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      有機(jī)顏料細(xì)粒及其制備方法

      文檔序號(hào):3779384閱讀:451來源:國知局

      專利名稱::有機(jī)顏料細(xì)粒及其制備方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      :本發(fā)明涉及用于涂料、印刷油墨、電子照相調(diào)色劑、噴墨打印機(jī)用油墨、濾色器等的有機(jī)顏料細(xì)粒,以及一種制備該有機(jī)顏料細(xì)粒的方法,特別是涉及通過積累(build-up)法制備有機(jī)顏料細(xì)粒的方法。更具體而言,本發(fā)明涉及通過下列方式制備有機(jī)顏料細(xì)粒分散體的方法通過在使有機(jī)顏料溶液經(jīng)由微通道流動(dòng)的過程中改變氫離子指數(shù)(pH),沉積有機(jī)顏料細(xì)粒o
      背景技術(shù)
      :顏料通常表現(xiàn)出鮮艷的色調(diào)和高的著色力,并且它們廣泛應(yīng)用于多種領(lǐng)域。顏料的應(yīng)用包括例如涂料、印刷油墨、電子照相調(diào)色劑、噴墨打印機(jī)用油墨和濾色器,并且現(xiàn)在顏料在日常生活中已經(jīng)成為必不可少的重要化合物。在例如非專利文件l中描述了顏料的通常性質(zhì)和應(yīng)用分類。在上述應(yīng)用中,用于噴墨打印機(jī)的油墨顏料和用于濾色器的顏料需要高性能,并且在實(shí)踐上是特別重要的。盡管已經(jīng)將染料用作用于噴墨打印機(jī)用油墨的著色材料,但是它們具有耐水性和耐光性方面的缺點(diǎn)。為了改善這些問題,現(xiàn)在正在使用顏料。使用顏料油墨獲得的圖像具有的特殊優(yōu)點(diǎn)在于,它們的耐光性和耐水性比通過染料油墨獲得的圖像的耐光性和耐水性更好。然而,在紙表面上形成可以滲入間隙的納米尺寸的顏料油墨的均勻細(xì)粒(即單分散)是困難的,因此存在顏料油墨對(duì)紙具有差的粘附性的問題。在提高數(shù)字照相機(jī)中的像素?cái)?shù)的情況下,需要在CCD傳感器中使用的濾色器變薄。在這些濾色器中使用有機(jī)顏料,并且因?yàn)闉V色器的厚度主要依賴于有機(jī)顏料的顆粒尺寸,所以需要制備單分散并且穩(wěn)定的納米尺寸水平的細(xì)粒。通常,制備細(xì)粒的方法大致分為如例如非專利文件2中所述的細(xì)分法,其中細(xì)粒由塊體材料通過粉碎等制備;以及積累法,其中細(xì)粒通過在氣相或液相中的顆粒生長(zhǎng)制備。盡管基于細(xì)分法通過粉碎制備細(xì)粒的方法得到頻繁使用,并且是非常實(shí)用的,但是它涉及各種問題,如制備納米尺寸的有機(jī)材料的顆粒的生產(chǎn)率極低,以及可以用于該方法的材料受到限制。在這種情形下,目前正在研究通過積累法形成有機(jī)材料的納米級(jí)細(xì)粒。最近公開的積累法中的一種是使用超臨界流體或亞臨界流體形成偶氮顏料,即有機(jī)顏料的細(xì)粒的方法(例如,專利文件l)。具體而言,該方法包括將顏料溶解于超臨界流體或亞臨界流體中,并且通過使溶液條件回到室溫和常壓使晶體生長(zhǎng),從而制備細(xì)粒。實(shí)踐這種方法涉及下列問題能夠提供接近超臨界溫度和壓力的極高溫度和壓力的裝置是必需的,并且有機(jī)化合物在這些條件下通常容易分解。第二種積累法是使用微射流反應(yīng)器形成細(xì)粒的方法,即后述的微量化學(xué)處理技術(shù)(例如,專利文件2,3和4)。該方法包括通過泵將其中溶解顏料的溶液和沉積用介質(zhì)在高壓(例如,5MPa)下引入不同微米尺寸的兩個(gè)相對(duì)噴嘴中;將氣體(壓縮空氣等)垂直注入到兩種溶液的噴射流碰撞的區(qū)域;以及通過氣流(約0.5mV小時(shí))排出顏料懸浮液。在這些方法之中,在專利文件2和4中描述的方法相當(dāng)于細(xì)分法,其中通過使顏料懸浮液在室中相互碰撞,將顏料顆粒形成為細(xì)粒。另一方面,在專利文件3中描述的方法是通過在室中噴射顏料溶液和用于沉積的介質(zhì)并且沉積而制備細(xì)粒的方法,該方法可以視為積累法。該方法被設(shè)計(jì)成在微米級(jí)的狹窄空間內(nèi)制備顆粒,并且立即將顆粒排出到反應(yīng)器的外部以防止反應(yīng)器被顏料細(xì)粒堵塞。盡管該方法適用于制備具有窄的粒徑分布的細(xì)粒,但是它具有難以控制溶液的接觸時(shí)間,從而難以精密控制反應(yīng)的問題。第三種積累法是包括使有機(jī)顏料溶解于其中的溶液與水介質(zhì)逐漸接觸以沉積顏料的方法(所謂共沉淀法(再沉淀法)),所述溶液之一含有分散劑,從而制備穩(wěn)定的細(xì)粒(專利文件5)。盡管通過這種方法可以容易地制備納米尺寸的顆粒,但是粒徑可能波動(dòng),或者在放大時(shí)趨向于形成針狀顆粒。因此,盡管在粒徑測(cè)量裝置中測(cè)量顆粒是單一的納米顆粒,但是在通過透射電子顯微鏡觀察顆粒時(shí),發(fā)現(xiàn)相當(dāng)長(zhǎng)的針狀顆粒。這些顆粒不適合作為用于需要球形顆粒的噴墨打印機(jī)用油墨的細(xì)粒。有被分類在積累法和細(xì)分法之間的方法。它們中的一種是稱為調(diào)節(jié)法,其中通過使用一些能量使粗糙顆粒的粒徑變得均勻。近來,公開了通過利用微量化學(xué)處理技術(shù)(在后面描述)的概念將有機(jī)顏料在微反應(yīng)器中熱處理而調(diào)節(jié)的方法(專利文件6)。通過將液體顏料前體的懸浮液(其中使具有寬的粒徑分布的顏料懸浮的溶液)連續(xù)引入微反應(yīng)器中以進(jìn)行熱處理,發(fā)生顏料晶體細(xì)粒在懸浮液中的相變,同時(shí)可以制備平均粒徑比前體的平均粒徑大并且粒徑分布比前體的粒徑分布窄的顆粒。該方法具有可以獲得具有窄粒徑分布的顆粒的優(yōu)點(diǎn),而具有盡管前體具有小粒徑,但粒徑因而變大的缺點(diǎn)。專利文件7公開了通過將有機(jī)顏料、水介質(zhì)和含有松香和/或有機(jī)顏料衍生物的混合物碰撞混合,制備表面處理的有機(jī)顏料的方法。然而,為了進(jìn)行這種碰撞混合,必須使用30至300Mpa的極高壓力,因此考慮到能耗,這種使用微量反應(yīng)器碰撞混合的方法具有生產(chǎn)率和環(huán)境負(fù)荷的問題。日本專利申請(qǐng)公開2002-138216日本專利申請(qǐng)公開2002-146222日本專利申請(qǐng)公開2002-155221日本專利申請(qǐng)公開2002-161218日本專利申請(qǐng)公開2003-026972日本專利申請(qǐng)公開2002-030230日本專利申請(qǐng)公開2004-175975日本專利申請(qǐng)公開2002-038043"StabilizationofPigmentDispersionandSurfaceTreatmentTechnique/Evaluation",2001,123-224頁,TechnicalInformationInstituteCo.,Ltd。"TheFourthSeriesofExperimentalChemistry",由theChemicalSocietyofJapan編輯,第12巻,41l-488頁,MamzenCo.,Ltd.W.Herbst禾卩K.Hunger,"IndustrialOrganicPigment,Production,Properties,Applications,SecondCompletelyRevisedEdition",VCHAWileyCompany,1997,595-630頁。H.Nagasawa等,"DesignofaNewMicromixerforInstantMixingBasedontheCollisionofMicroSegments",WILEY-VCHVerlagGmbH&Co.,KGaA,Chem.Eng.Technol.2005,28.第3期,324-330頁。
      發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的問題近來,由于進(jìn)行有效率的化學(xué)反應(yīng)的能力,使用具有小通道橫截面積的反應(yīng)通道進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的技術(shù),即所謂"微量化學(xué)處理技術(shù)"引起了注意。微量化學(xué)處理技術(shù)是指利用發(fā)生在微通道中的化學(xué)和/或物理現(xiàn)象生產(chǎn)和化學(xué)分析材料的技術(shù),所述微通道具有幾個(gè)^im至幾百個(gè)pm的寬度,是通過微型制造技術(shù)在固體底物上形成的。例如,專利文件2描述了一種基于微量化學(xué)處理技術(shù)在微反應(yīng)器中制備雙偶氮縮合物顏料的方法,所述雙偶氮縮合物顏料通常通過非專利文件3的方法制備。此外,專利文件9描述了一種使用微量化學(xué)處理技術(shù)制備二酮吡咯并吡咯顏料的方法。這些方法可以視為積累法。在專利文件8中,合成雙偶氮顏料的步驟在微反應(yīng)器中進(jìn)行。因?yàn)槠鹗蓟衔锶芙舛鹊?,所以將該化合物以懸浮液的形式引入微反?yīng)器中。在這種情況下,如果條件控制錯(cuò)誤,則通道堵塞的可能性變高。因此,不能以穩(wěn)定的方式制備單分散性優(yōu)異的顏料細(xì)粒,并且具有重復(fù)性和連續(xù)生產(chǎn)方面的問題。如上所述,為了制備單分散性優(yōu)異的有機(jī)顏料細(xì)粒,特別是為了以穩(wěn)定的方式制備納米級(jí)單分散的顏料細(xì)粒,不能通過簡(jiǎn)單地利用微量化學(xué)處理技術(shù)制備這些顆粒,并且需要進(jìn)一步改進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)。本發(fā)明是考慮到這些情形而完成的,并且旨在提供一種制備有機(jī)顏料細(xì)粒的方法,該方法能夠以穩(wěn)定的方式制備納米級(jí)單分散的有機(jī)顏料細(xì)粒,可靈活地適應(yīng)處理?xiàng)l件(例如,混合的反應(yīng)溶液的不同流量比),并且能夠以大的生產(chǎn)量加工。本發(fā)明還提供通過該方法制備的有機(jī)顏料細(xì)粒。用于解決問題的手段為了達(dá)到上述目的,本發(fā)明的第一個(gè)方面提供一種制備有機(jī)顏料細(xì)粒的方法,所述方法包括使兩種以上的溶液經(jīng)由微通道以非層流狀態(tài)流動(dòng),所述兩種以上的溶液中的至少一種是有機(jī)顏料溶解于其中的有機(jī)顏料溶液;以及在流動(dòng)的過程中從所述有機(jī)顏料溶液中沉積有機(jī)顏料細(xì)粒。