專利名稱：顏料分散體、用于紫外固化型噴墨記錄的油墨前體、噴墨記錄的方法、印刷品和制造顏料 ...的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及顏料分散體、用于紫外固化型噴墨記錄的油墨前體、噴墨記錄的方法、印刷品以及制造顏料分散體的方法。
在需要非常大量印刷品副本的情況下，例如在印刷當?shù)貜V告單和商業(yè)宣傳品的副本的情況下，通常用利用模版的印刷機來滿足這些要求。但近年來，日益增加地使用一種能夠具有多樣化需求地快速復(fù)制且能夠?qū)⒃蠝p至最少的按需式打印機，代替前述常規(guī)打印機。關(guān)于該按需式打印機，預(yù)期采用調(diào)色劑或液體調(diào)色劑的電子記錄打印機、以及能夠獲得高速高質(zhì)量印刷的噴墨打印機將很有用。
已知的是，就像采用模版的印刷機情況一樣，按需式打印機設(shè)計為采用含顏料和有機溶劑的溶劑型油墨或溶劑型液體調(diào)色劑。但是采用溶劑型油墨或溶劑型液體調(diào)色劑的工藝伴隨一個問題，即重復(fù)印刷一定次數(shù)時有機溶劑揮發(fā)到不能忽視的程度。因此當使用這一工藝時，將出現(xiàn)由于該揮發(fā)溶劑導(dǎo)致的環(huán)境污染問題，從而需要提供一種嚴格的廢氣處理裝置或嚴格的溶劑回收系統(tǒng)。
另一方面，在噴墨打印機的情況下，將油墨排放至印刷品表面之前能夠在封閉系統(tǒng)中處理溶劑型油墨。而且由于能夠使用油墨而基本上不產(chǎn)生多余油墨，就可以通過選擇相對安全的油墨或者提供用于溶劑排放的適當對策而減輕前述環(huán)境污染問題。
此外，目前注意到一種用于噴墨記錄(噴墨油墨)的光敏油墨，和采用該光敏油墨的打印機系統(tǒng)。該工藝的特征在于將已經(jīng)釋放到印刷品表面的光敏油墨快速光固化。該光敏油墨的一個代表性實例由自由基聚合單體、光聚合引發(fā)劑和顏料構(gòu)成。還提出一種光可聚合光敏油墨，包括陽離子聚合單體、陽離子發(fā)生劑和顏料。根據(jù)這些技術(shù)，由于由光敏油墨形成的油墨層能通過光輻射而迅速非流態(tài)化，因此可以得到無害且高質(zhì)量的印刷品。
另一方面，在經(jīng)調(diào)節(jié)而用于上述快干打印的噴墨記錄裝置情況下，通常線性地排列打印頭以加速打印，從而可以在印刷表面上進行單程打印。因此，油墨釋放中的任何錯誤都將變成印刷表面的線條上的缺陷印刷(印刷遺漏)。因此必須將這樣的錯誤盡可能地降為零。即，對用于噴墨記錄的油墨而言，必需的是該油墨由穩(wěn)定性優(yōu)異的材料制成，以使得該油墨能夠獲得非常高的精確性和釋放穩(wěn)定性。
已經(jīng)建議將前述陽離子聚合型的油墨用于增強自由基聚合型油墨的粘著力并改善自由基聚合型油墨因氧抑制而引起的低靈敏度，從而可以預(yù)期，將來對這種陽離子聚合型油墨的需求將增加。但是，這些用于噴墨記錄的光固化型油墨伴隨著一個問題，即，由于高反應(yīng)性，這些油墨的物理性能如粘度容易大幅度波動，從而導(dǎo)致這些油墨內(nèi)在地不穩(wěn)定。這可歸因于這一事實，即，一旦因為某些因素(如熱量)而產(chǎn)生活性物質(zhì)，很難輕易地使這些活性物質(zhì)失活，從而導(dǎo)致油墨中經(jīng)常發(fā)生暗期反應(yīng)。一旦油墨的粘度、表面張力、彈力等因為暗期反應(yīng)而改變，油墨將更可能進入臨界狀態(tài)，例如油墨軌線構(gòu)型的擾動，印刷重現(xiàn)性的惡化，或者在最壞的情況下為油墨釋放的失敗、油墨的堵塞等。因此這一問題非常嚴重。
即使能夠克服上述問題，這些光固化型油墨仍伴隨著一個問題，即，印刷錯誤盡管發(fā)生的可能性很低但仍有可能發(fā)生?，F(xiàn)在很清楚，油墨的狀態(tài)不僅要在宏觀結(jié)構(gòu)上還要在微觀結(jié)構(gòu)上穩(wěn)定。這種類型的油墨含有除溶劑之外的一種具有相當不同物理特性的顏料，以及大量樹脂組分如分散劑。因為這種類型的油墨由混合物構(gòu)成，因此油墨中的分散狀態(tài)可以自發(fā)地改變，就像顏料聚集所證明的那樣。分散體狀態(tài)的這一變化將進一步因上述暗期反應(yīng)而加速，從而產(chǎn)生常規(guī)的光敏油墨組合物或常規(guī)的油墨制備方法所不能克服的問題。
發(fā)明概述因此，本發(fā)明的一個目的就是提供一種顏料分散體和一種液體油墨前體，它們不僅適用于制備用于噴墨記錄的紫外固化型油墨，而且特征在于它們的粘度波動最小，組分的穩(wěn)定性優(yōu)異，而且不會出現(xiàn)分散性的惡化(順便地，這里的術(shù)語“液體油墨前體”是旨在指一種用于油墨的原材料，它含有至少一種油墨組分，例如液體組分，光敏劑等)，而且顏料的分散性和粘度的穩(wěn)定性優(yōu)異。本發(fā)明的另一個目的是提供一種采用了前述用于噴墨記錄的紫外固化型油墨的記錄方法。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種無缺陷印刷且印刷質(zhì)量優(yōu)異的印刷品。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種制備粘度波動最小、組分穩(wěn)定性優(yōu)異且無分散性惡化的顏料分散體的方法。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種顏料分散體，包括至少一種樹脂涂敷顏料，該樹脂涂敷顏料含有一種樹脂和一種顏料且具有250nm或更小的平均粒徑；一種分散介質(zhì)，該分散介質(zhì)含有一種陽離子聚合物作為主成分，且該分散介質(zhì)在25℃溫度下粘度為30mPa·s或更小，在1atm下沸點為150℃或更高；其中，顏料的混合比例限定為基于分散介質(zhì)總重量的3-41重量％，樹脂在樹脂涂敷顏料中的比例限定為基于顏料重量的5-37重量％。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種紫外固化型液體油墨前體，包括一種顏料分散體，該顏料分散體包括一種樹脂涂敷顏料，該樹脂涂敷顏料包括一種樹脂和一種顏料且平均粒徑為250nm或更?。灰约耙环N分散介質(zhì)，該分散介質(zhì)含有一種陽離子聚合物作為主成分，該分散介質(zhì)在25℃溫度下的粘度為30mPa·s或更小，在1atm下的沸點為150℃或更高，而且該分散介質(zhì)含有二氧化苧烯、新戊二醇二縮水甘油醚、二[1-乙基(3-氧雜環(huán)丁烷基)]甲基醚、環(huán)己烷乙烯基醚中的至少一種；和一種光致酸生成劑；其中，顏料的混合比例限定為基于分散介質(zhì)總重量的3-41重量％，樹脂在樹脂涂敷顏料中的比例限定為基于顏料重量的5-37重量％。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種噴墨記錄的方法，該方法的特征在于采用了含有上述紫外固化型液體油墨前體的油墨。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種用含有上述紫外固化型液體油墨前體的油墨印刷的印刷品。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種制造顏料分散體的方法，包括使顏料經(jīng)歷表面處理以在顏料上提供官能團，從而得到表面改性顏料；用基于表面改性顏料重量為5-37重量％的樹脂涂敷表面改性顏料，然后以基于初分散介質(zhì)總重量為10-41重量％的比例將樹脂涂敷的顏料分散在初分散介質(zhì)中，從而得到一種分散在1atm下沸點為140℃或更低的初分散介質(zhì)中的分散體前體；或者，向在1atm下沸點為140℃或更低的初分散介質(zhì)中加入10-41重量％(基于初分散介質(zhì)的總重量)的表面改性顏料和5-37重量％(基于表面改性顏料)的樹脂，從而得到由表面改性顏料和樹脂構(gòu)成的樹脂涂敷顏料被分散在初分散介質(zhì)中的分散體前體；向分散體前體中加入在25℃下粘度為30mPa·s或更小、在1atm下沸點為150℃或更高的主分散介質(zhì)，并將它們混合，從而得到一種混合物；和在不高于70℃的溫度和減壓下蒸餾該混合物以除去初分散介質(zhì)，從而得到一種樹脂涂敷顏料分散在主分散介質(zhì)中的顏料分散體。
本發(fā)明的附加目的和優(yōu)點將在下面的說明中給出，而且它們部分地將從說明中顯然可見或通過本發(fā)明的實踐獲悉。通過特別如下文所述的方法和組合可實現(xiàn)和獲得本發(fā)明的目的和優(yōu)點。
附圖概述所附附圖包括在本文中并構(gòu)成說明書的一部分，它們說明了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，并和上述綜述及下面給出的實施方式詳述一起起到解釋發(fā)明原理的作用。


圖1是經(jīng)調(diào)節(jié)能夠用于根據(jù)本發(fā)明一個實施方式的記錄方法的噴墨記錄裝置的示意圖。
發(fā)明詳述下面詳細說明本發(fā)明的不同實施方式如下。
根據(jù)本發(fā)明一個實施方式的顏料分散體包括一種具體的分散介質(zhì)，和分散于該分散介質(zhì)中的一種樹脂涂敷顏料。關(guān)于構(gòu)成樹脂涂敷顏料的顏料組分，可以用常規(guī)已知可用作著色材料且內(nèi)在地能夠被分散的任何種類顏料。在特別是陽離子固化型材料的情況下，由于在包括陽離子固化型材料的機制中將采用酸，因此優(yōu)選采用很難褪色的顏料。
適用于這種情況的顏料實例包括光吸收顏料。這種光吸收顏料的具體實例包括含碳顏料如炭黑、碳精和碳納米管；金屬氧化物顏料如鐵黑、鈷藍、氧化鋅、氧化鈦、氧化鉻和氧化鐵；硫化物顏料如硫化鋅；酞菁顏料；由鹽如金屬硫酸鹽、金屬碳酸鹽、金屬硅酸鹽和金屬磷酸鹽所形成的顏料；和由金屬粉末如鋁粉、銅粉和鋅粉所形成的顏料。
此外還可以使用有機顏料，包括例如染料螯合物；硝基顏料；亞硝基顏料如苯胺黑和萘酚B；偶氮顏料如棗紅10B、色淀紅4R和色苯紅(chromophthalred)(包括偶氮色淀，不溶性偶氮顏料，濃縮偶氮顏料，螯合偶氮顏料)；色淀顏料如孔雀藍色淀和藍光堿性蕊香紅色淀；酞菁顏料如酞菁藍；多環(huán)顏料(如苝顏料，萘環(huán)酮顏料，蒽醌顏料，喹吖啶酮顏料，二噁烷顏料，硫靛顏料，異吲哚啉酮顏料，quinophthalene顏料等)；士林顏料如硫靛紅和陰丹酮藍；喹吖啶顏料；和異吲哚啉酮顏料。
關(guān)于能用于制造黑色油墨的顏料，優(yōu)選采用炭黑基顏料。例如，可以用的顏料如Raven 5750，Raven 5250，Raven 5000，Raven 3500，Raven 1255和Raven 700(均從Colombia Co.Ltd.獲得)；Regal 400R，Regal 330R，Regal 660R，Mogul L，Monarch 700，Monarch 800，Monarch 880，Monarch 900，Monarch1000，Monarch 1100，Monarch 1300和Monarch 1400(均從Cabot Co.Ltd.獲得)；No.2300，No.900，MCF88，No.33，No.40，No.45，No.52，MA7，MA8，MA100，和No.2200B(均從Mitsubishi Chemical Co.Ltd.獲得)；顏料黑FW1，顏料黑FW2，顏料黑FW2V，顏料黑FW18，顏料黑FW200，顏料黑S150，顏料黑S160，顏料黑S170，Printex 35，Printex U，Printex V，Printex140U，特黑6，特黑5，特黑4A和特黑4(均從Dexa Co.Ltd.獲得)。
關(guān)于能用在黃色油墨中的黃色顏料，其實例包括C.I.顏料黃128，C.I.顏料黃129，C.I.顏料黃151，C.I.顏料黃154，C.I.顏料黃1，C.I.顏料黃2，C.I.顏料黃3，C.I.顏料黃12，C.I.顏料黃13，C.I.顏料黃14C，C.I.顏料黃16，C.I.顏料黃17，C.I.顏料黃73，C.I.顏料黃74，C.I.顏料黃75，C.I.顏料黃83，C.I.顏料黃93，C.I.顏料黃95，C.I.顏料黃97，C.I.顏料黃98，C.I.顏料黃114，C.I.顏料黃139，C.I.顏料黃150和C.I.顏料黃180。特別地，優(yōu)選采用咪唑啉酮基顏料，因為它們難以因氧的作用而褪色。其中，顏料黃180最優(yōu)選。
