[go: up one dir, main page]

TW200846422A - Process to form modified pigments - Google Patents

Process to form modified pigments Download PDF

Info

Publication number
TW200846422A
TW200846422A TW097102694A TW97102694A TW200846422A TW 200846422 A TW200846422 A TW 200846422A TW 097102694 A TW097102694 A TW 097102694A TW 97102694 A TW97102694 A TW 97102694A TW 200846422 A TW200846422 A TW 200846422A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
pigment
polymer
group
mixture
modified
Prior art date
Application number
TW097102694A
Other languages
English (en)
Inventor
Sze-Ming Lee
Dave S Pope
Original Assignee
Cabot Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Cabot Corp filed Critical Cabot Corp
Publication of TW200846422A publication Critical patent/TW200846422A/zh

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09CTREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/44Carbon
    • C09C1/48Carbon black
    • C09C1/56Treatment of carbon black ; Purification
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09CTREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C3/00Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
    • C09C3/10Treatment with macromolecular organic compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00Inks
    • C09D11/30Inkjet printing inks
    • C09D11/32Inkjet printing inks characterised by colouring agents
    • C09D11/324Inkjet printing inks characterised by colouring agents containing carbon black
    • C09D11/326Inkjet printing inks characterised by colouring agents containing carbon black characterised by the pigment dispersant
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00Particle morphology
    • C01P2004/60Particles characterised by their size
    • C01P2004/62Submicrometer sized, i.e. from 0.1-1 micrometer
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00Particle morphology
    • C01P2004/60Particles characterised by their size
    • C01P2004/64Nanometer sized, i.e. from 1-100 nanometer
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/12Surface area

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Inks, Pencil-Leads, Or Crayons (AREA)
  • Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
  • Ink Jet (AREA)
  • Ink Jet Recording Methods And Recording Media Thereof (AREA)

