專(zhuān)利名稱(chēng)：油墨組合物和使用方法
油墨組合物和使用方法
背景技術(shù)：
“光澤”指的是材料表現(xiàn)出來(lái)自于反射光的一種發(fā)光的光學(xué)性能?！敖饘俟鉂伞蓖ǔ１徽J(rèn)為是金屬的一種固有特性，表現(xiàn)出這種程度的這種類(lèi)型的光澤或者光輝的材料經(jīng)常僅僅稱(chēng)作“金屬”外觀。在尋求用于家庭和辦公室裝飾性印刷的擴(kuò)展的顏色和外觀時(shí)，產(chǎn)生金屬光澤的油墨主要局限于可用的選項(xiàng)。已經(jīng)報(bào)道了將含有純金納米粒子的金油墨用于印刷電子應(yīng)用中。但是，這樣的油墨通常對(duì)于家庭和辦公室使用來(lái)說(shuō)是成本受限和無(wú)效的。含有純銀納米粒子的銀油墨(即，銀金屬油墨)帶有環(huán)境問(wèn)題，在歐盟國(guó)家這至少要求標(biāo)記上“對(duì)環(huán)境有害”的標(biāo)簽。另外，已知的銀金屬油墨表現(xiàn)出差的抗污性和氧化褪色性。

發(fā)明內(nèi)容
改進(jìn)的可能性在于開(kāi)發(fā)成本有效的，環(huán)境安全的油墨，其產(chǎn)生了金屬光澤和/或改進(jìn)了抗污性例如抗指紋和耐褪色性。在一種實(shí)施方案中，油墨組合物包括第一材料粒子和分離的第二材料粒子的含水分散體。該第一材料包含磁性金屬的氧化物、硫化物或者硒化物。該油墨配制來(lái)在施用到固體基底上之后，表現(xiàn)出金屬光澤度。該金屬光澤是通過(guò)該第二材料存在而提高的。作為舉例，該油墨可以配制來(lái)充當(dāng)噴墨油墨組合物。已知的噴墨載色體和/或已知的用于形成噴墨配料的技術(shù)可以使用。即使如此，便利的是按照此處所述的實(shí)施方案配制的非噴墨油墨也可能表現(xiàn)出金屬光澤度。該載色體可以包括一種或多種保濕劑(例如甘油和/或四甘醇)，水的助溶劑(例如異丙醇，1,5-戊二醇，2-吡咯烷酮，新戊醇和2-甲基-1，3-丙二醇中的一種或多種)，表面活性劑(例如TERGITOL 15-S-5, TERGITOL 15-S-7 和SURFYN0L 4653中的一種或多種)，生物殺滅劑(例如PROXEL GXL2)和穩(wěn)定劑(例如 2-氨基丙醇)。TERGITOL 15-S-5 和 15-S-7 是獲自密歇根州 Midland 的 The Dow Chemical Co.的仲醇乙氧化物。SURFYN0L 465是獲自賓夕法尼亞洲的Allentown的Air Products and Chemicals, Inc.的炔屬二醇表面活性劑。PROXEL GXL是一種含有1，2-苯并異噻唑啉-3-酮的微生物殺滅劑，并且獲自喬治亞州Smyrna的Arch Chemicals, Inc.。特別的，該第一材料粒子以及第二材料粒子(其與第一材料粒子分離)都分散在該含水油墨組合物中。這樣的分散體可以明顯不同于磁性油墨特性識(shí)別印刷中所用的已知的干燥調(diào)色劑，其中磁性材料是聚合物包覆的。該油墨組合物可以包含小于2. 4重量百分比(wt%)的氧化物、硫化物或者硒化物，例如0. 4-2. 4wt%，或者小于lwt%，例如0. l-lwt%。該磁性金屬可以包括錳，鐵，鈷，鎳，釓或者其組合，例如它們的合金或者其他形式。即使如此，具有不成對(duì)電子的其他金屬也可能表現(xiàn)出對(duì)于該油墨組合物的足夠的磁性性能。觀察表明鐵是磁性最強(qiáng)的，錳第二。鈷和鎳磁性較低，并且還會(huì)在油墨組合物中表現(xiàn)出某些毒性。作為另外的特征，所施用的油墨本身可以是磁性的，這在印刷基底和其他表面之間形成磁性吸引力。同樣，磁性金屬的氧化物初始時(shí)表現(xiàn)出具有最大的使用和處理容易性；但是，磁性金屬的硫化物或者硒化物會(huì)是可行的。