專利名稱：含水溶性近紅外染料的油墨的制作方法
含水溶性近紅外染料的油墨
背景技術(shù)：
在某些油墨中，一些領(lǐng)域可利用能反射可見光譜外的光的著色劑。例如，顯示在 700-1000nm近紅外吸收范圍的染料可用于各種領(lǐng)域，包括安全印刷、印刷鑒定、贗品評估、 RFID標簽等。利用近紅外材料的許多技術(shù)要求這些材料溶解于有機溶劑、水和/或水性或 有機溶劑摻混物。一些領(lǐng)域，例如熱噴墨印刷要求近紅外吸收材料長期維持在水性溶液中。 近紅外染料還應在水性溶劑摻混物中長期穩(wěn)定而不發(fā)生任何類型的化學改變。其物理/ 化學性質(zhì)的任何降解或改變可能破壞共軛作用，因此喪失近紅外吸收特性。此類改變可不 利地影響所需特性(近紅外波長范圍中的吸收)，可破壞加入該材料的目的。例如，花青染 料類的近紅外染料可溶于水，但在寬PH范圍下，其長期維持在水性溶液中的化學性質(zhì)不穩(wěn) 定，因此不適于許多噴墨領(lǐng)域。因此，需要化學穩(wěn)定和水溶性的近紅外吸收染料。優(yōu)選實施方式詳述在公開和描述本發(fā)明之前，應知道本發(fā)明不限于本文公開的特定工藝步驟和材 料，因為此類工藝步驟和材料在一定程度上可以改變。還應知道本文所用的技術(shù)僅用于描 述特定實施方式的目的。術(shù)語不是限制性的，因為本發(fā)明的范圍僅受隨附權(quán)利要求及其等 價方式的限制。必需注意的是，除非另有明確表述，本說明書和隨附權(quán)利要求書中所用的單數(shù)形 式“一個”、“一種”和“該”包括復數(shù)形式。本文所用的“載色劑”或“液體載色劑”定義為包括可用于將著色劑攜帶至基材的 液體組合物。液體載色劑是本領(lǐng)域熟知的，各種油墨載色劑可用于本發(fā)明實施方式中。此 類油墨載色劑可包括各種不同試劑的混合物，包括但不限于表面活性劑、有機溶劑和助溶 齊U、緩沖液、殺生物劑、粘度改性劑、螯合劑、穩(wěn)定劑、抗沉淀劑(anti-kogation agent)和 水。雖然本身不是液體載色劑的一部分，但除著色劑外，液體載色劑可攜帶固體添加劑，例 如聚合物、乳膠、UV可固化材料、增塑劑等。因此，術(shù)語“水性液體載色劑”或“水性載色劑” 指具有水作為主要溶劑(常為主導性溶劑)的液體載色劑。術(shù)語“近紅外”指范圍在約700nm到1400nm的光輻射。按照本發(fā)明的實施方式， 本發(fā)明的近紅外染料可吸收近紅外光譜內(nèi)，在一些實施方案中是700nm到IOOOnm范圍內(nèi)的
光輻射。本文所用的“著色劑，，可包括可懸浮或溶解于按照本發(fā)明實施方式制備的油墨載 色劑中的染料、顏料和/或其它顆粒物。染料通常是水溶性的，因此優(yōu)選用于許多領(lǐng)域。 然而，顏料還可用于其它實施方式中。可用的顏料包括自-分散顏料(self-dispersed pigment)和聚合物分散顏料(polymer dispersed pigment)。自分散顏料包括用電荷或聚 合基團作化學表面改性的那些。這種化學改性有助于顏料在液體載色劑中分散和/或基本 上維持分散。顏料還可以是在液體載色劑中利用分散劑(例如，其可以是聚合物、寡聚物或 表面活性劑)的聚合物-分散顏料和/或利用物理涂層以幫助顏料在液體載色劑中分散和 /或基本上維持分散的顏料。應該注意，術(shù)語“著色劑”不包括本發(fā)明實施方式描述的近紅 外染料，例如式1和4大致描述的近紅外染料。
指數(shù)值或范圍時，術(shù)語“約”應包括檢測時可能發(fā)生的實驗誤差產(chǎn)生的數(shù)值。為方便起見，可將本文所用的多個制品、結(jié)構(gòu)元件、組成元件和/或材料在共同列 表中提供。然而，這些列表應理解為該列表的各成員看來各自鑒定為不同和獨特的成員。因 此，沒有相反指示的話，此類列表的各成員均不應僅根據(jù)它們存在于共同的組中而理解成 實際等價于同一列表的任何其它成員。在本文中，可采用范圍的形式提供數(shù)值，例如比率、濃度、量、分子大小等。應該知 道，此類范圍形式僅是為方便和簡明而采用，應靈活理解成不僅包括作為范圍界限而明確 述及的數(shù)值，還包括該范圍內(nèi)所有單個數(shù)值或小范圍，就如同各數(shù)值和小范圍明確述及一 樣。例如，約1重量(Wt) %到約20襯％的重量范圍應理解為不僅包括Iwt%到約20wt% 的明確述及濃度界限，還包括各濃度，例如2wt %>3wt%,4wt %和小范圍，例如5wt %到 15wt%、10wt_J 2(^%等。應知道，本發(fā)明涉及噴墨成像領(lǐng)域。更具體地說，本發(fā)明涉及包含近紅外吸收化合 物的噴墨油墨。