Description

200846422 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 -般而言本發明係關於改良顏料、形成改良顏料之方法 及包含改良顏料之喷墨墨液組合物。 、 【先前技術】
隨著對個人電腦之依賴性增強,諸如紙及墨液等打印用 品的消耗增加。此外,數位照相術㈣人促使消費者去打 印照片’從而進-步增強消費者對打印用品之關注。 為滿足對打印之需求’製造商已轉向各種打印技術,包 括雷射打印及喷墨打印。雷射打印通常依賴於乾燥顏料微 粒,其係經由靜電力驅使到達諸如紙等介質上,且隨後加 熱以使顏料以誠模式黏著於紙上。喷墨打印及相關打印 技術通常依賴於包括分散顏料微粒之液體懸浮液。對於噴 =打印’通常經由微機械或熱製程驅使液體懸浮液到達介 =上…旦液體懸浮液與介f接觸’液體部分通常蒸發或 刀放於介質中,從而以期望模式留下微粒顏料。 …、而,所打印文章之諸如解析度及清潔度等打印品質可 因顏料團聚或不穩錢浮而降低。舉例而言,纟雷射打印 製程期間顏料團聚可降低解析度且導致顏料分佈於非預期 位置上。類似地,顏料團聚或顏料微粒在懸浮液中未能保 ^分散可導致顏料分佈於不期望位置且因此降低圖像品 質。具體而言,顏料團聚或顏料之不良分散可阻塞打印機 打印碩、可在所打印圖像中產生不期望斑點、或產生不期 望線條或模糊文字。 128697.doc 200846422
因此’墨液製造商P ==度的表面改良。因此,業内需要形成改良顏料 【發明内容】 本發明係關於一種# + 4 A i i /成包έ連接有至少_個聚合基團之
顏料之改良顏料之方法。該方法包括下述步驟:〇將至 少一種聚合物與至少-種顏料組合,及Π)使聚合物與顏 ㈣應以形成改良顏料。在一實施例中,在步驟0中,將 水合物、顏料、連接劑及可選活化劑組合,且在步驟H) 中使連接背J與ΛΚ合物及顏料反應以幵》成改良顏料。對此 實施例而言,連接劑包含第一反應性基團及第二反應性基 團,其中第-反應性基團能與顏料反應且第二反應性基團 月b與♦合物反應。在第二實施例中,在步驟丨)中,形成包 含聚合物及可選增塑劑之聚合物熔體,且在高強度混合條 件下以任一順序將聚合物熔體、顏料及可選活化劑組合; 且在步驟ii)中,使聚合物與顏料反應以形成改良顏料。對 於此實施例而言,聚合物包含至少一種能與顏料反應之反 應性官能基。 本發明另外係關於一種包括連接有至少一個聚合基團之 顏料之改良顏料。在一實施例中,改良顏料具有至少約 20%之聚合物連接度及不大於約300 nm之平均粒徑。在第 一實施例中,改良顏料具有不大於約3 0 0 nm之平均粒徑及 不大於約1.0xlO8之大顆粒計數。較佳地,改良顏料係使用 128697.doc 200846422 本發明方法來製備。本發明另外係關於包含該等改良顏料 之嘴墨墨液組合物。 應理解,上文之概述及下文之詳細說明皆僅具有例示性 及說明性且係意欲提供對所主張本發明之進一步闡釋。 【實施方式】 本發明係關於包含連接有至少一個聚合基團之顏料之改 良顏料及形成其之方法。 本發明方法包括下述步驟:i}使至少一種聚合物與至 少一種顏料組合,及ϋ)使聚合物與顏料反應以形成改良 顏料。顏料係固體材料,一般呈微粒形式或呈易於形成微 粒之形式,例如濾餅。可針對色彩或組成來選擇顏料,其 實貝上不連接與本體材料化學組成不同之官能基。顏料可 為熟習此項技術者習用之任一類型顏料,例如碳質黑色顏 料及有機彩色顏料,包括包含藍色、黑色、褐色、藍綠 色、綠色、白色、紫色、紅紫色、紅色、橙色、或黃色顏 料之顏料。黑色顏料之代表性實例包括各種碳黑(顏料黑 7),例如槽法碳黑、爐黑及燈黑,且包括(例如)可以商標
Regal®、Black Pearls⑧、Elftex⑧、Monarch®、Mogul⑧、 Vulcan®自Cabot公司購得之碳黑,例如Black Pearls⑧ 2000、Black Pearls® 1400、Black Pearls® 1300、Black Pearls⑧ 1100、Black Pearls⑧ 1000、Black Pearls㊣ 900、 Black Pearls⑧ 880、Black Pearls⑧ 800、Black Pearls® 700、Black Pearls⑧ L、Elftex® 8、Monarch® 1400、 Monarch® 1300、Monarch⑧ 1100、Monarch® 1000、 128697.doc 200846422
Monarch® 900、Monarch® 880、Monarch® 800、Monarch⑧
700、Mogul⑧ L、Regal® 330、Regal® 400、\ruican® p、或 其任一組合。彩色顏料之適宜種類包括(例如)蒽醌類、酞 菁藍類、酞菁綠類、重氮類、單偶氮類、皮蒽酮類、花 類、雜環黃類、喹諾並喹諾酮類、喹吖啶酮類、(硫)毅藍 類或其任一組合。該等顏料可以粉末或濾餅形式自多個來 源購得,包括BASF公司、Engelhard公司或Chemieal 公司。另一適宜彩色顏料之實例闡釋於C〇i〇Ur Index,第3 版(The Society of Dyers and Colourists,1982)中。亦可使 用顏料混合物。顏料較佳為藍綠色、紅紫色或黃色有機顏 料或奴質黑色顏料’例如碳黑。 ' 如藉由氮吸收來量測,顏料可具有取決於顏料之期望相 質之寬範圍BET表面積。具體而言’顏料之表面積可介农 約100 m2/克與約1000 m2/克之間。舉例而言,顏料之表苗 積可介於約150 m2/克與約750 克之間,例如介於約μ m2/克與約650 m2/克之間。通常,較高表面積對應於較4 粒徑。當用於期望應用之較高表面積不易獲得時,若零 要,可對顏料實施磨碎或粉碎技術(例如球磨或噴射崎 磨),以將顏料縮小至更小粒徑。 、 顏料可為奈米級微粒,例如平均粒徑為約3 至約⑽ 咖之微粒。在例示性實施例中,顏料之平均粒徑可為約: nm至約2〇〇 nm,例如約3 nm至約刚⑽、^⑽至仙 η二約“ m至約30nm、或甚至㈣⑽至約25_在且 例中’平均粒徑可為不大於約_⑽,例如不大於 128697.doc 200846422 約200 nm,或不大於約150 nm。 u 、二本發月方法中之聚合物形成改良顏料之聚合基團且 、:為此與顏料直接或間接(經由鍵結基團)連接之聚合材 料二聚合物可為均聚物、共聚物、三聚物,或可包含任一 t里之不同重複單元,其包括隨機聚合物、交替聚合物、 ·=聚合物、嵌段聚合物、超支化或樹枝狀聚合物、梳狀 f、物或其任一组合。聚合物可具有不大於約⑽之平 鲁句:^里(重s平均分子量)。舉例而纟,聚合物之平均分 ^里可不大於約25,0〇〇,例如不大於約15,〇〇〇。聚合物亦 口 /、有至》約1000之平均分子量。同樣,端視用於製備改 良顏料之具體條件,聚合物可呈液體、粉末、或聚合物熔 體形式。 $可用於本發明方法中之聚合物實例包括聚胺、聚醯胺、 聚反^ S曰、聚電解質、聚酯、聚醚(例如聚環氧烷)、多員 酉予(例如聚羥基苯及聚乙烯醇)、聚醯亞胺、含硫聚合物(例 • 如聚苯硫醚)、丙烯酸聚合物、聚烯烴(包括含i素之彼等 (】士聚氯乙烯及聚偏二氯乙烯))、氟聚合物、聚胺基甲酸 酯、多員酸或其鹽或衍生物、或其任一組合。聚合物亦可 為聚酐,其包含至少一個酐官能基。 ‘ 聚胺之實例包括線性或具支鏈聚胺,例如聚伸乙基亞胺 (PEI)或其衍生物;伸乙基亞胺之募聚物(例如五伸乙基六 胺’ PEHA)或其衍生物;聚醯胺胺(pamAM),例如 StarbursP聚醯胺胺樹枝狀聚合物;或其任一組合。 多員酸之實例包括丙烯酸或甲基丙烯酸均聚物及共聚 128697.doc 200846422 物’其包括聚丙稀酸或聚甲基丙稀酸及聚(苯乙烯-丙稀酸) 或聚(苯乙烯-曱基丙烯酸);或含馬來酸酐之聚合物之水解 何生物’例如苯乙稀_馬來酸聚合物。舉例而言,可自丙 烯酸單體形成聚合物。較佳地,酸官能化聚合物之酸值為 至少約50 ’例如至少約125、至少約150、或甚至至少約 200 〇 車又u也聚合物包含至少一種可向改良顏料提供至少一 種期望性質之官能基。舉例而言,聚合物可包含親水官能 f以改良在水性溶液中之分散度,或包含疏水官能基以改 在非極性溶液中之分散度。同樣,官能基可降低顏料之 團聚度,例如藉由空間相互作用來達成。 舉例而言’官能基可包括至少一種離子基團、可離子化
基團、或離子基團盘可鮑羊外I 图一 了離子化基團之混合物。離子基團可 為陰離子型或陽離子型且可與具有相反電荷之抗衡離子 (包括無機或有機抗衡離子)相關,例如Na+、K+、u+、 1、廳.4+、乙酸基、卿”叫2、讀3、则〇3·、 或C1 ’其巾R,代表氫或有機基團 經取代芳基或烷基。可離子化其固^ 取代次未 ^ 土團可為在所用介質中能形 成離子基團之一基團。 0二“基可包括至少-種陰離子或可陰離子化基 團。陰離子基團係帶負電荷之離子基團,其可自具有諸如 酸性取代基等能形成陰離子 ^ .# ^ Γ離子化取代基(可陰離子 化基團)之基團生成。該基團 鹽中之陰離子。陰離子基團之實代基之 〈貫例可包括-cocr、-so3·、_ 128697.doc 200846422 或-PO3-2。可陰離子化基團之
團可為羧酸基團、烷基硫酸酯基或其鹽。 0S03-、_ΗΡ003-、_〇p〇3-2 實例可包括-COOH、-S03t
SOiNHCOR,,其中 r’冲矣 I 種陽離子或可陽離子化基 或者,官能基可包括至少一 團。陽離子基團係帶正電荷之有機離子基團,其可自諸如 質子化胺等能形成陽離子之可離子化取代基(可陽離子化 基團)生成。舉例而言,烷基或芳基胺可在酸性介質中經 質子化以形成銨基-NR,2H+,其中R,代表有機基團,例如經 取代或未經取代之芳基或烧基。在具體實施例中,陽離子 或可陽離子化基團可為胺基或其鹽,例如苄胺、苯乙胺、 伸苯基胺、胺基烷基胺基,例如-S02-ALK1-NH-ALK2-NH2基團,其中可相同或不同之ALK1及ALK2係C2-C8伸烷 基。 另一選擇為或以組合方式,用於本發明方法中之聚合物 可包含至少一種能與顏料反應之反應性官能基。端視將聚 合物與顏料連接之反應的性質,聚合物之反應性官能基可 為親核性或親電子性基團。舉例而言,聚合物之反應性官 能基可為叛酸或酯、酸氯、磺醯氯、醯疊氮、異氰酸酯、 酮、醛、酐、醯胺、醯亞胺、亞胺、α,/3 -不飽和酮、醛 或石風、鹵代烧、環氧化物、烧基績酸酯基或烧基硫酸酯基 (例如(2-硫酸根合乙基)-颯基)、胺、肼、醇、硫醇、醯 肼、肟、三氮烯、碳負離子、經歷加成-消去反應之芳香 128697.doc • 12 - 200846422 族化合物、其鹽或衍生物、或其任一組合。具體而言,反 應性官能基可包括叛酸基團、胺基或其鹽。在另一實施例 中,反應性官能基可包括選自下述離子基團之陰離子或陽 離子。 反應性官能基可為聚合物之部分或可藉由聚合物盘包含 該反應性官能基之試劑(例如連接劑)反應來形成,下文中
對其有更詳細之描述。呈I#而A /、體而S,連接劑及聚合物可包括 構型互補官能基以經由例如親核性或親電子性取代或加成 反應而發生反應。 在本發明方法中,所組合聚合物與顏料之量可取決於各 種因素,包括聚合物之類型及分子量及顏料類型。較佳 地’組合物與顏料係以至少約1騎聚合物·· L0份顏料之 比(例如至少約2.0份聚合物:1〇份顏料之比、或至少約 3.5份聚合物:u份顏料之比)來組合。更佳地,聚合物虚 顏料係以不大於約6.5份聚合物:1〇份 一 如上所述,本發明方法包括下述步驟:i)將 物組合,及Π)使顏料與聚合物反應以形成改良顏料。在此 方法之第-實施例中,步驟i}中包括連接劑及可選活化 劑’且在步驟ii)中,連接劑係用於使顏料與聚合物反應。 因此,對於此實施例而言,本發明方法包括下述步驟二G 以任-順序將聚合物、顏料、連接劑及可選活㈣組合, 及Π)使連接劑與聚合物及顏料反應以形成改良顏料。:合 物及顏料可為任一上述之彼等。 對於此實施例而言,連接劑係藉由與顏料及聚合物一者 128697.doc -13- 200846422 反應且成為所得改良顏料之連接基團之部分來使顏料與聚 s物連接或結合之化合物。因此,連接劑較佳包含能與聚 合物反應之第一反應性基團且另外包含能與顏料反應之第 二反應性基團。連接劑之第一及第二反應性基團可為親核 性基團或親電子性基團,此取決於聚合物反應性官能基之 性質且取決於顏料類型,如上所述。具體而言,連接劑之 反應性基團可包括羧酸或酯、醯氣、磺醯氣、醯疊氮、異 氛酸醋、g ig、醛、酐、醯胺、醯亞胺、亞胺、^,泠-不飽 和明、盤或硬、鹵代烷、環氧化物、烷基磺酸酯或烷基硫 酸酯(例如(2-硫酸根合乙基)_砜基)、胺、肼、醇、硫醇、 耕两、二氮浠、碳負離子、芳香族化合物、其鹽或衍 生物、或其任一組合。連接劑之具體實例包括胺基-官能 化芳香族化合物,例如4-胺基苄胺(4-ΑΒΑ)、3-胺基苄胺 (3-ΑΒΑ)、2-胺基节胺(2-ΑΒΑ)、2-胺基苯乙胺、4-胺基苯 基硫酸根合乙基)_石風(ApSES)、對胺基苯甲酸(ραβα)、 4-胺基鄰苯二曱酸(4-APA)及5-胺基苯-1,2,3-三曱酸。 連接劑之反應性基團能與顏料及/或聚合物直接反應或 可為此反應而進行活化,例如其可使用下述活化劑來活 化。舉例而言’連接劑之第一反應性基團可包括諸如苯胺 基等胺基官能基,其能與諸如碳黑顏料等顏料反應或可為 此反應而進行活化,例如經由重氮化反應來活化。在另一 實例中,第一反應性基團可包括醯肼基。端視顏料性質, 連接劑之第一反應性基團亦可係能與顏料經由下列途徑來 反應·經由Diels-Alder環加成反應、經由二硫化物化學、 128697.doc 200846422 經由亞硫酿氯化學、、經由酯化反應、經由Friedel-Craft反 應、經由醯胺化反應、經由亞胺化反應、或其變化形式。 連接背I之第二反應性基團可係能經由(例如)縮合反應來 2聚合物反應。因此,舉例而言,第二反應性基團可包括 - _與聚合物反應之親核性胺基,該聚合物包含至少一種反 • 隸官能基,例如㈣、酐基、甲II基團、環氧樹脂、丙 烯酉欠3曰大分子單體、未經取代胺基甲酸酯、氯甲基苯乙 烯、虱矽烷、異氰酸酯、三聚氰胺甲醛樹脂、或其任一組 口此外,連接劑之第二反應性基團可包括能與聚合物反 應之親核性醇基,該聚合物包含至少一種反應性官能基, 例如羧基、酐基、曱酯、異氰酸酯、氯矽烷、三聚氰胺甲 酸樹脂或其任-組合。此外,連接劑之第二反應性基團包 括可與聚合物反應之羧基,該聚合物包含反應性官能基, 例如環氧樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂、羥基、胺基、硫醇 基、或其任一組合。同樣,連接劑之第二反應性基團可包 Φ 括能與聚合物反應之親電子性硫酸基,該聚合物包含反應 性官能基,例如羥基、胺基、硫醇基或其任一組合。 連接劑之Ϊ可根據各種因素而變化,該等因素包括(例 - 如)聚合物之量及類型及顏料之量及類型。