關(guān)于能用在洋紅油墨中的顏料，其實例包括C.I.顏料紅123，C.I.顏料紅168，C.I.顏料紅184，C.I.顏料紅202，C.I.顏料紅5，C.I.顏料紅7，C.I.顏料紅12，C.I.顏料紅48(Ca)，C.I.顏料紅48(Mn)，C.I.顏料紅57(Ca)，C.I.顏料紅57:1，C.I.顏料紅112和顏料紫19。特別地，優(yōu)選采用喹吖啶酮基顏料，因為它們難以因氧的作用而褪色。其中，分散性優(yōu)異的顏料紅122和顏料紅57:1最優(yōu)選。
此外，關(guān)于能用在菁油墨中的顏料，其實例包括C.I.顏料藍15:3，C.I.顏料藍15:34，C.I.顏料藍16，C.I.顏料藍22，C.I.顏料藍60，C.I.顏料藍1，C.I.顏料藍2，C.I.顏料藍3，C.I.Vat藍4和C.I.Vat藍60。特別地，優(yōu)選采用酞菁基顏料，因為它們難以因氧的作用而褪色。其中，顏料藍15:3最優(yōu)選。
此外作為著色組分還可用白顏料如天然粘土，鉛白，鋅白，和金屬碳酸鹽如碳酸鎂，金屬氧化物如鋇和鈦。含白色顏料的液體油墨不僅能用于白色印刷中，還能用于通過套印而修改印刷或作圖像襯底。
關(guān)于能夠用作染色組分的顏料，沒有任何特別限制而且可以使用任何能夠具有顏料所必需的可見染色和著色功能的顏料。適用于這種情況的顏料可以是能夠在染色和著色性能之外還具有其它特性如磁性、熒光性、電導(dǎo)性或介電性的顏料。如果顏料具有這些其它性能，就可以提供具有不同功能的圖像。此外，這些顏料可以含有適用于提高油墨耐熱性或物理強度的粉末。
關(guān)于熒光顏料，它不僅可以采用無機熒光材料也可以采用有機熒光材料。關(guān)于無機熒光材料，其實例包括MgWO4，CaWO4，(Ca，Zn)(PO4)2:Ti+，Ba2P2O7:Ti，BaSi2O5:Pb2+，Sr2P2O7:Sn2+，SrFB2O3.5:Eu2+，MgAl16O27:Eu2+，和無機酸鹽，如鎢酸鹽和硫酸鹽。關(guān)于有機熒光材料，其實例包括吖啶橙，氨基吖啶，喹吖啶，苯氨基萘的磺酸鹽衍生物，蒽?；u基硬脂酸，金胺O，金霉素，菁染料如份菁和1，1′-二己基-2，2′-氧雜碳氧菁，丹酰磺酰胺，丹酰膽堿，丹酰半乳糖苷，丹酰聯(lián)甲苯胺，丹酰氯衍生物如丹酰氯，二苯基己三烯，曙紅，ε-腺苷，溴化乙錠，熒光素，foamycine，4-苯酰胺-4′-氨基芪-2，2′-磺酸，β-萘基三膦酸，羰醇染料，十八碳四烯酸衍生物，苝，N-苯基萘胺，芘，番紅O，熒光胺，熒光素異氰酸酯，7-氯硝基苯-2-氧雜-1，3-二唑，丹酰氮丙啶，5-(碘乙酰胺乙基)氨基萘-1-磺酸，5-碘乙酰胺熒光素，N-(1-苯氨基萘4)馬來酰亞胺，N-(7-二甲基-4-甲基曙紅)馬來酰亞胺，N-(3-芘)馬來酰亞胺，曙紅-5-碘乙酰胺，熒光素醋酸汞，2-[4′-(2″-碘乙酰胺)]氨基萘-6-磺酸，曙紅，藍色堿性蕊香紅衍生物，有機電致發(fā)光染料，有機電致發(fā)光聚合物，有機電致發(fā)光晶體和樹枝狀物(dentrimer)。
關(guān)于用以增強油墨層的耐熱性和物理強度的粉末，其實例包括鋁和硅的氧化物和氮化物，填充物和碳化硅。為了給油墨層提供電導(dǎo)性，油墨進一步含有導(dǎo)電碳顏料，碳纖維，或者銅、銀、銻和其它貴金屬的粉末。氧化鐵粉末和鐵磁體粉末適用于為油墨層提供電磁性能。也可以在記錄油墨中包括具有高介電性的金屬氧化物粉末如氧化鉭或氧化鈦。
為了調(diào)節(jié)顏色也可以在油墨中包括染料作為顏料的輔助組分。例如，可以采用具有弱酸性和弱堿性且在溶劑中有優(yōu)異溶解性的染料，如偶氮染料，硫化染料(建筑材料)染料，分散性染料，熒光增白劑，和油溶性染料。其中，更加優(yōu)選采用油溶性染料如偶氮染料，三芳基甲烷染料，蒽醌染料和吖嗪染料。這種油溶性染料的實例包括C.I.溶劑黃-2，6，14，15，16，19，21，33，56，61和80；Diaresin黃-A，F(xiàn)，GRN和GG；C.I.溶劑紫-8，13，14，21和27；C.I.分散紫-1；Sumiplst紫RR；C.I.溶劑藍-2，11，12，25和35。Diresin藍-J，A，K和N；Orient Oil藍-IIN，#603；和Sumiplast藍BG。
上述顏料和染料可單獨使用或兩種或多種聯(lián)合使用，以增強光吸收性、飽和度和色彩視覺。
根據(jù)本發(fā)明的實施方式的前述顏料在顏料分散體中的含量應(yīng)基于分散介質(zhì)總重量為3-41重量％。如果顏料含量低于3重量％，當顏料分散體在后續(xù)工藝步驟中用作著色材料時將難以確保足夠的色彩密度。另一方面，如果顏料含量增加超過41重量％，顏料分散體的穩(wěn)定性將惡化。因此，顏料分散體中的顏料含量更優(yōu)選為基于分散介質(zhì)總重量的3-28重量％。
為了確保前述量的顏料能夠均勻地分散在分散介質(zhì)中，以這樣一種方式配制根據(jù)本發(fā)明實施方式的顏料分散體，以使得其中的顏料和用作分散介質(zhì)的樹脂相結(jié)合并因此轉(zhuǎn)變?yōu)闃渲糠箢伭?。在這種情況下樹脂以插入顏料顆粒之間的方式起作用以防止顏料顆粒的團聚，并且樹脂增強了顏料與分散介質(zhì)的親合性，防止顏料沉淀。關(guān)于樹脂，基本上可以采用與分散介質(zhì)有親合性優(yōu)異且能夠具有位阻分離性能以防止顏料團聚的任何樹脂。例如，可以采用包括乙烯基聚合物或共聚物、丙烯酸聚合物或共聚物、聚酯、聚酰胺、聚酰亞胺、聚氨酯、氨基聚合物、含硅聚合物、含硫聚合物、含氟聚合物和環(huán)氧樹脂中的至少一種作為主成分的樹脂。
為了確保這些聚合物充當分散介質(zhì)，優(yōu)選這些聚合物的末端具有鍵合性或?qū)︻伭系挠H合性。另一方面，優(yōu)選這些聚合物的主鏈具有對溶劑的親合性，以及用于防止顏料顆粒之間再聚集的物理斥力或靜電斥力。例如，優(yōu)選采用溶解性參數(shù)基本與分散介質(zhì)相同(約±5MPa1/2)、分子量為數(shù)百至數(shù)萬之間、聚合度為10-約200、Tg為10℃-200℃的聚合物。此外，優(yōu)選采用末端具有相對強的化學(xué)鍵合性(如共價鍵，靜電力)并因此具有對顏料的優(yōu)異親合性的聚合物。通常，可以通過將樹脂形成為包括兩種或更多單體的共聚物，從而為樹脂提供前述復(fù)合功能。
聚合物的前述末端不必局限于只有一個，而是可以通常地引入接枝聚合物的末梢端或引入級聯(lián)(tandem)聚合物的級聯(lián)端。這些聚合物不僅鍵合性強，而且易于形成有效抑制顏料顆粒間的再聚集的空間位阻。
關(guān)于合成這些聚合物的單體，其具體實例包括苯乙烯，取代苯乙烯，(甲基)丙烯酸酯，(甲基)丙烯酸，(甲基)丙烯酰胺，馬來酸，馬來酸酐、馬來酸酯，衣康酸，衣康酯，羥基苯乙烯和羥基苯乙烯的氫原子取代衍生物。在制備前述級聯(lián)聚合物中，具有長鏈烷基酯側(cè)鏈的聚合物、聚醚、聚碳酸酯或聚酯是有利的。
此外，可以用下面的化合物作為用于這種情況的聚合物。即，它們包括通過二羥基化合物與二羧酸脫氫縮合所得到的聚酯化合物，如聚(羥苯二甲酰氧代亞甲基-1，4-亞苯基亞甲基)和聚(1，4-環(huán)亞己基二亞甲基琥珀酸酯)；通過己二酸、二胺如六亞甲基二胺和二羧酸之間的縮合，或者通過環(huán)內(nèi)酯如ε-己內(nèi)酰胺的開環(huán)所得到的聚酰胺；具有相對低的Tg且能夠通過四羧酸如均苯四酸和脂肪二胺的縮合得到的某些聚酰胺；能夠通過異佛爾酮二氰酸酯或脂肪族二異氰酸酯和二羥基化合物縮合制備的聚氨酯樹脂；聚乙烯吡啶化合物；聚二甲基硅氧烷及其梯形聚合物；聚乙烯醇；聚乙烯醚；和能夠通過具有相對硬的骨架的環(huán)氧乙烷化合物的聚合而制備的聚醚基聚合物。這些聚合物的末端被具有對顏料親合的官能團如氨基、含磷基團的化合物等所封閉。
也可以優(yōu)選采用通過具有聚合基團和兩親基團的聚合表面活性劑與交聯(lián)單體和/或單功能單體的聚合而得到的高分子化合物。關(guān)于聚合表面活性劑中的聚合基，優(yōu)選選擇不飽和烴基如乙烯基、烯丙基、丙烯?；?、甲基丙烯酰基、丙烯基、亞乙烯基和1，2-亞乙烯基。這些基團可以單獨使用或者兩種或更多種聯(lián)合使用。關(guān)于聚合表面活性劑中的親水基，可根據(jù)分散介質(zhì)的種類進行選擇。如果分散介質(zhì)是水相的，可以優(yōu)選采用砜基、磺酸基、羧酸基、羰基、羥基及這些基團的鹽中的至少一種。另一方面，如果分散介質(zhì)是油相的，可以優(yōu)選采用羧基或其酯基，內(nèi)酯基化合物，羰基，羥基等。
為了增強顏料的分散穩(wěn)定性，更加優(yōu)選對前述聚合物和顏料進行處理以在它們之間形成共價鍵，或形成一種微膠囊顏料。該微膠囊顏料的制造可通過任何已知方法。例如但不限于，可以采用相分離法(團聚)、浸漬干燥法(界面沉淀法)、噴霧干燥法、平板涂敷法、浸漬固化-涂敷法、界面聚合法、原位法、超聲均質(zhì)法等。更具體地，可以用日本公開專利公報(特公開)第9-151342號(1997)描述的制陰離子微膠囊顏料的方法，或者日本公開專利公報(特公開)第10-316909號(1998)描述的方法。通過使用這些方法中的任何一個，將制造根據(jù)本發(fā)明實施方式的樹脂涂敷顏料。
樹脂在樹脂涂敷顏料中的比例優(yōu)選為基于顏料的5-37重量％。如果樹脂的比例超出該范圍，就不可能獲得具有良好分散穩(wěn)定性并具有適當粘度的分散體。即，如果樹脂的比例過小，樹脂涂敷顏料的分散穩(wěn)定性將顯著惡化。另一方面，如果樹脂比例過大，樹脂涂敷顏料的分散體將變得粘稠度過大，從而降低油墨的釋放穩(wěn)定性，尤其是當油墨用于噴墨記錄時。樹脂比例的更優(yōu)選范圍根據(jù)顏料的種類或多或少地變化。例如，在炭黑情況下，樹脂的比例優(yōu)選為基于顏料的10-30重量％。在著色顏料情況下，例如在苯并咪唑酮基黃色顏料情況下，樹脂的比例優(yōu)選為基于顏料的15-39重量％；在酞菁基青色顏料情況下，樹脂的比例優(yōu)選為基于顏料的10-30重量％，而在喹吖啶酮基洋紅色顏料的情況下，樹脂的比例優(yōu)選為基于顏料的20-39重量％。
下面，討論含前述比例樹脂的樹脂涂敷顏料的平均粒徑。在噴墨油墨的情況下，著色組分和粉末組分的平均粒徑應(yīng)在不會對著色材料的耐氣候性產(chǎn)生不利影響的前提下盡可能地小?？偠灾瑢?dǎo)致油墨通過噴嘴的釋放產(chǎn)生問題的顆粒典型地是粒徑為1μm或更大的顆?；驁F聚顆粒。因此，樹脂涂敷顏料的平均粒徑優(yōu)選限制在0.35μm或更小，更優(yōu)選為0.05-0.25μm。如果樹脂涂敷顏料的平均粒徑少于這一下限，顏料的耐氣候性將惡化。
為了制備根據(jù)本發(fā)明實施方式特別適用于噴墨記錄的顏料分散體，含有該顏料分散體的分散體液體粘度優(yōu)選在25℃溫度下通常為100mPa·s或更少(通常分散介質(zhì)的粘度限制為最大約30mPa·s)。為了控制分散體液體的粘度以使其落入這一粘度范圍，將作為樹脂涂敷顏料的顏料分散在預(yù)定分散介質(zhì)中。在本發(fā)明的實施方式中，采用一種分散介質(zhì)，該分散介質(zhì)含有陽離子聚合物作為主成分，且在25℃溫度下粘度為30mPa·s或更小，在1atm下沸點為150℃或更高。因為分散介質(zhì)的粘度上限限定為如上所述，現(xiàn)在就可能增強樹脂涂敷顏料的分散性，而且，因為分散介質(zhì)的沸點下限限定為如上所述，現(xiàn)在就可能將分散液體中包含的有害揮發(fā)組分減為最少。如果分散介質(zhì)的粘度超過30mPa·s，就變得難以進行正常的油墨釋放，尤其是當該分散介質(zhì)用于配制噴墨油墨時。
順帶地，術(shù)語“含有一種陽離子聚合物作為主成分”從具體意義上說是指陽離子聚合物占分散介質(zhì)總重量的80％或更多。
只要滿足上述關(guān)于粘度和沸點的條件，可以采用任何分散介質(zhì)，而且該分散介質(zhì)能夠單獨或兩種或多種聯(lián)合使用。這一分散介質(zhì)的具體實例包括分子量不超過1000且含有環(huán)醚基團如環(huán)氧基團、氧雜環(huán)丁烷基團和oxorane的化合物；含有前述取代基的丙烯酸或乙烯基化合物；碳酸酯化合物；低分子量三聚氰胺化合物；乙烯醚；乙烯基咔唑；苯乙烯衍生物；α-甲基苯乙烯衍生物；乙烯醇酯，其包括乙烯醇和丙烯?；蚣谆；孽?；和具有陽離子可聚合乙烯鍵的單體。這些化合物能夠混合使用。
當分散介質(zhì)含有一種具有脂肪族骨架或脂環(huán)族骨架的化合物時，固化后材料的透明度增強，而且同時分散介質(zhì)將具有適當?shù)臒崴苄院驮偃芙庑?。因此，當分散介質(zhì)用于配制光敏油墨時，油墨的靈敏度、可固定性、可轉(zhuǎn)移性和可維護性將增強。