未絡合以及與金屬形成絡合物的酞菁染料和萘酞菁(naphthalocyanine) 染料通常是化學穩(wěn)定的，但難溶于水。這些化合物通常由多步合成方法制得，該方法涉及連 接的高度離子基團或水溶性環(huán)氧乙烷基團，從而這些化合物能溶解在水中。然而，這些化合 物要么難以制得，要么在水中，特別是在水性油墨制劑中溶解度不高。因此，本發(fā)明描述了 設(shè)計和合成獨特的水穩(wěn)定性且水溶性的酞菁染料和萘酞菁染料生色團。應該注意，當述及本文的噴墨油墨或印刷此類油墨的相關(guān)細節(jié)時，這些細節(jié)適用 于各實施方式，而無論它們是否在該實施方式中明確述及。因此，例如，述及近紅外吸收化 合物的水溶性基團時，該水溶性基團可用于本文所述的任何近紅外吸收化合物以及印刷含 此類化合物的油墨的方法，反之亦然。因此，噴墨油墨可包含水性載色劑和式1所示具有以下結(jié)構(gòu)的近紅外吸收化合
物
權(quán)利要求
1. 一種噴墨油墨，其包含a)水性載色劑，和b)具有以下結(jié)構(gòu)的近紅外吸收化合物
2.如權(quán)利要求1所述的噴墨油墨，其特征在于，M是銦、鎵、鉈、鍺、錫(II和IV)、銻、鉍、 鋅、鈷、鎳、硅、鈦、釩、鉻、錳、釔、鈧、鋯、鈮、鉬、釕、銠、鉿、鉭或鉍。
3.如權(quán)利要求1所述的噴墨油墨，其特征在于，M是銦、鎵或鉈。
4.如權(quán)利要求1所述的噴墨油墨，其特征在于，X選自COOM', SO3M' , PO3M'、NR4+、 Y'、(CH2CH2O)pCH3*它們的混合物，其中Y'是任何商素、硫酸根、磺酸根或含氧陰離子，ρ 是 1-500。
5.如權(quán)利要求4所述的噴墨油墨，其特征在于，M'是單價金屬離子或NR4+,其中R獨立 為氫或支鏈或直鏈、取代或未取代的烷基或芳基。
6.如權(quán)利要求1所述的噴墨油墨，其特征在于，A選自0、NH、C00、C0NH、C0、S03、SO2NH 和它們的組合，其中B是氫、烷基或芳基，包括直鏈或支鏈烷基、或取代或未取代的烷基或方基。
7.如權(quán)利要求1所述的噴墨油墨，其特征在于，還包含著色劑。
8.如權(quán)利要求1所述的噴墨油墨，其特征在于，所述近紅外吸收化合物如以下結(jié)構(gòu)所示
9.如權(quán)利要求1所述的噴墨油墨，其特征在于，所述近紅外吸收化合物如以下結(jié)構(gòu)所示
10.一種印刷權(quán)利要求1所述近紅外吸收化合物的方法，包括用噴墨打印機印刷所述噴墨油墨。
11. 一種噴墨油墨，其包含a)水性載色劑，和b)具有以下結(jié)構(gòu)的近紅外吸收化合物
12.如權(quán)利要求11所述的噴墨油墨，其特征在于，M是銅、銦、鎵、鉈、鍺、錫(II和IV)、 銻、鉍、鋅、鈷、鎳、硅、鈦、釩、鉻、錳、釔、鈧、鋯、鈮、鉬、釕、銠、鉿、鉭或鉍。
13.如權(quán)利要求11所述的噴墨油墨，其特征在于，M是銅、銦、硅、釩或鎵。
14.如權(quán)利要求11所述的噴墨油墨，其特征在于，X選自COOM',SO3M' ,PO3M'、NR4+、 Y'、(CH2CH2O)pCH3*它們的混合物，其中Y'是任何商素、硫酸根、磺酸根或含氧陰離子，ρ 是 1-500。
15.如權(quán)利要求11所述的噴墨油墨，其特征在于，M'是單價金屬離子或NR4+,其中R獨 立為氫或支鏈或直鏈、取代或未取代的烷基或芳基。
16.如權(quán)利要求11所述的噴墨油墨，其特征在于，A選自0、NH、COO、CONH、CO、SO3> SO2NH和它們的組合，其中B是氫、烷基或芳基，包括直鏈或支鏈烷基、或取代或未取代的烷基或芳基。
17.如權(quán)利要求11所述的噴墨油墨，其特征在于，還包含著色劑。
18.如權(quán)利要求11所述的噴墨油墨，其特征在于，所述近紅外吸收化合物如以下結(jié)構(gòu) 所示
19.如權(quán)利要求20所述的噴墨油墨，其特征在于，M是銅。
20.一種印刷權(quán)利要求11所述近紅外吸收化合物的方法，包括用噴墨打印機印刷所述噴墨油墨。
全文摘要
本發(fā)明方法和組合物提供含有著色劑、水性載色劑及水穩(wěn)定和水溶性酞菁和/或萘酞菁染料生色團的噴墨油墨。
文檔編號C09D11/02GK102119193SQ200880130747
公開日2011年7月6日 申請日期2008年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月12日
發(fā)明者J·C·巴特, S·嘎納帕西亞潘, Z·周 申請人:惠普發(fā)展公司，有限責任合伙企業(yè)