根據(jù)本發(fā)明的第一方面,在通過使至少一種是有機(jī)顏料溶解于其中的有機(jī)顏料溶液的兩種以上的溶液經(jīng)由微通道流動(dòng),制備有機(jī)顏料細(xì)粒時(shí),使有機(jī)顏料溶液經(jīng)由微通道以非層流狀態(tài)流動(dòng)。因此,可以增大溶液每單位時(shí)間的接觸面積,并且可以縮短擴(kuò)散混合的長(zhǎng)度,從而溶液的瞬間混合變得可能。結(jié)果,可以以穩(wěn)定的方式制備納米級(jí)單分散的有機(jī)顏料細(xì)粒。在本發(fā)明中的術(shù)語"非層流"是指具有規(guī)則或不規(guī)則波動(dòng)的流,包括由卡曼渦流和泰勒渦流代表的層流式渦流;以及湍流。稍后描述所述流的詳,卜主l冃。本發(fā)明的第二方面具有下列特征在第一方面中,所述有機(jī)顏料溶液是其中將有機(jī)顏料溶解于堿性或酸性水介質(zhì)中的溶液,并且通過在經(jīng)由微通道流動(dòng)的過程中改變所述有機(jī)顏料溶液的氫離子指數(shù)(pH),沉積有機(jī)顏料細(xì)粒。第二方面限定了一種用于在微通道中由有機(jī)顏料溶液沉積有機(jī)顏料細(xì)粒的優(yōu)選方法。通過改變堿性或酸性有機(jī)顏料溶液的氫離子指數(shù)(pH)(使pH達(dá)到中性水平),沉積有機(jī)顏料細(xì)粒。同樣在這種情況下,通過使微通道中的溶液以非層流的形式流動(dòng),可以瞬間使有機(jī)顏料溶液的pH達(dá)到預(yù)期的pH。因此,可以以穩(wěn)定的方式制備納米級(jí)單分散的有機(jī)顏料細(xì)粒。為了達(dá)到上述目的,本發(fā)明的第三方面提供一種制備有機(jī)顏料細(xì)粒的方法,該方法包括使兩種以上的溶液經(jīng)由微通道流動(dòng),所述兩種以上的溶液中的至少一種是有機(jī)顏料溶解于其中的有機(jī)顏料溶液;和在流動(dòng)的過程中從所述有機(jī)顏料溶液中沉積有機(jī)顏料細(xì)粒,該方法包括將兩種以上的溶液中的至少一種溶液分成多股溶液的步驟,所述兩種以上的溶液包括有機(jī)顏料溶液,其中將有機(jī)顏料溶解于堿性或酸性水介質(zhì)中;和pH調(diào)節(jié)劑溶液,用于改變有機(jī)顏料溶液的氫離子指數(shù)(pH);將溶液合并使得多股分開的溶液中的至少一股分開的溶液的中心軸和兩種以上的溶液中的另一種溶液的中心軸在合并區(qū)域中的一個(gè)點(diǎn)相交的步驟,所述另一種溶液與所述一股分開的溶液不同;以及通過在使合并的溶液經(jīng)由微通道流動(dòng)的過程中由pH調(diào)節(jié)劑溶液改變有機(jī)顏料溶液的氫離子指數(shù)(pH),沉積有機(jī)顏料細(xì)粒的步驟。根據(jù)本發(fā)明的第三方面,將兩種以上的溶液中的至少一種溶液分為多股溶液,所述兩種以上的溶液包括有機(jī)顏料溶液和pH調(diào)節(jié)劑溶液,并且將溶液合并使得多股分開的溶液中的至少一股分開的溶液的中心軸和兩種以上的溶液中的另一種溶液的中心軸在合并區(qū)域中的一個(gè)點(diǎn)相交,所述另一種溶液與所述一股分開的溶液不同。在此,溶液的中心軸是指例如,當(dāng)溶液成圓柱形經(jīng)由通道流動(dòng)時(shí),圓柱體在軸向上的中心線。當(dāng)溶液指出在通道中的中心軸時(shí),沿著通道的長(zhǎng)度方向、通過與通道的長(zhǎng)度方向垂直的橫截面的重力中心(重力的幾何中心)的軸對(duì)應(yīng)于中心軸。通常,主要通過經(jīng)由分子擴(kuò)散的混合,導(dǎo)致在微通道中的兩種以上的溶液之間的反應(yīng)。假設(shè)這樣,為了通過分子擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)瞬間混合,應(yīng)該將溶液混合使得每單位時(shí)間的兩種以上的溶液的接觸面積增大。此外,當(dāng)使兩種以上的溶液反應(yīng)時(shí),它們供應(yīng)到微通道中的流量通常不同。如果將這些供應(yīng)流量不同的兩種以上的溶液直接供應(yīng)到微通道中時(shí),則它們?cè)谖⑼ǖ乐械牧鲃?dòng)變得不穩(wěn)定,從而使反應(yīng)不穩(wěn)定。在本發(fā)明中,為了解決上述問題,在將兩種以上的溶液合并之前,將至少一種溶液分為多股溶液,并且將包括多股分開的溶液的所有溶液在合并步驟中合并,使得溶液的中心軸在合并區(qū)域中以預(yù)定的交角相交。由于分流的合并以及通過在合并時(shí)改變每一種溶液流的方向所導(dǎo)致的收縮,因此可以增大每單位時(shí)間的溶液的接觸面積,并且可以縮短擴(kuò)散混合的長(zhǎng)度,因此可以實(shí)現(xiàn)溶液的瞬間混合。因此,通過這種瞬間混合,可以在微通道中使有機(jī)顏料溶液的pH瞬間達(dá)到預(yù)期的pH,因此,可以以穩(wěn)定的方式制備納米級(jí)單分散的有機(jī)顏料細(xì)粒。此外,通過將溶液分開,即使使用特征尺寸較大的微通道,也可以將溶液瞬間混合,因此可以以大的生產(chǎn)量加工單分散性優(yōu)異的納米級(jí)顏料細(xì)粒。而且,通過使用特征尺寸較大的微通道,在低壓力損耗下的操作變得可能,因此可以進(jìn)行節(jié)能和環(huán)境友好的操作。第四方面具有下列特征在第三方面中,使兩種以上的溶液經(jīng)由微通道以非層流的狀態(tài)流動(dòng)。當(dāng)特別是通過在第三方面中的合并,每一種溶液具有高流速時(shí),這些流具有高的動(dòng)能。結(jié)果,通過改變所述流的方向產(chǎn)生顯著的收縮,同時(shí),形成對(duì)流環(huán),換句話說,產(chǎn)生非層流。這促進(jìn)了兩種以上的溶液的接觸面積的增大以及擴(kuò)散混合的長(zhǎng)度的縮短,并且能夠進(jìn)一步改善瞬間混合。第五方面具有下列特征在第一至第四方面中的任何一方面中,微通道具有等價(jià)直徑為l^m至100(Him的特征長(zhǎng)度。第五方面限定了用于實(shí)踐本發(fā)明的微通道的優(yōu)選通道直徑。因?yàn)榈葍r(jià)直徑為lpm以下的微通道難以制備,并且因?yàn)榇笥?000^n的等價(jià)直徑增加溶液流的厚度并且瞬間混合變得困難,所以如上限定通道直徑。微通道的通道直徑按等價(jià)直徑計(jì)更優(yōu)選為5pm至800(im,特別優(yōu)選10(im至500iam。第六方面具有下列特征在第一至第五方面中的任何一方面中,改變由U/R表示的剪切速率(l/秒),其中將微通道的等價(jià)直徑描述為R(m),并且將經(jīng)由微通道流動(dòng)的溶液的平均速度描述為U(m/秒)。第六方面描述了具有作為指標(biāo)的剪切速率(U/R)(1/秒)的非層流。通過改變剪切速率(U/R)(l/秒),可以改變混合能力,因此可以改變制備的有機(jī)顏料細(xì)粒的粒徑,但是該變化還依賴于有機(jī)顏料細(xì)粒的沉積速率。第七方面具有下列特征在第六方面中,將剪切速率(U/R)調(diào)節(jié)為100(1/秒)以上。這是因?yàn)楫?dāng)將剪切速率(U/R)調(diào)節(jié)為100(l/秒)以上時(shí),可以瞬間混合。第八方面具有下列特征在第三至第七方面中的任何一方面中,在合并步驟中確定在合并溶液時(shí)的中心軸的交角,以滿足S1〉S2,其中將所有合并的溶液在厚度方向上的橫截面面積之和描述為S1,并且將微通道在徑向上的橫截面面積描述為S2,從而使溶液流在合并區(qū)域收縮。通過在合并溶液時(shí)設(shè)定適合的中心軸的交角并且使溶液流在合并區(qū)域中收縮,可以進(jìn)一步增大溶液的接觸面積,并且可以進(jìn)一步縮短擴(kuò)散混合的長(zhǎng)度,從而使瞬間混合更容易。交角可以通過改變?cè)诤喜^(qū)域合并的每一種溶液的供應(yīng)通道的中心軸之間的交角確定。第九方面具有下列特征在第三至第八方面中的任何一方面中,自將所述溶液在所述合并區(qū)域合并并且經(jīng)由所述微通道排出的混合所述溶液的時(shí)間為1微秒至1OOO毫秒。為了以穩(wěn)定的方式制備納米級(jí)單分散的顏料細(xì)粒,第九方面限定了瞬間混合的優(yōu)選時(shí)間。在通過微通道排出之前的混合時(shí)間優(yōu)選為1微秒至IOOO毫秒,更優(yōu)選為10微秒至500毫秒。第十方面具有下列特征在第二至第九方面中的任何一方面中,有機(jī)顏料溶液是堿性的?;谑菍⒂袡C(jī)顏料在酸性條件還是在堿性條件下均勻混合,確定有機(jī)顏料溶液是酸性還是堿性。因?yàn)檫m用于顏料油墨的顏料,如喹吖啶酮、二酮吡咯并吡咯和雙偶氮縮合物顏料均勻溶解于堿中,所以使用堿性溶液。第十一方面具有下列特征在第一至第十方面中的任何一方面中,有機(jī)顏料溶液是其中將有機(jī)顏料溶角于含水有機(jī)溶劑中的均勻溶液。這是因?yàn)橥ㄟ^使用其中將有機(jī)顏料溶解于水和有機(jī)溶劑的均勻混合溶劑中的均勻溶液,可以防止微通道的堵塞。第十二方面具有下列特征在第一至第十一方面中的任何一方面中,有機(jī)顏料溶液含有分散劑。這是因?yàn)檫@種分散劑立即吸附沉積的有機(jī)顏料細(xì)粒,并且防止有機(jī)顏料細(xì)粒凝結(jié)。第十三方面具有下列特征在第十二方面中,至少一種分散劑是低分子量分散劑。這是因?yàn)楸M管這些分散劑通常包括低分子量或高分子量分散劑,如陰離子分散劑、陽離子分散劑、兩性分散劑和顏料分散劑,但是低分子量分散劑更有效地防止有機(jī)顏料細(xì)粒的凝結(jié)。第十四方面具有下列特征在第一至第十三方面中的任何一方面中,有機(jī)顏料細(xì)粒以其分散體的形式獲得。為了達(dá)到上述目的,本發(fā)明的第十五方面提供通過根據(jù)第一至第十四方面中的任何一方面的方法制備的有機(jī)顏料細(xì)粒,所述有機(jī)顏料細(xì)粒具有l(wèi)iam以下的模型直徑(modediameter)。通過本發(fā)明的方法,可以制備模型直徑為lpm以下的有機(jī)顏料細(xì)粒。有機(jī)顏料細(xì)粒對(duì)于噴墨打印機(jī)用油墨是特別優(yōu)異的。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如上所述,根據(jù)本發(fā)明,可以以穩(wěn)定的方式制備單分散性優(yōu)異的納米級(jí)有機(jī)顏料細(xì)粒。另外,本發(fā)明可靈活地適應(yīng)處理?xiàng)l件(例如,混合的反應(yīng)溶液的不同流量比),并且能夠以大的生產(chǎn)量加工。