只要加入量受到限制，分散介質(zhì)可進一步含有具有相對高分子量和高粘度的化合物如在常溫下為固體的物質(zhì)。包括這樣的化合物就可以增強固化后物質(zhì)的可固定性，并增強顏料的分散性。而且，當分散介質(zhì)包括一種高化合價且高反應(yīng)性的化合物時，固化后的物質(zhì)的硬度或耐溶劑性能夠增強。這種化合物的具體實例包括具有不超過5000的分子量且包括環(huán)醚基團如環(huán)氧基團、氧雜環(huán)丁烷基團和oxorane的化合物，該化合物通過長鏈亞烷基鏈進行鍵合；具有前述取代基的丙烯酸或乙烯化合物；碳酸酯化合物；低分子量三聚氰胺化合物；乙烯醚；乙烯基咔唑；苯乙烯衍生物；α-甲基苯乙烯衍生物；乙烯醇酯，其包括乙烯醇和丙烯?；蚣谆；孽?；和具有陽離子可聚合乙烯鍵的單體；和至少一種這樣的單體聚合的預(yù)聚物。
此外，分散介質(zhì)除前述化合物之外，可包括至少一種選自下述組的化合物乙烯醇的均聚物或共聚物；酸反應(yīng)性/脫氫縮合樹脂，其含有OH基、COOH基、縮醛基等且分子量為5000或更低如酪素和纖維素；分子量為5000或更低的聚碳酸酯樹脂；衍生自聚酰胺酸、聚氨基酸或丙烯酸與側(cè)鏈上具有酸可聚合雙鍵的烯基化合物的反應(yīng)的共聚物；衍生自乙烯醇與側(cè)鏈上具有酸可聚合雙鍵的烯基化合物的反應(yīng)的共聚物；以及羥甲基蜜胺樹脂。
當采用環(huán)氧化合物作為分散介質(zhì)時，可采用下面的化合物。即，能采用具有含1-15個碳原子的烴基和二價脂肪族或脂環(huán)族骨架的化合物；或者在二價基團的一個或兩個位置上具有環(huán)氧或脂環(huán)烴環(huán)氧基團的化合物，該二價基團在其一部分上具有脂肪鏈或脂環(huán)族骨架(醚鍵或酯鍵可包含在骨架中)。
關(guān)于這種環(huán)氧化合物的具體實例，包括脂環(huán)烴環(huán)氧化合物如Celloxide2021，Celloxide 2021A，Celloxide 2021P，Celloxide 2081，Celloxide 2000和Celloxide 3000(均從Daicel Chemical Co.Ltd.獲得)；具有環(huán)氧基團的(甲基)丙烯酸酯化合物如Cyclomer A200和Cyclomer M100；具有甲基縮水甘油基的甲基丙烯酸酯如MGMA；表示低分子量環(huán)氧化合物的縮水甘油；β-甲基環(huán)氧氯丙烷；α-氧化蒎烯；具有12-14個碳原子的α-烯烴一環(huán)氧化物；具有16-18個碳原子的α-烯烴一環(huán)氧化物；環(huán)氧化豆油如Dimac S-300K；環(huán)氧化亞麻籽油如Dimac L-500；和多官能團環(huán)氧化合物如Epolead GT301和Epolead GT401。還可以用脂環(huán)烴環(huán)氧化合物(如Cylacure；Dow Chemical Co.Ltd.，U.S.)；低分子量苯酚化合物，它們已被氫化和烷烴化并且其端羥基被具有環(huán)氧基的基團取代；如乙二醇、丙三醇、新戊醇、己二醇和三甲醇基丙烷的多羥基脂肪族醇/脂環(huán)族醇的縮水甘油醚，以及六氫鄰苯二甲酸或加氫芳香族多羥基羧酸的縮水甘油酯。
此外，只要對加入量進行限定以免粘度增加超過其上限，油墨可以包括具有良好耐氣候性和高Tg的透明液體環(huán)氧樹脂。例如，油墨中可包括環(huán)氧化聚丁二烯如Epolead PB3600和PB3600M、EHPE3150、EHPE3150CE(商標，DaicelChemical Co.Ltd.)。除了這些環(huán)氧樹脂以外，也可以包括內(nèi)酯改性的脂環(huán)族環(huán)氧樹脂，其實例包括Placcell GL61、GL62、G101、G102、G105、G401、G402和G403X(商標，Daicel Chemical Co.Ltd.)。
這些環(huán)脂族環(huán)氧化合物中，根據(jù)粘度和揮發(fā)性優(yōu)選Celloxide 2000、Celloxide 3000和α-氧化蒎烯乙二醇。特別地，優(yōu)選采用二氧化苧烯，因為該化合物的可分散性和氣味安全性優(yōu)異。
總而言之，脂肪族環(huán)氧化合物的酸可聚合性差。但是，當用作分散介質(zhì)時某些脂肪族環(huán)氧化合物的存儲穩(wěn)定性非常好。而且，由于它們具有某種程度上的酸可聚合能力，這些環(huán)氧化合物優(yōu)選用作本發(fā)明實施方式中的分散介質(zhì)。特別地，由下面通式(1)代表的環(huán)氧化合物適用于進一步增強粘度穩(wěn)定性和分散性。
R11-R12-R11(1)其中R11是縮水甘油醚基團；R12是具有1-6個碳原子的亞烷基或羥基取代亞烷基，或者具有6-15個碳原子且具有脂環(huán)族或羥基取代脂環(huán)族骨架的亞烷基；j是1-3之間的整數(shù)。
這些化合物中，優(yōu)選采用能夠通過將醇如丙三醇、新戊基多羥基醇或己二醇改性為縮水甘油醚從而得到的化合物。特別地，具有新戊基骨架的二縮水甘油醚(商標名SR-NPG(Sakamoto Yakuhin Co.Ltd.))具有幾乎獨特的非常好的性能。
通常表氯醇用在制造脂肪族環(huán)氧化合物中，因此產(chǎn)生的化合物不可避免地在其組分中偶爾含有可能是氯的鹵素。當該氯源被焚化時，該氯源可能產(chǎn)生對環(huán)境有害的物質(zhì)。因此，必須盡一切辦法將所產(chǎn)生顏料分散體中的氯含量降至最小。具體地，顏料分散體中的氯含量應(yīng)優(yōu)選限制為低于1％。這樣一個低的氯含量能夠通過采用蒸餾提純的脂肪族環(huán)氧化合物得到。
順帶地，該顏料分散體用于制備噴墨油墨，然后該油墨用于進行記錄以制造印刷品。需要該印刷品具有根據(jù)具體用途而不同的具體性能。例如，當該印刷品用在罐頭或PET瓶外表面，或者用在由油性材料制成的容器外表面時，需要印刷品上的印刷圖像具有優(yōu)異的耐溶劑性。而且，為了適應(yīng)高速印刷，需要油墨在更高固化速度下固化。
這種情況下，分散介質(zhì)除前述脂環(huán)族或脂肪族環(huán)氧化合物之外，可進一步包括前述具有酚羥基的化合物(例如苯酚A的縮水甘油醚，和包括苯酚酚醛清漆和多羥基苯乙烯的苯酚預(yù)聚物的縮水甘油醚)，或者普通芳香族環(huán)氧化合物如苯乙烯氧化物，其含量不會使粘度增加超過其上限。
而且，分散介質(zhì)可根據(jù)所需性能或記錄時的條件而含有不同化合物。例如，在需要每分鐘數(shù)十米的高速印刷場合，或者需要耐溶劑性的場合下，優(yōu)選分散介質(zhì)中包括氧雜環(huán)丁烷化合物。但是，因為含有芳香族氧雜環(huán)丁烷化合物作為主成分的分散介質(zhì)其粘度很大，因此這種情況下含在分散介質(zhì)中的化合物優(yōu)選選自低粘度的脂肪族氧雜環(huán)丁烷化合物，氧雜環(huán)丁烷(甲基)丙烯酸化合物和低粘度的陽離子聚合物如乙烯醚化合物。脂肪族氧雜環(huán)丁烷可在部分結(jié)構(gòu)中包括醚鍵。
二價或更高價態(tài)的脂肪族或脂環(huán)族氧雜環(huán)丁烷化合物的具體實例包括二[1-乙基(3-氧雜環(huán)丁烷基)]甲基醚，3-乙基-3-(2-乙基己基氧甲基)氧雜環(huán)丁烷，[(1-乙基-3-氧雜環(huán)丁烷基)甲氧基]環(huán)己烷，含有脂環(huán)族的化合物如其中引入至少一個含氧雜環(huán)丁烷的基團的雙[(1-乙基-3-氧雜環(huán)丁烷基)甲氧基]環(huán)己烷或雙[(1-乙基-3-氧雜環(huán)丁烷基)甲氧基]降冰片烷，和其中含氧雜環(huán)丁烷的醇如3-乙基-3-羥甲基氧雜環(huán)丁烷已經(jīng)被脫氫縮合的含脂肪族多元醇如乙二醇、丙二醇和新戊二醇的醚化合物。前述脂肪族或脂環(huán)族氧雜環(huán)丁烷化合物能夠通過任何已知方法制備，如3-乙基-3-甲基氧雜環(huán)丁烷鹵化物與相應(yīng)醇的堿金屬鹽的脫鹽反應(yīng)。
含芳香族骨架的氧雜環(huán)丁烷的具體實例包括1，4-雙[(1-乙基-3-氧雜環(huán)丁烷基)甲氧基]苯，1，3-雙[(1-乙基-3-氧雜環(huán)丁烷基)甲氧基]苯，4，4′-雙[(3-乙基-3-氧雜環(huán)丁烷基)甲氧基]聯(lián)苯，和苯酚酚醛清漆氧雜環(huán)丁烷。特別地當采用已知為OXT-221的雙[1-乙基(3-氧雜環(huán)丁烷基)]甲基醚(Toa Gosei Co.Ltd.)，或者采用側(cè)鏈上具有氧雜環(huán)丁烷基的丙烯酸或甲基丙烯酸化合物時，不僅能夠抑制特別是粘度的增加，還能夠得到與其它氧雜環(huán)丁烷化合物幾乎相同程度的加速固化效果。
除了前述需要印刷圖像的增強固化速率和耐溶劑情況外，在需要進一步減少粘度并進一步增強固化速率的情況下，優(yōu)選采用由下面通式(2)表示的乙烯醚化合物作為分散介質(zhì)的一個組分。這些乙烯醚化合物能夠單獨使用，或者作為兩種或多種的混合物使用。順帶地，關(guān)于這些乙烯醚化合物，那種鍵合到脂肪族乙二醇衍生物或者環(huán)己烷二甲醇的亞甲基上的是通常已知的。這樣的乙烯醚化合物帶來問題，即，它們的陽離子聚合能力差，而且顏料的存在顯著地妨礙了其聚合。然而，即使顏料與其共同存在時，具有直接連到環(huán)狀骨架如脂環(huán)族骨架、萜類骨架或由下面通式(2)表示的芳香族骨架上的乙烯醚基團的化合物，也具有良好的固化性，并因此優(yōu)選使用。
R13-R14-(R13)p(2)其中R13是選自乙烯醚基和羥基中的一種基團，其中至少一個R13是乙烯醚基；R14是具有(p+1)價態(tài)且選自脂環(huán)族骨架和含芳香環(huán)骨架的一種環(huán)狀基團；p是包括零的正整數(shù)；其前提是，如果R14是環(huán)己烷的環(huán)狀骨架，p為零，則環(huán)上的至少一個碳原子構(gòu)成酮結(jié)構(gòu)。
關(guān)于環(huán)狀基團R14，可以采用具有(p+1)價態(tài)的基團如苯環(huán)、萘環(huán)和聯(lián)苯環(huán)；或者采用具有(p+1)價態(tài)且衍生自環(huán)烷骨架、降冰片烷骨架、金剛烷骨架、三環(huán)癸烷骨架、四環(huán)十二烷骨架、萜類骨架或者膽固醇構(gòu)架的基團。
基團基團R14的更具體實例包括含有脂環(huán)族多元醇如環(huán)己(多)醇，降冰片烷(多)醇，三環(huán)癸烷(多)醇，金剛烷(多)醇，苯(多)醇，萘(多)醇，蒽(多)醇和聯(lián)苯(多)醇的化合物；以及，苯酚衍生物，其中，脂環(huán)族多醇或酚衍生物的羥基上的氫原子被乙烯基取代。也可以用含有多乙烯基苯酚或多元苯酚化合物如苯酚酚醛清漆，其中羥基中的氫原子被乙烯基取代。上述這些化合物可以如此其留有某些羥基基團，或者某些脂環(huán)族骨架的亞甲基原子被酮基取代。從減少化合物揮發(fā)性的角度考慮，這樣的基團取代是優(yōu)選的。
特別地，由于環(huán)己基單乙烯基醚化合物具有高揮發(fā)性，因此如果使用該環(huán)己基單乙烯基醚，優(yōu)選將至少一種環(huán)己烷環(huán)氧化成環(huán)己酮環(huán)。關(guān)于合成前述乙烯醚化合物的方法，Ishii等人在J.Am.Chem.Soc.，第124卷第8期，1590(2002)中描述的采用相應(yīng)醇類化合物作原料的合成法能夠適用于制造乙烯基醚化合物。
優(yōu)選用環(huán)己二醇的二乙烯醚作為分散介質(zhì)，因為在乙烯醚化合物中它的酸反應(yīng)性相對較高。但是，與其它化合物相比，環(huán)己二醇的二乙烯醚在疏水性方面或多或少地較高。因此在采用環(huán)己二醇的二乙烯醚時，優(yōu)選一種包括含有大量氧且具有高極性的酸聚合物，從而提高該乙烯醚化合物的分散穩(wěn)定性。用于這種情況的該化合物的實例包括在骨架中具有多個例如環(huán)醚、環(huán)碳酸酯或環(huán)內(nèi)酯的化合物。
關(guān)于在前述分散介質(zhì)中分散顏料以得到根據(jù)本發(fā)明實施方式的顏料分散體的方法，可以采用多種分散方法。它們可分為少媒介分散法和利用媒介的媒介分散法。少媒介分散法的典型實例包括超聲分散，噴流分散，利用高速盤板的分散，利用均質(zhì)器的分數(shù)。另一方面，關(guān)于媒介分散法，已知一種采用硬珠粒(例如氧化鋯或玻璃珠)及用于高速攪拌珠粒的砂磨機的方法。
少媒介分散法通常用于使顏料團聚顆粒分散，也對減少顏料和分散介質(zhì)的副反應(yīng)有效。但是，在該少媒介分散法中難以使顏料小于顏料的初期粒徑(即，制造顏料時的初始粒徑)。另一方面，在媒介分散法中，盡管可以獲得粒徑小于初期粒徑的顏料，但是在粉碎顏料的過程中會產(chǎn)生活性顏料表面，從而導(dǎo)致顏料團聚并因此使分散不穩(wěn)定。當用高反應(yīng)性的材料作為分散介質(zhì)時，這一趨勢將更為顯著。
