CN100506924C - 水性油墨、水性油墨组和分散体的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明利用用聚合物包封使之可分散于水中的色料的微囊,并且规定芳环在该聚合物中的含量为该聚合物的20-70%(重量),从而实现了确保在平面纸张上几乎不模糊且高色彩形成、在专业纸张上满意的色料形成和固定性质并且喷射稳定性优异的水性油墨。

Description

水性油墨、水性油墨组和分散体的制造方法
技术领域
本发明涉及一种保证在平面纸张、再生或铜版纸和发光媒体上高打印质量且同时具有优异储存稳定性的水性油墨。
本发明还涉及一种确保在水性喷墨打印中经常使用的打印媒体、特别是平面纸张或发光媒体上具有优异色彩再现性和打印质量的水性油墨组(set)。
此外,本发明涉及一种制备分散体的方法,其包括两个步骤,即,一个步骤是制备包封在聚合物中使之在水中可分散的色料的分散元素,并且一个步骤是将该分散元素分散在水性介质中,其中聚合物中的芳环的量是该聚合物的20-70%(重量)。此外,本发明涉及通过这种方法制备的分散体和利用该分散体的水性油墨。
背景技术
目前水性喷墨打印机的水性油墨所需具备的性质是打印的图像应具有良好的紧牢度,例如耐水性和光紧牢度,不论打印媒体的种类如何,都不会出现例如水性油墨的不规则流动或油墨扩散致使附着的小油墨滴扩大(此后称作“模糊”)的麻烦,并且打印的图像无论打印媒体的种类如何都具有高的密度/色彩再现性。
在这些要求中,为确保打印图像的紧牢度,进行了使用具有优异紧牢度的颜料代替染料的研究。与染料不同,颜料在水中不具有溶解性,因此需要以细微粒状态分散在水中,但稳定保持这种分散状态非常困难。为了解决这个问题,人们已经建议多种技术来把颜料稳定地分散在水中,例如JP-A-1-301760(在此使用的术语“JP-A”是指“未审查的、公布的日本专利申请”)中所述的利用可分散表面活性剂的方法和JP-B-5-64724(在此使用的术语“JP-B”是指“审查的日本专利公告”)所述的利用具有疏水部分和亲水部分的分散聚合物的方法。另外,对于水性喷墨打印机的水性油墨,已经提出用聚合物包封色料表面的技术,例如JP-A-62-95366中所述的利用包封染料水性油墨的微囊的方法,JP-A-1-170672所述的利用通过在水不溶性溶剂中溶解或分散染料且在水中用可分散表面活性剂将所得溶液或分散体乳化获得的微包封染料的方法,JP-A-5-39447中所述的制备含有通过在水、水溶性溶剂和聚酯的至少一种中溶解或分散可升华分散染料得到的包合产物的微囊,以及在记录溶液中使用该微囊的方法,JP-A-6-313141中所述的含有有色乳化聚合微粒和水性材料的油墨组合物,和JP-A-10-140065所述的利用相转移乳化反应或酸沉淀的方法。
为了实现打印图像具有良好的色彩再现性,JP-A-5-155006和JP-A-10-52925描述了一种通过将分别用水溶性树脂分散特定颜料而得到的黄色水性油墨、品红水性油墨、青色水性油墨和黑色水性油墨混合形成图像的方法,和JP-A-2001-354886描述了一种通过将分别用水溶性树脂分散颜料而得到的黄色水性油墨、品红水性油墨、青色水性油墨、黑色水性油墨、绿色水性油墨和红色水性油墨混合形成图像的方法。
然而,通过常规技术获得的分散元素不稳定,并且当表面活性剂或具有亲水性部分和疏水性部分的物质,例如二醇醚,存在时,容易发生吸收和解吸作用,并且水性油墨的不利之处在于储存稳定性差。在普通水性油墨的制备中,需要表面活性剂或具有亲水性部分和疏水性部分的物质,例如二醇醚,来减少纸张上的模糊。如果不使用这样的物质,水性油墨不足以渗透到纸张内,由此造成为均匀打印而使纸的种类受到限制或打印图像质量容易降低的问题。
而且,当本发明使用的添加剂(也就是,乙炔二醇,乙炔醇,含硅表面活性剂,二(三)乙二醇一丁醚,(二)丙二醇一丁醚,1,2-烷二醇或其混合物)用于常规分散元素中时,无法获得长期储存稳定性,并且由于水性油墨的再溶解性差,水性油墨容易干燥,造成堵塞的问题,例如在水性喷墨头的喷嘴或书写工具的笔尖处堵塞。
另外,利用所述分散剂分散的颜料存在的问题是残余分散剂滞留在水性油墨体系中,且该分散剂不能为分散体提供满意的贡献而从颜料解吸,使粘度增高。如果粘度增高,有色材料如颜料的加入量受到限制,无法获得足够高的图像质量,特别是在平面纸张上。
本发明已经解决了这些问题,本发明的目的在于提供一种含有分散元素的水性油墨,该分散元素能够使该水性油墨确保在平面纸张上减小了的模糊性和高度的色彩形成性,在专业纸张上令人满意的色彩形成性和固定性,并且在水性喷墨记录中,具有优异的喷出稳定性。
发明内容
本发明的水性油墨是一种含有用聚合物(此后有时称作“分散聚合物”)包封使之可分散于水中的色料的分散元素的水性油墨,其中该聚合物中芳环的量是该聚合物的20-70%(重量)(此后有时简化为“%”)。
实施发明的最佳方式
本发明是在大量研究的结果下完成的,这些研究考虑了水性油墨所必需的性质,由此水性油墨中的分散元素具有优异的稳定性,可以制备确保在平面纸张上具有较小的模糊性和高级色彩形成性,并且在专业纸张上具有满意的色彩形成性和固定性的水性油墨,并且在水性喷墨记录中,该水性油墨在水性喷墨头具有优良的喷出稳定性。
本发明的优选实施方式(a)
本发明的水性油墨含有用聚合物包封使之可分散于水中的色料的分散元素,其中该聚合物中芳环的量是该聚合物的20-70%。当芳环的量是该聚合物的20%或更多时,该聚合物可以适当吸收具有疏水表面的色料。吸收的聚合物也是通过加入适用于本发明的添加剂来稳定化。如果芳环的量超过70%,分散变得困难,并且相反地,无法获得稳定性。芳环的量优选为25-50%。
本发明的水性油墨说明如下。
首先说明作为本发明水性油墨的一个特性特征的分散元素。如上所述,含在本发明水性油墨中的分散元素用聚合物包封且使之在水中可分散。
在本发明中,色料是指具有所谓有色分子的物质,并且包括颜料和染料。作为上述色料,可以适当使用有机或无机颜料.
颜料
可以用作色料的无机或有机颜料的实例包括下列。
无机黑色颜料的实例包括炭黑类(C.I.颜料黑7),例如炉黑,灯黑,乙炔黑和槽法炭黑。
可以使用的有机颜料的实例包括酞箐染料,喹吖啶酮染料,缩合偶氮染料,异吲哚啉酮颜料,醌酞酮(quinophthalone)颜料,蒽醌颜料,苯并咪唑酮颜料,一偶氮颜料,偶氮色淀颜料,二噁嗪颜料perynone颜料和苝颜料.
黄色水性油墨的有机颜料的具体实例包括C.I.颜料黄1(汉萨黄G),2,3(汉萨黄10G),4,5(汉萨黄5G),6,7,10,11,12(二偶氮黄AAA),13,14,16,17,24(黄烷士酮黄),55(二偶氮黄AAPT),61,61:1,65,73,74(坚牢黄5GX),75,81,83(二偶氮黄HR),93(缩合偶氮黄3G),94(缩合偶氮黄6G),95(缩合偶氮黄GR),97(坚牢黄FGL),98,99(蒽醌),100,108(蒽嘧啶黄),109(异吲哚啉酮黄2GLT),110(异吲哚啉酮黄3RLT),113,117,120(苯并咪唑酮黄H2G),123(蒽醌黄),124,128(缩合偶氮黄8G),129,133,138(醌酞酮黄),139(异吲哚啉酮黄),147,151(苯并咪唑酮黄H4G),153(亚硝基镍黄),154(苯并咪唑酮黄H3G),155,156(苯并咪唑酮黄HLR),167,168,172,173(异吲哚啉酮黄6GL)和180(苯并咪唑酮黄).
品红水性油墨的有机颜料的具体实例包括C.I.颜料红1(对位红),2,3(甲苯胺红),4,5(1TR红),6,7,8,9,10,11,12,14,15,16,17,18,19,21,22,23,30,31,32,37,38(吡唑啉酮红B),40,41,42,88(硫靛枣红),112(茶酚红FGR),114(亮洋红BS),122(二甲基喹吖啶酮颜料),123(苝朱红),144,146,149(苝猩红),150,166,168(二苯并芘二酮橙),170(萘酚红F3RK),171(苯并咪唑酮褐紫红HFM),175(苯并咪唑酮红HFT),176(苯并咪唑酮洋红HF3C),177,178(苝红),179(苝褐紫红),185(苯并咪唑酮洋红HF4C),187,188,189(苝红),190(苝红),194(perynone红),202(喹吖啶酮品红),209(二氯喹吖啶酮红),214(缩合偶氮红),216,219,220(缩合偶氮),224(苝红),242(缩合偶氮猩红)和245(萘酚红),和C.I.颜料紫19(喹吖啶酮),23(二嗪紫)紫,31,32,33,36,38,43和50.
青色水性油墨的颜料的具体实例包括C.I.颜料蓝15,15:1,15:2,15:3,15:4,15:6(全部是酞青蓝),16(非金属酞青蓝),17:1,18(碱蓝调色剂),19,21,22,25,56,60(阴丹士林蓝),64(二氯阴丹酮蓝),65(紫蒽酮)和66(靛蓝).
可以用于黑色水性油墨的有机颜料的具体实例包括黑色有机颜料,例如苯胺黑(C.I.颜料黑1).
用于非黄色、青色和品红水性油墨的有色水性油墨的有机颜料的具体实例包括C.I.颜料橙1,2,5,7,13,14,15,16(硫化橙),24,31(缩合偶氮橙4R),34,36(苯并咪唑酮橙HL),38,40(皮蒽酮橙),42(异吲哚啉酮橙RLT),43,51,60(苯并咪唑酮基不溶性一偶氮颜料),62(苯并咪唑酮基不溶性一偶氮颜料)和63;C.I.颜料绿7(酞青绿),10(绿金),36(氯溴酞青绿),37和47(紫蒽酮绿);和C.I.褐色1,2,3,5,23(缩合偶氮褐5R),25(苯并咪唑酮褐HFR),26(苝枣红)和32(苯并咪唑酮褐HFL).
在本发明的水性油墨中,这些颜料可以单独使用或者作为其两种或多种的混合物.
在用聚合物包封颜料形成微囊(这是指分散元素)之前,所用的颜料优选被预先研磨为细颗粒.颜料的研磨可以通过湿法研磨或干法研磨、利用研磨介质如氧化锆珠、玻璃珠和无机盐进行.研磨设备的实例包括超微磨碎机,球磨和振动磨.
在将颜料研磨为细颗粒的情况中,应考虑到不是少量的研磨介质(珠)混合到颜料中.更具体地,考虑到在使用玻璃珠作为研磨介质的情况中Si混合在颜料内,在使用氧化锆珠的情况中考虑到混合有Zr,并且在使用由不锈钢构件组成的研磨设备的情形中考虑到混合有Fr,Cr,Ni等.所以,颜料在研磨后优选进行洗涤,超滤或类似处理除去研磨介质或研磨设备带来的污染.
另外,颜料可以通过利用水溶性无机盐(例如NaCl,BaCl2,KCl,Na2SO4)作为研磨介质的方法研磨(盐磨法).此时,混合的研磨介质组分理论上可以通过用离子交换水等洗涤来除去.然而,在某些情况中,具有大表面积的颜料和上述无机盐混合,并且如果研磨后的洗涤不充分,可能保留大量的无机盐作为分散介质,因此应当小心避免这种情况。
对于分散方法,可以采用超声波分散、球磨、砂磨、辊磨、喷射磨和其他已知的分散方法.
