用来对印刷油墨类介质着色的单分散性合成着色颜料,其制造方法以及其制造设备笭技术

本发明专利技术公开了一种制造合成着色颜料的方法，包括：通过从溶液中沉积的方法合成单分散性胶体芯粒；或者通过直接吸附到芯粒上或者通过吸附或结合到芯粒表面上的氧化铝固着壳上的方式将染料材料敷设到芯粒上。还出于各种原因可将附加的功能壳层敷设到已染色的芯粒上，该颜料可用来对各种介质，如印刷油墨和涂覆组合物进行着色。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种对各种介质，尤其是对印刷油墨着色的合成着色颜料的制造方法。它也涉及实施该方法所得到的颜料。在同日一起提出申请，名称为用单分散性合成颜料的电热印刷油墨、制造方法以及电子印刷设备的系列专利申请NO    07/804，220中，披露了一种相当新的、具有优良图象再现特性的印刷油墨。在该申请中所说明的印刷油墨，其内容被结合于本专利技术来作为参照，该印刷油墨由埋入无数合成的、单分散性着色颜料的固体嵌段热塑性聚合载体材料所组成。为了在所得到的印刷材料中，利用该印刷工艺得到优良的有重现性的彩色图象，这些有各种颜色的颜料应共同具有基本上相同的表面、容积和形态特性，特别是它们的比色性质和电动力学性质。本专利技术涉及通过一系列制造步骤可控制地生产用于印刷油墨以及其它着色介质的优良着色颜料的新方法，该方法使每一个颜料颗粒都达到所预测的染色值和表面电荷，从而达到前所未有的产品产量和质量。用举例方式描述了各种各样制造这些优良颜料的手段，旨在揭示本专利技术有广泛的基础。通过在其制造过程中将有机染料溶解和/或吸收到各种介质的方法，或者通过将不溶解的无机颜料混入到介质中去的方法对各种介质-->进行着色。该着色的介质可以用作表面涂层，如油漆或油墨。当然，印刷是一种按照预先作出的构图有选择地对表面着色的方法。为此目的而采用的油墨由通常溶于油基载体的颜料组成，该油基载体与所有其它组分一起“压印”在介质表面，如纸，在其中，被干燥后形成粘附的沉积层。电泳调色剂也由散布在油基低粘性载体中的颜料所组成。但是这样使用的颜料被赋有电荷，从而它们能被基质物上的相反极性的电荷所吸引。在成象过程中，颜料颗粒在静电吸引力的驱动下，相应于附加于基质物上的成象电荷构图，向着基质物表面的方向移动。于是，在这两种情况-印刷和调色以及其它印制技术，如喷墨印刷和热印刷下颜料将它们的颜色赋予介质。通常，颜料由散布较差的成团离散颗粒所组成，其近似的颜色效果是由形成给定的光密度的沉积的整个载体材料的广泛变化的形状和大小分布来产生的。因此通过混合大量不同着色颜料而得到的色彩和色调是不同的。但是，在上面提到的专利申请中，认为染色油墨的纯度和可预见性特别与油墨颜料颗粒的特定尺寸、形状和形态性质有关。一般的颜料颗粒尺寸范围很宽，有不规则的形状。从图1A到1D来看是很明显的，这些图表示了在不同放大倍数下不同颜色的传统颜料颗粒。在每个样品中颗粒的尺寸、形状和聚集程度变化很大;因而它们的色彩质量是有问题的。因此，为了改善印刷油墨和其它涂层的色彩质量和可预见性，要求生产合成的着色颜料，它们具有良好的光学比色性质和电动力学性质：窄的尺寸分布（单分散性）相同的形状（球形）-->相同的容积性质相同的表面电子性质（直接的或通过填加剂）。迄今为止，这样均匀的合成颜料颗粒难以用可控制的方式制造出来。例如，由A.Tentorio、E.MatijeVic和J.Kratohvil写的，登载在胶体界面科学杂志（J.Colloid    Interface    Sci.26，62（1986）上的文章描述了含染料的小颗粒，如其中含有媒染蓝了的水合氧化铝。