專利名稱::制備顏料組合物的方法
技術領域:
:本發(fā)明涉及顏料組合物,用于制備顏料組合物的方法,以及包含這些顏料組合物的水分散體和噴墨油墨組合物。
背景技術:
:噴墨油墨組合物一般由用作載體的載色劑和著色劑如染料或顏料組成。添加劑和/或助溶劑也可引入以調(diào)節(jié)噴墨油墨,實現(xiàn)所需的總體性能。通常,顏料單獨不容易分散在液體載色劑中。已經(jīng)開發(fā)出各種技術,其可提供可用于噴墨印刷的穩(wěn)定的顏料分散體。例如,分散劑可加入顏料以改善其在特定介質(zhì)中的分散性。分散劑的例子包括水溶性聚合物和表面活性劑。通常,這些聚合物分散劑的分子量低于20,000以保持溶解度和因此保持顏料穩(wěn)定性。顏料的表面包含各種不同的官能團,和存在的基團的類型取決于顏料的具體種類。已經(jīng)開發(fā)出用于將材料且特別是聚合物接枝到這些顏料表面上的若干方法。例如,已表明聚合物可連接到包含表面基團如酚和羧基的炭黑上。但是,依賴于顏料表面的固有官能度的方法不能廣泛應用,因為不是所有的顏料具有相同的特定官能團。還已開發(fā)出用于制備改性的顏料產(chǎn)物的方法,其可提供具有各種不同的連接的官能團的顏料。例如,美國專利No.5,851,280公開了用于將有機基團連接到顏料上的方法,該連接包括例如通過重氮鹽反應進行連接,其中有機基團是重氮鹽的一部分。還已描述了制備改性的顏料(包括具有連接的聚合物基團的顏料)的其它方法。例如,PCT公開No.WO01/51566公開了通過將第一化學基團和第二化學基團反應形成連接有第三化學基團的顏料而制造改性的顏料的方法。還描述了包含這些顏料的油墨組合物,包括噴墨油墨。另外,美國專利No.5,698,016公開了一種包含兩親離子和改性碳產(chǎn)品的組合物,所述改性碳產(chǎn)品包含連接有至少一個有機基團的碳。所述有機基團具有與兩親離子相反的電荷。還公開了引入該組合物的含水和非水油墨和涂料組合物,包括噴墨油墨組合物。另外,聚合物涂覆碳產(chǎn)品和其制備方法描述于美國專利No.6,458,458中。盡管這些方法提供具有連接基團的改性顏料,但仍需要改進用于制備顏料組合物,尤其包含聚合物的組合物的方法,由此提供形成改性顏料的有利替換方法。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明涉及一種制備顏料組合物的方法,包括將聚合物和顏料組合以形成混合物和加熱該混合物至約70。C-250。C的溫度以形成顏料組合物的步驟。優(yōu)選,聚合物包含至少一種羧酸基團的銨鹽。還公開了由該方法得到的顏料組合物。本發(fā)明進一步涉及一種制備含水顏料分散體的方法,包括形成如本文步驟。還公開了由該方法得到的含水顏料分散體。本發(fā)明進一步涉及一種噴墨油墨組合物,包含液體載色劑以及本文所述的顏料組合物或包含本文所述的顏料組合物的含水顏料分散體。優(yōu)選,顏料組合物和含水顏料分散體使用本文所述的方法制備,和液體載色劑是含水載色劑。應理解,以上概述和以下詳細說明僅為示例性和解釋性的,且用于對所要求保護的本發(fā)明提供進一步解釋。具體實施方式本發(fā)明涉及用于制備顏料組合物和含水顏料分散體的方法,以及涉及所待的顏料組合物和含水顏料分散體,和進一步涉及包含它們的噴墨油墨組合物。本發(fā)明方法包括將聚合物和顏料組合以形成混合物的步驟。所得混合物隨后加熱以形成聚合物組合物。在優(yōu)選實施方案中,本發(fā)明方法進一步包括將聚合物組合物分散在水介質(zhì)中以形成含水顏料分散體的步驟。以下更詳細描述這些步驟中的每一個。在本發(fā)明方法中,聚合物和顏料組合以形成混合物。聚合物優(yōu)選為水溶性聚合物,如包含聚氧化烯基團的聚合物、包含季銨基團的聚合物、包含通過乙酸乙烯酯聚合隨后水解得到的基團的聚合物(如聚乙烯醇)、包含由乙烯基吡咯烷酮的聚合得到的基團的聚合物(如聚-N-乙烯基吡咯烷酮)、和包含至少一種酸基團或其鹽的聚合物,酸基團如磺酸基團或羧酸基團,鹽包括鈉、鉀和銨鹽。最優(yōu)選的是包含至少一種羧酸基團的鹽,尤其至少一種羧酸基團的銨鹽的聚合物。對于該優(yōu)選實施方案,可以使用任何具有這種基團的聚合物,包括例如通過包含羧酸基團或其鹽的單體聚合制備的聚合物和通過包含可轉(zhuǎn)化成羧酸基團或其鹽的基團的單體聚合制備的聚合物。