在其中水性油墨用于水性喷墨体系的情况中,颜料的加入量优选是0.5-30%,更优选1.0-12%.如果加入的量小于此范围,无法保证打印密度,而如果加入的量大于此范围,水性油墨的粘度增高或粘度特性中产生结构粘度,并且这容易使水性油墨自水性喷雾头的喷射稳定性恶化。
颜料的粒度优选5μm或更小,更优选0.3μm或更小,进一步更优选0.01-0.15μm。
分散聚合物
本发明的水性油墨使用的分散聚合物包封颜料,并由此使该颜料可分散在水中,并且同时,该分散聚合物中的芳环的量是该分散聚合物的20-70%。形成该分散聚合物的物质的疏水性基团优选选自烷基,环烷基和芳环的至少一种,但芳环优选以上述量使用。烷基或环烷基中的烷基优选是具有4个或更多个碳原子的烷基。在引入芳环至分散聚合物内的情况中,芳环可以以芳基(具体地,苯基,萘基,蒽基等)和/或其衍生物,其他芳环,或杂环和/或其衍生物的形式引入。另外,形成该分散聚合物的物质优选具有亲水性官能团。所述的亲水性官能团优选至少为羧基、磺酸基、羟基、氨基、酰氨基或其碱。可以用来形成分散聚合物的物质的具体实例包括含有具有双键的丙烯酰基、甲基丙烯酰基、乙烯基或烯丙基的单体或低聚物。
另外,包封颜料的聚合物优选含有一种或多种选自聚丙烯酸酯、苯乙烯-丙烯酸共聚物、聚苯乙烯、聚酯、聚酰胺、聚酰亚胺、含硅聚合物和含硫聚合物的成员作为组成。可以用于本发明的包含选自乙炔二醇基表面活性剂、乙炔醇基表面活性剂、含硅表面活性剂、二(三)乙二醇一丁醚、(二)丙二醇一丁醚和1,2-烷二醇的一种或多种的物质,与分散用的普通分散剂引发吸收/解吸反应,并且解吸的分散剂漂浮在水性油墨中易于产生打印混乱的现象。然而,当通过使用聚合物适当分散色料时,该吸收/解吸反应很少出现,因为聚合物稳定地包封了该色料,并且优选这种情况。
通过用聚合物包封颜料获得的色料优选通过用具有至少一个可聚合基团的分散剂和可与其共聚的单体的共聚物包封颜料来制成。在此,具有可聚合基团的分散剂具有至少一个疏水性基团,亲水性基团和可聚合基团,并且该可聚合基团是丙烯酰基、甲基丙烯酰基、烯丙基或乙烯基。该可共聚的基团类似地是丙烯酰基、甲基丙烯酰基、烯丙基或乙烯基。在用作水性喷墨记录的水性油墨的情形中,从堵塞或喷射稳定性的角度考虑优选相对均匀的粒度,因此通过用聚合物包封颜料获得的色料优选通过乳化聚合法或相转移乳化反应法来制备。另外,当聚合物中的苯环落在本发明的范围内且分散是通过使用适当的分散剂来实现时,得到稳固的聚合物并且优选如此,因为这可以长时间得到分散稳定性,即使加入包含选自乙炔二醇基表面活性剂、乙炔醇基表面活性剂、含硅表面活性剂、二(三)乙二醇一丁醚、(二)丙二醇一丁醚和1,2-烷二醇的一种或多种的物质,其优选用于本发明。
优选通过用具有可聚合基团的分散剂分散该颜料且在水中利用可与该分散剂共聚的单体和聚合引发剂进行乳化聚合反应或在水中进行相转移乳化反应以使该聚合物包封颜料,从而制备用聚合物包封颜料得到的色料。
本发明的水性油墨中使用的分散聚合物的单体的实例,其可以特别用于将芳环引入到所述的分散聚合物中,包括苯乙烯,(α,2,3,或4)-烷基苯乙烯,(α,2,3或4)-烷氧基苯乙烯,3,4-二甲基苯乙烯,α-苯基苯乙烯,二乙烯基苯,乙烯基萘,苯乙烯大分子单体,(甲基)丙烯酸苄酯,(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯,和双酚A或F的环氧乙烷加合物的二(甲基)丙烯酸酯。可以使用的单体的其他实例包括丙烯酸四氢糠基酯,甲基丙烯酸丁酯,二甲基氨基(甲基)丙烯酸酯,(甲基)丙烯酸二甲基氨基乙酯,二甲基氨基丙基丙烯酰胺,丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯,丙烯酰基吗啉,N,N-二甲基丙烯酰胺,N-异丙基丙烯酰胺,N,N-二乙基丙烯酰胺,(甲基)丙烯酸甲酯,(甲基)丙烯酸乙酯,(甲基)丙烯酸丙酯,(甲基)丙烯酸乙基己酯,其他(甲基)丙烯酸烷基酯,(甲基)丙烯酸甲氧基二乙二醇酯,乙氧基、丙氧基或丁氧基的二乙二醇或聚乙二醇的(甲基)丙烯酸酯,(甲基)丙烯酸环己酯,(甲基)丙烯酸异冰片基酯,(甲基)丙烯酸羟基烷基酯,其他含氟-、氯-或硅的(甲基)丙烯酸酯,(甲基)丙烯酰胺,马来酰胺和(甲基)丙烯酸。在将交联结构引入到分散聚合物的情况中,除上述单官能单体以外,可以使用具有丙烯酰基或甲基丙烯酰基的化合物,例如(一-,二-,三-,四-或聚-)乙二醇二(甲基)丙烯酸酯,1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,8-辛二醇、1,10-癸二醇等的(甲基)丙烯酸酯,三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯,丙三醇(二-或三-)(甲基)丙烯酸酯,新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯,季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯和二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯。
所述的分散聚合物还可以通过加入一种或多种选自含芳环聚合物,即苯乙烯-丙烯酸共聚物,聚苯乙烯和聚酰亚胺,和其他聚合物,即聚丙烯酸酯、聚酯、聚酰胺、含硅分散聚合物和含硫分散聚合物的成员来制备,从而含有选定的聚合物作为主成分。
可使用的聚合引发剂的实例包括过硫酸钾,过硫酸铵和自由基聚合使用的一般引发剂,例如过硫酸,偶氮二异丁腈,过氧化苯甲酰,过氧化二丁基,过乙酸,氢氧化枯烯,叔丁基羟基过氧化物和对甲烷羟基过氧化物。
用于本发明的水性油墨的分散聚合物还可以通过乳化聚合制备。在这种情况中,可以使用链转移剂,其实例包括叔十二烷基硫醇,正十二烷基硫醇,正辛基硫醇,黄原酸类例如二甲基黄原酸二硫化物和二异丁基黄原酸硫化物,二戊烯,茚,1,4-环己二烯,二氢呋喃和呫吨。
通过使用含上述颜料和分散聚合物的分散元素作为组成元素,可以获得具有优良储存稳定性且适用于水性喷墨打印的水性油墨。而且,当本发明的水性油墨含有下面所述的水溶性有机溶剂时,无论打印介质的种类如何,例如平面纸张或发光媒体,都可以形成减小模糊性且具有良好固定性质/色彩再现性的图像。此外,所述的分散元素还可适当用于书写工具的水性油墨。
用聚合物包封颜料获得的色料优选通过用具有至少一个可聚合基团的分散剂和可与其共聚的单体的共聚物包封颜料来制成。在此,具有可聚合基团的分散剂具有至少一个疏水性基团,亲水性基团和可聚合基团,并且该可聚合基团是丙烯酰基、甲基丙烯酰基、烯丙基或乙烯基。可共聚基团同样是丙烯酰基,甲基丙烯酰基、烯丙基或乙烯基。
在用作水性喷墨记录的水性油墨的情况中,从堵塞或喷射稳定性的角度考虑,优选相对均匀的粒度,因此用聚合物包封颜料得到的色料优选通过乳化聚合法或相转移乳化反应法来制备。另外,当聚合物中的苯环落在本发明的范围内且分散作用是通过使用适当的分散剂来实现时,得到稳固的聚合物并且优选如此,因为这可以长时间得到分散稳定性。
通过用聚合物包封颜料获得的分散元素优选通过用具有可聚合基团的分散剂分散颜料并且使其在水中利用可与该分散剂共聚的单体和聚合引发剂进行乳化聚合来制备。
水性油墨
本发明的水性油墨含有至少一种渗透剂,保湿剂,水和上述分散元素。
在本发明使用的水性油墨中,有时加入渗透剂是为了增强水性油墨渗透到记录介质如纸张中的渗透性。另外,有时加入各种添加剂,例如保湿剂来保证放置稳定性、水性油墨喷射头的稳定喷射等,溶解助剂、渗透控制剂(渗透剂)、粘度调节剂、pH调节剂、抗氧剂、抗真菌剂、腐蚀抑制剂和捕获影响分散的金属离子的螯合剂。
(渗透剂)
当加入渗透剂时,打印物在干燥性质上增高,且甚至在连续打印时,先前的打印部分不会转移到下一个介质的背面,由此可以实现高速打印记录。此外,在用作水性喷墨打印机的水性油墨的情况中,优选在水性喷墨头的喷嘴中不起泡且不易干燥的渗透剂。
渗透剂优选是一种或多种选自乙炔二醇基表面活性剂、乙炔醇基表面活性剂、含硅表面活性剂、二醇醚和烷二醇类的成员。利用此类渗透剂,可以减小在平面纸张上的模糊性并且可以适当调整在发光媒体上的线宽度。
可以适当用作渗透剂的乙炔二醇-或乙炔醇基表面活性剂的具体产品实例包括Surfynol TG,Surfynol 104,Surfynol 420,Surfynol440,Surfynol 465,Surfynol 485,Surfynol 61,和Surfynol 82(全部是Air Products生产);Olfine E1010,Olfine E1004,Olfine E1004和Olfine STG(全部由Nissin Chemical Industry Co.,Ltd.生产);和Acetylenol E00,Acetylenol E40和Acetylenol E100(全部由Kawaken Fine Chemicals生产)。
可以适当用作渗透剂的二醇醚的实例包括二甘醇一(C4-C8烷基)醚,三乙二醇一(C4-C8烷基)醚,丙二醇一(C3-C6烷基)醚,和二丙二醇一(C3-C6烷基)醚。具体实例包括二甘醇一丁醚,三甘醇一丁醚,丙二醇一丁醚,和二丙二醇一丁醚。
可以用作渗透剂的烷二醇的实例包括1,2-(C4-C10烷基)二醇,1,3-(C4-C10烷基)二醇,1,5-(C4-C10烷基)二醇和1,6-(C4-C10烷基)二醇。具体实例包括1,2-戊二醇,1,2-己二醇,1,3-丁二醇,1,5-戊二醇和1,6-己二醇。
当加入所述的二醇醚和/或烷二醇时,打印物在干燥性质上增高,且甚至在连续打印时,先前的打印部分不会转移到下一个介质的背面,由此可以实现高速打印,特别是在水性喷墨记录时。那些二醇醚和/或烷二醇不仅具有作为渗透剂的作用,而且具有作为水性油墨中使用的其他难溶添加剂的溶解助剂的性质。例如,在那些乙炔二醇中,在使用本身在水中具有低溶解度的化合物的情况中,通过加入和联合使用二醇醚,可以提高乙炔二醇的溶解度并且可以增加其加入量。
而且,二醇醚和/或烷二醇具有杀微生物/抗菌活性,因此,当在水性油墨中的含量为约3-5%时,这种化合物可以提供抑制微生物、真菌等产生的作用。
在本发明的水性油墨中,上述乙炔二醇基表面活性剂、乙炔醇基表面活性剂、二醇醚和烷二醇可以作为渗透剂单独使用或者合用。其加入量基于水性油墨计,优选0.01-30%(重量),更优选0.1-10%(重量)。如果加入量小于0.01%,减弱了提高打印质量的效果,而如果超过30%(重量),水性油墨喷射头的喷嘴的周围是非均匀湿润且可能得不到稳定的喷射。
选自乙炔二醇基表面活性剂、乙炔醇基表面活性剂和含硅表面活性剂的一种或多种优选含量为0.1-5%.即使加入量超过5%,对打印质量的影响不会有任何增加,并且如果加入,结果是粘度增加,该水性油墨变得难以操作或易于粘着在喷头尖,这容易引起打印杂乱,而如果加入量小于0.1%,提高打印质量的效果就会降低。加入量更优选为0.15-2%。
此外,优选同时加入选自乙炔二醇基表面活性剂、乙炔醇基表面活性剂和含硅表面活性剂的一种或多种,和选自二(三)乙二醇一丁醚、(二)丙二醇一丁醚和1,2-烷二醇的一种或多种。当乙炔二醇和/或乙炔醇基表面活性剂与选自二(三)乙二醇一丁醚、(二)丙二醇一丁醚和1,2-烷二醇的一种或多种同时使用时,打印质量进一步提高。
在这种情况中,选自乙炔二醇基表面活性剂、乙炔醇基表面活性剂和含硅表面活性剂的一种或多种优选以0.01-0.5%的量加入,且选自二(三)乙二醇一丁醚、(二)丙二醇一丁醚和1,2-烷二醇的一种或多种优选以1%或更高的量加入.选自乙炔二醇基表面活性剂、乙炔醇基表面活性剂和含硅表面活性剂的一种或多种通过以少量的加入来提供增强渗透性的作用,因此其加入量为0.5%或更小.对于选自二(三)乙二醇一丁醚、(二)丙二醇一丁醚和1,2-烷二醇的一种或多种,当其加入量为1%或更高时,打印质量更高.
