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研究生:陳柏丞
研究生(外文):PO-CHENG, CHEN
論文名稱:壓電式水性噴墨墨水關鍵原物料研究-次微米級色膏開發及應用
論文名稱(外文):The Development of Ink and Color Paste for Piezoelectric Inkjet Printing.
指導教授:鄧道興
指導教授(外文):TO-HING, TANG
口試委員:趙希德芮祥鵬
口試日期:2016-06-24
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺北科技大學
系所名稱:有機高分子研究所
學門:工程學門
學類:化學工程學類
論文種類:學術論文
畢業學年度:104
語文別:中文
中文關鍵詞:水性墨水
外文關鍵詞:Water-based ink
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噴墨技術發展日新月異,噴印在日常生活中運用廣泛。工業上,有車貼膠膜(Wrap film)、建築用玻璃帷幕、電路板印刷(PCB);生活上,包含了飲料杯、書本文件及商品標籤等等。高解析、多功能的工業印刷機在目前市場上用最多的是壓電式噴墨技術與其噴墨墨水,墨水是影響壓電式噴墨及打印結果的關鍵。依照墨水的種類不同,分成溶劑型墨水及水性的顏料墨水、染料墨水。

本篇研究主要探討水性顏料墨水的關鍵原物料。透過調整色膏(color paste)配方,擬出一套色膏製作的標準,是未來量產製造上的依據。配方的研究,針對不同色粉做分散劑比例、種類(Dispersing Agent Require)及試量產中的配方比例調整與市售競品作為比較。實驗及試劑的篩選,改善以往研磨色料高時間成本的問題;利用分光光度儀,確認顏料色膏在色濃度上的呈現;利用調整實驗配方,增進了印刷後在基材上的效果。確認配方比例、研磨時間及上機打印色彩在印刷的關聯性結果,制定出新的顏料色膏配方標準,經實驗驗證、生產,確認該顏料色膏的再現性,製備出具商業價值的顏料。
Inkjet technology develop rapidly, the inkjet print is widely applied in our life. The ink-jet technologies are used on some industrial manufacture like wrap film, glass curtain and printed circuit board. Our life include cups, books, documents and labels for merchandise and so on. The piezoelectric technology and ink are applied mostly in industrious printers with high-resolution and multi-function. Ink is the key factor which affects piezoelectric print and the results of printings. According to the type of ink, there are solvent-based ink, water-based pigment and water-based dye.

The purpose of this thesis is to study the critical raw material of the water-based pigment ink. We draft a producing standard for color paste with formulations. It is based on budget production in the future. According to the ratio of dispersants, the type and the ratio of budget sample, the formula studies compare ours with competing products. Experiment and formulation improve the time-wasting problem in pigment grinding process; we confirm the color strength of color paste by spectrophotometer; formula adjustment enhance the effect on the substrate after printing. Checking the formula, milling time and the color effect after printing develop a new standard for color paste. After reconfirming experiment, production and reproducibility, we have invented color paste with commercial value.
目錄
摘要 iv
Abstract v
誌謝 vii
目錄 viii
圖目錄 xi
表目錄 xiii
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
第二章 簡介與文獻回顧 3
2.1噴墨技術與色彩 3
2.1.1噴墨印刷的歷史 3
2.1.2噴墨技術 4
2.1.3色彩學說 7
2.1.4色彩空間 9
2.1.5CIE 11
2.2壓電式噴墨 14
2.2.1壓電式噴墨噴頭 14
2.2.2壓電性與壓電陶瓷 16
2.2.3壓電性噴墨打印 17
2.3噴墨色膏簡介 19
2.3.1色膏種類 19
2.3.2色膏的組成 22
2.3.3膠體之動力學特性 25
2.4水性顏料及產品規格 27
2.4.1水性顏料墨水 27
2.4.2水性顏料功能性 28
2.4.3水性顏料流暢性 28
2.4.4水性顏料產品規格 29
第三章 實驗系統規劃及說明 31
3.1 研究動機 31
3.2 實驗藥品及材料 33
3.3實驗設備及檢驗儀器 37
3.3.1黏度計 (Brookfield Viscometer) 38
3.3.2粒徑分佈分析儀(Malvern Zetasizer Nano) 39
3.3.3塗料快速分散試驗機 40
3.3.4研磨機(Netzsch Lab star) 41
3.3.5機械式攪拌機 43
3.3.6動態表面張力測試儀 44
3.3.7分光光度儀 45
3.3.8表面張力測試儀(Automatic Surface Tensiometer) 46
3.4實驗流程標準化說明 47
3.4.1介面活性劑 47
3.4.2試劑種類的篩選研究 48
3.4.3小型研磨機試量產 51
3.4.4老化追蹤及樣品測試 52
3.5實驗流程 53
第四章 結果與討論 54
4.1試劑種類的篩選研究 54
4.1.1介面活性劑 54
4.1.2分散劑篩選(DAR) 56
4.1.3分散劑比例 59
4.1.4相乘劑添加 62
4.2研磨機生產記錄分析 65
4.2.1黃色研磨生產 66
4.2.2紅色研磨生產 67
4.2.3藍色研磨生產 68
4.3樣品老化追蹤 71
4.4印刷 73
4.4.1印刷測試 73
第五章 結論 75
參考文獻 77
1.Christian Clasen, Paul M. Phillips, Ljiljana Palangetic, and Jan Vermant “Dispensing of Rheologically Complex Fluids: The Map of Misery” American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 58: 3242–3255, 2012

2.Frank J.Romano. History, Techology, Markets and Applications 譯:王強,噴墨印刷(上),北京:印刷工業出版社,2010,第1-265頁

3.高濂,孫靜,劉陽橋,奈米粉體的分散及表面改性,北京:化學工業出版社,2003,第7-34頁

4.涂偉萍,水性塗料,北京:化學工業出版社,2005,第62-78頁

5.Kun-Lin Hu, “Pressure Source and Shape Optimization of Piezoelectric Micro-Droplet Nozzle” Thesis for Master of Science Department of Mechanical Engineering Tatung University pp. 1-13.

6.Yeong-Jen Wu “Studies on shear mode Piezoelectric printhead design” National Cheng Kung University pp. 1-16.

7.Chang Neng Shauo “A Study on Wet Dispersing and Grinding, Surface Modified and Synthesis of Nano-sized Particles by Polymeric Dispersant” Department of Materials Science and Engineering National Chiao Tung University pp. 1-22.

8.任俊,沈健,盧壽慈,顆粒分散科學與技術,北京:化學工業出版社,2005,第56頁

9.Frank J.Romano. History, Techology, Markets and Applications 譯:王強,噴墨印刷(下),北京:印刷工業出版社,2010,第361-375頁

10.鎮揚實業有限公司,色彩學入門,Ciya enterprise ltd. pp. 2-16.

11.沈永嘉,有機顏料品種與應用,北京:化學工業出版社,2001,第1-9頁
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