聚合物可以是包含銨羧酸鹽基團的均聚物或共聚物,和可以是無規(guī)聚合物、交替聚合物、接枝聚合物、嵌段聚合物、星狀聚合物和/或梳狀聚合物。優(yōu)選,聚合物包含至少10%重量的銨羧酸鹽基團,更優(yōu)選至少20%重量,和最優(yōu)選至少30%重量。聚合物還可包含多種羧酸基團,其中至少一種是銨鹽的形式。可用于本發(fā)明方法的聚合物的例子包括,但不限于,丙烯酸銨或曱基丙烯酸銨聚合物,如苯乙烯-丙烯酸銨或苯乙蜂-曱基丙烯酸銨共聚物。聚合物的分子量可根據(jù)各種因素而變化。例如,聚合物分子量影響聚合物的溶解度、所得溶液的粘度、以及聚合物的形式(固體、蠟、粘稠液體、或自由流動液體)。這還可影響以下更詳細描述的本發(fā)明方法中所用的混合或加熱條件。優(yōu)選,聚合物的分子量低于約20,000,如約2,000至15,000,更優(yōu)選約5,000至12,000,和最優(yōu)選約8,000至10,000。顏料可以是本領域技術人員通常使用的任何類型的顏料,如黑色顏料和其它彩色顏料,包括藍色、黑色、棕色、青色、綠色、白色、紫色、品紅色、紅色、橙色、或黃色顏料。不同顏料的混合物也可使用。炭黑顏料的代表性例子包括各種炭黑(顏料黑7)如槽法炭黑、爐黑和燈黑,且包括例如以Regal、BlackPearls、Elftex、Monarch、Mogul⑧和Vulcan⑧商標購自CabotCorporation的炭黑(如BlackPearls2000、BlackPearls1400、BlackPearls1300、BlackPearls1100、BlackPearls1000、BlackPearls900、BlackPearls880、BlackPearls800、BlackPearls700、BlackPearlsL、Elftex8、Monarch1400、Monarch1300、Monarch1100、Monarch1000、Monarch900、Monarch880、Monarch800、Monarch700、MogulL、Regal330、Regal400、VulcanP)。合適種類的彩色顏料包括,例如,蒽醌、酞菁藍、酞菁綠、重氮、單偶氮、皮蒽酮、茈、雜環(huán)黃、喹吖啶酮、和P克代)欷系染料。這些顏料以粉末或濾餅形式商購自許多來源,包括,BASFCorporation,EngelhardCorporation和SunChemicalCorporation。其它合適的彩色顏沖牛的例子描述于顏色索引,笫三版(染料學家和顏料學家學會,1982)(ColorIndex,3rdedition(TheSocietyofDyersandColourists,1982))。優(yōu)選,顏料是青色、品紅色、黃色、或黑色顏料如炭黑。取決于顏料的所需性能,顏料可具有寬范圍的BET表面積,其通過氮吸附測定。正如本領域技術人員已知的,較高表面積對應于較小的粒徑。如果較高表面積對于所需應用不容易得到,本領域技術人員也會認識到,如果需要,顏料可進行常規(guī)尺寸減小或粉碎技術如球磨或噴射研磨,以使顏料減小至較小粒徑。顏料還可以是包含任何上述顏料的改性顏料。例如,改性的顏料可包含具有連接至少一個離子基團、可離子化基團、或其混合物的顏料。例子包括已使用氧化劑氧化以將離子和/或可離子化基團引入表面上的顏料。已方向如此制備的改性顏料在表面上具有較高程度的含氧基團。氧化劑包括,但不限于,氧氣、臭氧、過氧化物如過氧化氫、過硫酸鹽包括過硫酸鈉和鉀、次巖鹽如次氯酸鈉、氧化酸如硝酸、和含過渡金屬的氧化劑如高錳酸鹽、四氧化鋨、氧化鉻、或硝酸鈰銨。也可使用氧化劑的混合物,尤其氣態(tài)氧化劑如氧和臭氧的混合物。也可使用將離子或可離子化基團引入到顏料表面上的其它表面改性方法,如氯化和磺酰化。另外,改性顏料可包含連接有至少一個有機基團的顏料,其中有機基團包含至少一個離子基團、至少一個可離子化基團、或其混合物。這些改性顏料可使用本領域技術人員已知的任何方法制備,使得有機化學基團連接到顏料上。例如,改性顏料可使用描述于美國專利No.5,554,739、5,707,432、5,837,045、5,851,280、5,885,335、5,895,522、5,900,029、5,922,118、和6,042,643、和PCT公開W099/23174的方法制備,其說明書在此作為參考完全并入本發(fā)明。