附圖簡(jiǎn)述圖l是用于本發(fā)明的制備有機(jī)顏料細(xì)粒的方法的扁平微反應(yīng)器的示意圖2是說明用于本發(fā)明的制備有機(jī)顏料細(xì)粒的方法加扁平微反應(yīng)器的一個(gè)改進(jìn)實(shí)例的示意圖3是說明用于本發(fā)明的制備有機(jī)顏料細(xì)粒的方法的扁平微反應(yīng)器的另一個(gè)改進(jìn)實(shí)例的示意圖4是用于本發(fā)明的制備有機(jī)顏料細(xì)粒的方法的三維微反應(yīng)器的示意圖5A是三維微反應(yīng)器的平面圖;圖5B是在圖5A中以線a-a所取的橫截面圖6是顯示在微通道中的剪切速率和混合能力之間的關(guān)系的說明圖;圖7是顯示實(shí)施例1的結(jié)果的圖;圖8是將實(shí)施例2和比較例2進(jìn)行比較的圖;和圖9是顯示在實(shí)施例3中,在微通道中的剪切速率和制備的有機(jī)顏料細(xì)粒的粒徑之間的關(guān)系的說明圖。符號(hào)說明10,30...微反應(yīng)器12,14...溶液的供應(yīng)通道12A...分開的供應(yīng)通道16...微通道18...合并區(qū)域32...供應(yīng)部分(block)34...合并部分36...反應(yīng)部分38...外環(huán)形凹槽40...內(nèi)環(huán)形凹槽42,44...供應(yīng)部分中的通孔46…合并孔(合并區(qū)域18)48...長(zhǎng)徑向凹槽50...短徑向凹槽52,54...合并部分中的通孔58...反應(yīng)部分中的通孔(微通道16)實(shí)施本發(fā)明的最佳方式在下列中,參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的有機(jī)顏料細(xì)粒和制備該有機(jī)顏料細(xì)粒的方法的優(yōu)選實(shí)施方案。本發(fā)明的制備有機(jī)顏料細(xì)粒的方法包括使兩種以上的溶液經(jīng)由微通道以非層流狀態(tài)流動(dòng),所述兩種以上的溶液中的至少一種是有機(jī)顏料溶解于其中的有機(jī)顏料溶液;以及在流動(dòng)的過程中從所述有機(jī)顏料溶液中沉積有機(jī)顏料細(xì)粒。通過在微通道中形成這種非層流,促進(jìn)溶液的混合,因此瞬間混合變得可能,從而以穩(wěn)定的方式制備單分散性優(yōu)異的納米級(jí)有機(jī)顏料細(xì)粒。在本發(fā)明中的術(shù)語"非層流"指具有規(guī)則或不規(guī)則波動(dòng)的流。通常,當(dāng)使第一粘性流體(例如,水)經(jīng)由微通道流動(dòng),將比微通道更窄的管在中心軸上插入其中,并且將第二粘性流體(例如,有色液體)注入其中時(shí),在流速足夠低時(shí),有色液體形成沒有波動(dòng)的直線流,并且在與通道軸平行的方向上以穩(wěn)定的狀態(tài)流動(dòng)。在逐漸增大流速的情況下,流動(dòng)變得不穩(wěn)定,并且變成具有波動(dòng)的流。由于這種波動(dòng)所導(dǎo)致的擾動(dòng),第二粘性流體與第一粘性流體逐漸混合。波動(dòng)的類型包括規(guī)則波動(dòng)和不規(guī)則波動(dòng),并且本發(fā)明包括兩種類型。具有規(guī)則波動(dòng)的流包括例如,當(dāng)柱狀物體在流體中以適合的速度移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的流,其中在某些流動(dòng)條件下,在物體的尾流中,在物體的右側(cè)和左側(cè)交替產(chǎn)生相反的渦流(卡曼渦流),以致于形成兩條規(guī)則線路;以及其中通過內(nèi)圓柱體與同軸套管的環(huán)形部分中的流體的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生二次旋轉(zhuǎn)流(泰勒渦流)的流。另一方面,具有不規(guī)則波動(dòng)的流包括所謂湍流,其中各種尺寸的渦流隨機(jī)重復(fù)形成并且被攪亂。存在產(chǎn)生這種規(guī)則或不規(guī)則波動(dòng)的各種可能的因素,如通道的結(jié)構(gòu),壁的移動(dòng)或振動(dòng),外力如電磁力和流體本身的脈動(dòng)和動(dòng)能。這種非層流的形成對(duì)于迅速并且完全混合兩種以上流體是有效的。通常,完全混合指其中構(gòu)成兩種以上流體的分子均勻混合的狀態(tài)。在最終的階段,它們通過分子擴(kuò)散混合(均化)。因此,關(guān)鍵是在更短的時(shí)間內(nèi)增大兩種以上流體的接觸面積,所述接觸面積對(duì)于分子擴(kuò)散是重要的參數(shù)。通常,當(dāng)粘性流體經(jīng)由微通道流動(dòng)時(shí),粘性力比慣性力對(duì)流體具有更大的影響,因此這種接觸面積的增大是困難的。然而,通過利用上述外力或內(nèi)力產(chǎn)生具有規(guī)則波動(dòng)或不規(guī)則波動(dòng)的流(對(duì)流),即所謂非層流,因此增大每單位時(shí)間的接觸面積,并且快速的完全混合變得可能。參考文獻(xiàn)1)KagakuKogakuBinran6thed.,TheSocietyofChemicalEngineers,Japan,MamzenCo.,Ltd.2)RikagakuJiten5thed.,IwanamiShotenPublishers3)M.Engler等,"EffectiveMixingbytheUseofConvectiveMicroMixers",ConferenceProceedings,2005SpringNationalMeeting,AIChE,128d現(xiàn)在描述用于實(shí)施本發(fā)明的制備有機(jī)顏料細(xì)粒的方法的微反應(yīng)器的實(shí)例。然而,本發(fā)明不限于此,并且可以使用任何反應(yīng)器,只要它能夠在微通道中形成非層流即可。此外,下面采用有機(jī)顏料溶液B和pH調(diào)節(jié)劑溶液A的實(shí)例描述用于制備有機(jī)顏料細(xì)粒的溶液,所述pH調(diào)節(jié)劑溶液A用于改變有機(jī)顏料溶液B的pH。圖l說明了用于本發(fā)明的制備有機(jī)顏料細(xì)粒的方法的扁平微反應(yīng)器。如圖1中所示,設(shè)計(jì)微反應(yīng)器10使得下列通道在一個(gè)合并區(qū)域18連通兩個(gè)分開的供應(yīng)通道12A,12B,在供應(yīng)通道12的中間分支,用于供應(yīng)能夠?qū)⑷芤篈二等分的pH調(diào)節(jié)劑溶液A;未分開的供應(yīng)通道14,用于供應(yīng)有機(jī)顏料溶液B;以及微通道16,其中允許pH調(diào)節(jié)劑溶液A和有機(jī)顏料溶液B反應(yīng)。分開的供應(yīng)通道12A,12B,供應(yīng)通道14和微通道16在合并區(qū)域18周圍以90。有規(guī)律間隔位于基本上相同的平面上。具體而言,每一條通道12A,12B,14,16的中心軸(虛線)在合并區(qū)域18成十字形相交(交角=90°)。盡管在圖l中只分開pH調(diào)節(jié)劑溶液A的供應(yīng)通道12,所述pH調(diào)節(jié)劑溶液A的供應(yīng)量大于有機(jī)顏料溶液B的供應(yīng)量,但是還可以將有機(jī)顏料溶液B的供應(yīng)通道14分為幾條通道。設(shè)置在合并區(qū)域18周圍的每條通道12A,12B,14,16的交角a不限于90。,并且可以相應(yīng)地確定。將供應(yīng)通道12,14分開的數(shù)量不受特別限制,但是因?yàn)樵跀?shù)量太大時(shí)微反應(yīng)器10具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu),所以分開的數(shù)量?jī)?yōu)選為2至10,更優(yōu)選為2至5。圖2說明在圖1中的扁平微反應(yīng)器10的一種改進(jìn)。將在供應(yīng)通道14的中心軸和分開的供應(yīng)通道12A,12B的中心軸之間的交角a設(shè)定為45。,即小于圖1中的90。。將在分開的供應(yīng)通道12A,12B的中心軸和微通道16的中心軸之間的交角a設(shè)定為135。。圖3說明在圖1中的扁平微反應(yīng)器10的另一種改進(jìn)。將在有機(jī)顏料溶液B流經(jīng)的供應(yīng)通道14的中心軸和pH調(diào)節(jié)劑溶液A流經(jīng)的分開的供應(yīng)通道12A,12B的中心軸之間的交角a設(shè)定為135。,即大于圖1中的90。。將在分開的供應(yīng)通道12A,12B的中心軸和微通道16的中心軸之間的交角a設(shè)定為45°。盡管可以相應(yīng)地確定分開的供應(yīng)通道s12A,12B和微通道16相對(duì)于供應(yīng)通道14的交角a、(3,但是優(yōu)選確定交角cup以滿足Sl〉S2,其中將有機(jī)顏料溶液B和pH調(diào)節(jié)劑溶液A的所有合并的溶液在厚度方向上的橫截面面積之和描述為S1,并且將微通道16在徑向上的橫截面面積描述為S2。這是因?yàn)樵谶@種設(shè)定的情況下,可以進(jìn)一步增大溶液A,B的接觸面積,可以進(jìn)一步縮短擴(kuò)散混合的長(zhǎng)度,并且瞬間混合更容易發(fā)生。圖4說明了用于的本發(fā)明的制備有機(jī)顏料細(xì)粒的方法的三維微反應(yīng)器30的一個(gè)實(shí)例,即說明構(gòu)成微反應(yīng)器30的三個(gè)被拆卸的部件的分解透視圖。采用相同的符號(hào)描述具有與圖1至圖3中的部件相同的功能的部件。三維微反應(yīng)器30由作為主要組件并且是圓柱形的供應(yīng)部分32、合并部分34和反應(yīng)部分36組成。通過將這些圓柱部分32,34,36的側(cè)面以此順序?qū)?zhǔn)以形成圓柱體,來組裝微反應(yīng)器30,并且使用螺栓和螺母在整體上固定部分32,34,36。在供應(yīng)部分32面對(duì)合并部分34的側(cè)面33上同心形成兩個(gè)環(huán)形凹槽38,40。當(dāng)組裝微反應(yīng)器30時(shí),兩個(gè)環(huán)形凹槽38,40各自構(gòu)成有機(jī)顏料溶液B和pH調(diào)節(jié)劑溶液A經(jīng)由其流動(dòng)的環(huán)通道。將通孔42,44各自形成為從供應(yīng)部分32不面向合并部分34的相反側(cè)面35到達(dá)外環(huán)形凹槽38和內(nèi)環(huán)形凹槽40。在兩個(gè)通孔42,44之中,將用于供應(yīng)pH調(diào)節(jié)劑溶液A的供應(yīng)裝置(泵、連接管等)連接到通孔42上,所述通孔42與外環(huán)形凹槽38連通。將用于供應(yīng)有機(jī)顏料溶液B的供應(yīng)裝置連接到通孔44上,所述通孔44與內(nèi)環(huán)形凹槽40連通。