CN101775248B - 喷墨用墨 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及喷墨用墨，具体地，本发明涉及包含至少一种颜料和至少一种氧化炭黑的喷墨用墨。所述喷墨用墨是通过以下方法制备的：将所述颜料在至少一种溶剂中进行分散，随后加入所述氧化炭黑，并再次分散。可将所述喷墨用墨用于打印织物、金属、金属箔、薄膜、薄片、玻璃和纸。

Description

喷墨用墨
技术领域
本发明涉及喷墨用墨、它的制备以及用途。 
背景技术
EP 0 969 052公开了经臭氧氧化的炭黑，其具有大于10重量％的挥发物含量和大于2m2/g的CTAB/碘比率。 
EP 1 061 106公开了喷墨用墨，其包含具有官能团的着色剂，其中酯基 
Figure G2009102532990D00011
改进颜色间渗色的控制和耐水色牢度，并且 
Figure G2009102532990D00012
基团改进水可分散性。 
此外，EP 1 061 107公开了喷墨用墨，其包含具有官能团的着色剂，其中-R1-COOM和-Ar-CONHR1COOM改进色彩间渗色控制(inter-colourbleeding control)和耐水色牢度，并且 
Figure G2009102532990D00013
基团改进水可分散性。 
发明内容
本发明的目的是提供喷墨用墨，该喷墨用墨在打印时表现出良好的色彩间渗色控制，并且还具有良好的光密度，其中所述墨的光密度和色彩间渗色控制可以以特定的方式通过颜料与氧化炭黑的比率来控制。 
因此，本发明提供喷墨用墨，其特征在于，它包含至少一种颜料和至少一种氧化炭黑。 
在所述的喷墨用墨中，颜料和氧化炭黑不相同。因此，当所述颜料是氧化炭黑时，所述颜料和所述氧化炭黑在它们的物理/化学数据上不同。 
所述氧化炭黑可以是经臭氧氧化的炭黑。 
所述经臭氧氧化的炭黑的挥发物含量可以在从3％至40％范围内(DIN53552)，优选地，从10％至30％的范围内，并且更优选地，从15％至25％的范围内。 
所述氧化炭黑可以具有从5至1100m2/g范围内的BET表面积(ISO4652)，优选地，从30至700m2/g的范围内，并且更优选地，从50至400m2/g的范围内。 
所述氧化炭黑可以具有从40至200ml/100g范围内的OAN值(ISO4656)，优选地，从60至180ml/100g范围内，并且更优选地，从100至170ml/100g范围内。 
所述氧化炭黑可以具有从1至7范围内的pH值(ISO787-9)，优选地，从2至5范围内，更优选地，从2至4的范围内。 
所述氧化炭黑可以是经氧化的气黑、焰黑(flame black|)、热裂炭黑、炉法炭黑、槽法炭黑或等离子法炭黑。 
通过用氧化剂处理炭黑可以获得氧化炭黑，所述氧化剂例如过氧二硫酸铵、过氧化氢、臭氧、氧气(纯的或空气)、溴酸钾和/或过硼酸钠。 
所使用的颜料可以是碳素材料或彩色颜料。 
使用的彩色颜料可以是如黄色、橙色、红色、品红色、紫色、蓝色、蓝绿色、绿色或棕色的颜料。使用的彩色颜料可以优选地是无机蓝色颜料，例如铁蓝、群青蓝、钴蓝或混合相蓝色颜料，或者可以是有机蓝色颜料， 例如酞菁蓝或靛蒽醌蓝。 
使用的碳素材料可以是炭黑、石墨粉末、石墨纤维、碳纤维、碳原纤维(fibril)、碳纳米管、气凝胶、碳气凝胶、碳织物、玻璃状碳产品、活性炭和球碳。 