根據(jù)本發(fā)明實施方式的顏料分散體最優(yōu)選通過任何一種根據(jù)本發(fā)明實施方式的方法制造。
即，該方法包括使顏料經(jīng)歷表面處理以在顏料上提供官能團，從而得到表面改性顏料；用基于表面改性顏料重量5-37重量％的樹脂涂敷表面改性顏料，然后以基于初分散介質(zhì)總重量為10-41重量％的比例將樹脂涂敷的顏料分散在初分散介質(zhì)中，從而得到分散在1atm下沸點為140℃的初分散介質(zhì)中的分散體前體；或者，向在1atm下沸點為140℃的初分散介質(zhì)中加入10-41重量％(基于初分散介質(zhì)的總重量)的表面改性顏料和5-37重量％(基于表面改性顏料)的樹脂，從而得到由表面改性顏料和樹脂構(gòu)成的樹脂涂敷顏料被分散在初分散介質(zhì)中的分散體前體；向分散體前體中加入在25℃下粘度為30mPa·s或更小、在1atm下沸點為150℃或更高的主分散介質(zhì)，混合，得到一種混合物；和在不高于70℃的溫度和減壓下蒸餾混合物以除去初分散介質(zhì)，從而得到一種樹脂涂敷顏料分散在主分散介質(zhì)中的顏料分散體。
因為采用該方法，已經(jīng)使得可以有效地抑制由分散介質(zhì)和顏料之間的反應(yīng)導(dǎo)致的粘度增加。
為了增強顏料和用作分散介質(zhì)的樹脂之間的鍵合，進行顏料的表面改性。例如，當在顏料表面上部分地形成能夠與分散介質(zhì)的典型端基即氨基強烈鍵合的羧基或磺酸基時，能夠顯著增強顏料的分散性。通過用適當氧化劑氧化顏料晶體表面或者通過用磺化劑的功能，能夠?qū)崿F(xiàn)利用前述功能團的顏料表面改性。通常已知，即使顏料表面上已經(jīng)吸附了對顏料具有高物理吸附的砜改性化合物(增效劑)，也能夠或多或少地獲得上述同樣的效果程度。但是，在顏料和磺酸基的鍵合強度方面，用磺化劑直接改性的表面改性顏料更加優(yōu)異，而且與增效劑相比在分散穩(wěn)定性方面更加優(yōu)異，因此該表面改性顏料優(yōu)選用在本發(fā)明中。
如果改性元素包括硫原子或磷，則能夠用表面光譜分析如EDX直接測量官能團的改性比例。這種情況下，所用元素的含量優(yōu)選為基于顏料表面組成的至少約0.1％。但是，如果該改性比例過高，則顏料的酸性將變得過強以至于將產(chǎn)生改性元素與分散介質(zhì)的反應(yīng)，并加速團聚和增稠。因此，改性比例優(yōu)選限定為至多約30％。當引入顏料表面的官能團由不易由EDX識別的羧酸構(gòu)成時，能夠從由例如吸附法確定的表面積和由滴定分析法估算的改性基團數(shù)量而測定出改性比例。
然后使這樣獲得的表面改性顏料與樹脂或單體反應(yīng)，以暫時獲得微膠囊化的顏料。然后，將微膠囊化的顏料分散在初分散介質(zhì)中，或者使其與預(yù)定初分散介質(zhì)中的樹脂或單體反應(yīng)，從而直接獲得分散體前體。該初分散介質(zhì)選自1atm下沸點不超過140℃的那些。該初分散介質(zhì)的實例包括例如丙酮，甲乙酮，甲丙酮，甲基(異)丁基酮，3-戊酮，乙酸乙酯，乙酸甲酯和乙酸丁酯。當初分散介質(zhì)的溶解性參數(shù)與主分散介質(zhì)的溶解性參數(shù)區(qū)別較大時，改變分散介質(zhì)的適宜量，從而增加產(chǎn)生樹脂再團聚的可能性。優(yōu)選地，初分散介質(zhì)應(yīng)選自那些具有與主分散介質(zhì)幾乎相同的溶解性參數(shù)的，區(qū)別應(yīng)限制在優(yōu)選為最多±5MPa1/2，更優(yōu)選最多±2MPa1/2。
微膠囊化顆粒制備過程中和分散體前體的各組分混合比例對所得顏料分散體的性能影響很大。如果在顏料分散體中未以適宜的量使用分散介質(zhì)，顏料表面的活性點不能被樹脂充分覆蓋，從而增加了后續(xù)將顏料分散在主分散介質(zhì)時的顆粒之間再團聚的可能性。因此，應(yīng)以限定為基于分散介質(zhì)總重量為10-41重量％的量使用表面改性顏料。另一方面，以基于顏料為5-37重量％的比例使用樹脂。
在制備微膠囊化顏料和分散體前體時，使樹脂或單體與顏料表面上的官能團鍵合，或者用該官能團作活性點聚合，從而制備樹脂涂敷顏料。但是這種情況下，除非是通過適當方法分散顏料而進行樹脂涂敷，否則就不能充分減少該樹脂涂敷顏料的尺寸。即，除非在超聲輻照或者在高速噴流或砂磨機中進行前述反應(yīng)，否則不能充分降低顏料顆粒的尺寸。通過適當選擇工藝條件，就能夠控制樹脂涂敷顏料中的顏料平均粒徑。例如可通過在完成涂敷并干燥前述分散體之后使用透射電子顯微鏡(TEM)觀察，從而確定微膠囊化顆粒的產(chǎn)生和顏料的粒徑。在微膠囊化顏料情況下，能夠確認顏料顆粒表面上薄層涂敷薄膜的存在。但是，當顏料分散在分散體中時，很難確定包括樹脂涂敷的微膠囊顏料粒徑。因此通常測量顏料的移動如動態(tài)光散射以計算顏料顆粒的尺寸，從而確定顏料顆粒的直徑。如前所述，現(xiàn)在就可以得到樹脂涂敷顏料分散在初分散介質(zhì)中的分散體前體。
向該初分散介質(zhì)中加入符合前述有關(guān)粘度和沸點條件的主分散介質(zhì)，攪拌，形成混合溶液，然后蒸餾除去初分散介質(zhì)。盡管由于熱容和施加熱量的波動，不可能絕對調(diào)節(jié)除去初分散介質(zhì)的條件，但是可以通過在常溫至70℃的溫度和常壓至30mmHg的壓力下加熱0.5-3.0小時，然后在30-0.5mmHg的壓力下加熱0.5-3.0小時，從而除去初分散介質(zhì)。
現(xiàn)在通過采用前述方法制備顏料分散體，就可以得到一種理想的分散體狀態(tài)，其中不僅是樹脂涂敷顏料的平均粒徑制造得足夠細，而且由高反應(yīng)性主分散介質(zhì)和顏料之間的副反應(yīng)導(dǎo)致的再團聚也被抑制為最小。
某些情況下，即使在前述前述條件下進行顏料的分散，也會產(chǎn)生不會給分散體穩(wěn)定性上帶來任何問題的顆粒團聚。這種情況下，團聚的顆粒具有1.0μm或更大的粒徑。如果存在該團聚顆粒，當尤其是進行噴墨油墨釋放時將更可能發(fā)生釋放錯誤。因此，理想的是盡可能地除去該團聚顆粒。盡管可以用多種方法如過濾、離心分離等除去該團聚顆粒，但更優(yōu)選用離心分離，它能夠方便地、低成本地進行而且不會顯著惡化顏料的初始濃度。關(guān)于該離心分離的具體條件，盡管其可根據(jù)顏料種類、分散介質(zhì)種類、容器大小和工藝類型(連續(xù)或間歇工藝)而變化，但通過在顏料分散體上施加2500G-70000G的重力并維持5分鐘-3小時而進行該離心分離，從而就可以除去團聚的顆粒。
更精確地，可以通過由下面表達式(A)表示的Stokes等式大致計算作用于離心分離的時間，該表達式采用離心容器尺寸、液體粘度、顆粒密度和離心重力G之間的關(guān)系。
沉淀速度＝[G×(顏料密度-分散介質(zhì)密度)×粒徑]/[18×(分散介質(zhì)粘度)]——表達式(A)因此，根據(jù)表達式(A)優(yōu)選施加于顏料分散體的時間為1μm顏料顆粒沿離心容器高度沉降下來所需的時間。更具體地，優(yōu)選應(yīng)如下限制顏料分散體中的團聚顆粒。即，每毫升中直徑為1μm或更大的團聚顆粒的數(shù)量應(yīng)限制為1.6×108或更少。如果直徑為1μm或更大的團聚顆粒以超過上述范圍的比例含在顏料分散體中，在進行噴墨油墨釋放時將更可能發(fā)生釋放錯誤。
通過加入(如果需要)其它酸聚合化合物或光致酸生成劑，根據(jù)本發(fā)明實施方式的顏料分散體能夠制成紫外固化型液體油墨前體。術(shù)語“前體”是指一種噴墨油墨前體，其本身并非光敏性，而且尚未進入常溫下粘度為噴墨油墨釋放所必需的30mPa·s或更小的狀態(tài)。向該液體油墨前體中加入為油墨提供物理性能的前述特性的化學(xué)物質(zhì)，如酸聚合物、敏化劑、表面活性劑或粘度穩(wěn)定劑，以獲得適宜液體油墨。
當用光輻照該液體油墨時，從光致酸生成劑中產(chǎn)生酸，然后該酸充當用于可聚合物交聯(lián)反應(yīng)的催化劑，同時在油墨層內(nèi)擴散。通過在液體油墨上施加熱量能加速該酸的擴散和用該酸作催化劑的交聯(lián)反應(yīng)。不同于自由基聚合，該交聯(lián)反應(yīng)不會因氧的存在而受到妨礙。因此能夠用僅一個光子而導(dǎo)致多個交聯(lián)反應(yīng)，從而就可以實現(xiàn)高靈敏度。而且即使在油墨層的深部分和媒介內(nèi)部也能夠快速發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)。因此，相比于自由基聚合體系，以這種方式得到的油墨層在粘合力方面將變得更加優(yōu)異。
因此通過用該液體油墨，能夠在將油墨釋放至印刷品表面之后通過施加光輻照和熱量而快速地使油墨層非流態(tài)化。即，可以獲得高質(zhì)量的印刷品而不需要大規(guī)模的曝光系統(tǒng)。此外，不同于上述使用自由基聚合的液體油墨，在該液體油墨的情況下不需采用可致癌的自由基產(chǎn)生劑或者高度刺激皮膚且氣味不好的自由基聚合單體。
而且，當液體油墨中的聚合物與溶劑總體積的比例足夠高時，印刷時很少可能導(dǎo)致有機溶劑揮發(fā)。因此，現(xiàn)在就可以減緩由有機溶劑揮發(fā)導(dǎo)致的環(huán)境污染物問題，從而不需要提供排放裝置或溶劑回收裝置。因為這些原因，油墨層能夠快速非流態(tài)化，從而就可以容易地固定印刷圖像而不會在不同特性的印刷表面上產(chǎn)生滲色。此外，印刷表面的惡化可能性也很少，否則將因為油墨層的干燥而發(fā)生惡化。
關(guān)于當被光輻照時能產(chǎn)生酸的光致酸生成劑(photo-acid generating agent)，它們包括鎓鹽，重氮鹽，醌二疊氮基化合物，有機鹵化物化合物，芳香族磺酸鹽化合物，雙砜化合物，磺?；衔?，磺酸鹽化合物，锍化合物，磺酰胺化合物，碘鎓化合物，磺酰重氮甲烷化合物，及這些化合物的混合物。
前述化合物的具體實例包括三氟甲磺酸三苯锍鹽，三氟甲磺酸二苯碘鎓鹽，磺酸2，3，4，4-四羥基二苯酮-4-萘醌二疊氮鹽，4-N-苯氨基-2-甲氧苯基重氮硫酸鹽，4-N-苯氨基-2-甲氧苯基重氮-p-乙苯基硫酸鹽，4-N-苯氨基-2-甲氧苯基重氮-2-萘基硫酸鹽，4-N-苯氨基-2-甲氧苯基重氮-苯基硫酸鹽，2，5-二乙氧基-4-N-4′-甲氧基苯基羰基苯基重氮-3-羧基-4-羥苯基硫酸鹽，2-甲氧基-4-N-苯基苯基重氮-3-羧基-4-羥苯基硫酸鹽，二苯磺?；淄椋交酋；氐淄椋交?，甲苯磺酸α-甲基安息香酯，焦棓酸三甲磺酰酯，甲苯磺酸安息香酯，MPI-103(CAS.NO.[87709-41-9]；Midori Kagaku Co.Ltd.)，BDS-105(CAS.NO.[145612-66-4]；Midori Kagaku Co.Ltd.)，NDS-103(CAS.NO.[110098-97-0]；Midori Kagaku Co.Ltd.)，MDS-203(CAS.NO.[127855-15-5]；Midori Kagaku Co.Ltd.)，焦棓酸三甲磺酰酯(CAS.NO.[20032-64-8]；Midori Kagaku Co.Ltd.)，DTS-102(CAS.NO.[75482-18-7]；Midori Kagaku Co.Ltd.)，DTS-103(CAS.NO.[71449-78-0]；Midori Kagaku Co.Ltd.)，MDS-103(CAS.NO.[127279-7-7]；Midori KagakuCo.Ltd.)，MDS-105(CAS.NO.[116808-67-4]；Midori Kagaku Co.Ltd.)，MDS-205(CAS.NO.[81416-37-7]；Midori Kagaku Co.Ltd.)，BMS-105(CAS.NO.[149934-68-9]；Midori Kagaku Co.Ltd.)，TMS-105(CAS.NO.[127820-38-6]；Midori Kagaku Co.Ltd.)，NB-101(CAS.NO.[20444-09-1]；Midori Kagaku Co.Ltd.)，NB-201(CAS.NO.[4450-68-4]；Midori Kagaku Co.Ltd.)，DNB-101(CAS.NO.[114719-51-6]；Midori Kagaku Co.Ltd.)，DNB-102(CAS.NO.[131509-55-2]；Midori Kagaku Co.Ltd.)，DNB-103(CAS.NO.[132898-35-2]；Midori Kagaku Co.Ltd.)，DNB-104(CAS.NO.[132898-36-3]；Midori KagakuCo.Ltd.)，DNB-105(CAS.NO.[132898-37-4]；Midori Kagaku Co.Ltd.)，DAM-101(CAS.NO.[1886-74-4]；Midori Kagaku Co.Ltd.)，DAM-102(CAS.NO.[28343-24-0]；Midori Kagaku Co.Ltd.)，DAM-103(CAS.NO.[14159-45-6]；Midori Kagaku Co.Ltd.)，DAM-104(CAS.NO.[130290-80-1]和CAS.NO.[130290-82-3]；Midori Kagaku Co.Ltd.)，DAM-201(CAS.NO.[28322-50-1]；Midori Kagaku Co.Ltd.)，CMS-105(Midori Kagaku Co.Ltd.)，DAM-301(CAS.NO.[138529-81-4]；Midori Kagaku Co.Ltd.)，SI-105(CAS.NO.[34694-40-7]；Midori Kagaku Co.Ltd.)，NDI-105(CAS.NO.[133710-62-0]；Midori Kagaku Co.Ltd.)，EPI-105(CAS.NO.[135133-12-9]；Midori Kagaku Co.Ltd.)，和UVACURE1591(Daicel UCB Co.Ltd.)；和ESACURE-1064(Lamberty Co.Ltd.)。