盡管在圖4中配置微反應(yīng)器30使得pH調(diào)節(jié)劑溶液A經(jīng)由外環(huán)形凹槽38流動(dòng),并且有機(jī)顏料溶液B經(jīng)由內(nèi)環(huán)形凹槽40流動(dòng),但是相反的配置也是可以的。在合并部分34面向反應(yīng)部分36的側(cè)面41的中心形成圓形合并孔46。從合并孔46交替并且在徑向上形成四個(gè)長(zhǎng)的徑向凹槽48,48...和四個(gè)短的徑向凹槽50,50...。當(dāng)組裝微反應(yīng)器30時(shí),合并孔46和徑向凹槽48,50構(gòu)成圓形空間,即合并區(qū)域18和溶液A,B經(jīng)由其流動(dòng)的徑向通道。此外,在8個(gè)徑向凹槽48,50的長(zhǎng)徑向凹槽48的端部,在合并部分34的厚度方向上形成通孔52,52…。這些通孔52與在供應(yīng)部分32上形成的上述外環(huán)形凹槽38連通。同樣地,在短徑向凹槽50的端部,在合并部分34的厚度方向上形成通孔54,54...。這些通孔54與在供應(yīng)部分32上形成的內(nèi)環(huán)形凹槽40連通。在反應(yīng)部分36的中心,在厚度方向上形成與合并孔46連通的通孔58。通孔58對(duì)應(yīng)微通道16。采用這些安置,pH調(diào)節(jié)劑溶液A經(jīng)由供應(yīng)通道12流動(dòng)以致被分成4股分流,所述供應(yīng)通道12由供應(yīng)部分33的通孔42—外環(huán)形凹槽38—合并部分34的通孔52—長(zhǎng)徑向凹槽48組成,并且所述流到達(dá)合并區(qū)域18(合并孔46)。另一方面,有機(jī)顏料溶液B經(jīng)由供應(yīng)通道14流動(dòng)以致被分成4股分流,所述供應(yīng)通道14由供應(yīng)部分32的通孔44—外環(huán)形凹槽40—合并部分34的通孔54—短徑向凹槽50組成,并且所述流到達(dá)合并區(qū)域18(合并孔46)。將pH調(diào)節(jié)劑溶液A的分流和有機(jī)顏料溶液B的分流在保持其動(dòng)能的情況下在合并區(qū)域18合并之后,它們倒轉(zhuǎn)90。并且流入微通道16中。圖5A是說明合并部分34的平面圖,并且圖5B是在圖5A中以線a-a所取的橫截面圖。在圖5A和圖5B中,W表示分開的供應(yīng)通道12,14的寬度,H表示分開的供應(yīng)通道12,14的深度,D表示合并區(qū)域18的直徑,并且R表示微通道16的直徑。通常,合并區(qū)域18的直徑與微通道16的直徑相同。UA入表示pH調(diào)節(jié)劑溶液A經(jīng)由分開的供應(yīng)通道12流動(dòng)進(jìn)入合并區(qū)域18的平均速度,并且UB入是有機(jī)顏料溶液B經(jīng)由分開的供應(yīng)通道14流動(dòng)進(jìn)入合并區(qū)域18的平均速度。U出表示合并溶液A,B從合并區(qū)域18排出到微通道16的平均速度。優(yōu)選地,微通道16是具有主要決定經(jīng)由通道16流動(dòng)的流體的流動(dòng)特性的長(zhǎng)度的通道,即具有以等價(jià)直徑計(jì)lnm至1000pm,優(yōu)選5iam至800^im,更優(yōu)選l(^m至500^im的特征長(zhǎng)度。然而,當(dāng)流速高并且分開的數(shù)量大時(shí),因?yàn)榭梢栽龃笕芤旱慕佑|面積,并且可以縮短擴(kuò)散混合的長(zhǎng)度,所以通道可以具有1000pm以上的特征長(zhǎng)度。在此所述的等價(jià)直徑也稱為對(duì)應(yīng)直徑,即在機(jī)械工程領(lǐng)域中使用的術(shù)語。當(dāng)假定圓管等價(jià)于任何橫截面的管(本發(fā)明中的通道)時(shí),將等價(jià)的圓管的直徑稱為等價(jià)直徑。使用A:管的橫截面面積和p:管的濕潤(rùn)周長(zhǎng)(周圍長(zhǎng)度),將等價(jià)直徑(deq)定義為d叫^4A/p。當(dāng)用于圓管時(shí),等價(jià)直徑對(duì)應(yīng)圓管的直徑。等價(jià)直徑用于基于等價(jià)的圓管的數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)管的流動(dòng)或傳熱特性,并且表示現(xiàn)象的空間尺度(特征長(zhǎng)度)。邊長(zhǎng)為a的正方形管(asquarepipeaonaside)的等價(jià)直徑是deq^4a2/4『a。邊長(zhǎng)為a的等邊三角形的等價(jià)直徑是d叫二aW3。在具有h的通道高度的平行板之間流動(dòng)的情況下,等價(jià)直徑是d叫-2h(參見例如,"EncyclopediaofMechanicalEngineering",TheJapanSocietyofMechanicalEngineers,1997,MaruzenCo.,D;d.)??梢酝ㄟ^使用精密機(jī)械用的加工技術(shù)制備如上配置的在圖1至圖4中的微反應(yīng)器10,30,所述加工技術(shù)例如,半導(dǎo)體加工技術(shù),特別是蝕刻(例如,光刻蝕刻)、超細(xì)放電加工、立體平印、鏡面拋光技術(shù)和擴(kuò)散粘合。另外,可以使用通常的機(jī)械加工技術(shù),所述機(jī)械加工技術(shù)使用車床或鉆床。對(duì)用于微反應(yīng)器10,30的材料沒有特別限制,只要可以使用上述加工技術(shù)即可。具體而言,可以使用金屬材料(金屬,如鐵、鋁、不銹鋼、鈦)、樹脂材料(氟樹脂、丙烯酸類樹脂等)和玻璃(硅、石英等)。用于將有機(jī)顏料溶液B和pH調(diào)節(jié)劑溶液A供應(yīng)到微反應(yīng)器10、30中的供應(yīng)裝置需要流體控制功能以控制溶液的流動(dòng)。因?yàn)樵谖⑼ǖ?6中的流體的行為具有與宏觀尺度的方法中的那些不同的特性,所以適于微量級(jí)方法的控制系統(tǒng)是必需的?;诔尚危黧w控制系統(tǒng)分為連續(xù)流系統(tǒng)和液滴(液體活塞流(liquidplug)系統(tǒng),并且基于驅(qū)動(dòng)力,分為電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和壓力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。在這些系統(tǒng)之中,最廣泛使用連續(xù)流系統(tǒng)。在對(duì)連續(xù)流系統(tǒng)的流體控制中,通常微通道16完全充滿流體,并且通過安置在外部的壓力源如注射泵驅(qū)動(dòng)整個(gè)流體。盡管具有大的死體積的缺點(diǎn),但是連續(xù)流系統(tǒng)具有控制系統(tǒng)與較簡(jiǎn)單的裝置(set-up)—起運(yùn)行的大優(yōu)點(diǎn)。與連續(xù)流系統(tǒng)不同的系統(tǒng)是液滴(液體活塞流)系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中,使被空氣分開的液滴移動(dòng)到反應(yīng)器的內(nèi)部或?qū)蚍磻?yīng)器的通道的內(nèi)部。通過空氣壓力驅(qū)動(dòng)各個(gè)液滴。在這種方法中,在反應(yīng)器系統(tǒng)中需要安置通風(fēng)結(jié)構(gòu),用于根據(jù)需要將在液滴和通道壁之間或在液滴之間的空氣排放到外部;以及閥門結(jié)構(gòu),用于保持在分支的通道內(nèi)部的壓力,該壓力與其它區(qū)域中的壓力無關(guān)。另外,因?yàn)橐旱蔚牟僮魍ㄟ^控制壓差進(jìn)行,所以必須在反應(yīng)器的外部構(gòu)建由壓力源和開關(guān)閥組成的壓力控制系統(tǒng)。盡管液滴系統(tǒng)涉及相當(dāng)復(fù)雜的構(gòu)造和如上所述的反應(yīng)器的結(jié)構(gòu),但是因?yàn)榭梢酝瓿啥嗖讲僮?,如?dú)立處理多份液滴和依次進(jìn)行幾個(gè)反應(yīng),所以在系統(tǒng)構(gòu)造中的自由度高。對(duì)用于進(jìn)行流體控制的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),通常廣泛使用電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),其中經(jīng)由通過將高壓施加到微通道16的兩端產(chǎn)生的電滲流使流體移動(dòng);以及壓力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),其中通過使用外部壓力源施加壓力使流體移動(dòng)。兩者的已知差別在于,根據(jù)流體的行為,盡管電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有在通道橫截面中的流速剖面的扁平分布,但是壓力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有雙曲線分布,其中流速在通道的中心高,并且在壁上低。為了在保持樣品活塞流的形狀的同時(shí)輸送流體,電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)更適合。因?yàn)橥ǖ辣仨毘錆M流體,所以電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)不可避免地包括連續(xù)流系統(tǒng)。然而,因?yàn)榱黧w的操作可以通過電控制進(jìn)行,所以該系統(tǒng)允許相當(dāng)復(fù)雜的處理,如通過連續(xù)改變兩種溶液的混合比率產(chǎn)生暫時(shí)的濃度梯度。另一方面,在壓力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的情況下,因?yàn)榭刂瓶梢允遣豢紤]流體的電性質(zhì)完成的,并且可以不考慮二次作用如生熱或電泳,所以底物基本上不受影響,并且系統(tǒng)具有廣泛的應(yīng)用。然而,考慮到下列事實(shí),即必須安置外部壓力源并且操作的響應(yīng)特性根據(jù)壓力系統(tǒng)中的死體積變化,復(fù)雜處理的自動(dòng)化是必需的。因此,根據(jù)預(yù)期目的選擇用于本發(fā)明的流體控制系統(tǒng),但是優(yōu)選基于連續(xù)流系統(tǒng)的壓力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。為了控制微通道16中的溫度(反應(yīng)溫度控制),可以通過下列方法控制溫度將整個(gè)反應(yīng)器放置在溫控容器中,或者將由金屬電阻線或多晶硅制成的加熱結(jié)構(gòu)結(jié)合到反應(yīng)器中且使用加熱結(jié)構(gòu)加熱進(jìn)行熱循環(huán),同時(shí)利用自然冷卻進(jìn)行冷卻。