較佳地,連接 • 劑係以至少約0·2 mmo1連接劑/克顏料之量來組合。舉例而 言,可以至少約0.35 mmol連接劑/克顏料(例如至少約〇.4 mmol連接劑/克顏料)之量添加連接劑。 對於本發明方法之此實施例而言,亦可使用可選活化 劑。活化劑係用於促進連接劑與顏料或聚合物中至少一者 128697.doc • 15· 200846422 之反應。舉例而言,可添加酸作為活化劑來促進連接劑與 顏料之間的反應。適宜酸包括有機酸,例如甲續酸;無機 酸,例如賴、硫酸、A鹵酸(例如鹽酸錢氟酸);或其 任、、且σ。或者,聚合物可包括足量酸基團以活化反應。 適宜活化劑之另一實例係含亞硝酸鹽試劑。I例而言, 當連接劑包含能經歷重氮反應之胺官能基時,可添加亞确 酸鹽活化劑,例如無機亞硝酸鹽(例如亞硝酸鈉)、有機亞 硝酸鹽(例如異戊基亞硕酸鹽)、或其任一組合。酸亦可與 亞石肖酸鹽試劑一起使用。 經活化後,連接劑與顏料或聚合物中至少一者反應。舉 例而言’當連接劑包含能經歷线反應之官能基且當顏料 能在重氮反應中反應時’連接劑可與顏料反應。或者,當 由於連接劑與聚合物之反應使聚合物包含能經歷重氮反應 之官能基時’顏料可與聚合物直接反應。具體而言,可在 高強度混合條件下實施該方法’下文中對此有更詳細之描 述。 對於此實施例而言,可以任何順序組合聚合物、顏料、 連接劑及可選活化劑。舉例而纟,為$成連接有至少一個 聚合基團之改良顏料,將顏料與至少一種聚合物組合以形 成混合物,之後向混合物中添加連接劑及可選活化劑。戋 者’可將聚合物與連接劑連同可選活化劑組合,且然後可 將此混合物與顏料組合。同樣,若聚合物呈聚合物熔體形 式,可將顏料、連接劑及可選活化劑與此熔體組合或在形 成熔體前將顏料、連接劑及可選活化劑添加至聚合物中。 128697.doc -16- 200846422 其它組合亦可。 在本發明方法之此實施例之一較佳實 «液中形成。對於此方法(本文中稱為"裝液=係 =順序將聚合物、顏料及溶劑組合以形成混合物二 =,可將聚合物(較佳呈聚合物粉末形式)置於" (度處合機較佳,例如―混合機) Q幾 二一下述之彼等中’然後添加顏料。同樣添加溶劑二 與顏料-起添加、與聚合物一起添加、或將 、係 /聚合物組合中。鋏後以任< —、'、、σ至顏料 Τ A後以任何順序向此混合物 劑及(視需要)活化劑。 外加連接 對於此襞液法而言,可㈣各種不同 料及聚合物性質來選擇溶劑類二根據顏 且二=水性溶劑。同樣,溶劑可為極性有機溶劑。 例如甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、正 異丁知、-丙_醇、或其任一組合;_ =二㈣或轉,例如乙二醇、2•乙氧基乙醇、3•甲氧: 丙基丙醇、3-乙氧基丙基丙醇 " 例如丙酮、甲其7 | 酮、二乙酮、甲基異丁基酮、或其 :土 丁苴細 —β 、、丑口’趟’例如二 产二、二乳雜環己烧、或其任一組合;含氮溶劑,包括 :广、例如Ν-甲基心各啶__ρ)Α2、咯啶酮、三乙 醇胺、或其任一組合丨及水; ^ 飞任—組合。對於由ρΗ影 溶劑可Μ子溶劑。或者,溶劑可為非極 多個=1’例如脂肪族煙,例如具有六個或更 原子之線性或具支鏈烴或其任-組合;齒代脂肪族 128697.doc -17- 200846422 火工例如一氣甲燒、氣 鼠化反虱仿、三氯乙烷或其任一 組合;芳香族烴,例如甲1、一 p去 甲本一甲本、或其任一組合;鹵 代方香族烴,例如A# 例如虱本、二氯苯、氯甲苯、或其任一組 口,或天然油’例如植物油、葵花籽油、亞麻籽油、萜、 脂肪酸甘油酉旨、或其任一組合;或其任一組合。溶劑亦可 為極性及非極性溶劑之摻合物。 亦可添加溶劑以提供具有糊狀稠度之混合物。舉例而 言,糊狀稠度之特徵可在於至少約1〇,_ cps(例如根據 則53 G19以此·1之剪切速率來測定)之高剪切黏度。具體 而。黏度可為至少約100,000 cps,例如至少約⑽,嶋 cps ° 此外’對於此漿液法而言,可使用加熱來活化反應。舉 例而言’可將聚合物與顏料之混合物與連接劑組合,且藉 由將所得組合加熱至以於溶劑(若使續點之溫度來活 化。當溶劑係水性溶劑時,可將所得組合加熱至約坑與 1’c之間’例如約5(rc與約80t之間。在具體實施例 中,可藉由添加酸、添加亞硝酸鹽及加熱或其任一組合來 活化反應。 對於漿液法而言,在連接劑與顏料反應後,然後可中和 所得產物’去除溶劑’且與聚合物反應以形成改良顏料。 舉例而言,可添加鹼以中和用作活化劑之酸。適宜鹼之實 例包括氫氧化鋰、氫氧化鈉、氫氧化鉀及氫氧化四烷基 叙。其他驗可為熟習此項技術者已知,較佳包括低彿點胺 以及同沸點胺。此外,可將混合物加熱至高於溶劑沸點之 128697.doc • 18- 200846422 溫度以去除溶劑。可在大氣壓或在真空中實施此一操作。 具體而言,當溶劑為水性溶劑時,可將混合物加熱至大於 100°C之溫度。此外,可在高強度混合條件下去除溶劑。 在本發明方法之此實施例之第二較佳實例中,改良顏料 係在聚合物熔ϋ中形A。對於此方法(本文中稱為"溶體法 而言,將聚合物添加至高強度混合機(例如Brabender混 合機)、擠壓機、或下述任-者中’且將其加熱至高於該 聚合物熔點之溫度以形成熔體。然後以任何順序向此熔體 中添加顏料、連接劑及(視需要)活化劑。 對於此熔體法而言,聚合物可具有至少約25t:之熔點, 例如至少約5(TC,包括10(TC、12(rc及甚至高至i8〇t。 此外,對於高熔點聚合物而言,聚合物之熔點可藉由添加 增塑劑來改變。舉例而言,可以基於聚合物重量之介於約 0.1%與20.0%之間之濃度(例如基於聚合物重量之介於約 2.0/g與約15.0%之間之濃度)將增塑劑添加至聚合物中。.具 有增塑劑之聚合物的熔點可不大於約12(rc,例如約不大 於約loot,或甚至低至7(TC。適宜增塑劑之實例包括石 蠟油、N-曱基_,比咯啶酮(NMP)、2_吡咯啶酮(2p)、二甲基 甲醯胺(DMF)、環己酮、丙二醇單甲醚乙酸酯(pMA)、$ 基異丁基酮(MIBK)、乙二醇、尿素、丙二醇、二曱亞砜 (DMSO)、水或其任—組合。—般而言,可在添加顏料前 將增塑劑添加至聚合物中以形成聚合物熔體。或者,可將 增塑劑與顏料一起添加或在添加顏料後添加增塑劑。 對於此熔體法而言,可將顏料添加至高強度1合機中 128697.doc -19- 200846422 且使其與炫化聚合物摻合以形成混合物。, 』使顏料 與聚合物(例如聚合物粉末)混合而形成混合物,繼而可使 聚合物溶化。在一實例中,聚合物與顏料可以至少約1 〇 伤聚合物· 1 · 0份顏料之比(例如至少約2 · 〇份聚人物· 份顏料之比,或甚至至少約3.5份聚合物:1〇份顏料之比Q) 混合。在另一實例中,聚合物與顏料可以不大於約6 $份 聚合物·· 1.0份顏料之比混合。 77 同樣,對於此熔體法而言,可在形成聚合物熔體之前或 之後將連接劑添加至聚合物中。同樣,可在添加顏之: 、| 月1】 或之後添加連接劑。如上所述,由於連接劑包含能與聚合 物反應之官能基及能與顏料反應之官能基,若在添加顏= 前添加連接劑,聚合物與連接劑之組合可形成包含能與顏 料反應之官能基之聚合物。在一具體實例中,連接劑包含 能經由重氮反應與顏料反應之胺官能基,例如苯胺基或酿 肼基。 血 因此,如上所述,在本發明方法之第二實施例中,其包 括下述步驟:i)將顏料與聚合物組合,及Η)使顏料與聚 合物反應以形成改良顏料,在步驟丨)中,形成包含聚合物 及可選增塑劑之聚合物熔體,且在高強度混合條件下以任 何順序將該聚合物熔體、顏料及可選活化劑組合;且在步 驟ii)中,使聚合物與顏料反應以形成改良顏料。因此,對 於此第二實施例而言,本發明方法包括下述步驟:i)形成 包含聚合物及可選增塑劑之聚合物熔體;⑴在高強度混合 條件下以任何順序將顏料、可選活化劑及聚合物熔體組 128697.doc -20- 200846422 合;及iii)使聚合物與顏料反應以形成改良顏料。 對於此實施例而言,顏料及可選活化劑及增塑劑可為任 一上述之彼等。聚合物可為任一上述之彼等,其包含至少 一種能與顏料反應之反應性官能基。具體而言,聚|物^ 佳包含至少一種胺官能基,其包括(例如)具有約%:約二 mg KOH/g胺值之胺官能化聚合物。此聚合物可藉由業内 已知之任-方法來製備,且較佳係藉由上述聚合物與連接 劑之反應來製備。或者,聚合物可藉由包含能與顏料反應 之官能基之單體的聚合作用來製備。 對於本發明方法之兩種實施例而言,可使用高強度混合 條件。舉例而言,當聚合物呈聚合物熔體形式時,:當: 成聚合物與顏料之高黏度混合物時,該等條件尤其較^ 適宜高強度混合條件可使用各種高強度混合機或經設計用 於混合、捧合、攪拌、勻漿、分散、使材料化合壬一 組合之類似設備來達成。不僅是傳統上被闡述為高強度混 合機之混合機,任—用於處理高黏度材料之混合機皆可用 於本發明方法中。該設備闇述於
Englneer’s Handb〇〇k(第 7 增補版),第 ^章,第 至 u- 32頁中’其係全文以引用方式併入本文中。高強度混合機 可為批式、半連續型、或連續型混合機。通常,連續型混 合機可向批處理設備同時提供經濟及實際優點。高強度混 合機之實例可包括單或雙行星式混合機、雙轴行星式混合 機(尤其其中-軸具有錄齒狀葉片之混合機)、螺旋混合機 (例如雙螺旋混合機或雙葉片圓錐式混合機)、雙臂捏合式 128697.doc -21 - 200846422 混合機(例如Brabender或Farrel混合機)、高強度混合機(例 如Henschel或papenmeir混合機)、二碾輪或三碾輪式混合 機、單或雙螺杆擠壓機、或其任一組合。高強度混合條件 亦可包括由於使用真空所得之低壓條件。 同樣,對於兩種實施例而言,反應時間及/或反應溫度 可根據若干因素而變化,該等因素包括(例如)顏料上的反 應性基團之類型、連接劑類型及各試劑之量。同樣,聚合 物之類型及分子量可影響反應時間及溫度。一般而言,反 應可在約0.1分鐘至約300分鐘 '較佳約鐘至約12〇分 鐘、且更佳約5分鐘至約60分鐘之時間内進行。 在本發明方法中,較佳以分離顆粒形式來製造包含連接 有至少一個聚合基團之顏料之改良顏料。已發現該等改良 顏料有利地具有期望性質。舉例而言,一旦作為聚合基團 2顏料連接,聚合物可穩定呈分散物形式之顏料,且因此 藉由本發明方法製造之改良顏料可具有低團聚度小平均粒 ^另一選擇為或以組合方式,改良顏料可具有高聚合物 連接度。此外,所得改良顏料可使用較低能量及時間來形 成分散物。 口此,本發明另外係關於包含連接有至少一個聚合基團 之顏料之改良顏料以及包含該改良顏料之分散物。在一實 施例中’ &良顏料具有至少約2()%之聚合物連接度及不大 於約300 nm之平均粒徑。在第二實施例中,在分散物中, 尤其在水性分散物中之改良顏料具有不大於約3〇〇 nm之平 均粒徑及不大於約i.Oqy之大顆粒計數。 128697.doc -22- 200846422 舉例而言,水性分散物中之改良顏料之平均粒徑不大於 約300 nm。較佳地,平均粒徑不大於約2〇() ,更佳不大 於約150nm,或甚至不大於約12〇11111。 同樣,表不為大顆粒計數(本文定義為具有大於5〇〇 • 之粒仅之顆粒)之團聚度低。舉例而言,每毫升具有15 %固 • 體之分散物中大於5〇〇 nm之顆粒的顆粒計數不大於約 1·〇 10。較佳地,大顆粒計數不大於約5 〇X⑺8,例如不 大m5xlG,或甚至不大於約1.5xlG8。可使用業内已 9 知之任何技術來量測大顆粒計數,包括(例如)使用光學粒 徑檢測儀,例如ACCUSizer 780(可自PSS NIC〇Mp購得)。 此外,如藉由經連接聚合物之百分比所指示,已發現與 顏料連接之聚合基團數較高。舉例而言,聚合物連接度可 為至少約10%,例如至少約2〇%。在具體實例中,聚合物 連接度可為至少約25%,或甚至至少約3〇%。可使用業内 已知之任一技術來測定聚合物連接百分比。舉例而言,可 • 藉由萃取改良顏料並經由熱重分析法(TGA)測定剩餘經連 接t &物之百勿比來1測連接度。或者,可經由uv_vis光 譜分析來測定聚合物連接百分比。 - 在萃取/TGA方法之具體實例中,將改良顏料樣品置於 -樣品池之濾紙之間,且將樣品池裝載至支架中。在4〇它與 2^00 C之間之溫度下在〇-99分鐘持續時間内使樣品暴露於 命刈中。用溶劑沖洗樣品池,且更換約〇%至約之溶 劑。將此循環重複⑴次。一旦萃取完成,用氮氣沖洗樣 品池。具體溶劑、溫度、持續時間及溶劑更換可根據連接 128697.doc -23- 200846422 至顏料之聚合物類型而改變。舉例而言,對於丙烯酸聚合 物?容劑通常為THF-水混合物,溫度為_,持續時間為 45分鐘,且溶劑更換為15〇%。萃取後,藉由tga測定聚合 物連接百分比。舉例而言,將樣品加熱至6〇〇 t之溫度且 記錄樣品重量變化◊經連接聚合物之百分比表示為在ιι〇 c以上樣品重量損失之百分比。 菖文良顏料不便使用上述tga方法分析時,可使用uv_ Vis光譜分析來測定聚合物連接百分比。此一方法尤其可 用於改良彩色顏料,例如改良紅紫色、藍綠色或黃色顏 料。作為具體實例,將乾燥改良紅紫色顏料之〇·〇2 g樣品 置於閃爍瓶中且將其與10 mL濃硫酸混合以形成第一溶 液同樣’在弟一閃燦瓶中將15 mL濃硫酸及7〇〇微升第一 溶液混合以形成第二溶液。測定第二溶液在6〇5.6 nm處之 UV-Vis吸光度。藉由下式來測定聚合物連接百分比,其中 wt·係改良顏料之重量且Abs•係使用具有〇-5 em徑長之uv 池在6〇5·6 nm處所量測之吸光度。 %聚合物連接度=1 - M12x今
Wt. 包含連接有至少一個聚合基團之顏料之本發明改良顏料 可用於各種應用中。舉例而言,可使改良顏料分散於媒質 中且用於墨液或塗料應用中。媒質可為水性或非水性媒 質,此取決於經連接聚合物之性質。具體而言,改良顏料 可用於噴墨墨液組合物中,尤其可用於水性噴墨墨液中。 因此,本發明另外係關於喷墨墨液組合物,其包含^液 128697.doc -24- 200846422 體媒質及b)本發明改良顏料,其包含連接有至少_個取人 基團之顏料。液體媒質可為水性或非水性液體媒質,2 佳為含水媒質。因此’液體媒質較佳為水性媒質,其係: =大於50%之水之媒質,且可為(例如)水或水與水;混= 溶劑(例如醇)之混合物。水性媒質較佳為水,且嘴墨墨= 組合物為水性喷墨墨液組合物。 I次