與使用例如聚合物和/或表面活性劑的分散劑型方法相比,這種提供更穩(wěn)定的基團在顏料上的連接。離子基團可以是陰離子或陽離子且與相反電荷的抗衡離子締合,包括無機或有機抗衡離子如Na+、K+、Li+、麗4+、NR,4+、乙酸根、N03-、S04-2、R,SO"R,OS(V、OfT和Cr,其中R'表示氫或有機基團如取代的或未取代的芳基和/或烷基基團。可離子化基團能夠在使用介質(zhì)中形成離子基團的那些。可陰離子化基團形成陰離子和可陽離子化基團形成陽離子。優(yōu)選,連接的基團是有機基團。有機離子基團包括描述于美國專利No.5,698,016的那些,其說明書此作為參考完全并入本發(fā)明。陰離子基團是帶負電荷的離子基團,其可由具有可形成陰離子的可離子化取代基如酸性取代基的基團(可陰離子化基團)生成。它們還可以是可離子化取代基的鹽中的陰離子。陰離子基團的代表性例子包括-COCT、-S(V、-OS03'、-HPCV、-OPCV2、和-PO/2??申庪x子化基團的代表性例子包括-COOH、-S03H、-P03H2、-R,SH、-R,OI^p-S02NHCOR',其中R'表示氬或有機基團如取代的或未取代的芳基和/或烷基基團。例如,連接的基團可包含羧酸基團、磺酸基團、硫酸根基團、或其鹽,如苯羧酸基團、苯二羧酸基團、苯三羧酸基團、苯磺酸基團、或其鹽。連接的有機基團還可以是任何這些物質(zhì)的取代的衍生物。陽離子基團是帶正電荷的有機離子基團,其可由可形成陽離子的可離子化取代基如質(zhì)子化胺(可陽離子化基團)生成。例如,烷基或芳基胺可在酸性介質(zhì)中被質(zhì)子化以形成銨基團-NT^PT,其中R'表示有機基團如取代的或未取代的芳基和/或烷基基團。陽離子基團還可以是帶正電荷的有機離子基團。例子包括季銨基團(-NR'3+)和季轔基團(-PR'3+)。在此,R,表示氫或有機基團如取代的或未取代的芳基和/或烷基基團。當改性顏料包含具有連接的有機基團的顏料時,有機基團可以是聚合物的。優(yōu)選,聚合物基團包含上述的離子或可離子化基團。因此,有機基團可以是包含一個或多個陰離子或可陰離子化基團的聚合物基團。例子包括,但不限于,聚酸如聚丙烯酸、聚曱基丙烯酸、丙烯酸或曱基丙烯酸的共聚物,包括苯乙烯-丙烯酸聚合物,和含馬來酸酐的聚合物的水解衍生物。有機基團還可以是包含一個或多個陽離子或可陽離子化基團的聚合物基團。例子包括,但不限于,直鏈或支鏈的聚胺如聚乙烯亞胺(PEI)、乙烯亞胺的低聚物(如五乙烯胺,PEA)和聚乙烯亞胺的衍生物。如上所述,在本發(fā)明方法中,聚合物和顏料組合以形成混合物。該混合物可以是干燥形式或可以是分散體或懸浮液的形式,取決于用于制備它的聚合物和顏料的形式。例如,聚合物可以是固體形式(如粉末或蠟)或液體形式(如粘性或非粘性液體,包括糖漿或油)。另外,聚合物可以是含水或非水聚合物溶液、懸浮液、分散體、或乳液的形式。優(yōu)選,聚合物可以是聚合物溶液的形式,和,尤其是,包含水或水與水混溶性溶劑如醇的混合物的含水聚合物溶液的形式。另外,顏料可以是干燥形式(如粉末、粒料、或濾餅)或在液體中的含水或非水分散體或懸浮液的形式。另外,顏料可以是濕濾餅的形式,包含約20-80%的液體如水,但仍為固體或半固體形式。優(yōu)選,顏料是顏料懸浮液或分散體的形式和,尤其是,包含水或水與水混溶性溶劑如醇的混合物的含水顏料懸浮液或分散體的形式。如果聚合物或顏料是包括液體介質(zhì)的形式,如溶液、分散體、或懸浮液,那么所得混合物因此是類似的形式?;蛘撸绻酆衔锘蝾伭隙疾皇前后w介質(zhì)的形式,那么所得混合物是固體或半固體形式,包括例如易流動性或粘性粉末、糊、或油灰。最后,如果聚合物或顏料,但不是兩者,是包括液體介質(zhì)的形式,那么所得混合物可具有液體或固體形式,取決于液體介質(zhì)的用量。聚合物和顏料可使用本領域已知的任何技術或設備組合,這取決于組分和產(chǎn)生的混合物的形式。例如,如果聚合物和顏料都不是具有液體介質(zhì)的形式或所得混合物是固體或半固體形式,可以使用高強度混合條件。這些條件是本領域技術人員已知的且可使用設計用于混合、共混、攪拌、勻化、分散、和/或配混材料的各種高強度混合器和類似設備而實現(xiàn)。