這些化合物中，優(yōu)選的光致酸生成劑為鎓鹽。用于這種情況的鎓鹽實例為具有氟硼酸陰離子、六氟銻酸陰離子、六氟砷酸陰離子、三氟甲磺酸鹽陰離子、對甲苯磺酸鹽陰離子或?qū)ο趸妆交撬猁}陰離子作為陰離子的重氮鹽，磷鎓鹽和锍鹽。特別地，優(yōu)選光致酸生成劑包括由下面通式(3)和(4)代表的鎓鹽。這些光致酸生成劑在靈敏度和穩(wěn)定性方面都有利。
R9-C2+-R10 mA5-…(4)其中，R6、R7、R8、R9和R10分別代表芳香族基團或具有硫?qū)僭鼗镌雍头枷阕寤鶊F的官能基團；C1和C2分別代表硫?qū)僭鼗镌?；A4和A5分別代表選自PF6-、SbF6-、BF4-、AsF6-、CF3SO3-、C4F9SO3-、CH3SO3-的陰離子；m和n分別表示一個整數(shù)。順帶地，術(shù)語“硫?qū)僭鼗镌印敝噶驅(qū)僭卦雍捅攘驅(qū)僭卦雨栃愿鼜姷钠渌?。此外，“硫?qū)僭卦印卑颉⑽?、碲、釙和碘原子?br> 由前述通式(3)和(4)代表的鎓鹽在常溫下固化反應(yīng)活性高且穩(wěn)定性優(yōu)異。因此，該鎓鹽能抑制前述液體油墨在未被光輻照情況下的固化。
如果用前述通式(3)和(4)所代表的化合物作為光致酸生成劑，從確保光致酸生成劑的熱穩(wěn)定性及其對水的穩(wěn)定性角度考慮，優(yōu)選前述硫?qū)僭鼗镌舆x自硫原子和碘原子。這種情況下，從確保適宜酸性和熱穩(wěn)定性的角度考慮，優(yōu)選陰離子種類由非有機酸構(gòu)成，特別地由PF6-構(gòu)成。此外，從同時提高光致酸生成劑的光敏性角度考慮，特別優(yōu)選采用具有苯锍骨架的六氟磷酸鹽化合物。
光致酸生成劑可進一步包括(如果需要)一種敏化染料。該敏化染料的實例包括吖啶化合物、benzofuravins、苝、蒽和激光染料。
此外，可以適當?shù)夭捎镁哂泄怆x解性能的酸酯作為光致酸生成劑。該酯的具體實例包括硅烷醇鋁的鄰硝基芐基酯。
根據(jù)光致酸生成劑產(chǎn)生酸的效率和著色組分的量，適當選擇液體油墨中的光致酸生成劑比例。例如，當液體油墨中的顏料濃度為約5重量％時，光致酸生成劑的混合比例可通常限定為1-10重量份/100重量份能在液體油墨所含酸存在下聚合的溶劑。如果光致酸生成劑的混合比例低于1重量份/100重量份用于光致酸生成劑的溶劑，則噴墨記錄油墨的靈敏度將惡化。另一方面，如果光致酸生成劑的混合比例超過10重量份，則將加強油墨隨時間粘度的增加，從而降低油墨的涂敷性能，并降低已光固化的油墨薄膜的硬度。此外，可能腐蝕記錄裝置的配管或噴頭元件。鑒于此，光致酸生成劑的混合比例優(yōu)選限定在2-8重量份，更優(yōu)選為2-6重量份。當光致酸生成劑的混合比例限定在該更優(yōu)選范圍內(nèi)時，它將有利地確保油墨的存儲穩(wěn)定性，或者將對配管和噴頭元件的腐蝕減至最小。
因為前述液體油墨是需要施加熱量的光敏性油墨，因此以安全性和氣味角度考慮，優(yōu)選油墨的揮發(fā)性應(yīng)盡可能地低。更具體地，在曝光之后和80℃溫度下油墨揮發(fā)的速率優(yōu)選應(yīng)限定在0.2mg/cm2·min或更低。這里的揮發(fā)量是當加熱例如開口面積為10cm2的容器時每分鐘將產(chǎn)生的揮發(fā)量(mg)。盡管該揮發(fā)量根據(jù)容器開口的尺寸變化，但該值通常定義為常壓下加熱一個直徑6cm且含4g油墨的Petri盤時能夠得到的數(shù)值。當油墨形成為一個不能確保上述范圍的組合物時，加熱過程中的揮發(fā)量將變得過大，從而妨礙安全性并導(dǎo)致氣味更加嚴重。另一方面，油墨被配制成揮發(fā)性很差如為0.00001mg/cm2·min或更低，則油墨的粘度通常將增加從而有很大可能使噴墨釋放變得困難。
如已經(jīng)解釋的，由根據(jù)本發(fā)明實施方式的顏料分散體制備的液體油墨將優(yōu)選配制為具有常溫下至少30mPa·s的流動性。為了確保油墨具有上述性能，如果將“n”種酸可聚合的化合物一同混合而包括入上述油墨的話，由下面的通式(B)代表的粘度ηt優(yōu)選限定在3mPa·s-30mPa·s，更優(yōu)選為5mPa·s-25mPa·s。
ηt＝exp(χ1·1n(η1)+χ2·1n(η2)+χ3·1n(η3)+…+χn·1n(ηn))…(B)(其中，χ1、χ2、χ3…χn代表各組分的重量比例；η1、η2、η3…ηn表示各組分在常溫常壓下的粘度)如果粘度ηt沒有落入該范圍，則油墨的釋放將變得非常困難，或者將由于油墨的不規(guī)則釋放而產(chǎn)生圖像的擾亂。
前述油墨能通過光的輻照而固化，以形成一層油墨層。特別地，當該液體油墨在其組分中包括大量脂環(huán)族或脂肪族骨架時，將使已固化油墨層具有足夠可塑性，并能夠分解。因此，通過將液體油墨釋放至圖像載體表面而形成油墨層之后，該油墨層能夠被隨后轉(zhuǎn)移到記錄介質(zhì)表面。即，通過釋放液體油墨而在圖像載體表面上形成油墨層之后，產(chǎn)生的油墨層經(jīng)歷光輻照和加熱，以固化該油墨層。然后，在使該油墨層接觸記錄介質(zhì)的情況下，在該油墨層上施加適宜程度的壓力并伴隨(或不伴隨)加熱，以使該油墨層再次流態(tài)化或使其可塑，從而就可以將該油墨層轉(zhuǎn)移到記錄介質(zhì)的表面上。
此外，當將該油墨層直接轉(zhuǎn)移到記錄介質(zhì)表面時，通過施加光輻照或加熱而固化或預(yù)固化如此形成在記錄介質(zhì)表面上的油墨層，然后進一步加熱產(chǎn)生的油墨層以完成油墨層的主固化，從而就可以將油墨層固定在記錄介質(zhì)上。
液體噴墨油墨理想地應(yīng)在噴墨油墨的釋放過程中具有高穩(wěn)定性。但是根據(jù)本發(fā)明實施方式的分散體和液體油墨前體通常趨向于變得粘度隨時間增加過高，從而如果任其自然則它們的性能將只能維持短時間。因此，理想的是分散體和液體油墨前體附加地包含一種堿性化合物和/或能夠表現(xiàn)堿性的化合物作為粘度穩(wěn)定劑。如果用炭黑作為著色組分，這些粘度穩(wěn)定劑的效果將更加顯著。而且，因為這些堿性化合物能夠同時有效保護記錄裝置的噴墨噴頭內(nèi)部和用于油墨的配管的金屬部分，以防它們被酸腐蝕，因此優(yōu)選在根據(jù)本發(fā)明實施方式的任何種類液體油墨前體中采用這些堿性化合物。
關(guān)于前述堿性化合物，可以采用任何能夠溶解在溶劑中以在酸存在下聚合的無機堿性物質(zhì)和有機堿性物質(zhì)。但考慮到溶解性，更優(yōu)選采用有機堿性物質(zhì)。該有機堿性物質(zhì)的具體實例包括胺化合物，銨化合物，取代或未取代烷基胺，取代或未取代芳族胺，吡啶，嘧啶，和具有雜環(huán)骨架的有機胺如咪唑。該有機堿性物質(zhì)的更具體實例包括正己胺，十二烷胺，苯胺，二甲苯胺，聯(lián)苯胺，三苯胺，二氮二環(huán)辛烷，二氮二環(huán)十一烷，3-苯基吡啶，4-苯基吡啶，二甲基吡啶，2，6-二叔丁基吡啶，和砜基酰肼如4-甲基苯砜酰肼，4，4′-氧雙(苯砜酰肼)和1，3′-苯砜酰肼。
也可以用銨化合物作為堿性物質(zhì)。銨化合物的優(yōu)選實例包括季銨鹽。例如優(yōu)選用不同取代基如甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、月桂基、苯基和芐基作為銨原子的取代基，并優(yōu)選用不同陰離子如氫氧離子、-OR(R為含1-4個碳原子的烷基)、-OCOR′(R′為烷基、芳基或烷芳基)、OCOO-和OSOO-作為反離子。堿性化合物的特別優(yōu)選實例是氫氧化四甲銨和四丁基氫氧化物的銨鹽。這些堿性化合物能夠單獨使用，或以兩種或多種的混合物使用。
但是，如果在這種情況下采用堿性非常強的堿性化合物如咪唑，則隨時間可能發(fā)生的聚合，或者可能發(fā)生副反應(yīng)如光致酸生成劑的分解。另一方面，如果在這種情況下采用堿性非常弱的堿性化合物，則難以充分保證通過加入該堿性化合物而對油墨粘度的穩(wěn)定效應(yīng)。例如，優(yōu)選采用在25℃溫度適宜水溶液狀態(tài)中的堿電離常數(shù)pKb為4或更高的堿性化合物。但是，如果該堿性化合物的pKb高于11，則該化合物不能具有穩(wěn)定油墨粘度的效果。能夠滿足前述條件的堿性化合物實例包括吡啶衍生物，苯胺衍生物，氨基萘衍生物，其它含氮雜環(huán)化合物及其衍生物。
吡啶衍生物的具體實例包括2-氟吡啶，3-氟吡啶，2-氯吡啶，3-氯吡啶，3-苯基吡啶，2-苯基吡啶，2-甲?；拎?，2-(2′-吡啶基)吡啶，3-乙?；拎?，2-溴吡啶，3-溴吡啶，2-碘吡啶，3-碘吡啶，和2，6-二叔丁基吡啶。
苯胺衍生物的具體實例包括苯胺，4-對氨基苯甲?；桨罚?-芐基苯胺，4-氯-N，N-二甲基苯胺，3，5-二溴苯胺，2，4-二氯苯胺，N，N-二甲基苯胺，N，N-二甲基-3-硝基苯胺，N-乙基苯胺，2-氟苯胺，3-氟苯胺，4-氟苯胺，2-碘苯胺，N-甲基苯胺，4-甲基硫苯胺，2-溴苯胺，3-溴苯胺，4-溴苯胺，4-溴-N，N-二甲基苯胺，2-氯苯胺，3-氯苯胺，4-氯苯胺，3-氯-N，N-二甲基苯胺，3-硝基苯胺，4-硝基苯胺，2-甲氧基苯胺，3-甲氧基苯胺，二苯基胺，2-聯(lián)苯基胺，鄰甲苯胺，間甲苯胺，對甲苯胺，3，3′-二氨基二苯基砜，4，4′-二氨基二苯基砜和4，4′-二(4-氨基苯氧基)二苯基砜。
氨基萘衍生物的具體實例包括例如1-氨基-6-羥基萘，1-萘胺，2-萘胺，二乙基氨基萘，和N-甲基-1-萘胺其它含氮雜環(huán)化合物及其衍生物的具體實例包括例如鄰二氮雜萘，3-乙?；哙?，吡嗪，2-甲基吡嗪，甲基氨基吡嗪，噠嗪，2-氨基嘧啶，2-氨基-4，6-二甲基嘧啶，2-氨基-5-硝基嘧啶，2，4，6-三氨基-1，3，5-三嗪，吡咯，吡唑，1-甲基吡唑，1，2，4-三唑，吲唑，苯并三唑，喹唑啉，喹啉，3-氨基喹啉，3-溴喹啉，8-羧基喹啉，3-甲基喹啉，6-甲基喹啉，5-甲基喹啉，喹喔啉，噻唑，2-氨基噻唑，3，4-吖吲哚，嘌呤，8-氮雜嘌呤，吲哚和吲嗪。
其中，根據(jù)粘度穩(wěn)定性、揮發(fā)性、堿性和低副反應(yīng)，特別優(yōu)選采用苯胺衍生物作為前述堿性化合物。
但是，由于前述苯胺化合物具有相對低的堿性，因此通常不優(yōu)選將其和具有氧雜環(huán)丁烷基團且自身表現(xiàn)堿性的單體聯(lián)合使用。該氧雜環(huán)丁烷化合物優(yōu)選應(yīng)選自25℃下具有3-7的pKb高堿度的那些。例如，能夠適當?shù)夭捎镁哂兄咀骞羌艿陌坊蚝h(huán)族骨架的胺的堿性化合物。
當前述堿性化合物能夠和由下面通式(5)代表的陰離子形成鹽，并且如果該陰離子的酸性相對較低的話，該堿性化合物將能夠具有弱堿性，因此能夠類似地使用該堿性化合物。
其中A-是具有磺酸陰離子或羧酸陰離子的化合物；R21、R22、R23和R24可相同或不同，分別為取代或未取代的芳香族基團、氫原子、羥基，或取代或未取代的烷基。
由于時常在曝光之后加熱主油墨，因此這些堿性化合物優(yōu)選揮發(fā)性優(yōu)選盡可能地低。更具體地，這些堿性化合物的沸點優(yōu)選為150℃或更高，更優(yōu)選為180℃或更高。