使用的炭黑可以是炉法炭黑、气黑、槽法炭黑、焰法炭黑、热裂炭黑、乙炔黑、等离子法炭黑、从DE 195 21 565已知的转化炭黑(inversion black)、从WO 98/45361或DE 196 13 796已知的含Si炭黑、从WO 98/42778已知的含金属炭黑、或电弧法炭黑(arc black)和化工生产过程的副产物炭黑。 
所述颜料可通过预先反应进行活化。所述颜料可以是非氧化炭黑。 
可以使用在橡胶混合物中作为增强性填料的碳素材料。可使用颜料级炭黑。其它碳素材料可以是：电导法炭黑、用于UV稳定的碳素材料、作为除橡胶外的体系(例如沥青或塑料体系)的填料的碳素材料、或在冶金中用作还原剂的碳素材料。 
颜料对氧化炭黑的重量比可以是在从0.5至1的范围内，并且优选地是在从0.3至0.2的范围内。 
基于喷墨用墨，颜料和氧化炭黑的含量可以是在从1重量％至7重量％的范围内，并且优选地是在从3重量％至5重量％的范围内。 
基于喷墨用墨，氧化炭黑含量可以是在从0.5重量％至5.6重量％的范围内，并且优选地是在从3.5重量％至6.3重量％的范围内。 
基于喷墨用墨，颜料含量可以是在从0.05重量％至2.8重量％的范围内，并且优选地是在从0.1重量％至1.5重量％的范围内。 
根据本发明的喷墨用墨可以包含湿润剂或可以不包含湿润剂。 
有用的湿润剂包括阴离子、阳离子和/或非离子湿润剂。 
使用的阴离子湿润剂可以是萘磺酸缩合物，例如Tamol、或木素磺化盐，例如Vanisperse CB。 
使用的阳离子湿润剂可以是阳离子脂肪酸酯，例如得自Kao ChemicalsGmbH的Akypoquat 132；四氟烷基碘化铵，例如得自BayerAG的BayowetFT 738 VP AC 2023；阳离子均聚物，如得自Ciba Geigy Chemicals的DP2-7949；阳离子聚合物，例如得自Ciba Geigy Chemicals的DP7-7961、DP7-7962或DP7-7963；磷脂酰胆碱，例如得自Lukas Meyer的Epikuron 200； 乙氧基化脂肪胺，例如得自Witco的Ethoxamine SF 11和Ethoxamine SF 15；羧酸-二胺制备物，例如得自Lukas Meyer的Forbest 610；阳离子缩合树脂，例如得自Ciba Speciality Chemicals的Magnafloc 1797；二甲基-C12/14-烷基苄基氯化铵，例如得自BASF的Protectol KLC 50；椰油五乙氧基甲基甲硫酸铵，例如得自Witco Surfactants GmbH的Rewoquat CPEM；蓖麻油酸丙基酰氨基三甲基甲硫酸铵，例如得自Witco Surfactants GmbH的RewoquatRTM 50；烷基咪唑啉，例如得自Witco Surfactants GmbH的Sochamine 35。 
使用的非离子润湿剂可以是选自以下的化合物：交联聚氧化亚乙基丙烯酸、脂肪醇乙氧基化物(oxethylate)、壬基酚聚乙二醇醚、聚乙烯吡咯烷酮、脂肪酸甘油酯、脂肪酸丙二醇酯、失水山梨糖醇脂肪酸酯、聚氧化乙烯失水山梨糖醇脂肪酸酯、四油酸聚氧化乙烯山梨糖醇、聚氧化乙烯烷基醚、聚氧化乙烯烷基苯基醚、聚氧化乙烯聚氧化丙二醇、聚氧化乙烯聚氧化丙烯烷基醚、聚乙二醇脂肪酸酯、高级脂肪酸醇酯、多元醇脂肪酸酯。 
根据本发明的喷墨用墨可以包含至少一种溶剂。所述溶剂可以是水、醇，例如1，2-己二醇、乙二醇醚，例如二丙二醇、杂环化合物，例如2-吡咯烷酮、或丙三醇。 