預(yù)期在于粒子的穩(wěn)定含水分散體可以最易用氧化物制造。在硫化物使用中要注意的一點(diǎn)包括來(lái)自于硫化氫形成的氣味和潛在的危險(xiǎn)。該油墨組合物可以通過(guò)本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方式堿化到高PH，來(lái)避免在較低的pH值時(shí)形成硫化氫。因此，磁性金屬的氧化物、硫化物或者硒化物可以包括氧化鐵。更明確的，該氧化物、硫化物或者硒化物可以包括方鐵體，磁鐵礦，赤鐵礦，磁赤鐵礦或者其組合。作為已知的，方鐵體代表了氧化鐵(II)形式，磁鐵礦代表了氧化鐵(II，III)形式，赤鐵礦和磁赤鐵礦代表了不同相的氧化鐵(III)形式。磁鐵礦和赤鐵礦在含水環(huán)境中是氧化穩(wěn)定的；但是， 方鐵體( 是氧化不穩(wěn)定的，并且能夠容易的轉(zhuǎn)化成!^e2O3或者!^e3O4。氧化鐵顏料數(shù)年來(lái)已經(jīng)用于諸多應(yīng)用中，這歸因于它們的理化性能，包括優(yōu)異的遮蓋強(qiáng)度，耐熱性，良好的耐化學(xué)品性，色調(diào)和色度的強(qiáng)度，光澤和消光性，穩(wěn)定性，以及優(yōu)異的光和氣候色牢度。另外，氧化鐵顏料是環(huán)境安全的。即使如此，已知的氧化鐵顏料的應(yīng)用例如絲網(wǎng)印刷，使用了典型的大于5微米的顏料粒度，其對(duì)于噴墨印刷來(lái)說(shuō)太大了。鐵磁流體(也稱(chēng)作液態(tài)磁體)是鐵磁體無(wú)機(jī)氧化物納米粒子，例如磁鐵礦(狗304)， 赤鐵礦(Fe2O3)或者其他含鐵化合物的已知的穩(wěn)定的膠體分散體。存在著鐵磁流體的若干應(yīng)用。例如，由于它強(qiáng)的磁性性能，磁鐵礦鐵磁流體已經(jīng)用于生物學(xué)和醫(yī)學(xué)中，來(lái)磁性分離生化產(chǎn)品和細(xì)胞。因?yàn)樗浅８叩拇呕?，磁鐵礦還已經(jīng)用作磁共振成象的造影劑。鐵磁流體的其他應(yīng)用包括癌癥治療，擴(kuò)音器冷卻，密封劑，功率和分配變壓器，無(wú)噪螺線管，傳感器和開(kāi)關(guān)。該第二材料可以包含共軛的導(dǎo)電聚合物或者零價(jià)金屬。該聚合物可以包括聚吡咯，聚噻吩，聚苯胺，聚呋喃，吡咯、噻吩、苯胺和呋喃中至少兩種的共聚物，或者其組合。其他例子包括聚合物例如聚(對(duì)亞苯基亞乙烯)，聚(N-苯基亞氨基-1，4-亞苯基-1，2-亞乙基-1，4-(2, 5- 二辛氧基)-亞苯基-1，2-亞乙烯基-1，4-亞苯基)，聚(苯并雙咪唑)， 聚-9，9’ 二辛基-芴-共聚-二噻吩，聚[(4-乙炔基)苯基乙炔]和聚(苯并雙咪唑苯并-鄰二氮雜菲)或者共聚物例如2’ -乙基(聚[2，5- 二辛氧基-1，4- 二乙炔基-亞苯基-alt-2, 5-isyl 己氧基)-1，4-亞苯基](EHO-OPPE)，和聚[2，5- 二辛氧基 _1，4- 二乙炔基-亞苯基-alt-2-甲氧基，5-2’ -乙基己氧基-1，4-亞苯基](MEH-OPPE)。該油墨組合物可以包含小于2wt%的聚合物，例如0. 2-2wt%?？蛇x擇的，該第二材料可以包括零價(jià)的Ti， Mn，Mo，Pd，Ag，Sn，Ta，Pt，Au或者其組合。該油墨組合物可以包含0. 5-5wt%的零價(jià)金屬。如上所述，金屬光澤度是通過(guò)第二材料存在來(lái)提高的。這種情況對(duì)于共軛的導(dǎo)電聚合物和零價(jià)金屬來(lái)說(shuō)都是如此。雖然金屬光澤度通?？梢杂杀绢I(lǐng)域技術(shù)人員容易的進(jìn)行判斷，但是可以使用利用已知的反射率測(cè)量或者橢圓光度法的量化技術(shù)。