制备着色剂的方法技术

制备包含疏水性着色物质、两性电解质和水的着色剂的方法，该方法包括：　　　　将疏水性着色物质溶解在与水混溶的有机溶剂中获得一着色物质溶液，该溶液中疏水性着色物质的浓度在１－１０重量％范围；　　　　使所述着色物质溶液与阴离子交换树脂和／或阳离子交换树脂接触，获得提纯的着色物质溶液；　　　　搅拌下，将所述提纯的着色物质溶液滴加到包含在去离子水中的两性电解质的溶液，两性电解质浓度为小于或等于１０重量％，获得提纯着色物质的含水有机溶剂溶液；　　　　通过共沸蒸馏水和所述有机溶剂，从提纯的着色物质的含水有机溶剂溶液中除去有机溶剂组分，如果需要，同时供给去离子水和／或有机溶剂，任选在环境压力或减压下获得着色物质和两性电解质的水溶液；　　　　使所述含着色物质和两性电解质的水溶液进行高速离心。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
制备着色剂的方法
本专利技术涉及一种在IT相关设备和仪器中使用的着色剂。更具体言之，本专利技术涉及一种在利用压电效应的喷墨型打印机、喷气泡型(bubbl-jet)打印机等中使用的有色油墨的着色剂，要求这些着色剂具有低粘度，尤其是高温时的低粘度。
技术介绍
对作为喷墨型打印机使用的有色油墨的着色剂，首先使用油溶性着色物质和有机溶剂构成的油性油墨。然而，近来，根据制造水性油墨的需要，已研制了含水溶性着色物质的水基油墨，并已经得到广泛使用。但是，含水溶性着色物质的水基油墨易发生有色物在印刷品中的光降解，因为使用的着色物质对光的耐久性差。众所周知，使用具有较高光耐久性的颜料作为着色物质正在引起人们的注意，实际上已经提出这类颜料的使用。与能以分子存在于介质中的可溶着色物质不同，作为着色物质的颜料以颗粒存在于介质中。因此，在没有研究出使颜料颗粒的粒径小至其分散状态可接近溶液态的分散方法的情况下，还不能将可溶的着色物质转变为颜料。这一现状为本领域已知。众所周知，与使用的设备类型无关，用于喷墨的油墨主要与将含化学物质的液体油墨以高速通过毛细管转移的方法有关。因此，控制着色条件的一个因素是着色物质在使用中的化学结构，如果不考虑这一因素，液体油墨必须满足的物理-化学条件是粘度以及由粘度与温度的关系得出的那些条件。具体言之，所述条件包括控制体系粘度的介质粘度、溶解或分散的溶质的空间尺寸、浓度及其与温度的依赖性。由这一观点促进的这些开发的效果是，同时研究出将着色物质分散成细颗粒的方法，以及一种有助于着色物质分散的分散剂，该分散剂作为基本组分，其本身不能分散成细颗粒中，不会增加体系的粘度。其例子有机械和化学分散力的组合(JP-A-2000-119571)，制备细颗粒分散体的化学方法(JP-A-10-298294、JP-A--->2000-119141和JP-A-316242)、与具有分散性能的两性树脂相关的方法(JP-A-2000-026560)等。另一方面，就对包含水溶性着色物质的着色剂的改进，这种物质具有水溶性的优点，可提到水溶性着色物质与氨基酸组合，这是一种两性电解质或类似物质(JP-A-2001-139854、JP-A-2000-136335、JP-A-9-12944和JP-A-7-228816)。还报道了试图通过以油性染料型着色物质代替颜料，与水溶性树脂分散剂混合，来提高水溶性染料型着色物质的耐水性(JP-A-2002-249689和JP-2002-249687)。如上所述，目前，根据着色物性能来利用着色物质的大多数特性，研制喷墨油墨的工作在持续不断地进行。然而，这一研究工作还未达到结束，即还未达到可充分满足油墨的要求质量的规定。回顾实际状况，指出有下面情况。因此，尽管颜料型油墨具有耐久性优点，但颜料要求粉碎成细颗粒，因此需要使用高性能、昂贵的分散设备进行制造。而且，还需要限制粘度下降的聚合物分散剂，结果，适合这样油墨使用的设备也受到限制(设备的选择性)。使用油性染料型着色物质作为水性分散体的方法与上述颜料体系没有太大的差别，因为也需要分散设备并使用分散剂。尽管提高水溶性水基染料的光耐久性的方法是划时代的，这种方法由于主要使用可光降解的着色物质并需要光降解抑制剂，看来仍是不可靠的。
技术实现思路