根据本发明的喷墨用墨还可以包含一种或多种添加剂，诸如生物杀灭剂、酮、二元醇、醇或上述化合物的混合物。为特定的使用而加入这些添加剂，并且，例如添加剂还包括单体、低聚或多聚化合物。这些添加剂能够影响性质的改进，诸如分散度、储存稳定性、冷冻稳定性、干燥性质、成膜性质、可湿润性和/或对某些载体材料，诸如纸、金属、玻璃、聚合物、纤维、皮革、木材、混凝土或橡胶的粘附性。 
可以以0.01-1.0重量％的用量加入所述生物杀灭剂。有用的生物杀灭剂包括异噻唑啉酮衍生物、甲醛供体或所述两类产品的组合产物。使用的生物杀灭剂可以是例如得自Schülke & Mayr的Parmetol、得自Bode Chemie的Ebotec，得自Thor Chemie的Acticide或得自Zeneca的Proxel。 
根据本发明的喷墨用墨可以包括染料。 
所述染料可以是偶氮化合物。所述偶氮化合物可以是2-[4-(1-羟基-6-苯基氨基-3-磺基-萘-2-基偶氮)-6-磺基萘-1-基偶氮]-5-甲基苯-1，4-二磺酸、5-[4-(4-(7-[2-乙氧基-4-(4-甲基-2-磺基苯基偶氮]-6-磺基-萘-1-基偶氮]-8-羟基-3，6-二磺基萘-1-基氨基)-6-苯基硫烷基-[1，3，5]-三嗪-2-基-氨基]苯基偶氮]-2-羟基苯甲酸和6-氨基-4-羟基-3-[[7-磺酰基-4-[(4-磺酰基-苯基)偶氮]-1-萘基]偶氮]萘-2，7-二磺酸四钠盐、Mordant Blue 13、Mordant Green 17、DirectBlack 195、Acid Black 1或Acid Black 2。 
本发明的喷墨用墨可以包括分散增强添加剂。基于所述墨，分散增强添加剂的使用量可以为0.1-30重量％，优选地，0.3-10重量％。所述分散增强添加剂的分子量可以是1000至20000g/mol，优选地是14500至17000g/mol。所述分散增强添加剂的酸值可以是120至320，优选地是180至280。可使用苯乙烯-丙烯酸共聚物作为分散增强添加剂。所述共聚物可以是无规、交替、嵌段或接枝共聚物。例如，可使用得自Johnson Polymer B.V.的Joncryl 678、Joncryl 680、Joncryl 682或Joncryl 690作为分散增强添加剂。可使用苯乙烯-丙烯酸共聚物的完全经铵-或碱金属氢氧化物中和的形式，特别是经NaOH-中和的形式作为分散增强添加剂。 
本发明还提供所述喷墨用墨的制备方法，其特征在于将所述颜料分散在至少一种溶剂中，随后加入所述氧化炭黑并进一步地进行分散。 
可加入湿润剂用于分散所述颜料。可加入湿润剂用于分散所述氧化炭黑。 
可以使用珠磨机、超声振荡器、翼式搅拌器(wing stirrers)、溶解器或Ultra-Turrax进行分散。在分散后，将所述的墨离心或过滤。 
通过使用无机酸，优选地是盐酸，可设定所述的墨为酸性pH。所述墨的pH可以是在从7至12的范围内的，并且优选地是在从8-10的范围内的。 
可将根据本发明的墨用于打印纸、金属、金属箔、薄膜、薄片、织物或玻璃上。 
本发明还提供用于改善喷墨用墨的色彩间渗色控制的过程，其特征在于所述的墨包含至少一种颜料和至少一种氧化炭黑。 
根据本发明的喷墨用墨的优点为与现有技术相比，改进了色彩间渗色控制，而同时光密度良好。 
附图说明
图1中显示了墨的评价等级。 
具体实施方式
实施例 
1.悬浮液的制备 
首先，将除了颜料和氧化炭黑的所有组分加入到容器中，并在搅拌下进行均化。在缓慢搅拌(通过手动或使用慢速搅拌器)下，将颜料每次少量(a little at a time)地加入溶液中。 
2.分散 