除此之外,作为本发明水性油墨的渗透剂,同样可以使用上述醇、非离子表面活性剂、硅表面活性剂、水溶性有机溶剂和其他表面活性剂。
可以适当用作渗透剂的含硅表面活性剂的具体实例包括BYK-307,BYK-331,BYK-333,BYK-347和BYK-348(全部由Byk-Chemie生产).
在本发明的水性油墨中,这些渗透剂可以单独使用或者其两种或多种合用.
特别是,所述的烷二醇一烷基醚优选具有10个或更少的烷二醇重复单元且含有具有3-10的碳数的烷基醚.其中,优选二(三)乙二醇一丁醚和/或(二)丙二醇一丁醚.所述的1,2-烷二醇优选是1,2-己二醇和/或1,2-戊二醇.
包括选自二(三)乙二醇一丁醚、(二)丙二醇一丁醚和1,2-烷二醇的一种或多种的物质优选以0.5-30%,更优选1-15%的量加入.
从打印质量的角度看,优选同时加入选自乙炔二醇基表面活性剂和乙炔醇基表面活性剂的至少一种或多种以及选自二(三)乙二醇一丁醚、(二)丙二醇一丁醚和1,2-烷二醇的一种或多种.
在这种情况下,选自乙炔二醇基表面活性剂和乙炔醇基表面活性剂的一种或多种优选以0.01-1.0%的量加入,且选自二(三)乙二醇一丁醚、(二)丙二醇一丁醚和1,2-烷二醇的一种或多种优选以1%或更高的量加入.选自乙炔二醇基表面活性剂和乙炔醇基表面活性剂的一种或多种通过以少量的加入来提供增强渗透性的作用.因此,即使加入量为1.0%或更小,当选自二(三)乙二醇一丁醚、(二)丙二醇一丁醚和1,2-烷二醇的一种或多种以1%或更高的量加入时,打印质量更高。
所述的1,2-烷二醇优选是具有4-10的碳数的1,2-烷二醇,且其加入量优选10%或更少。然而,在用于书写工具的情况中,所述的1,2-烷二醇及其加入量不限于此。加入量更优选是1-8%。
二(三)乙二醇一丁醚是指二甘醇一丁醚和/或三甘醇一丁醚,是为了提供改进打印质量所必需的渗透性水平,这种化合物优选以20%或更少,更优选0.5-10%的量加入。
在本发明的水性油墨中,上述和其他表面活性剂以及亲水性高沸点低挥发性溶剂例如高沸点低挥发性多元醇及其一醚化、二醚化或醚化产物可以单独或其两种或多种合用作为渗透剂的辅剂来控制水性油墨的渗透性,而且改进喷嘴堵塞抵抗性,水性油墨的水保持力或者渗透剂的溶解度。
所述的1,2-烷二醇优选具有4-10的碳数的1,2-烷二醇,并且其加入量优选10%或更小。如果加入量超过10%,则粘度增加,且作为用于水性喷墨记录的水溶液的操作性能减小,并且即使以这样的量加入,也不会使提高打印质量的效果有任何增高。然而,在用于书写工具的情况中,1,2-烷二醇的加入量不限于此。
另外,所述的1,2-烷二醇优选是1,2-戊二醇或1,2-己二醇。1,2-戊二醇优选以3-10%的量加入。如果加入量小于3%,则提高渗透性的作用低,并且经常导致模糊。如果碳数超过10,则粘度增高,并且从操作性能的角度看,这不适合本发明中的水溶性水性油墨。1,2-己二醇优选以0.5-10%的量加入.如果加入量小于0.5%,则改进渗透性的作用低,并且如果碳数超过10,水溶性降低,从操作性能的角度考虑,这不适合本发明中的水溶性水性油墨.在上述乙炔二醇和/或乙炔醇基表面活性剂的加入量为0.5%或更高的情况中,从打印质量的角度看,其相对于1,2-烷二醇的比例优选是1:0-1:50。即使1,2-烷二醇与乙炔二醇和/或乙炔醇基表面活性剂的比例超过50倍,提高打印质量的作用不会有任何增加,并且如果以这样的比例加入,该作用会降低且产生粘度增高的问题。
(二)丙二醇一丁醚优选含量为10%或更小。即使该加入量超过10%,提高打印质量的作用不会有任何增加,而相反,由于粘度增加且低水溶性,需加入溶解助剂。该加入量更优选是0.5-5%。
乙炔二醇和/或乙炔醇基表面活性剂与(二)丙二醇一丁醚的比例优选是1:0-1:10。即使(二)丙二醇一丁醚与乙炔二醇和/或乙炔醇基表面活性剂的比例超过10倍,提高打印质量的作用不会有任何增加,并且如果以这样的比例加入,该作用会降低且造成粘度增高的问题。
二(三)乙二醇一丁醚优选加入量为20%或更小。如果加入量超过20%,粘度增加,由此损害操作性,且即使以这样的量加入,提高打印质量的作用不会有任何增加。该加入量更优选1-15%。二(三)乙二醇一丁醚是指二甘醇一丁醚(DEGmBE)和/或三甘醇一丁醚(TEGmBE),并且为了达到提高打印质量所必需的渗透性水平,这种化合物优选加入量为20%或更小。即使加入量超过20%,提高打印质量的作用不会有任何增加,而相反,这造成粘度增高的问题。该加入量更优选0.5-10%。
优选乙炔二醇和/或乙炔醇基表面活性剂的加入量为0.5%或更高,且与二(三)乙二醇一丁醚的比例为1:0-1:50。从打印质量的观点看,二(三)乙二醇一丁醚优选加入量至多是乙炔二醇和/或乙炔醇基表面活性剂的加入量的50倍。二(三)乙二醇一丁醚使乙炔二醇基表面活性剂溶解度增高且提高打印质量,但是,如果加入量超过50倍,这些作用会逐渐消失,并且水溶液变得难以用于水性喷墨记录。
(保湿剂)
防止水性喷墨记录头或笔尖的喷嘴表面干燥的具有水溶性的二醇的实例,包括乙二醇、二甘醇、三甘醇,丙二醇、一缩二丙二醇、二缩三丙二醇、分子量为2,000或更小的聚乙二醇、1,3-丙二醇、异丙二醇、异丁二醇、硫二甘醇、1,4-丁二醇、1,3-丁二醇,1,5-戊二醇,1,6-己二醇,甘油,内消旋赤癣醇,季戊四醇、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、1,4-环己二醇,1,4-环己二甲醇和环己硫醇。
在本发明中,还可以使用许多种类的糖以防止水性油墨干燥和堵塞在喷嘴前面。其实例包括单糖和多糖,例如葡萄糖、甘露糖、果糖、核糖、木糖、阿拉伯糖、乳糖、半乳糖、醛糖酸、山梨糖(glucitose)、麦芽糖、纤维二糖、蔗糖、海藻糖和麦芽三糖,并且还包括藻酸及其盐,环糊精和纤维素。糖的加入量适宜为0.05-30%。单糖或多糖的加入量如同一般的糖,例如葡萄糖、甘露糖、果糖、核糖、木糖、阿拉伯糖、乳糖、半乳糖、醛糖酸、山梨糖、麦芽糖、纤维二糖、蔗糖、海藻糖和麦芽三糖,更优选是3-20%。藻酸或其盐、环糊精或纤维素的加入量需在制备水性油墨时不使粘度过高。
具有水相容性且可以用于提高水性油墨中所含的具有低水溶性的二醇醚或水性油墨组分的溶解度、提高进入记录字迹或图像的材料如纸张中的渗透性、和防止堵塞在喷嘴中或笔尖的添加剂的其他实例,包括具有1-4的碳数的烷醇,例如乙醇、甲醇、丁醇、丙醇和异丙醇,二醇醚例如乙二醇一甲醚,乙二醇一乙醚,乙二醇一丁醚,乙二醇一甲醚乙酸酯,二甘醇一甲基醚,二甘醇一乙醚,二甘醇一正丙基醚,乙二醇一异丙基醚,二乙二醇一异丙基醚,乙二醇一正丁基醚,二甘醇一正丁基醚,三甘醇一正丁基醚,乙二醇一叔丁基醚,二甘醇一叔丁基醚,1-甲基-1-甲氧基丁醇,丙二醇一甲醚,丙二醇一乙醚,丙二醇一叔丁基醚,丙二醇一正丙基醚,丙二醇一异丙基醚,二丙二醇一甲醚,二丙二醇一乙醚,二丙二醇一正丙基醚,二丙二醇一异丙基醚,丙二醇一正丁基醚和二丙二醇一正丁基醚,甲酰胺,乙酰胺,二甲基亚砜,山梨糖醇,脱水山梨糖醇,乙酸甘油酯,甘油二乙酸酯,甘油三乙酸酯和环丁砜。可以从这些中适当选择化合物并使用。
(其他添加剂)
本发明的水性喷墨记录的水性油墨有时含有不同的添加剂例如保湿剂来确保放置稳定性,水性油墨喷射头的稳定喷射等,溶解助剂,渗透控制剂,粘度调节剂,pH调节剂,抗氧剂,抗真菌剂,腐蚀抑制剂,和捕获对分散具有影响的金属离子的螯合剂。这些如下所述。
优选加入具有水溶性的二醇来防止水性喷墨记录头的喷嘴面或书写工具的笔尖干燥,其实例包括乙二醇、二甘醇、三甘醇、丙二醇、二丙二醇、三丙二醇、具有2,000或更小分子量的聚乙二醇、1,3-丙二醇、异丙二醇、异丁二醇、1,4-丁二醇、1,3-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、丙三醇、内消旋赤癣醇和季戊四醇。
另外,本发明中,可以使用许多种类的糖来防止水性油墨干燥和堵塞在喷嘴前面。其实例包括单糖和多糖,例如葡萄糖、甘露糖、果糖、核糖、木糖、阿拉伯糖、乳糖、半乳糖、醛糖酸、山梨糖、麦芽糖、纤维二糖、蔗糖、海藻糖和麦芽三糖,并且还包括藻酸及其盐,环糊精和纤维素。糖的加入量适宜为0.05-30%。如果加入量小于0.05%,防止水性油墨干燥和堵塞在顶尖部的堵塞现象抑制作用降低,而如果超过30%,水性油墨的粘度增加,无法适当地进行打印。单糖或多糖的加入量如同一般糖,例如葡萄糖、甘露糖、果糖、核糖、木糖、阿拉伯糖、乳糖、半乳糖、醛糖酸、山梨糖、麦芽糖、纤维二糖、蔗糖、海藻糖和麦芽三糖,更优选是3-20%。藻酸或其盐、环糊精或纤维素的加入量需使制备水性油墨时粘度不会过高。
具有水相容性且可以用于提高水性油墨中所含的具有低水溶性的二醇醚或水性油墨组分的溶解度、提高进入记录字迹或图像的材料如纸张中的渗透性、和防止堵塞在喷嘴中或笔尖的添加剂的其他实例,包括具有1-4的碳数的烷醇,例如乙醇、甲醇、丁醇、丙醇和异丙醇,二醇醚例如乙二醇一甲醚,乙二醇一乙醚,乙二醇一丁醚,乙二醇一甲醚乙酸酯,二甘醇一甲基醚,二甘醇一乙醚,二甘醇一正丙基醚,乙二醇一异丙基醚,二乙二醇一异丙基醚,乙二醇一正丁基醚,二甘醇一正丁基醚,三甘醇一正丁基醚,乙二醇一叔丁基醚,二甘醇一叔丁基醚,1-甲基-1-甲氧基丁醇,丙二醇一甲醚,丙二醇一乙醚,丙二醇一叔丁基醚,丙二醇一正丙基醚,丙二醇一异丙基醚,二丙二醇一甲醚,二丙二醇一乙醚,二丙二醇一正丙基醚,二丙二醇一异丙基醚,丙二醇一正丁基醚和二丙二醇一正丁基醚,甲酰胺,乙酰胺,二甲基亚砜,山梨糖醇,脱水山梨糖醇,乙酸甘油酯,甘油二乙酸酯,甘油三乙酸酯和环丁砜。可以从这些中适当选择化合物并使用。
