[发明专利]有机颜料细粒及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于涂料、印刷油墨、电子照相调色剂、喷墨打印机用油墨、滤色器等的有机颜料细粒，以及一种制备该有机颜料细粒的方法，特别是涉及通过积累(build-up)法制备有机颜料细粒的方法。更具体而言，本发明涉及通过下列方式制备有机颜料细粒分散体的方法：通过在使有机颜料溶液经由微通道流动的过程中改变氢离子指数(pH)，沉积有机颜料细粒。

背景技术

颜料通常表现出鲜艳的色调和高的着色力，并且它们广泛应用于多种领域。颜料的应用包括例如涂料、印刷油墨、电子照相调色剂、喷墨打印机用油墨和滤色器，并且现在颜料在日常生活中已经成为必不可少的重要化合物。

在例如非专利文件1中描述了颜料的通常性质和应用分类。在上述应用中，用于喷墨打印机的油墨颜料和用于滤色器的颜料需要高性能，并且在实践上是特别重要的。

尽管已经将染料用作用于喷墨打印机用油墨的着色材料，但是它们具有耐水性和耐光性方面的缺点。为了改善这些问题，现在正在使用颜料。使用颜料油墨获得的图像具有的特殊优点在于，它们的耐光性和耐水性比通过染料油墨获得的图像的耐光性和耐水性更好。然而，在纸表面上形成可以渗入间隙的纳米尺寸的颜料油墨的均匀细粒(即单分散)是困难的，因此存在颜料油墨对纸具有差的粘附性的问题。

在提高数字照相机中的像素数的情况下，需要在CCD传感器中使用的滤色器变薄。在这些滤色器中使用有机颜料，并且因为滤色器的厚度主要依赖于有机颜料的颗粒尺寸，所以需要制备单分散并且稳定的纳米尺寸水平的细粒。

通常，制备细粒的方法大致分为：如例如非专利文件2中所述的细分法，其中细粒由块体材料通过粉碎等制备；以及积累法，其中细粒通过在气相或液相中的颗粒生长制备。尽管基于细分法通过粉碎制备细粒的方法得到频繁使用，并且是非常实用的，但是它涉及各种问题，如制备纳米尺寸的有机材料的颗粒的生产率极低，以及可以用于该方法的材料受到限制。在这种情形下，目前正在研究通过积累法形成有机材料的纳米级细粒。

最近公开的积累法中的一种是使用超临界流体或亚临界流体形成偶氮颜料，即有机颜料的细粒的方法(例如，专利文件1)。具体而言，该方法包括：将颜料溶解于超临界流体或亚临界流体中，并且通过使溶液条件回到室温和常压使晶体生长，从而制备细粒。实践这种方法涉及下列问题：能够提供接近超临界温度和压力的极高温度和压力的装置是必需的，并且有机化合物在这些条件下通常容易分解。

第二种积累法是使用微射流反应器形成细粒的方法，即后述的微量化学处理技术(例如，专利文件2，3和4)。该方法包括：通过泵将其中溶解颜料的溶液和沉积用介质在高压(例如，5M Pa)下引入不同微米尺寸的两个相对喷嘴中；将气体(压缩空气等)垂直注入到两种溶液的喷射流碰撞的区域；以及通过气流(约0.5m³/小时)排出颜料悬浮液。在这些方法之中，在专利文件2和4中描述的方法相当于细分法，其中通过使颜料悬浮液在室中相互碰撞，将颜料颗粒形成为细粒。另一方面，在专利文件3中描述的方法是通过在室中喷射颜料溶液和用于沉积的介质并且沉积而制备细粒的方法，该方法可以视为积累法。该方法被设计成在微米级的狭窄空间内制备颗粒，并且立即将颗粒排出到反应器的外部以防止反应器被颜料细粒堵塞。尽管该方法适用于制备具有窄的粒径分布的细粒，但是它具有难以控制溶液的接触时间，从而难以精密控制反应的问题。

第三种积累法是包括使有机颜料溶解于其中的溶液与水介质逐渐接触以沉积颜料的方法(所谓共沉淀法(再沉淀法))，所述溶液之一含有分散剂，从而制备稳定的细粒(专利文件5)。尽管通过这种方法可以容易地制备纳米尺寸的颗粒，但是粒径可能波动，或者在放大时趋向于形成针状颗粒。因此，尽管在粒径测量装置中测量颗粒是单一的纳米颗粒，但是在通过透射电子显微镜观察颗粒时，发现相当长的针状颗粒。这些颗粒不适合作为用于需要球形颗粒的喷墨打印机用油墨的细粒。

有被分类在积累法和细分法之间的方法。它们中的一种是称为调节法，其中通过使用一些能量使粗糙颗粒的粒径变得均匀。近来，公开了通过利用微量化学处理技术(在后面描述)的概念将有机颜料在微反应器中热处理而调节的方法(专利文件6)。通过将液体颜料前体的悬浮液(其中使具有宽的粒径分布的颜料悬浮的溶液)连续引入微反应器中以进行热处理，发生颜料晶体细粒在悬浮液中的相变，同时可以制备平均粒径比前体的平均粒径大并且粒径分布比前体的粒径分布窄的颗粒。该方法具有可以获得具有窄粒径分布的颗粒的优点，而具有尽管前体具有小粒径，但粒径因而变大的缺点。