CN1293154C - 喷墨打印墨水用色料、喷墨打印墨水、含该色料的颜料水分散液及有机和无机复合颗粒 - Google Patents

喷墨打印墨水用色料、喷墨打印墨水、含该色料的颜料水分散液及有机和无机复合颗粒 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种喷墨打印墨水用色料,其平均粒径为0.001~0.15μm,该色料包括:作为包核颗粒的体质颜料、在至少部分所述包核颗粒的表面上形成的胶合剂涂层和在至少部分所述胶合剂涂层上均匀形成的有机颜料涂层。该喷墨打印墨水用色料不仅具有高的着色强度和清晰的色泽,而且尽管是细颗粒,还具有优异的分散性和耐光性。

Description

喷墨打印墨水用色料、喷墨打印墨水、含该色料的颜料水分散液及有机 和无机复合颗粒
技术领域
本发明涉及喷墨打印墨水用色料、喷墨打印墨水、颜料水分散液和有机与无机复合颗粒,更具体地,本发明涉及喷墨打印墨水用色料,其不仅显示出高着色强度和清晰的色泽,而且尽管颗粒很细仍具有优异分散性和耐光性;喷墨打印墨水,其不仅具有优异的分散稳定性和耐光性,而且在喷墨记录设备的头部没有阻塞;含有此色料的颜料水分散液;以及有机与无机复合颗粒。
背景技术
近年来,各种办公自动化设施如个人电脑的发展在商务和家庭应用中迅速普及。喷墨打印机作为这些办公自动化设施用的一种记录设备,由于其最近趋于廉价和高性能而得到广泛地使用。
在实际使用当中,重要的是喷墨打印机要具有更高的可靠性和更宽的应用性。为了满足这些要求,在喷墨打印机中使用的喷墨打印墨水要求在打印机头部没有阻塞,而且要显示出优异的分散稳定性、高打印影象密度、优异的耐水性和耐光性等。
迄今为止,使用了各种在打印机头部不出现阻塞、良好的分散稳定性、良好的色度和良好的透明度的染料作为喷墨打印墨水的色料。然而,这些染料由于有毒性而产生了有关问题。为了解决这个问题,以及满足被打印材料耐光性的最近要求,人们试图用颜料代替染料。对于此事实,日本专利申请公开第11-131001号(1999)描述道“由于其固有的特性,染料具有诸如用其打印的影象耐水性和耐光性差等问题,为了解决这些问题,试图开发出以颜料代替染料的墨水”。
当使用颜料作为喷墨打印墨水用的色料时,与使用染料作为色料的情况相比,能够形成具有更高影象密度和更优异的耐水性和耐光性的打印影象。然而,由于喷墨打印墨水中一般80%是水,将颜料分散得很好是很困难的,特别是其中的有机颜料。此外,由于颜料不象染料,一般是不溶于水的,如果使用这样的颜料,很难在稳定条件下长期保存喷墨打印墨水,而会出现诸如喷墨打印机头部易于被此种墨水堵塞的问题。
另一方面,如果减小色料的粒径,预期使用这样色料的墨水将可以防止头部的堵塞,在透明度上可以改善。然而,具有小粒径的色料倾向于引起诸如在墨水组合物中分散性不佳、使用这样色料墨水的耐光性低等问题。
通常地,使用颜料的喷墨打印用墨水(日本专利申请公开9-227812(1997)、11-131001(1999)和2000-53901)、使用偶联剂使颜料和树脂颗粒偶联制备的色料(日本专利2,903,631和3,097,208)以及通过偶联剂把染料结合到二氧化硅颗粒表面上制备的色料(日本专利3,105,511)是公知的。
目前,强烈要求提供一种喷墨打印用墨水,其不仅在着色强度、耐光性和分散性方面是优异的,而且也显示出清晰的色泽。然而,常规色料仍然不能满足这些要求。
在日本专利申请公开第9-227812(1997)号和2000-53901中公开了一种含颜料和胶体二氧化硅以获得高质量打印影象的喷墨记录水溶液。然而,有机颜料显示出在喷墨打印墨水组合物中分散不良,致使得到的喷墨打印墨水不能显示出良好的分散稳定性和其打印影象足够的耐光性。此外,由于在此墨水组合物中含有大量对显色没有贡献的胶体二氧化硅,就很难充分地增大墨水的颜料浓度,因此不能得到高密度的打印影象。
在日本专利申请公开第11-131001(1999)中公开了含与细颗粒二氧化硅和硫酸钡粘接的颜料的喷墨记录液。可是由于细颗粒在颜料表面上的附着力很弱,当分散在喷墨打印墨水组合物中时,细颗粒倾向于从颜料上解吸下来,致使难于得到具有优异分散稳定性和抗阻塞性能的喷墨打印墨水以及用其打印影象的优异耐光性。
在日本专利2,903,631和3,097,208中公开了一种喷墨打印墨水,其中分散的颗粒通过使用偶联剂使颜料和树脂颗粒进行反应而得到。如在下面的对比例中所示,由于偶联反应是在溶液中进行的,不能对有机颜料施加足够的剪切力。因此很难把有机颜料以细颗粒的形式分散,所以不能将有机颜料均匀地附着到树脂颗粒表面上。
在日本专利3,105,511中公开了通过硅烷基偶联剂把染料附着到二氧化硅颗粒表面上制备的颗粒。如在下面的对比例所述,由于染料被附着到二氧化硅颗粒的表面上,得到的着色二氧化硅颗粒不能显示出足够的耐光性。
另外,在日本专利申请公开第11-323174号和2000-11339中公开了铁基黑色复合颗粒,其含有黑色氧化铁颗粒或黑色氧化铁氢氧化物颗粒;在黑色氧化铁颗粒或黑色氧化铁氢氧化物颗粒表面上形成涂层,其包含从烷氧硅烷或聚硅氧烷得到的有机硅烷化合物;以及在此涂层表面上形成的炭黑涂层。然而,在此现有技术中描述的技术范围是把炭黑固定在铁基黑色颗粒上,很不同于为得到高色度色料的技术。此外,由于铁基颗粒具有高达5~5.5的比重,当使用铁基颗粒作为其色料时,可能很难得到具有足够分散稳定性的喷墨打印墨水。
作为本发明人潜心研究的结果,发现如下的一种色料,其不仅显示出高的着色强度和清晰的色泽,而且尽管是细颗粒也具有优异的分散稳定性和耐光性,因此适合于用做喷墨打印墨水的色料,这种色料的平均粒径为0.001~0.15μm,并包含作为包核颗粒的体质颜料、在此包核颗粒表面的至少一部分上形成的胶合剂涂层以及在此胶合剂涂层的至少一部分表面上形成的有机颜料涂层。本发明在该发现的基础上获得。
发明内容
本发明的目的是提供一种喷墨打印墨水用的色料,其中有机颜料通过胶合剂以均匀粘接涂层的形式附着在体质颜料的表面上,同时保持极细分散的状态,而且它不仅显示出高的着色强度和清晰的色泽,而且尽管是细颗粒还显示出优异的分散性和耐光性。
本发明的另一个目的是提供一种喷墨打印墨水,其不仅显示出优异的分散稳定性和耐光性,而且在喷墨记录设备的头部没有阻塞。
本发明的再一个目的是提供一种含有这种喷墨打印墨水用色料的颜料水分散液。
本发明的又一个目的是提供一种有机和无机复合颗粒,其平均粒径为0.001~小于0.01μm,其中有机颜料通过胶合剂均匀地附着在白色无机颗粒表面上形成有机颜料涂层。
为了实现此目的,本发明的第一方面提供了一种喷墨打印墨水用色料,该色料具有0.001~0.15μm的平均粒径,其包括:
作为包核颗粒的体质颜料;
在所述包核颗粒的至少部分表面上均匀形成的胶合剂涂层;以及
在所述胶合剂涂层的至少部分上面均匀形成的有机颜料涂层。
本发明的第二方面提供了一种喷墨打印墨水用色料,该色料具有0.001~0.15μm的平均粒径、15~500m2/g个BET比表面、1.3~3.5的比重和小于1000cm2/g的遮盖力,该色料含有:
作为包核颗粒的体质颜料;
在所述包核颗粒的至少部分表面上形成的胶合剂涂层;以及
在所述胶合剂涂层的至少部分上面均匀形成的有机颜料涂层,其含量基于100重量份的所述体质颜料为1~500重量份。
本发明的第三方面提供了一种喷墨打印墨水用色料,该色料具有0.001~0.15μm的平均粒径,该色料包括:
作为包核颗粒的体质颜料;
在所述包核颗粒的至少部分表面上形成的胶合剂涂层;
在所述胶合剂涂层的至少部分上面均匀形成的有机颜料涂层;和
在至少部分所述有机颜料涂层上形式外涂层,该外涂层含有至少一种选自阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂和聚合分散剂的物质。
本发明的第四方面提供了一种喷墨打印墨水用色料,该色料具有0.001~0.15μm的平均粒径,该色料包括:
作为包核颗粒的体质颜料;
在所述包核颗粒的至少部分表面上形成的涂层,该涂层包括至少一种选自氢氧化铝、氧化铝、氢氧化硅和氧化硅的化合物;
在所述涂层的至少部分表面上形成的胶合剂涂层;
在所述胶合剂涂层的至少部分上面均匀形成的有机颜料涂层。
本发明的第五方面提供了一种喷墨打印墨水用色料,该色料具有0.001~0.15μm的平均粒径,该色料包括:
作为包核颗粒的体质颜料;
在所述包核颗粒的至少部分表面上形成的涂层,该涂层包括至少一种选自氢氧化铝、氧化铝、氢氧化硅和氧化硅的化合物;
在至少部分所述涂层上形成的胶合剂涂层;
在所述胶合剂涂层的至少部分上面均匀形成的有机颜料涂层;和
在至少部分所述有机颜料涂层上形式外涂层,该外涂层含有至少一种选自阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂和聚合分散剂的物质。
本发明的第六方面提供了一种喷墨打印墨水,其含有墨水基础溶液和喷墨打印墨水用色料,该色料具有0.001~0.15μm的平均粒径并且包括:
作为包核颗粒的体质颜料;
在所述包核颗粒的至少部分表面上形成的胶合剂涂层;以及
在至少部分所述胶合剂涂层上均匀形成的有机颜料层;
本发明的第七方面提供了一种喷墨打印墨水,该墨水包括在第二到第五方面中任何一方面中所定义的色料和墨水基础溶液。
基于此墨水基础溶液的重量,所述色料的量为1~20wt%。
本发明的第八方面提供了一种颜料水分散液,该水分散液包括颜料水分散液用的基础溶液和10~40wt%的平均粒径0.001~0.15μm的喷墨打印墨水用色料,该色料包括:
作为包核颗粒的体质颜料;
在至少部分所述包核颗粒表面上形成的胶合剂涂层;以及
在至少部分所述胶合剂涂层上均匀形成的有机颜料涂层。
本发明的第九方面提供了一种喷墨打印墨水,该墨水含有分散剂、水和颜料水分散液,该颜料水分散液包含颜料水分散液用的基础溶液和10~40wt%的平均粒径0.001~0.15μm的喷墨打印墨水用色料,该色料包括:
作为包核颗粒的体质颜料;
在至少部分所述包核颗粒表面上形成的胶合剂涂层;以及
在至少部分所述胶合剂涂层上均匀形成的有机颜料涂层。
本发明的第十方面提供了平均粒径为0.001~小于0.01μm的有机和无机复合颗粒,其包含:
作为包核颗粒的白色无机颗粒;
在至少部分所述白色无机颗粒表面上形成的胶合剂涂层;以及
在至少部分所述胶合剂涂层上均匀形成的有机颜料涂层,基于100重量份的白色无机颗粒,其用量为1~500重量份。
本发明的第十一方面提供了平均粒径为0.001~小于0.01μm的有机和无机复合颗粒,其包含:
作为包核颗粒的体质颜料;
在至少所述包核颗粒表面上形成的涂层,该涂层含有选自氢氧化铝、氧化铝、氢氧化硅和氧化硅的化合物;
在至少部分所述涂层的表面上形成的胶合剂涂层;
在至少部分所述胶合剂涂层上均匀形成的有机颜料涂层,基于100重量份的白色无机颗粒,其用量为1~500重量份。
附图说明
图1是在实施例1中使用的二氧化硅颗粒的显微照片(放大50,000倍);
图2是在实施例1中使用的有机颜料A的显微照片(放大50,000倍);
图3是在实施例1中使用的色料的显微照片(放大50,000倍);
图4是在实施例1中作为比较使用的二氧化硅颗粒和有机颜料A简单混合物的显微照片(放大50,000倍);
图5是在实施例17中使用的有机颜料B的显微照片(放大50,000倍);
图6是在实施例17中使用的喷墨打印墨水用色料的显微照片(放大50,000倍);
图7是在实施例1中作为比较使用的二氧化硅颗粒和有机颜料B简单混合物的显微照片(放大50,000倍);
图8是在实施例18中使用的有机颜料D的显微照片(放大50,000倍);
图9是在实施例18中得到的喷墨打印墨水用色料的显微照片(放大50,000倍);
图10是在实施例1中作为比较使用的二氧化硅颗粒和有机颜料D简单混合物的显微照片(放大50,000倍)。
具体实施方式
下面详细描述本发明。
首先描述本发明的喷墨打印墨水用色料和有机和无机复合颗粒。
本发明的喷墨打印墨水用色料,其平均粒径为0.001~0.15μm,含有作为包核颗粒的体质颜料、在至少部分各包核颗粒表面上形成的胶合剂涂层以及在至少部分该胶合剂涂层上均匀形成的有机颜料涂层。
按照本发明的有机和无机复合颗粒,其平均粒径为0.001~小于0.01μm,含有作为包核颗粒的白色无机颗粒、在至少部分各种白色无机颗粒表面上形成的胶合剂涂层,以及在至少部分该胶合剂涂层上形成的有机颜料涂层。
作为在本发明中使用的体质颜料,其实例为:二氧化硅颗粒如二氧化硅粉末、白炭黑颗粒、细硅酸粉末和硅藻土颗粒、黏土颗粒、碳酸钙颗粒、沉淀硫酸钡颗粒、氧化铝白色颗粒、滑石粉、透明二氧化钛颗粒、缎光白颗粒等。在这些体质颜料中,考虑到得到的喷墨打印墨水用色料具有良好的色泽,优选二氧化硅颗粒。
作为在本发明中使用的白色无机颗粒,除了上述体质颜料以外,实例为:白色颜料如二氧化钛颗粒和氧化锌颗粒、珠光颜料如钛云母颗粒和白云母颗粒等。根据对其所要求的性能或者根据其应用,此白色无机颗粒可以适当地选自上面所举例的各种颗粒。
这些包核颗粒可以具有任何适当的形状,比如球形颗粒、粒状颗粒、多面体颗粒、针状颗粒、纺锤状颗粒、米粒状颗粒、薄片状颗粒、鳞片状颗粒和盘状颗粒。
特别是在喷墨打印墨水用色料的情况下,其包核颗粒优选具有球状、粒状或多面体状的形状。考虑到所得到喷墨打印墨水的良好分散稳定性,球状颗粒或粒状颗粒的球形度(平均粒径(平均长轴径)/平均短轴径;在后面简称为“球形度”)从1.0到小于2.0。