在本发明的水性油墨中,可以进一步加入其他表面活性剂来控制进入媒体例如纸张和专业纸张的渗透性。加入的表面活性剂优选是与本发明的水性油墨体系具有良好相容性的表面活性剂,并且在表面活性剂中,优选具有高和稳定的渗透性的表面活性剂。其实例包括两性表面活性剂和非离子表面活性剂。两性表面活性剂的实例包括月桂基二甲基氨基乙酸甜菜碱,2-烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉鎓甜菜碱,椰油脂肪酰胺丙基二甲基氨基乙酸甜菜碱,聚辛基-聚氨基乙基甘氨酸,和咪唑啉衍生物。非离子表面活性剂的实例包括醚型表面活性剂例如聚氧化乙烯壬基苯基醚,聚氧化乙烯辛基苯基醚,聚氧化乙烯十二烷基苯基醚,聚氧化乙烯烷基烯丙基醚,聚氧化乙烯油基醚,聚氧化乙烯月桂基醚,聚氧化乙烯烷基醚和聚氧化烯烷基醚(例如聚氧化丙烯聚氧化乙烯烷基醚),聚氧化乙烯油酸,酯型表面活性剂例如聚氧化乙烯油酸酯,聚氧化乙烯二硬脂酸酯,脱水山梨糖醇月桂酸酯,脱水山梨糖醇一硬脂酸酯,脱水山梨糖醇一油酸酯,脱水山梨糖醇倍半油酸酯,聚氧化乙烯一油酸酯和聚氧化乙烯硬脂酸酯,和含氟表面活性剂例如氟烷基酯和全氟烷基碳酸酯。
pH调节剂、溶解助剂和抗氧剂的实例包括胺类例如二乙醇胺,三乙醇胺,丙醇胺和吗啉,其改性产物,无机盐例如氢氧化钾,氢氧化钠和氢氧化锂,氢氧化铵,氢氧化季铵(例如四甲基铵),碳酸盐例如碳酸(氢)钾,碳酸(氢)钠和碳酸(氢)锂,磷酸盐,脲例如尿素,硫脲和四甲脲,脲基甲酸盐(酯)类例如脲基甲酸盐和脲基甲酸甲酯,缩二脲类例如缩二脲,二甲基缩二脲和四甲基缩二脲,和L-抗坏血酸及其盐。另外,可以使用市售抗氧剂和紫外线吸收剂。其实例包括Tinuvin 328,900,1130,384,292,123,144,622,770和292,Irgacor 252和153,和Irganox1010,1076,1035以及MD1024,全部由Ciba-Ceigy生产,和镧系元素氧化物。
粘度调节剂的实例包括松香,藻酸类,聚乙烯醇,羟丙基纤维素,羧甲基纤维素,羟乙基纤维素,甲基纤维素,聚丙烯酸酯,聚乙烯吡咯烷酮和阿拉伯胶淀粉。
从喷头元件的耐用性和水性油墨的稳定性的角度看,pH调节剂优选以使水性油墨的pH值为约7-10的量加入。
如果需要,本发明的颜料分散体和含有它的水性油墨可以含有其他添加剂,例如,抗真菌剂,防腐剂和防锈剂,例如苯甲酸,双氯酚,六氯酚,山梨酸,对羟基苯甲酸酯,乙二胺四乙酸(EDTA),脱氢乙酸钠,1,2-苯并噻唑啉-3-酮,3,4-异噻唑啉-3-酮,噁唑烷基化合物(例如4,4-二甲基噁唑烷),烷基异噻唑酮(isothiazolone),氯烷基异噻唑酮,苯并异噻唑酮,溴硝基醇,和/或氯二甲苯酚。另外,出于防止喷嘴内干燥的目的,可以含有添加剂例如脲、硫脲和/或乙脲。
水性油墨的物理性质
可以适当控制本发明使用的水性油墨的不同物理性质,然而,按照优选实施方式,水性油墨的粘度优选为10mPa·sec或更小,更优选5mPa·sec或更小(在20℃)。当粘度处于该范围内时,该水性油墨从水性油墨喷射头中稳定喷出。还可以适当控制水性油墨的表面张力,但优选是25-50mN/m(在20℃),更优选30-40mN/m(在20℃)。
水性油墨的老化处理
当把上述表面活性剂或水溶性有机溶剂加入到本发明的水性油墨中时,有时需要时间直至在加入后使多种物理性质稳定。在这种情形中,如果需要,可以将油墨进行老化处理,例如加热。
在进行老化处理的情况中,加热温度优选是室温(25℃)-100℃,更优选40-80℃。老化处理时间优选由数分钟至数天,更优选数小时至24小时。然而,该老化处理条件依赖于所用颜料或树脂的种类而变化,并且只要可以获得预期效果,老化处理条件没有特别限制。
例如,通过在70℃的加热温度下进行约12-24小时的处理时间的老化处理,可以稳定油墨的多种物理性质。
发明的其他优选实施方式
基于实施方式(a)中所述的构成,本发明的水性油墨可以具有下述多个优选实施方式。
优选的实施方式(b)
本发明的水性油墨特征在于颜料和其分散聚合物的重量比为10:90-90:10。在此范围内,分散元素和利用该分散元素的水性油墨可以具有优异的分散稳定性,并且当这种分散元素用于水性喷墨打印机的水性油墨中时,不但在平面纸张而且在专业纸张例如发光媒体(例如发光纸)上,都可以获得在固定性质/色彩形成/光泽上都很优异的打印图像。
另外,当用黑色颜料作为颜料时,颜料与分散聚合物的重量比是40:60-90:10,当使用黄色颜料时,是50:50-90:10,当使用蓝色颜料时,是30:70-70:30。各颜料在此范围内,分散元素和使用该分散元素的水性油墨可以具有优良的分散稳定性,并且在水性喷墨记录时,不但在平面纸张而且在发光媒体上都可以获得在色彩形成/固定性质/光泽上优异的清晰打印图像。因此,在上述范围内,当分散聚合物的量基于水性喷墨记录的水性油墨中所用的颜料和分散元素来说较少时,水性油墨中的固体内容物浓度可以降低,即使分散元素以相对大的量加入到水性油墨中也如此,并且由此,容易制备不会因水性油墨的干燥堵塞在喷嘴并提供优异的色彩形成、特别是在平面纸张上的水性油墨,然而,光泽和固定性质有时难以在发光媒体上获得。相反,当分散聚合物的量基于颜料较大时并且分散元素以相对大的量加入到水性油墨中来增强在平面纸张上的色彩形成时,水性油墨中的固体内容物浓度增高,且容易因水性油墨的干燥在喷嘴处出现堵塞。然而,很容易在发光媒体上获得光泽/固定性质。因此,在考虑这两种情形之间的平衡时,该重量比更优选在使用黑色颜料作为颜料时为50:50-70:30,当使用黄色颜料时为60:40-80:20,当使用红色颜料时为60:40-90:10,当使用蓝色颜料时是40:60-70:30。为何颜料与分散聚合物的合适重量比根据颜料不同的原因不特别清楚,但推测微粒的表面状态对于各种颜料来说有所不同且这影响了分散聚合物的吸收状态或分散元素的表面状态。然而,本发明不局限于这种原因。
优选的实施方式(c)
本发明的水性油墨的特征在于含有用聚合物包封使之可分散于水中的色料的分散元素,该聚合物中芳环的量基于该聚合物计为20-70%(重量)(此后“%”是指“%(重量)),进一步加入聚合物细微粒且微囊和聚合物细微粒混合的状态下的ζ电势的绝对值为30mV或更高。
优选微囊和聚合物细微粒各自独立地具有30mV或更高的绝对ζ电势值,并且微囊的ζ电势值与聚合物细微粒的ζ电势值之间的差为±10mV或更小。当ζ电势在这个范围内时,微囊和聚合物细微粒分别可以稳定存在于所述的水性油墨中。ζ电势的上述差异优选为±5mV或更小。另外,聚合物细微粒的离子的porality优选与微囊的相同。另外,在等电点的pH差异优选为±2或更小。
此外,当本发明的水性油墨作为用离子交换水稀释至分散元素浓度为0.001-0.01%(重量)的稀释溶液测定时,分散元素在20℃和pH为8-9下的绝对ζ电势值优选为40mV或更高,更优选45mV或更高,进一步优选50mV或更高。如果分散元素的绝对ζ电势值为20mV或更小时,水性油墨的储存稳定性降低。
优选的实施方式(d)
本发明的水性油墨特征在于水性油墨的液体组分中离子Si,Ca,Mg,Fe,Cr,N和Zr的含量各自为50ppm或更小,且多价金属离子在水性油墨的液体组分中的总含量为200ppm或更小.
在实施方式(c)中,水性油墨的“液体组分”是指当水性油墨分为固体部分例如颜料微粒与分散和保持该固体部分的液体部分时的液体部分.所以,“液体部分”包括在水性油墨的制备中混合在载体中的杂质(水性油墨本身的液体部分).多价金属离子例如Si,Ca,Mg,Fe,Cr,Ni和Zr各自在“液体组分”中的含量可以测量,例如,通过离心该水性油墨分离为上清液组分和沉淀组分,并且按照任何已知方法测定上清液组分.多价金属离子是指二价或更高价金属离子.
优选的实施方式(e)
本发明的水性油墨特征在于含有用聚合物包封使之可分散于水中的色料的分散元素,该聚合物中芳环的量基于该聚合物计为20-70%(重量)(此后“%”是指“%(重量)”),并且水性油墨的液体组分中的多价阴离子的含量为1,000ppm或更少.
本发明的水性油墨特征在于包括至少一种上述分散元素.分散元素的含量,也就是颜料的重量浓度,优选为0.5-30%(重量),更优选1.0-12%(重量),最优选2-10%(重量).如果水性油墨中的颜料含量小于0.5%(重量),有时导致打印密度不足,而如果超过30%(重量),水性油墨中保湿组分的加入量从水性油墨的粘度的观点看是受限的,并且水性喷墨头的喷嘴可能易被堵塞或水性油墨的粘度可能增高从而干扰稳定喷墨.
本发明的水性油墨的制备方法中水性油墨或分散体如果需要可以接受纯化处理,例如反渗透膜、超滤、电渗析或用Nutsche水洗涤.特别是,当大量的多价阴离子存在于水性油墨的液体组分中时,为了防止其副作用(例如,降低储存稳定性,喷射稳定性或打印质量),优选进行上述纯化处理.
多价阴离子的具体实例包括硫酸根离子,磷酸根离子,低分子聚羧酸根离子.