高強度混合器可以是間歇、半連續(xù)、或連續(xù)混合器,但連續(xù)混合器相對間歇處理設備而言提供經(jīng)濟和實際的優(yōu)點且一般是優(yōu)選的。高強度混合器的例子包括,但不限于,單或雙行星混合器、雙軸行星混合器(尤其其中一個軸具有鋸齒形葉片的那些)、螺旋混合器如雙螺旋混合器或雙葉片圓錐形混合器、雙臂捏合機如Brabender或Farrel混合器、高強度混合器這種Henschel或papenmeir混合器、2或3輥混合器、和單或雙(雙)螺桿擠出機。高強度混合條件也可包括使用真空而得到的低壓條件。例如,如果聚合物和/或顏料是包含液體介質(zhì)的形式,和所得混合物也是這種形式,可以使用高剪切混合。因此,混合可在合適的容器中在高剪切條件下采用能夠提供研磨或沖擊作用如液體剪切空化的設備或其它減小顆粒尺寸的裝置進行。不同的剪切設備可結(jié)合或串聯(lián)使用,如水平介質(zhì)磨機、垂直介質(zhì)磨機如磨碎機、球磨機、錘磨機、轉(zhuǎn)盤銷式磨機、流能磨、噴磨機、聲波器等。優(yōu)選,高剪切在高壓流體碰撞反應器中發(fā)生。其它例子包括,但不限于,高壓均化器、轉(zhuǎn)子定子、分配設備、沖擊分散器(介質(zhì)/球)等。聚合物和顏料可在足以產(chǎn)生所需混合物的溫度和時間內(nèi)組合?;旌蠒r間和溫度兩者取決于若干因素,包括例如顏料的種類和形式,聚合物的種類、分子量和形式,和各組分的相對量。通常,各組分在約5t:至約7(rc,優(yōu)選約15。C至約50。C,和更優(yōu)選約20。C至約3(TC的溫度下組合。在組合步驟過程中可發(fā)生溫度升高,這取決于所用的混合設備的種類?;旌蠒r間通常是約5分鐘至約24小時,優(yōu)選約10分鐘至約12小時,和更優(yōu)選約30分鐘至約2小時。在制備混合物后,本發(fā)明方法進一步包括將混合物加熱至約70。C至250。C的溫度以形成顏料組合物的步驟。加熱可使用能夠?qū)⒒旌衔锏臏囟壬咧了铚囟确秶娜魏我阎脑O備進行。例子包括加熱套、熱電偶、熱浴等。還包括以上討論的且可在混合過程中增加溫度的高強度混合器和高剪切混合器。優(yōu)選,混合物被加熱至約10(TC至20(TC和更優(yōu)選約14(rC至185。C的溫度。另外,加熱可在惰性氣氛如氮或氬下進行。混合物^皮加熱足夠時間以形成所需顏料組合物。該時間取決于各種因素,包括聚合物的種類、反應規(guī)模、和顏料與聚合物的相對比率。另外,如果混合物是包含液體介質(zhì)的形式或使用包含液體介質(zhì)的形式的顏料或聚合物制備的,介質(zhì)在加熱步驟過程中也被除去。因此,加熱步驟也可以是其中介質(zhì)蒸發(fā)的干燥步驟,和用于加熱的時間包括干燥該混合物所必需的時間。在本發(fā)明方法優(yōu)選的實施方案中,混合物被加熱足夠時間以使大量的羧酸銨基團轉(zhuǎn)化成在加熱過程中被除去的氨。典型地,混合物被加熱約5分鐘至5天,如約1小時至約3天的時間。任何本領域已知的干燥方法也可用于加熱步驟,包括例如烘爐干燥、噴霧干燥和閃蒸。聚合物和顏料根據(jù)各組分的形式可按照各種比率組合。例如,如果聚合物和顏料都以不含液體介質(zhì)的形式加入,每一組分的量可優(yōu)選為以顏料對聚合物的重量計約5:1至1:5,更優(yōu)選以顏料對聚合物的重量計約5:1至1:1,和最優(yōu)選以顏料對聚合物的重量計約2:l至l:l。如果顏料和/或聚合物是包含液體介質(zhì)的形式,各組分的量取決于顏料或聚合物的濃度。聚合物溶液、分散體、懸浮液或乳液濃度通常是約0.1%至25%重量,優(yōu)選約1%至20%重量,和更優(yōu)選約2%至10%重量。顏料分散體或懸浮液通常是1%至25%重量,優(yōu)選約2%至20%重量,和更優(yōu)選約5%至15%重量。所加的量或所用的濃度可調(diào)節(jié)使得顏料與聚合物的比率落入上述范圍內(nèi)。在本發(fā)明方法中,聚合物和顏料組合以形成混合物,并將該混合物加熱以形成顏料組合物。所得顏料組合物包含大于50%,優(yōu)選大于60%,更優(yōu)選大于70%的顏料。因此,本發(fā)明顏料組合物不同于聚合物組合物如涂料、油墨等,因為這些組合物包含分散在聚合物中的顏料。