将在标题1中制备的悬浮液在超声振荡器进行分散。随后将氧化炭黑每次少量(a little at a time)地加入并再次分散。非常粗的颗粒可以在离心机中从所得悬浮液中分离。表1显示所得悬浮液的组成和性质。 
表1 
Figure 367086DEST_PATH_GSB00000051318500021
使用的颜料是Printex U气黑。Printex U是得自Evonik Degussa GmbH的非氧化气黑，具有25nm的一次粒径。Direct Black 195是得自FujiFilmImaging Colorants的偶氮染料。DMEA是得自Merck的二甲基氨基乙醇。使用的氧化炭黑是经臭氧氧化的Printex U，其臭氧氧化如EP 0 969 052所描述。对于进一步制成墨而言，悬浮液1的稠度太坚固。 
3.所述喷墨用墨的制备和计量加入所述氧化炭黑 
通过搅拌由所有墨添加剂和溶剂制备预混物。将所得到的预混物在缓慢的搅拌下小心地加入至标题2下所得的悬浮液中。非常粗的颗粒可以在离心机中从所得悬浮液中分离。 
表2显示参照墨和基于颜料和氧化炭黑的本发明墨的组成和性质。 
在500倍的放大倍率下进行分散程度的显微照相检测。可轻易地识别＞1μm的粗颗粒。 
评估等级： 
非常好：没有＞1μm的粗成分 
良好：＞1μm的粗成分非常少 
差：许多＞1μm的粗成分 
表2 
Figure 762295DEST_PATH_GSB00000051318500031
1，2-丙二醇得自SigmaAldrich。1-甲氧基-2-丙醇、二丙二醇、PEG 10000是Merck Schuchhardt的产品，以及IDISsolv.hd是Evonik Degussa GmbH的产品。 
使用Canon-BJC-S750喷墨办公室打印机准备在复印纸和喷墨纸上的打印示例。首先，所述墨在真空下除去挥发物并加入至干净的原装打印机墨盒中。所述打印示例在室温下干燥24h。使用光密度计测定光密度。 
根据图1中描述的评价等级，在立体显微镜下目视评价色彩间渗色。 
与参照墨1和参照墨2比较，本发明墨1在复印纸和打印纸上的光密度得到优异的结果并且得到低的色彩间渗色。 

Claims (6)

1.喷墨用墨，其特征在于，包含至少一种颜料和至少一种经臭氧氧化的炭黑，所述经臭氧氧化的炭黑的挥发物含量为从10%至30%范围内，所述挥发物含量根据DIN53552测定；所述炭黑是气黑；所述颜料对所述氧化的炭黑的重量比是在0.5至0.1的范围内。
2.权利要求1所述的喷墨用墨，其特征在于所述氧化的炭黑的含量是在从0.5重量%至5.6重量%的范围内。
3.权利要求1或2所述的喷墨用墨，其特征在于所述颜料的含量是在从0.05重量%至2.8重量%的范围内。
4.权利要求1所述的喷墨用墨的制备方法，其特征在于将所述颜料在至少一种溶剂中进行分散，随后加入经臭氧氧化的炭黑，并再次分散；其中所述经臭氧氧化的炭黑的挥发物含量为从10%至30%范围内，所述挥发物含量根据DIN53552测定；所述炭黑是气黑；所述颜料对所述氧化的炭黑的重量比是在0.5至0.1的范围内。
5.权利要求1所述的喷墨用墨在打印织物、金属、金属箔、薄膜、薄片、玻璃和纸中的用途。
6.改进喷墨用墨的色彩间渗色控制的方法，其特征在于所述墨包含至少一种颜料和至少一种经臭氧氧化的炭黑，所述经臭氧氧化的炭黑的挥发物含量为从10%至30%范围内，所述挥发物含量根据DIN53552测定；所述炭黑是气黑；所述颜料对所述氧化的炭黑的重量比是在0.5至0.1的范围内。
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