至于多价阴离子的混合途径,多价阴离子有时起初含在原料如颜料和分散聚合物中,特别是,当表面改性的颜料(其表面通过氧化等改性的颜料)用作制备分散元素的颜料时,可能保留有表面改性剂.另外,多价阴离子可以在水性油墨的制备过程例如分散步骤中由制备设备中混入。
通过进行上述纯化处理且由此抑制多价阴离子在液体组分中的量至某种量或更少,可以防止该水性油墨的储存过程中物理值的变动(储存稳定性降低),可以保持自水性喷墨头的喷射性质,且可以确保具有明显高于利用常规水性油墨获得的打印密度的打印物。多价阴离子在水性油墨的液体组分中的量优选1,000ppm或更小,更优选800ppm或更小,进一步更优选600ppm或更小。
在近些年中,水性喷墨打印机的水性油墨所需的性质的水平有所提高且要求水性油墨提供具有足够高的打印密度且无模糊、渗色等的打印物,同时确保高的储存稳定性和高喷射稳定性.
利用常规使用的具有高亲水性的分散性树脂,难以保证储存稳定性或喷射稳定性或者获得高打印密度且不引起模糊、渗色等。
更具体地,在利用具有高亲水性的分散性树脂的常规颜料水性油墨的情况中,分散性树脂不是以少量溶解在主要含水的水性油墨溶剂中,由此导致损害储存稳定性或喷射稳定性。此外,由于作为记录媒体的纸张的构成组分是亲水性纤维素,使颜料进入记录纸张而不是保持在亲水性纤维素表面,这是因为分散性树脂吸收在颜料表面的作用,或者树脂溶解于溶剂中,可能难以保证高的打印密度。
在本发明的水性油墨的颜料分散元素中,分散聚合物中芳环的量是聚合物的20%或更高,由此分散聚合物可以适当吸收于具有疏水性表面的颜料且难以从水性油墨的颜料解吸。此外,本发明利用该分散原料作为色料的水性油墨与利用具有高亲水性的常用分散性树脂的水性油墨相比,更容易保留在记录纸张表面,由此,打印物可以具有非常高的打印密度。
为何可以获得高打印密度的原因不很清楚,但推测是因为在水性油墨从记录头喷出和到达作为记录媒体的纸张上的瞬间,作为色料的分散元素即刻凝结且保留在纸张上。
在这种优良水性油墨的情况中,如果离子型材料大量存在,水性油墨的物理性质在长时间储存过程中波动,或者在该水性油墨在非打印状态下长时间放置后会在打印时出现喷射失败。
在开发本发明的水性油墨的过程中,本发明人已经证实,当多价阴离子在水性油墨的液体组分中的含量超过某值时,水性油墨的物理性质在储存过程中波动(储存稳定性降低),导致水性喷墨记录头的喷射性质降低,打印密度减小等。
本发明的水性油墨具有上述优异性能,但如果电荷离子例如多价阴离子大量存在于水性油墨中,似乎影响水性油墨导致所述性质的降低。
本发明人通过指定多价阴离子在水性油墨中含量的上限成功地防止了上述性质的降低。
也就是说,本发明人已经发现,如果多价阴离子存在于水性油墨的液体组分中的量超过1,000ppm,容易出现喷射失败等,而当多价阴离子的量为800ppm或更小时,可同时确保喷射性质和储存稳定性,并且当是600ppm或更小时,喷射性质和储存稳定性两者非常优异。本发明基于这种发现完成。
优选的实施方式(f)
本发明的水性油墨特征在于单价阳离子在水性油墨的液体组分中的总含量是5,00ppm或更小。
如果单价阳离子存在于水性油墨的液体组分中的总含量超过5,000ppm,容易出现喷射失败等,而当单价阳离子的总量为2,500ppm或更小时,喷射性质和储存稳定性两者均良好。
为何水性油墨的性质由于单价阳离子而降低的原因还不清楚,但这被认为是由于单价阳离子与分散性树脂包封的颜料表面反应导致凝结或类似现象。
氢氧化钠或氨用于中和分散性树脂中的亲水性官能团,由此,少量(以数ppm至数十ppm的等级)的所述单价阳离子必然存在于水性油墨中。为了减少单价阳离子,通过反渗膜、超滤、电渗析等的纯化是有效的,然而,根据本发明人的研究,当单价阳离子在水性油墨的液体组分中的含量为2,500ppm或更少时,不会带来具体问题。
另外,根据本发明人的研究,当碱金属的氢氧化物用于中和分散性树脂中亲水性官能团时,在打印评估中倾向于提高平面纸张上的打印密度。由此,从保证打印密度角度看,这种碱金属优选以少量存在于水性油墨的液体组分中。
本发明特征还在于单价阳离子是碱金属离子,且进一步在于碱金属离子是钠离子、锂离子和钾离子的任一种。
此外,本发明特征在于单价阳离子为铵离子。
在本发明中,水性油墨的“液体组分”是指当水性油墨分为固体部分如颜料微粒与分散且保留该固体部分的液体部分时的液体部分。所以,“液体组分”包括在颜料分散体或水性油墨的制备中混合到载体(水性油墨本身的液体部分)中的杂质。单价阳离子例如碱金属离子在该“液体组分”中的含量可以测定,例如,通过离心该水性油墨以将其分离为上清液组分和沉淀组分且按照任何常规方法测定上清液组分。阳离子是指具有正电荷(正离子)的离子。
具体而言,单价阳离子是指碱金属离子例如锂离子(Li+),钠离子(Na+)和钾离子(K+),或铵离子(NH4 +)。
优选的实施方式(g)
本发明的水性油墨特征在于单价阴离子在水性油墨的液体组分中的总含量为3,000ppm或更小。
如果单价阴离子在水性油墨的液体组分中存在的总量超过3,000ppm,易于出现喷射失败等,而当单价阴离子的总量为1,500ppm或更小时,喷射性质和储存稳定性两者均良好。
存在于水性油墨中的单价阴离子的实例包括卤素离子,硝酸根离子和低分子羧酸根离子。在有机颜料或具有含盐炭黑或卤素基团作为助色团的分散性树脂的合成中,单价阴离子可与水性油墨混合成为分解副产物或类似物。为了减少单价阴离子,通过反渗膜、超滤、电渗析等的纯化是有效的。
本发明特征还在于单价阴离子为卤素离子且该卤素离子进一步是氯离子(Cl-),溴离子(Br-)和碘离子(I-)中的任一种。
在本发明中,水性油墨的“液体组分”是指当水性油墨分为固体部分如颜料微粒与分散且保留该固体部分的液体部分时的液体部分。所以,“液体组分”包括在颜料分散体或水性油墨的制备中混合到载体(水性油墨本身的液体部分)中的杂质。单价阴离子例如卤素离子在该“液体组分”中的含量可以测定,例如,通过离心该水性油墨以将其分离为上清液组分和沉淀组分,按照任何常规方法测定上清液组分。阴离子是指具有负电荷的离子。
优选的实施方式(h)
本发明的水性油墨特征在于含有用聚合物包封使之可分散于水中的颜料的分散元素,该聚合物中芳环的量基于该聚合物计为20-70%(重量)(此后“%”是指“%(重量)”),并且水性油墨的液体组分中的游离聚合物的含量为3%或更少。
在优选的实施方式中,本发明特征在于游离聚合物在水性油墨的液体组分中的含量为2%或更小。
在本发明中,水性油墨的“液体组分”是指当水性油墨分为固体部分如颜料微粒与分散且保留该固体部分的液体部分时的液体部分。所以,“液体组分”包括在颜料分散体或水性油墨的制备中混合到载体(水性油墨本身的液体部分)中的杂质。
此外,在本发明中,水性油墨中的“游离聚合物”是指水性油墨中没有包封颜料表面(未吸收在颜料表面)的聚合物。“游离聚合物”的结构和量可以测定,例如,通过离心该水性油墨为上清液组分和沉淀组分,按照任何常规方法例如TOC(总有机碳计量器)和重量法(测量蒸发和干燥后聚合物量的方法)测定上清液组分。
本发明推定,当不完全聚合的聚合物组分作为杂质在水性油墨的分散聚合物的制备过程中混合时,由于不完全聚合物组分对于颜料表面的附着强度弱,这种聚合物作为游离聚合物溶解在水性油墨的液体组分中,因为作为渗透剂加入到水性油墨中的表面活性剂或亲水性有机溶剂的作用,结果,水性油墨的性质出现上述降低。
本发明通过使制备过程最佳化或者在分散聚合物的制备中预先进行洗涤例如超滤以抑制游离聚合物在水性油墨的液体组分中的量在某值或更小,从而成功消除了这些问题例如水性油墨的储存过程中物理值的波动(储存稳定性降低),水性喷墨头的喷射性质降低和打印物的打印密度减小。基于这种发现获得了本发明的水性油墨。
优选的实施方式(i)
本发明的水性油墨组特征在于至少包括黑色水性油墨、黄色水性油墨、品红水性油墨和青色水性油墨,其中各水性油墨至少含有分散元素、保湿剂、渗透剂和水,该分散元素包括用分散聚合物包封使之可分散在水中的颜料,并且该分散聚合物中芳环的含量是该分散聚合物的20-70%。
在一个优选的实施方式中,本发明的水性油墨组特征在于该黑色水性油墨含有至少一种选自C.I.颜料黑1和C.I.颜料黑7的成员,该黄色水性油墨含有至少一种选自C.I.颜料黄74,C.I.颜料黄110,C.I.颜料黄128和C.I.颜料黄180的成员,该品红水性油墨含有至少一种选自C.I.颜料红122,C.I.颜料红202,C.I.颜料红209和C.I.颜料紫19的成员,该青色水性油墨含有至少一种选自C.I.颜料蓝15,C.I.颜料蓝15:1,C.I.颜料蓝15:2,C.I.颜料蓝15:3,C.I.颜料蓝15:4,C.I.颜料蓝15:6和C.I.颜料蓝16的成员。
在一个优选的实施方式中,本发明的水性油墨组特征在于该水性油墨组进一步含有红色水性油墨和/或蓝色水性油墨和/或绿色水性油墨。
在一个优选的实施方式中,本发明的水性油墨组特征在于该红色水性油墨含有至少一种选自C.I.颜料红178和C.I.颜料红190的成员。
在一个优选的实施方式中,本发明的水性油墨组特征在于该蓝色水性油墨含有C.I.颜料紫23。
在一个优选的实施方式中,本发明的水性油墨组特征在于该绿色水性油墨含有至少一种选自C.I.颜料绿7和C.I.颜料绿36的成员。
本发明的水性油墨组利用黑色水性油墨、黄色水性油墨、品红水性油墨和青色水性油墨的组合构成图像,这些水性油墨各自含有至少一种选自上述的颜料并且同时,含有至少一种渗透剂、保湿剂和水,由此无论打印媒体的种类如何,均可以获得减小模糊且具有良好的固定性质/色彩再现性的打印图像.另外,出于获得不模糊且具有优异色彩再现性、特别是二级色彩(红色、蓝色、绿色)的打印图像的目的,通过适当地进一步将红色水性油墨、蓝色水性油墨和绿色水性油墨与上述水性油墨组混合来形成图像。可以适当用于红色水性油墨、蓝色水性油墨和绿色水性油墨的颜料的具体实例包括C.I.颜料红178和190作为红色水性油墨的颜料,C.I.颜料紫23作为蓝色水性油墨的颜料,C.I.颜料绿7和36作为绿色水性油墨的颜料.
颜料的加入量基于水性油墨的总量优选为0.5-30%,更优选1.0-12%。如果加入量小于0.5%,无法保证打印密度,而如果超过30%,水性油墨的粘度增加或者粘度特性产生结构粘度,这易于使水性油墨从水性喷墨头的喷射稳定性恶化.