包核颗粒的平均粒径优选为0.0009~0.14μm,更优选为0.002~0.11μm,再更优选为0.004~0.09μm。
当包核颗粒的平均粒径大于0.14μm时,得到的色料可能更粗,导致损害透明性和分散性。当包核颗粒的平均粒径小于0.0009μm时,这样的颗粒由于颗粒太细,倾向于凝聚。结果,很难在包核颗粒表面上形成均匀的胶合剂涂层,以及很难均匀地把有机颜料附着在此涂层的表面上。
包核颗粒的BET比表面值优选不小于15m2/g。当BET比表面值小于15m2/g时,包核颗粒变得粗糙,得到的色料也就很粗,因此倾向于损害透明性和分散性。考虑到所得到的色料的良好透明性和分散性,包核颗粒的BET比表面值更优选不小于20m2/g,还更优选不小于25m2/g。考虑到在包核颗粒的表面上形成均匀的胶合剂涂层或者在此胶合剂涂层表面上形成均匀的有机颜料涂层,包核颗粒的BET比表面值上限优选是500m2/g,更优选是450m2/g,还更优选是400m2/g。
在本发明中使用的包核颗粒,其比重优选为1.3~4.2,更优选为1.4~3.8,还更优选为1.5~3.4。当包核颗粒的比重大于4.2时,得到的色料的比重可能也太高。
至于包核颗粒的色度,其数值C*优选不大于12.0,更优选不大于10.0,还更优选不大于8.00。当包核颗粒的C*值大于12.0时,由于包核颗粒的色泽太浓,可能难以得到显示出清晰色泽的目标色料。
在本发明中使用的包核颗粒优选具有不大于1,000cm2/g的遮盖力,更优选不大于750cm2/g,还更优选不大于500cm2/g。在喷墨打印墨水用色料的情况下,其包核颗粒具有不大于400cm2/g的遮盖力,更优选不大于300cm2/g,还更优选不大于200cm2/g,进一步更优选不大于100cm2/g。喷墨打印墨水用色料的包核颗粒,当其遮盖力大于400cm2/g时,得到的色料倾向于在透明性上劣化。
在本发明中使用的胶合剂,可以是任何种类的可以把有机颜料粘接到包核颗粒的胶合剂。优选胶合剂的例子可以包括有机硅化合物,比如烷氧硅烷、氟代烷氧硅烷和聚硅氧烷;各种偶联剂,比如硅烷基的偶联剂、钛酸酯基的偶联剂、铝酸酯基的偶联剂和锆酸酯基的偶联剂;低聚物;聚合物等。这些胶合剂可以单独使用,也可以以两种或多种混合物的形式使用。考虑到通过此胶合剂把有机颜料粘接在包核颗粒表面上的强度,更优选的胶合剂是有机硅化合物,比如烷氧硅烷、氟代烷氧硅烷和聚硅氧烷,以及各种偶联剂,比如硅烷基偶联剂、钛酸酯基偶联剂、铝酸酯基偶联剂和锆酸酯基偶联剂。
特别在使用细二氧化硅颗粒作为包核颗粒的情况下,优选使用有机硅化合物或硅烷基偶联剂作为胶合剂。
作为在本发明中使用的有机硅化合物,是至少一种选自下面的有机硅化合物:(1)由烷氧硅烷得到的有机硅化合物;(2)聚硅氧烷或改性的聚硅氧烷,该改性聚硅氧烷选自(2-A)用至少一种选自聚醚、聚酯和环氧化合物的化合物改性的聚硅氧烷(在下面简称为“改性聚硅氧烷”)和(2-B)其分子末端被至少一个选自羧酸基、醇基和羟基的基团改性的聚硅氧烷;和(3)由氟代烷基硅烷化合物得到的氟代烷基有机硅烷化合物。
由通式(I)表示的烷氧硅烷可以制造有机硅化合物(1):
R1 aSiX4-a                                  (I)
其中,R1是C6H5-、(CH3)2CHCH2-或n-CbH2b+1(这里b是1~18的整数);X是CH3O-或C2H5O-;而a是0~3的整数。
烷氧硅烷具体的例子可以包括:甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、异丁基三甲氧基硅烷、癸基三甲氧基硅烷等。在这些烷氧硅烷中,从解吸百分比和有机颜料的粘附效果的观点出发,优选甲基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷和异丁基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷,更优选甲基三乙氧基硅烷和甲基三甲氧基硅烷。
作为聚硅氧烷(2),可以使用由通式(II)表示的化合物:
这里R2是H-或CH3-,而d是15~450的整数。
作为改性聚硅氧烷(2-A),可以使用:
(a1)用如通式(III)表示的聚醚改性的聚硅氧烷:
Figure C0212225100141
这里R3是-(CH2)h-;R4是-(CH2)i-CH3;R5是-OH、-COOH、-CH=CH2、-CH(CH3)=CH2或-(CH2)j-CH3;R6是-(CH2)k-CH3;g和h是1~15的整数;i、j和k都是0~15的整数;e是1~50的整数,而f是1~300的整数;
(a2)用如通式(IV)表示的聚酯改性的聚硅氧烷:
这里R7、R8和R9是-(CH2)q-可以相同或不同;R10是-OH、-COOH、-CH=CH2、-CH(CH3)=CH2或者-(CH2)r-CH3;R11是-(CH2)s-CH3;n和q是1~15的整数;r和s是0~15的整数;e’是1~50的整数;而f’是1~300的整数;
(a3)用如通式(V)的环氧化合物改性的聚硅氧烷:
 这里R12是-(CH2)v-;v是1~15的整数;t是1~50的整数,而u是1~300的整数;
或者使用它们的混合物。
作为端基改性的聚硅氧烷(2-B),可以使用如通式(VI)表示的化合物:
这里R13和R14是-OH、R16-OH或R17-COOH,可以相同或不同;R15是-CH3或-C6H5;R16和R17是-(CH2)y-;其中y是1~15的整数;w是1~200的整数;而x是0~100的整数。
从解吸百分比和粘附有机颜料效果的观点出发,优选具有甲基氢硅氧烷单元的聚硅氧烷、用聚醚改性的聚硅氧烷和其端基被羧酸基团改性的聚硅氧烷。
氟代烷基有机硅烷(3)可以由如通式(VII)表示的氟代烷基硅烷化合物制造:
CF3(CF2)zCH2CH2(R18)a’SiX4-a’                  (VII)
这里R18是CH3-、C2H5-、CH3O-或C2H5O-;X是CH3O-或C2H5O-;而z是0~15的整数;a’是0~3的整数。
氟代烷基硅烷的具体例子可以包括三氟丙基三甲氧基硅烷、十三氟辛基三甲氧基硅烷、十六氟癸基三甲氧基硅烷、十七氟癸基二甲氧基硅烷、三氟丙基乙氧基硅烷、十三氟辛基三乙氧基硅烷、十七氟硅烷三乙氧基硅烷等。从解吸百分比和粘附有机颜料效果的观点出发,优选三氟丙基三甲氧基硅烷、十三氟辛基三甲氧基硅烷和十七氟癸基三甲氧基硅烷,更优选三氟丙基三甲氧基硅烷和十三氟辛基三甲氧基硅烷。
作为硅烷基偶联剂,其实例为:乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-氯丙基三甲氧基硅烷等。
作为钛酸酯基偶联剂,其实例为:钛酸异丙基三硬脂酰酯、钛酸异丙基三(二辛基焦磷酸)酯、钛酸异丙基三(N-氨乙基-氨乙基)酯、钛酸四辛基二(磷酸二(十三烷基))酯、钛酸四(2,2-二芳氧基甲基-1-丁基)二(二(十三烷基磷酸酯))酯、钛酸二(二辛基焦磷酸酯)氧乙酸酯、钛酸二(二辛基焦磷酸酯)-亚乙基酯等。
作为铝酸酯基的偶联剂,其实例为:乙酰烷氧基二异丙酸铝、二异丙氧基单乙基乙酰乙酸铝、三乙基乙酰乙酸铝、三乙酰基丙酮酸铝等。
作为锆酸酯偶联剂,其实例为:四乙酰基丙酮酸锆、二丁氧基乙酰基丙酮酸锆、四乙基乙酰乙酸锆、三丁氧基单乙基乙基乙酸锆、三丁氧基乙酰丙酮酸锆等。
优选使用分子量300~小于10,000的低聚物。优选使用分子量约10,000~约100,000的聚合物。考虑到在包核颗粒上形成均匀的涂层,优选呈液态或可溶解于水或各种溶剂的低聚物或聚合物。
基于涂有胶合剂的包核颗粒的重量,胶合剂涂层的量优选为0.01~15.0wt%,更优选为0.02~12.5wt%,还更优选为0.03~10.0wt%(以C计算)。
当胶合剂涂层的量小于0.01wt%时,可能难于在100重量份的包核颗粒上粘附少于1重量份的有机颜料。当胶合剂涂层的量高于15.0wt%时,由于在100重量份的包核颗粒上可以粘附上1~500重量份包核颗粒,为了形成高于15.0wt%的胶合剂涂层,这是不必要的。
作为在本发明中使用的有机颜料,其实例为:通常作为涂料色料使用的各种有机颜料和树脂,比如有机红基颜料、有机蓝基颜料、有机黄基颜料、有机绿基颜料、有机橙基颜料、有机棕基颜料和有机紫基颜料。
有机红基颜料的例子可以包括喹吖啶酮颜料如喹吖啶酮红、偶氮基颜料如持久胭脂红和持久红、稠合偶氮颜料如稠合偶氮红、茈颜料如茈红等。有机蓝基颜料的例子可以包括酞菁基颜料,比如无金属酞菁蓝、酞菁蓝和坚牢天蓝、碱性蓝等。有机黄基颜料的例子可以包括单偶氮基颜料如Hanza黄、双偶氮基颜料如联苯胺黄和持久黄、稠合偶氮颜料如稠合偶氮黄等。有机绿基颜料的例子可以包括酞菁基颜料,比如酞菁绿等。有机橙基颜料的例子可以包括偶氮基颜料,比如持久橙、李索坚固橙和硫化坚固橙等。有机棕基颜料的例子可以包括偶氮基颜料,比如持久棕和偶合棕等。有机紫基颜料的例子可以包括偶氮基颜料,比如坚固紫等。
根据所需的色泽,这些有机颜料可以以其任何两种混合物的形式使用,或者根据所需色泽和性能,可以使用两种或多种同样的颜色类型。
基于100重量份包核颗粒,所粘附的有机颜料的量优选为1~500重量份,更优选为30~400重量份,还更优选为50~300重量份。
当粘附的有机颜料的量少于1重量份时,在包核颗粒上涂布的有机颜料量太少,难以得到按照本发明具有清晰色泽的目标色料。当粘附的有机颜料量高于500重量份时,由于粘附的有机颜料太多,有机颜料倾向于从包核颗粒上解吸下来。结果,色料在喷墨打印墨水或载色剂中的分散性变差。
根据包核颗粒的颗粒形状和尺寸不同,本发明的喷墨打印墨水用色料和有机和无机复合颗粒的颗粒形状和尺寸可以在很宽范围内。这些色料和有机和无机复合颗粒的颗粒造型可以和包核颗粒相似,即其尺寸稍大于包核颗粒。
具体说来,本发明的喷墨打印墨水用色料的平均粒径一般为0.001~0.15μm,优选0.003~0.12μm,更优选为0.005~0.10μm。
本发明的有机和无机复合颗粒的平均粒径优选为0.001~小于0.01μm。
当本发明的喷墨打印墨水用色料的平均粒径大于0.15μm时,由于其粒径太大,可能难以避免得到的喷墨打印墨水堵喷墨打印装置头部。当色料的平均粒径小于0.001μm时,由于其颗粒太细,颗粒倾向于凝聚在一起,使其难以将色料分散在喷墨打印墨水中。
按照本发明的喷墨打印墨水用色料和有机和无机复合颗粒,其BET比表面值优选为15~500m2/g,更优选为20~450m2/g,还更优选为25~400m2/g。当BET比表面值小于15m2/g时,得到的喷墨打印墨水用色料和有机和无机复合颗粒太粗。因此喷墨打印墨水用色料的透明性倾向于恶化。当BET比表面值大于500m2/g时,由于颗粒太细,得到的喷墨打印墨水用色料和有机和无机复合颗粒倾向于凝聚,导致在喷墨打印墨水或载色剂中的分散性恶化。
至于本发明的喷墨打印墨水用色料的色度,其C*值优选不小于20,更优选不小于21,再更优选不小于22。特别是在使用有机红基颜料或有机黄基颜料作为有机颜料时,其C*值优选不小于40,更优选不小于45,再更优选不小于50。当C*值小于20时,得到的喷墨打印墨水用色料不能显示出清晰的色泽。
按照本发明的喷墨打印墨水用色料,其比重优选为1.3~3.5,更优选为1.4~3.0,再更优选为1.5~2.5,进一步更优选为1.6~2.2。当喷墨打印墨水用色料的比重大于3.5时,其分散稳定性倾向于恶化。
按照本发明的喷墨打印墨水用色料,其遮盖力优选小于1,000cm2/g,更优选小于900cm2/g,再更优选小于800cm2/g。当遮盖力不小于1,000cm2/g时,喷墨打印墨水用色料在透明性上倾向于恶化。
当用下述评估方法进行测量时,本发明的喷墨打印墨水用色料和有机和无机复合颗粒的着色强度优选不小于110%,更优选不小于115%,再更优选不小于120%。
当用目测观察并用如下的方法进行评估时,有机颜料从本发明的喷墨打印墨水用色料和有机和无机复合颗粒中的解吸度优选在5级或者4级,更优选在5级。当有机颜料的解吸度在1、2或3级时,喷墨打印墨水用色料和有机和无机复合颗粒在喷墨打印墨水或载色剂中的均匀分散倾向于受到解吸的有机颜料的抑制。
至于本发明的喷墨打印墨水用色料和有机和无机复合颗粒的耐光性,当用下面描述的评估方法进行测量时,其ΔE*值优选不大于3.0,更优选不大于2.5,还更优选不大于2.0。当ΔE*值大于3.0时,用含有这样的色料的喷墨打印墨水和使用此种色料的涂料和树脂组合物打印的影象不能显示出足够的耐光性。
如果需要的话,本发明的喷墨打印墨水用色料的至少部分表面可以进一步涂布表面活性剂和/或聚合分散剂。用表面活性剂和/或聚合分散剂涂布的色料,在喷墨打印墨水中发分散性以及分散稳定性方面都比未涂布的色料有所改善。
表面活性剂的例子可以包括阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂和阳离子表面活性剂。考虑到在喷墨打印墨水中的分散性和分散稳定性改善的效果,在这些表面活性剂当中优选阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂。
优选的阴离子表面活性剂的具体例子可以包括脂肪酸盐、硫酸酯、磺酸盐、磷酸酯等。在这些阴离子表面活性剂当中,更优选硫酸酯和磺酸盐。
优选的非离子表面活性剂的特定例子可以包括聚乙二醇类阴离子表面活性剂,比如聚乙二醇烷基醚和聚乙二醇芳基醚;多羟基醇类非离子表面活性剂,比如脂肪酸缩水山梨糖醇酯等。在这些非离表面活性剂当中,更优选聚乙二醇类非离子表面活性剂。
