraacetate)、次氮基三醋酸三鈉(trisodiumnitrilotriacetate)、羥乙基乙二胺醋酸三鈉(hydroxyethylethylenediamine trisodium acetate)、二乙三胺基醋酸五鈉(diethylenetriamino pentasodium acetate)、或2-氨基丙二酰脲醋酸鈉(uramil disodium acetate)等。
抗紫外線試劑可以為式(I)或式(II)的化學式，其中Y為H或Na。此抗紫外線試劑可使感溫變色墨水具有抗光效果，可以減少感溫變色微膠囊顏料因吸收紫外線而產生分解退色的現象。 將上述感溫變色墨水組合物應用于噴墨打印上，使至少一種感溫變色墨水填裝于墨水匣中，并噴出感溫變色墨水于載體上，所產生的產品會隨著環境溫度的變化，而具有動態變化的色彩效果。因此，所產生的視覺效果非常具有變化性，此將會成為未來新式墨水的流行風潮。
本發明的感溫變色墨水組合物由多種具有不同變色溫度的感溫變色微膠囊顏料和媒介物所組成，當將該感溫變色墨水組合物噴墨于記錄媒體(recording media)上時，打印所得的相同圖像在不同的溫度環境下，會呈現出截然不同的視覺效果。
雖然本發明已以優選實施例揭露如上，然其并非用以限制本發明，本領域普通技術人員，在不脫離本發明的精神和范圍內，顯然可以作出各種變動與修改，因此本發明的保護范圍由所附的權利要求書的范圍所限定。
權利要求
1.一種感溫變色墨水組合物，包括至少一感溫變色顏料；以及一媒介物。
2.如權利要求1所述的感溫變色墨水組合物，其中該感溫變色顏料的溫度范圍為-10℃至100℃。
3.如權利要求1所述的感溫變色墨水組合物，其中該感溫變色顏料為一感溫變色微膠囊顏料，其粒子直徑小于1微米，該感溫變色顏料占該墨水組合物的重量百分比范圍為0.1％至30％。
4.如權利要求1所述的感溫變色墨水組合物，其中該媒介物為一水溶液。
5.如權利要求4所述的感溫變色墨水組合物，其中該墨水組合物中，水的重量百分比為65％至90％。
6.如權利要求1所述的感溫變色墨水組合物，其中該媒介物為一有機溶液。
7.如權利要求6所述的感溫變色墨水組合物，其中該墨水組合物中，有機溶劑的重量百分比為50％至95％。
8.如權利要求6所述的感溫變色墨水組合物，其中該有機溶液的有機溶劑選自由環己烷、甲醇、乙醇、乙二醇、二甘醇、三甘醇、聚乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇、己二醇和多元醇所組成的組。
9.如權利要求1所述的感溫變色墨水組合物，其中該媒介物包括表面活性劑、分散劑、酸堿緩沖劑、螯合劑、殺菌劑、防腐劑以及抗紫外線試劑。
10.如權利要求9所述的感溫變色墨水組合物，其中該抗紫外線試劑選自由式(I)和式(II)的化學式所組成的組，其中Y選自由H及Na所組成的組
11.如權利要求9所述的感溫變色墨水組合物，其中該墨水組合物中，該表面活性劑的重量百分比為1％至20％。
12.如權利要求9所述的感溫變色墨水組合物，其中該表面活性劑選自由聚丁基樹脂、纖維素衍生物、苯乙烯/丙烯共聚物樹脂、馬來酸/苯乙烯共聚物所組成的組。
13.如權利要求9所述的感溫變色墨水組合物，其中該酸堿緩沖劑選自由二羥乙基胺、三羥乙基胺、堿金屬類氫氧化物、銨類氫氧化物和堿金屬類碳酸鹽所組成的組。
14.如權利要求9所述的感溫變色墨水組合物，其中該螯合劑選自由乙二胺四醋酸鈉、次氮基三醋酸三鈉、羥乙基乙二胺醋酸三鈉、二乙三胺基醋酸五鈉、和2-氨基丙二酰脲醋酸鈉所組成的組。
15.一種噴墨打印方法，包括(a)提供至少一感溫變色墨水組合物，該感溫變色墨水組合物包括多種具有不同變色溫度的感溫變色微膠囊顏料和一媒介物；以及(b)噴出該感溫變色墨水組合物于一記錄媒體上。
16.如權利要求15所述的噴墨打印方法，其中所述感溫變色微膠囊顏料的溫度范圍為-10℃至100℃。
17.如權利要求15所述的噴墨打印方法，其中所述感溫變色微膠囊顏料的粒子直徑小于1微米，其重量百分比占整個墨水組合物的0.1％至30％。
18.如權利要求15所述的噴墨打印方法，其中該媒介物為一水溶液。
19.如權利要求18所述的噴墨打印方法，其中該水溶液中水占整個墨水組合物的重量百分比為65％至90％。
20.如權利要求15所述的噴墨打印方法，其中該媒介物為一有機溶液。
21.如權利要求20所述的噴墨打印方法，其中該有機溶液中有機溶劑占整個墨水組合物的重量百分比為50％至95％。
22.如權利要求15所述的噴墨打印方法，其中該媒介物包括表面活性劑、分散劑、酸堿緩沖劑、螯合劑、殺菌劑、防腐劑以及抗紫外線試劑。
23.如權利要求22所述的噴墨打印方法，其中該抗紫外線試劑選自由式(I)和式(II)的化學式所組成的組，其中Y選自由H及Na所組成的組。
24.如權利要求22所述的噴墨打印方法，其中該墨水組合物中，該表面活性劑的重量百分比為1％至20％。
全文摘要
本發明提供一種感溫變色墨水組合物,其包括:至少一感溫變色顏料以及一媒介物。其中,感溫變色顏料為感溫變色微膠囊顏料,其粒子直徑小于1微米,其溫度范圍為－10℃至100℃,而媒介物包括表面活性劑、分散劑、酸堿緩沖劑、螯合劑、殺菌劑、防腐劑、以及抗紫外線試劑的水溶液或有機溶液。
文檔編號C09D11/16GK1373168SQ01108989
公開日2002年10月9日 申請日期2001年2月28日 優先權日2001年2月28日
發明者呂椬境, 佘怡璇, 沈昱璋, 錢嘉欣 申請人:明碁電通股份有限公司