从分散稳定性的角度看,颜料的粒度优选为5μm或更小,更优选0.3μm或更小,特别更优选0.01-0.15μm。
优选的实施方式(j)
本发明的水性油墨组特征在于含有水性油墨,各水性油墨分别至少含有分散元素、保湿剂、渗透剂和水,该分散元素包括用分散聚合物包封使之可分散在水中的颜料,并且该分散聚合物中芳环的含量是该分散聚合物的20-70%,其中该水性油墨含有深色水性油墨和浅色水性油墨的组合,该深色水性油墨至少包括深黑色水性油墨、深黄色水性油墨、深品红水性油墨和深青色水性油墨,该浅色水性油墨至少包括浅品红水性油墨和浅青色水性油墨。
本发明的水性油墨组特征还在于该浅色水性油墨进一步包括浅黑色水性油墨。
本发明的水性油墨组特征还在于该浅色水性油墨进一步包括浅黄色水性油墨。
本发明的水性油墨组特征还在于深黑色水性油墨和浅黑色水性油墨各自含有至少一种选自C.I.颜料黑1和C.I.颜料黑7的成员,该深黄色水性油墨和该浅黄色水性油墨各自含有至少一种选自C.I.颜料黄74、C.I.颜料黄110、C.I.颜料黄128和C.I.颜料黄180的成员,该深品红水性油墨和该浅品红水性油墨各自含有至少一种选自C.I.颜料红122、C.I.颜料红202、C.I.颜料红209和C.I.颜料紫19的成员,并且深青色水性油墨和浅青色水性油墨各自含有至少一种选自C.I.颜料蓝15、C.I.颜料蓝15:1、C.I.颜料蓝15:2、C.I.颜料蓝15:3、C.I.颜料蓝15:4、C.I.颜料蓝15:6和C.I.颜料蓝16的成员。
本发明的水性油墨组特征还在于所述渗透剂是选自乙炔二醇基表面活性剂、乙炔醇基表面活性剂、含硅表面活性剂、乙炔醇一烷基醚和1,2-烷二醇的至少一种。
本发明的水性油墨组利用深黑色水性油墨、深黄色水性油墨、深品红水性油墨、浅品红水性油墨、深青色水性油墨和浅青色水性油墨的组合来形成图像,并且如果需要,进一步使用浅黑色水性油墨和浅黄色水性油墨,各水性油墨含有至少一种选自上述的颜料并且同时,至少含有渗透剂、保湿剂和水,由此无论用于水性喷墨打印机的打印媒体的种类如何,例如平面纸张或专业纸张(特别是发光媒体),均可以获得减小模糊和具有优良的固定性质、色彩再现性和粒性的打印图像。
基于水性油墨的总量,颜料的加入量在浅色水性油墨的情况中优选为0.5-30%(重量),更优选0.5-5%(重量),在深色水性油墨的情况中为1-12%(重量)。从粒性的角度看,具有相同色彩的深色水性油墨和浅色水性油墨之间的浓度比优选在深色水性油墨:浅色水性油墨=10:1-4:1的范围内。如果颜料浓度小于0.5%(重量),打印密度过薄无法获得所需的色彩再现性和粒性,而如果加入量超过30%(重量),水性油墨的粘度增高或者粘度特性产生结构粘度,由此易于使水性油墨自水性喷墨头的喷射稳定性恶化。
从分散稳定性的角度看,颜料的粒度优选5μm或更小,更优选0.3μm或更小(300nm或更小),特别更优选0.01μm-0.15μm(10-150nm)。
优选的实施方式(k)
制备本发明的水性油墨中所含的颜料分散体的方法的特征在于包括两个步骤,也就是,制备用聚合物包封使之可分散于水中的色料的分散元素的制备步骤,和将该分散元素分散在含水介质中的分散步骤,其中该聚合物中芳环的量基于该聚合物计为20-70%(重量)。
本发明的制备方法特征还在于,该分散步骤是至少将分散元素、水和分散促进剂分散为混合溶液状态的步骤。
在制备本发明的颜料包封性树脂分散体的过程中,可以使用分散促进剂并通过在将分散元素分散在含水介质内的分散步骤时加入它,可以提高分散效率。
本发明的颜料分散体中的分散元素是通过用聚合物包封颜料使该颜料可分散于水中获得的微囊,由此包含该微囊的分散元素不会在分散促进剂作用下分散在含水介质(例如离子交换水,蒸馏水)中。分散促进剂在加入时对分散具有作用,该分散元素变得易于与分散介质相容(易于被湿润),同时,分散介质中分散微粒之间接触阻力增加,由此提高分散效率。因此,分散步骤中设备的剪切条件可以放宽(可以降低设备对分散提供的剪切力),可以缩短分散所需的时间,并且可以减少分散中的污染物例如多价金属离子。
可以使用的分散促进剂没有特别限制,只要可以获得提高分散效率的效果既可。其适当实例包括乙炔二醇类,乙炔醇类,二醇醚和烷二醇。除此之外,可以使用低级醇和非离子表面活性剂。而且,可以使用醇,水溶性有机溶剂,阴离子、阳离子或两性表面活性剂,糖等,例如可以使用水溶性有机溶剂中所述的化合物,如实施方式(a)中的渗透剂和保湿剂。
分散促进剂的加入量可以适当地通过考虑终产物水性油墨的液体性质等来确定。其一个实例如下所述。
乙炔二醇或乙炔醇在分散步骤中的加入量优选是基于颜料重量计的1/50-2倍。如果加入量小于1/50,无法获得足够高的分散作用,而如果大量加入(例如是颜料重量的数倍或更高),会减小表面张力,导致水性油墨在水性喷墨头的附近的过度湿润,并且可能难以确保稳定的喷射性质。
在希望尽可能减小混合在水溶液中的分散促进剂的量或者减小水性油墨的渗透性的情况中,优选使用具有小分子量的乙炔醇作为分散促进剂。例如,当用上述Surfynol 61作为分散促进剂时,通过在分散步骤后加热该分散体可以减少剩余量至最小值。
分散促进剂的加入量没有特别限制,只要通过加入可以获得提高分散效率的效果并且分散元素的分散状态或者分散体的实际应用不受到不利影响既可。基于分散步骤时颜料分散体计,该加入量优选为0.05-50%(重量),更优选0.1-30%(重量)。如果加入量小于0.05%(重量),可能无法获得足够的作为湿润剂的作用,而如果超过50%(重量),可以无法稳定分散颜料微粒。
分散促进剂是在将用聚合物覆盖且包封的颜料的分散元素分散在含水介质中时使用。在分散元素的制备步骤中得到的包封颜料的树脂分散元素,或浆液、湿饼等与分散促进剂一同加入,并且如果需要,加入中和剂等在含水介质(特别是离子交换水或蒸馏水)中,以达到约5-40%(重量)的浓度,并且利用搅拌装置或分散装置施加剪切力来分散该分散元素在含水介质中,由此可以获得分散体。
这些“分散元素的制备步骤”和“分散步骤”可以连续进行。特别是,当用树脂覆盖且包封的颜料的分散元素是用含水介质制备时,可以利用同样的含水体系作为在分散元素的制备和分散步骤时的分散介质,并且可以很容易地建立连续方法。然而,制备步骤中剩余未反应的物质、反应副产物等优选在分散步骤之前除去,因为最终获得的颜料分散体可以具有更优异的分散稳定性。
在某些情形中,当在分散元素的制备步骤中溶剂是非水溶剂时,剩余未反应的物质等可以更容易地被分离且从目的分散元素除去。
在本发明中,颜料分散体优选具有ζ电势,由此当颜料分散体作为用离子交换水稀释至颜料浓度为0.001-0.01%(重量)的稀释溶液进行测定时,颜料微粒在20℃和8-9的pH下的绝对ζ电势值为40mV或更高,更优选45mV或更高,特别更优选50mV或更高。如果颜料微粒在颜料分散体中的绝对ζ电势值为20mV或更小,该颜料分散体的储存稳定性减小,类似于引入的赋予分散性的基团的量不够时出现的情况。
该分散体和含有该分散体的本发明的水性油墨如下所述。本发明的水性油墨特征在于含有至少一种通过本发明的颜料制备方法制备的颜料分散体。分散体的含量,作为颜料的重量浓度,优选为0.5-30%(重量),更优选1.0-12%(重量),并且最优选2-10%(重量)。如果水性油墨的颜料含量小于0.5%(重量),可以引起打印密度不足,而如果超过30%(重量),从水性油墨的粘度的角度考虑,保湿组分在水性油墨的加入量受到限制,并且水性喷墨头的喷嘴易于堵塞或者水性油墨的粘度可能增高从而扰乱稳定喷射。
当上述表面活性剂或水溶性有机溶剂加入到本发明的水性油墨中所含的颜料分散体中时,有时需要时间直至加料后多种物理性质稳定。在这种情况中,如果需要,颜料分散体可以进行老化处理,例如加热。
在进行老化处理的情况中,加热温度优选是室温(25℃)-100℃,更优选40-80℃。老化处理时间优选为数分钟至数天,更优选数小时-24小时。然而,这些老化处理条件依赖于所用的颜料或树脂的种类而变化,只要可以获得预期效果,该老化处理条件没有特别限制。
例如,通过在70℃的加热温度下进行老化处理约12-24小时的处理时间,可以稳定颜料分散体的多种物理性质。
而且,在用进行这种老化处理的颜料分散体制备水性油墨之后,该油墨可以进一步以与上述水性油墨的老化处理相同的方式进行老化处理。
在开发本发明的颜料分散体的过程中,本发明人发现下列事实,然而,本发明不受下列推理的限制。
如上所述,随着高质量图像的发展和水性油墨打印机的高速打印,颜料水性油墨尤其变得难以确保稳定的喷射性质。
此外,目前水性喷墨打印机的喷嘴大小减小并且喷头操纵频率增多,以实现高质量图像和高速打印,并且当打印利用这种水性喷墨打印机进行时,水性油墨点发生偏转飞溅或者当打印机长时间以非打印状态搁置且再次用于打印时,因颜料或类似物的凝结导致喷嘴堵塞和喷射失败。在开发包封颜料的树脂分散体的过程中,本发明人通过抑制多价金属离子在分散体和水性油墨中的含量至某值或更小,成功地解决了这些问题,例如喷射失败,颜料等的凝结。
为何混杂在水性油墨中的多价金属离子等的污染会引起喷射失败,特别是损害储存稳定性的原因不很清楚,但考虑是由于当这样的多价金属离子存在于水性油墨中时,该多价金属离子与包封颜料表面的树脂反应,引起凝结或类似现象。当存在二价或更高价金属离子时容易出现凝结。在本发明人的试验中,当单价碱金属例如Na,K或Li略微存在时(在数十至数百ppm的等级),这不会立刻造成水性油墨的稳定性或喷射稳定性的大损害。
通过加入螯合剂例如EDTA(乙二胺四乙酸)在水性油墨中,多价金属离子的作用可减小到一定程度,然而,无法根本上解决该问题。
引起上述多价金属离子混杂在颜料分散体或者水性油墨中的因素,例如,多价金属离子可以在颜料分子的合成中从反应罐混合到分散元素颜料中或者可以通过特定合成反应(例如Grignard反应中Mg等)带入颜料中,由此混合或带入颜料的多价金属离子被认为在分散时混杂在水性油墨的溶剂组分中。特别是,从颜料微粒的内部混杂到分散体或水性油墨中的多价金属离子,例如Mg,可能难以防止分散时的混杂,即使设计分散介质或分散罐。因此,对水性油墨的喷射和水性油墨的长时间储存稳定性产生不利影响。
此外,来源于分散时使用的分散介质等的多价金属离子,具体地,来自玻璃珠的Si,来自氧化锆珠的Zr,或者来自不锈钢制分散罐的内壁的Fe,Ni,Cr等,混杂在水性油墨的溶剂组分中。在长时间使用的设备的情况中,先前使用时的剩余物质可以作为污染物混杂。
本发明人通过在颜料的分散中加入适当的湿润剂成功地大大缩短了(约1/10)分散处理时间,并且由此成功地防止了多价金属离子在分散时混杂在水性油墨中。所以,水性喷墨打印机的颜料水性油墨可以成功制备,其确保在带有喷嘴尺寸减小的喷头且以高频率操纵的水性喷墨打印机打印时稳定的打印性质,由此满足了对高质量图像和高速打印的最新要求,并且同时,确保了性质上没有改变的储存稳定性。
优选实施方式(l)
本发明的水性油墨特征在于含有用聚合物包封使之可分散于水中的颜料的分散元素,该聚合物中芳环的量为20-70%(重量)(此后“%”是指“%(重量)”),并且分散元素中所含多价阳离子的量为1,000ppm或更小。
通过调节在制备本发明的水性油墨过程中分散元素中所含的多价阳离子的量,可以防止例如水性油墨在储存期间物理性质的波动(储存稳定性降低)和自水性喷墨记录头的喷墨性质降低的问题。
也就是,如果多价阳离子在水性油墨的分散元素中的存在量超过1,000ppm,容易导致喷射失败等。当多价阳离子的量为800ppm或更小时,可以同时得到良好的喷射性质和高储存稳定性两者。
优选的实施方式(m)
本发明的水性油墨特征在于含有用聚合物包封使之可分散于水中的颜料的分散元素,该聚合物中芳环的量为20-70%(重量)(此后“%”是指“%(重量)”),并且分散元素中所含多价阴离子的量为800ppm或更小。
通过调节在制备本发明的水性油墨过程中分散元素中所含的多价阴离子的量,可以防止例如水性油墨在储存期间物理性质的波动(储存稳定性降低)和自水性喷墨记录头的喷墨性质降低的问题。
也就是,如果多价阴离子在水性油墨的分散元素中的存在量超过800ppm,容易导致喷射失败等。当多价阴离子的量为600ppm或更小时,可以确保喷射性质和储存稳定性两者,并且当是400ppm或更小时,可以同时得到良好的喷射性质和高储存稳定性两者。
优选的实施方式(n)
本发明的水性油墨特征在于含有用聚合物包封使之可分散于水中的颜料的分散元素,该聚合物中芳环的量为20-70%(重量)(此后“%”是指“%(重量)”),并且分散元素中所含单价阳离子的量为3,500ppm或更小。
通过调节在制备本发明的水性油墨过程中分散元素中所含的单价阳离子的量,可以防止例如水性油墨在储存期间物理性质的波动(储存稳定性降低)和自水性喷墨记录头的喷墨性质降低的问题。
也就是,已经发现如果单价阳离子在水性油墨的分散元素中的存在量超过3,500ppm,容易导致喷射失败等。当多价阳离子的量为2,500ppm或更小时,可以同时得到良好的喷射性质和高储存稳定性两者。基于这样的发现完成了本发明.