优选的阳离子表面活性剂的特定例子可以包括胺盐类阳离子表面活性剂、季铵盐类表面阳离子活性剂等,在这些阳离子表面活性剂当中,更优选季铵盐类阳离子表面活性剂。
作为聚合分散剂,可以使用碱溶性树脂,比如苯乙烯-丙烯酸共聚物、苯乙烯-马来酸共聚物、聚丙烯酸衍生物等。
基于用表面活性剂和/或聚合分散剂涂布的色料重量,表面活性剂和/或聚合分散剂的涂布量优选为0.1~10.0wt%,更优选为0.2~7.5wt%,还更优选为0.3~5.0wt%(以C计算)。
当表面活性剂和/或聚合分散剂的涂布量小于0.1wwt%时,可能难以改善在喷墨打印墨水中的分散性和分散稳定性。当表面活性剂和/或聚合分散剂的涂布量大于10wt%时,对在喷墨打印墨水中分散性和分散稳定性的改性效果已经饱和。因此,用这样大量的表面活性剂和/或聚合分散剂涂布色料是不必要的和无意义的。
按照本发明用表面活性剂和/或聚合分散剂涂布的色料,在粒径、BET比表面值、比重、色泽、遮盖力、着色强度、耐光性和有机颜料解吸度等方面与没有涂布本发明的表面活性剂和/或聚合分散剂的色料是基本相同的。
如果需要的话,在本发明的喷墨打印墨水用色料和有机和无机复合颗粒中,包核颗粒的表面可以预先涂布至少一种化合物,此化合物选自氢氧化铝、氧化铝、氢氧化硅、氧化硅。使用具有这种由至少一种选自氢氧化铝、氧化铝、氢氧化硅、氧化硅的化合物组成的涂层(在后面称做“中间涂层”)的包核颗粒的喷墨打印墨水用色料、有机和无机复合颗粒,与不使用具有中间涂层的包核颗粒的那些相比,能够更有效地减少从包核颗粒表面解吸的有机颜料的量。
基于用中间涂层涂布的包核颗粒的重量,中间涂层的量优选为0.01~20wt%(以Al、SiO2或者Al和SiO2的和计算)。
当中间涂层的量小于0.01wt%时,可能难以实现降低解吸有机颜料量的作用。只要中间涂层的量在0.01~20wt%之间,就足可以达到降低解吸有机颜料量的效果。因此,形成大于20wt%量的中间涂层就没有必要了。
使用具有本发明中间涂层的包核颗粒制造的喷墨打印墨水用色料,在粒径、BET比表面值、比重、色泽、遮盖力、着色强度和耐光性等方面与使用没有本发明中间涂层的色料是基本一样的。在包核颗粒上形成中间涂层所改善的有机颜料从该色料上的解吸度,使得此色料优选显示出5级的有机颜料解吸度。
使用具有本发明中间涂层的包核颗粒制造的有机和无机复合颗粒,在粒径、BET比表面值、色泽、着色强度和耐光性等方面与使用没有本发明中间涂层的色料是基本一样的。在包核颗粒上形成中间涂层所改善的有机颜料从有机和无机复合颗粒上的解吸度,使得此有机和无机复合颗粒优选显示出5级的有机颜料解吸度。
下面描述含有本发明色料的喷墨打印墨水。
本发明的喷墨打印墨水含有本发明的喷墨打印墨水用色料、分散剂和水,如果需要,可以进一步含有水溶性树脂、渗透剂、调湿剂、水溶性溶剂、pH值调节剂、防腐剂等。
基于墨水基础溶液在重量,在喷墨打印墨水中所含色料的量一般是1~20wt%。
基于喷墨打印墨水用色料的重量,在喷墨打印墨水中所含分散剂的量优选为5~200wt%,更优选为7.5~150wt%,还更优选为10~100wt%。
作为分散剂,可以使用与涂布色料表面所用的相同的表面活性剂和/或聚合分散剂。考虑到色料在喷墨打印墨水中良好的分散性和得到的墨水良好分散稳定性,表面活性剂优选阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂,而聚合分散剂优选水溶性树脂,比如苯乙烯-丙烯酸共聚物。
作为喷墨打印墨水用溶剂,可以使用水,如果需要,与水溶性有机溶剂结合使用。基于墨水基础溶液的重量,喷墨打印墨水中所含水溶性有机溶剂的量优选为1~50wt%,更优选为1~40wt%,还更优选为1~30wt%。
水溶性有机溶剂的例子可以包括单羟基醇,比如甲醇、乙醇、正丙醇和异丙醇;二羟基醇,比如乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、丙二醇和二丙二醇;三羟基醇,比如甘油;聚亚烷基二醇,比如聚乙二醇;多羟基醇的低级烷基醚,比如二乙二醇单丁基醚、乙二醇单丁基醚和乙二醇单乙基醚等。这些水溶性有机溶剂可以单独使用,或者以两种或多种混合物的形式使用。在这些水溶性有机溶剂当中,优选二羟基醇。
分散在本发明喷墨打印墨水中的色料,其平均分散的粒径(D50)优选不大于0.2μm,更优选不大于0.15μm,还更优选不大于0.1μm。当此分散的粒径(D50)大于0.2μm时,则喷墨记录设备的头部就倾向于被其堵塞,在喷墨打印墨水中色料的分散性倾向于恶化。
当进行目测观察并用下面描述的方法进行评估时,本发明喷墨打印墨水的分散稳定性优选为4级或5级,更优选为5级。分散粒径(D50)变化的百分比优选不大于10%,更优选不大于8%。
至于使用本发明喷墨打印墨水形成的打印影象的色度,其C*值优选不小于20,更优选不小于22,还更优选不小于24。特别是,当喷墨打印墨水含有这样的使用有机红基颜料或有机黄基颜料作为有机颜料的色料时,其打印影象的C*值优选不小于40,更优选不小于45,还更优选不小于50。当C*值小于20时,得到的打印影象不能显示出清晰的色泽。
至于使用本发明喷墨打印墨水所得到的打印影象的耐光性,其ΔE*值优选不大于3.0,更优选不大于2.5,还更优选不大于2.0。
当用目测观察并用下面描述的方法进行评估时,本发明喷墨打印墨水在头部的抗阻塞性能优选为4级或5级,更优选为5级。
下面描述含有本发明喷墨打印墨水用色料的颜料水分散液,用此水分散液来制造喷墨打印墨水。
本发明的颜料水分散液含有本发明的喷墨打印墨水用色料,其含量一般为10~40wt%,优选为15~35wt%。
本发明的颜料水分散液含有上述喷墨打印墨水用色料、分散剂和水,如果需要,可进一步含有水溶性树脂水溶性溶剂等。
作为颜料水分散液用的分散剂,可以使用与在上述喷墨打印墨水中使用的相同分散剂。
在本发明颜料水分散液中所含的色料,其分散粒径(D50)优选不大于0.15μm,更优选不大于0.12μm,还更优选不大于0.09μm。
当目测观察和用下面描述的方法进行评估时,本发明颜料水分散液的分散稳定性优选为4级或5级,更优选为5级。分散粒径(D50)上的变化百分比优选不大于12%,更优选不大于10%。
使用本发明颜料水分散液得到的喷墨打印墨水,能够显示出更为优异的分散状态,使得在墨水中所含的色料的分散粒径(D50)优选不大于0.15μm,更优选不大于0.12μm,还更优选不大于0.09μm。
下面描述按照本发明的喷墨打印墨水用色料和有机和无机复合颗粒的制造方法。
本发明的喷墨打印墨水用色料和有机和无机复合颗粒可以这样制备:将包核颗粒与胶合剂混合,在各个包核颗粒至少部分表面上形成胶合剂涂层;然后将涂有胶合剂的包核颗粒与有机颜料混合,在至少部分胶合剂涂层上形成有机颜料涂层。
在包核颗粒表面上形成胶合剂涂层可以通过将包核颗粒与胶合剂机械混合和搅拌来进行,或者通过将包核颗粒和胶合剂机械混合并搅拌,同时在包核颗粒上喷洒胶合剂来进行。可以使用基本全部添加量的胶合剂来涂布包核颗粒的表面。
然而,在使用烷氧硅烷或者氟代烷基硅烷作为胶合剂的情况下,可以把部分烷氧硅烷或氟代烷基硅烷以有机硅烷化合物的形式进行涂布,这种化合物是通过涂布步骤由烷氧硅烷或氟代烷基硅烷制造的。即使在这样的情况下,随后进行的有机颜料在胶合剂涂层上的粘附也没有不良的影响。
为了在包核颗粒的表面上均匀地涂布胶合剂,优选使用压碎机将凝聚的包核颗粒进行解聚。
将包核颗粒与胶合剂一起混合和搅拌、将有机颜料与涂有胶合剂的包核颗粒一起混合和搅拌、将胶合剂与通过此胶合剂而带有有机颜料涂层的包核颗粒一起混合和搅拌,以及将有机颜料和具有着色的附着层和在其上面形成的胶合剂涂层的包核颗粒一起混合和搅拌,都优选使用如下的设备进行,这种设备要能够对粉末混合物施加剪切力,特别是能够同时进行剪切、刮板敲打和压制等动作的设备。这些设备的例子可以包括轮型捏合机、球型捏合机、叶片型捏合机、辊型捏合机等。在这些设备当中,优选用轮型捏合机来有效地实施本发明。
轮型捏合机的特定例子可以包括轮碾机(类似于混合研磨机、Simpson研磨机和沙磨机)、多级研磨机、Stotz研磨机、湿盘研磨机、角磨机、环形研磨机等。在这些捏合机当中,优选轮碾机、多级研磨机、Stotz研磨机、湿盘研磨机和环形研磨机,更优选轮碾机。球型捏合机的特定例子可以包括振动研磨机等。叶片型捏合机的特定例子可以包括Henschel混合机、行星混合机、Nauter混合机等。辊型捏合机的特定例子可以包括挤出机等。
可以选择混合和搅拌处理条件,使得将胶合剂均匀地涂布在包核颗粒表面上。具体说来,可以适当地按照下面的描述控制混合和搅拌条件,单位长度荷载一般是19.6~1,960N/cm(2~200kg/cm)、优选是98~1,470N/cm(10~150kg/cm),更优选为147~980N/cm(15~100kg/cm);处理时间一般为5min~24hr,优选为10~20hr;搅拌速度一般为2~2,000rpm,优选为5~1,000rpm,更优选为10~800rpm。
基于100重量份包核颗粒,添加的胶合剂的量优选为0.15~45重量份。当胶合剂的添加量为0.15~45重量份时,在100重量份的包核颗粒上能够粘附1~500重量份的有机颜料。
在用胶合剂涂布包核颗粒的表面以后,加入有机颜料,然后与涂布的包核颗粒混合和搅拌,将有机颜料粘附到胶合剂涂层上。如果需要,可进一步将得到的颗粒进行干燥或加热处理。
至于添加法,例如连续添加法和分开添加法。在连续添加有机颜料的情况下,可以缓慢地和一点一点地添加有机颜料,特别是在5min~24hr,优选在5min~20hr的时间内。在分开添加有机颜料的情况下,可以重复进行每100重量份包核颗粒添加5~25重量份有机颜料的步骤和在如下条件下进行搅拌的步骤,直至添加有机颜料的量达到其预先确定的量。
可以适当地选择混合和搅拌条件,以在胶合剂涂层上形成均匀的有机颜料涂层,可以按照如下所述进行控制:单位长度荷载一般是19.6~1,960N/cm(2~200kg/cm),优选是98~1,470N/cm(10~150kg/cm),更优选为147~980N/cm(15~100kg/cm);处理时间一般为5min~24hr,优选为10~20hr;搅拌速度一般为2~2,000rpm,优选为5~1,000rpm,更优选为10~800rpm。
基于100重量份包核颗粒,添加的有机颜料量一般为1~500重量份,优选为30~400重量份,更优选为50~300重量份。当添加的有机颜料量超出上述范围时,可能很难得到喷墨打印墨水用目标色料。
在干燥和加热处理时使用的加热温度优选为40~150℃,更优选为60~120℃,加热时间优选为10min~12hr,更优选为30min~3hr。
而在使用烷氧硅烷或氟代烷基硅烷作为胶合剂的情况下,通过这些步骤,最终在包核颗粒的表面上形成了由有机硅烷化合物组成的涂层,这些有机硅烷可以由烷氧硅烷或含氟有机硅烷化合物得到,而含氟有机硅烷化合物由氟代烷基硅烷得到。
在制造本发明的喷墨打印墨水用色料和有机和无机复合颗粒时,通过上述步骤,加入的有机颜料被细分散并以均匀和致密的粘接涂层的形式通过胶合剂粘附到包核颗粒的表面上。
可以通过用表面活性剂和/或聚合分散剂通过前面得到的色料来制造本发明的其表面被涂布了表面活性剂和/或聚合分散剂的喷墨打印墨水用色料。
可以通过将色料与表面活性剂和/或聚合分散剂进行机械混合和搅拌在色料的表面上形成表面活性剂和/或聚合分散剂涂层。
基于100重量份的色料,添加的表面活性剂和/或聚合分散剂的量优选为0.05~50重量份。通过添加0.05~50重量份的表面活性剂和/或聚合分散剂,能够进一步改善色料在喷墨打印墨水中的分散性和得到的墨水的分散稳定性。
如果需要的话,可以用至少一种选自氢氧化铝、氧化铝、氢氧化硅或氧化硅的化合物预先涂布包核颗粒,然后再与胶合剂混合和搅拌。
中间涂层是按下面的方式形成的。即在通过在水中分散了包核颗粒而形成的水悬浮液中加入铝化合物、硅化合物或者一起加入铝化合物和硅化合物。将得到的混合物一起混合和搅拌,然后如果需要,适当地调节其pH值,以此在包核颗粒的表面上形成中间涂层。此后,将用至少一种选自氢氧化铝、氧化铝、氢氧化硅、氧化硅的化合物涂布而得到的包核颗粒过滤出来,用水洗涤、干燥然后进行粉末化,如果需要,它还可以经受随后的处理,比如脱气和压实。
铝化合物的例子可以包括铝盐,比如乙酸铝、硫酸铝、氯化铝和硝酸铝,碱金属铝酸盐比如铝酸钠等。
硅化合物的例子可以包括3#水玻璃、原硅酸钠、偏硅酸钠等。
下面描述制造本发明喷墨打印墨水的方法。
可以这样制备本发明的喷墨打印墨水:用分散装置将必要量的本发明喷墨打印墨水用色料、分散剂和水进行混合和分散,如果需要,连同添加剂一起处理,比如渗透剂、润湿剂、水溶性溶剂、pH值调节剂和防腐剂,形成初级分散液;然后将得到的分散液进一步与水、水溶性溶剂和其他添加剂一起混合和分散;然后用膜过滤器过滤得到的分散液。
分散装置可以使用球磨机、沙磨机、立式球磨机、辊式研磨机、珠式研磨机、胶体研磨机、超声波均化器、高压均化器等。
下面描述本发明的颜料水分散液的制造方法。
可以这样制备本发明的颜料水分散液:用分散装置将必要量的色料、分散剂和水,如果需要,连同各种添加剂如水溶性树脂和水溶性溶剂,进行混合和分散;然后用膜过滤器过滤得到的分散液。
作为分散装置,可以使用分散器、球磨机、沙磨机、立式球磨机、辊式研磨机、珠式研磨机、胶体研磨机、超声波均化器、高压均化器等。
