TW593568B - Method of producing stabilized organic pigment particles and device therefor - Google Patents
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Description
593568 A7 B7 五、發明説明（彳 ） 發明範疇 本發明係關於安定有機顏料粒子之方法，此等顏料粒子 先前已予表面改質，一般係經由暴露於電漿活化之處理氣 體中。 發明背景 由於有機顏料粒子的疏水性質，難以將其分散入組合物 中，例如塗覆組合物或墨水例如喷墨墨水中。熟知：可將 顏料粒子表面改質以增加其在水中或含溶劑之組合物中的 自行分散性。使用於顏料表面改質之方法之一是添加表面 改質劑（離子或非離子界面活性劑），例如含酸或二醇之聚合 物其可使顏料完全分散於組合物中。使用於顏料表面改質 之另種方法是暴露顏料粒子於臭氧中或電漿活化之處理氣 體中。與電漿活化之表面改質相關之一個問題即：其導致 產生劇烈之放熱位置在顏料粒子表面上，於暴露在周圍空 氣中時…顏料粒子表面上之放熱位置會快速產生反應。其 結果是，處理此等劇烈放熱表面改質之顏料粒子變得不安 全。而且，一旦顏料歷經放熱事件，此等劇烈放熱顏料的 自行分散性會受影響。 本發明解決不安全、難以處理已經由曝露於臭氧或電漿 活化之氣體予以表面改質之顏料粒子的問題。 • 發明之說明 本發明係關於製備經安定之有機顏料粒子之方法，該方 法包括： 將有機顏料粒子表面改質； -4- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 593568 A7 B7 五、發明説明（2 ) 使經表面改質之粒子與經夾帶入載體氣體中之含水蒸氣 接觸而產生經安定之有機溶劑粒子。 本發明亦係關於製備經安定之有機顏料粒子之裝置，包 括： 一具反應器， 將經夾帶入載體氣體中之含水蒸氣引入反應器中之構 件；及 一個攪拌器組合體以使將經置入反應器中之顏料粒子去 除黏聚。 圖式之簡述 圖1是本發明方法中所使用之反應器組合體之圖。 圖2是本發明之不意流程圖。 圖3是沿著圖1之截面所取之本發明方法中所使用之反應 器截面圖。 圖4是攪拌器組合體之部份分解圖。 較佳具髏實施例之詳述 本發明之方法將先前已經由電漿活化之處理氣體予以改 質之有機顏料粒子表面穩定化。表面改質的過程通常包括 造成部位或官能度在顏料粒子表面上，其致使顏料粒子可 分散在本發明方法中所使用之溶劑或含水介質中，因此， 關於含水之顏料分散體，此等部位或官能度一般包括親水 性官能基因例如非離子、陰離子和陽離子等基因。尤其， 可單獨或其併用而較佳使用羧基基因、羥基基因、磺酸基 因或磷酸基因。其中，以單獨之羧基基因或羥基基因與一 -5- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 裝 訂
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或數種上述基因之聯合較佳。當顏料粒子具有竣基芙因， 磺酸基因或罐酸基因時，此等基因之每一者可照原樣以酸 性狀態而使用。然而，可能有利且需要··將部份或全部的 酸形成鹽類來改良分散性。 將顏料表面改變之方法該項技藝中係熟知。舉例而言， 一般受讓之美國專利案6，156，114(杜邦）揭示此種方法，一 些適當之處理氣體包括氧，氮，水蒸氣，過氧化氫，二氧 化碳。氨，臭氧，一氧化碳，三甲基矽烷，四乙氧基矽 烷，六甲基二矽氧烷，乙二胺，馬來酐，芳基胺，乙炔， 甲烧，環氧乙院，氫，苯乙嫦，空氣，二氧化硫，磺酸基 前驅體，膦酸基前驅體，醇類或其混合物。 將别述之處理氣體經由暴露於利用各種所熟知裝置所產 生之電漿下予以活性化，例如電漿產生器，電暈放電裝置 其起述於各美國專利案4,478,643(日本塗料）、 5,340,618(Kimoto 有限公司）及 5,620,743 案號（BASF) 中。電漿活化可在真空壓力或大氣壓力下產生。 經常’此等方法包括：在其暴露於電漿活化之處理氣體 中前’將顏料粒子去黏聚以便使大體上，顏料粒子之整個 表面暴露於電漿活化之處理氣體中。舉例而言，美國專利 案6，156，114號（杜邦）中記述：在將顏料粒子暴露於電漿活 化之處理氣體中前，使用超音波去黏聚使顏料粒子去黏 聚。 通常，將有機顏料粒子在經由電漿活化之處理氣體或臭 氧進行表面改質前或期間（予以）去黏聚。 -6 - 本紙張尺歧财a國家標準(CNS) 297公爱)