优选的实施方式(p)
本发明的水性油墨特征在于含有用聚合物包封使之可分散于水中的颜料的分散元素,该聚合物中芳环的量为20-70%(重量)(此后“%”是指“%(重量)”),并且分散元素中所含单价阴离子的量为5,000ppm或更小。
通过调节在制备本发明的水性油墨过程中分散元素中所含的单价阴离子的量,可以防止例如水性油墨在储存期间物理性质的波动(储存稳定性降低)和自水性喷墨记录头的喷墨性质降低的问题。
也就是,已经发现如果单价阴离子在水性油墨的分散元素中的存在量超过5,000ppm,容易导致喷射失败等。当多价阳离子的量为3,500ppm或更小时,可以同时得到良好的喷射性质和高储存稳定性两者。基于这样的发现完成了本发明。
另外,在这些优选实施方式(1)-(p)中,描述了本发明的水性油墨中所含的分散元素和在本发明的水性油墨所含颜料分散体的制备法中颜料分散体中所含的分散元素。
实施例
通过参考实施例下面更详细地说明本发明,然而,本发明不限于这些实施例。
在下文中,实施例A和B分别相应于优选的实施方式(a)和(b)。
实施例A
本发明的实施方式(a)具体描述如下。
下面描述将有机或无机颜料作为色料用于本发明的情况。在实施例和对比实施例中,颜料A1是炭黑颜料,颜料A2是酞菁颜料,颜料A3是二甲基喹吖啶酮颜料,颜料A4是二酮基吡咯并吡咯颜料。然而,本发明不限于此并且可以使用多种有机或无机颜料。在<>中,利用nm(纳米)的单位表示平均粒度。
在本发明中,颜料还可以通过反应性分散剂分散,且随后在催化剂的存在下在水中进行乳化聚合。
(分散元素A1-A4的制备)
对于分散元素A1,使用Raven C(Columbian Carbon Co.,Ltd.制造),其是炭黑和无机颜料。在安装有超声波发生器、搅拌器、滴加装置、水冷却回流冷凝器和温度控制器的反应容器中,向180份的离子交换水中加入25份(此后“份”是指“重量份”)的Raven C(Columbian Carbon Co.,Ltd.制造)和5份是可聚合表面活性剂的Adeka Reasoap SE-10N(Asahi Denka Co.,Ltd.制造),并通过施加4小时超声波进行分散。
此后,加入含有5份苯乙烯、1.6份α-甲基苯乙烯和0.5份偶氮二异丁腈的甲基乙基酮溶液,并在60℃下进行8小时聚合反应。所得溶液进行离心过滤,取出用聚合物包封的颜料,通过经0.4μm滤膜过滤除去粗微粒。使该用聚合物包封的颜料溶液解聚并且在匀浆器中再分散。
此后,在一个反应容器中,加入上面获得的颜料的甲基乙基酮溶液、27份离子交换水和0.05份十二烷基硫酸钠,并且随后加入100份离子交换水和0.5份过硫酸钾作为聚合引发剂。所得溶液保持在70℃氮气氛中。向其中,滴加含有25份苯乙烯、1份甲基丙烯酸四氢糠酯、15份甲基丙烯酸丁酯、5份甲基丙烯酸三甘醇酯和0.02份叔十二烷基硫醇的混合溶液并且进行反应。此后,利用旋转蒸发器蒸馏除去甲基乙基酮和部分水,并且残余物用氢氧化钠中和至pH为8.5,随后经0.3μm滤器过滤得到分散元素A1。
取部分的这种分散元素并且通过加入浓度为0.1mol/L的HCl用酸沉淀,通过Soxhlet萃取法用丙酮只取出该分散聚合物,通过13C-NMR和1H-NMR(AMX400,Bruker制造(德国))利用DMSO-d6进行测量,结果,芳环的量基于分散聚合物的总重量计为40%。
除了将有机颜料的颜料蓝15:3(铜酞菁颜料,Clariant制造)用于分散元素A2,将有机颜料的颜料红122(二甲基喹吖啶酮颜料,Clariant制造)用于分散元素A3,将有机颜料的颜料黄180(二酮基吡咯并吡咯,Clariant制造)用于分散元素A4之外,分散元素A2-A4按照与上面相同的方式获得。
(分散元素A5-A8的制备)
对于分散元素A5,使用是炭黑的Monac 880(Cabot Co.制造)。向安装有搅拌器、温度计、回流管和滴液漏斗的反应容器吹入氮气,向其中加入20份苯乙烯、5份α-甲基苯乙烯、15份甲基丙烯酸丁酯、10份甲基丙烯酸月桂基酯、2份丙烯酸和0.3份叔十二烷基硫醇,在70℃下加热。此后,将单独制备的150份苯乙烯、15份丙烯酸、50份甲基丙烯酸丁酯、1份叔十二烷基硫醇、20份甲基乙基酮和3份偶氮二异丁腈加入到滴液漏斗中,在4小时内滴加到该反应容器内,由此聚合分散聚合物。随后,将甲基乙基酮加入到反应容器内制备浓度为40%的分散聚合物溶液。
随后,将40份所得分散聚合物溶液、30份是炭黑的Monac 880(Cabot Co.制造)、100份含0.1mol/L氢氧化钠的水溶液,和30份甲基乙基酮混合,用匀浆器搅拌30分钟。向其中加入300份的离子交换水,进一步搅拌所得溶液1小时。利用旋转蒸发器蒸馏除去全部量的甲基乙基酮和部分水,残余物用0.1mol/L的氢氧化钠中和至pH为9,随后经0.3μm膜滤器过滤得到分散元素A5,其具有20%的固体(分散聚合物和炭黑)含量。
取部分这种分散元素并且通过加入浓度为0.1mol/L的HCl用酸沉淀,通过Soxhlet萃取法用丙酮只取出该分散聚合物,通过13C-NMR和1H-NMR(AMX400,Bruker制造(德国))利用DMSO-d6进行测量,结果,芳环的量基于分散聚合物的总重量计为36%。
除了将颜料蓝15:3(铜酞菁颜料,Clariant制造)用于分散元素A6,将颜料红122(二甲基喹吖啶酮颜料,Clariant制造)用于分散元素A7,将颜料黄180(二酮基吡咯并吡咯,Clariant制造)用于分散元素A8之外,分散元素A6-A8按照与上面相同的方式获得。
(水性油墨的制备实施例)
下文中,具体说明适合作为本发明水性喷墨记录的水性油墨组合物的实施例.分散元素的加入量表示为重量的量(固体内容物浓度;颜料和包围颜料的分散聚合物的总量)。在<>中,颜料的粒度用nm的单位表示。在实施例中,作为余量的水加入离子交换水是这样的离子交换水,其中加入0.05%的Proxel XL-2用于水性油墨的防腐活性,0.02%的苯并三唑用于水性喷墨头元件的防侵蚀,和0.04%的EDTA2Na盐用来减少水性油墨体系中金属离子的作用。
实施例A-1              加入量(%)
分散元素A1<105>        9.5
TEGmBE                 5.0
Olfine E1010           1.0
甘油                   9.0
1,5-戊二醇            5.0
三乙醇胺               0.8
水                     余量
TEGmBE:三甘醇一丁醚
Olfine E1010(乙炔二醇基表面活性剂,Nissin Chemical IndustryCo.,Ltd.制造)
实施例A-2            加入量(%)
分散元素A2<85>       4.5
DEGmBE               10.0
二丙二醇             5.0
Surfynol 465         1.2
三乙醇胺             0.9
水                   余量
DEGmBE:二甘醇一丁醚
Surfynol 465(乙炔二醇基表面活性剂,Air Products(USA)制造)
实施例A-3            加入量(%)
分散元素A3<90>       8.5
1,2-己二醇            4.0
Olfine STG             0.5
二甘醇                 7.0
硫二甘醇               1.5
1,6-己二醇            5.0
三乙醇胺               1.0
氢氧化钾               0.1
水                     余量
Olfine STG(乙炔二醇基表面活性剂,Nissin Chemical Industry Co.,Ltd.制造)
实施例A-4              加入量(%)
分散元素A4<80>         10.0
TEGmBE                 3.0
1,2-戊二醇            5.0
Surfynol 61            0.5
四甘醇                 9.0
1,5-戊二醇            2.0
二甲基-2-咪唑啉酮      2.0
苯甲酸钠               0.1
三乙醇胺               0.7
水                     余量
Surfynol 61(乙炔醇基表面活性剂,Air Products(USA)制造)
实施例A-5             加入量(%)
分散元素A5            8.0
DPGmBE                2.0
DEGmBE                7.0
甘油                  14.0
三乙醇胺              0.9
水                    余量
DPGmBE:二丙二醇一丁醚
实施例A-6        加入量(%)
分散元素A6       10.0
Olfine E1010     1.0
TEGmBE           6.0
甘油             15.0
硫二甘醇         2.0
1,5-戊二醇      1.0
三乙醇胺         0.9
水               余量
实施例A-7        加入量(%)
分散元素A7       12.0
Surfynol 61      0.5
DEGmBE           8.0
甘油             15.0
三羟甲基丙烷     1.0
三羟甲基乙烷     1.0
Surfynol 465     1.0
三乙醇胺         0.5
KOH              0.05
水               余量
实施例A-8        加入量(%)
分散元素A8       10.5
Olfine STG       1.0
PGmBE            2.0
DEGmBE           10.0
甘油             7.0
二甘醇           5.0
四丙二醇         5.0
三乙醇胺         0.9
KOH           0.1
水            余量
PGmBE:丙二醇一丁醚
对比实施例中使用的水性油墨组合物如下所述。
对比实施例A-1        加入量(%)
颜料A1<105>          7.0
甘油                 10.0
分散剂               3.0
非离子表面活性剂     1.0
离子交换水           余量
非离子表面活性剂:Noigen EA160(Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd.制造)
该分散剂是通过利用Solsperse 27000(Avecia Limited制造)在珠磨MINIZETOR(Ajisawa制造)中分散处理2小时而制成。
对比实施例A-2          加入量(%)
酸蓝9                  6.5
DEGmME                 7.0