典型的涂料和油墨組合物產(chǎn)生包含低于50%重量顏料的涂層或圖像。盡管不愿局限于理論,據(jù)信在聚合物和顏料混合物加熱后,聚合物發(fā)生化學和/或物理變化,而對顏料表面沒有其它反應。因此,據(jù)信本發(fā)明方法不引發(fā)顏料與聚合物反應,而是將聚合物自身轉(zhuǎn)化。例如,如果聚合物包含至少一種羧酸基團的銨鹽,據(jù)信在加熱時,銨羧酸鹽基團轉(zhuǎn)化成羧酸基團。聚合物也可,或單獨地,經(jīng)歷交聯(lián)反應,其中聚合物的分子量在加熱過程中增加。據(jù)信所得聚合物組合物因此包含顏料和聚合物,該聚合物不同于用于制備它的聚合物。已發(fā)現(xiàn)該方法能夠產(chǎn)生連接的聚合物含量高于可供選擇的方法的顏料組合物。本發(fā)明方法可進一步包括將聚合物組合物分散以形成顏料分散體的步驟。優(yōu)選聚合物組合物被分散在包括水或水與水混溶性溶劑的混合物的水介質(zhì)中,由此形成含水顏料分散體。如果顏料組合物由包括水介質(zhì)的混合物形成,那么該步驟也可稱作再分散步驟,和在這種情況下水介質(zhì)可相同或不同。本領域已知用于制備顏料分散體的任何方法可用于該分散(或再分散)步驟。例如,分散體可使用高剪切混合條件形成,和可以使用任何上述設備或方法。優(yōu)選的方法包括使用堿,單獨地或與高剪切混合條件組合使用。例如,水溶性堿如氫氧化物試劑可用于分散顏料組合物,所述氫氧化物試劑是包含Off離子的^5威,包括氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋰和氫氧化銨。也可使用其它氫氧化物鹽、以及氫氧化物試劑的混合物。另外,也可使用其它在水介質(zhì)中產(chǎn)生Off離子的堿性試劑。例子包括碳酸鹽如碳酸鈉、碳酸氫鹽如碳酸氫鈉、和醇化物如曱醇鈉和乙醇鈉。因此,本發(fā)明進一步涉及包含上述顏料組合物的含水顏料分散體。顏料組合物的用量根據(jù)顏料和聚合物的相對量而變化,但足以產(chǎn)生包含約O.l%至25%重量顏料的含水顏料分散體。盡管本發(fā)明含水顏料分散體可使用最少的額外組分制備,但是也可包括合適的添加劑以向含水顏料分散體賦予各種性能,包括改善的分散穩(wěn)定性。其它添加劑可包括以下關于本發(fā)明噴墨油墨組合物更詳細描述的那些。本發(fā)明含水顏料分散體可進一步純化和/或分級以除去可共存在于分散體中的雜質(zhì)或不需要的游離物質(zhì)。例如,含水顏料分散體可例如通過過濾、離心、或兩種方法的組合洗滌以去除未反應的原料、副產(chǎn)物鹽和其它反應雜質(zhì)。產(chǎn)物也可例如使用本領域熟練技術人員已知的技術通過蒸發(fā)而分離或通過過濾和干燥而回收。另外,使用膜或離子交換的已知的超濾/滲濾技術可用于純化分散體和除去大量的游離離子和非所需物質(zhì)。任選的抗衡離子交換步驟也可在純化工藝中進行,由此采用已知的離子交換技術如超濾、反滲透、離子交換柱等將形成含水顏料分散體一部分的抗衡離子用替換的抗衡離子(包括,如兩親離子)交換或替換。可交換的抗衡離子的具體例子包括,但不限于,Na+、K+、Li+、NH4+、Ca2+、和Mg"。本發(fā)明的顏料組合物和含水顏料分散體可用于各種應用,包括,但不限于油墨、涂料、塑料、紙、紡織品和橡膠產(chǎn)品。尤其是,它們已被發(fā)現(xiàn)有效地用于噴墨油墨組合物,尤其含水噴墨油墨組合物。因此,本發(fā)明還涉及噴墨油墨組合物,包含a)液體載色劑和b)本發(fā)明的顏料組合物或本發(fā)明的含水顏料分散體。優(yōu)選顏料組合物或含水顏料分散體使用以上更詳細描述的本發(fā)明方法而制備。通常,噴墨油墨組合物由用作載體的載色劑和著色劑如染料或顏料組成。添加劑和/或助溶劑可引入以調(diào)節(jié)油墨,實現(xiàn)所需性能。優(yōu)選,用于本發(fā)明噴墨油墨組合物的液體載色劑是含水載色劑,和噴墨油墨組合物因此是含水噴墨油墨組合物。含水載色劑可與關于制備改性的有機著色劑分散體的方法以上所述的相同。用于本發(fā)明噴墨油墨組合物的顏料組合物或含水顏料分散體與上述的相同,且以有效地提供所需圖像質(zhì)量(例如,光學密度)而沒有不利地影響噴墨油墨的性能的量存在。