此外，在一種實(shí)施方案中，該第二材料可以包括共軛的導(dǎo)電聚合物，和該油墨可以這樣配制，即，使得金屬光澤度還通過(guò)氧化物、硫化物或者硒化物的存在而提高。相反，在另外一種實(shí)施方案中，該第二材料可以包括零價(jià)金屬，并且甚至在不存在磁性金屬的氧化物、 硫化物或者硒化物時(shí)也可以表現(xiàn)出金屬光澤度。在一種實(shí)施方案中，金屬光澤是通過(guò)該第一材料和第二材料相組合作為協(xié)同效應(yīng)來(lái)提供的。在其他實(shí)施方案中，金屬光澤是通過(guò)零價(jià)金屬來(lái)提供的，與氧化物、硫化物或者硒化物無(wú)關(guān)。每個(gè)實(shí)施方案的例子如下所述。共軛的導(dǎo)電聚合物的概念指的是已知的聚合物，具有沿著碳主鏈的交替的雙鍵和單鍵。該聚合物可以官能化來(lái)包括不同的部分，為油墨組合物賦予所期望的性能或者衍生化，限定該聚合物保持了它的共軛的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。令人期望的基團(tuán)可以包括烷基(例如CH3, C2H5，C3H7等等)，烷氧基(例如OCH3, OC2H5，OC3H7等等)，芳基(例如C6H5，C6H4CH3等等)，鹵素基團(tuán)，和/或含有S, Se或者Te的有機(jī)硫族元素基團(tuán)，例如巰基。作為已知的，該聚合物中主要的電荷攜帶者可以是電子，在這種情況中，該聚合物被認(rèn)為是“η-摻雜的”，或者主要的電荷攜帶者可以是空穴，在這種情況中，該聚合物被認(rèn)為是“P-摻雜的”。在本發(fā)明上下文中，“導(dǎo)電聚合物”包括這樣的聚合物，其不是高度導(dǎo)電的，即，可以被認(rèn)為是半導(dǎo)體的那些。例如，聚吡咯通常被認(rèn)為是半導(dǎo)體，但是表現(xiàn)出合適的電性能，來(lái)提供此處所述的光學(xué)效應(yīng)。0.0001-2西門(mén)子/厘米(S/cm)的電導(dǎo)率被認(rèn)為是足夠的。因?yàn)樵撚湍M合物包括粒子的含水分散體，因此確定一種聚合物是否合適要考慮的因素包括它形成穩(wěn)定的含水膠體分散體的能力。上述官能化和/或衍生可以用于產(chǎn)生穩(wěn)定的分散聚合物。聚合物的形成已知的是來(lái)產(chǎn)生具有一定范圍的分子量的分子，這取決于多種通常已知的因素。對(duì)于給定的溶劑，經(jīng)常，該分子是在500-2500的分子量時(shí)是更可能溶解的。溶解性可以根據(jù)溶劑能力而變化。該含有共軛的導(dǎo)電聚合物的第二材料粒子是不溶性的，并且可以使用任何已知的用于產(chǎn)生不溶性粒子的技術(shù)來(lái)生產(chǎn)，而不管分子量如何。但是，通常，重均分子量為 10，000-100，000的導(dǎo)電聚合物將是不溶性的，除非它進(jìn)行了有意的官能化來(lái)賦予它在具體溶劑中的可溶性。這樣的聚合物能夠溶解于其中的這樣的溶劑可能不適于噴墨油墨配方。 已知的方法(其包括在分子生長(zhǎng)的過(guò)長(zhǎng)之前猝滅聚合)可以用來(lái)產(chǎn)生期望的分子量。分子量會(huì)影響聚合物隨后的機(jī)械性能和加工能力，以及電性能。例如，分子量會(huì)影響粒子的粒徑和均勻性以及粒子形態(tài)。雖然重均分子量可以大于100，000，也許高到3，000，000，但是觀察表明用較低的分子量更容易獲得期望的粒度。該第二材料粒子可以是納米粒子。該第二材料粒子可以表現(xiàn)出平均粒度小于200納米(nm)。此外，該第二材料粒子可以表現(xiàn)出平均粒度是20nm-170nm。除了此處所述的其他作用之外，低的粒度有助于油墨組合物的穩(wěn)定性。