在另一篇由Gutoff和Swank发表在1980年美国化学工程师学会论文集76卷193期第43-51页上的文章中，披露了通过添加水而将溶于有机溶剂中的有机染料沉淀出来生成球形颗粒。在另一项由Winnik和Keoshkerian所做的工作中（美国专利4，877451，1989年10月31日），通过将染料粘结到改性的二氧化硅颗粒表面来制备喷墨印刷用的油墨。其它喷墨印刷用油墨也是公知的，如可参阅美国专利4880432，4197135，4210916，4566908，4689078和4705567。上述公开物中的每一篇在此处都是本专利技术的参考资料。本专利技术的目的是提供一种制造单分散性合成着色颜料的方法，该颜料颗粒按其几何尺寸、组成和功能性质来说是均匀的。本专利技术的另一个目的是提供一种制造具有高度染色饱和的着色颜料的方法，该颜料可以用市场上很容易买到的染料或染料混合物进行改性，而得到所要求的色调。本专利技术进一步的目的是提供一种制造用于电热印刷油墨中的着色颜料的方法，该油墨含有与该颜料有关的热塑性载体材料。本专利技术进一步的目的是制造一种外层材料被抛光到具有所选择的光学折射率的颗粒的方法，从而使其与载体材料的折射率十分匹配，以达到用肉眼看几乎完全透明的颗粒/载体混合物。-->本专利技术还有另一个目的是提供一种在经济的生产线基础上制造高质量着色颜料的方法。本专利技术再有一个目的是提供一种改进的、其颗粒具有基本上相同尺寸、形状、化学性质和功能性质的合成着色颜料。本专利技术进一步的目的是提供一种单个颗粒能被均匀地着色达到所要求的色调的着色颜料。本专利技术另一个目的是提供一种具有优良不透明性以及能遮住位于其下方基质物的着色颜料。本专利技术还有另一个目的是提供一种包含具有上述一种或多种优点颗粒的特性涂层。其它的目的是明显的，有一部分将出现在本文后半部分。本专利技术相应地包括几个步骤以及这些步骤的一步或多步与每个其它步骤之间的相互关系，还包括具有特性、性能及与组成有关的产品。这些在下面的详细描述中举例说明，本专利技术的保护范围由权利要求书给出。按照本专利技术，已经设计出特定的工艺步骤，这些工艺步骤允许可控制地生产出与优良染色纯度相耦合的所需要的色调和光密度的合成着色颜料。本专利技术可应用来对各种不同介质的着色，如油墨、调色剂、油漆、纤维塑料以及着色的表面涂层。但是，本文将特别针对在前面详细提到的在印刷方法中的应用所采用的热塑性印刷油墨来描述本专利技术。正如所描述的那样，颜料颗粒均匀而密集地放入在聚合物载体材料中。在印刷过程期间，载体材料在升高的温度下熔化，熔化的油墨被由中间印刷部件产生的静电场吸引，最后以成象方式沉积在印刷基质物例如纸的光点图形上，在那里由于很快地与基质物交换热能而立-->即固化和熔合。最终印刷成品的可接受性将取决于与数字输入相应的、及被肉眼最后观察到的颜色印象，而这些色彩印象是由沉积在基质物上的不同叠合的多层油墨、在每个光点上叠合的沉积并与可见方式有关的作用来得到的。叠合印刷结果的可接受性取决于油墨的透光度，因为每一颜色层实际上起到一个吸收或透射一段光谱带的滤光片的作用，其透射窗口必须严格满足其确定的光谱要求，尤其是涉及其它共同起作用的颜色层时，它们的总体作用会产生一个“纯正的色彩”或者相反生成一个“不鲜明的色彩”。印刷结果的可接受性进一步取决于在整个已印成图象上可得到的密度范围，最好对于每一种色彩其范围为0到2.0，于是提供了一种远远优于胶版彩色印刷的结果，可直接与照相乳胶成象相比而不相上下。为满足上述要求目标，设计了一种油墨，该油墨是均匀放入到由特定热塑性聚合物所制成的某种固体的可熔化的载体材料中的特定胶体的着色颜料。着色颜料由许多基本上相同的颜料颗粒组成，每个颗粒包括一个芯以及芯中、芯上或者包围该芯的不同材料层中的染料材料。