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線- 593568 A7 B7 五、發明説明（4 ) 適合於本發明方法之某些有機粒子包括碳黑，二酮基吡 咯基吡咯紅色顏料、茈紫醬顏料、聚丁二烯、聚氯丁二 烯、聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯腈、聚曱基丙烯酸、聚乙酸 乙烯酯、聚氣乙烯、纖維素、銅酯花青、藍顏料15 : 2，聚 氣銅、酞花青C-I，顏料綠7，喹吖酮紅顏料，喳吖酮紫或 酮酞花青藍。 經由前述方法所改質之粒子表面可能極具反應性，當暴 露於周圍空氣中時，其可產生劇烈放熱反應。因此，處理 此等高放熱之粒子時變得十分不安全。本發明方法經由將 此等經改質之顏料粒子表面上之反應之部位安定化而消除 此項安全他命性問題。 適合於安定經改質之顏料粒子之裝置鮮示於圖1，2，3和 4。該裝置的反應器組合體1包括大體上水平定位並支持在 支持塊3上之一個固定室4。較佳將室4密封。室4較佳是圓 柱形，可由適當材料所造成例如玻璃或不銹鋼。將圓柱形 反應器5共轴定位在室4内以保持顏料粒子6，此等粒子先前 已由較早所述之方法予以改質。反應器5係由適當惰性材料 例如玻璃或不銹鋼所造成。較佳將室4沿著一可密封之凸緣 8分叉而容許定位反應器5在室4中以及容許易接近和組合。 將經夹帶在載體氣體中之含水蒸氣引入反應器5中構件較 佳包括大體上沿著反應器5軸線所定向之管狀矛狀物20以便 通過一個開口 15將經夹帶入載氣體中含水蒸氣引入反應器5 中，較佳將此開口定位遠離室4之排氣端來增加含水蒸氣在 反應器5中停留時間。適當載體氣體包括氬、氮、氦、氖、 -7- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 593568 A7 B7 五、發明説明（5 ) 二氧化碳、空氣或其混合物。將自載體氣體供應源22取供 應之載體氣體通過壓力調整器24輸送至含有含水介質之汽 化器26。一支起泡器管25進入含水蒸氣，將其通過調整器 閥28而調整然後經由矛狀物之開口 15輸送入反應器5中。適 當之含水介質包括水、較佳是去離子水或若須要，將一種 適當可互溶溶劑例如醇溶入水中。 溫度計30和壓力計32監測自室4所排出之含有含水蒸氣之 載體氣體。然後可將載體氣體排放或較佳經由通經乾燥罐 34然後輸送回至進入室4之載體氣體管線中再使用。 為了均勻暴露反應器5中經改質粒子表面，使用攪拌器組 合體2。組合體2包括可旋轉式安裝在反應器5内之凸緣10。 電動機組合體12驅動凸緣10。將許多葉片支柱14附著至凸 緣10上。以具有三個經向等距定位之葉片支柱14較佳。每 一葉片支柱14具有葉片16,其通常接近反應器5之内壁而延 伸，大體上橫越反應器5之全長。凸緣10，葉片支柱14和葉 片16通常係由適當惰性且剛性材料所造成，例如鋁或不銹 鋼。將大體上沿著葉片16的長度延伸之撓性盤管18較佳附 著在葉片16之任一端上。當電動機組合體12提供旋轉至凸 緣10時，盤管18保持與反應器5之内壁呈實際接觸。其結果 是，當其在反應器5内部旋轉時，黏附至反應器5内壁上之 任何顏料粒子被刮離。盤管18形狀的另外優點即：當其在 反應器5内部旋轉時，其同時協助將任何黏聚之顏料粒子去 黏聚，盤管18通常係由適當惰性且具撓性之材料所造成， 例如不銹鋼，使用盤管18之更另外優點即：其防止包藏未 -8- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 0 裝 訂