當(dāng)粒子變得過(guò)大時(shí)，它們會(huì)失去它們的 Brownian移動(dòng)行為，并從分散體中脫離出來(lái)。類(lèi)似的，該第一材料粒子可以是納米粒子。該第一材料粒子可以表現(xiàn)出小于200nm 的平均粒度。此外，該第一材料粒子可以表現(xiàn)出20nm-150nm的平均粒度。該第一材料粒子可以使用任何已知的技術(shù)來(lái)生產(chǎn)。已知的方法(其包括從含有磁性金屬鹽的溶液中沉淀氧化物、硫化物或者硒化物)可以用于產(chǎn)生期望的粒度。穩(wěn)定劑的選擇可以通過(guò)已知的方式用于影響所獲得的粒度。粒度和粒度分布還會(huì)通過(guò)已知的方式來(lái)受到其他反應(yīng)試劑和反應(yīng)條件，例如濃度，反應(yīng)時(shí)間，溫度等等的影響。不受限于任何具體理論，據(jù)信第一材料的粒度和可能的第二材料的粒度會(huì)通過(guò)在所施用的油墨中產(chǎn)生量子限制來(lái)產(chǎn)生金屬光澤。在公知的量子限制現(xiàn)象中，因?yàn)榱６茸兊米銐蛐?其接近于材料的激子波爾半徑的尺寸)，因此電子能量水平是作為分離的來(lái)處理的。在這種方式中，作為材料的吸收性和發(fā)射性的反映，小的和有限的分離存在于能量水平之間。當(dāng)該第二材料是導(dǎo)電聚合物時(shí)，電磁相互作用似乎出現(xiàn)于磁性金屬氧化物、硫化物或者硒化物與聚合物之間，來(lái)表現(xiàn)出可能經(jīng)由量子限制的金屬光澤度的提高。觀察表明太小的導(dǎo)電聚合物降低了金屬光澤度。通過(guò)印刷介質(zhì)的反射率來(lái)判斷的金屬光澤隨著導(dǎo)電聚合物添加量與氧化物、硫化物或者硒化物添加量的重量比從0 :1增加到1 :1而增加。高于1 :1的比率時(shí)，隨著加入的聚合物減少，光澤度增加。特別的，一些已知的油墨組合物(其產(chǎn)生了一種類(lèi)型的光澤)例如珠光油墨不使用納米粒子來(lái)提供期望的光澤。它們典型的依賴(lài)于至少5微米-100微米的粒度。它們的金屬光澤在所用的氧化物顏料的粒度低于1微米時(shí)失去。實(shí)際上，納米粒子會(huì)降低所施用的油墨的光澤度。同樣，在油墨中使用納米粒子不必然產(chǎn)生這樣的益處，其自然來(lái)自于不同材料的納米粒子的提高的現(xiàn)代獲得性。該油墨可以這樣配制，S卩，該氧化物、硫化物或者硒化物充當(dāng)了油墨的主要著色劑。當(dāng)金屬光澤是通過(guò)第一材料和第二材料二者的組合來(lái)提供時(shí)，可以更明確的使用這樣的條件。含有磁鐵礦作為唯一的著色劑，并且不存在導(dǎo)電聚合物的油墨組合物通常表現(xiàn)出青銅色到略帶桃紅的金色，具有一些金屬光澤。同樣的油墨組合物(含有聚吡咯作為唯一的著色劑，并且不存在氧化物、硫化物或者硒化物)通常表現(xiàn)出銀色或者ΡΑΝΤ0ΝΕ鋁顏色， 具有一些金屬光澤。使用磁鐵礦和聚吡咯的組合作為主要的助著色劑時(shí)，該油墨組合物可以表現(xiàn)出明亮的金屬光澤，并且提供一定范圍的顏色，這取決于導(dǎo)電聚合物添加量與氧化物、硫化物或者硒化物添加量的重量比。該聚合物的加入因此提高了該氧化物、硫化物或者硒化物組合物的光澤度。還可以認(rèn)為該氧化物、硫化物或者硒化物的加入提高了聚合物組合物的光澤度。在這種含義上，該組合可以認(rèn)為是協(xié)同效應(yīng)的，獲得了單獨(dú)使用時(shí)不能實(shí)現(xiàn)的結(jié)果。該組合還提供擴(kuò)展的色域。對(duì)于作為氧化物、硫化物或者硒化物的磁鐵礦和作為聚合物的聚吡咯的例子來(lái)說(shuō)，在0 :1比率(無(wú)聚合物)所觀察到的青銅色到略帶桃紅色的金色隨著聚合物量增加到高到1:1的比率而變成金黃色。