[发明专利]高色浓度微细化无机颜料、其制法及无机颜料墨水组合物

说明书

【发明所属之技术领域】

本发明涉及一种无机颜料(pigment)及其制造方法，特别有关于一种高色 浓度微细化无机颜料的制造方法，以及含有此种无机颜料的喷墨墨水组合 物。

【先前技术】

喷印工艺系直接使用喷墨头将墨水喷印于在基材上(例如陶瓷、玻璃等) 再经高温烧结显色，利用数字化工艺方式快速将图稿设计直接输出缩短工 艺时间，将省去传统网板制作时程与费用，同时也省去大量网版储存空间。

就一个良好陶瓷喷印用无机颜料而言，需具备微细化后保有高色浓度 及高分散安定性，因此当颜料在微细化过程中，色浓度不能因为研磨分散 而消色，且烧结后色浓度仍须维持；此外，微细化无机颜料墨水配方还须 能长时间的保存，不会因为环境变化产生粒子团聚而阻塞喷孔。

一般喷墨墨水配方所需物性需求包括粘度、溶解度、组份兼容性及基 材湿润等特性。此外，墨水在基材上必须具备快速干燥、高色浓度及耐磨 等特性，同时必须经由墨头喷孔且顺畅的喷墨不阻塞。喷墨技术虽已日渐 成熟并广泛应用于工业上，然而至今尚无「无机颜料分散型」喷墨墨水实 际商品化产品并应用于陶瓷、玻璃及其它喷印后需高温烧结商品等。

虽有专利及文献中提及如US Patent No.5273575利用「溶解型无机盐 类」喷墨墨水，喷印于陶瓷表面再经高温烧结显色。而US Patent No.5443628 及US Patent No.5407474虽提及「无机颜料分散型」喷墨墨水，其粒径须 介于20～200nm以避免阻塞喷孔、储存沉淀及再分散等问题，但因为无机颜 料在微细化过程中会产生颜料因微细化消色的问题，使得「无机颜料分散 型」喷墨墨水一直无法商业化。

传统镨黄颜料合成方式为将氧化锆(ZrO₂)、氧化硅(SiO₂)、草酸镨 (Pr₂(C₂O₄)₃)及矿化剂经由800～1100℃高温烧成镨黄。烧成反应机制为SiO₂先与矿化剂作用生成挥发性卤化物，然后扩散至ZrO₂与Pr₂(C₂O₄)₃反应生 成镨黄，因此SiO₂与Pr₂(C₂O₄)₃混合越均匀，得到的镨黄效果越好。Interceram Vol.53(2004)文献中提到，一般网印工艺用镨黄颜料其最佳发色强度粒径 D₅₀为5.9微米，D₉₀为12.2微米，因颜料粒子中心含有未反应的氧化硅与 氧化锆及白色中间体氧化硅锆(ZrSiO₂)，致使镨黄颜料在研磨微细化过程 中，因白色裸露稀释色彩而产生消色情形。在传统颜料工艺中，将上述四 种原料均匀混合烧成镨黄颜料，得到的颜料粒径约为2～6微米，经微细化 后颜料消色严重，因此必须改良其制造方法。

在另一传统工艺中，先将矿化剂与Pr₂(C₂O₄)₃均匀混合后，再与ZrO₂及SiO₂粗略混拌，烧成得到色度较高的镨黄颜料，但此作法无法有效率将 Pr₂(C₂O₄)₃与矿化剂靠近。

因此，业界亟需一种高色浓度微细化无机颜料的制法，其可提高镨黄 颜料反应率，并且于颜料微细化后仍可具有高色浓度，此高色浓度微细化 无机颜料可应用于喷墨打印用无机颜料墨水。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种高色浓度微细化无机颜料以及其制造方 法。