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593568 A7 B7 五、發明説明（6 ) 經改質之顏料在反應器5的内表面上，在其它情況，如果反 應器5不具有大體上圓柱形狀，包藏可存在。當其對著反應 器5的平滑内表面摩擦時，盤管18可膨脹或收縮。 於操作時，將反應器5裝載經改質之顏料粒子並加以充分 密封防止空氣接觸。調整凸緣10之旋轉以使自底部充分刮 去粒子及將粒子去黏聚而使粒子與含水蒸氣接觸達到最 大。通常所採用之凸緣10的RPM(每分鐘轉數）以此等因數 為基準：欲予安定化之顏料的型式，裝載入反應器5中顏料 的數量。凸緣10之旋轉通常在約1RPM至500RPM範圍内調 整，較佳有5至300，更佳自10至240RPM。將以欲予安定 化之有機顏料型式為基準，裝載入反應器5中之顏料的數 量；以最終使用為基準，經輸送入反應器5中之含水蒸氣的 數量及顏料在反應器5中之停留時間適當調整。通常經夾帶 入載體氣體中含水蒸氣的重量範圍係約10微克至500微克， 較佳自約50微克至500微克，更佳自約100微克至500微 克，都係以每平方米的顏料表面面積計。 在上述之安定化程序前，經由提供用以供應臭氧至反應 器5之構件至反應器5，附帶可使用反應器5來將顏料粒子的 表面改質。周圍或昇高壓力程序使用介電障壁放電產生氧 電漿（原子）（利用空氣作為進料氣體）。原子氧與分子氧聯合 而形成穩定臭氧作為氧化劑。 經使用於將顏料粒子改質之另外組件示於圖2中。因此， 將氧氣供應源36連接至氮氣供應源38而容許使用產生所需 要比例的氮/氧混合物，在通經習用之分子篩過濾器40後， -9- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐） 裝 訂
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將其輸送至習用至臭氧產生器42例如由極適合使用於本發 明中之新澤西州，西Caldwell，PCI-Wedco所供應之GL-1 型。在通經調整器閥44後，將由臭氧產生器42所產生之臭 氧/氮混合物輸送至反應器5 ^ 於操作時，將反應器5裝載尚待改質之顏料粒子並充份密 封以防止與空氣接觸。將凸緣10以充分速率旋轉而使顏料 粒子去黏聚。通常，將RPM調整至與較早的所述大約相同 速率。閉合調整器閥28，開啟閥44，將經由氧氣供應源36 和氮氣供應源38各自所供應之所需要之氧和氮混和物輸送 至臭氧產生器42，同時仍然關掉臭氧之產生。通常，氧 氣·總氣體的以重量計比率範圍自約〇 · 8至1，較佳自約〇 9 至約1而更佳自約0.95至約0.995。較佳採反應器5在周圍壓 力下操作。然而，若須要，可將反應器5在範圍自約6.9至 689.5 kPa(l至100 psi)之錶壓下操作，較佳自約34.5至 344.7 kPa(5 至 50 psi)，更佳自 69.0 至 206.8 kPa(10 至 30 psi)。 通常氣體的以升/分鐘計之體積流速在自約0.1至20之範 圍内變更’較佳自約1至10而更佳自約2至6。一旦達到系統 平衡，立即開啟臭氧產生器而產生臭氧，然後將其輸送至 反應器5以便將顏料粒子改質。以欲予改質之顏料粒子之型 式，經裝載入反應器5中之顏料粒子的數量，氧/氮比，及 暴露顏料粒子至臭氧中之持續時間為基準，調整反應器條 件而穫得所需要之氧碳比及pH值。 舉例而言，關於將適合使用於喷墨墨水中之碳黑顏料改 -10· 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(21〇x 297公釐) " 593568
質’調整反應條件而達到約〇 〇5至旧圍之氧：碳比率在經 改質之顏料表面上，較佳係〇 〇6至〇 8而更佳是〇」至〇 6。 一般，亦將妷黑顏料之反應器條件調整以達到自約〇1至約 8乾圍内之經改質顏料粒子的表面ρΗ.，較佳約〇1至約 4，更佳約0.1至約1。 一旦完成表面改質之步驟，立即關閉閥44，並開啟闊28 裝 而容許以上述方式將含水蒸氣輸送至反應器5來完成經改質 之顏料粒子的安定化。 若須要，經由包括一具習用之熱交換器在支持塊3中可將 反應器5加熱或冷卻。 根據本發明方法，可予以調理之適當有機顏料包括笼， 酞花青，陰丹士林，異吲哚啉，喳吖酮等顏料，以及其他 訂
所熟知之有機顏料。混合物，包括此等顏料的固體溶液亦 屬適合® 茈烯類，特別是茈-3，4，9，1〇_四羧酸的二醯亞胺和二 酸酐是特別適合之有機顏料，適當之茈顏料可能是未經取 代或舉例而言，以一或數個烷基，烷氧基，鹵素例如氣， 或茈顏料的獨特之其他取代基予以取代，包括以具有化學 上適當基因例如烷基之醯亞胺氮原子所取代者。粗茈可經 由該項技藝中所熟知之方法予以製備，例如W. Herbst和Κ. Hunger，主業有機顏料（紐約:VCH出版公司，1993) ; p9 和467-475，H.Zollinger，顏色化學（VCH出版公司， 199 1) ’ p.227-228 及 297-298，以及 M.A.Perkins，合成 篮料和顏料之化學％比唆和晚咬酮”，H· A.Lubs編輯，（佛州 -11- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 593568 A7 _____B7___ 五、發明説明（9 )