高于1:1比率時(shí)，觀察到顏色轉(zhuǎn)變成1 :0比率(無(wú)氧化物、硫化物或者硒化物)的銀色或者ΡΑΝΤ0ΝΕ鋁色。考慮到金屬光澤，該1 :1的比率產(chǎn)生了金黃色，具有明亮的光澤。高于1 :1比率的更多的銀色也是明亮的，但是對(duì)于將聚合物的比率提高到其中光澤度降低到不太有光澤的1 :0的比率這樣點(diǎn)時(shí)，具有較小的光澤度增加。不同的有機(jī)染料和/或顏料(例如青色，品紅和黃色)可以包括作為次要著色劑來(lái)提供一定范圍的基于銀色或者金色金屬光澤的色域。結(jié)果，能夠產(chǎn)生銀和金的藍(lán)色，黃色，綠色，紅色等色調(diào)。在包括沉淀氧化物、硫化物或者硒化物來(lái)形成粒子的方法中，沉淀可以在作為分散劑的染料存在下發(fā)生。一種可選的方案包括將染料加入油墨載色體中，其后加入含有氧化物、硫化物或者硒化物的分散體到該載色體中。兩種方案產(chǎn)生了類(lèi)似的結(jié)果，除了觀察到使用染料作為分散劑的第一方案產(chǎn)生了更亮的顏色和更穩(wěn)定的分散體之外。從上面的討論可以理解，在另外一種實(shí)施方案中，噴墨油墨組合物包括第一材料粒子和分離的第二材料粒子的含水分散體。該第一材料包含Mn，F(xiàn)e, Co, Ni, Gd的氧化物、 硫化物或者硒化物，或者其組合。該第二材料包含共軛的導(dǎo)電聚合物。該第一材料的粒子表現(xiàn)出小于200nm的平均粒度和該油墨被配制來(lái)充當(dāng)噴墨油墨組合物。作為舉例，這樣的油墨組合物可以被配制來(lái)在施用到固體基底上之后，表現(xiàn)出通過(guò)第二材料存在而提高的金屬光澤度。同樣，對(duì)于Mn和/或！^的氧化物和/或硫化物，該油墨組合物可以是環(huán)境安全的。在零價(jià)金屬油墨中，主要著色劑可以是金屬，因?yàn)樵阢y和/或金納米粒子的情況中，其提供了金屬光澤。不同的有機(jī)染料和/或顏料可以被包括作為上述次要著色劑，來(lái)提供一定范圍的基于銀，金或者其他金屬光澤的色域。在這樣的情況中，該氧化物、硫化物或者硒化物能夠提高所施用的油墨的耐久性。即，不存在該氧化物、硫化物或者硒化物不會(huì)這樣大的影響金屬光澤，如同它對(duì)所施用的油墨的機(jī)械性能影響那樣。金屬光澤在不存在氧化物、硫化物或者硒化物時(shí)，相對(duì)于它少量的存在例如小于油墨的2wt%的存在可以是不變的。在一種情況中，該氧化物、硫化物或者硒化物是以這樣的量來(lái)提供的，該量足以與其他成分組合來(lái)作為主著色劑。在另外一種情況中，該氧化物、硫化物或者硒化物的提供量足以與零價(jià)金屬粒子組合來(lái)提高油墨耐久性。不受限于任何具體的關(guān)于提高耐久性的理論，可能的是該氧化物、硫化物或者硒化物充當(dāng)了一種催化劑。可選擇的或者另外，該氧化物、硫化物或者硒化物可以包覆金屬粒子來(lái)防止氧化。觀察表明介質(zhì)的選擇可提高所施用的油墨組合物的金屬光澤。例如，該固體基底可以包括具有光澤飾面的紙張。其他類(lèi)似的涂覆介質(zhì)也會(huì)是適當(dāng)?shù)?。根?jù)另外一種實(shí)施方案，一種使用方法包括獲得噴墨油墨組合物，其含有第一材料粒子和分離的第二材料粒子的含水分散體。該第一材料包含鐵的氧化物、硫化物或者硒化物和該第二材料包含導(dǎo)電聚合物或者零價(jià)金屬。該方法包括將該油墨置于噴墨印刷機(jī)墨筒的存儲(chǔ)器中，該墨筒被配置來(lái)將油墨施用到固體基底上。該油墨被配制來(lái)產(chǎn)生施用的油墨，其表現(xiàn)出通過(guò)第二材料存在而提高的金屬光澤度。下面的實(shí)施例描述了不同的另外的實(shí)施方案。實(shí)施例1