当使用本发明的颜料水分散液制造喷墨打印墨水时,用分散装置将必要量的颜料水分散液、分散剂和水进行混合和分散,如果需要,和各种添加剂一起进行混合和分散,比如水溶性树脂、渗透剂、润湿剂、水溶性溶剂、pH值调节剂和防腐剂,然后用膜过滤器过滤得到的分散液,得到喷墨打印墨水。
本发明颜料水分散液的量使得在得到的喷墨打印墨水中所含颜料的浓度为1~20wt%。
作为分散装置,可以使用如上所述的同样分散装置。
本发明的要点是喷墨打印墨水用色料和有机和无机复合颗粒,其含有包核颗粒、在至少部分包核颗粒表面上形成的胶合剂涂层和以均匀粘接涂层的形式粘附在至少部分胶合剂涂层上的有机颜料,其不仅能够显示出高的着色强度和清晰的色泽,而且尽管是细颗粒也显示出优异的分散性和分散稳定性。
据认为,本发明的喷墨打印墨水用色料和有机和无机复合颗粒可以显示出清晰色泽的原因如下。这就是说,由于使用的包核颗粒具有低的色度和低的遮盖力,有机颜料可以显示出其固有的色泽而不会受到包核颗粒色泽的遮盖和干扰。
据认为,本发明的喷墨打印墨水用色料和有机和无机复合颗粒可以显示出优异分散性的原因如下。这就是说,由于使用的包核颗粒具有比较高的分散性,以及通过胶合剂在包核颗粒表面上牢固地粘附了有机颜料,从色料和有机和无机复合颗粒上解吸的有机颜料的量就能够降低,致使此色料和有机和无机复合颗粒都能够很好地分散在系统中,而不会为解吸的有机颜料所干扰。
另外,当喷墨打印墨水用色料的表面上涂布有表面活性剂和/或聚合分散剂时,使用这种涂布色料的喷墨打印墨水可以显示出更为优异的分散稳定性。其原因认为是,本发明色料的表面涂布有能够起到亲水表面改性剂作用的表面活性剂和/或聚合分散剂,此色料就能够均匀而稳定地分散在几乎全都用水构成的喷墨打印墨水中。
本发明的喷墨打印墨水不仅显示出优异的分散稳定性,而且还不会堵塞喷墨记录设备的头部。此外,使用此种喷墨打印墨水形成的打印影象可以显示出清晰的色泽和优异的耐光性。
据认为,本发明的喷墨打印墨水能够生产优异的分散稳定性的原因如下。这就是说,一般有机颜料在墨水基础溶液中都是呈分散颗粒的形式,其分散粒径(D50)为大约0.2μm,经过一定时间就倾向于自凝并产生沉淀。与此相反,在本发明的喷墨打印墨水用色料的情况下,由于有机颜料以均匀粘接涂层的形式粘附在通常用做抗沉淀剂的体质颜料的表面上,单个的色料颗粒就能够以很好的分散状态存在于墨水基础溶液中。
据认为,本发明的喷墨打印墨水不堵塞喷墨打印设备头部的原因如下。这就是说,一般有机颜料难于细分散在墨水基础溶液中。另外,由于有机颜料通常是以分散粒径(D50)大约0.2μm的分散颗粒形式存在于墨水基础溶液中,经过一定时间以后,这样的有机颜料倾向于自凝。结果凝聚的有机颜料粒径大于喷墨打印设备头部喷嘴的直径,就引起了头部的堵塞。与此相反,在本发明的喷墨打印墨水用色料的情况下,由于有机颜料粘附在以均匀粘接涂层形式的体质颜料表面上,本发明的喷墨打印墨水用色料可以以良好分散的条件存在于墨水基础溶液中,不会产生自凝。
据认为,用本发明喷墨打印墨水得到的打印影象可以具有清晰色泽的原因如下。这就是说,在本发明的喷墨打印墨水用色料的情况下,一般以分散粒径(D50)大约0.2μm存在于墨水基础溶液中的有机颜料,以均匀粘接涂层的形式粘附在体质颜料的表面上,即单个的有机颜料可以保持在类似于在墨水中极细分散的颗粒状态。此外,色料本身可以显示出在墨水中优异的分散性。
据认为,用本发明的喷墨打印墨水得到的打印影象可以显示出优异耐光性的原因如下。用做喷墨打印墨水色料的是,将明显具有优异耐光性的有机颜料,以和染料相比拟的均匀粘接涂层的形式粘附在体质颜料的表面上而得到的本发明的色料。
本发明的喷墨打印墨水用色料不仅显示出高着色强度和清晰的色泽,而且尽管是细颗粒,也显示出优异的分散性和分散稳定性,因此可以适合于用做喷墨打印墨水用的色料。
本发明的喷墨打印墨水可以显示出优异的分散稳定性,可以防止喷墨记录设备头部的堵塞。另外,使用本发明的喷墨打印墨水得到的打印影象可以显示出清晰的色泽和优异的耐光性。因此,本发明的喷墨打印墨水适于作为喷墨记录用的墨水。
本发明的有机和无机复合颗粒不仅可以显示出高着色强度,而且尽管是细颗粒,还显示出优异的分散性和耐光性,因此,可以适于作为涂料、墨水和树脂组合物的色料。
实施例
通过实施例和对比例更详细地说明本发明,但这些实施例仅仅是说明性的,不对本发明的范围构成限制。
通过如下的方法评估各种性能。
(1)颗粒的平均粒径表示为在显微照片(x50000倍)上观察到的50个颗粒的平均值。
(2)球形度表示为平均粒径(平均长轴径)与平均短轴径之比。
(3)比表面积表示为用BET方法测量的值。
(4)包核颗粒、有机颜料、喷墨打印墨水用色料和有机和无机复合颗粒各自的比重用“多体积密度计1305-模型”(Micro-Meritix Co.,Ltd.制造)测量。
(5)Al和Si的量,此Al和Si是存在于用至少一种选自氢氧化铝、氧化铝、氢氧化硅、氧化硅的化合物涂布的包核颗粒表面上的,分别用3063M型荧光X射线分光光度设备(Rigaku Denki Kogyo Co.,Ltd.制造),按照JIS K0119《荧光X射线分析通则》进行测量。
(6)在包核颗粒表面上形成的胶合剂涂层量、粘附在喷墨打印墨水用色料和有机和无机复合颗粒上的有机颜料量和涂布在喷墨打印墨水用色料表面上的表面活性剂和/或聚合分散剂量,分别用型号为EMIA-2200的Horiba金属、碳和硫分析仪(Horiba Seisakusho Co.,Ltd.制造)测定碳含量来测定。
(7)有机颜料从包核颗粒上的解吸度,目测观察并用下面的方法进行评估,观察的结果分成下面的5级。5级表示从包核颗粒上解吸的有机颜料量最小。
将2g待测颗粒和20mL乙醇放入50mL锥形瓶中,然后用超声波分散60min。随后,将得到的分散液在10,000rpm的转速下离心分离15min,将颗粒和溶剂分离。将得到的颗粒在80℃下干燥1hr,目测其显微照片(5万倍),对在显微照片视野中解吸的和重新凝聚的有机颜料颗粒计数。将此显微照片和由简单混合包核颗粒和有机颜料而不形成胶合剂涂层所得到的混合颗粒的显微照片(5万倍)进行比较。结果分成如下5级。
1级:解吸和重新凝聚的颗粒数与在简单混合的颗粒基本相同;
2级:每100个包核颗粒辨认出30~49个解吸和重新凝聚的颗粒;
3级:每100个包核颗粒辨认出10~29个解吸和重新凝聚的颗粒;
4级:每100个包核颗粒辨认出5~9个解吸和重新凝聚的颗粒;
5级:每100个包核颗粒辨认出0~4个解吸和重新凝聚的颗粒;
(8)色泽,包核颗粒、有机颜料、喷墨打印墨水用色料和有机和无机复合颗粒的色泽用如下的方法测定:
用Hoover研磨机将0.5g各种试样和0.5g蓖麻籽油在一起紧密捏合形成膏状物。在得到的膏状物中加入4.5g透明清漆,然后紧密捏合形成涂料。用150μm(6mil)涂布器将得到的涂料涂在浇注上光的纸张上,得到涂膜纸(薄膜厚度大约30μm)。所得涂膜纸用型号MSC-IS-2D的多光谱色度计(Suga Shikenki Co.,Ltd.制造)进行测量,按照JIS Z 8729测定出颜色规范值(L*、a*和b*值)。按照如下的公式计算出表示色度的C*值:
              C*=((a*)2+(b*)2)1/2
(9)着色强度,用下面的方法测量喷墨打印墨水用色料和有机和无机复合颗粒的着色强度:
用150μm(6mil)涂布器将按下述方法制备的原色瓷漆和载色剂瓷漆分别涂布在浇注上光的纸张上得到涂有薄膜的纸。用型号MSC-IS-2D的多光谱色度计(Suga Shikenki Co.,Ltd.制造),按照JIS Z8729测量得到的涂膜纸,测定色规范值(L*值)。得到的L*值之间的差表示为ΔL*值。
然后,以与制造喷墨打印墨水用色料和有机和无机复合颗粒相同的混合比,简单混合有机颜料和包核颗粒制备出混合颜料,作为喷墨打印墨水用色料和有机和无机复合颗粒的标准试样。使用如此制造的混合颜料作为标准试样,以和上面同样的操作程序,制备出原色瓷漆和载色剂瓷漆,形成涂膜纸并测量器L*值。L*之间的差表示为ΔLs*值。
由得到的喷墨打印墨水用色料和有机和无机复合颗粒的ΔL*值和标准试样的ΔLs*值,按照下面的公式计算出着色强度(%);
         着色强度(%)=100+{(ΔLs*-ΔL*)×10}
制备原色瓷漆:
将10g上述试样颗粒、16g氨基醇酸树脂和6g稀释剂掺混在一起。将得到的混合物与90g直径3mmΦ的玻璃珠一起加入到140mL的玻璃瓶中,然后用涂料摇动机混合和分散45min。将得到的混合物与50g氨基醇酸树脂混合,用涂料摇动机进一步分散5min,如此得到原色瓷漆。
制备载色剂瓷漆:
将12g上面制备的原色瓷漆和40gAramic白(分散了二氧化钛的氨基醇酸树脂)一起掺混,用涂料摇动机将得到的混合物混合和分散15min,得到载色剂瓷漆。
(10)遮盖力,使用上面制备的原色瓷漆,按照JIS K5101-8.2方法的遮盖力计,测量包核颗粒、喷墨打印墨水用色料和有机和无机复合颗粒的遮盖力。
(11)耐光性,用如下的方法测量喷墨打印墨水用色料和有机和无机复合颗粒的耐光性:
将如上制备的原色瓷漆涂布在冷轧钢板(0.8mm×70mm×150mm,JIS G-3141)上,干燥形成厚度150μm的涂膜。将如此制备的测试试样的一半覆盖上金属箔,用SUV-W13型“小孔超紫外线测试仪”(Iwasaki Denki Co.,Ltd.制造),以100mW/cm2的强度,用紫外线连续辐照6hr。然后用MSC-IS-2D型多光谱色度计(Suga Shikenki Co.,Ltd.制造)测量试样经紫外线辐照部分和金属箔覆盖的非辐照部分的色泽(L*、a*和b*值)。按照下面的公式由测量的金属箔覆盖非辐照部分和紫外线辐照部分色泽值的差计算出ΔE*值:
           ΔE*=[(ΔL*)2+(Δa*)2+(Δb*)2]1/2
这里,ΔL*表示非辐照部分和紫外线辐照部分的L*值差;Δa*表示非辐照部分和紫外线辐照部分的a*差;而Δb*表示非辐照部分和紫外线辐照部分的b*值差。
(12)分散粒径(D50),用Sympatec Co.,Ltd.制造的Helosla/KA型激光衍射型粒径分布测试设备测量在喷墨打印墨水和颜料水分散液中颗粒的分散粒径。
(13)分散稳定性,用如下的方法评估喷墨打印墨水的分散稳定性。即将25mL待测试的喷墨打印墨水放入比色管中,在60℃下放置1个月。然后目测观察在喷墨打印墨水中得到的色料沉淀度并进行评估。观察到的结果分成如下5级。
1级:无色部分的长度不小于10cm;
2级:无色部分的长度5~小于10cm;
3级:无色部分的长度1~小于5cm;
4级:无色部分的长度小于1cm;
5级:识别不到无色部分。
(14)分散粒径(D50)的变化百分比,按照下面的方法测定在喷墨打印墨水和颜料水分散液中所含颗粒的分散粒径变化百分比:在60℃下将待测试的墨水或颜料水分散液放置1个月以后,用Sympatec Co.,Ltd.制造的型号为Helosla/KA的激光衍射型粒径分布测试装置测量其中所含颗粒的分散粒径(D50)。用放置前后分散粒径变化的量除以放置测试前的分散粒径所得到的值(%)表示分散粒径变化百分比。
(15)喷墨打印墨水的色泽和色度,分别用色规范值(L*、a*和b*值)以及C*值表示,它们分别按照JIS Z 8729,用型号为MSC-IS-2D多光谱色度计(Suga Shijenki Co.,Ltd.制造),测量在平光纸KB(KokuyoCo.,Ltd.制造)上的打印影象的色泽来确定的。
(16)耐光性,用如下的方法测量喷墨打印墨水的耐光性:
用待测的喷墨打印墨水在KB平光纸(Kokuyo Co.,Ltd.制造)上打印出影象。在此打印的纸张的一半,覆盖上金属箔,用型号为SUV-W13的小孔超紫外线测试仪(Iwasaki Denki Co.,Ltd.制造),以强度为100mW/cm2的紫外线连续照射6hr。然后,用型号为MSC-IS-2D的多光谱色度计(Suga Shikenki Co.,Ltd.制造)分别测量在紫外线辐照部分和金属覆盖的未辐照部分的色度(L*、a*和b*值)。按照上面的公式,由纸张的金属箔覆盖未辐照部分和紫外线辐照部分形成的打印影象的色度值之差计算出ΔE*值。此值表现了喷墨打印墨水的耐光性。
(17)抗阻塞性能,按照下面的方法测定喷墨打印墨水的抗阻塞性能。即在型号为Deskjet 970Cxi的喷墨打印机(Hewlett Packard Co.,Ltd.制造)的墨盒中装入待测试的喷墨打印墨水,在室温下反复在KB平光纸(Kokuyo Co.,Ltd.制造)上喷墨打印影象。目测观察打印的影象,检查其不均匀度、缺墨和未喷射的缺陷。将观察到的结果分成下面5级:
1级:在第一张打印纸上的影象就有不均匀度、缺墨和未喷射的缺陷;
2级:直至第5张打印纸上的影象才有不均匀度、缺墨和未喷射的缺陷;
3级:直至第10张打印纸上的影象才有不均匀度、缺墨和未喷射的缺陷;
4级:直至第20张打印纸上的影象才有不均匀度、缺墨和未喷射的缺陷;
5级:直至第25张打印纸上的影象才有不均匀度、缺墨和未喷射的缺陷;
实施例1:
<制造喷墨打印墨水用色料>