Malabar : Robert E.Krieger 出版公司，1955)，p.481-482 〇 酞花青顏料，特別是金屬酞花青亦係適合之有機顏料。 雖然以酮酞花青較佳，但亦可使用含有其他金屬之酞花青 顏料例如以鋅、始、鐵、鎳和其他此類金屬為基準者。不 含金屬之酞花青亦適合但通常不太好。酞花青顏料可能是 未經取代或經部份取代，例如以一或數個烷基、烷氧基、 鹵素例如氣或酞花青顏料獨特之其他取代基所部份取代。 粗製酞花青可經由該項技藝中所熟知之數種方法之任何方 法予以製備但是較佳係由酞酐，酞腈或其衍生物與金屬給 予體，氮給予體（例如尿素或酞腈本身）及一種視需要觸媒 (較佳在有機溶劑中）的反應予以製備，例如Herbst和K. Hunger，工業有機顏料Γ紐約:VCH出版公司，1993)， p.418-427 ; Zollinger，顏色化學（VCH 出版公司， 1991) ’ ρ· 101-104 ; N.M.Bigelow和 M.A.Perkins，合敗 患料和顏料之化學中” 允·青Ϊϋ撼” H.A.Lubs編輯，（佛州
Malabar : Robert E.Krieger 出版公司，1955)，p.584-587 ;亦參照美國專利案第4,158,572 ; 4,257,951和 5，175,282號及英國專利1，502,884號。 適當顏料亦包括經由該項技藝中所熟知之方法所製備之 陰丹士林顏料，例如W· Herbst和K· Hunger，工業有機顏 査[—(紐約：VCH 出版公司，1993 ，p.498-500 ; H.Zollinger ^ 薇色化學（VCH出版公司，199 1)，p.2 19-220(及亦ρ·237);及M.S.Whelen，合成染料和顏料之化輋 • 12- 本紙張尺度適用中S S家標準(CNS) A4規格(210 X 297公爱) ~ --- 裝 訂
593568 A7 B7 五、發明説明（1〇 ) 中”葱醌吖嗪”編輯H.A.Lubs編輯，（佛州Malabar ·· Robert E.Krieger出版公司，1955)，ρ·5 12-522。陰丹士林顏料 可能是未能取代或經部份取代，例如以一或數個烷基、烷 氧基、齒素例如氣、或陰丹士林顏料獨特之其他取代基所 部份取代。以未經衍生化之陰丹士林（顏料藍60或，或者還 原藍4)為特佳。 視需要可予以對稱或不對稱取代之異吲哚啉顏料亦係適 合有機顏料且其可經由該項技藝中所熟知之方法予以製 備，例如W. Herbst和K. Hunger，工業有機顏料（紐約: VCH出版公司，1993)p.398-415。特佳之異吲哚啉顏料， 顏料黃139，是亞胺基吲哚啉與巴比土酸前驅體之對稱加成 物。 喳吖酮顏料亦是適當之有機顏料。喹吖酮（如本文中所使 用，其包括未經取代之喹吖酮、喹吖酮衍生物及其固體溶 液）可經由該項技藝中所熟知之數種方法的任一者予以製備 但是較佳係由多磷酸之存在下將各種2,5-二苯胺基對苯二甲 酸前驅體熱閉環予以製備，例如S.S.Labana和 L.L.Labana，在 Chemical Review ’ 67，1-18 中之”口奎口丫 酮"（1967)和各美國專利案第3，157,659 ; 3,256,285 ; 3,257,405和3,3 17,539案號。適當喹吖酮顏料可能是未經 取代或經取代（舉例而言，以一或多個烷基、烷氧基、鹵素 例如氣或喹吖酮顏料獨特之其他取代基予以取代。 其他適當有機顏料包括二嘮畊（即：三苯基二呤畊），1，4-二酮基吡咯基吡咯，葱嘧啶、葱酮、葱烷士林、陰丹士 -13- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 裝 訂