如上所述，所有常用的着色剂在某些方面还有其优点，但是，它们在其他方面存在缺陷。因此，期待研制出一种用于喷墨油墨的着色剂，能解决常用着色剂的上述问题并且不用选择设备，具有高的光耐久性、高可靠性和低廉。因此，本专利技术目的是通过使用化学和物理方法提供上述“不用选择设备，具有高的光耐久性、可靠性高和低廉的喷墨油墨用的着色剂”。本专利技术人本着解决上述问题的目的，进行了广泛的研究。结果，通过下面所述的方法已完成了本专利技术。第一方面，本专利技术人研究了着色物质受到光作用是如何发生分解的。结果，可一定程度理解光降解的机理。具体而言，分析了水溶性染料的光降解反应，发现，该反应涉及色密度变化，-->即染料暴露在光中吸收度随时间以加速方式变化，或该反应象化学反应中的“自催化”反应进行。可以理解，降解过程以这样方式进行，着色物分子一旦发生光降解，产生降解产物，所述降解产物然后使得邻近的正常的着色物分子降解。实际上可以确定，存在于膜中的着色物质的光降解程度大于在溶液中的同样着色物质的光降解程度。第二方面，本专利技术人考虑了应选择满足本专利技术目的的着色物质。结果，得出这样的结论，与油溶性着色物质不同，由于水溶性着色物质被赋予额外的水溶性功能，可以认为油溶性着色物质比水溶性着色物具有更高的化学稳定性，因此被优选。第三方面，考虑到聚集问题。因此，无论是属于染料或颜料，着色物质在作为核的电解质杂质周围形成聚集体或缔合体。发现，运用离子交换法这样的聚集体或缔合体可以被破碎，而与介质是水还是有机溶剂无关。第四方面，存在的问题是，在使用可油溶着色物质在有机溶剂中的溶液时，最好将有机介质转变为水性介质(相转变)。本专利技术人发现，这种相转变可通过下面所述方法容易地进行：使着色物质尽可能完全进入溶解状态，通过离子交换技术使仍保留聚集体或缔合体状态的物质部分破碎，同时保持上述状态的溶液，将该溶液分批滴加到两性物质溶解的水相。这很可能是由于两性物质具有稳定电解质杂质的作用，两性物质通过作为易使着色物质在相转变后再聚集的杂质的相反基团来稳定杂质，而与杂质是酸还是碱无关(US专利3,652,478)。而且，本专利技术的着色剂中，一个基本条件是，着色物质是细颗粒物，因此，不希望存在的粗颗粒必须除去。因此，本专利技术第一方面提供一种制备着色剂的方法，所述着色剂包含疏水性着色物质、两性电解质和水，该方法包括：将疏水性着色物质溶解在与水混溶的有机溶剂中获得一着色物质溶液，该溶液中疏水性着色物质的浓度在1-10重量％范围；使着色物质溶液与阴离子交换树脂和/或阳离子交换树脂接触，获得提纯的着色物质溶液；搅拌下，将提纯的着色物质溶液滴加到包含在去离子水中的两性电解质的溶液，两性电解质浓度为小于或等于10重量％，获得提纯的着色物质的含水有机溶剂溶液；通过共沸蒸馏水和有机溶剂，从提纯的着色物质的含水有机溶剂溶液中除去-->有机溶剂，如果需要，同时供给去离子水和/或有机溶剂，任选在环境压力或减压下获得着色物质和两性电解质的水溶液。本专利技术第二方面，在本专利技术提供的上述方法中，所述两性电解质在去离子水中的溶液是通过共沸蒸馏除去有机溶剂部分的步骤或之后的高速离心分离步骤获得的着色物质和两性电解质的水溶液。具体实施方式下面，更详细描述本专利技术的实施方案。本说明书中，本专利技术方法包括的步骤称之为“步骤1至5”。但是，在此所用的数字仅为了阐明，并不限制实施这些步骤的顺序。在步骤3中使用步骤4或步骤5的产物的实施方案也在本专利技术精神和范围之内，如下面所述。本专利技术制备着色剂方法的特点在于疏水性着色物的光耐久性和水溶液的稳定性的优点，该方法包括将疏水性着色物质粉末溶解在与水混溶的有机溶剂中的步骤(步骤1)。本专利技术方法中使用的疏水性着色物质以粉末状为佳。本专利技术中，油溶性染料应主要作为疏水性着色物质。对本专利技术有用的油溶性染料包括SY146、SY88、SY25、SY89、SY79、SY83-1、SY83、SY62、SY79、SY32、SY19、S本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.制备包含疏水性着色物质、两性电解质和水的着色剂的方法，该方法包括：将疏水性着色物质溶解在与水混溶的有机溶剂中获得一着色物质溶液，该溶液中疏水性着色物质的浓度在1-10重量％范围；使所述着色物质溶液与阴离子交换树脂和/或阳离子交换树脂接触，获得提纯的着色物质溶液；搅拌下，将所述提纯的着色物质溶液滴加到包含在去离子水中的两性电解质的溶液，两性电解质浓度为小于或等于10重量％，获得提纯着色物质的含水有机溶剂溶液；通过共沸蒸馏水和所述有机溶剂，从提纯的着色物质的含水有机溶剂溶液中除去有机溶剂组分，如果需要，同时供给去离子水和/或有机溶剂，任选在环境压力或减压下获得着色物质和两性电解质的水溶...

【专利技术属性】
技术研发人员：砂盛敬，门胁史之，井尻博文，
申请(专利权)人：大成化工株式会社，
类型：发明
国别省市：