為了檢測(cè)溫度,當(dāng)使用金屬電阻線時(shí),優(yōu)選結(jié)合與加熱器相同的另一根電阻線,并且基于電阻值的變化檢測(cè)溫度。當(dāng)使用多晶硅時(shí),優(yōu)選通過使用熱電偶檢測(cè)溫度。還可以通過使佩爾蒂元件與通道接觸,從外部加熱并且冷卻通道。使用哪種方法是根據(jù)使用目的或通道體的材料確定的。用于本發(fā)明的微反應(yīng)器10,30的數(shù)量可以是一個(gè),但是可以并聯(lián)安置多個(gè)反應(yīng)器,以根據(jù)需要增加通過量?,F(xiàn)在描述本發(fā)明使用如上配置的微反應(yīng)器IO,30制備有機(jī)顏料細(xì)粒的方法。當(dāng)使用如上配置的在圖1至圖4中的微反應(yīng)器10,30制備有機(jī)顏料細(xì)粒時(shí),在反應(yīng)器10,30的任何一個(gè)中通過3個(gè)步驟,即分開步驟、合并步驟和沉積步驟制備有機(jī)顏料細(xì)粒。在分開步驟(供應(yīng)部分)中,將兩種溶液A,B,即有機(jī)顏料溶液B和pH調(diào)節(jié)劑溶液A中的至少一種溶液分為多股溶液,所述pH調(diào)節(jié)劑溶液A用于改變有機(jī)顏料溶液B的氫離子指數(shù)。在合并步驟(合并部分)中,將溶液合并使得多股分開的溶液中的至少一股分開的溶液的中心軸和兩種溶液A,B中的另一種溶液的中心軸在合并區(qū)域18中的一個(gè)點(diǎn)相交。在沉積步驟(反應(yīng)部分,在一些情況下包含合并部分中的合并孔)中,通過在使合并溶液A,B經(jīng)由微通道16流動(dòng)的過程中由pH調(diào)節(jié)劑溶液A改變有機(jī)顏料溶液B的氫離子指數(shù)(pH),沉積有機(jī)顏料細(xì)粒。在圖1至圖3中的微反應(yīng)器10中,將有機(jī)顏料溶液B分為兩股,并且不將pH調(diào)節(jié)劑溶液A分開。在圖4中的微反應(yīng)器30中,將有機(jī)顏料溶液B和pH調(diào)節(jié)劑溶液A各自分為四股。比較用于制備有機(jī)顏料細(xì)粒的有機(jī)顏料溶液B和pH調(diào)節(jié)劑溶液A,pH調(diào)節(jié)劑溶液A的量更大,因此優(yōu)選將pH調(diào)節(jié)劑溶液A分開。如上所述,在將有機(jī)顏料溶液B和pH調(diào)節(jié)劑溶液A合并之前,將至少一種溶液分為多股溶液,并且將包括分開的溶液的所有溶液在合并區(qū)域18合并。然后,以預(yù)定的角度改變合并溶液A,B的方向,并且使溶液經(jīng)由微通道16流動(dòng)。結(jié)果,通過合并溶液A,B的流的動(dòng)能和方向的變化產(chǎn)生收縮。由于溶液A,B的接觸面積的增大以及擴(kuò)散混合的長(zhǎng)度的縮短,可以實(shí)現(xiàn)瞬間混合,并且可以在微通道16中,使有機(jī)顏料溶液B的pH瞬間達(dá)到預(yù)期的pH。因此,可以以穩(wěn)定的方式制備納米級(jí)單分散的有機(jī)顏料細(xì)粒。在此,混合通常指粉末狀顆粒、粉末狀顆粒和流體(液體、氣體)或含有兩種以上組分的流體的均化。特別是,含有兩種以上組分的流體在分子水平上是適宜地均勻的。因?yàn)橹饕捎诜肿訑U(kuò)散而發(fā)生在微通道16中的混合,所以為了迅速完成混合,關(guān)鍵是增大每單位時(shí)間的兩種以上流體的接觸面積。對(duì)于瞬間混合的時(shí)間,從在合并區(qū)域合并溶液到經(jīng)由微通道16將它們排出的時(shí)間優(yōu)選為1微秒至1000毫秒,更優(yōu)選10微秒至500毫秒。在例如非專禾ll文件S.Pani等,"Experimentalapproachestoabetterunderstandingofmixingperformanceofmicrofluidicdevices",Chem.Eng.J.101,2004,第409頁-第419頁中描述了用于評(píng)價(jià)可混溶液體的混合方法。在根據(jù)上述混合評(píng)價(jià)方法認(rèn)為混合是完成的條件下,可以由通過將其中發(fā)生混合的微通道16的體積(mL)除以通道中的總流量(mL/秒)獲得的值計(jì)算混合時(shí)間。在例如非專禾IJ文件V.Hessel等,"ChemicalMicroProcessEnginnering-ProcessingandPlant-"WILEY-VCH,2005,第l頁-第280頁中描述了在微通道16中混合的原理和方法。為了在有機(jī)顏料細(xì)粒的生產(chǎn)中在微通道16中形成非層流,優(yōu)選將由U/R表示的剪切速率(1/秒)設(shè)定為100以上,其中R(m)表示微通道16的等價(jià)直徑,并且U(m/秒)表示經(jīng)由微通道16流動(dòng)的溶液的平均速度。圖6顯示了在非專利文件4中描述的,在微通道16中的剪切速率(U/R)和混合能力之間的關(guān)系的分析。基于由吸光率表示的溶液的濁度,評(píng)價(jià)混合能力。具體而言,吸光率越高,混合能力越差,并且吸光率越低,混合能力越好。如圖6中所示,在增加微通道16中的剪切速率(U/R)情況下,吸光率迅速降低,并且在(U/R)為100以上時(shí),基本上保持相同。這暗示在剪切速率(U/R)為100以上的區(qū)域中,發(fā)生與通過以層流形式分子擴(kuò)散的混合不同的混合,即通過以非層流形式分子擴(kuò)散的混合。通過設(shè)計(jì)在微通道16的等價(jià)直徑R(m)和經(jīng)由微通道16流動(dòng)的溶液的平均速度U(m/秒)之間的適當(dāng)?shù)年P(guān)系,微通道16中的剪切速率(U/R)可以是100以上。結(jié)果,可以進(jìn)行瞬間混合。盡管圖6的圖示沒有顯示在剪切速率(U/R)為100以上時(shí)混合能力的詳細(xì)行為,但是通過在后述實(shí)施例3中研究在約20,000(l/秒)至100,000(1/秒)的高剪切速率范圍制備的有機(jī)顏料細(xì)粒的粒徑,即使在這種高剪切速率范圍內(nèi),也是剪切速率越高,粒徑越小。出于這點(diǎn),認(rèn)為即使剪切速率高于100(l/秒),也是剪切速率越高,混合能力提高越多。為了通過在合并區(qū)域18改變?nèi)芤篈,B的方向形成收縮,可以通過適當(dāng)設(shè)計(jì)在合并時(shí)的溶液A,B的平均速度和在合并時(shí)的溶液A,B的中心軸的交角a、P之間的關(guān)系形成這種構(gòu)造。此外,在合并區(qū)域18迅速改變?nèi)芤篈,B的方向使得形成具有規(guī)則或不規(guī)則波動(dòng)的流更容易。認(rèn)為通過確立在流入合并區(qū)域18中的溶液A,B的平均速度和在合并時(shí)的溶液A,B的中心軸的交角a、P之間的適合的關(guān)系,在微通道16中容易地形成非層流。經(jīng)由微通道16流動(dòng)的溶液A,B的溫度可以在水介質(zhì)不凝結(jié)或沸騰的范圍內(nèi),并且優(yōu)選為-2(TC至9(TC,更優(yōu)選為-10。C至5(TC,特別優(yōu)選為0至30°C。經(jīng)由微通道16流動(dòng)的溶液A,B的流速還優(yōu)選為0.1至5000mL/分鐘,更優(yōu)選為l至1000mL/分鐘,特別優(yōu)選為5至500mL/分鐘。在本發(fā)明中,經(jīng)由微通道16流動(dòng)的底物(有機(jī)顏料及其反應(yīng)物)的濃度的范圍通常為0.5至20質(zhì)量%,優(yōu)選1.0至10質(zhì)量%。用于本發(fā)明的有機(jī)顏料的色調(diào)不受限制。可以使用品紅顏料、黃顏料或青顏料。具體而言,可以使用品紅顏料、黃顏料或青顏料,如茈、茈酮(perinone)、喹吖啶酮、喹吖卩定酮酉昆(quinacridonquinone)、蒽醌、二苯并芘二酮、苯并咪唑酮、雙偶氮縮合物(disazocondensation),雙偶氮、偶氮、陰丹酮、酞菁、三芳基碳鐵、二噁嗪、氨基蒽醌、二酮吡咯并吡咯、硫靛、異吲哚啉、異吲哚啉酮(isoindolinone)、皮蒽酮或異宜和藍(lán)酮顏料或它們的混合物。更具體而言,有用的有茈顏料,如C丄顏料紅190(C丄No.71140)、C丄顏料紅224(C.I.No.71127)或C丄顏料紫29(C丄No.71129);茈酮顏料,如C丄顏料橙43(C.I.No.71105)或C.I.顏料紅194(C.I.No.71100);喹吖啶酮顏料,如C.I.顏料紫19(C丄No.73900)、C.I.顏料紫42、C.I.顏料紅122(C.I.No.73915)、C.I.顏料紅192、CI.顏料紅202(C丄No.73907)、C.I.顏料紅207(C丄No.73900,73906)或C丄顏料紅209(C丄No.73905);喹吖啶酮醌顏料,如C.I.顏料紅206(C丄No.73900/73920)、C丄顏料橙48(C丄No.73900〃3920)或C丄顏料橙49(C丄No.73900/73920);蒽醌顏料,如C丄顏料黃147(C丄No.60645);二苯并芘二酮醌顏料,如C.I.顏料紅168(C丄No.59300);苯并咪唑酮顏料,如C.I.顏料棕25(C丄No.12510)、C丄顏料紫32(C丄No.12517)、C.I.顏料黃180(C丄No.21290)、C.I.顏料黃181(C丄No.11777)、C.I.顏料橙62(C丄No.11775)或C丄顏料紅185(C丄No.12516);雙偶氮縮合物顏料,如C丄顏料黃93(C丄No.20710)、C丄顏料黃94(C丄No.20038)、C丄顏料黃95(C丄No.20034)、C.I.顏料黃128(C丄No.20037)、C.I.顏料黃166(C丄No.20035)、C丄顏料橙34(C丄No.21115)、C.I.顏料橙13(C丄No.21110)、C.I.顏料橙31(CI.No.20050)、C,I.顏料紅144(C丄No.20735)、C丄顏料紅166(C丄No.20730)、C丄顏料紅220(C丄No.20055)、C.I.顏料紅221(C丄No.20065)、C.I.顏料紅242(C.I.No.20067)、C丄顏料紅248、C.I.顏料紅262或C丄顏料棕23(C丄No.20060);雙偶氮顏料,如C丄顏料黃13(C.I.No.21100)、C.I.顏料黃83(C丄No.21108)或C丄顏料黃188(C丄No.21094),偶氮顏料如C.I.顏料紅187(C.I.No.12486)、C.I.顏料紅170(C丄No.12475)、C.I.顏料黃74(C丄No.11714)、C丄顏料紅48(C丄No.15865)、C丄顏料紅53(C丄No.15585)、C丄顏料橙64(C.I.No.12760)或C.I.