改良顏料可為任-上述之彼等且可以能有效提供期望圖 像品質(例如光密度)且對噴墨墨液之性能無有害影響之旦 存於贺墨墨液組合物中。通f,以墨液重量計改良顏料可 以力0.1 %至約30%之量存在。根據各種因素可使用更多 更少改良顏料°舉例而言,&良顏料之量可根據所連接聚 合基團之量而變化。使用包括(例如)本文所述改良顏料: 未、工改良顏料、其他改良顏料或二者之顏料混合物亦涵莫 於本發明範圍内。 1 可以最少額外組份(添加劑及/或共溶劑)及處理步驟來妒 成本發明喷墨墨液組合物L可納人適宜添加劑以賦 予夕種期望性質同時維持組合物之穩定性。舉例而言,可 添加表面活性劑及/或分散劑、潤濕劑、乾燥促進二、渗 透d杈生物劑、黏合劑及pH控制劑 '以及業内已知之其 他添加劑。具體添加劑之量可根據各種因素而變化,但通 常介於0%與40%之間。 ^ 可添加分散劑(表面活性劑及/或分散劑)以進一步增強組 合物之膠體敎性或改變墨液與打印基板(例如打印纸張) 或與墨液打印頭之相互作用。可結合本發明墨液組合物使 128697.doc -25- 200846422 用各種陰離子、陽離子及非離子分散劑,且該等可呈固體 形式或水溶液形式。 陰離子分散劑或表面活性劑之代表性實例包括(但不限 於)較高碳數脂肪酸鹽、較高碳數烷基二羧酸鹽、高級醇 之硫酸酯鹽、高碳數烷基_磺酸鹽、烷基苯磺酸鹽、烷基 萘石黃酸鹽、萘磺酸鹽(Na、K、Li、Ca等)、福爾馬林 (formalin)縮聚物、高碳數脂肪酸與胺基酸之間之縮合 物、二烷基磺基琥珀酸酯鹽、烷基磺基琥珀酸鹽、環烷酸 鹽、烷基醚羧酸鹽、經醯化肽、α -烯烴磺酸鹽、丙稀 基甲基牛磺酸、烷基醚磺酸鹽 '第二高級醇乙氧基硫酸 鹽、t氧乙稀烧基本基謎硫酸鹽、單甘胺酿硫酸鹽、烧某 ϋ磷酸鹽及烷基磷酸鹽。舉例而言,可使用苯乙烯續酸鹽 之聚合物及共聚物、未經取代及經取代萘磺酸鹽(例如經 烧基或烧氧基取代之蔡衍生物)、駿衍生物(例如未經取代 烷基醛衍生物,包括甲醛、乙醛、丙醛及類似物)、馬來 酸鹽及其混合物作為陰離子分散助劑。鹽包括(例 如)Na+、Li+、Κ+、Cs+、Rb+及經取代及未經取代銨陽離 子。具體實例包括(但不限於)市售產品,例如versa® 4、
Versa® 7及 Versa® 77 (National Starch and Chemical公司);
Lomar⑧ D (Diamond Shamrock Chemicals公司);Daxad®19 及Daxad® K (W· R· Grace公司);及Tamol㊣ SN (Rohm &
Haas)。陽離子表面活性劑之代表性實例包括脂肪族胺、 四級銨鹽、銃鹽、鱗鹽及類似物。 可用於本發明喷墨墨液中之非離子分散劑或表面活性劑 128697.doc -26- 200846422 之代表性實例包括氟衍生物、聚矽氧衍生物、丙烯酸共聚 物、聚氧乙蝉烷基醚、聚氧乙烯烷基苯基醚、聚氧乙烯二 級醇醚、聚氧乙烯苯乙烯喊、聚氧乙烯羊毛脂衍生物、烧 基苯酚福爾馬林縮合物之環氧乙烷衍生物、聚氧乙烯聚氧 丙烯喪段聚合物、聚氧乙烯聚氧丙烯院基㈣氧乙稀化合 物之脂肪酸酯、聚氧化乙烯縮合類型之乙二醇脂肪酸酯、 脂肪酸甘油單醋、聚甘油之脂肪酸酉旨、丙二醇之脂肪酸
酯、庶糖脂肪酸酯、脂肪酸鏈烷醇醯胺、聚氧乙烯脂肪酸 «及聚氧乙烯烷基氧化胺。舉例…可使用乙氧基化 單烷基或二烷基苯酚,例如Igepal® c A及c〇系列材料 (Rh〇ne-Poulenc公司)、Briji® 系列材料(ICI ΑιηβΗ_公司) 及Triton®系列材料(Uni〇n Carbide公司)。該等非離子表面 活性劑或分散劑可單獨使用或與上述陰離子及陽離子分散 劑組合使用。 分散劑亦可為天然聚合物或合成聚合物分散劑。天然聚 合物分散劑之具體實例包括蛋白質,例如膠、明膠、酪蛋 白及白蛋白;天然橡膠,例如阿拉伯樹膠及黃蓍膠;糖 苷,例如皂苷;海藻酸及海藻酸衍生物,例如丙二醇藻酸 鹽、三乙醇胺藻酸鹽及藻酸銨;及纖維素衍生物,例如甲 基纖維素、羧曱基纖維素、羥乙基纖維素及乙羥纖維素。 1合分散劑之具體實例包括合成聚合分散劑,包括聚乙婦 醇,聚乙烯U比嘻嚏酮;丙稀酸或甲基丙烯酸樹脂(經常寫 為(甲基)丙稀酸"),例如聚(曱基)丙稀酸、丙稀酸_(甲基) 丙稀腈共聚物、(曱基)丙烯酸鉀-(甲基)丙烯腈共聚物、乙 128697.doc •27- 200846422 酸乙烯酯-(甲基)丙烯酸酯共聚物及(甲基)丙烯酸_(曱基)丙 烯酸酯共聚物;苯乙烯-丙烯酸或甲基丙烯酸樹脂,例如
本乙細-(甲基)丙細酸共聚物,本乙卸·(甲基)丙婦酸-(甲 基)丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-α-甲基苯乙烯-(甲基)丙烯酸 共聚物、苯乙烯-α-甲基苯乙烯-(曱基)丙烯酸_(甲基)丙烯 酸酯共聚物;苯乙稀-馬來酸共聚物;苯乙烯_馬來酸酐共 聚物、乙浠基萘-丙稀酸或甲基丙烯酸共聚物;乙稀基萘_ 馬來酸共聚物;及乙酸乙烯酯共聚物,例如乙酸乙烯酯· 伸乙基共聚物、乙酸乙烯酯-脂肪酸乙烯伸乙酯共聚物、 乙酸乙烯酯-馬來酸酯共聚物、乙酸乙烯酯_巴豆酸共聚物 及乙酸乙烯酯-丙烯酸共聚物;及其鹽。 亦可將肩濕劑及水溶性有機化合物添加至本發明喷墨墨 液組合物中,尤其以達成下述目的:防止阻塞喷嘴以及提 供紙滲透性(滲透劑)、經改良乾燥性(乾燥促進劑)及抗起 皺性。可用潤濕劑及其他水溶性化合物之具體實例包括低 分子量二醇,例如乙二醇、二乙 醇及二丙二醇;包含約2至約4〇個碳原子之二醇,例如i 戊二醇、Μ-丁二醇、;!,5_戊二醇、二醇、込6-己 醇、1,5-己二醇、2,6_己二醇、新戊二醇(2,2_二甲基丄 丙二醇、1,3-丙二醇、u· 丁二醇、仏戊二醇、己 醇、1,2,6_己三醇、聚(伸乙基共-伸丙基)二醇及類似物 ,及其與伸烧氧化物(包括環氧乙烧,包括環氧乙烧及 乳丙烧)之反應產物;包含約3至約4〇個碳原子之三醇衍 物、包括甘油、三經甲基丙院、⑶·戊三醇、以己 128697.doc -28 - 200846422 醇及類似物以及其與伸烷氧化物(包括環氧乙烷、環氧丙 烷及其混合物)之反應產物;新戊二醇、(2,2_二甲基-n 丙二醇)及類似物,以及其與伸烷氧化物(包括環氧乙烷及 壤虱丙烷)以任何期望莫耳比反應以形成具有大範圍分子 • 4之材料之產物,·硫代二乙二醇;異戊四醇及低級醇,例 • #乙醇、丙醇、異丙醇、正丁醇、第二丁醇及第三丁醇、 2-丙炔-1-醇(炔丙醇)、2_ 丁烯4·醇、3_ 丁烯_2_醇、^丁 炔醇及環丙醇;醯胺,例如二甲基甲醛及二甲基乙醯 胺;S同或酮SI,例如丙酮及二丙酮醇;醚,例如四氫呋喃 及二氧雜環己烷;溶纖劑,例如乙二醇單甲醚及乙二醇單 乙醚、二乙二醇單曱基(或單乙基)醚;卡必醇㈣, 例如二乙二醇單甲醚、二乙二醇單乙醚及二乙二醇單丁 内醯胺,例如2-啦洛咬酮、N-甲基各咬酮及ε _ 己内酸胺;尿素及尿素衍生物;内鹽,例如甜菜驗及類似 $ ;上述材料之硫(thi0或sulfur)衍生物,包括丨_丁硫醇; • 第一 丁石瓜醇、^甲基―1-丙硫醇、2_曱基-1-丙硫醇;2-曱 基-2-丙硫醇;硫代環丙醇、硫代乙二醇、硫代二乙二醇、 瓜代或一;^代· 一乙二醇及類似物;羥基醯胺衍生物, 匕括乙I乙醇胺、乙醯丙醇胺、丙基叛酸乙醇胺、丙基魏 馱丙醇胺及類似物;上述材料與伸烷氧化物之反應產物; 及其混合物。其他實例包括糖類,例如麥芽糖醇、山梨 醇、葡萄糖酸内醋及麥芽糖;多員醇,例如三羥甲基丙烷 及三羥甲基乙烷;N-甲基I吡咯啶酮;二甲基冬味唑 咬酮;包含約2至約40個碳原子之亞砜衍生物,包括二烷 128697.doc •29- 200846422 基硫(對稱及不對稱亞砜)’例如二甲基亞砜、甲基乙基亞 砜、烷基苯基亞砜及類似物;及包含約2至約4〇個碳原子 之颯衍生物(對稱及不對稱碾),例如二甲基礪、甲基乙基 礙、環丁颯(四伸甲基石風、環硬)、二烧基石風、烧基苯^ 砜、二甲基砜、甲基乙基礙、二乙基颯、乙基丙基砜、甲 基苯基礙、甲基環τ颯、二甲基環丁似類似物。該等材 料可單獨或組合使用。 亦可將殺生物劑及/或殺真菌劑添加至本發明喷墨墨液 組合物中。殺生物劑對防止、細菌生長具有重要作肖,因為 細菌通常大於墨液喷嘴且可導致阻塞以及其他打印問題。 可用殺生物劑之實例包括(但不限於)苯甲酸或山梨酸鹽及 異噻唑啉酮。 可結合本發明喷墨墨液組合物使用各種聚合黏合劑以調 節組合物黏度及提供其他期望性質。適宜聚合黏合劑包括 (但不限於)水溶性聚合物及共聚物,例如阿拉伯樹膠、聚 丙烯酸鹽、聚甲基丙烯酸鹽、聚乙烯醇、羥丙烯纖維素、 經乙基纖維素、聚乙烯吡咯啶酮、聚乙烯醚、澱粉、多 糖、經或未經環氧乙烷及環氧丙烷衍生之聚乙烯亞胺(包 括 Discole〇系列(DKS International) ; jeffamihe⑧系列 (Himtsman));及諸如此類。水溶性聚合物化合物之其他實 例包括上文所述各種分散劑或表面活性劑,包括(例如)苯 乙烯-丙烯酸共聚物、苯乙烯-丙烯酸·烷基丙烯酸酯三聚 物、苯乙稀-甲基丙烯酸共聚物、苯乙烯-馬來酸共聚物、 苯乙烯-馬來酸-烷基丙烯酸酯三聚物、苯乙烯-甲基丙烯 128697.doc -30 - 200846422 酸-烷基丙烯酸酯三聚物、苯乙烯_馬來酸半酯共聚物、乙 烯基萘-丙烯酸共聚物、海藻酸、聚丙烯酸或其鹽及其衍 生物。此外,黏合劑可以分散物或乳膠形式添加或存:。7 舉例而言,聚合黏合劑可為丙稀酸醋或甲基丙婦酸醋共聚 物之乳膠或可為水可分散聚胺基甲酸g旨。 亦可使用各種添加劑以便控制或調節本發明噴墨墨液电 合物之pH。適宜pH調節劑之實例包括各種胺,例如二乙 醇胺及三乙醇胺,以及各種氫氧化物試劑。氯氧化物試劑 係包含OH.離子之任一試劑,例如具有氯氧化物抗衡離子 之鹽。實例包括氫氧化納、氫氧化鉀、氯氧化鐘、氯氣化 銨及四甲基氫氧化铵。亦可使用其他氣氧化物鹽以及氯氧 化物試劑之混合物。此外,亦可使用在水性介質中產生 OH.離子之其他鹼性試劑。實例包括碳酸鹽⑼如碳酸 納)、碳酸氫鹽(例如碳酸氫納)及醇鹽(例如甲醇納及乙醇 鈉)。亦可添加緩衝液。 ,此外’本發明噴墨墨液組合物可另外納人染料以改變色 衫平衡及調節光密度。該等染料包括食用染料、舰c染 料、酸染料、亩技彡九粗 ’、 + 木枓、活性乐料、酞菁磺酸衍生物,包 括酞青銅衍生物、納鹽、銨鹽、钾鹽、㈣及諸如此類。 黑例如彼等上述用於本發明改良顏料之方法來將噴 且合物純化及/或分類。亦可使用可選抗衡離子交 以此方式’可去除不期望雜質或不期望大顆粒以 座生/、有良好整體性質之墨液。 以下實例將進一步闡明本發明,該等實例實際上僅為例 128697.doc -31 - 200846422 示性。 實例 實例1-9 對於每個該等實例而言,使用Black Pearls⑧7〇〇碳黑(可 自Cabot a司構付)及j〇ncryi® 67或joncryi⑧683(皆為可自 BASF購得之丙稀酸聚合物)製備改良碳黑顏料。該等改良 顏料係使用下述一般方法之一來製備。
方法A 對於此方法而言,在Brabender混合機中製備存於具有 N-甲基吡咯啶g同(NMP)為增塑劑之聚合物熔體中之顏料混 合物(比率為5克聚合物:丨克顏料,NMp之量為〇〇_〇2克/ 克聚合物)。以〇_4 mmole/克顏料之量向此混合物中添加4_ 胺基-节胺(4_ABA)作為連接劑。此外,以1.0-2.0莫耳/莫耳 ΑΒΑ之置添加呈20%水溶液形式之亞硝酸鈉作為活化劑。 視需要,亦以1.0-2.0莫耳/莫耳ABA之量添加呈5〇%水溶液 形式之甲%酸。然後所得組合在以5至6〇 rpm之速率混合 之同時於60 C至100°C溫度下加熱30分鐘。當使用酸時, W後以0.5-1.0莫耳/莫耳甲磺酸之量來添加氫氧化鈉。然 後組合在以介於3〇與60 rpm間之速率混合的同時K14〇t: 至175C溫度下加熱30至1〇5分鐘。 不期望受限於理論,據信,在第一加熱條件下,連接劑 之第一反應性基團經由重氮反應與顏料反應,且在第二加 熱條件下,連接劑之第二反應性基團與聚合物反應,由此 形成包含連接有聚合基團之顏料之改良顏料。 128697.doc -32- 200846422
方法B ^ 方法而。,在Brabendei^合機中混合顏料盥聚 合物之水性漿液(比率為5克聚合物/克顏料,水之量為; 3.2克/克顏料以〇4 mm〇le/克顏料之量向此混合物中添 加4-胺基·㈣(4_ABA)作為連接劑。此外,以莫耳/ 莫耳ΑΒΑ之里添加呈2G%水溶液形式之亞確酸納作為活化 齊卜視需要’亦以莫耳/莫耳ABA之量添加呈聰水 溶液形式之甲餐H將所得組合在6 G t至1G G t之溫 度下加熱30分鐘同時以5至6()啊之速率混合。當使用: 時,然後以0.5-1.0莫耳/莫耳f磺酸之量來添加氫氧化 鈉。然後該組合在以介於30與6〇 rpm間之速率混合的同時 於140 C至175 C之溫度下加熱30分鐘至1〇5分鐘。 不期望受限於理論,據信,在第一加熱條件下,連接劑 之第一反應性基團經由重氮反應與顏料反應,且在第二加 熱條件下,連接劑之第二反應性基團與聚合物反應,由此 形成包含連接有聚合基團之顏料之改良顏料。
方法C 對於此方法而言,在丨升3頸圓底燒瓶中於氮氣氛下藉由 將225 g聚合物溶解於THF (400 mL)中用對苯二胺(pDA)修 飾聚合物。然後添加PDA (7.2 g),且將溶液加熱至⑼^。 隨後以小份添加二環己基碳二亞胺(Dcc)(藉由將Ecc (13.8 g)溶解於THF (100 mL)中來製備)。溶液逐漸變渾 濁。在60°C下將反應混合物攪拌2小時。然後停止加熱, 且將燒瓶在冰浴中冷卻至低於5 C。過濾出所沈殿尿素, 128697.doc -33· 200846422 且用THF將有機濾液稀釋至9〇〇 „^之總體積。將τΗρ溶液 置於刀液漏斗中且將其滴注至用機械頂置攪拌器劇烈攪拌 之4500 mL水中。藉由過濾收集所得沈澱聚合物且用水將 其洗滌三次。在室溫下於真空中將經洗滌沈澱物乾燥^小 時。所得聚合物(假定為100%反應)之經計算胺值為15瓜 KOH/g 〇 在Brabender混合機中將顏料與此具有沁甲基吡咯啶酮 (NMP)作為增塑劑且呈熔體形式之胺基官能化聚合物組合 (比率為5克聚合物/克顏料,NMp之量為克/克聚 合物)。混合後,使熔體冷卻〇莫耳/莫耳經修飾 水口物之胺基之κ將呈2〇%水溶液形式或呈2〇%NMp漿液 形式之亞硝酸鈉添加至冷卻熔體中。視需要,以1〇_2〇莫 耳/莫耳經修飾聚合物之胺基之量添加呈5〇%水溶液形式之 甲磺酸。然後在60°C至10〇。(:之温度下以5至6〇 rpm之速率 將所得組合混合30分鐘(其在混合期間控制溫度升高)。 不期望受限於理論,據信在該等加熱條件下,聚合物之 胺基官能基經由重氮反應與顏料反應,由此形成包含連接 有1合物基團之顏料之改良顏料。 可不經處理即使用所得產物。然而,對於下述實例而 吕,改良顏料係藉由用摻合機將粗產物研磨成粉末且然後 藉由在Silverson混合機中攪拌9〇分鐘使粉末以〗5%固體分 散於0· 1 M NaOH中來進一步純化。量測分散物之pH,且 若需要,添加0·1 M NaOH以使pH升高至大於12。然後使 用Spectrum膜(0.05 #m)以1〇體積〇1 MNa〇H將分散物滲 128697.doc -34- 200846422 濾,然後用去離子水將其進_步滲遽直至透過液之導電率 低於250 pS/cm。然後將所得改良顏料之分散物濃縮至ι〇% 固體以產生最終分散物。改良顏料之性質展示於下表1 中。 , 實例1 此實例之改良顏料係使用方法A來製備。聚合物係 J〇nCryl ,NMP之量為(M克/克聚合物,且亞硝酸鈉之 量為2.0莫耳/莫耳ABA。不添加曱磺酸。在78它下以ι〇 rpm將所得組合加熱30分鐘且在14〇。(:下以3〇卬㈤另外加熱 30分鐘。如上所述將產物進一步純化,得到連接有ι〇·6% 聚合物之改良顏料分散物,如藉由萃取/TGA方法所測 定。 實例2 此實例之改良顏料係使用方法A來製備。聚合物係 Joncryl 683,NMP之量為〇·〇5克/克聚合物,且亞硝酸鈉之 量為1·0莫耳/莫耳ΑΒΑ。以2.0莫耳/莫耳ABA之量添加曱磺 I。在91C下以15 rpm將所得組合加熱3 〇分鐘,用1 q莫耳/ 莫耳曱磺酸之量的氫氧化鈉中和,且在l75°c下以6〇 rpm 將其進一步加熱105分鐘。如上所述將產物進一步純化, 得到連接有10.4%聚合物之改良顏料分散物,如藉由萃取/ T G A方法所測定。 實例3 此實例之改良顏料係使用方法B來製備。聚合物係 Jcmcryl 683,水之量為3.1克/克顏料以形成漿液,且亞硝 128697.doc -35- 200846422 酉文鈉之里為1.0莫耳/莫耳ABA。此外,添加2〇莫耳甲磺酸/ 莫耳ΑΒΑ。在65 c下以60 rpm將所得組合加熱30分鐘,然 後在不添加氫氧化鈉中和酸之情況下於17〇t:下以60 rpm 將其進一步加熱50分鐘。如上所述將產物進一步純化,得 到連接有11 ·0%聚合物之改良顏料分散物,如藉由萃取/ TGA方法所測定。 實例4 此實例之改良顏料係使用方法B來製備。聚合物係 Joncryl 683,水之量為2·5克/克顏料以形成漿液,且亞硝 酸鈉之量為I·0莫耳/莫耳ΑΒΑ。此外,添加2·〇莫耳甲磺酸/ 莫耳ΑΒΑ。在651下以50 rpm將所得組合加熱30分鐘,用 ΐ·〇莫耳氫氧化鈉/莫耳甲磺酸中和,且在175〇c下以3〇_5〇 rpm將其進一步加熱8〇分鐘。如上所述將產物進一步純 化’得到連接有25.7%聚合物之改良顏料分散物,如藉由 萃取/TGA方法所測定。 實例5 此實例之改良顏料係使用方法B來製備。聚合物係 Joncryl 67,水之量為2.6克/克顏料以形成漿液,且亞硝酸 納之量為1·0莫耳/莫耳ΑΒΑ。此外,添加2·〇莫耳甲續酸/莫 耳ΑΒΑ。在65°C下以60 rpm將所得組合加熱3〇分鐘,然後 在不添加氫氧化鈉中和酸之情況下於163它下以3〇_6〇 rpm 將其進一步加熱80分鐘。如上所述將產物進一步純化,得 到連接有20.8%聚合物之改良顏料分散物,如藉由萃取/ TGA方法所測定。 128697.doc -36- 200846422 實例6
此實例之改良顏料係使用方法B來製備。聚合物係 Joncryl 67,水之量為2.4克/克顏料以形成漿液,且亞硝酸 鈉之量為1.0莫耳/莫耳ΑΒΑ。此外,添加2.0莫耳曱石黃酸/莫 耳ΑΒΑ。在67°C下以60 rpm將所得組合加熱3〇分鐘,用10 莫耳氫氧化鈉/莫耳甲磺酸中和,且在l68°c下以25-6〇 rpm 將其進一步加熱85分鐘。如上所述將產物進一步純化,只 是在用Spectrum膜滲濾後,用AGTech膜(〇1 #m)w6體積 〇·1 M NaOH溶液進一步滲濾分散物,且用去離子水將其進 一步滲濾直至透過液之導電率低於25〇 #s/cm。此獲得連 接有28.2%聚合物之改良顏料分散物,如藉由萃取/tga方 法所測定。 實例7 此實例之改良顏料係使用方法0來製備。經pda修飾之 聚合物為J〇ncryl 683’且用於製備聚合物熔體之腑之量 為0.22克/克經修飾聚合物。混合後,使㈣冷卻至低於 則C,且以以莫耳/莫耳經修飾聚合物之胺基之量添加呈 着漿液形式之亞石肖酸納'然後在听下以Η肩啊將 所付組合加熱30分鐘。如上所述將產物進—步純化,得到
連接有U.8%聚合物之改良顏料分散物,如藉由萃取/TGA 方法所測定。 實例8 ,ΓΓ例之改良顏料係使用方法c來製備。經舰修飾之 水口為wryl 683’且用於製備聚合物熔體之歷之量 128697.doc -37- 200846422 為0·09克/克經修飾聚合物。混合後,使熔體冷卻至低於 l〇〇°C,且以1.0·莫耳/莫耳經修飾聚合物之胺基之量添加呈 水溶液形式之亞硝酸鈉。然後在95。(:下以7 rpm將所得組 合加熱30分鐘。如上所述將產物進一步純化,得到連接有 24.9%聚合物之改良顏料分散物,如藉由萃取/Tga方法所 測定。 實例9 此實例之改良顏料係使用方法c來製備。經pda修飾之 聚合物為Joncryl 683,且用於製備聚合物熔體之NMp之量 為〇·Π克/克經修飾聚合物。混合後,使熔體冷卻至低於 100C ’且以1.0莫耳/莫耳經修飾聚合物之胺基之量添加呈 水’谷液形式之亞确酸納及曱磺酸。然後在95 °C下以1 〇 rpm 將所得組合加熱30分鐘。如上所述將產物進一步純化,得 到連接有30.7%聚合物之改良顏料分散物,如藉由萃取/ TGA方法所測定。 比較實例1 比較顏料係藉由在Brabender混合機中將joncryl 683加熱 為溶體來製備。向此熔體中添加Biack pearis® 7〇〇碳黑, 然後在以30-60 RPM之速率混合的同時於14(rc之溫度下將 所得組合加熱30分鐘。如上所述將產物進一步純化,得到 連接有4.6%聚合物之比較顏料分散物,如藉由萃取/tga 方法所測定。 比較實例2 比車又顏料係使用比較實例2中所述程序加以製備,只是 128697.doc -38 - 200846422 使用藉由方法Γ»舍j μ 版備之經對苯二胺修飾之聚合物。如 述將產物進一步β 上所 八 ★、、、匕,仟到連接有8.3%聚合物之比較顏料 刀政物’如藉由萃取/TGA方法所測定。
如表1中數據所示,包含連接有至少一個聚合基團之顏 料之改良顏料可使用本發明方法之實施例來製肖,且該等 改良顏料具有較使用比較方法(比較實例i之顏料係使用類 似於方法A或B之方法來製備,但不使用連接劑,且比較 實例2之改良顏料係使用類似於方法〇之方法來製備,但不 使用活化劑)製備之顏料更高的聚合物連接度。具體而 言,實例3-6之改良顏料係使用方法6及添加酸(曱磺酸)且 現需要添加鹼(NaOH)之水性溶劑來製備,且發現其具有極 高之聚合物連接度,某些超過20%。當使用經修飾聚合物 時(如實例7-9),可經在溶劑(至少部分包括水)中添加酸來 達成超過30%之聚合物連接度。 128697.doc -39- 200846422 實例10_15 對於每個該等實例而言,改良紅紫色顏料係使用呈濾餅 (約35%固體)形式之SUNFAST® Magenta 122(可自
Chemical公司購得之喹吖啶酮紅紫色顏料)及 683(可自BASF購得之丙烯酸聚合物)加以製備。改良顏料 係使用上述一般方法之一加以製備。結果展示於下表2 中0 實例10 此實例之改良顏料係使用方法八來製備。NMp之量為 0.06克/克聚合物,且亞硝酸鈉之量為2〇莫耳/莫耳ABA。 不添加甲礦酸。在86°c下以20 rpm將所得組合加熱3〇分鐘 且在165°C下以60 rpm另外加熱85分鐘。如上所述將產物 H純化’得到連接有3·7%聚合物之改良顏料分散物, 如藉由UV/Vis光譜分析法所測定。 實例11 此實例之改良顏料係使用方法A來製備。雇p之量為 0.06克/克聚合物,且亞硝酸鈉之量為莫耳/莫耳aba。 以2.0莫耳/莫耳ABA之量添加甲續酸。在抑下以啊 將所得組合加熱30分鐘’用U莫耳氫氧化納/莫耳甲續酸 中和,且在165°C下以50 rp—其進一步加熱1〇5分鐘。如 上所述將產物進一步純化,得到連接有2 4%聚合物之改良 顏料分散物,如藉由UV/Vis光譜分析法所測定。 實例12 此實例之改良顏料係使用方法B來製備。水之量為31克 128697.doc •40- 200846422 /克顏料以形成漿液,且亞硝酸鈉之量為1〇莫耳/莫耳 aba。此外,添加2.0莫耳甲磺酸/莫耳ABA。在65〇c下以 50 rpm將所得組合加熱30分鐘,然後在不添加氬氧化鈉中 和酸之情況下於16〇。(;下以40_5〇 rpn^f其進一步加熱扣分 鐘。如上所述將產物進-步純化,得到連接有91%聚合物 之改良顏料分散物,如藉由UV/Vis光譜分析法所測定。 實例13 此實例之改良顏料係使用方來製備。水之量為克/ 克顏料以形成漿液,且亞硝酸鈉之量為1〇莫耳/莫耳 ΑΒΑ。此外,添加2.0莫耳甲磺酸/莫耳ΑΒΑβ在66。匸下以 60 rpm將所得組合加熱3〇分鐘,用1〇莫耳氫氧化鈉/莫耳 甲/'酉夂中和且然後在175 C下以30-60 rpm將其進一步加 熱150分鐘。如上所述將產物進一步純化,得到經發現連 接有25.0%聚合物之改良顏料分散物,如藉由⑽心光譜 分析法所測定。 實例14 $實例之改良顏料係使用方法c來製備。經pda修飾之 聚合物為Joncryl 683,且用於製備聚合物熔體之NMp之量 為0.〇7克/克經修飾聚合物。混合後,使熔體冷卻至, 且以1 ·〇莫耳/莫耳經修飾聚合物之胺基之量添加呈20%水 溶2形式之亞硝酸鈉。在98〇c下以1〇·25 rpm將所得組合 —〇刀鐘,在此期間溫度升高至i 2 i它。如上所述將產 物進一步純化,得到連接有17.2%聚合物之改良顏料分散 物,如藉由UV/Vi#譜分析法所測定。 128697.doc -41- 200846422 實例15 此實例之改良顏料係使用方法C來製備。經PD A修飾之 聚合物為Joncryl 683,且用於製備聚合物熔體之NMP之量 為0.1克/克經修飾聚合物。混合後,使熔體冷卻至94°C, 且以1·0莫耳/莫耳經修飾聚合物之胺基之量將呈20%水溶 液形式之亞硝酸鈉及曱磺酸添加至熔體中。在94°C下以15-20 rpm將所得組合加熱30分鐘,在此期間溫度升高至113 °C。如上所述將產物進一步純化,得到連接有17.7%聚合 物之改良顏料分散物,如藉由UV/Vis光譜分析法所測定。 比較實例3 比較顏料係藉由在Brabender混合機中將Joncryl 683加熱 為熔體來製備。向此熔體中添加SUNFAST® Magenta 122 濾餅(聚合物與顏料之重量比為5:1),且然後在以30-60 RPM之速率混合的同時於140°C之溫度下將所得組合加熱 30分鐘,在此期間發現溫度升高至170°C。如上所述進一 步純化產物,得到連接有0%聚合物之比較顏料之分散 物,如藉由UV/Vis光譜分析法所測定。 表2 實例號 方法 聚合物 %經連接聚合物 10 A J683 3.7 11 A J683 2.4 12 B J683 9.1 13 B J683 25.0 14 C PDA-J683 17.2 15 C PDA-J683 17.7 比較實例3 J683 0 128697.doc -42- 200846422 如表2中數據所示,包含連接有至少一個聚合基團之顏 料之改良顏料可使用本發明方法之實施例來製備,且該等 改良顏料具有較使用比較方法(比較實例3之顏料係使用與 方法A或B類似之方法加以製備,但不使用連接劑)製備之 顏料更高之聚合物連接度。具體而言,實例13之改良顏料 係使用方法B及添加酸(甲磺酸)且經鹼(Na〇H)中和之水性 溶劑來製備,且發現其具有極高聚合物連接度(25 〇%)。 當使用經修飾聚合物時(如實例14-15),可達成超過17%之 聚合物連接度。 比較實例4 如下所述製備包含與聚合基團連接之碳黑之比較改良碳 黑顏料。在Littleford-Day 1200混合機中混合Black Pearls⑧ 700¼黑(可自Cabot公司購得)、4-胺基苯基-2-硫酸根合乙 基砜(APSES,0.5 mmole/g顏料)及 DI水(1.5 g/g顏料)。在 40 C下於30分鐘内向此混合物中添加呈2〇0/〇溶液形式之亞 硝酸鈉(1莫耳/莫耳APSES)同時混合。然後添加額外量之 DI水(1 g/g顏料),且在40°c下將此混合物混合30分鐘,導 致开》成連接有苯基-2-(硫酸根合乙基亞礙)基團之破黑顏 料。添加另一量之DI水(3 ·3 g/g顏料)且然後藉由離心之後 用DI水(5體積)滲濾來純化所得分散物。 然後在攪拌罐反應器中使此分散物7%固體)與五伸乙 基六胺(PEHA,(1·25 mmole/g顏料),DI水(足以製備18% 固體之分散物)及10% NaOH水溶液(以將pH升高至> 12) 組合且在室溫下混合180分鐘,形成連接有胺基之改良碳 128697.doc -43· 200846422 黑。然後向此混合物中添加濃HC1以使pH降低至3,且將 所得連接有胺基之碳黑分散物滲濾至導電率<250 pS/cm且 最終固體濃度為1 5 %。 然後在室溫下將此分散物與呈1 5 wt%水溶液形式之 Joncryl 683 (1 g/g顏料)混合至少2小時,該Joncryl 683基 於聚合物酸值含有等莫耳量氫氧化銨。喷霧乾燥所得混合 物,且在160°C下將產物烘烤固化18小時,形成包含連接 有聚合基團之碳黑之比較性改良碳黑。然後將此產物與DI 水及NaOH水溶液組合以製備pH > 12之21%固體分散物, 且在50°C下將其混合180分鐘。最終,添加足量DI水以製 備比較性改良碳黑之16 wt%固體之分散物。如上所述藉由 滲濾純化此分散物。 實例16 測定實例3、實例4及實例6中改良顏料之分散物之粒徑 及大顆粒計數(LPC)。使用Microtrac UPA 150來量測平均 粒徑,且使用Accusizer 780光學粒徑檢測儀(可自PSS NICOMP購得)來量測大顆粒計數(在15%固體之1 mL樣品 中粒徑大於500 nm之顆粒數)。結果展示於下表3中。 表3 實例號 平均粒徑(nm) 大顆粒計數 3 118 l.OxlO9 4 144 4·9χ108 6 116 9.3x10s 如表3中之結果所示,使用本發明方法之實施例製備之 128697.doc -44- 200846422 改良顏料之平均粒輕小於15 0 nm。此外,已發現該等分散 物具有極低大顆粒計數(109或更低)。相比之下,發現比較 實例4分散物之平均粒徑為3 16 nm且LPC值大於1 〇1G。因 此’本發明改良顏料形成的分散物具有較連接有相同聚合 基團但係使用比較方法來製備之改良顏料更小的平均粒徑 及更低的LPC。當用於喷墨墨液打印應用中時,預期小粒 徑及低LPC值可增強分散物穩定性及可靠性。因此,可預 期使用本發明方法製備之改良顏料可用於噴墨墨液組合物 中且可導致改良打印性能。 出於舉例說明及闡釋之目的對本發明之較佳實施例給予 上述說明。其不意欲具有排他性或將本發明限制於所揭示 之精確形式。鑒於以上教示,亦可能存在各種修改形式及 變化形式或可自本發明之實踐獲得該等修改形式及變化形 式。選擇及闡述該等實施例之目的在於解釋本發明原理及 其實際應用’從而使熟習此項技術者能夠以適於所預期的 特定應用之各種實施例形式及各種修改形式來利用本發 明。本發明範疇意欲由本文隨附申請專利範圍及其等效項 來界定。 128697.doc 45·

