专利名称：含水溶性近红外染料的油墨的制作方法
含水溶性近红外染料的油墨
背景技术：
在某些油墨中，一些领域可利用能反射可见光谱外的光的着色剂。例如，显示在 700-1000nm近红外吸收范围的染料可用于各种领域，包括安全印刷、印刷鉴定、赝品评估、 RFID标签等。利用近红外材料的许多技术要求这些材料溶解于有机溶剂、水和/或水性或 有机溶剂掺混物。一些领域，例如热喷墨印刷要求近红外吸收材料长期维持在水性溶液中。 近红外染料还应在水性溶剂掺混物中长期稳定而不发生任何类型的化学改变。其物理/ 化学性质的任何降解或改变可能破坏共轭作用，因此丧失近红外吸收特性。此类改变可不 利地影响所需特性(近红外波长范围中的吸收)，可破坏加入该材料的目的。例如，花青染 料类的近红外染料可溶于水，但在宽PH范围下，其长期维持在水性溶液中的化学性质不稳 定，因此不适于许多喷墨领域。因此，需要化学稳定和水溶性的近红外吸收染料。优选实施方式详述在公开和描述本发明之前，应知道本发明不限于本文公开的特定工艺步骤和材 料，因为此类工艺步骤和材料在一定程度上可以改变。还应知道本文所用的技术仅用于描 述特定实施方式的目的。术语不是限制性的，因为本发明的范围仅受随附权利要求及其等 价方式的限制。必需注意的是，除非另有明确表述，本说明书和随附权利要求书中所用的单数形 式“一个”、“一种”和“该”包括复数形式。本文所用的“载色剂”或“液体载色剂”定义为包括可用于将着色剂携带至基材的 液体组合物。液体载色剂是本领域熟知的，各种油墨载色剂可用于本发明实施方式中。此 类油墨载色剂可包括各种不同试剂的混合物，包括但不限于表面活性剂、有机溶剂和助溶 齐U、缓冲液、杀生物剂、粘度改性剂、螯合剂、稳定剂、抗沉淀剂(anti-kogation agent)和 水。虽然本身不是液体载色剂的一部分，但除着色剂外，液体载色剂可携带固体添加剂，例 如聚合物、乳胶、UV可固化材料、增塑剂等。因此，术语“水性液体载色剂”或“水性载色剂” 指具有水作为主要溶剂(常为主导性溶剂)的液体载色剂。术语“近红外”指范围在约700nm到1400nm的光辐射。按照本发明的实施方式， 本发明的近红外染料可吸收近红外光谱内，在一些实施方案中是700nm到IOOOnm范围内的
光辐射。本文所用的“着色剂，，可包括可悬浮或溶解于按照本发明实施方式制备的油墨载 色剂中的染料、颜料和/或其它颗粒物。染料通常是水溶性的，因此优选用于许多领域。 然而，颜料还可用于其它实施方式中。可用的颜料包括自-分散颜料(self-dispersed pigment)和聚合物分散颜料(polymer dispersed pigment)。自分散颜料包括用电荷或聚 合基团作化学表面改性的那些。这种化学改性有助于颜料在液体载色剂中分散和/或基本 上维持分散。颜料还可以是在液体载色剂中利用分散剂(例如，其可以是聚合物、寡聚物或 表面活性剂)的聚合物-分散颜料和/或利用物理涂层以帮助颜料在液体载色剂中分散和 /或基本上维持分散的颜料。应该注意，术语“着色剂”不包括本发明实施方式描述的近红 外染料，例如式1和4大致描述的近红外染料。
指数值或范围时，术语“约”应包括检测时可能发生的实验误差产生的数值。为方便起见，可将本文所用的多个制品、结构元件、组成元件和/或材料在共同列 表中提供。然而，这些列表应理解为该列表的各成员看来各自鉴定为不同和独特的成员。因 此，没有相反指示的话，此类列表的各成员均不应仅根据它们存在于共同的组中而理解成 实际等价于同一列表的任何其它成员。在本文中，可采用范围的形式提供数值，例如比率、浓度、量、分子大小等。应该知 道，此类范围形式仅是为方便和简明而采用，应灵活理解成不仅包括作为范围界限而明确 述及的数值，还包括该范围内所有单个数值或小范围，就如同各数值和小范围明确述及一 样。例如，约1重量(Wt) %到约20衬％的重量范围应理解为不仅包括Iwt%到约20wt% 的明确述及浓度界限，还包括各浓度，例如2wt %>3wt%,4wt %和小范围，例如5wt %到 15wt%、10wt_J 2(^%等。应知道，本发明涉及喷墨成像领域。