593568 A7 _ B7 五、發明説明（n ) 林、perinones，皮葱酮染料，硫靛染料，4,4’-二胺基 1，Γ-聯二葱醌基偶氮化合物，以及其經取代之衍生物。 親水性官能基因之數量並未以大規模方式以界定，因為 其係以親水性基因的型式為基準而當官能基因形成藍時， 以藍的形式為基準。在親水性基因是一--COCTM +基因之情 況時，親水性官能基因之數量需要自0.4至5毫莫耳/克。Μ + 代表抗衡離子例如鋰、鈉、鉀、鉋或胺類。 可使用任何無機和有機顏料作為可引入親水性官能基因 入其中之顏料。 作為黑色顏料，碳黑顏料例如燈黑，燈烟、乙炔黑和槽 黑良好，可使用作為黑色顏料之化合物的實例可包括（但不 限於）Raven 7000，Raven 5750，Raven 5250，Raven 5000 ULTRA，Raven 3500，Raven 2500 ULTRA， Raven 2000，Raven 1500，Raven 1255，Raven 1250， Raven 1200，Raven 1190 ULTRA，Raven 1170， Raven 1080 ULTRA，Raven 1060 ULTRA，Raven 790 ULTRA，Raven 780 ULTRA及Raven 760 ULTRA(由哥 倫比亞公司製造）；Regal 1400R，Regal 1330R，Regal 1660R，Mogul L，Monarch 700，Monarch 800， Monarch 880，Monarch 900，Monarch 1000，Monarch 1100，M0narch 1300 和 Monarch 1400(由 Cabot 公司製 造）；Color Black FW1，Color Black FW2，Color Black FW2V，Color Black 18，Color Black FW200， Color Black S150，Color Black S160，Color Black -14- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210x 297公釐） 593568 A7 B7 五、發明説明（12 ) S170 , Printex 35 » Printex U j Printex V 9 Printex
140U ’ Printex 140V，Special Black 6，Special Black 5，Special Black 4A 和 Special Black 4(由 Degussa 公司 製造）；No· 25，No. 33，No. 40，No. 47，No. 52，No. 900 ’ Ν〇·2300，MCF-88，MA 600，MA 7，MA 8和MA 100(由三菱化學公司製造）。可使用磁性微粒子例如磁鐵磺 或鐵素體，酞黑或類似物作為黑色顏料β 青色顏料的實例可包括（但不限於）C I顏料藍U , C.I.顏 料藍-2，（：·Ι·顏料藍·3，C.I·顏料藍-15，C.I.顏料藍-15 : 裝 1 ’ 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和C.I.顏料藍-60。 品紅色顏料的實例可包括（但不限於）C.I.顏料紅5，C.I. 顏料紅7 , C.I·顏料紅12，CI•顏料紅48，c〗顏料紅48 : 訂
1 ’ C.I·顏料紅 57，C.I·顏料紅 112，C.I·顏料紅 122，C.I. 顏料紅123 , C.I.顏料紅146，C.I·顏料紅168 , C.I.顏料紅 184和C.I·顏料紅2〇2。 黃色顏料的實例可包括（但不限於）c〗顏料黃」，c〖顏 料黃-2，C.I.顏料黃_3，c j顏料黃-12，c」顏料黃·13， C I·顏料黃_14，C I·顏料黃-16，C.I·顏料黃_17 , c丄顏 科頁73，C.I.顏料黃-74，c.I·顏料黃-75，C.I.顏料黃· 83 , C·1·顏料黃·93，C.I·顏料黃-95，C.I·顏料黃-97 , C.I. ，料黃-98，C.I·顏料黃-114，c !顏料黃128 , c〗顏料 黃-129，C.I·顏料黃·151和〇〗顏料黃_154。 可使用具有包括紅、綠、藍、棕和白色等特定顏色之顏 -15-