将280g甲基氢聚硅氧烷(商标名TSF484,GE Toshiba Silicone Co.,Ltd.制造)加入到7.0kg如图1的显微照片(5万倍)所显示的二氧化硅颗粒中(包核颗粒A;颗粒形状:球形;平均粒径:0.022μm;球形度:1.06;BET比表面:193.8m2/g;比重:2.32;L*值:92.4;a*值:0.2;b*值:0.4;C*值:0.4;遮盖力:10cm2/g),同时用轮碾机操作,在直线负载588N/cm(60kg/cm)和在22rpm的搅拌速度下混合和搅拌得到的混合物30min。
然后在30min内,将7.0kg如图2的显微照片(5万倍)所显示的有机颜料颗粒A(种类:酞菁基颜料;颗粒形状:粒状;平均粒径:0.06μm;BET比表面:71.6m2/g;比重:1.65;遮盖力:630cm2/g;耐光性(ΔE*值):10.8;L*值:17.7;a*值:9.7;b*值:-23.4;C*值:25.4)加入到上述混合物中,同时用轮碾机操作,在22rpm的搅拌速度下,以588N/cm(60kg/cm)的单位长度荷载将得到的混合物混合和搅拌120min,如此形成涂布到在各个二氧化硅颗粒上形成的甲基氢聚硅氧烷涂层上的有机颜料A。用干燥器将得到的颗粒在80℃下干燥60min,如此就得到色料。
如此得到的色料呈粒状的颗粒,其平均粒径为0.026μm,球形度1.07,BET比表面为128.1m2/g,比重1.97。至于此色料的色泽,其L*值为20.9,a*值为9.4,b*值为-21.6,而C*值为23.6。此外,可以确认,此色料的遮盖力为550cm2/g,着色强度为158%,耐光性(ΔE*值)为1.6;有机颜料的解吸度是5级;甲基氢聚硅氧烷的涂布量(以C计算)是1.08wt%,粘附的有机颜料A的量为33.16wt%(以C计算,相当于基于100重量份的100重量份)。
作为如图3所示的显微照片(5万倍)观察的结果,因为从显微照片上几乎没有辨认出有机颜料A,可以确认,基本上全部使用的有机颜料A都用来形成在由甲基氢聚硅氧烷组成的涂层上的有机颜料涂层。进一步确认,所粘附的有机颜料A不再保持初始添加时的颗粒形状和颗粒度,更具体说,有机颜料A具有比包核颗粒更细的颗粒度,以均匀涂层的形式粘附在体质颜料上。
另一方面,以与上面所定义相同的方法,将体质颜料和有机颜料A彼此简单混合,只是不使用胶合剂。如此得到的简单混合颗粒的显微照片(5万倍)如在图4中所示。如在图4中所清楚看到的,在有机颜料A和二氧化硅颗粒彼此简单混合而不使用胶合剂的情况下,可以确认,有机颜料A的粒径没有降低,颗粒是分别和独立地分散的,如此就不能在体质颜料的表面上形成粘附的均匀而致密的涂层。
实施例2:
<制造喷墨打印墨水A>
在沙磨机中加入88.5重量份的离子交换水和1.2重量份的分散剂(聚丙烯酸和苯乙烯-马来酸共聚物(混合比8∶2))并互相混合。然后在混合的溶液中加入10.0重量份在实施例1中得到的色料和0.3重量份消泡剂(聚硅氧烷基消泡剂),将得到的混合物混合和分散1hr,由此得到喷墨打印墨水用初级分散液。
然后以如下所示的混合比混合和搅拌下面各组分,将得到的混合物通过0.5μm的膜过滤器,由此得到喷墨打印墨水。
墨水组成
喷墨打印墨水用初级分散液                    10.0重量份
二乙二醇                                     2.0重量份
离子交换水                                   8.0重量份
如此得到的喷墨打印墨水,其分散粒径(D50)为0.03μm;分散稳定性(目测观察)为5级;分散粒径(D50)变化百分比为6.6%;耐光性(ΔE*)为1.0;抗阻塞性能为5级。至于此喷墨打印墨水的色度,L*值为21.0;a*值为9.0;b*值为-21.5;C*值为23.3。
实施例3
<制造颜料水分散液>
在沙磨机中加入78.5重量份的离子交换水和1.2重量份的分散剂(聚丙烯酸和苯乙烯-马来酸共聚物的混合物(混合比8∶2))并互相混合。然后在此混合溶液中加入20.0重量份的在实施例1中得到的色料和0.3重量份消泡剂(聚硅氧烷基的消泡剂),将得到的混合物混合和分散1hr,并通过0.5μm的膜过滤器过滤,由此得到颜料水分散液。
如此得到的颜料水分散液,其分散粒径(D50)是0.02μm;分散稳定性(目测观察)为5级;分散粒径(D50)变化百分比为6.0%。
实施例4:
<制造喷墨打印墨水B>
在沙磨机中加入25.0重量份在实施例3中得到的颜料水分散液、64.6重量份离子交换水、10.0重量份二乙二醇、0.3重量份分散剂(聚丙烯酸和苯乙烯-马来酸共聚物的混合物(混合比8∶2))和0.1重量份消泡剂(聚硅氧烷基消泡剂),将其混合和分散1hr,然后通过0.5μm的膜过滤器,由此得到喷墨打印墨水B。
如此得到的喷墨打印墨水B,其分散粒径(D50)是0.02μm;分散稳定性(目测观察)是5级;分散粒径(D50)变化百分比是5.9%;耐光性(ΔE*值)0.9;而抗阻塞性能为5级。至于喷墨打印墨水B的色度,L*值是21.3;a*值是9.2;b*值是-21.7;C*值是23.6。
实施例5:
<制造有机和无机复合颗粒>
将140g甲基氢聚硅氧烷(商标名TSF484,GE Toshiba Silicone Co.,Ltd.制造)加入到7.0kg二氧化硅颗粒(颗粒形状:球形;平均粒径:0.005μm;球形度:1.03;BET比表面:312.6m2/g;比重:2.28;L*值:92.2;a*值:0.1;b*值:1.3;C*值:1.3;遮盖力:6cm2/g)中,同时操作轮碾机,在22rpm的搅拌速度下,以588N/cm(60kg/cm)的单位长度荷载将得到的混合物混合和分散20min。
然后,在150min内将上面得到的混合物中加入7.0kg有机颜料B(种类:喹吖啶酮颜料;颗粒形状:粒状;平均粒径:0.58μm;BET比表面:19.3m2/g;比重:1.68;遮盖力:480cm2/g;耐光性(ΔE*值):14.7;L*值:37.0;a*值:51.9;b*值:20.6;C*值:55.8)。同时操作轮碾机,在22rpm的搅拌速度下,以441N/cm(45kg/cm)的单位长度荷载混合和分散得到的混合物,由此得到涂布在各个二氧化硅颗粒上形成的甲基氢聚硅氧烷涂层上的有机颜料B。用干燥机在80℃下干燥得到的颗粒60min,由此得到有机和无机复合颗粒。
如此得到的有机和无机复合颗粒呈粒状颗粒,其平均粒径0.009μm,球形度1.04,其BET比表面是242.5m2/g;比重1.97。至于此有机和无机复合颗粒的色度,其L*值56.8;a*值48.5;b*值18.8;C*值52.0。此外,可以确认,此有机和无机复合颗粒的遮盖力是500cm2/g;着色强度是172%;耐光性(ΔE*值)是1.4;有机颜料的解吸度是5级;甲基氢聚硅氧烷的涂层量是0.53wt%(以C计算),粘附的有机颜料B量是38.45wt%(以C计算;相当于每100重量份二氧化硅颗粒100重量份)。
如观察得到的有机和无机复合颗粒的显微照片的结果,因为在显微照片上几乎没有辨认出有机颜料B颗粒,可以确认,使用的全部有机颜料B基本都用来在由甲基氢聚硅氧烷组成的涂层上形成有机颜料涂层。进一步确认,粘附的有机颜料B不再保持初始添加时的颗粒形状和颗粒度。更具体说,此有机颜料B具有比包核颗粒更细的颗粒度,以均匀粘附层的形式粘附在二氧化硅颗粒的表面上。
包核颗粒1~6:
制备具有在表1中所示性能的包核颗粒1~6。
包核颗粒7:
将20kg二氧化硅颗粒(包核颗粒1)分散在150L水中得到含二氧化硅颗粒的浆液。将如此得到的含二氧化硅颗粒浆液的pH值调节到10.5,然后向其加入水将浆液的浓度调节到98g/L。在将150L浆液加热到60℃后,在浆液中加入2.722mL 1.0mol/L的NaAlO2溶液(相当于基于二氧化硅重量0.5wt%(以Al计算))。将得到的浆液放置30min后,用乙酸将浆液的pH值调节到7.5。在进一步将得到的浆液放置30min后,将此浆液过滤,用水洗涤,干燥和粉化,由此得到其表面涂有氢氧化铝的二氧化硅颗粒。
得到的涂有氢氧化铝的颗粒,其各种性能显示在表3中。
包核颗粒8~12:
进行如制造上述包核颗粒7所定义同样的操作程序,只是包核颗粒的种类、在表面处理步骤中添加的添加剂的种类和数量发生改变,借此得到表面处理过的包核颗粒。
主要的处理条件如在表2中所示,得到的表面处理的包核颗粒的各种性能如在表3所示。
在这些表格中,A和S正如“在表面处理步骤中使用的涂层材料的种类”中所述,分别表示氢氧化铝和氧化硅。
有机颜料A~E:
制备具有如在表4中所示性能的有机颜料A~E。
实施例6~18和对比例1~4:
进行与在实施例1中所定义同样的操作程序,只是包核颗粒的种类、在用胶合剂涂布步骤中添加的胶合剂的种类和数量、在用胶合剂涂布步骤中使用的轮碾机处理的单位长度荷载和处理时间、在有机颜料粘附步骤中粘附的有机颜料的种类和数量,以及在有机颜料粘附步骤中使用的轮碾机处理的单位长度荷载和处理时间发生改变,借此得到色料。
而在实施例10中,用Henschel混合器等将50重量份有机颜料B和70重量份有机颜料D预先混合在一起后,将得到的混合颜料分5次间歇地以每次20.0重量份加入到100重量份的包核颗粒中,使得加入的混合颜料总量为120重量份。
在实施例13中,在用Henschel混合器等将40重量份有机颜料B和20重量份有机颜料A预先混合在一起之后,在120min内将60重量份得到的混合颜料连续地加入到100重量份包核颗粒中。
主要的制造条件显示在表5和表6中,得到的色料的各种性能显示在表7和表8中。
对比例5(日本专利3,097,208的实施例1的跟踪测试)
以下述掺混比在蒸馏水中分散二氧化硅颗粒(包核颗粒1)。将硅烷基的偶联剂(γ-氨丙基三乙氧基硅烷)逐步加入到得到的分散液中。完成了硅烷基偶联剂的添加以后,在50℃下将分散液放置几个小时,直到二氧化硅颗粒与硅烷基偶联剂之间的反应完成。同时,用FT-IR“MAGNA-IR”(Nicolett Co.,Ltd.制造)确定二氧化硅颗粒和硅烷基偶联剂之间的反应结束。将得到的分散液转移到立式球磨机中,在分散液中加入有机颜料A(酞菁基颜料)。将得到的混合物分散12hr,以进行硅烷基偶联剂和有机颜料A之间的反应。
分散液组成:
二氧化硅颗粒                         10.0重量份
蒸馏水                               84.3重量份
硅烷基偶联剂                          0.2重量份
有机颜料A                             5.0重量份
如此得到的彩色二氧化硅颗粒的各种性能显示在表8中。
对比例6(日本专利3,105,511各实施例的跟踪测试)
在500mL装有磁力搅拌和Dean-Start冷阱的圆底烧瓶中放入9.6g二氧化硅颗粒(包核颗粒1),在其中在100℃下干燥24hr。在干燥的二氧化硅颗粒中加入300mL预先在氮气气氛下经共沸蒸馏干燥的甲苯和2.9g硅烷基偶联剂(γ-氨丙基三乙氧基硅烷)。在111℃下回流得到的悬浮液5hr,冷却到室温,然后在大约10,000rpm的转速下离心处理。在从悬浮液中除去上层清液后,用500mL二氯甲烷洗涤得到的沉淀,接着将沉淀和二氯甲烷的混合物进行离心分离。在从混合物中除去上层清液以后,在真空(200mmHg)干燥器中,在40℃下干燥残渣2.5天,由此得到9.6g白色颗粒(产率76%)。
然后,将1.0g上述含有硅烷基偶联剂的二氧化硅颗粒和1.0g亮蓝FCF分散在40mL水中制备的水性混合物放入装有磁力搅拌的圆底烧瓶中,在室温下将其搅拌18hr,然后离心分离。将得到的残渣分散在水中,然后进行离心分离,直至上层清液变成无色。将得到的残渣重新分散在水中,然后用冷冻干燥机进行冷冻干燥,由此得到0.75g无色的二氧化硅颗粒。
得到的无色二氧化硅颗粒的各种性能显示在表8中。
实施例19:
将20g十二烷基苯磺酸钠(阴离子表面活性剂)加入到2kg在实施例6中得到的色料中,用Henschel混合器在30℃下将得到的混合物搅拌30min,由此得到涂布的色料。
主要制造条件显示在表9中,在表10中显示了得到的涂布色料的各种性能。
实施例20~22:
进行与实施例19所定义同样的操作程序,只是色料的种类、表面活性剂和/或聚合分散剂的种类和用量、在涂布步骤中使用的轮碾机处理的条件有各种变化,由此得到提有表面活性剂和/或聚合分散剂的色料。
主要的制造条件如在表9中所示,得到的涂布色料的各种性能显示在表10中。
实施例23~40和对比例7~16:
进行实施例2的制造喷墨打印墨水A中定义的相同操作程序,只是改变色料的种类,由此得到喷墨打印墨水。
主要的制造条件显示在表11和表12中,得到的喷墨打印墨水的各种性能显示在表13和表14中。
实施例41~46和对比例17~23:
进行如在实施例3中定义的相同操作程序,只是改变色料的种类,由此得到颜料水分散液。
主要的制造条件和得到的颜料水分散液的各种性能显示在表15中。
实施例47~52和对比例24~30:
进行如在实施例4的制造喷墨打印墨水B中定义的相同操作程序,只是改变颜料水分散液的种类,由此得到喷墨打印墨水。
主要的制造条件和得到的喷墨打印墨水的各种性能显示在表16中。
                          表1
包核颗粒的种类   包核颗粒的性质
  种类   形状  平均粒径(μm)
  包核颗粒1   二氧化硅   球形   0.021
  包核颗粒2   二氧化硅   粒状   0.013
  包核颗粒3   二氧化硅   球形   0.005
  包核颗粒4   氧化铝   粒状   0.098
  包核颗粒5   沉淀的硫酸钡   粒状   0.059