一種磁鐵礦(氧化鐵(II，III))納米粒子的穩(wěn)定分散體是通過(guò)在水溶性乙烯基聚合物分散劑(例如聚(乙烯基磺酸酯)，其可以為(聚乙烯基吡咯烷酮))存在下，從 ^(ΙΙ) 和Fe(III)鹽在堿性溶液例如氫氧化銨中的溶液中共沉淀來(lái)制備的。堿金屬氫氧化物例如 Li0H，Na0H或者KOH可以代替使用來(lái)形成該堿性溶液。合適的表面活性劑可以用作該聚合物的替代，例如十二烷基磺酸鈉(SDS)，十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)，油酸，四甲基氫氧化銨， 檸檬酸，大豆卵磷脂或者其組合。該聚合物是制備時(shí)作為穩(wěn)定劑加入，來(lái)穩(wěn)定該納米粒子和防止聚集。該合成可以用下面的等式表示
2FeCl3 + FeCl2 +8 NH3 +4H20 (8 NH4OH) —> Fe3O4 +8 NH4Cl
將所形成的固體通過(guò)離心分離來(lái)分離，并且保持為濕糊。該糊易于再分散于水中。在獲自Particel Sizing Systems (現(xiàn)在的加利福尼亞州Santa Clara的Agilent Technologies, Inc.)的NICOMP 380亞微米粒度儀中測(cè)量該磁鐵礦的粒度，并且發(fā)現(xiàn)為 10nm-200nm，其取決于合成條件。當(dāng)使用聚(乙烯磺酸酯)作為聚合物分散劑時(shí)，粒度分散體平均是120-140nm。鐵的其他氧化物可以通過(guò)以已知的方式改變反應(yīng)條件來(lái)合成。實(shí)施例2
表1中的油墨A是使用實(shí)施例1的氧化鐵(II，III)濕糊來(lái)形成含有20wt%氧化鐵(II， III)的分散體來(lái)制造的。氧化鐵(II，III)含量可以是20-50wt%，這僅僅通過(guò)改變用于再分散該糊的水量來(lái)完成的。將載色體成分與水合并。該載色體被配制來(lái)從熱印刷頭噴涂。 可以使用離子或者非離子表面活性劑。在強(qiáng)攪拌下，將足以產(chǎn)生lwt%氧化鐵(II，III)量的分散體作為著色劑緩慢調(diào)漆到該載色體上。該氧化鐵(II，III)分散體包含5wt%的所形成的溶液，將其置于輥?zhàn)又芯?-4小時(shí)，其后過(guò)濾來(lái)產(chǎn)生油墨A。實(shí)施例3
表1的油墨B是使用實(shí)施例1的氧化鐵(II，III)濕糊來(lái)形成分散體而制造的。含有20襯％聚吡咯的聚吡咯分散體是使用文獻(xiàn)中已知的常規(guī)方法分別來(lái)制備的，但是通過(guò)改變反應(yīng)試劑來(lái)包括聚(乙烯基磺酸酯)分散劑(或者上面所列的其他分散劑選擇)而改變。(Takashi Denpouya, Seigou Kawaguchi,禾口 Katsutoshi Nagai, Preparation of Aqueous Polypyrrole Dispersion by Oxidative Polymerization in the Presence of Surfactants，55 Polymer Preprints，Japan 1155(2006) ；Shuangxi Xing 禾口 Guoku Zhao, 57 Polymer Bulletin 933—943(2006) ；S. P. Armes 禾口 B. J. Vincent. ,1987 Chem. Commun. 288 (1987) ；S. P. Armes 禾口 C. DeArmitt, Colloidal Dispersions of Surfactant-Stabi1ized Polypyrrole Particles, 9 Langmuir 652—654(1993)。)。