Claims (1)

  1. 200846422 十、申請專利範圍: 1 · 一種形成改良顏料之方法,該改良顏料包含連接有至少 個聚合基團之顏料,該方法包含下述步驟: 1} 以任何順序組合聚合物、顏料、連接劑及可選活 • 化劑’其中該連接劑包含第一反應性基團及第二反應性 , 基團’該第一反應性基團能與該顏料反應且該第二反應 性基團能與該聚合物反應,及 u)使該連接劑與該聚合物及該顏料反應以形成該改 Φ 良顏料。 2·如请求項1之方法,其中該聚合物之重量平均分子量不 大於約5〇,〇〇〇。 3 ·如明求項2之方法,其中該重量平均分子量為至少約 1,0 0 0 〇
    如請求項1之方法,其中該聚合物包含酸官能基。 如叫求項1之方法,其中該聚合物之酸值為至少約50。 如明求項1之方法,其中該聚合物係自丙烯酸單體形 成。 如請求項1之方法,其中該聚合物係聚酐。 如明求項1之方法,其中該顏料包含藍色顏料、黑色顏 :斗褐色顏料、藍綠色顏料、綠色顏料、白色顏料、紫 色顏料、紅紫色顏料、紅色顏料、橙色顏料、黃色顏料 或其混合物。 9·如請求項1之方法,其中該顏料係碳黑。 月求項1之方法,其中該第一反應性基團包含笨胺 128697.doc 200846422 11. 基。 如請求項1之 官能基。 方法,其中該第二反應性基團 包含親核性 12.如請求項i 性官能基。 之方法,其中該第 反應性基團包含親電子 13. 如請求項1之方法,其中,在中, 顏料組合以形成混合物且將該連接劑 中0 將該聚合物與該 添加至該混合物
    14·如睛求項丨之方法,苴 取 ,、干在v驟〇中,以任何順序將該 承5物、該顏料及溶劑八 …、、且口以形成混合物且將該連接劑 添加至該混合物中。
    15. 如請求項14之方法,其另外包括蒸發該溶劑之步驟。 16. 如請求項14之方法’其中該溶劑係質子溶劑。 17·如明求項14之方法,其中該溶劑係水。 18·如請求項13之方法,苴中兮方半电/、中鑲万/去另外包括在步驟ii)之前 活化該混合物之步驟。 19·如請求項18之方法 活化。 其中該混合物係藉由添加活化劑來 20. 如請求項19之方法,其中該活化劑包含亞硝酸鹽。 21. 如請求項18之方法,其中該混合物係藉由向該混合物添 加酸來活化。 22. 如請求項18之方法,其中該混合物係藉由加熱該混合物 來活化。 23. 如請求項18之方法,其中該混合物係在高強度混合條件 128697.doc 200846422 下活化。 24·如请求項14之方法,苴中誃 藉由將該混合物…/ 步驟Π)之前 、θ人铷丰 …至低於該溶劑沸點之溫度來活化該 混合物之步驟。 Λ 以升I:: ΐΓ方f ’其中’在步驟0中’將該聚合物熔化 加"1σ物炼體且以任何順序將該顏料及該連接劑添 加至该忒合物炫體中。 26·如請求項1之方沐 甘a
    、,、中該聚合物及該顏料係以約1.0份 聚合物:約1.0份顏料之比率組合。 2 7 _如請求項2 6之古、4+丄 去’,、中該聚合物與該顏料係以不大於 約6.5份聚合物:約1()份顏料之比率組合。 2 8 ·如請求項1之古& 、 去’其中該連接劑係以至少約〇·2 mmol連 接劑/克顏料之量組合。 月求員28之方法,其中該連接劑係以至少約0.35 mmol 連接劑/克顏料之量組合。 30.如請求項 貝1之方法,其中,在步驟Η)中,該連接劑係在 西強度混合條件下與該聚合物及該顏料反應。 3 1 ·如明求項1之方法,其中,在步驟ii)中,該連接劑係藉 由加熱與該聚合物及該顏料反應。 32· —種形成改良顏料之方法,該改良顏料包含連接有至少 一個聚合基團之顏料,該方法包含以下步驟: 〇 形成包含聚合物及可選增塑劑之聚合物熔體; 11) 在馬強度混合條件下以任何順序組合顏料、可選 /舌化劑及该聚合物溶體;及 128697.doc 200846422 ⑴使該聚合物與該顏料反應以形成該改良顏料,其 中該聚σ物包含至少一種能與該顏料反應之反應性基 •如明求項32之方法,其中該方法另外包含在步驟i⑴之前 活化該聚合物熔體之步驟。 34·如請求項32$ t、土 ^ , $ 2之万去’其中該聚合物係胺基官能化聚合 物。 35.如明求項34之方法,其中該胺基官能化聚合物具有$至 約30 mg KOH/g之胺值。 3 6·如印求項32之方法,當該聚合物熔體包含增塑劑時,該 增塑劑基於該聚合物之重量計係以介於約〇1%與約 20.0%之間之量存在。 37· —種改良顏料,其包含連接有至少一個聚合基團之顏 料’其中該改良顏料具有至少約2〇0/。之聚合物連接度及 不大於約15 0 nm之平均粒徑。 38·如請求項37之改良顏料,其中該改良顏料具有不大於約 5.〇xl〇8之大顆粒計數。 39· —種改良顔料,其包含連接有至少一個聚合基團之顏 料’其中該改良顏料具有不大於約15 0 nm之平均粒徑及 不大於約5·〇χ108之大顆粒計數。 40· —種喷墨墨液組合物,其包含a)液體媒質及b)包含連 接有至少一個聚合基團之顏料之改良顏料,其中該改良 顏料具有至少約20%之聚合物連接度及不大於約150 nm 之平均粒徑。 128697.doc 200846422 41. 42. i ❿ 如請求項40之喷墨墨液組合物,其中該改良顏料具有不 大於約5·〇χ108之大顆粒計數。 一種喷墨墨液組合物,其包含a)液體媒質及b)包含連接 有至少一個聚合基團之顏料之改良顏料,其中該改良顏 料具有不大於約150 nm之平均粒徑及不大於約5·〇χ108之 大顆粒計數。 128697.doc 200846422 七、指定代表圖: (一) 本案指定代表圖為:(無) (二) 本代表圖之元件符號簡單說明: 八、本案若有化學式時,請揭示最能顯示發明特徵的化學式: (無)
    128697.doc
TW097102694A 2007-01-24 2008-01-24 Process to form modified pigments TW200846422A (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US89719407P 2007-01-24 2007-01-24