593568 A7 B7 五、發明説明（13 ) 料，具有金屬和光澤顏色例如銀和金之顏料，無色增量劑 顏料，或塑膠顏料（但具有黑色和三種原色（即：藍色、品紅 和黃色）之顏料除外）。又，可使用本發明中，予以新合成之 顏料。 適當顏料的實例包括金屬化偶氮紅例如紅49 : 1(鋇鹽）、 紅49 : 2(鈣鹽）、紅63 ·· 1(鈣鹽），甲苯胺紅，莕酚紅，吡 嗤ϋ弄染料、玫瑰精、峻。丫 _例如紅B、紅Y、品紅B，品紅 和紫色、i太花青藍、g太花青綠、叶嗤黃，單芳基化物黃、 二芳基化物黃、鉻黃、紅色澱C，立索紅例如鈣鹽和鋇鹽， 立索玉紅，Bon紫醬色、茈顏料，紅2B顏料包括鈣、鋇和 鎂等鹽，鉻黃、鉻橘色、鋇酸鹽橘色、鉛鉻、矽鉻酸鉛、 辞鉻、絡酸鋇、鉻酸链，酞錄黃、Liminites，赤鐵礦，磁 鐵礦，鐵之雲母狀氧化物、菱鐵礦，黃鐵礦，鐵紫體黃、 紅氧化物，普魯士藍、拮36，二芳基化物拮，Dianisidine 拮色，甲苯拮及二硝基苯胺拮，顏料的其他適當實例包括 色澱，例如自酸性染料和鹼或鹼土金屬所形成之色澱。適 合於形成此類色澱之酸性染料之實例包括孔雀藍，猩紅 2R，偶氮酒紅，顏料猩紅3B，桔2和酒石黃，碳黑是供使 用於本發明之數字複印機中之較佳著色劑。碳黑著色劑包 括槽黑，燈黑和燈煙。適當顏料之其他實例包括遮蓋顏料 例如二氧化自太·銳g太礦和金紅石，氧化鋅和辞鋇白。 適合使用於本發明之墨水中之著色劑可具有廣大範圍之 粒子大小，如自約0.01微米至約100微米，較佳自約0.02微 米至約50微米，更佳自0.01微米至10微米。 -16- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐）
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593568 A7 B7 五、發明説明（14 本發明亦係關於包括經由本發明予以安定化之顏料粒子 之喷墨墨水組合物。該喷墨墨水包括水、一種含水之有機 溶劑’一種界面活性劑和本發明之自動可分散經安定化之 顏料粒子，其中顏料的經分散粒子之數量平均粒子直徑是 自15至200 nm。本發明之墨水組合物可另外包括pH調節 劑、保濕劑、殺生物劑、消泡劑，可使用任何適當墨水載 體（包括含水和非水載體）來製備本發明之墨水組合物^水是 較佳之墨水載體，然而可使用任何適幫數量之墨水載體。 一心，載體係以組合物的自約3〇重量％至約8〇重量％之數 量而使用’較佳自約是組合物的約4〇重量％至約70重量〇/〇 數量。當使用水作為載體時，為了防止由於存在於水中之 已溶鹽類堵塞喷墨尖，最好在製備墨水組合物時，使用去 離子水。 本發明的墨水組合物較佳可包括保濕劑以防止在印刷操 作期間以在儲存墨水期間墨水變乾。保濕劑是具有高沸點 之親水性溶劑，較佳高於10〇。(：，更佳在自約15〇。(：至約 250°C之範圍内。可使用熟諳此藝之人士所熟知之任何適當 保濕劑。適當保濕劑之實例包括二醇類、例如乙二醇、丙 二醇、甘油、雙甘油、二甘醇；乙二醇醚例如乙二醇二甲 醚、乙二醇二乙醚、乙二醇乙醚、二甘醇單乙醚、二甘醇 二甲醚及二甘醇二乙醚；二烷基亞颯例如二甲亞硬；及其 他溶劑例如環丁碾和N-甲基吡咯烷酮、丙二醇甲基吡 洛酮是較佳之保濕劑。可使用任何適當數量之保濕劑，較 佳其數量是墨水組合物的自約〇·5重量。/〇至約5重量。/〇，更佳 -17- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210,X 297公釐) 593568 A7 B7 五、發明説明（15 ) 數量是墨水組合物的自約1重量％至約3重量％。 本發明的墨水組合物較佳可包括一種適當殺生物劑以防 止細菌、霉或黴菌之生長。可使用任何適當殺生物劑 DOWICILTM 150，200和75，苯曱酸鹽類、山梨酸鹽類， 對一羥基苯甲酸甲酯（甲基Paraben)及6-乙醯氧基-2,2-二甲 基-1，3-二嘮烷（自Givaudam公司以Giv Gard DXN名稱市 售）是適合殺生物劑之實例，以Giv Gard DXN係較佳之殺 生物劑。殺生物劑可能以足夠防止細菌、霉和黴菌侵襲之 數量存在於本發明的墨水中，此數量可能在墨水組合物的 自約0.05重量％至約0.5重量％的範圍内，較佳自約0.1重量 °/〇至約0.3重量％之數量。 本發明的墨水組合物較佳可包括消泡劑來防止在其製造 期間以及在印刷操作期間墨水產生泡沫，可使用熟諳此藝 之人士所熟知之任何適當消泡劑，以與水可互溶者較佳。 適當消泡劑包括矽酮消泡劑乙炔消泡劑。市售消泡劑的實 例包括矽酮消泡劑例如DC-150，其可得自道寧康公司及 SIL VET 1-77，720，722或7002其可得自聯合碌化物公 司。一種較佳消泡劑是XRM-3 5 8 8E.TM其得自新澤西州 Paterson之Ultra Additives 公司 XRM-35 88E.是通常使用 於金屬切割流體中之消泡劑，其具有6,000至9,000厘泊之 布汝克非（RVF 心軸 #4,20RPM，25°C)黏度，0.984-1.032 之比重及7.0至8.5之卩11值（50%溶液）。\11]^_3588£.之化 學性質尚未公怖，但咸信是梦酮消泡劑。將美國專利案 5596027以引用方式併入本文中。 -18- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐） 裝 訂