在一些情况中，可以在芯的上层加上一个或多个附加层或附加壳，赋予该颗粒所选择的性质或特征（光学、磁学、导电性等）。换句话说，每个颜料颗粒是某种这样设计成的颗粒，该颗粒将具有成为对颜料作为整体所要求的颜色和性能的颗粒。以这种方式生成颗粒也意味着可对其组成进行调整以使其特定的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造着色颜料的方法，包括下述步骤：预选一种想得到的颜料所要求的尺寸、形状和色值；从一次溶液中沉积出具有所要求尺寸和形状的单分散体胶体芯粒；以及将准确数量的染料材料涂复到来自第二溶液中的上述芯粒上，达到所要求的色值。

【技术特征摘要】
US 1991-11-15 792,7131、一种制造着色颜料的方法，包括下述步骤：预选一种想得到的颜料所要求的尺寸、形状和色值；从一次溶液中沉积出具有所要求尺寸和形状的单分散体胶体芯粒；以及将准确数量的染料材料涂复到来自第二次溶液中的上述芯粒上，达到所要求的色值。2、如权利要求1所述的方法，其中，沉积步骤包括将TEOS在包括了乙醇、水和氨水的溶剂中水解以便沉积出二氧化碳硅芯粒。3、如权利要求2所述的方法，其中染料材料选择阳离子染料;并且该染料材料通过将染料吸附到该芯粒上的方法而涂复上去的。4、如权利要求2所述的方法，包括了在涂复上述染料材料之前将无机固着材料壳层涂复到芯粒上去的步骤，并且用将阴离子染料材料吸附或结合到上述壳层的方法使阴离子染料材料涂复到芯粒上。5、如权利要求4所述的方法，其中水合氧化铝作为无机固着材料进行涂复。6、如权利要求1所述的方法，包括将电荷控制剂涂复到颜料表面的附加步骤。7、如权利要求6所述的方法，其中将聚合电解质涂复到颜料上去。8、如权利要求7所述的方法，其中，聚合电解质是聚丙烯酸或聚甲基丙烯酸。9、如权利要求1所述的方法，其中，沉积步骤包括将硝酸钇和脲溶液进行混合和陈化，生成碱式碳酸钇芯粒。10、如权利要求9所述的方法，其中染料材料从那些具有螯合性质的染料中选择;并且该染料材料是用在沉积步骤期间将其添加到硝酸钇和脲中的手段来涂复上去的。11、如权利要求10所述的方法，包括将一层凸状无孔稳定阻挡表面复盖层涂复到已染色芯粒上的附加步骤。12、如权利要求11所述的方法，其中，表面复盖层包含一种有机聚合物。13、如权利要求11所述的方法，包括将电荷控制剂涂复到颜料表面的附加步骤。14、如权利要求1所述的方法，其中，沉积步骤包括将钾矾、硝酸铝和脲的溶液进行混合并陈化以生成水合氧化铝芯粒。15、如权利要求14所述的方法，其中：染料材料从那些具有螯合性质的染料中选择;并且该染料材料是通过将其在沉积步骤期间添加到钾矾、硝酸铝和脲中去的手段来涂复上去的。16、如权利要求15所述的方法，包括将电荷控制介质敷设到颜料表面的附加步骤。17、如权利要求1所述的方法，其中：将一种有机染料材料涂复到芯粒上;并且包括把电荷控制介质涂复到颜料表面的附加步骤。18、如权利要求1所述的方法，包括了在涂复上述染料材料之前将一层高不透明材料涂复到芯粒上的附加步骤。19、如权利要求18所述的方法，其中敷设的高不透明材料是二氧化钛。20、如权利要求1所述的方法，包括将颜料分散到一种与颜料有基本相同折射率的透明聚合物载体介质中去的附加步骤，从而能生产着了色的高透明度的制品。21、如权利要求13所述的方法，包括将颜料分散到一种与颜料有同样折射率的透明聚合物载体介质中去的附加步骤，从而形成涂层用原料，通过向该原料发出的电场可以从该原料吸引与场强成正比的原料供给量。22、一种制造选择...

【专利技术属性】
技术研发人员：曼弗雷德R屈恩勒，E马蒂耶维克，WP徐，
申请(专利权)人：曼弗雷德R屈恩勒，
类型：发明
国别省市：US[美国]