例如,通常使用顏料組合物或含水顏料分散體以提供包含基于油墨重量的約O.l%至約20%的顏料的量的噴墨油墨組合物。也可使用著色劑的混合物。另外,使用包含描述于例如美國專利No.5,630,868、5,803,959、5,837,045和5,922,U8中的改性顏料產(chǎn)物的配方也在本發(fā)明范圍內(nèi),這些專利都在此作為參考并入本發(fā)明。本發(fā)明的噴墨油墨組合物可用最少的額外組分(添加劑和/或助溶劑)和處理步驟形成。但是,合適的添加劑也可引入這些噴墨油墨組合物中以賦予許多所需性能,同時保持組合物的穩(wěn)定性。例如,可加入表面活性劑以進一步增加組合物的膠體穩(wěn)定性。其它添加劑是本領域熟知的,且包括潤濕劑、殺生物劑、粘結(jié)劑、干燥促進劑、滲透劑等。特定添加劑的量根據(jù)各種因素變化,但通常存在量是0%至40%。另外,本發(fā)明噴墨油墨組合物可進一步引入染料以改性顏色平衡和調(diào)節(jié)光學密度。這些染料包括食品染料、FD&C染料、酸性染料、直接染料、活性染料、酞菁磺酸的衍生物包括銅酞菁衍生物、鈉鹽、銨鹽、鉀鹽、鋰鹽等。噴墨油墨組合物可使用如用于上述顏料組合物和含水顏料分散體的那些的方法純化和/或分級。這樣,不需要的雜質(zhì)或不需要大顆??沙ヒ陨删哂辛己玫目傮w性能的噴墨油墨。本發(fā)明通過以下實施例進一步闡明,所述實施例本質(zhì)上僅為示例性的。實施例實施例1-4-含水顏料分散體的制備以下實施例描述使用本發(fā)明方法制備本發(fā)明含水顏料分散體。實施例l將30gJoncryl683(分子量Mw為8,000-10.000和酸值為165的水溶性苯乙烯丙烯酸類共聚物,可得自JohnsonPolymer,Inc.)、12.5mL濃氫氧化銨和655mLDI水的混合物使用SilversonRotor-StatorMixer組合,直至所有的固體完全溶解。向該快速攪拌的溶液中加入37.5gPY74作為濕濾餅(20。/。水分含量,可得自SunChemical)。所得混合物隨后在室溫下在高剪切混合條件使用SilversonRotor-StatorMixer在1,000-5,000RPM下攪拌1小時。所得黃色混合物倒入Pyrex蒸發(fā)皿(約l/!3滿)中并置于A級(ClassA)爐中?;旌衔镫S后在1750。C下加熱18小時,由此形成固體黃色顏料組合物。所得顏料組合物冷卻至室溫和與400mLDI水組合,隨后90mL1MNaOH組合,并隨后在高剪切混合條件下使用SilversonRotor-StatorMixer分散。混合在1,000-5,000RPM下繼續(xù)1小時。在此過程中定期檢查pH和使用另外的1MNaOH調(diào)節(jié)至大于12.5。所得含水顏料分散體隨后在水浴中用Misonix探頭聲波器(MisonixSonicator3000)聲處理,直至中值體積(mV)粒徑4氐于180nm(4吏用MicrotracParticleSizeAnalyzer測定)。含水顏料分散體使用聚砜中空纖維膜(孔徑:0.05微米)和0.1MNaOH作為補充液體通過滲濾純化。滲余物的固體含量在整個滲濾過程中調(diào)節(jié)和保持在10%。在10體積的堿之后,補充液體變?yōu)镈I水和繼續(xù)滲濾直至滲透物的導電率<250微西門子。最終濃度調(diào)節(jié)至10%固體。最后,分散體進一步在冰浴中使用Misonix探頭(MisonixSonicator3000)聲處理直至最終中值體積(mV)粒徑是約100nm。本發(fā)明所得含水黃色顏料分散體的性能在下表1中給出。實施例2103g顏料紅122濾餅(71%水分含量,可得自SunChemical)用于替代PY74外。用于加熱步驟的爐溫度是150。C。本發(fā)明所得含水紅色顏料分散體的性能在下表l中給出。實施例3本發(fā)明含水藍色顏料分散體使用類似于實施例l所述的過程制備,除了81g顏料藍15:4濾餅(63%水分含量,可得自SunChemical)用于替代PY74外。用于加熱步驟的爐溫度是150。C。本發(fā)明所得含水紅色顏料分散體的性能在下表1中給出。實施例4本發(fā)明含水黑色顏料分散體使用類似于實施例l所述的過程制備,除了30gBlackPearls700炭黑(BP700,可得自CabotCorporation)用于替代PY74外。