593568 A7 B7 五、發明説明（16 ) 本發明的經安定之粒子亦極適合使用於著色之含水和含 溶劑之塗覆組合物中，例如在（OEM和再整理）汽車塗覆組 合物中，建築塗料中，工業塗料中。本發明之經安定之粒 子同等極適合使用於著色之粉末塗覆組合物中。 實例 實例1 將200公克之由Deguesa公司供應之FW-18碳黑顏料經由 暴露於以5升/分鐘之速率通過如圖1中所示反應器5所加進 之乾氧（20%)和氬中0.2%臭氧中歷48小時予以改質。將經 改質之顏料粒子裝載入具有3個旋轉葉片10之反應器5中， 葉片10拂拭反應器内壁而將經改質之顏料粒子去黏聚。葉 片10在每5分鐘外旋轉10秒。將使用作為載體氣體之氬吹泡 通過含水之起泡器25。將水夾帶入氬氣中然後以5升/分鐘 之速率餵供至反應器5歷100分鐘。當將經安定之顏料粒子 自反應器5中取出並暴露於空氣中時，無放熱情事發涇。將 大概5克的水經由氬進料氣輸送至反應器。PH值是0.98， 與未經處理之顏料4-5相比較，10重量％在水中。經安定之 顏料粒子的XPS(x射線光電子光譜學）（後處理）顯示：與處 理前之0.03比較，表面氧：碳比率是0.61。XPS是量測表 面的頂10奈米之原子含量之方法。 實例2 · 將200克之由Deguesa公司供應之Printex 15 0T碳黑顏料 經由暴露於以5升/分鐘之速率通過反應器所加進之乾氧 (20%)和氬中2%臭氧中歷48小時予以改質。將經改質之顏 -19 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 593568 A7 B7 五、發明説明（17 料粒子裝載入具有3個旋轉葉片1〇之反應器5中，葉片1〇拂 拭反應器内壁而將經改質之顏料粒子去黏聚。葉片1〇在每5 分鐘外旋轉10秒。將使用作為載體氣體之氬吹泡通過含水 之起泡器25。將水取夾帶之氬以5升/分鐘之速率加至反應 器5歷5.3小時。當將經安定之顏料粒子自反應器5中取出並 暴露於空氣中時，無放熱情事發生。將大概12克的水經由 氬進料氣輸送至反應器。PH值是1.6，與未經處理之顏料 3.9相比較，1〇重量％顏料在水中。經安定之顏料粒子的 XPS(x射線光電子光譜學）（後處理）顯示：與處理前之〇 〇6 比較，表面氧：碳比率是0.34。 比較性實例1 將217克之由〇6£11€3&公司供應之？1：丨加6\15 0丁碳黑顏料 經由暴露於以5升/分鐘之速率通過反應器5所加進之乾氧 (20%)和氬中2.1%臭氧中歷67.5小時予以改質。將顏料粒 子裝載入具有3個旋轉葉片1〇之反應器5中，葉片1〇拂拭反 應器内壁而將經改質之顏料粒子去黏聚。葉片10在每5分鐘 外旋轉10秒。表面改質期間反應器5中溫度不超過6〇。(：。一 旦完成顏料粒子改質，立即將粒子自反應器5倒出至一個塗 料罐中’於靜置不受干擾時，經表面改質之顏料粒子歷經 放熱事件。該反應是十分劇烈，而以一些力量將經表面改 質之顏料粒子排出罐外。罐中之其餘粒子正發熱成紅色且 於冷卻時變成灰。罐中粉末的溫度超過3〇〇«c。當與處理之 3.9作比較，去離子水中1〇重量％粒子（後處理，放熱前）的 pH值達到〇·ι。粒子的XPS(x射線光電子光譜學後處 -20- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(21〇x 297公釐)