將兩種分散體用作主著色劑，每個(gè)分散體的用量足以產(chǎn)生1襯％的氧化鐵(II， III)和lwt%的聚吡咯。將該載色體成分與水合并，攪拌10分鐘或者直到肉眼可見(jiàn)完全混合為止。在30分鐘-1小時(shí)的時(shí)間內(nèi)將該聚吡咯分散體緩慢滴入該混合的載色體溶液中。 調(diào)整pH，如果需要，調(diào)整到大約7. O來(lái)避免酸性pH時(shí)沉淀該聚合物。向所形成的包含聚吡咯的組合物中，在強(qiáng)攪拌下，在1小時(shí)的時(shí)間內(nèi)緩慢加入氧化鐵(II，III)分散體。該氧化鐵(II，III)分散體和該聚吡咯分散體每個(gè)包含5襯％的所形成的溶液，將其過(guò)濾來(lái)產(chǎn)生油墨B。實(shí)施例4
表1中的油墨E，F(xiàn)，I和J是使用實(shí)施例1所制備的氧化鐵(II，III)的濕糊來(lái)制造的， 除了在納米粒子共沉淀之前，將作為次要著色劑的染料包括在狗(II)和!^e(III)鹽的溶液中。將該濕糊用于形成含有20襯％的氧化鐵(II，III)的分散體。所示的染料量反映了染料和它的液態(tài)載體的wt%，而非染料分子本身的wt%。油墨E，F(xiàn)和I是如實(shí)施例3所述來(lái)制備的，除了改變聚吡咯與氧化鐵的比率之外。油墨J是如實(shí)施例2所述來(lái)制備的，不使用聚吡咯。實(shí)施例5
表1中的油墨K是使用實(shí)施例3的聚吡咯分散體作為主著色劑(沒(méi)有氧化鐵)，并且與含有其他成分(包括染料)的載色體混合來(lái)制造的。該聚吡咯分散體包含5wt%的所形成的溶液來(lái)提供lwt%的聚吡咯。實(shí)施例6
在不同的涂覆的光澤介質(zhì)上印刷油墨A產(chǎn)生了具有一些金屬光澤的青銅色到略帶桃紅色的金色。印刷油墨J產(chǎn)生了類(lèi)似結(jié)果，具有一些黃色底色。印刷油墨B產(chǎn)生了略帶黃色的金色，具有明亮的金屬光澤。印刷油墨K產(chǎn)生了銀色或者ΡΑΝΤ0ΝΕ鋁色，具有一些金屬光澤。油墨K中的藍(lán)色染料為該金屬光澤增加了具有某些略帶藍(lán)色底色的顏色亮度。印刷油墨E，F(xiàn)和I產(chǎn)生了明亮的金屬光澤，具有一定范圍的取決于上述聚吡咯添加量與氧化鐵添加量重量比的顏色，和由染料提供的底色。包括氧化鐵/聚吡咯著色劑的油墨顯示出良好的存儲(chǔ)穩(wěn)定性，優(yōu)異的印刷品質(zhì)，耐久性和抗污性。所列的油墨使用了比珠光和銀和金金屬油墨廉價(jià)的成分。它們還預(yù)期滿足毒性管理標(biāo)準(zhǔn)。
實(shí)施例7
表1中的油墨C，D，G，H和L是使用已知的含有20wt%銀的Ag分散體(SW 102，獲自日本大阪的Sumitomo Electric Company)和載色體成分(包括作為次要著色劑的不同的染料)來(lái)制備的。該Ag膠體分散體的粒度是50-60nm，并且它在60° C穩(wěn)定了 6周。該Ag 分散體/載色體組合物和油墨L(無(wú)氧化鐵)在印刷后遭遇了耐久性和其他性能問(wèn)題。使用實(shí)施例1的氧化鐵(II，III)濕糊來(lái)形成含有20wt%氧化鐵的分散體。使用常規(guī)的量化技術(shù)將該氧化鐵分散體加入到所述組合物中提供了這樣的油墨，其表現(xiàn)出明顯提高的耐久性，包括提高的污跡牢度和沾污牢度。觀察表明0. l_lwt%的氧化鐵阻止了污跡和研磨沾污以及氧化褪色。以這些量加入氧化鐵不影響Ag分散體的穩(wěn)定性。表 權(quán)利要求
1.一種油墨組合物，其包括第一材料粒子和分離的第二材料粒子的含水分散體，該第一材料包含磁性金屬的氧化物、硫化物或者硒化物，該油墨被配制來(lái)在施用到固體基底上之后，表現(xiàn)出通過(guò)第二材料的存在而提高的金屬光澤度。