顏料紅247(C.LNo.15915);陰丹酮顏料,如C丄顏料藍(lán)60(C.I.No.69800);酞菁顏料,如C丄顏料綠7(C丄No.74260)、C丄顏料綠36(C.I.No.74265),顏料綠37(C丄No.74255),顏料藍(lán)16(C.I.No.74100)、C丄顏料藍(lán)75(C丄No.74160:2)或15(C丄No.74160);三芳基碳鐵顏料,如C丄顏料藍(lán)56(C丄No.42800)或C.I.顏料藍(lán)61(C丄No.42765;1);二噁嗪顏料,如C.I.顏料紫23(C丄No.51319)或C丄顏料紫37(C丄No.51345);氨基蒽醌顏料,如C丄顏料紅177(C丄No.65300);二酮吡咯并吡咯顏料,如C.I.顏料紅254(C.1.No.56110)、C丄顏料紅255(C丄No.561050)、C丄顏料紅264、C丄顏料紅272(C丄No.561150)、C丄顏料橙71或C.I.顏料橙73;硫靛顏料,如C.I,顏料紅88(C丄No.73312);異吲哚啉顏料,如C,I.顏料黃139(C.I,No.56298)或C丄顏料橙66(C丄No.48210);異吲哚啉酮顏料,如C丄顏料黃109(C.I.No.56284)或C丄顏料橙61(C丄No.11295);皮蒽酮顏料,如C丄顏料橙40(CI.No.59700)或C.I.顏料紅216(C丄No.59710);以及異宜和藍(lán)酮顏料,如C.I.顏料紫31(60010)。優(yōu)選的顏料是喹吖啶酮、二酮吡咯并吡咯、雙偶氮縮合、偶氮或酞菁顏料。特別優(yōu)選的顏料是喹吖啶酮、雙偶氮縮合物、偶氮或酞菁顏料。在本發(fā)明中,還可以使用了兩種以上的有機(jī)顏料、有機(jī)顏料的固溶體或有機(jī)顏料和無機(jī)顏料的合并。這種有機(jī)顏料必須均勻地溶解于堿性或酸性水介質(zhì)中?;陬伭显谀姆N條件下可以容易均勻地溶解,確定顏料是溶解于酸性介質(zhì)還是堿性介質(zhì)中。通常,對(duì)于在其分子中含有可以在堿性條件下離解的基團(tuán)的顏料,使用堿性水介質(zhì)。對(duì)于不含有可以在堿性條件下離解的基團(tuán)并且含有大量可以容易結(jié)合質(zhì)子的氮原子的顏料,使用酸性水介質(zhì)。例如,喹吖啶酮、二酮吡咯并吡咯和雙偶氮縮合物顏料溶解于堿性水介質(zhì)中,而酞菁顏料溶于酸性水介質(zhì)中。用于將顏料溶解于堿性水介質(zhì)的堿包括無機(jī)堿,如氫氧化鈉、氫氧化鈣或氫氧化鋇;或有機(jī)堿,如三烷基胺、二氮雜雙環(huán)十一烯(DBU)或金屬醇鹽。優(yōu)選地,堿是無機(jī)堿。對(duì)所用的堿的量沒有特別限制,只要顏料可以均勻地溶解于介質(zhì)中即可?;陬伭系牧?,無機(jī)堿以優(yōu)選1.0至30摩爾當(dāng)量、更優(yōu)選2.0至25摩爾當(dāng)量、還優(yōu)選3至20摩爾當(dāng)量的比例使用?;陬伭系牧浚袡C(jī)堿以優(yōu)選1.0至100摩爾當(dāng)量、更優(yōu)選5.0至100摩爾當(dāng)量并且還優(yōu)選20至1OO摩爾當(dāng)量的比例使用。用于將顏料溶解于酸性水介質(zhì)的酸包括無機(jī)酸,如硫酸、鹽酸或磷酸;或有機(jī)酸,如乙酸、三氟乙酸、草酸、甲磺酸或三氟甲磺酸。所述酸優(yōu)選是無機(jī)酸,特別優(yōu)選硫酸。對(duì)所用的酸的量沒有特別限制,只要顏料可以均勻地溶解于介質(zhì)中即可,但是酸以比堿的量過大的量使用。不管它是無機(jī)還是有機(jī)的,基于顏料的量,所述酸以優(yōu)選3至500摩爾當(dāng)量,更優(yōu)選IO至500摩爾當(dāng)量,還優(yōu)選30至200摩爾當(dāng)量的比例使用?,F(xiàn)在描述水介質(zhì)。在本發(fā)明中的水介質(zhì)是其中顏料被堿或酸溶解并且溶于水中的介質(zhì)。水介質(zhì)指單獨(dú)的水或溶于水的有機(jī)溶劑。溶于水的有機(jī)溶劑的實(shí)例包括一元醇溶劑,其典型為甲醇、乙醇、異丙醇或叔丁醇;多元醇溶劑,其典型為乙二醇、丙二醇、二甘醇、聚乙二醇、硫代二甘醇、二硫代二甘醇、2-甲基-l,3-丙二醇、1,2,6-己三醇、乙炔二醇衍生物、丙三醇或三羥甲基丙垸;多元醇的低級(jí)一烷基醚溶劑,如乙二醇單甲(或乙)醚、二甘醇單甲(或乙)醚或三甘醇單乙(或丁)醚;聚醚溶劑,如乙二醇二甲醚(單甘醇二甲醚)、二甘醇二甲醚(二乙二醇二甲醚)或三甘醇二甲醚(三乙二醇二甲醚);酰胺溶劑,如二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、2-吡咯烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮、脲或四甲基脲;含硫溶劑,如環(huán)丁砜、二甲亞砜或3-環(huán)丁烯砜;多官能溶劑,如雙丙酮醇或二乙醇胺;羧酸溶劑,如乙酸、馬來酸、二十二碳六烯酸、三氯乙酸或三氟乙酸;以及磺酸溶劑,如甲磺酸或三氟磺酸。這些溶劑可以以兩種以上的混合物的形式使用。優(yōu)選的有機(jī)溶劑是作為堿性溶劑的酰胺溶劑或含硫溶劑以及作為酸性溶劑的羧酸溶劑、硫溶劑或磺酸溶劑。更優(yōu)選的有機(jī)溶劑是作為堿性溶劑的含硫溶劑和作為酸性溶劑的磺酸溶劑。特別優(yōu)選的溶劑是作為堿性溶劑的二甲亞砜(DMSO)和作為酸性溶劑的甲磺酸。當(dāng)使用水和有機(jī)溶劑的混合溶劑作為水介質(zhì)時(shí),對(duì)水和有機(jī)溶劑的混合比率沒有特別限制,只要顏料可以均勻地溶解于在其中即可。優(yōu)選地,對(duì)于堿性溶劑,混合比率是水/有機(jī)溶劑=0.05至10(質(zhì)量比)。當(dāng)溶劑是酸性的,并且使用無機(jī)酸時(shí),不使用有機(jī)溶劑。優(yōu)選地,使用例如單獨(dú)的硫酸。當(dāng)使用有機(jī)酸時(shí),有機(jī)酸本身作為有機(jī)溶劑。為了調(diào)節(jié)粘度和溶解度,可以將多種酸混合或可以將水加入其中。優(yōu)選地,混合比率是水/有機(jī)溶劑(有機(jī)酸)=0.005至0.1(質(zhì)量比)。在本發(fā)明中,優(yōu)選將顏料均勻地溶解其中的溶液引入通道中。當(dāng)將懸浮液引入通道中時(shí),細(xì)??梢跃哂性龃蟮牧胶蛯挼牧椒植?,并且在一些情況下通道容易堵塞。表述"均勻地溶解"指在用可見光觀察時(shí)基本上沒有濁度的溶液。在本發(fā)明中,將通過l^m以下的微量過濾器過濾獲得的溶液或不包含在通過lpm的微量過濾器過濾時(shí)留下的物質(zhì)的溶液定義為"均勻地溶解"溶液?,F(xiàn)在描述氫離子指數(shù)(pH)。氫離子指數(shù)(pH)是氫離子濃度(摩爾濃度)的倒數(shù)的常用對(duì)數(shù),還稱為氫指數(shù)。氫離子濃度指溶液中的氫離子H+的濃度,表示1L溶液中存在的氫離子的摩爾數(shù)。因?yàn)闅潆x子濃度在極寬的范圍內(nèi)波動(dòng),所以該濃度通常由氫離子指數(shù)(pH)表示。例如,在latm、25°C,純水含有10—7摩爾氫離子,因此純水具有7的pH并且是中性的。具有p!K7的水溶液是酸性的,并且具有pH〉7的水溶液是堿性的。測(cè)量pH的方法包括電位測(cè)定法和比色法。本發(fā)明,特別是權(quán)利要求2提供一種制備有機(jī)顏料細(xì)粒的方法,所述方法包括在經(jīng)由微通道16流動(dòng)的過程中改變氫離子指數(shù)(pH)。該方法使用具有另一個(gè)與均勻有機(jī)顏料溶液的進(jìn)料口不同的進(jìn)料口的通道,例如示于圖l中的具有至少兩個(gè)進(jìn)料口的通道進(jìn)行。具體而言,通過圖l中的進(jìn)料口引入均勻有機(jī)顏料溶液,并且通過圖l中的另一個(gè)進(jìn)料口引入中性或酸性或堿性水或其中分散劑溶于這種水中的水溶液中。然后,使溶液在合并區(qū)域18并且在微通道16中相互接觸,從而使含有有機(jī)顏料的溶液的氫離子濃度,即氫離子指數(shù)(pH)接近中性(pH7)。因?yàn)轭伭想y以在低堿性或低酸性條件下溶解于水介質(zhì)中,所以當(dāng)含有有機(jī)顏料的溶液的氫離子指數(shù)(pH)接近中性時(shí),顏料的細(xì)粒沉積,并且沉積的細(xì)粒經(jīng)由微通道16的排出口被輸送。當(dāng)由溶于堿性水介質(zhì)中的顏料制備顏料細(xì)粒時(shí)的氫離子指數(shù)(pH)的變化通常在pH16.0至5.0以內(nèi),優(yōu)選在pH16.0至10.0以內(nèi)。當(dāng)由溶于酸性水介質(zhì)中的顏料制備顏料細(xì)粒時(shí)的氫離子指數(shù)(pH)的變化通常在pH1.5至9.0以內(nèi),優(yōu)選在pH1.5至4.0以內(nèi)。盡管變化的范圍依賴于有機(jī)顏料溶液的氫離子指數(shù)(pH),但是可以使用足以使有機(jī)顏料沉積的范圍?,F(xiàn)在描述加入溶液中的分散劑。在本發(fā)明的制備有機(jī)顏料細(xì)粒的方法中,可以分散劑將加入含有有機(jī)顏料的有機(jī)顏料溶液B和/或用于改變氫離子指數(shù)(pH)的pH調(diào)節(jié)劑溶液A。分散劑迅速吸附到沉積的顏料的表面以形成細(xì)顏料顆粒并且具有防止細(xì)粒凝結(jié)的功能。在本發(fā)明中,對(duì)于這種分散劑,可以使用陰離子、陽離子、兩性或非離子或顏料型低分子量或高分子量分散劑。這些分散劑可以單獨(dú)或合并使用。在"StabilizationofPigmentDispersionandSurfaceTreatmentTechnique/Evaluation,,(JapanAssociationforInternationalChemicalInformation,December,2001》第29至46頁中詳細(xì)描述了用于分散顏料的分散劑。陰離子分散劑(陰離子表面活性劑)的實(shí)例包括N-酰基-N-烷基?;撬猁}、脂肪酸鹽、烷基磺酸鹽、烷基苯磺酸鹽、烷基萘磺酸鹽、二烷基磺基琥珀酸鹽、垸基磷酸鹽、萘磺酸福爾馬林縮合物和聚氧乙烯烷基磺酸鹽。在這些之中,優(yōu)選N-?;?N-烷基?;撬猁}。優(yōu)選在日本專利申請(qǐng)公開3-273067中描述的N-酰基-N-烷基?;撬猁}。這些陰離子分散劑可以單獨(dú)或兩種以上合并使用。陽離子分散劑(陽離子表面活性劑)的實(shí)例包括季銨鹽、烷氧基化聚胺、脂族胺聚乙二醇醚、脂族胺、由脂族胺和脂族醇衍生的二胺和聚胺、由脂肪酸衍生的咪唑啉以及這些陽離子物質(zhì)的鹽。這些陽離子分散劑可以單獨(dú)或以兩種以上的合并使用。兩性分散劑在其分子中具有上述陰離子分散劑在其分子中含有的陰離子基團(tuán)部分以及上述陽離子分散劑在其分子中含有的陽離子基團(tuán)部分。非離子分散劑(非離子表面活性劑)的實(shí)例包括聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基芳基醚、聚氧乙烯脂肪酸酯、脫水山梨糖醇脂肪酸酯、聚氧乙烯脫水山梨糖醇脂肪酸酯、聚氧乙烯烷基胺和丙三醇脂肪酸酯。