[发明专利]制备用于油墨的二氧化钛颜料的方法

说明书

发明领域

本发明涉及制备与使用常规方法制备的二氧化钛颜料相比具有 降低的磨损性的二氧化钛颜料的方法。

发明背景

二氧化钛颜料可用于罐涂布、印刷油墨、纤维、纸、纤维和其他 应用。二氧化钛还可用于电极材料和薄膜结构。制造TiO₂颜料的工 业方法包括其中硫酸氧钛前体在温和条件下转化为氧化物形式；和在 高温下氧化氯化钛的方法。二氧化钛可用作电极材料，如Sekisui Chemical Company(JP51117978)所公开的，其中在高温下，在无氧气 氛中煅烧包含二氧化钛的电极。Bujard等人(WO2004065295)描述了 一种制备具有非常均匀的厚度和/或高有效表面积的多孔无机材料的 方法。Okuda等人(US5320782)描述了在还原过程中能保持其天然构 型的针状或片状的钛的低价氧化物。Kawatetsu Kogyo(JP05017148) 描述了一种由含有部分还原的氧化锡薄膜的纤维状二氧化钛细颗粒 组成的材料。

在罐涂布和印刷油墨应用和各种产品(例如包含颜料的纤维)中 需要低磨损级二氧化钛。具有降低的磨损性的二氧化钛颜料理想地用 作用于罐涂布方法(例如通过凹版印刷)和用于喷墨印刷的油墨中的成 分。寻找延长喷墨印刷设备和用于凹版印刷的雕刻版的可用的使用寿 命的颜料。

本文公开的方法可用于制造具有降低的磨损的包含二氧化钛颜 料的油墨。

发明概述

本发明的一方面为一种方法，所述方法包括：

a)在包含非氧化性气体的气氛中，将二氧化钛颗粒加热至 800-1200℃下保持约5-24小时以形成经热处理的颜料；

b)将所述经热处理的颜料与其他油墨组分混合以形成油墨。

发明详述

在喷墨方法中，油墨盛在储墨器中。储墨器的一端有孔，在另一 端具有压电调节器。调节器运动促使油墨以墨滴的形式从储墨器通过 孔。引导墨滴落在所需的底材上。底材或喷墨储墨器可移动以形成所 需的图案。颜料的磨损性可影响印刷质量。磨损性颜料对孔造成磨损。 孔的磨损继而导致墨滴不均匀及印刷图案质劣。

在凹版印刷中，将图案雕刻在版中。将油墨施用于版，填充雕刻 的图案。随后将带油墨的版靠压在所需的底材上，将油墨图案转移至 底材。磨损性颜料可导致板上的雕刻的图案磨损。继而导致在多次印 刷循环后印刷图像失真。磨损性较小的颜料(例如根据本发明的方法 制备的颜料)在多次印刷循环后可导致较少图案失真和更好的印刷品 质。

本发明提供了制备二氧化钛颜料的方法。与使用常规方法制备的 二氧化钛颜料相比，所述颜料具有降低的磨损性。在某些实施方案中， 具有降低的磨损性的颜料可包含在聚合物纤维中。本发明人发现在非 氧化性气氛中加热的二氧化钛颜料比使用常规方法制备的二氧化钛 颜料明显具有更小的磨损性。

在一个实施方案中，所述方法包括将二氧化钛在非氧化性气氛中 加热至800-1200℃下保持5-24小时以制备经热处理的颜料。非氧化 性气氛包括非氧化性气体。在一些优选的实施方案中，非氧化性气体 包含选自氮气、氦气、氩气及其混合物的气体。最理想的是，所述气 体基本上由一种或多种选自氮气、氦气和氩气的气体组成。本文使用 的术语“非氧化性气体”为不维持氧化物中钛阳离子的四价氧化态的 气体。金属氧化物(例如TiO₂)可还原，且可形成同系的一系列氧缺乏 相，Ti_nO_2n-1型的Magneli相，其中n可为约1至大数(例如50或更大) (当n数值大时，接近TiO₂，例如在Solid State Chemistry，Smart和 Moore，Chapman Hall，1992，第140页所公开的)。非氧化性气体可 包含至多5ppm氧，优选至多2ppm氧。除了惰性气体(N₂、He和Ar) 以外，可使用的其他非氧化性气体还包括CO、H₂和N₂O。可在任何 可控-气氛加热装置中进行加热，其中氧可基本上或完全被排除。例 如，管式炉、旋转管式炉、垂直流化床或可用于加热循环的其他类似 装置。所述颜料可任选包含硅或在通过氯化物方法制造颜料的过程中 引入的其他卤化物辅助氧化剂。