優(yōu)選以基于光致酸生成劑總分子數(shù)量的1mol％-30mol％、更優(yōu)選為2mol％-15mol％的比例，將堿性化合物或者能夠在液體油墨中或者在液體油墨的含顏料分散體的前體中表現(xiàn)堿性的化合物，包括在液體油墨或包括在液體油墨前體中。如果堿性化合物或能表現(xiàn)堿性的化合物的含量未落入上述范圍，則將顯著惡化油墨或前體的靈敏度，或者不再具有穩(wěn)定油墨或前體粘度的效果。
優(yōu)選采用能夠被光或輻照分解的光敏堿性化合物，因為這能夠?qū)⒁驂A性物質(zhì)的加入而導(dǎo)致的靈敏度惡化減至最小。
關(guān)于光敏堿性化合物，可以優(yōu)選采用锍化合物和碘鎓化合物。關(guān)于锍化合物，由下面通式(SS1)-(SS4)代表的化合物可作為實例。
其中，R31、R32和R33可以相同或不同，分別為烷基、芳基、雜芳基、雜烷基、烷芳基、鹵素原子、烷氧基、苯氧基、苯硫酚基、苯磺酰取代的芳基、或苯亞氧硫基取代的芳基；Y為CH2、O或S；R34、R35、R36和R37可以相同或不同，分別為烷基、烷氧基或鹵素原子；X1-代表堿性陰離子。
R31、R32和R33的優(yōu)選實例包括甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、苯基、聯(lián)苯基、甲苯基、二甲苯基、氯苯基、溴苯基、甲氧苯基、乙氧苯基、丙氧苯基、丁氧苯基、叔丁氧苯基、苯氧苯基、苯硫氧苯基、和苯磺酰苯基。
R34、R34、R36和R37的優(yōu)選實例包括烷基、甲氧基、乙氧基、氯原子和溴原子。
X1-的具體實例包括陰離子如氫氧根離子、-OR(R為具有1-4個碳原子的烷基)、-OCOR′(R′為烷基、芳基或烷芳基)、OCOO-和OSOO-。
關(guān)于碘鎓化合物，舉例如下面通式(IS1)-(IS3)所代表的化合物。
其中，R38和R39可以相同或不同，分別為烷基、芳基、雜芳基、雜烷基、烷芳基、鹵素原子、烷氧基、苯氧基、苯硫酚基、苯磺酰基-一元、二元或三元取代的芳基、或苯亞氧硫基-一元、二元或三元取代的芳基；Y為CH2、O或S；R40、R41、R42和R43可以相同或不同，分別為烷基、烷氧基或鹵素原子；X2-代表堿性陰離子。
R38和R39的優(yōu)選實例包括甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、苯基、聯(lián)苯基、甲苯基、二甲苯基、氯苯基、溴苯基、甲氧苯基、乙氧苯基、丙氧苯基、丁氧苯基、叔丁氧苯基、苯氧苯基、苯硫氧苯基、和苯磺酰苯基。
R40、R41、R42和R43的優(yōu)選實例包括烷基、甲氧基、乙氧基、氯原子和溴原子。
X2-的具體實例包括陰離子如氫氧根離子、-OR(R為具有1-4個碳原子的烷基)、-OCOR′(R′為烷基、芳基或烷芳基)、OCOO-和OSOO-。
該锍化合物和碘鎓化合物的特別優(yōu)選實例包括三苯锍的乙酸鹽，三苯锍的氫氧化物，三苯锍的酚鹽，三(4-甲苯基)锍的氫氧化物，三(4-甲苯基)锍的乙酸鹽，三(4-甲苯基)锍的酚鹽，二苯碘鎓的氫氧化物，二苯碘鎓的乙酸鹽，二苯碘鎓的酚鹽，雙(4-叔丁基苯基)碘鎓的氫氧化物，雙(4-叔丁基苯基)碘鎓的乙酸鹽，雙(4-叔丁基苯基)碘鎓的酚鹽，硫苯基取代的三苯锍的乙酸鹽，和硫苯基取代的三苯锍的氫氧化物。
除了前述堿性化合物，還可以將其它堿性化合物包括入油墨中。此外，如果用鎓鹽作為光致酸生成劑，優(yōu)選該光致酸生成劑選自與堿性化合物種類相似的那些。例如，如果光致酸生成劑和堿性化合物都由锍化合物或碘鎓化合物構(gòu)成，則可以獲得靈敏度和存放期穩(wěn)定性方面的優(yōu)異效果。
可選地，還優(yōu)選可以包括并非本質(zhì)上為堿性但通過其隨時間的分解能夠產(chǎn)生堿性化合物的化合物，因為這樣產(chǎn)生的堿性化合物可以起到中和可能逐步產(chǎn)生的酸的作用。該化合物的具體實例包括NBC-101(商標名；Midori Kagaku Co.Ltd.)，氨基甲酸酯化合物如α，α-二甲基-3，5-二甲氧芐基氨基甲酸酯。
根據(jù)本發(fā)明的顏料分散體和液體油墨前體可通過使用微膠囊化顆粒本身而得到適宜的分散狀態(tài)。但是，為了進一步提高顏料的分散性，顏料分散體和液體油墨前體中能包括少量普通分散介質(zhì)如非離子型或離子型表面活性劑和抗靜電劑。還可以適當?shù)夭捎镁哂信c前述分散介質(zhì)幾乎相同性能的高分子量分散介質(zhì)，如丙烯酸聚合物和聚乙烯醇。但是，當采用陽離子分散介質(zhì)作為分散介質(zhì)時，優(yōu)選選擇一種酸性弱于羧酸的化合物。其原因是因為某些種類的陽離子分散介質(zhì)可促進油墨的固化暗期反應(yīng)。此外，那些具有強堿性的分散介質(zhì)和染料是不理想的，因為它們不僅降低了油墨的靈敏度，還偶爾促進固化暗期反應(yīng)。因此，分散介質(zhì)優(yōu)選應(yīng)選自具有近乎中性的種類或選自非離子分散介質(zhì)。
在制備根據(jù)本發(fā)明實施方式的液體油墨過程中，優(yōu)選如此制備以不含任何揮發(fā)組分如水和有機溶劑。但是，為了防止前述光致酸生成劑隨時間沉淀，其中可以以非常少的量包含相對安全的有機溶劑如甲乙酮、丙二醇基溶劑和乳酸乙酯。特別地，考慮到增強油墨的分散穩(wěn)定性，理想的是包括不超過5％(基于分散介質(zhì)的總體積)的酮基有機溶劑如甲乙酮。
此外，如果噴墨記錄裝置具有例如氣體排放機構(gòu)或溶劑回收機構(gòu)，為了得到理想印刷品可在溶液中含有相對大量的有機溶劑。這種情況下，從安全角度考慮優(yōu)選采用水，醇如乙醇和丙醇，或石油組分如isoper和萜烯。
如上面所解釋的，由根據(jù)本發(fā)明實施方式的顏料分散體制備的液體油墨很大程度上依賴于化學(xué)放大機構(gòu)。即，因為曝光而由光致酸生成劑產(chǎn)生酸，而所產(chǎn)生的酸因施加的熱量而擴散，從而使酸能夠充當交聯(lián)反應(yīng)或聚合反應(yīng)的催化劑。因此，在該液體油墨情況下，大規(guī)模存在的堿離子將變成惡化油墨光敏度的原因。因此，必須注意不僅在制備液體油墨的過程而且甚至在制造其各組成成分的過程中液體油墨被大量堿離子污染。
因為是用以一種具體分散介質(zhì)分散具體樹脂涂敷顏料的方式進行顏料的分散，所以根據(jù)本發(fā)明實施方式的顏料分散體能夠具有適宜粘度和優(yōu)異的分散穩(wěn)定性。能夠用該顏料分散體制備的用于紫外固化型噴墨油墨記錄的油墨具有最小的粘度變化和優(yōu)異的組分穩(wěn)定性，從而不會有分散體惡化的問題。因此，當該油墨隨后用于噴墨記錄時，能夠進行印刷而不產(chǎn)生油墨的任何釋放錯誤，從而就可以獲得質(zhì)量優(yōu)異且因此無圖像損失的印刷品。
下面，參考圖1解釋根據(jù)本發(fā)明一個實施方式的噴墨記錄方法。
圖1是用于根據(jù)本發(fā)明一個實施方式的的方法進行噴墨記錄的典型噴墨記錄裝置的示意圖。圖1所示的噴墨記錄裝置1有一個用于傳送記錄介質(zhì)2的傳送機構(gòu)3。沿著傳送機構(gòu)3的運行方向從上游側(cè)到下游側(cè)依次有噴墨型記錄頭4、光源5和作為加熱機構(gòu)6的加熱器。
關(guān)于記錄介質(zhì)(或施加印刷的物品)2，對其種類沒有任何特別限制，只要能在記錄介質(zhì)2上進行印刷即可。即，可以用多種材料如紙、OHP片、樹脂薄膜、無紡布、多孔薄膜、塑料板、電路板或金屬基板作為記錄介質(zhì)2。
構(gòu)建傳送介質(zhì)3以使記錄介質(zhì)2通過記錄頭4、光源5和加熱器6前側(cè)。這種情況下，如此設(shè)計傳送機構(gòu)3以使記錄介質(zhì)2能夠在繪圖過程中從右側(cè)傳送到左側(cè)。傳送機構(gòu)3例如可由用于傳送記錄介質(zhì)2的帶和/或滾軸、用于驅(qū)動該帶和/或滾軸的驅(qū)動機構(gòu)構(gòu)成。此外，傳送機構(gòu)3可進一步具有用于幫助記錄介質(zhì)傳送的導(dǎo)引件。
記錄頭4由此可以根據(jù)圖像信號將液體油墨釋放到記錄介質(zhì)2的表面上，從而形成油墨層。關(guān)于記錄頭4，可以采用定位在托架上的連續(xù)掃描型頭，或者寬度比記錄頭4更寬的線掃描型頭。從獲得高速印刷的角度考慮，后者比前者通常更有利。關(guān)于從記錄頭4釋放液體油墨的方法，沒有特別的限制。例如通過采用由加熱件的熱量所產(chǎn)生的蒸汽壓力能夠噴射出油墨液滴?？蛇x地，通過使用由壓電元件產(chǎn)生的機械壓力脈沖，能夠噴射出油墨液滴。
光源5向記錄介質(zhì)2表面上形成的油墨層輻射光，從而能夠從該油墨層產(chǎn)生酸。關(guān)于光源5，可以采用水銀燈如低壓、中壓或高壓水銀燈；鎢燈；電弧燈；受激準分子燈；受激準分子激光，半導(dǎo)體激光；YAG激光；由激光和非線性光學(xué)晶體混合物構(gòu)成的激光系統(tǒng)；高頻感應(yīng)紫外產(chǎn)生裝置；電子束輻照裝置；X射線輻照裝置等。其中，更加優(yōu)選采用高頻感應(yīng)紫外產(chǎn)生裝置和高/低壓水銀燈或半導(dǎo)體激光，因為這些設(shè)備在簡化有關(guān)系統(tǒng)方面有利。光源5可具有一個聚光鏡或掃描光學(xué)系統(tǒng)。
用作加熱機構(gòu)的加熱器6加熱記錄介質(zhì)2上形成的油墨層，從而促進了用酸作催化劑的交聯(lián)反應(yīng)。關(guān)于該加熱器6，可以采用紅外燈；其中含有加熱元件的滾軸(熱滾軸)；用于噴射熱空氣或加熱空氣的吹風(fēng)機等。
通過使用前述裝置1，能夠用下面的方法進行在印刷介質(zhì)上的印刷。
首先，通過傳送機構(gòu)3，記錄介質(zhì)2在繪圖過程中從右側(cè)傳送到左側(cè)。記錄介質(zhì)2的傳送速度例如可限定為0.1m/min-100m/min。
當記錄介質(zhì)2向上傳送到記錄頭4前面的一個位置時，根據(jù)圖像信號從記錄頭4釋放出前述液體油墨。因此，在記錄介質(zhì)2上形成前述油墨層(未示出)。
然后，將上面形成有油墨層的記錄介質(zhì)2傳送到光源5前面的一個位置處。在記錄介質(zhì)2通過光源5前面位置時，從光源5向記錄介質(zhì)2上形成的油墨層輻射光，從而在油墨層中產(chǎn)生酸。順帶地，油墨層表面上的輻射束強度通常限定為數(shù)個mW/cm2-1KW/cm2，盡管該范圍可以根據(jù)所用光源的波長而變化。向油墨層的曝光量能夠根據(jù)液體油墨的靈敏度或者根據(jù)印刷品的傳送速度(即，記錄介質(zhì)2的傳送速度)而可選地確定。
然后，將記錄介質(zhì)2傳送到加熱器6內(nèi)部或附近。當記錄介質(zhì)2通過加熱器5內(nèi)部或附近時，記錄介質(zhì)2上形成的油墨層被加熱器6加熱，促進了油墨層內(nèi)的交聯(lián)反應(yīng)。順帶地，在圖1所示裝置中，加熱器6的加熱時間通常相對較短，即在數(shù)秒至數(shù)十秒范圍內(nèi)。因此，如果需要接下來由加熱器6徹底完成油墨層的固化，應(yīng)該在最大終極溫度下進行加熱，該溫度被控制為相對較高，即為200℃或更低，更優(yōu)選為80-200℃，最優(yōu)選為約60-180℃。
接下來，將記錄介質(zhì)2傳送到儲料器(或容器)(未示出)內(nèi)部，從而完成印刷。
用于加熱油墨層的加熱機構(gòu)不限于如圖1所示位于光源下游側(cè)的加熱器6。例如，在向油墨層輻射光時可通過將光源5移至記錄介質(zhì)附近，同時注意避免破壞印刷表面，從而將光源5用作加熱源。類似地，也可以通過省略提供諸如冷鏡的散熱機構(gòu)，而用光源作為加熱源。當采用數(shù)百瓦的高功率燈泡作為光源時，對必須和光源一同提供的冷卻機構(gòu)進行改進，從而有意地將廢熱返回到印刷紙的表面上。更具體地，對冷卻機構(gòu)的部分廢熱機構(gòu)進行改進，從而提供一種使得可以如上所述地將廢熱返回印刷紙表面的機構(gòu)。通過提供這樣一個機構(gòu)，能夠用從光源產(chǎn)生的熱量加熱油墨層。
例如，通過將用于冷卻光源的空氣流再次引入印刷紙表面上，或者引入傳送/支持機構(gòu)內(nèi)部，可以獲得相當于具有不超過一百瓦的輸出和加熱機構(gòu)的光源的機構(gòu)。通過光源熱量再循環(huán)實現(xiàn)的記錄介質(zhì)終極溫度由此使得它可以獲得與上述加熱器加熱相同的效果程度。盡管其取決于加熱時間，溫度的一個優(yōu)選范圍通常為至少60℃，更優(yōu)選為80℃-100℃。當曝光速度相對較高如數(shù)米/秒時，因為將同時加熱記錄介質(zhì)，終極溫度可高至180℃左右。
當例如用能夠產(chǎn)生紅外光和可見光的光源作為光源5時，能夠同時進行光輻射和向記錄介質(zhì)的加熱。優(yōu)選采用這樣的光源，因為這將促進油墨層的固化。