  包核颗粒6   氧化钛   粒状   0.008
                            表1(续)
包核颗粒的种类   包核颗粒的性质
  球形度(-)   BET比表面(m2/g)   比重(-)
  包核颗粒1   1.02   196.2   2.19
  包核颗粒2   1.28   256.3   2.43
  包核颗粒3   1.03   312.6   2.28
  包核颗粒4   1.31   41.3   3.65
  包核颗粒5   1.22   21.3   4.15
  包核颗粒6   1.04   92.2   4.17
                                表1(续)
  包核颗粒的种类   包核颗粒的性质
  色度   遮盖力(cm2/g)
  L*值(-)   a*值(-)   b*值(-)   C*值(-)
  包核颗粒1   93.1   0.1   0.3   0.3   6
  包核颗粒2   94.0   0.3   -0.1   0.3   11
  包核颗粒3   92.2   0.1   1.3   1.3   6
  包核颗粒4   96.3   0.1   0.2   0.2   18
  包核颗粒5   91.6   0.3   1.1   1.1   13
  包核颗粒6   94.4   0.3   1.3   1.3   320
                                   表2
  包核颗粒   包核颗粒的种类   表面处理步骤
  添加剂
  种类   以...计算   添加量(wt%)
  包核颗粒7   包核颗粒1   铝酸钠   Al   0.5
  包核颗粒8   包核颗粒2   硫酸铝   Al   2.0
  包核颗粒9   包核颗粒3   硫酸铝   Al   2.0
  包核颗粒10   包核颗粒4   水玻璃#3   SiO2   0.5
包核颗粒11 包核颗粒5   铝酸钠水玻璃#3   AlSiO2   2.00.5
  包核颗粒12   包核颗粒6   水玻璃#3   SiO2   1.0
                       表2(续)
  包核颗粒   表面处理步骤
  涂布材料
  种类   以...计算   添加量(wt%)
  包核颗粒7   A   Al   0.49
  包核颗粒8   A   Al   1.96
  包核颗粒9   A   Al   1.96
  包核颗粒10   S   SiO2   0.48
包核颗粒11   AS   AlSiO2   1.930.47
  包核颗粒12   S   SiO2   0.98
表3
包核颗粒的种类   经表面处理过的包核颗粒的性质
 平均粒径(μm)   球形度(-)   BET比表面(m2/g)   比重(-)
  包核颗粒7   0.022   1.02   186.3   2.20
  包核颗粒8   0.015   1.28   211.4   2.45
  包核颗粒9   0.005   1.03   296.4   2.31
  包核颗粒10   0.099   1.31   40.8   3.60
  包核颗粒11   0.061   1.22   21.9   4.13
  包核颗粒12   0.008   1.04   61.2   4.15
                                 表3(续)
  包核颗粒的种类   经表面处理过的包核颗粒的性质
  色度   遮盖力(cm2/g)
  L*值(-)   a*值(-)   b*值(-)   C*值(-)
  包核颗粒7   93.1   0.1   0.1   0.1   6
  包核颗粒8   94.1   0.2   0.1   0.2   10
  包核颗粒9   92.0   0.1   1.4   1.4   6
  包核颗粒10   93.8   0.1   0.3   0.3   21
  包核颗粒11   91.0   0.4   0.8   0.9   14
  包核颗粒12   94.1   0.6   1.5   1.6   310
                            表4
有机颜料   有机颜料的性质
  种类   形状  平均粒径(μm)
  有机颜料A   颜料蓝(酞菁基颜料)   粒状   0.06
  有机颜料B   颜料红(吖叮酮基颜料)   粒状   0.58
  有机颜料C   颜料红(偶氮基颜料)   粒状   0.55
  有机颜料D   颜料黄(偶氮基颜料)   粒状   0.74
  有机颜料E   颜料绿(酞菁基颜料)   粒状   0.06
                              表4(续)
  有机颜料   有机颜料的性质
  BET比表面(m2/g)   比重(-)   遮盖力(cm2/g)   耐光性(ΔE*值)(-)
  有机颜料A   71.6   1.65   630   10.8
  有机颜料B   19.3   1.68   480   14.7
  有机颜料C   18.6   1.48   380   18.6
  有机颜料D   11.2   1.85   320   16.3
  有机颜料E   60.5   2.29   210   9.63
                           表4(续)
  有机颜料   有机颜料的性质
  色度
  L*值(-)   a*值(-)   b*值(-)   C*值(-)
  有机颜料A   17.7   9.7   -23.4   25.4
  有机颜料B   37.0   51.9   20.6   55.8
  有机颜料C   39.3   49.2   19.8   53.0
  有机颜料D   65.4   -6.9   59.4   59.8
  有机颜料E   21.8   -18.3   -7.4   19.7
                              表5
  实施例   包核颗粒的种类   色料的制备
  用胶合剂涂布的步骤
  添加剂
  种类   添加量(wt%)
  实施例6   包核颗粒1   甲基三乙氧基硅烷   2.0
  实施例7   包核颗粒2   甲基氢聚硅氧烷   3.0
  实施例8   包核颗粒4   钛酸异丙基三异硬脂酸酯   3.0
  实施例9   包核颗粒5   水溶性丙烯酸树脂   2.0
  实施例10   包核颗粒6   二甲基二甲氧基硅烷   1.5
  实施例11   包核颗粒7   γ-氨丙基三乙氧基硅烷   5.0
  实施例12   包核颗粒8   甲基氢聚硅氧烷   4.0
  实施例13   包核颗粒9   聚乙烯醇   1.0
  实施例14   包核颗粒10   苯基三乙氧基硅烷   6.0
  实施例15   包核颗粒11   甲基三甲氧基硅烷   8.0
  实施例16   包核颗粒12   聚乙烯醇   2.0
  实施例17   包核颗粒A   甲基氢聚硅氧烷   4.0
  实施例18   包核颗粒A   甲基氢聚硅氧烷   4.0
                         表5(续)
  实施例   色料的制备
  用胶合剂的涂布步骤
  轮碾机处理 涂布量(以C计算)(wt%)
  单位长度荷载  时间(min)
  (N/cm)   (kg/cm)
  实施例6   588   60   30   0.13
  实施例7   588   60   20   0.79
  实施例8   441   45   30   2.17
  实施例9   588   60   20   0.99
  实施例10   294   30   30   0.30
  实施例11   735   75   30   0.80
  实施例12   294   30   30   1.05
  实施例13   588   60   30   0.54
  实施例14   588   60   20   2.03
  实施例15   441   45   20   0.61
  实施例16   294   30   30   1.05
  实施例17   588   60   30   1.06
  实施例18   588   60   30   1.08
                         表5(续)
实施例   色料的制备
  用有机颜料的粘附步骤
  有机颜料
  种类   添加量(重量份)   种类   添加量(重量份)
  实施例6   A   50.0   -   -
  实施例7   B   100.0   -   -
  实施例8   C   100.0   -   -
  实施例9   D   100.0   -   -
  实施例10   B   50.0   D   70.0
  实施例11   A   100.0   -   -
  实施例12   B   150.0   -   -
  实施例13   B   40.0   A   20.0
  实施例14   C   30.0   -   -
  实施例15   D   50.0   -   -
  实施例16   E   70.0   -   -
  实施例17   B   100.0   -   -
  实施例18   D   100.0   -   -
                          表5(续)
  实施例   色料的制备
  用有机颜料的粘附步骤
  轮碾机处理 粘附量(以C计算)(wt%)
  单位长度荷载   时间(min)
  (N/cm)   (kg/cm)
  实施例6   588   60   60   22.14
  实施例7   588   60   90   38.36
  实施例8   588   60   60   29.08
  实施例9   588   60   90   28.25
  实施例10   392   40   75   30.66
  实施例11   735   75   90   33.19
  实施例12   588   60   120   46.03
  实施例13   588   60   60   27.37
  实施例14   588   60   30   13.37
  实施例15   441   45   60   18.81
  实施例16   588   60   60   14.88
  实施例17   588   60   120   38.42
  实施例18   588   60   120   28.21
                             表6
对比例   包核颗粒的种类   色料的制备
  用胶合剂的涂布步骤
  添加剂
  种类   添加量(重量份)
  对比例1   包核颗粒1   -   -
  对比例2   包核颗粒1   甲基三乙氧基硅烷   0.005
  对比例3   包核颗粒1   甲基三乙氧基硅烷   1.0
  对比例4   包核颗粒1   甲基三乙氧基硅烷   1.0
                         表6(续)
  对比例   色料的制备
  用胶合剂涂布的步骤
  轮碾机处理 涂布量(以C计算)(wt%)
  单位长度荷载   时间(min)
  (N/cm)   (kg/cm)
  对比例1   -   -   -   -
  对比例2   588   60   30   -
  对比例3   588   60   30   0.06
  对比例4   588   60   30   0.06
                           表6(续)
对比例   色料的制备
  用有机颜料粘附的步骤
  有机颜料
  种类   添加量(重量份)   种类   添加量(重量份)
  对比例1   A   50.0   -      -
  对比例2   A   50.0   -      -
  对比例3   A   750.0   -      -
  对比例4   A   0.5   -      -
                            表6(续)
  对比例   色料的制备
  用有机颜料粘附的步骤
  轮碾机处理 粘附量(以C计算)(wt%)
  单位长度荷载   时间(min)
  (N/cm)   (kg/cm)
  对比例1   588   60   30   22.04
  对比例2   588   60   30   22.09
  对比例3   588   60   30   58.53
  对比例4   588   60   30   0.30
                              表7
  实施例   色料的性质
平均粒径(μm) 球形度   BET比表面(m2/g) 比重(-)
  实施例6   0.023   1.02   121.2   2.00
  实施例7   0.018   1.28   165.8   2.04
  实施例8   0.099   1.32   38.6   2.54
  实施例9   0.061   1.22   21.0   2.98