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW200846422A true TW200846422A (en) 2008-12-01

Family

ID=39521964

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW097102694A TW200846422A (en) 2007-01-24 2008-01-24 Process to form modified pigments

Country Status (7)

Country Link
US (1) US7906590B2 (zh)
EP (1) EP2111430A2 (zh)
JP (1) JP2010516860A (zh)
CN (1) CN101646734A (zh)
BR (1) BRPI0807439A2 (zh)
TW (1) TW200846422A (zh)
WO (1) WO2008091653A2 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11021002B2 (en) 2015-01-27 2021-06-01 Sumitomo Metal Mining Co., Ltd. Near infrared absorbing fine particle dispersion liquid and method for producing the same, anti-counterfeit ink composition using near infrared absorbing fine particle dispersion liquid, and anti-counterfeit printed matter using near infrared absorbing fine particles

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA3017708C (en) * 2007-08-23 2021-09-21 Vincent Shing Self-dispersed pigments and methods for making and using the same
US8129448B2 (en) * 2008-12-18 2012-03-06 Cabot Corporation Method of preparing polymer modified pigments
US9221986B2 (en) 2009-04-07 2015-12-29 Sensient Colors Llc Self-dispersing particles and methods for making and using the same
JP5718566B2 (ja) * 2009-12-21 2015-05-13 花王株式会社 インクジェット記録用水系インク
JP5645642B2 (ja) 2010-01-20 2014-12-24 キヤノン株式会社 インク、インクジェット記録方法、及びインクカートリッジ
US8331014B2 (en) 2010-11-02 2012-12-11 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Pigment-based inks
JP5879689B2 (ja) 2011-02-07 2016-03-08 株式会社リコー 光重合性インクジェット黒インク、インクカートリッジ、インクジェットプリンタ、印刷物及び製造方法
US9013781B2 (en) 2011-04-29 2015-04-21 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Inks including pigments having tri-block copolymer grafts
US8927648B2 (en) 2012-05-04 2015-01-06 Cabot Corporation Surface modification of pigments and compositions comprising the same
FR2993261B1 (fr) 2012-07-13 2019-06-21 Cabot Corporation Noir de carbone fortement structure
CN107429097B (zh) 2015-01-27 2020-10-27 住友金属矿山株式会社 近红外线吸收微粒分散液及其制造方法、防伪油墨组合物及防伪印刷物
CN108431142A (zh) 2015-11-18 2018-08-21 卡博特公司 喷墨油墨组合物
WO2019051021A1 (en) 2017-09-07 2019-03-14 Cabot Corporation INK COMPOSITIONS FOR INKJET PRINTING
CN111635670A (zh) * 2020-06-03 2020-09-08 江苏佳饰家新材料有限公司 一种造纸专用黑色水性色浆的制备方法及造纸专用黑色水性色浆
TWI824352B (zh) * 2021-04-29 2023-12-01 財團法人工業技術研究院 噴印墨水、3d列印的方法、與3d列印物件