因為油墨層在被光輻照時，也被光源5產(chǎn)生的熱量加熱，因此，加熱機構(gòu)就不需要安裝為一個如加熱器6的情況一樣的單獨的元件。但是，如果僅用來自光源5的熱量加熱油墨層，并將加熱后的油墨層留置在常溫下以完全固化油墨層，那么將需要很長的時間。因此，優(yōu)選只在確保了足夠的時間以完全固化油墨層的情況下進行室溫下的油墨層靜置。例如，在印刷品如報紙將在第二天分發(fā)的情況下，就可以確保諸如約一天和一夜的長時間以用于固化油墨層，因此即使常溫下靜置油墨層也可以完全固化油墨層。
用前述記錄方法和油墨獲得的圖像不僅印刷質(zhì)量優(yōu)異，而且固化性能也優(yōu)異，從而使得它們在三個方面即硬度、粘著力和耐光性方面優(yōu)異。
接下來，參考下面的具體實施例詳細說明本發(fā)明的實施方式。
(實施例I制備表面改性顏料)
將不同顏料表面改性以將磺酸基鍵合在上面，制得磺化顏料。
(實施例I-1)在60℃下，將含100g炭黑、0.1mol乙酰丙酮酸的釩鹽[V(acac)3]的混合溶液在氯仿中攪拌4小時，同時在含二氧化硫(SO2)(0.5atm＝50.5kPa)和氧氣(0.5atm＝50.5kPa)的氣氛中用24KHz和300W的超聲分散頭處理混合物。然后用水洗滌反應(yīng)溶液，再蒸餾去氯仿。
通過在減壓下除去氯仿，得到表面改性的炭黑(I-K)，然后減壓下干燥。通過EDX元素分析確定磺酸改性比例，預(yù)計為炭黑總表面的1.4％。寬吸收出現(xiàn)在IR吸收的3200cm-1附近，同時確定在炭黑表面上產(chǎn)生羥基的跡象。
當將前述步驟用于從市場上購得的多種炭黑(CB)時，在每個樣本中發(fā)現(xiàn)制備出用與前述相同的方式以磺酸基團改性的炭黑。
(實施例I-2)重復(fù)與上述實施例I-1所述相同的步驟，所不同的是用顏料黃180替代炭黑，得到表面改性黃色顏料(I-Y)。通過EDX元素分析確定磺酸改性比例，預(yù)計為黃色顏料總表面的0.9％，同時確定在黃色顏料表面上產(chǎn)生羥基的跡象。
當將前述步驟用于市場上獲得的多種苯并咪唑酮顏料時，每個樣本中都制備出用與前述方式相同的方式以磺酸基改性的黃色顏料。
(實施例I-3)重復(fù)與上述實施例I-1所述相同的步驟，所不同的是用顏料紅122替代炭黑，得到表面改性洋紅色顏料(I-M)。通過EDX元素分析確定磺酸改性比例，預(yù)計為洋紅色顏料總表面的1.2％，同時確定在洋紅色顏料表面上產(chǎn)生羥基的跡象。
當將前述步驟用于市場上獲得的多種喹吖啶酮顏料時，每個樣本中都制備出用與前述方式相同的方式以磺酸基改性的洋紅色顏料。
(實施例I-4)重復(fù)與上述實施例I-1所述相同的步驟，所不同的是用顏料藍15:3替代炭黑，得到表面改性青色顏料(I-C)。通過EDX元素分析確定磺酸改性比例，預(yù)計為青色顏料總表面的1.8％，同時確定在青色顏料表面上產(chǎn)生羥基的跡象。
當將前述步驟用于市場上獲得的多種酞菁顏料時，每個樣本中都制備出用與前述方式相同的方式以磺酸基改性的青色顏料。
通過采用這樣獲得的表面改性顏料，就通過下面的步驟制備出一種其中分散有微膠囊顏料的顏料分散體。
(實施例II制備顏料分散體)將60g實施例I-1所制備的表面改性炭黑加入1500g純水中，攪拌得到漿液。然后向漿液中，逐漸加入60g其中溶解了環(huán)氧樹脂的甲苯(Epolead，從DaicelChemical Industries Ltd.獲得)，攪拌。自分散在水中的炭黑逐漸轉(zhuǎn)移到甲苯側(cè)以后，過濾分離炭黑，真空干燥。然后，通過臭氧處理使炭黑表面經(jīng)歷防止再團聚的處理，從而得到膠囊化的黑色顏料(II-K)。當用透射電子顯微鏡(TEM)觀察該黑色顏料時，可以確認環(huán)氧樹脂的膠囊狀薄膜形成在顏料表面上。
此外，重復(fù)與前述相同的步驟，所不同的是用表面改性黃色顏料(I-Y)、表面改性洋紅色顏料(I-M)或表面改性青色顏料(I-C)代替表面改性炭黑。其結(jié)果是，可以獲得膠囊化黃色顏料(II-Y)、膠囊化洋紅色顏料(II-M)和膠囊化青色顏料(II-C)。
下面，通過改變使用的環(huán)氧樹脂數(shù)量制備不同顏料。進一步地，用0.3mm直徑的氧化鋯珠粒和砂磨機，將各顏料分別地再分散到作為初分散介質(zhì)的甲乙酮(MEK)中，得到分散體前體。向各分散體前體加入等量的二氧化苧烯(Celloxide，從Daicel Chemical Industries Ltd.獲得)作為主分散介質(zhì)。將所得混合物攪拌1小時，然后在50℃、50mmHg下攪拌加熱1小時。再在5mmHg下加熱3小時以除去MEK。以這種方式，制備出如下表1所示的多種顏料分散體。在本實施例所得的各顏料分散體中，將膠囊化顏料分散在作為分散介質(zhì)的二氧化苧烯中。
此外，將未處理的炭黑直接分散在二氧化苧烯中，以制備下表1所示的對比實施例1的分散體。
表1
*顏料的含量(％)是基于分散介質(zhì)的總重量，樹脂的含量(％)是基于顏料重量。
(實施例III制備顏料分散體)向?qū)嵤├齀-1制備的表面改性炭黑中加入少量氨，加熱，以改性部分砜基。然后，將15g該改性顏料、含有酸值為100且數(shù)均分子量為12500的丙烯酸苯乙烯共聚物的1∶1混合物的50％溶液、和作為初分散介質(zhì)的MPK(甲丙酮)混合在一起，并在用氧化鋯珠粒和砂磨機分散化合物的同時將混合物微膠囊化。
向這樣得到的反應(yīng)液體中加入1g二甲氨基乙醇，以在膠囊表面上產(chǎn)生親水基團。然后，向反應(yīng)液體中加入硅烷偶聯(lián)劑，使膠囊不溶。接下來，產(chǎn)生的液體經(jīng)歷回流老化，得到微膠囊化顏料(III-K)的MPK溶液(分散體前體)。然后干燥并用透射電子顯微鏡(TEM)觀察該分散體前體，確定在顏料表面上形成了主要由丙烯酸苯乙烯共聚物和三聚氰胺樹脂構(gòu)成的膠囊狀薄膜。
進一步地，重復(fù)與實施例I-1所述相同的步驟，所不同的是用表面改性黃色顏料(I-Y)、表面改性洋紅色顏料(I-M)或表面改性青色顏料(I-C)代替表面改性炭黑。其結(jié)果是，可以分別獲得膠囊化黃色顏料(III-Y)、膠囊化洋紅色顏料(III-M)和膠囊化青色顏料(III-C)的MPK溶液(分散體前體)。
接下來，通過改變采用的樹脂量制備不同分散體前體。向各分散體前體中加入等量的環(huán)己烷-1，4-二乙烯醚(CHDV)作為主分散介質(zhì)。將得到的化合物攪拌1小時，然后在50℃溫度、50mmHg壓力下攪拌加熱1小時，再在5mmHg壓力下加熱3小時以除去MEK。以這種方式，制得如下表2所示的不同顏料分散體。在本實施例所得各顏料分散體中，將膠囊化顏料分散在用作主分散介質(zhì)的環(huán)己烷-1，4-二乙烯醚(CHDV)中。
此外，將未處理的炭黑直接分散在己烷-1，4-二乙烯醚中，以制備下表2所示的對比實施例2的分散體。
表2
*顏料的含量(％)是基于分散介質(zhì)的總重量，樹脂的含量(％)是基于顏料重量。
(實施例IV制備顏料分散體)將實施例I-1所制備的表面改性炭黑(I-K)和含端氨基的聚酯樹脂(Solsperse，Avisia Co.Ltd.)加到用作預(yù)分散體的MEK中，然后用均質(zhì)器進行初分散處理，得到一種分散體。然后通過采用粒徑為0.3mm的氧化鋯珠粒和砂磨機，使分散體經(jīng)歷1小時的回流處理，得到微膠囊化顏料(IV-K)的MEK溶液(分散體前體)。
然后干燥并用透射電子顯微鏡(TEM)觀察該分散體前體，確定在顏料表面上形成了由聚酯樹脂構(gòu)成的薄膜。
進一步地，重復(fù)與實施例I-1所述相同的步驟，所不同的是用表面改性黃色顏料(I-Y)、表面改性洋紅色顏料(I-M)或表面改性青色顏料(I-C)代替表面改性炭黑。其結(jié)果是，可以分別獲得膠囊化黃色顏料(IV-Y)、膠囊化洋紅色顏料(IV-M)和膠囊化青色顏料(IV-C)的MPK溶液(分散體前體)。
接下來，通過改變采用的樹脂量制備不同分散體前體。向各分散體前體中加入等量的新戊烷二縮水甘油醚(SR-NPG，商標名，Sakamoto Yakuhin Co.Ltd.)作為主分散介質(zhì)。將得到的化合物攪拌1小時，然后在50℃溫度、50mmHg壓力下攪拌加熱1小時，再在5mmHg壓力下加熱3小時以除去MEK。以這種方式，制得如下表3所示的不同顏料分散體。在本實施例所得各顏料分散體中，將膠囊化顏料分散在用作分散介質(zhì)的SR-NPG中。
此外，將未處理的炭黑直接分散在SR-NPG中，以制備下表3所示的對比表3
*顏料含量(％)是基于分散介質(zhì)的總重量，樹脂含量(％)是基于顏料重量。
(實施例V)用一種分散介質(zhì)分別稀釋實施例II-IV的顏料分散體。然后，研究稀釋后的顆粒直徑(d1)和加速加熱后的顆粒直徑(d2)。稀釋后的顆粒直徑代表由HPPS測量裝置(Malvern Co.Lt.)測量確定的Z平均顆粒直徑，加速加熱測試后的顆粒直徑代表在60℃下存儲兩周后進行的加速加熱之后的顆粒直徑。
通過采用基于初始顆粒直徑(d0)的增加比例，評價分散穩(wěn)定性如下。
(稀釋后)SD＝((d1-d0)/d0)ASD＜1.2B1.2≤SD＜2CSD≥2(加速加熱測試后)SA＝((d2-d0)/d0)ASA＜1.2B1.2≤SA＜2CSA≥2所得結(jié)果總結(jié)在下表4-6中。
表4
未完待續(xù)表4續(xù)
*用C3000稀釋表5
(未完待續(xù))
表5續(xù)
*用CHDV稀釋。但是，III-K(30)V和III-K(30)OXT分別用CHV和OXT稀釋表6
表6續(xù)
*用SR-NPG稀釋由表4的結(jié)果可見，在炭黑情況下，如果其包含比例為以基于分散介質(zhì)總重量的3重量份-28重量份，就可以確保優(yōu)異的顏色和分散穩(wěn)定性。在其它顏色的顏料中發(fā)現(xiàn)相同的趨勢。
如表4-6所示，樹脂的最佳量根據(jù)顏料種類而不同。例如在炭黑情況下，樹脂的最佳用量限定為基于顏料重量的10-30％；在苯并咪唑酮黃色顏料的情況下，樹脂的最佳用量限定為基于顏料重量的15-39％；在酞菁青色顏料的情況下，樹脂的最佳用量限定為基于顏料重量的10-30％；在喹吖啶酮洋紅色顏料的情況下，樹脂的最佳用量限定為基于顏料重量的20-39％。在任一情況下，如果樹脂含量小于這些范圍，分散穩(wěn)定性將惡化，而如果樹脂含量大于這些范圍，則油墨粘度將受到不利的影響。
在將顏料直接分散到陽離子聚合物(分散介質(zhì))中的對比實施例1-3情況下，可以確定在加速加熱測試中所有顏料分散體都將固化或者粘度增加。其原因可假設(shè)歸因于顏料、樹脂和分散介質(zhì)之間的反應(yīng)。
此外可以確定，即使將前述膠囊化顏料和分散方法用于下面的陽離子聚合物，也可以確保粘度和顆粒直徑的穩(wěn)定性。
OXT(二[1-乙基(3-氧雜環(huán)丁烷基)]甲基醚OXT-221(商標名)；Toa Gosei Co.Ltd.)；和CHV(環(huán)己烷二甲醇二乙烯醚Rapicure CHVE(商標名)；ISP Japan Co.Ltd.)(實施例VI)當靜置實施例II所制備的顏料分散體II-K(30)時，其粘度從初始粘度72.3mPa·s增至粘度為85.4mPa·s。但當向顏料分散體中加入比例為基于分散介質(zhì)(C3000)總量0.5％的二甲基苯胺(DA)時，可以抑制粘度的增加。這種情況下，可以在顏料分散體靜置6個月以后控制其粘度為76.0mPa·s，從而顯示出優(yōu)異的穩(wěn)定性。
還發(fā)現(xiàn)即使在含二氧化苧烯的系統(tǒng)中，加入堿性化合物作為粘度穩(wěn)定劑也是有效的。
(實施例VII制備液體油墨)通過從表1-3所示分散體中選擇優(yōu)異的樣品，用下表7所示的配方配制數(shù)種液體油墨。表7中，作為分散介質(zhì)2包括在內(nèi)的OXT是前述氧雜環(huán)丁烷化合物，(二[1-乙基(3-氧雜環(huán)丁烷基)]甲基醚OXT-221(商標名)；Toa Gosei Co. Ltd.)。此外，關(guān)于光致酸生成劑PAG，事實上采用UVACURE1591(苯基锍六氟磷酸酯基鎓鹽混合物的50％碳酸丙烯酯溶液；Daicel UCB Co.Ltd.)。順帶地，向含C3000的系統(tǒng)中，以基于光致酸生成劑10％的比例加入DMA作為穩(wěn)定劑。在任一樣品中，將顏料的含量調(diào)節(jié)為基于可與酸聚合的化合物(分散介質(zhì))的5重量％。
此外，用對比實施例1-3的分散液體制備對比實施例5和6的液體油墨。
表7
表7中的膠囊化顏料和分散介質(zhì)1和2的混合比例是基于液體油墨組合物重量的，將液體油墨組合物的重量設(shè)為100，而且其中排除了光致酸生成劑的重量。
接下來，通過使用表1所示的噴墨記錄裝置進行各液體油墨的性能測試。