  实施例10   0.011   1.05   54.9   2.85
  实施例11   0.026   1.02   115.4   1.90
  实施例12   0.023   1.28   151.2   1.97
  实施例13   0.008   1.04   241.2   2.12
  实施例14   0.100   1.31   40.1   3.02
  实施例15   0.062   1.22   20.4   3.25
  实施例16   0.010   1.05   58.3   3.36
  实施例17   0.026   1.07   120.9   1.99
  实施例18   0.026   1.06   117.6   2.06
                             表7(续)
  实施例   色料的性质
  色度
  L*值(-)   a*值(-)   b*值(-)   C*值(-)
  实施例6   21.3   8.6   -21.3   23.0
  实施例7   44.2   50.8   19.8   54.5
  实施例8   48.3   48.6   18.5   52.0
  实施例9   71.3   -5.0   54.6   54.8
  实施例10   56.6   28.9   40.9   50.1
  实施例11   20.6   8.8   -21.8   23.5
  实施例12   41.6   50.3   19.3   53.9
  实施例13   53.3   38.8   -4.2   39.1
  实施例14   46.6   48.0   18.0   51.3
  实施例15   68.3   -5.6   56.6   56.9
  实施例16   25.7   -18.5   -7.7   20.0
  实施例17   43.9   50.8   19.5   54.4
  实施例18   71.0   -6.1   55.3   55.6
                   表7(续)
实施例   色料的性质
  遮盖力(cm2/g)   着色强度(%)
  实施例6   520   138
  实施例7   420   165
  实施例8   320   136
  实施例9   220   143
  实施例10   490   205
  实施例11   560   164
  实施例12   440   183
  实施例13   480   163
  实施例14   260   118
  实施例15   180   125
  实施例16   200   142
  实施例17   540   157
  实施例18   520   155
                       表7(续)
实施例   色料的性质
  耐光性(ΔE*值)(-)   有机颜料的解吸度
  实施例6   1.2   5
  实施例7   1.4   5
  实施例8   1.9   4
  实施例9   2.0   4
  实施例10   2.1   5
  实施例11   1.0   5
  实施例12   1.3   5
  实施例13   1.3   5
  实施例14   1.6   5
  实施例15   1.6   5
  实施例16   1.1   5
  实施例17   1.7   5
  实施例18   1.9   5
                             表8
  对比例   色料的性质
  平均粒径(μm)   球形度   BET比表面(m2/g)   比重(-)
  对比例1   0.021   1.02   153.2   2.01
  对比例2   0.021   1.02   148.3   2.01
  对比例3   0.033   1.05   81.6   1.71
  对比例4   0.021   1.02   188.3   2.18
  对比例5   0.021   1.02   179.5   2.01
  对比例6   0.021   1.02   182.7   2.13
                          表8(续)
  对比例   色料的性质
  色度
  L*值(-)   a*值(-)   b*值(-)   C*值(-)
  对比例1   24.6   6.3   -15.6   16.8
  对比例2   23.9   5.8   -17.8   18.7
  对比例3   18.1   9.5   -23.0   24.9
  对比例4   48.2   3.1   -6.3   7.0
  对比例5   22.5   6.5   -15.0   16.3
  对比例6   26.4   5.8   -18.9   19.8
                     表8(续)
对比例   色料的性质
  遮盖力(cm2/g)   着色强度(%)
  对比例1   480   110
  对比例2   450   113
  对比例3   620   208
  对比例4   120   101
  对比例5   540   109
  对比例6   480   96
                      表8(续)
对比例   色料的性质
  耐光性(ΔE*值)(-)   有机颜料的解吸度
  对比例1   8.1   1
  对比例2   7.6   2
  对比例3   6.7   2
  对比例4   1.5   -
  对比例5   7.7   1
  对比例6   12.5   -
表9
实施例 色料的种类   经表面涂布过的色料的制备
  用表面活性剂和/或聚合分散剂涂布的步骤
  添加剂
  种类   添加量(重量份)
  实施例19   实施例6   十二烷基苯磺酸钠   1.0
  实施例20   实施例7   丙烯酸钠   2.0
  实施例21   实施例11   十二烷基苯磺酸钠   1.0
  实施例22   实施例12   聚乙二醇壬基苯基醚   5.0
                          表9(续)
实施例   经表面涂布的色料的制备
  用表面活性剂和/或聚合分散剂涂布的步骤
  处理温度(℃)   处理时间(min)   涂布量(以C计算)(重量份)
  实施例19   30   30   0.60
  实施例20   30   30   0.71
  实施例21   25   20   0.48
  实施例22   25   30   3.67
                               表10
  实施例   经表面涂布的色料的性质
  平均粒径(μm)   球形度   BET比表面(m2/g)   比重(-)
  实施例19   0.023   1.02   116.3   1.99
  实施例20   0.017   1.28   156.2   2.02
  实施例21   0.026   1.02   111.3   1.89
  实施例22   0.022   1.29   138.2   1.92
                        表10(续)
实施例   经表面涂布的色料的性质
  色度
  L*值(-)   a*值(-)   b*值(-)   C*值(-)
  实施例19   21.2   8.7   -21.4   23.1
  实施例20   43.0   50.0   19.2   53.6
  实施例21   20.4   8.9   -22.1   23.8
  实施例22   41.1   49.5   19.6   53.2
                      表10(续)
  实施例   经表面涂布的色料的性质
遮盖力(cm2/g) 着色强度(%) 耐光性(ΔE*值)(-)
  实施例19   530   140   1.1
  实施例20   450   163   1.2
  实施例21   560   161   0.9
  实施例22   450   180   1.1
                            表11
  实施例   喷墨打印墨水的制备
  色料   胶体二氧化硅
  种类  添加量(重量份)  种类  添加量(重量份)
  实施例23   实施例6   5.0  -      -
  实施例24   实施例7   5.0  -      -
实施例25  实施例5中获得的有机和屋脊复合颗粒 5.0 - -
  实施例26   实施例8   5.0  -      -
  实施例27   实施例9   5.0  -      -
  实施例28   实施例10   5.0  -      -
  实施例29   实施例11   5.0  -      -
  实施例30   实施例12   5.0  -      -
  实施例31   实施例13   5.0  -      -
  实施例32   实施例14   5.0  -      -
  实施例33   实施例15   5.0  -      -
  实施例34   实施例16   5.0  -      -
  实施例35   实施例17   5.0  -      -
  实施例36   实施例18   5.0  -      -
  实施例37   实施例19   5.0  -      -
  实施例38   实施例20   5.0  -      -
  实施例39   实施例21   5.0  -      -
  实施例40   实施例22   5.0  -      -
                              表12
对比例   喷墨打印墨水的制备
  色料   胶体二氧化硅
  种类   添加量(重量份)   种类   添加量(重量份)
  对比例7   有机颜料A   4.5   包核颗粒1   10.0
  对比例8   有机颜料B   4.5   包核颗粒1   10.0
  对比例9   有机颜料C   4.5   包核颗粒7   10.0
  对比例10   有机颜料D   4.5   包核颗粒1   10.0
  对比例11   对比例1   5.0   -   -
  对比例12   对比例2   5.0   -   -
  对比例13   对比例3   5.0   -   -
  对比例14   对比例4   5.0   -   -
  对比例15   对比例5   5.0   -   -
  对比例16   对比例6   5.0   -   -
                              表13
  实施例   喷墨打印墨水的性质
  分散的颗粒粒径(μm)   分散稳定性
目测结果(-)   分散的颗粒粒径的变化百分率(%)
  实施例23   0.03   5   6.5
  实施例24   0.03   5   6.6
  实施例25   0.02   5   6.7
  实施例26   0.13   4   8.6
  实施例27   0.08   4   9.5
  实施例28   0.02   5   6.4
  实施例29   0.03   5   5.8
  实施例30   0.02   5   6.0
  实施例31   0.01   5   6.2
  实施例32   0.12   4   8.2
  实施例33   0.09   4   8.7
  实施例34   0.02   4   9.6
  实施例35   0.03   5   6.5
  实施例36   0.03   5   6.8
  实施例37   0.03   5   4.2
  实施例38   0.03   5   4.6
  实施例39   0.03   5   4.3
  实施例40   0.03   5   3.9
                           表13(续)
  实施例   喷墨打印墨水的性质
  色度
  L*值(-)   a*值(-)   b*值(-)   C*值(-)
  实施例23   21.4   8.4   -21.1   22.7
  实施例24   43.3   48.6   19.0   52.2
  实施例25   57.3   48.8   19.2   52.4
  实施例26   48.5   47.1   18.1   50.5
  实施例27   71.3   -4.6   54.4   54.6
  实施例28   57.1   28.2   40.6   49.4
  实施例29   20.8   8.6   -21.6   23.2
  实施例30   41.9   49.0   18.9   52.5
  实施例31   54.2   38.4   -4.5   38.7
  实施例32   47.1   47.3   17.3   50.4
  实施例33   68.6   -5.3   56.0   56.3
  实施例34   26.2   -18.6   -7.9   20.2
  实施例35   43.0   48.4   19.2   52.1