2.權(quán)利要求1的油墨組合物，其中該油墨還被配制來(lái)充當(dāng)噴墨油墨組合物。
3.—種噴墨油墨組合物，其包含第一材料粒子和分離的第二材料粒子的含水分散體， 該第一材料含有Mn、Fe、Co、Ni、Gd的氧化物、硫化物或者硒化物，或者其組合，該第二材料含有共軛的導(dǎo)電聚合物，該第一材料的粒子的平均粒度小于200nm，和該油墨被配制來(lái)充當(dāng)噴墨油墨組合物。
4.一種方法，其包括獲得一種噴墨油墨組合物，其含有第一材料粒子和分離的第二材料粒子的含水分散體，該第一材料含有鐵的氧化物、硫化物或者硒化物，和該第二材料含有導(dǎo)電聚合物或者零價(jià)金屬；和將該油墨置于噴墨印刷機(jī)墨筒的存儲(chǔ)器中，該墨筒被配置來(lái)將油墨施用到固體基底上，該油墨被配制來(lái)產(chǎn)生施用的油墨，其表現(xiàn)出通過(guò)第二材料存在而提高的金屬光澤度。
5.權(quán)利要求1的油墨組合物或者權(quán)利要求4的方法，其中第一材料粒子的平均粒度小于200nm，第二材料粒子的平均粒度小于200nm。
6.權(quán)利要求1或者3的油墨組合物或者權(quán)利要求4的方法，其中該氧化物、硫化物或者硒化物包含氧化鐵。
7.權(quán)利要求1或者3的油墨組合物或者權(quán)利要求4的方法，其中該油墨是這樣配制的， 即，使得該氧化物、硫化物或者硒化物充當(dāng)該油墨的主要著色劑。
8.權(quán)利要求1或者3的油墨組合物或者權(quán)利要求4的方法，其中該氧化物、硫化物或者硒化物包含方鐵體、磁鐵礦、赤鐵礦、磁赤鐵礦或者其組合。
9.權(quán)利要求1的油墨組合物或者權(quán)利要求4的方法，其中該第二材料包含共軛的導(dǎo)電聚合物，和該油墨是這樣配制的，即，使得金屬光澤度還通過(guò)氧化物、硫化物或者硒化物的存在而提高。
10.權(quán)利要求3的油墨組合物或者權(quán)利要求9的油墨組合物或者方法，其中該聚合物包含聚吡咯，聚噻吩，聚苯胺，聚呋喃，吡咯、噻吩、苯胺和呋喃中至少兩種的共聚物，或者其組口 O
11.權(quán)利要求1的油墨組合物或者權(quán)利要求4的方法，其中該第二材料包含零價(jià)金屬， 和該油墨是這樣配制的，即，甚至在不存在氧化物、硫化物或者硒化物時(shí)也表現(xiàn)出金屬光澤度。
12.權(quán)利要求1的油墨組合物或者權(quán)利要求4的方法，其中該第二材料包含零價(jià)Ti、 Mn、Mo、Pd、Ag、Sn、Ta、Pt、Au 或者其組合。
13.權(quán)利要求11或者12的油墨組合物或者方法，其中該氧化物、硫化物或者硒化物提高了所施用的油墨的耐久性。
14.權(quán)利要求1的油墨組合物或者權(quán)利要求4的方法，其中所施用的油墨是磁性的。
15.權(quán)利要求1的油墨組合物或者權(quán)利要求4的方法，其中該固體基底表現(xiàn)出光澤飾
全文摘要
一種油墨組合物，其包括第一材料粒子和分離的第二材料粒子的含水分散體。該第一材料包含磁性金屬的氧化物、硫化物或硒化物。該油墨可以被配制來(lái)在施用到固體基底上之后，表現(xiàn)出通過(guò)第二材料的存在而提高的金屬光澤度。該第二材料可以包含導(dǎo)電聚合物或者零價(jià)金屬。該氧化物、硫化物或者硒化物可以是氧化鐵。
文檔編號(hào)C09D11/00GK102414281SQ200980158902
公開(kāi)日2012年4月11日 申請(qǐng)日期2009年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月23日
發(fā)明者O. 奧里亞基 C., 倫加斯瓦米 S., O. 尤爾米 T. 申請(qǐng)人:惠普開(kāi)發(fā)有限公司