用于加熱步驟的爐溫度是150。C。本發(fā)明所得含水黑色顏料分散體的性能在下表1中給出。對比例l含水黑色顏料分散體使用類似于實施例4所述的過程制備,除了在將黑色顏料和聚合物組合后,所得混合物不在爐中加熱外。樣品直接在第一聲處理步驟之后滲濾。所得對比含水黑色顏料分散體的性能在下表l中給出。含水顏料分散體的性能實施例1-4和對比例1的含水顏料分散體的性能在下表1中給出。表l:分散體的性能<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>如在以上實施例中討論的,粒徑使用MicrotracParticleSizeAnalyzer測定,和記錄值是是中值體積粒徑(mV)。鈉離子濃度使用Orion鈉離子選擇性探頭測定和記錄為每克固體的鈉的微克數(shù)。連接百分數(shù)使用TAInstrumentsTGAModel2950由熱重分析(TGA)計算。對于TGA分析,樣品在氮氣氛下才艮據(jù)以下溫度分布分析(除非另有所指):10。C/分鐘直到110。C,在110。C下保持IO分鐘,在10。C/分鐘下繼續(xù)加熱直到800。C,和在800。C下保持10分鐘。百分數(shù)連接通過將最終產(chǎn)物在110。C和80(TC之間的重量損失與原料在ll(rC和800。C之間的重量損失相比而確定。如表l中的結(jié)果所示,通過將顏料和包含羧酸基團的銨鹽的聚合物組合隨后加熱而制備的本發(fā)明顏料組合物具有高含量的連接的聚合物,而且產(chǎn)生具有良好的(較低的)顏料粒徑的含水顏料分散體。連接的聚合物的量預期根據(jù)所用的顏料的種類和尺寸而變化。但是,比較使用相同的類型顏料產(chǎn)生的兩種分散體(實施例4和對比例1,都使用相同的黑色顏料),結(jié)果清楚地顯示使用本發(fā)明方法的高得多的連接水平,以及較d、粒徑分散。實施例5-8-噴墨油墨組合物的制備本發(fā)明噴墨油墨組合物以在下表2所示配方使用實施例l-4的含水顏料分散體制備。表2:噴墨油墨配方:<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>將實施例8的黑色噴墨油墨組合物倒入HP45盒中和由HPP1OOO熱噴墨打印機打印。印刷在三種不同的普通紙上進行:HPBrightWhite(HPBW),HammermillCopyPlus(HCP)和Xerox4024(4024)。實施例5-7的彩色噴墨油墨組合物由Canoni550熱噴墨打印機打印到各種光澤介質(zhì)上。發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的各噴墨油墨組合物打印良好,產(chǎn)生具有理想的總體性能的印刷圖像。例如,評估使用實施例8的黑色噴墨油墨組合物打印的圖像的OD、干燥時間、輪廓色污斑(highlightersmear)和水牢度。結(jié)果在下表3中給出。表3:在各種紙張類型上的黑色印刷結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>在表3中,干燥時間是指對擦過印刷圖像的表面的一張紙油墨不再發(fā)生顏色轉(zhuǎn)移的時間,以秒計。輪廓色污斑是指在2遍高升(highliter)摩擦過程中轉(zhuǎn)移的顏料的OD(酸和堿高升的平均值)。最后,水牢度是指在1000微升水在45。角下在印刷之后5分鐘內(nèi)滴到印刷圖像上時是否出現(xiàn)顏料流動。表3中的結(jié)果顯示,本發(fā)明噴墨油墨組合物可用于產(chǎn)生具有良好的總體性能的印刷圖像。以上對本發(fā)明優(yōu)選的實施方案的描述是為了解釋和說明目的而給出。這不意味著是窮盡的或?qū)⒈景l(fā)明限定至所公開的精確形式。改性和變化根據(jù)以上教導是可能的,或根據(jù)本發(fā)明的實施而得到。選擇和描述所述實施方案以解釋本發(fā)明的原理和實際應用以使本領域技術人員能夠?qū)⒈景l(fā)明以各種實施方案和各種變型應用,如適于所考慮的具體用途。本發(fā)明的范圍由所附權利要求及其等同物限定。權利要求1.一種制備顏料組合物的方法,包括以下步驟i)將包含至少一種羧酸基團的銨鹽的聚合物和顏料組合以形成混合物,和ii)加熱該混合物至約70℃至250℃的溫度以形成顏料組合物。