在這些之中,優(yōu)選聚氧乙烯烷基芳基醚。這些非離子分散劑可以單獨(dú)或以兩種以上的合并使用。顏料分散劑定義為由作為母材的有機(jī)顏料衍生,即通過母體結(jié)構(gòu)的化學(xué)改性制備的分散劑。其實(shí)例包括含糖的顏料分散劑、含哌啶基的顏料分散劑、由萘或茈衍生的顏料分散劑、含有通過亞甲基連接到顏料母體結(jié)構(gòu)的官能團(tuán)的顏料分散劑、含有通過聚合物化學(xué)改性的顏料母體結(jié)構(gòu)的顏料分散劑、含有磺酸基的顏料分散劑、含有磺酰胺基的顏料分散劑、含有醚基的顏料分散劑和含有羧酸基、羧酸酯基或甲酰胺基的顏料分散劑。高分子量分散劑的具體實(shí)例包括聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚乙烯基甲基醚、聚環(huán)氧乙垸、聚乙二醇、聚丙二醇、聚丙烯酰胺、乙烯醇-乙酸乙烯酯共聚物、部分縮甲醛化的聚乙烯醇、部分縮丁醛化的聚乙烯醇、乙烯基吡咯烷酮-乙酸乙烯酯共聚物、聚環(huán)氧乙烷/環(huán)氧丙垸嵌段共聚物、聚丙烯酸鹽、聚乙烯基硫酸鹽、聚(4-乙烯基吡啶)鹽、聚酰胺、聚烯丙基胺鹽、縮合的萘磺酸鹽、苯乙烯-丙烯酸鹽共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸鹽共聚物、丙烯酸酯-丙烯酸鹽共聚物、丙烯酸酯-甲基丙烯酸鹽共聚物、甲基丙烯酸酯-丙烯酸鹽共聚物、甲基丙烯酸酯-甲基丙烯酸鹽共聚物、苯乙烯-衣康酸鹽共聚物、衣康酸酯-衣康酸鹽共聚物、乙烯基萘-丙烯酸鹽共聚物、乙烯基萘-甲基丙烯酸鹽共聚物、乙烯基萘-衣康酸鹽共聚物、纖維素衍生物和淀粉衍生物。另外,還可以使用天然聚合物,如藻酸鹽、明膠、白蛋白、酪蛋白、阿拉伯樹膠、龍須膠和木質(zhì)素磺酸鹽。在這些之中,優(yōu)選聚乙烯吡咯烷酮。這些聚合物可以單獨(dú)或以兩種以上的合并使用?;?00質(zhì)量份顏料,分散劑的加入量?jī)?yōu)選為0.1至1000質(zhì)量份,更優(yōu)選為1至500質(zhì)量份,還優(yōu)選為10至250質(zhì)量份,以進(jìn)一步提高顏料的均勻分散性和儲(chǔ)存穩(wěn)定性。當(dāng)所述量小于0.1質(zhì)量份時(shí),不能提高有機(jī)顏料細(xì)粒的分散穩(wěn)定性。現(xiàn)在描述測(cè)量制備的有機(jī)顏料細(xì)粒的粒徑的方法。在測(cè)量細(xì)粒的方法中,存在以數(shù)值表示一組顆粒的平均尺寸的方法。典型使用的是表示粒徑分布的最大值的模型直徑;在積分分布曲線中對(duì)應(yīng)中間值的中值直徑;以及各種平均直徑(長(zhǎng)度平均、面積平均、重量平均)。通過本發(fā)明的方法制備的有機(jī)顏料細(xì)粒的粒徑是任選的,只要不堵塞微通道16即可。有機(jī)顏料細(xì)粒的模型直徑優(yōu)選為llim以下,更優(yōu)選為3nm至800nm,特別優(yōu)選為5nm至500nm?,F(xiàn)在描述制備的有機(jī)顏料細(xì)粒的尺寸和尺寸分布。細(xì)粒的粒徑的均勻性,即細(xì)粒的單分散性是指不但含有的顆粒具有均勻的尺寸,而且顆粒的化學(xué)組成和晶體結(jié)構(gòu)沒有變化,因此這種均勻性對(duì)于測(cè)定顆粒的能力是重要因素。特別是,這種單分散性被認(rèn)為對(duì)于控制具有納米水平粒徑的細(xì)粒的性能是重要因素。本發(fā)明的方法的優(yōu)異之處在于它不但可以控制粒徑,而且它可以使粒徑均勻。作為粒徑的均勻性的指標(biāo),使用算術(shù)標(biāo)準(zhǔn)偏差。通過本發(fā)明制備的有機(jī)顏料細(xì)粒具有優(yōu)選130nm以下,特別優(yōu)選80nm以下的算術(shù)標(biāo)準(zhǔn)偏差。算術(shù)標(biāo)準(zhǔn)偏差是假定粒徑分布為正態(tài)分布,計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差的方法,并且通過在積分分布中由84%粒徑減去16%粒徑并且將差值除以2獲得。實(shí)施例將參考下列實(shí)施例更詳細(xì)描述本發(fā)明,但是這些實(shí)施例不以任何方式限制本發(fā)明。在實(shí)施例l中,制備顏料紅122(C.I.No.73915)的有機(jī)顏料細(xì)粒。通過來自HORIBA,Ltd的pH計(jì)F-54(測(cè)量范圍pH0至14)測(cè)量pH。通過來自NIKKISOCO.,LTD.的NanotracUPA-EX150測(cè)量制備的有機(jī)顏料細(xì)粒的粒徑分布。如下制備有機(jī)顏料溶液B和pH調(diào)節(jié)劑溶液A:(1)有機(jī)顏料溶液B-2,9-二甲基喹吖啶酮...7.5g-分散劑聚乙烯吡咯垸酮(來自WakoPureChemicalIndustries,Ltd.,K30)...37.5g-0.8M氫氧化鉀水溶液...83mL-二甲亞砜(DMSO)...568mL將上述組分在攪拌下充分混合,并且在室溫下完全溶解。然后,使這種溶液通過0.45pm微量過濾器以除去雜質(zhì),如碎片。如此制備的有機(jī)顏料溶液的pH超過測(cè)量極限(pH14),因此是不可測(cè)量的。(2)pH調(diào)節(jié)劑溶液A-分散劑油烯基甲基?;撬徕c鹽...75g-蒸餾水…9,000g將上述組分在攪拌下充分混合,并且在室溫下完全溶解。然后,使這種溶液通過0.45pm微量過濾器以除去雜質(zhì),如碎片。如此制備的pH調(diào)節(jié)劑溶液A的pH為7.7。(3)使用示于圖4中的三維微反應(yīng)器作為微反應(yīng)器,所述三維微反應(yīng)器具有下列分開的數(shù)量(通道數(shù))。i)供應(yīng)通道數(shù)(n)…將有機(jī)顏料溶液B分為5股,并且將pH調(diào)節(jié)劑溶液A分為5股。ii)供應(yīng)通道12,14的寬度(W)...每個(gè)為10(^miii)供應(yīng)通道12,14的高度(H)...每個(gè)為100pmiv)合并區(qū)域18的直徑(D)...320|amv)微通道16的直徑(R)…36(Himvi)入口和出口面積...總?cè)肟诿娣e(Sl)為O.lmm2,并且出口面積(S2)為0.1mm2,使得它們相同。vii)在供應(yīng)通道12,14的每一條和微通道16之間的中心軸在合并區(qū)域18的交角...90°viii)用于微反應(yīng)器的材料...不銹鋼(SUS304)ix)通道加工方法...通過微放電加工進(jìn)行,并且通過金屬研磨的金屬表面密封,密封3個(gè)部分供應(yīng)部分32、合并部分34和反應(yīng)部分36。(4)反應(yīng)條件i)預(yù)定的流速…使用注射泵(來自HarvardCo.),將有機(jī)顏料溶液B和pH調(diào)節(jié)劑溶液A分別以恒定的流速2.867mL/分鐘和17.146mL/分鐘供應(yīng)。在微通道16中流動(dòng)的有機(jī)顏料細(xì)粒分散體的流速是約20mL/分鐘,并且在有機(jī)顏料溶液B和pH調(diào)節(jié)劑溶液A之間的流速比為l:6。ii)溶液A,B的平均流速...UB入是0.956m/秒,UA入是5.715m/秒,且U出是3.275m/秒。iii)剪切速率…微通道16中的剪切速率(U/R)-9.0x103iv)反應(yīng)溫度…l(TC(5)生產(chǎn)結(jié)果i)粒徑和粒徑分布結(jié)果在實(shí)施例1中在上述條件下制備的有機(jī)顏料細(xì)粒的中值平均尺寸M50%是9.2nm(體積平均尺寸Mv=10.1nm,數(shù)量平均尺寸Mn=7.8nm),并且算術(shù)標(biāo)準(zhǔn)偏差STD為3.3nm(參見圖7)。如從上述結(jié)果所理解的,在實(shí)施例l中可以穩(wěn)定地制備單分散性優(yōu)異的納米尺寸的有機(jī)顏料細(xì)粒。而且,穩(wěn)定的連續(xù)生產(chǎn)能夠在生產(chǎn)中不導(dǎo)致堵塞的情況下進(jìn)行。在基于6,000小時(shí)/年的操作的計(jì)算的情況下,一個(gè)微反應(yīng)器生產(chǎn)7.2噸/年,即在實(shí)際生產(chǎn)中有效的高生產(chǎn)量。穿過微反應(yīng)器的壓力損耗是0.16MPa,因此可以進(jìn)行壓力損耗低的操作。可以使用低功率獲得需要的有機(jī)顏料細(xì)粒。使用與在實(shí)施例1中的那些相同的溶液A,B以及50mL具有攪拌器的小尺寸容器(處于槽的形式)制備有機(jī)顏料細(xì)粒。(1)反應(yīng)條件將上述小尺寸容器浸入保持在10。C的溫度的恒溫槽中。將6mLpH調(diào)節(jié)劑溶液加入該容器中,并且以500rpm的轉(zhuǎn)速攪拌混合物。在攪拌期間,使用注射泵(來自HarvardCo.)以lmL/分鐘的加入速度從液體表面加入lmL有機(jī)顏料溶液。(2)生產(chǎn)結(jié)果i)粒徑和粒徑分布結(jié)果在比較例1中在上述條件下制備的有機(jī)顏料細(xì)粒的中值平均尺寸M50%是14.1nm(體積平均尺寸Mv=16.9nm,數(shù)量平均尺寸Mn=10.5nm),并且算術(shù)標(biāo)準(zhǔn)偏差STD為7.7nm,該結(jié)果比實(shí)施例l的結(jié)果差。在實(shí)施例2中,制備顏料黃128(C.I.No.20037)的有機(jī)顏料細(xì)粒。通過來自HORIBA,Ltd的動(dòng)態(tài)光散射粒徑分布測(cè)量?jī)x(LB-550)測(cè)量實(shí)施例2的粒徑分布。(1)有機(jī)顏料溶液B-顏料(P.Y.128)...1.25g-分散劑聚乙烯吡咯垸酮(來自WakoPureChemicalIndustries,Ltd.,K30)...1.25g-1M氫氧化鉀水溶液...6.0mL-二甲基砜(DMSO)…82mL將上述組分在攪拌下充分混合,并且在室溫下完全溶解。這種溶液是澄清的和黃棕色的。然后,使這種溶液通過0.45pm微量過濾器以除去雜質(zhì),如碎片。(2)pH調(diào)節(jié)劑溶液A-分散劑油烯基甲基?;撬徕c鹽...10g—蒸餾水…990g將上述組分在攪拌下充分混合,并且在室溫下完全溶解。然后,使這種溶液通過0.45pm微量過濾器以除去雜質(zhì),如碎片。(3)使用示于圖4中的三維微反應(yīng)器作為微反應(yīng)器,所述三維微反應(yīng)器具有下列分開的數(shù)量(通道數(shù))。i)供應(yīng)通道數(shù)(n)…將有機(jī)顏料溶液B分為7股,并且將pH調(diào)節(jié)劑溶液A分為7股。ii)供應(yīng)通道12,14的寬度(W)…每個(gè)為50jimiii)供應(yīng)通道12,M的高度(H)…每個(gè)為SO^imiv)合并區(qū)域18的直徑(D)…220pmv)微通道16的直徑(R)…200pmvi)入口和出口面積…總?cè)肟诿娣e(Sl)為0.035mm2,并且出口面積(S2)為0.031mm2,使得它們彼此不同。