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593568 A7 B7 五、發明説明（18 ) 理，放熱前）顯示：與處理前之0.06比較，表面氧：碳比率 是0.48。 比較性實例2 將105克之由Deguesa公司供應之FW-18碳黑顏料經由暴 露於以5升/分鐘之速率通過反應器所如進之乾氧（20%)和氬 中1.7%臭氧中歷48小時予以改質。表面改質期間，反應器 5中之溫度不超過40°C。將顏料粒子裝載入具有3個旋轉葉 片10之反應器5中，葉片10拂拭反應器内壁而將經改質之顏 料粒子去黏聚。葉片10在每5分鐘外旋轉10秒。一旦完成顏 料粒子改質，立即將粒子自反應器5倒出至一個塗料罐中。 於靜置不受干擾時，經表面改質之顏料粒子歷經放熱事 件。罐中粉末之溫度超過200°C。當與未經處理之粒子4-5 比較時，去離子水中10重量％顏料時，顏料粒子的後放熱 pH值是2.29。 -21 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) φ 裝 訂
Claims (1)
- 59356^ A B c D 第091119143號專利申請案 中文申請專利範圍替換本(93年2月) 六、申請專利範圍 9a 2’艺 1. 一種製備經安定之有機顏料粒子之方法，該方法包括： 將有機顏料粒子表面改質； 使經表面改質之粒子與經夾帶入載體氣體中之含水蒸氣接 觸而產生經安定之有機顏料粒子。 2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中經安定之有機顏料粒子 具有0.05至1之表面氧：碳比率。 3. 如申請專利範圍第1項之方法，其中載體氣體是氬、氮、 氦、氖、二氧化碳，空氣或其混合物。 4. 如申請專利範圍第1，2或3項之方法，其中經夾帶入載體氣 體中之含水蒸氣範圍每平方米的顏料表面面積，自10至500 微克。 5. 如申請專利範圍第1項之方法，其中接觸步驟伴隨將經表面 改質之粒子去黏聚而增加表面改質之粒子暴露於含水蒸氣 中。 6·如申請專利範圍第1，2，3或5項之方法，其中經安定之粒 子的表面pH值是0.1至8。 7. 如申請專利範圍第1項之方法，其中粒子係由暴露粒子的表 面至電漿活化之處理氣體中予以表面改質。 8. 如申請專利範圍第6項之方法，其中處理氣體係選自由氧、 氮、水蒸氣、過氧化氫、二氧化礙、氨、臭氧、一氧化碳、 三曱基矽烷、四乙氧基矽烷、六甲基二矽氧烷、乙二胺、馬 來酐、芳基胺、乙炔、曱烷、烯化氧、氫、苯乙烯、空氣、 二氧化硫、磺酸基先驅體、膦酸基先驅體，醇類或其混合物 所組成之群。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐)593568 A89. 10· 如申明專心圍第1項之方法，其中粒子係經由暴露粒子的 表面於臭氧中予以表面改質。 如申請專利範圍第1瑁 罘項之方法，其中有機粒子包括碳里，二 酮基㈣基t各紅色顏料、苑紫醬色㈣、聚丁二婦、聚氣 丁二烯、聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸、聚乙 酸乙烯醋、聚氣乙烯、纖維素、銅酷花青藍顏料Η : 2， 3，4，聚氯銅酉太花青c]，顏料綠7，如丫嗣紅色顏料，峻 口丫嗣紫，酮g太花青藍，αι•顏料黃]7 , c丄顏料黃·74， C.I·顏料黃-83，C.I·顏料黃_95，CI•顏料黃-128，c丄顏 料黃-151或C.I·顏料黃154 ^ ’ 根據申請專利範圍第1項之方&，其中係製得經安定化有機 顏料粒子，且該經安定化有機顏料粒子係用於噴墨墨水組合 物或塗覆組合物。 12· 一種製造經安定之有機顏料粒子之裝置，包括： 一具反應器， 將經夾帶入載體氣體中之含水蒸氣引入反應器中之構件； 及 一個攪拌器組合體用於將放置在反應器中之顏料粒子去黏 聚。 13·如申請專利範圍第12項之裝置，另外包括供應臭氧至反應 器中之構件。 14.如申請專利範圍第12或13項之裝置，其中攪拌器組合體包 括： 經安裝在可旋轉定位在反應器中之凸緣上的許多葉片，每 -2- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 593568 A B c D 々、申請專利範圍 一葉片具有附著至其上之盤管以致使盤管實際接觸反應器的 内壁。 15.如申請專利範圍第12或13項之裝置，其中將經夾帶入載體 氣體中之含水蒸氣引入反應器中之構件包括一支矛狀物具有 經定位遠離反應器之排放端之一個開口而增加含水蒸氣在反 應器内之停留時間。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)
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