2.權利要求1的方法,其中聚合物是含水聚合物溶液的形式。3.權利要求1的方法,其中顏料是含水顏料懸浮液或分散體的形式。4.權利要求1的方法,其中聚合物和顏料在高強度或高剪切混合條件下組合。5.權利要求1的方法,其中顏料和聚合物按照顏料與聚合物的5:1至1:5的重量比組合。6.權利要求5的方法,其中顏料與聚合物的重量比是5:1至1:1。7.權利要求1的方法,其中聚合物包含至少10%重量的至少一種羧酸基團的銨鹽。8.權利要求7的方法,其中聚合物包含至少20%重量的至少一種羧酸基團的銨鹽。9.權利要求7的方法,其中聚合物包含至少30%重量的至少一種羧酸基團的銨鹽。10.權利要求I的方法,其中聚合物是丙烯酸銨聚合物或曱基丙烯酸銨聚合物。11.權利要求l的方法,其中聚合物是苯乙烯-丙烯酸銨聚合物或苯乙烯-曱基丙烯酸銨聚合物。12.權利要求1的方法,其中混合物使用噴霧干燥器加熱。13.權利要求1的方法,其中顏料包括藍色顏料、黑色顏料、棕色顏料、青色顏料、綠色顏料、白色顏料、紫色顏料、品紅色顏料、紅色顏料、黃色顏料、或其混合物。14.一種制備含水顏料分散體的方法,包括以下步驟i)將包含至少一種羧酸基團的銨鹽的聚合物和顏料組合以形成混合物,iii)在水介質(zhì)中分散該顏料組合物以形成含水顏料分散體。15.權利要求14的方法,其中顏料組合物在高剪切混合條件下分散。16.權利要求14的方法,其中顏料組合物通過加入堿而分散。17.—種噴墨油墨組合物,包含a)液體載色劑和b)顏料組合物,其中顏料組合物通過包括以下步驟的方法制備i)將包含至少一種羧酸基團的銨鹽的聚合物和顏料組合以形成混合物,和ii)加熱該混合物至約70°C至250°C的溫度以形成顏料組合物。18.權利要求17的噴墨油墨組合物,其中聚合物是含水聚合物溶液的形式。19.權利要求17的噴墨油墨組合物,其中顏料是含水顏料懸浮液或分散體的形式。20.權利要求17的噴墨油墨組合物,其中聚合物和顏料在高強度或高剪切混合條件下組合。21.權利要求17的噴墨油墨組合物,其中顏料和聚合物按照顏料對聚合物的重量比5:1至1:5組合。22.權利要求21的噴墨油墨組合物,其中顏料對聚合物的重量比是5:1至1:1。23.權利要求17的噴墨油墨組合物,其中聚合物包含至少10%重量的至少一種羧酸基團的銨鹽。24.權利要求23的噴墨油墨組合物,其中聚合物包含至少20%重量的至少一種羧酸基團的銨鹽。25.權利要求23的噴墨油墨組合物,其中聚合物包含至少30%重量的至少一種羧酸基團的銨鹽。26.權利要求17的噴墨油墨組合物,其中聚合物是丙烯酸銨聚合物或曱基丙烯酸銨聚合物。27.權利要求17的噴墨油墨組合物,其中聚合物是苯乙烯-丙烯酸銨聚合物或苯乙烯-曱基丙烯酸銨聚合物。28.權利要求17的噴墨油墨組合物,其中混合物使用噴霧干燥器加熱。29.權利要求17的噴墨油墨組合物,其中顏料包括藍色顏料、黑色顏料、棕色顏料、青色顏料、綠色顏料、白色顏料、紫色顏料、品紅色顏料、紅色顏料、黃色顏料、或其混合物。30.權利要求17的噴墨油墨組合物,其中液體載色劑是含水載色劑。31.—種噴墨油墨組合物,包含a)液體載色劑和b)含水顏料分散體,其中含水顏料分散體通過包括以下步驟的方法制備i)將包含至少一種羧酸基團的銨鹽的聚合物和顏料組合以形成混合物,和ii)力口熱該混合物至約70°C至250。C的溫度以形成包含聚合物和顏料的顏料組合物,和iii)在水介質(zhì)中分散該顏料組合物以形成含水顏料分散體。32.權利要求31的噴墨油墨組合物,其中顏料組合物在高剪切混合條件下分散。33.權利要求31的噴墨油墨組合物,其中顏料組合物通過加入堿而分散。34.權利要求31的噴墨油墨組合物,其中液體載色劑是含水載色劑。全文摘要本發(fā)明涉及一種制備顏料組合物的方法,包括將聚合物和顏料組合以形成混合物和加熱該混合物至約70℃至250℃的溫度以形成該顏料組合物。該方法可進一步包括將該顏料組合物在水介質(zhì)中分散以形成含水顏料分散體的步驟。還公開了該顏料組合物和含水顏料組合物可用于噴墨油墨組合物。文檔編號C09B67/20GK101273097SQ200680035166公開日2008年9月24日申請日期2006年7月21日優(yōu)先權日2005年7月22日發(fā)明者保羅·S·帕倫博申請人:卡伯特公司