Family Cites Families (66)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4014844A (en) * 1970-06-26 1977-03-29 Agence Nationale De Valorisation De La Recherche (Anvar) Process for grafting polymers on carbon black through free radical mechanism
JPH01138271A (ja) * 1987-11-24 1989-05-31 Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co Ltd 表面処理された有機顔料の製造方法
US4946509A (en) * 1989-05-23 1990-08-07 Sun Chemical Corporation Diarylide pigment compositions
US5281261A (en) * 1990-08-31 1994-01-25 Xerox Corporation Ink compositions containing modified pigment particles
US5141556A (en) * 1991-06-13 1992-08-25 E. I. Du Pont De Nemours And Company Penetrants for aqueous ink jet inks
GB9127293D0 (en) * 1991-12-23 1992-02-19 Ici Plc Coating pigment particles with polymers
EP0677556A3 (en) * 1994-04-15 1997-02-26 Toyo Ink Mfg Co Coated pigment and coloring composition.
US5418277A (en) * 1994-04-26 1995-05-23 E. I. Du Pont De Nemours And Company Aqueous ink jet inks containing fluorinated polymers
US5545504A (en) * 1994-10-03 1996-08-13 Xerox Corporation Ink jettable toner compositions and processes for making and using
IL116377A (en) * 1994-12-15 2003-05-29 Cabot Corp Reaction of carbon black with diazonium salts, resultant carbon black products and their uses
EP0787777A4 (en) * 1995-06-14 2001-10-04 Nippon Catalytic Chem Ind GASKET POLYMER CONTAINING SOOT
JP3782485B2 (ja) * 1995-06-14 2006-06-07 株式会社日本触媒 カーボンブラックの表面改質処理方法
US6110994A (en) * 1996-06-14 2000-08-29 Cabot Corporation Polymeric products containing modified carbon products and methods of making and using the same
US5698016A (en) * 1996-06-14 1997-12-16 Cabot Corporation Compositions of modified carbon products and amphiphilic ions and methods of using the same
US5955232A (en) * 1997-07-22 1999-09-21 Cabot Corporation Toners containing positively chargeable modified pigments
US5895522A (en) * 1997-08-12 1999-04-20 Cabot Corporation Modified carbon products with leaving groups and inks and coatings containing modified carbon products
US5964935A (en) * 1997-08-22 1999-10-12 Copytele, Inc. Initiator-treated pigment particles and method for preparing same
US6068688A (en) * 1997-11-12 2000-05-30 Cabot Corporation Particle having an attached stable free radical and methods of making the same
WO1999023174A1 (en) * 1997-10-31 1999-05-14 Cabot Corporation Particles having an attached stable free radical, polymerized modified particles, and methods of making the same
US6472471B2 (en) * 1997-12-16 2002-10-29 Cabot Corporation Polymeric products containing modified carbon products and methods of making and using the same
US5914806A (en) * 1998-02-11 1999-06-22 International Business Machines Corporation Stable electrophoretic particles for displays
JP4870261B2 (ja) * 1998-04-03 2012-02-08 キャボット コーポレイション 分散性を改良された改質顔料
JP3617302B2 (ja) * 1998-04-07 2005-02-02 東洋インキ製造株式会社 水性顔料分散体、その製造方法およびその利用
US6103380A (en) * 1998-06-03 2000-08-15 Cabot Corporation Particle having an attached halide group and methods of making the same
US6235829B1 (en) * 1998-07-24 2001-05-22 Marconi Data Systems Inc. Modification of chargeable pigment particles
US6150433A (en) * 1998-07-31 2000-11-21 Hewlett-Packard Company Ink-jet ink compositions containing modified macromolecular chromophores with covalently attached polymers
JP2000053885A (ja) * 1998-08-05 2000-02-22 Minolta Co Ltd カーボンブラック及び記録用インク
US6458458B1 (en) * 1998-10-13 2002-10-01 Cabot Corporation Polymer coated carbon products and other pigments and methods of making same by aqueous media polymerizations or solvent coating methods
US6218067B1 (en) * 1998-11-06 2001-04-17 Cabot Corporation Toners containing chargeable modified pigments
US6251973B1 (en) * 1998-11-23 2001-06-26 Akzo Nobel N.V. Coatings and coating compositions of a reactive group-containing polymer, a hydrazide and a silane
AU4170600A (en) * 1999-03-12 2000-09-28 Cabot Corporation Cationic pigments and aqueous compositions containing same
US6372820B1 (en) * 1999-05-06 2002-04-16 Cabot Corporation Polymerized modified particles and methods of making the same
JP4689913B2 (ja) 1999-10-01 2011-06-01 キャボット コーポレイション 立体基および両親媒性基を有する修飾顔料
ATE519822T1 (de) * 1999-10-28 2011-08-15 Cabot Corp Tintenstrahltinten, tinten, sowie andere zusammensetzungen enthaltend farbige pigmente
WO2001030919A1 (en) * 1999-10-28 2001-05-03 Cabot Corporation Ink jet inks, inks, and other compositions containing colored pigments
US6723783B2 (en) * 2000-01-07 2004-04-20 Cabot Corporation Polymers and other groups attached to pigments and subsequent reactions
US6479571B1 (en) * 2000-01-25 2002-11-12 Cabot Corporation Elastomeric compositions containing polymer coated carbon products and other pigments
ES2333100T3 (es) * 2000-01-25 2010-02-17 Cabot Corporation Polimeros que contienen pigmentos modificados y metodos de preparacion de los mismos.
AU6744401A (en) 2000-05-31 2001-12-11 Creavis Gesellschaft Fur Technologie Und Innovation Mbh Polymerically micro-encapsulated pigments
ATE495890T1 (de) * 2000-07-06 2011-02-15 Cabot Corp Druckplatten mit modifizierten pigmentprodukten
US6929889B2 (en) * 2000-07-06 2005-08-16 Cabot Corporation Modified pigment products, dispersions thereof, and compositions comprising the same
JP3991219B2 (ja) * 2000-09-27 2007-10-17 セイコーエプソン株式会社 インクジェット記録用インクセット、インクジェット記録方法および記録物
US6822781B1 (en) * 2000-10-24 2004-11-23 Cabot Corporation Gyricon displays containing modified particles
DE60210417T2 (de) * 2001-02-02 2006-11-23 Cabot Corp., Boston Tintenzusammensetzung enthaltend salze von polyvalenten ionen
US6602335B2 (en) * 2001-05-08 2003-08-05 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Pigment solubilization via treatment with strong base and substitution
US6402825B1 (en) * 2001-07-27 2002-06-11 Lexmark International, Inc Surface modified carbon black
US6641656B2 (en) * 2001-10-17 2003-11-04 Cabot Corporation Dispersions comprising modified pigments
EP1600473A3 (en) * 2002-01-07 2008-08-13 Cabot Corporation Modified pigment products and black matrixes comprising same
JP2006503114A (ja) * 2002-01-07 2006-01-26 キャボット コーポレイション 改質ピグメント生成物およびそれを含むブラックマトリクス
US7001934B2 (en) * 2002-01-24 2006-02-21 Cabot Coroporation Inkjet ink systems comprising a gelling agent
EP1333068B1 (en) * 2002-02-04 2011-12-21 Canon Kabushiki Kaisha Aqueous ink, ink jet recording method, ink cartridge, recording unit, and ink jet recording apparatus
EP1499672B1 (en) * 2002-03-27 2009-09-30 Cabot Corporation Method for attachment of one or more organic groups onto a particle
US7173078B2 (en) * 2002-04-12 2007-02-06 Cabot Corporation Process for preparing modified pigments
US6699319B2 (en) * 2002-05-06 2004-03-02 Cabot Corporation Process for preparing modified pigments
US6833026B2 (en) * 2002-05-10 2004-12-21 Cabot Corporation Modified pigments and process for preparing modified pigments
US6749980B2 (en) * 2002-05-20 2004-06-15 Xerox Corporation Toner processes
JP4365318B2 (ja) * 2002-06-25 2009-11-18 サカタインクス株式会社 処理顔料、その用途
US7220303B2 (en) * 2004-04-13 2007-05-22 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Pigmented inks having different particle sizes and/or morphologies and distinct chemical dispersions
US7459491B2 (en) * 2004-10-19 2008-12-02 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Pigment dispersions that exhibit variable particle size or variable vicosity
WO2006066131A1 (en) * 2004-12-17 2006-06-22 Cabot Corporation Inkjet inks comprising multi-layer pigments
GB0427747D0 (en) * 2004-12-18 2005-01-19 Avecia Ltd Process
WO2006086660A1 (en) * 2005-02-11 2006-08-17 Cabot Corporation Inkjet inks comprising modified pigments having attached polymeric groups
US20070021530A1 (en) * 2005-07-22 2007-01-25 Palumbo Paul S Method of preparing pigment compositions
US7741383B2 (en) * 2005-12-02 2010-06-22 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Versatile pigmented ink-jet inks with improved image quality
US7655707B2 (en) * 2005-12-02 2010-02-02 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Pigmented ink-jet inks with improved image quality on glossy media
US20070129463A1 (en) * 2005-12-05 2007-06-07 Zeying Ma Pigment-based ink formulations including dispersants and binders and methods of making same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11021002B2 (en) 2015-01-27 2021-06-01 Sumitomo Metal Mining Co., Ltd. Near infrared absorbing fine particle dispersion liquid and method for producing the same, anti-counterfeit ink composition using near infrared absorbing fine particle dispersion liquid, and anti-counterfeit printed matter using near infrared absorbing fine particles

Also Published As

Publication number Publication date
US20080177003A1 (en) 2008-07-24
EP2111430A2 (en) 2009-10-28
US7906590B2 (en) 2011-03-15
JP2010516860A (ja) 2010-05-20
WO2008091653A3 (en) 2008-11-13
BRPI0807439A2 (pt) 2014-07-01
CN101646734A (zh) 2010-02-10
WO2008091653A2 (en) 2008-07-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW200846422A (en) Process to form modified pigments
TWI415908B (zh) 水性顏料分散液之製法及噴墨記錄用油墨
TWI400307B (zh) 顏料分散體、水性顏料分散液及噴墨記錄用印墨
JP5275801B2 (ja) 改質顔料の調製方法
WO2007053564A2 (en) Modified colorants and inkjet ink compositions comprising modified colorants
US20090192248A1 (en) Method of preparing a pigment composition
KR20110051253A (ko) 자가-분산된 안료 및 그의 제조 및 이용 방법
JP2016172873A (ja) 高分子顔料系及びその使用方法
JP2001214089A (ja) インクジェット記録液用カーボンブラック及びインクジェット用記録液
JP4835896B2 (ja) インクジェットインク用水性顔料分散液およびインクジェットインク組成物
JP2006152103A (ja) 水性顔料分散体の製造方法及びインクジェット記録用水性インクの製造方法
JP4857039B2 (ja) インクジェット記録用水系インク
JP7107210B2 (ja) 水性インクジェット用顔料組成物
EP2236566A1 (en) Water-insoluble colorant dispersion
JP2008537565A (ja) フルオロキノロノキノロンおよびそれを含むインクジェット組成物
JP2013133344A (ja) 水性インク組成物
HK1118852B (zh) 製備改性顏料的方法