表7所示的液體油墨可以按原狀使用，或者將其處理后使用，該處理中將液體油墨在15000G下離心分離20分鐘，并取90％的上層清液使用。關(guān)于記錄介質(zhì)2，采用普通的銅版紙。關(guān)于光源5，采用輸出為230W的超高壓水銀燈，并將其曝光量設(shè)定為500mJ/cm2。此外，記錄頭4的溫度保持在45℃溫度。關(guān)于加熱機構(gòu)6，采用600W紅外陶瓷加熱器。
測量如此形成的油墨層的鉛筆硬度、印刷穩(wěn)定性、耐溶劑性和圖像質(zhì)量，結(jié)果示于下表8中。
印刷穩(wěn)定性由每24小時內(nèi)的釋放錯誤頻率(次數(shù))表示。但是，將2或3天內(nèi)的釋放錯誤表示的樣品標記為符號“×”。對耐溶劑性進行評價，用數(shù)字1標記僅耐水的樣品，用數(shù)字2標記耐水和乙醇的樣品，用數(shù)字3標記耐水、乙醇和丙酮的樣品。憑視力觀察圖像質(zhì)量，對出現(xiàn)有任何問題的圖像，指出該圖像的位置。順帶地，在樣品的圖像中或多或少地發(fā)現(xiàn)輕微程度的擾動(如錯向點)，但該擾動程度是除非詳細研究否則不能發(fā)現(xiàn)的情況下，將該樣品定義為良。將完全沒有形成任何錯點的樣品定義為優(yōu)。
表8
如表8所示，根據(jù)本發(fā)明實施例的所有油墨在印刷性能方面相對穩(wěn)定，而且所獲得圖像也優(yōu)秀。特別地，發(fā)現(xiàn)當離心分離油墨時釋放穩(wěn)定性將得以進一步提高。
另一方面，對比實施例的油墨盡管初期階段可能進行油墨的釋放，但油墨釋放性的穩(wěn)定性如此之差以致于隨時間流逝將發(fā)生釋放問題如堵塞噴頭。
用由III-K(30)OXT構(gòu)成的OXT顏料分散體代替由IV-K(30)構(gòu)成的SR-NPG顏料分散體，該OXT顏料用于制備油墨(X-K(30)，X-K(30)OXT)，其中，將顏料的最終含量調(diào)節(jié)為和分散介質(zhì)組合物的含量相同。當將該油墨用于印刷時，可以保持印刷的穩(wěn)定性。
(實施例IX)為了提高油墨的靈敏度，將表7所示組合物中的光致酸生成劑比例增至兩倍(16％)，以制備多種油墨，然后將其靜置兩月，并用粒度分析儀測量顆粒直徑分布。其結(jié)果是，發(fā)現(xiàn)粒度為3-4μm的顆粒增加。過濾并分析這些油墨之后，發(fā)現(xiàn)光致酸生成劑中存在鎓鹽的晶體。
當以基于分散介質(zhì)總重量的0.5-3％的比例，向具有與上述相同組成的液體油墨中加入MEK或MPK時，沒有發(fā)現(xiàn)前述晶體的沉淀。
(對比實施例)以30重量％的比例向表面改性顏料I-K中加入具有端氨基的聚酯樹脂(Solsperse，Avisia Co.Ltd.)，得到一種混合物，然后再將混合物加到由異丙醇(IPA)構(gòu)成的預(yù)分散介質(zhì)中。已知該IPA具有高極性，因為因羥基的存在使得它的溶解性參數(shù)為約23.5MPa1/2。
在用均質(zhì)器使所得混合物經(jīng)歷初分散處理之后，用0.3mm直徑的氧化鋯和砂磨機使所得分散體經(jīng)歷回流處理，以制得一種分散體前體。進一步地，向該分散體前體中加入等量的由SR-NPG構(gòu)成的主分散介質(zhì)，攪拌所產(chǎn)生混合物1小時，然后在50℃溫度、50mmHg壓力下攪拌加熱1小時，再在5mmHg壓力下加熱3小時以除去IPA。其結(jié)果是，得到一種樹脂涂敷顏料分散在SR-NPG中的顏料分散體。
用采用了動態(tài)光散射法的粒度分析儀(HPPS；Malvern Co.Ltd.)觀察顏料分散體，發(fā)現(xiàn)樹脂涂敷顏料的顆粒直徑為500nm或更大，這說明用具有極高極性的溶劑作為預(yù)分散介質(zhì)是不優(yōu)選的。
另一方面，以30重量％的比例向表面改性顏料I-K中加入具有端氨基的聚酯樹脂(Solsperse，Avisia Co.Ltd.)，得到一種混合物，然后再將混合物加到由環(huán)己烷(CH)構(gòu)成的預(yù)分散介質(zhì)中。已知該CH具有低極性，因為因分子結(jié)構(gòu)使得它的溶解性參數(shù)為約16.8MPa1/2。
在用均質(zhì)器使所產(chǎn)生的混合物經(jīng)歷初分散處理之后，用0.3mm直徑的氧化鋯和砂磨機使所產(chǎn)生分散體經(jīng)歷回流處理，以制得一種分散體前體。進一步地，向該分散體前體中加入等量的由SR-NPG構(gòu)成的主分散介質(zhì)，攪拌所產(chǎn)生混合物1小時，然后在50℃溫度、50mmHg壓力下攪拌加熱1小時，再在5mmHg壓力下加熱3小時以除去CH。其結(jié)果是，得到一種樹脂涂敷顏料分散在SR-NPG中的顏料分散體。
用采用了動態(tài)光散射法的粒度分析儀(HPPS；Malvern Co.Ltd.)觀察顏料分散體，發(fā)現(xiàn)樹脂涂敷顏料的顆粒直徑為600nm或更大，這說明用具有極低極性的溶劑作為預(yù)分散介質(zhì)是不優(yōu)選的。
如上面所解釋的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面提供了一種顏料分散體和一種液體油墨前體，它們既能用于制備紫外固化型噴墨油墨，其特征在于粘度波動最小、組分穩(wěn)定性優(yōu)異、且不會出現(xiàn)分散性的惡化。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種采用了用于噴墨記錄的前述紫外固化型油墨的記錄方法。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種無錯誤印刷且印刷質(zhì)量優(yōu)異的印刷品。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種料備粘度波動最小、組分穩(wěn)定性優(yōu)異、且不會出現(xiàn)分散性的惡化的顏料分散體的方法。
本領(lǐng)域技術(shù)人員易于意識到本發(fā)明的其它優(yōu)點和變型。因此本發(fā)明在其較寬范圍內(nèi)不限制于這里所示出和描述的具體細節(jié)和代表實施方式。因此，在不背離由所附權(quán)利要求及其等價物所限定的總體發(fā)明概念的精神或范圍內(nèi)，能夠作出多種變型。
權(quán)利要求
1.一種顏料分散體，其特征在于包括至少一種樹脂涂敷顏料，該樹脂涂敷顏料含有一種樹脂和一種顏料且具有250nm或更小的平均粒徑；一種分散介質(zhì)，該分散介質(zhì)含有一種陽離子聚合物作為主成分，且該分散介質(zhì)在25℃溫度下粘度為30mPa·s或更小，在1atm下沸點為150℃或更高；其中，顏料的混合比例限定為基于分散介質(zhì)總重量的3-41重量％，樹脂在樹脂涂敷顏料中的比例限定為基于顏料重量的5-37重量％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顏料分散體，其特征在于顏料是炭黑，其含量為基于分散介質(zhì)總重量的3-28重量％，而且樹脂在樹脂涂敷顏料中的含量限定為基于顏料的10-30重量％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顏料分散體，其特征在于顏料是苯并咪唑酮基黃色顏料，其含量為基于分散介質(zhì)總重量的3-28重量％，而且樹脂在樹脂涂敷顏料中的含量限定為基于顏料的15-39重量％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顏料分散體，其特征在于顏料是酞菁基青色顏料，其含量為基于分散介質(zhì)總重量的3-28重量％，而且樹脂在樹脂涂敷顏料中的含量限定為基于顏料的10-30重量％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顏料分散體，其特征在于顏料是喹吖啶酮基洋紅色顏料，其含量為基于分散介質(zhì)總重量的3-28重量％，而且樹脂在樹脂涂敷顏料中的含量限定為基于顏料的20-39重量％。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顏料分散體，其特征在于該顏料分散體進一步包括基于分散介質(zhì)總重量不超過5重量％的酮基有機溶劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顏料分散體，其特征在于進一步包括光致酸生成劑和堿性化合物中的至少一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顏料分散體，其特征在于分散介質(zhì)包括二氧化苧烯。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顏料分散體，其特征在于分散介質(zhì)包括新戊二醇二縮水甘油醚和/或二[1-乙基(3-氧雜環(huán)丁烷基)]甲基醚。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的顏料分散體，其特征在于堿性化合物的混合比例少于1重量％。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顏料分散體，其特征在于分散介質(zhì)包括環(huán)己烷二乙烯基醚。
12.一種紫外固化型液體油墨前體，其特征在于包括一種顏料分散體，該顏料分散體包括一種樹脂涂敷顏料，該樹脂涂敷顏料包括一種樹脂和一種顏料且平均粒徑為250nm或更??；以及一種分散介質(zhì)，該分散介質(zhì)含有一種陽離子聚合物作為主成分，該分散介質(zhì)在25℃溫度下的粘度為30mPa·s或更小，在1atm下的沸點為150℃或更高，而且該分散介質(zhì)含有二氧化苧烯、新戊二醇二縮水甘油醚、二[1-乙基(3-氧雜環(huán)丁烷基)]甲基醚、環(huán)己烷乙烯基醚中的至少一種；和一種光致酸生成劑；其中，顏料的混合比例限定為基于分散介質(zhì)總重量的3-41重量％，樹脂在樹脂涂敷顏料中的比例限定為基于顏料重量的5-37重量％。
13.一種噴墨記錄方法，其特征在于包括使用一種含權(quán)利要求12所述的紫外固化型液體油墨前體的油墨的步驟。
14.一種印刷品，其特征在于包括由含權(quán)利要求12所述的紫外固化型液體油墨前體的固化油墨形成的圖像。
15.一種制備顏料分散體的方法，特征在于包括使顏料經(jīng)歷表面處理以在顏料上提供官能團，從而得到表面改性顏料；用基于表面改性顏料重量為5-37重量％的樹脂涂敷表面改性顏料，然后以基于初分散介質(zhì)總重量為10-41重量％的比例將樹脂涂敷的顏料分散在初分散介質(zhì)中，從而得到一種分散在1atm下沸點為140℃或更低的初分散介質(zhì)中的分散體前體；或者，向在1atm下沸點為140℃或更低的初分散介質(zhì)中加入10-41重量％(基于初分散介質(zhì)的總重量)的表面改性顏料和5-37重量％(基于表面改性顏料)的樹脂，從而得到由表面改性顏料和樹脂構(gòu)成的樹脂涂敷顏料被分散在初分散介質(zhì)中的分散體前體；向分散體前體中加入在25℃下粘度為30mPa·s或更小、在1atm下沸點為150℃或更高的主分散介質(zhì)，并將它們混合，從而得到一種混合物；和在不高于70℃的溫度和減壓下蒸餾該混合物以除去初分散介質(zhì)，從而得到一種樹脂涂敷顏料分散在主分散介質(zhì)中的顏料分散體。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于該顏料分散體含有粒徑為1μm或更大的團聚顆粒，該方法進一步包括通過蒸餾除去初分散介質(zhì)，并在向團聚顆粒施加2500G-70000G重力的同時使團聚顆粒經(jīng)歷5分鐘-3小時的離心處理。
全文摘要
提供一種顏料分散體，包括至少一種樹脂涂敷顏料，該樹脂涂敷顏料含有樹脂和顏料且平均粒徑為250nm或更??；和一種含陽離子聚合物作為主要成分的分散介質(zhì)，該分散介質(zhì)在25℃溫度下粘度為30mPa·s或更小，在1atm下沸點為150℃或更高。顏料以基于分散介質(zhì)總重量3－41重量％的比例含在顏料分散體中，樹脂以基于顏料重量的5－37重量％的比例含在樹脂涂敷顏料中。
文檔編號C09C3/10GK1636759SQ20041009547
公開日2005年7月13日 申請日期2004年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月28日
發(fā)明者后河內(nèi)透, 秋山良造, 大津和彥, 廣木正士, 石橋充 申請人:東芝泰格有限公司