更具体地说，本发明涉及包含近红外吸收化合 物的喷墨油墨。未络合以及与金属形成络合物的酞菁染料和萘酞菁(naphthalocyanine) 染料通常是化学稳定的，但难溶于水。这些化合物通常由多步合成方法制得，该方法涉及连 接的高度离子基团或水溶性环氧乙烷基团，从而这些化合物能溶解在水中。然而，这些化合 物要么难以制得，要么在水中，特别是在水性油墨制剂中溶解度不高。因此，本发明描述了 设计和合成独特的水稳定性且水溶性的酞菁染料和萘酞菁染料生色团。应该注意，当述及本文的喷墨油墨或印刷此类油墨的相关细节时，这些细节适用 于各实施方式，而无论它们是否在该实施方式中明确述及。因此，例如，述及近红外吸收化 合物的水溶性基团时，该水溶性基团可用于本文所述的任何近红外吸收化合物以及印刷含 此类化合物的油墨的方法，反之亦然。因此，喷墨油墨可包含水性载色剂和式1所示具有以下结构的近红外吸收化合
物
权利要求
1. 一种喷墨油墨，其包含a)水性载色剂，和b)具有以下结构的近红外吸收化合物
2.如权利要求1所述的喷墨油墨，其特征在于，M是铟、镓、铊、锗、锡(II和IV)、锑、铋、 锌、钴、镍、硅、钛、钒、铬、锰、钇、钪、锆、铌、钼、钌、铑、铪、钽或铋。
3.如权利要求1所述的喷墨油墨，其特征在于，M是铟、镓或铊。
4.如权利要求1所述的喷墨油墨，其特征在于，X选自COOM', SO3M' , PO3M'、NR4+、 Y'、(CH2CH2O)pCH3*它们的混合物，其中Y'是任何商素、硫酸根、磺酸根或含氧阴离子，ρ 是 1-500。
5.如权利要求4所述的喷墨油墨，其特征在于，M'是单价金属离子或NR4+,其中R独立 为氢或支链或直链、取代或未取代的烷基或芳基。
6.如权利要求1所述的喷墨油墨，其特征在于，A选自0、NH、C00、C0NH、C0、S03、SO2NH 和它们的组合，其中B是氢、烷基或芳基，包括直链或支链烷基、或取代或未取代的烷基或方基。
7.如权利要求1所述的喷墨油墨，其特征在于，还包含着色剂。
8.如权利要求1所述的喷墨油墨，其特征在于，所述近红外吸收化合物如以下结构所示
9.如权利要求1所述的喷墨油墨，其特征在于，所述近红外吸收化合物如以下结构所示
10.一种印刷权利要求1所述近红外吸收化合物的方法，包括用喷墨打印机印刷所述喷墨油墨。
11. 一种喷墨油墨，其包含a)水性载色剂，和b)具有以下结构的近红外吸收化合物
12.如权利要求11所述的喷墨油墨，其特征在于，M是铜、铟、镓、铊、锗、锡(II和IV)、 锑、铋、锌、钴、镍、硅、钛、钒、铬、锰、钇、钪、锆、铌、钼、钌、铑、铪、钽或铋。
13.如权利要求11所述的喷墨油墨，其特征在于，M是铜、铟、硅、钒或镓。
14.如权利要求11所述的喷墨油墨，其特征在于，X选自COOM',SO3M' ,PO3M'、NR4+、 Y'、(CH2CH2O)pCH3*它们的混合物，其中Y'是任何商素、硫酸根、磺酸根或含氧阴离子，ρ 是 1-500。
15.如权利要求11所述的喷墨油墨，其特征在于，M'是单价金属离子或NR4+,其中R独 立为氢或支链或直链、取代或未取代的烷基或芳基。
16.如权利要求11所述的喷墨油墨，其特征在于，A选自0、NH、COO、CONH、CO、SO3> SO2NH和它们的组合，其中B是氢、烷基或芳基，包括直链或支链烷基、或取代或未取代的烷基或芳基。
17.如权利要求11所述的喷墨油墨，其特征在于，还包含着色剂。
18.如权利要求11所述的喷墨油墨，其特征在于，所述近红外吸收化合物如以下结构 所示
19.如权利要求20所述的喷墨油墨，其特征在于，M是铜。
20.一种印刷权利要求11所述近红外吸收化合物的方法，包括用喷墨打印机印刷所述喷墨油墨。
全文摘要
本发明方法和组合物提供含有着色剂、水性载色剂及水稳定和水溶性酞菁和/或萘酞菁染料生色团的喷墨油墨。
文档编号C09D11/02GK102119193SQ200880130747
公开日2011年7月6日 申请日期2008年8月12日 优先权日2008年8月12日
发明者J·C·巴特, S·嘎纳帕西亚潘, Z·周 申请人:惠普发展公司，有限责任合伙企业