  实施例36   71.5   -5.7   55.0   55.3
  实施例37   21.4   8.1   -21.0   22.5
  实施例38   44.0   49.2   18.7   52.6
  实施例39   20.6   8.2   -22.1   23.6
  实施例40   40.5   48.9   19.0   52.5
                    表13(续)
实施例   喷墨打印墨水的性质
  耐光性(ΔE*值)(-)   抗凝聚性(-)
  实施例23   1.1   5
  实施例24   1.4   5
  实施例25   1.4   5
  实施例26   1.9   4
  实施例27   1.5   4
  实施例28   1.9   5
  实施例29   0.8   5
  实施例30   0.9   5
  实施例31   1.2   5
  实施例32   1.4   4
  实施例33   1.5   4
  实施例34   1.0   4
  实施例35   1.2   5
  实施例36   1.8   5
  实施例37   1.1   5
  实施例38   1.2   5
  实施例39   0.7   5
  实施例40   0.9   5
                              表14
  对比例   喷墨打印墨水的性质
  分散的颗粒粒径(μm)   分散稳定性
目测结果(-)   分散的颗粒粒径的变化百分率(%)
  对比例7   0.18   1   20.6
  对比例8   0.63   1   17.4
  对比例9   0.76   1   24.0
  对比例10   0.83   1   18.5
  对比例11   0.23   1   17.2
  对比例12   0.21   1   16.9
  对比例13   0.16   2   14.3
  对比例14   0.06   2   8.5
  对比例15   0.15   1   14.3
  对比例16   0.09   3   8.4
                        表14(续)
  对比例   喷墨打印墨水的性质
  色度
  L*值(-)   a*值(-)   b*值(-)   C*值(-)
  对比例7   18.5   8.6   -23.4   24.9
  对比例8   36.1   49.6   20.0   53.5
  对比例9   39.0   47.3   19.3   51.1
  对比例10   64.9   -5.3   56.2   56.4
  对比例11   23.6   5.2   -15.0   15.9
  对比例12   23.8   4.8   -17.1   17.8
  对比例13   18.4   9.0   -22.6   24.3
  对比例14   50.3   2.6   -5.4   6.0
  对比例15   23.1   5.5   -14.8   15.8
  对比例16   26.6   5.3   -18.8   19.5
                     表14(续)
对比例   喷墨打印墨水的性质
  耐光性(ΔE*值)(-)   抗凝聚性(-)
  对比例7   6.8   2
  对比例8   6.9   1
  对比例9   10.5   1
  对比例10   10.0   1
  对比例11   6.7   2
  对比例12   6.5   2
  对比例13   6.6   2
  对比例14   1.8   2
  对比例15   7.2   2
  对比例16   19.3   3
                              表15
  实施例和对比例   颜料水分散液的制备
  色料   胶体二氧化硅
种类   添加量(重量份) 种类   添加量(重量份)
  实施例41   实施例6   20.0     -      -
实施例42   实施例5中获得的有机和无机复合颗粒 20.0 - -
  实施例43   实施例8   20.0     -      -
  实施例44   实施例9   20.0     -      -
  实施例45   实施例10   20.0     -      -
  实施例46   实施例11   20.0     -      -
  对比例17   有机颜料A   10.0  包核颗粒1    10.0
  对比例18   对比例1   20.0     -     -
  对比例19   对比例2   20.0     -     -
  对比例20   对比例3   20.0     -     -
  对比例21   对比例4   20.0     -     -
  对比例22   对比例5   20.0     -     -
  对比例23   对比例6   20.0     -     -
                             表15(续)
  实施例和对比例   颜料水分散液的性质
  分散的颗粒粒径(μm)   分散稳定性
目测结果(-)   分散的颗粒粒径的变化百分率(%)
  实施例41   0.02   5   6.1
  实施例42   0.01   5   6.3
  实施例43   0.10   5   6.9
  实施例44   0.06   5   7.0
  实施例45   0.01   5   6.0
  实施例46   0.02   5   5.6
  对比例17   0.18   1   20.2
  对比例18   0.21   1   17.0
  对比例19   0.20   1   16.6
  对比例20   0.15   2   14.1
  对比例21   0.06   2   8.4
  对比例22   0.12   1   13.9
  对比例23   0.09   3   8.2
                    表16
  实施例和对比例   喷墨打印墨水的制备
  颜料水分散液
  种类   添加量(重量份)
  实施例47   实施例41   25.0
  实施例48   实施例42   25.0
  实施例49   实施例43   25.0
  实施例50   实施例44   25.0
  实施例51   实施例45   25.0
  实施例52   实施例46   25.0
  对比例24   对比例17   25.0
  对比例25   对比例18   25.0
  对比例26   对比例19   25.0
  对比例27   对比例20   25.0
  对比例28   对比例21   25.0
  对比例29   对比例22   25.0
  对比例30   对比例23   25.0
                         表16(续)
  实施例和对比例   喷墨打印墨水的性质
分散的颗粒粒径(μm)   分散稳定性
  目测结果(-)   分散的颗粒粒径的变化百分率(%)
  实施例47   0.02   5   5.9
  实施例48   0.01   5   6.2
  实施例49   0.09   5   6.6
  实施例50   0.06   5   6.9
  实施例51   0.01   5   5.8
  实施例52   0.02   5   5.4
  对比例24   0.17   1   20.1
  对比例25   0.20   1   16.8
  对比例26   0.19   1   16.5
  对比例27   0.14   2   14.0
  对比例28   0.06   2   8.3
  对比例29   0.11   1   13.6
  对比例30   0.08   3   8.1
                        表16(续)
  实施例和对比例   喷墨打印墨水的性质
  色度
  L*值(-)   a*值(-)   b*值(-)   C*值(-)
  实施例47   21.8   8.6   -21.3   23.0
  实施例48   57.7   49.0   19.5   52.7
  实施例49   48.8   47.2   18.3   50.6
  实施例50   71.5   -4.8   54.5   54.7
  实施例51   57.4   28.4   40.7   49.6
  实施例52   21.1   8.7   -21.9   23.6
  对比例24   18.8   8.5   -23.3   24.8
  对比例25   23.8   5.3   -14.9   15.8
  对比例26   24.0   4.8   -17.3   18.0
  对比例27   18.5   8.9   -22.8   24.5
  对比例28   50.5   2.7   -5.5   6.1
  对比例29   23.2   5.7   -14.6   15.7
  对比例30   26.9   5.5   -18.5   19.3
                    表16(续)
  实施例和对比例   喷墨打印墨水的性质
  耐光性(ΔE*值)(-)   抗凝聚性(-)
  实施例47   1.0   5
  实施例48   1.3   5
  实施例49   1.8   5
  实施例50   1.4   5
  实施例51   1.9   5
  实施例52   0.8   5
  对比例24   6.7   2
  对比例25   6.6   2
  对比例26   6.4   2
  对比例27   6.4   2
  对比例28   1.7   2
  对比例29   7.0   2
  对比例30   19.1   3

Claims (14)

1.一种喷墨打印墨水用色料,其平均粒径为0.001~0.15μm,该色料包括:
作为包核颗粒的体质颜料,所述包核颗粒的平均粒径为0.0009~0.14μm,BET比表面为15~500m2/g,比重为1.3~4.2,遮盖力小于400cm2/g;
在所述包核颗粒的至少部分表面上形成的胶合剂涂层,基于涂有所述胶合剂的所述包核颗粒的重量,所述胶合剂涂层的含量为0.01~15.0wt%;和
在所述胶合剂涂层的至少部分上面均匀形成的有机颜料涂层,基于100重量份的所述包核颗粒,所粘附的有机颜料的量为1~500重量份
其中,所述色料的BET比表面为15~500m2/g,比重为1.3~3.5,遮盖力小于1,000cm2/g。
2.如权利要求1的色料,其中所述胶合剂是至少一种选自有机硅化合物和偶联剂的物质。
3.如权利要求1的色料,该色料还包括在所述有机颜料涂层的至少部分上形成的外涂层,该外涂层包括至少一种选自阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂和聚合分散剂的物质。
4.如权利要求3的色料,其中基于该色料的重量,所述外涂层的量为0.1~10.0wt%,以碳计算。
5.如权利要求1的色料,其中在包核颗粒和胶合剂涂层之间形成一个涂层,该涂层包括至少一种选自氢氧化铝、氧化铝、氢氧化硅和氧化硅的化合物。
6.如权利要求5的色料,其中所述包括至少一种选自氢氧化铝、氧化铝、氢氧化硅和氧化硅的化合物的涂层,以Al、SiO2或Al和SiO2的和计算,其含量为0.01~20wt%,基于涂有该涂层的包核颗粒的重量。
7.一种喷墨打印墨水,其含有如权利要求1的色料和墨水基础溶液。
8.如权利要求7的喷墨打印墨水,其中基于墨水基础溶液的重量,所述色料的量为1~20wt%。
9.一种颜料水分散液,其含有10~40wt%如权利要求1所定义的色料和颜料水分散液用基础溶液。
10.一种喷墨打印墨水,其含有如权利要求9所定义的颜料水分散液、分散剂和水。
11.有机和无机复合颗粒,其平均粒径为0.001~小于0.01μm,该复合颗粒包括:
作为包核颗粒的白色的无机颗粒,所述包核颗粒的BET比表面为15~500m2/g,比重为1.3~4.2,遮盖力小于400cm2/g;
在至少部分所述白色颗粒上形成的胶合剂涂层,基于涂有所述胶合剂的所述包核颗粒的重量,所述胶合剂涂层的含量为0.01~15.0wt%;和
在至少部分所述胶合剂涂层上均匀形成的有机颜料涂层,基于100重量份的白色无机颗粒,其含量为1~500重量份,
其中,所述有机和无机复合颗粒的BET比表面为15~500m2/g,比重为1.3~3.5,遮盖力小于1,000cm2/g。
12.如权利要求11的有机和无机复合颗粒,其中所述胶合剂是至少一种选自有机硅化合物和偶联剂的物质。
13.如权利要求11的有机和无机复合颗粒,其中在所述包核颗粒的表面和胶合剂涂层之间形成一个涂层,该涂层含有至少一种选自氢氧化铝、氧化铝、氢氧化硅和氧化硅的化合物。
14.如权利要求13的有机和无机复合颗粒,其中所述含有至少一种选自氢氧化铝、氧化铝、氢氧化硅和氧化硅的化合物的涂层,以Al、SiO2或Al和SiO2的和计算,其量为0.01~20wt%,基于涂有该涂层的包核颗粒的重量。
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