vii)在供應(yīng)通道12,14和微通道16之間的中心軸在合并區(qū)域18的交角…90°viii)用于微反應(yīng)器的材料…不銹鋼(SUS304)ix)通道加工方法...通過微放電加工進(jìn)行,并且通過金屬研磨的金屬表面密封,密封3個(gè)部分供應(yīng)部分32、合并部分34和反應(yīng)部分36。(4)反應(yīng)條件i)預(yù)定的流速...使用注射泵(來自HarvardCo.),有機(jī)顏料溶液B和pH調(diào)節(jié)劑溶液A分別以恒定的流速3mL/分鐘和12mL/分鐘供應(yīng)。在微通道16中流動(dòng)的有機(jī)顏料細(xì)粒分散體的流速是約15mL/分鐘,并且在有機(jī)顏料溶液B和pH調(diào)節(jié)劑溶液A之間的流速比為l:4。ii)溶液A,B的平均流速…UB入是2.857m/秒,UA入是U.429m/秒,并且U出是7.958m/秒。iii)剪切速率...微通道16中的剪切速率(U/R)—.0x104iv)反應(yīng)溫度...20°C(5)生產(chǎn)結(jié)果i)粒徑和粒徑分布結(jié)果在實(shí)施例2中在上述條件下制備的有機(jī)顏料細(xì)粒的中值平均尺寸M5(P/。是21.1nm,并且算術(shù)標(biāo)準(zhǔn)偏差STD為5.5nm。如從上述結(jié)果所理解的,在實(shí)施例2中可以穩(wěn)定地制備單分散性優(yōu)異的納米尺寸的有機(jī)顏料細(xì)粒(參見圖8)。而且,穩(wěn)定的連續(xù)生產(chǎn)能夠在生產(chǎn)中不導(dǎo)致堵塞的情況下進(jìn)行。[比較例2]使用與在實(shí)施例2中的那些相同的溶液A,B以及50mL具有攪拌器的小尺寸容器(處于槽的形式)制備有機(jī)顏料細(xì)粒。(1)反應(yīng)條件將上述小尺寸容器浸入保持在2(TC的溫度的恒溫槽中。將12mLpH調(diào)節(jié)劑溶液A加入該容器中,并且以500rpm的轉(zhuǎn)速攪拌混合物。在攪拌期間,使用注射泵(來自HarvardCo.)以3mL/分鐘的加入速度從液體表面加入3mL有機(jī)顏料溶液B。(2)生產(chǎn)結(jié)果i)粒徑和粒徑分布結(jié)果在比較例2中在上述條件下制備的有機(jī)顏料細(xì)粒的中值平均尺寸M50。/。是47.4nm,并且算術(shù)標(biāo)準(zhǔn)偏差STD為33.8nm,該結(jié)果比實(shí)施例2的結(jié)果(參見圖8)差。在實(shí)施例3中,測(cè)試通過改變微通道16中的剪切速率(U/R),制備的有機(jī)顏料細(xì)粒(顏料黃74(C.I.No.11714))的粒徑的變化。通過來自HORIBA,Ltd的動(dòng)態(tài)光散射粒徑分布測(cè)量?jī)x(LB-550)測(cè)量實(shí)施例3的粒徑分布。(1)有機(jī)顏料溶液B-顏料(P.Y.74)…1.2g-分散劑聚乙烯吡咯垸酮(來自WakoPureChemicalIndustries,Ltd.,K30)…6.0g-1M氫氧化鉀水溶液...3.8mL-二甲亞砜(DMSO)…109mL將上述組分在攪拌下充分混合,并且在室溫下完全溶解。這種溶液是紅棕色的。然后,使這種溶液通過0.45pm微量過濾器以除去雜質(zhì),如碎片。(2)pH調(diào)節(jié)劑溶液A-分散劑油烯基甲基?;撬徕c鹽...10g-蒸餾水...990g將上述組分在攪拌下充分混合,并且在室溫下完全溶解。然后,使這種溶液通過0.45pm微量過濾器以除去雜質(zhì),如碎片。(3)使用的微反應(yīng)器與實(shí)施例2的微反應(yīng)器相同。(4)反應(yīng)條件i)預(yù)定的流速...使用注射泵(來自HarvardCo.),有機(jī)顏料溶液B和pH調(diào)節(jié)劑溶液A分別以在表1中對(duì)于試驗(yàn)1至試驗(yàn)4所列的恒定的剪切速率條件下的恒定流速供應(yīng)。在微通道16中流動(dòng)的有機(jī)顏料細(xì)粒分散體的流速比為1:8。ii)反應(yīng)溫度...20°C(表l)<table>tableseeoriginaldocumentpage33</column></row><table>(5)試驗(yàn)結(jié)果試驗(yàn)結(jié)果示于表1和圖9中。如從表1和圖9中所理解的,隨著微通道16中的剪切速率變得更高,制備的有機(jī)顏料細(xì)粒的中值平均尺寸逐漸變得更小。這意味著通過改變微通道16中的剪切速率,可以控制制備的有機(jī)顏料細(xì)粒的粒徑。權(quán)利要求1.一種制備有機(jī)顏料細(xì)粒的方法,所述方法包括使兩種以上的溶液經(jīng)由微通道以非層流狀態(tài)流動(dòng),所述兩種以上的溶液中的至少一種是有機(jī)顏料溶解于其中的有機(jī)顏料溶液;和在流動(dòng)的過程中從所述有機(jī)顏料溶液中沉積有機(jī)顏料細(xì)粒。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的制備有機(jī)顏料細(xì)粒的方法,其中所述有機(jī)顏料溶液是其中將有機(jī)顏料溶解于堿性或酸性水介質(zhì)中的溶液,并且通過在經(jīng)由所述微通道流動(dòng)的過程中改變所述有機(jī)顏料溶液的氫離子指數(shù)(pH),沉積所述有機(jī)顏料細(xì)粒。3.—種制備有機(jī)顏料細(xì)粒的方法,該方法包括使兩種以上的溶液經(jīng)由微通道流動(dòng),所述兩種以上的溶液中的至少一種是有機(jī)顏料溶解于其中的有機(jī)顏料溶液;以及在流動(dòng)的過程中從所述有機(jī)顏料溶液中沉積有機(jī)顏料細(xì)粒,所述方法包括將兩種以上的溶液中的至少一種溶液分成多股溶液的步驟,所述兩種以上的溶液包括有機(jī)顏料溶液,其中將有機(jī)顏料溶解于堿性或酸性水介質(zhì)中;以及pH調(diào)節(jié)劑溶液,用于改變有機(jī)顏料溶液的氫離子指數(shù)(pH);將溶液合并使得所述多股分開的溶液中的至少一股分開的溶液的中心軸和所述兩種以上的溶液中的另一種溶液的中心軸在合并區(qū)域中的一個(gè)點(diǎn)相交的步驟,所述另一種溶液與所述一股分開的溶液不同;和通過在使所述合并的溶液經(jīng)由微通道流動(dòng)的過程中,由所述pH調(diào)節(jié)劑溶液改變所述有機(jī)顏料溶液的氫離子指數(shù)(pH),沉積所述有機(jī)顏料細(xì)粒的步驟。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備有機(jī)顏料細(xì)粒的方法,其中使所述兩種以上的溶液經(jīng)由所述微通道以非層流的狀態(tài)流動(dòng)。5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的制備有機(jī)顏料細(xì)粒的方法,其中所述微通道具有等價(jià)直徑為l^m至1000iim的特征長(zhǎng)度。6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的制備有機(jī)顏料細(xì)粒的方法,該方法還包括改變由U/R表示的剪切速率(l/秒),其中將所述微通道的等價(jià)直徑描述為R(m),并且將經(jīng)由所述微通道流動(dòng)的溶液的平均速度描述為U(m/秒)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備有機(jī)顏料細(xì)粒的方法,其中將剪切速率(U/R)調(diào)節(jié)為I00(1/秒)以上。8.根據(jù)權(quán)利要求3至7中任一項(xiàng)所述的制備有機(jī)顏料細(xì)粒的方法,其中在所述合并步驟中,確定在合并所述溶液時(shí)的中心軸的交角,以滿足S1>S2,其中將所述合并溶液的全部在厚度方向上的橫截面面積之和描述為S1,并且將所述微通道在徑向上的橫截面面積描述為S2,從而使所述溶液流在所述合并區(qū)域收縮。9.根據(jù)權(quán)利要求3至8中任一項(xiàng)所述的制備有機(jī)顏料細(xì)粒的方法,其中自將所述溶液在所述合并區(qū)域合并并且經(jīng)由所述微通道排出的混合所述溶液的時(shí)間為1微秒至1OOO毫秒。10.根據(jù)權(quán)利要求2至8中任一項(xiàng)所述的制備有機(jī)顏料細(xì)粒的方法,其中所述有機(jī)顏料溶液是堿性的。11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的制備有機(jī)顏料細(xì)粒的方法,其中所述有機(jī)顏料溶液是其中將有機(jī)顏料溶解于含水有機(jī)溶劑中的均勻溶液。12.根據(jù)權(quán)利要求l至ll中任一項(xiàng)所述的制備有機(jī)顏料細(xì)粒的方法,其中所述有機(jī)顏料溶液含有分散劑。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的制備有機(jī)顏料細(xì)粒的方法,其中至少一種分散劑是低分子量分散劑。14.根據(jù)權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述的制備有機(jī)顏料細(xì)粒的方法,其中所述有機(jī)顏料細(xì)粒是以其分散體的形式獲得的。15.—種有機(jī)顏料細(xì)粒,所述有機(jī)顏料細(xì)粒通過權(quán)利要求1至14中任一項(xiàng)所述的方法制備,具有l(wèi)iam以下的模型直徑。全文摘要根據(jù)本發(fā)明的制備有機(jī)顏料細(xì)粒的方法,當(dāng)通過使兩種以上的溶液經(jīng)由微通道流動(dòng)制備有機(jī)顏料細(xì)粒,所述兩種以上的溶液中的至少一種是有機(jī)顏料溶于其中的有機(jī)顏料溶液時(shí),所述有機(jī)顏料溶液經(jīng)由所述微通道以非層流的狀態(tài)流動(dòng)。因此,可以增加每單位時(shí)間的溶液的接觸面積,并且可以縮短擴(kuò)散混合的長(zhǎng)度,從而溶液的瞬間混合變得可能。結(jié)果,可以以穩(wěn)定的方式制備納米級(jí)單分散的有機(jī)顏料細(xì)粒。文檔編號(hào)C09B67/10GK101189305SQ20068002005公開日2008年5月28日申請(qǐng)日期2006年6月9日優(yōu)先權(quán)日2005年6月10日發(fā)明者志水由紀(jì),長(zhǎng)澤英治申請(qǐng)人:富士膠片株式會(huì)社
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