二甘醇                 10.0
2-吡咯烷酮             5.0
离子交换水             余量
DEGmME:二甘醇一甲基醚
对比实施例A-3          加入量(%)
直接黑154              2.5
二甘醇                 10.0
非离子表面活性剂       1.0
离子交换水             余量
非离子表面活性剂:Epan 450(Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd.制造)
在表1中,打印评估结果表示为当打印字母时对模糊的评估结果。在表1中,A代表“非常好”,B代表“良好”,C代表“不好”,D代表“非常不好”。
表1
打印质量的评估结果
Figure C02825419D00441
从表1的结果显然看出,当使用对比实施例的水性油墨时,打印质量不好,而当使用本发明的水性油墨时,打印质量良好。
另外,这种打印评估是利用Seiko Epson Corporation制造的水性喷墨打印机PM-900C进行的。评估中使用的纸张是Conqueror,Favorit,Modo Copy,Rapid Copy,Epson EPP,Xerox 4024,Xerox 10,Neenha Bond,Ricopy 6200,Yamayuri和Xerox R,它们是欧洲、USA和日本市售的平面纸张。
如上所证实的,本发明可以提供适用于水性喷墨记录的水性油墨,其在记录打印图像的材料如纸张上的模糊性减小,并且保证了高质量和高可行性。
实施例A-1至A-8的水性油墨分别加入到样品瓶内,并且紧紧塞住该瓶后,在60℃下放置1周。检测放置该水性油墨前后的水性油墨的外源物质和物理值(粘度,表面张力)。
结果,全部水性油墨几乎没有产生外源物质和物理值改变,显示了良好的储存稳定性。
通过将实施例A-1的组合物中的分散元素改变为对比实施例A-1的颜料进行同样的试验,结果,表面张力几乎没有改变,但产生外源物质从而降低了可滤性,并由于粘度增高现象的出现,无法获得喷射稳定性。
此外,利用另一种本发明优选的添加剂(包括选自乙炔二醇基表面活性剂,乙炔醇基表面活性剂,含硅表面活性剂,二(三)甘醇一丁醚,(二)丙二醇一丁醚和1,2-烷二醇的一种或多种的物质)代替实施例A-1的组合物中的DEGmBE和E1010制备的水性油墨,和通过将本发明优选的添加剂(包括选自乙炔二醇基表面活性剂,乙炔醇基表面活性剂,含硅表面活性剂,二(三)甘醇一丁醚,(二)丙二醇一丁醚和1,2-烷二醇的一种或多种的物质)加入到对比实施例A-1的水性油墨中制备的水性油墨(表2中的实施例A-9至A-18),类似地分别在60℃下放置1周并且在放置后检测各水性油墨产生的外源物质、物理值(粘度,表面张力)和喷射稳定性。结果如表2所示。所产生外源物质的量表示在60℃放置后产生的外源物质的量/外源物质的起始量的值,粘度表示在60℃下放置后的粘度/起始粘度的值,表面张力表示在60℃下放置后的表面张力/起始表面张力的值。利用Seiko Epson Corporation制造的水性喷墨打印机PM-900C评估喷射稳定性,当甚至在A4尺寸Xerox P上连续打印100页后完全没有出现打印混乱时评分为A,当产生小于10份的打印混乱时评分为B,当产生在10至小于100份打印混乱时评分为C,当打印混乱为100或更多份时评分为D。
表2
当实施例A-1和对比实施例A-2中的组合物中改变添加剂时产生的外源物质,物理值(粘度,表面张力)和喷射稳定性
Figure C02825419D00461
从表1和2的结果看出,利用本发明的分散元素制备的水性油墨具有良好的打印质量,优异的喷射稳定性和高储存稳定性,并可以是适用于水性喷墨记录的水性油墨。实施例A-2至A-8也进行了类似地改变添加剂的测试,结果,获得几乎相同的结果。
而且,实施例A-1和A-5中使用的分散聚合物分别在改变芳环的量下聚合,用来测定芳环含量与储存稳定性之间的关系。结果如表3所示。在储存稳定性的评估中,实施例A-1至A-8的水性油墨分别被加入到样品瓶中并且在塞紧该瓶后,在60℃或70℃下放置1周,检测放置该水性油墨前后水性油墨所生成的外源物质和物理值(粘度)。所产生外源物质的量表示在60℃或70℃下放置后外源物质的量/外源物质的起始量的值,粘度表示在60℃或70℃下放置后的粘度/起始粘度的值。
表3
分散聚合物中苯环的量和储存稳定性
Figure C02825419D00471
如表3所示,芳环在本发明的分散聚合物中的量为20-70%,优选25-50%。
由此,应理解当色料利用普通分散剂按照常规技术分散时,本发明优选的添加剂(包括选自乙炔二醇基表面活性剂,乙炔醇基表面活性剂,含硅表面活性剂,二(三)甘醇一丁醚,(二)丙二醇一丁醚和1,2-烷二醇的一种或多种的物质)难以使用,由此,无法获得足够高的打印质量.然而,按照本发明,通过用聚合物包封色料使其可分散于水中而构成微囊,并且基于该聚合物计聚合物中芳环的量被控制在20-70%,可以获得适用于水性喷墨记录的水性油墨,其保证了储存稳定性和喷射稳定性,同时保持足够高的色彩形成性质。此外,颜料适合用作色料,这提供了所得打印物比通过普通染料(例如对比实施例A-2和A-3)得到的那些打印物具有更优异的防水性的作用。此外,聚合物包封色料的功能可以通过聚合单体或其他反应试剂而任意改变,这提供了可以赋予多种功能(例如,光紧牢性,阻气性,成色性,光泽,固定性质)的作用。在使用常规技术中的普通分散剂的情况中,分散剂吸收色料的吸收强度基本上很弱,且部分分散剂被解吸。由于所得的吸收材料或分散剂不被吸收,因此粘度增高,由此色料的加入量受到限制,难以获得足够高的色彩形成性。
本发明应不受到这些实施例的限制,许多改变和改进可以在不脱离本发明的实质和范围下进行。
实施例B
本发明的优选实施方式(b)参考实施例具体描述如下。
在下面的实施例和对比实施例中,用一些有机或无机颜料作为本发明的色料,然而,本发明不限于此,可以使用多种有机或无机颜料。在<>中,利用nm(纳米)的单位表示平均粒度。
在本发明中,色料还可以通过反应性分散剂分散,随后在催化剂的存在下在水中进行乳化聚合。
(黑色分散元素B1的制备)
对于黑色分散元素B1,使用Raven C(Columbian Carbon Co.,Ltd.制造)作为色料,其是炭黑和无机颜料。在安装有超声波发生器、搅拌器、滴加装置、水冷却回流冷凝器和温度控制器的反应容器中,向180份的离子交换水中加入58份(此后“份”是指“重量份”)的Raven C(Columbian Carbon Co.,Ltd.制造)和5份是可聚合表面活性剂的Adeka Reasoap SE-10N(Asahi Denka Co.,Ltd.制造),并且通过施加4小时超声波进行分散。
此后,加入含有5份苯乙烯、1.6份α-甲基苯乙烯和0.5份偶氮二异丁腈的甲基乙基酮溶液,在60℃下进行8小时聚合反应。所得溶液进行离心过滤,取出用聚合物包封的颜料,通过经0.4μm滤膜过滤除去粗微粒。使该用分散聚合物包封的颜料溶液解聚,在匀浆器中再分散。
此后,在一个反应容器中,加入上面获得的颜料的甲基乙基酮溶液、27份离子交换水和0.05份十二烷基硫酸钠,随后加入100份离子交换水和0.5份的过硫酸钾作为聚合引发剂.所得溶液保持在70℃氮气氛中。向其中,滴加含有25份苯乙烯、1份甲基丙烯酸四氢糠酯、15份甲基丙烯酸丁酯、5份甲基丙烯酸三甘醇酯和0.02份叔十二烷基硫醇的混合溶液并且反应。此后,利用旋转蒸发器蒸馏除去甲基乙基酮和部分水,残余物用氢氧化钠中和至pH为8.5,随后经0.3μm滤器过滤得到黑色分散元素B1。
取部分这种分散元素,通过加入浓度为0.1mol/L的HCl用酸沉淀,通过Soxhlet萃取法用丙酮只取出该分散聚合物,通过13C-NMR和1H-NMR(AMX400,Bruker制造(德国))利用DMSO-d6进行测量,结果,芳环的量基于分散聚合物的总重量计为40%。
(青色分散元素B1的制备)
除了用58份有机颜料的颜料蓝15:3(铜酞菁颜料,Clariant制造)作色料之外,利用与制备黑色分散元素B1相同的组成和方法,制备青色分散元素B1。
(品红分散元素B1的制备)
除了用58份有机颜料的颜料红81(Clariant制造)作色料之外,利用与制备黑色分散元素B1相同的组成和方法,制备品红分散元素B1。
(黄色分散元素B1的制备)
除了用58份有机颜料的颜料黄180(二酮基吡咯并吡咯颜料,Clariant制造)作色料之外,利用与制备黑色分散元素B1相同的组成和方法,制备黄色分散元素B1。
(黑色分散元素B2的制备)
对于黑色分散元素B2,使用是炭黑的Monac 880(Cabot Co.制造)作为色料。向安装有搅拌器、温度计、回流管和滴液漏斗的反应容器吹入氮气,向其中加入20份苯乙烯、5份α-甲基苯乙烯、15份甲基丙烯酸丁酯、10份甲基丙烯酸月桂基酯、2份丙烯酸和0.3份叔十二烷基硫醇,在70℃下加热。此后,将单独制备的150份苯乙烯、15份丙烯酸、50份甲基丙烯酸丁酯、1份叔十二烷基硫醇、20份甲基乙基酮和3份偶氮二异丁腈加入到滴液漏斗中,在4小时内滴加到该反应容器内,由此聚合分散聚合物。随后,将甲基乙基酮加入到反应容器内制备浓度为50%的分散聚合物溶液。
随后,将40份所得分散聚合物溶液、30份是炭黑的Monac 880(Cabot Co.制造)、100份含0.1mol/L氢氧化钠的水溶液,和30份甲基乙基酮混合,用匀浆器搅拌30分钟。向其中加入300份的离子交换水,将所得溶液进一步搅拌1小时。利用旋转蒸发器蒸馏除去全部量的甲基乙基酮和部分水,残余物用0.1mol/L的氢氧化钠中和至pH为9,随后经0.3μm膜滤器过滤,得到黑色分散元素B2,其具有20%的固体(分散聚合物和炭黑)含量。
取部分这种分散元素,通过加入浓度为0.1mol/L的HCl用酸沉淀,通过Soxhlet萃取法用丙酮只取出该分散聚合物,通过13C-NMR和1H-NMR(AMX400,Bruker制造(德国))利用DMSO-d6进行测量,结果,芳环的量基于分散聚合物的总重量计为36%。
(黑色分散元素B3的制备)
除了用2.2份是炭黑的Monac 880(Cabot Co.制造)作色料之外,利用与制备黑色分散元素B2相同的组成和方法,制备黑色分散元素B3。
(黑色分散元素B4的制备)
除了用5份是炭黑的Monac 880(Cabot Co.制造)作色料之外,利用与制备黑色分散元素B2相同的组成和方法,制备黑色分散元素B4。
(黑色分散元素B5的制备)
除了用8.6份是炭黑的Monac 880(Cabot Co.制造)作色料之外,利用与制备黑色分散元素B2相同的组成和方法,制备黑色分散元素B5。
(黑色分散元素B6的制备)
除了用13.3份是炭黑的Monac 880(Cabot Co.制造)作色料之外,利用与制备黑色分散元素B2相同的组成和方法,制备黑色分散元素B6。
(黑色分散元素B7的制备)
除了用20份是炭黑的Monac 880(Cabot Co.制造)作色料之外,利用与制备黑色分散元素B2相同的组成和方法,制备黑色分散元素B7。
(黑色分散元素B8的制备)
除了用46.7份是炭黑的Monac 880(Cabot Co.制造)作色料之外,利用与制备黑色分散元素B2相同的组成和方法,制备黑色分散元素B8。
(黑色分散元素B9的制备)
除了用80份是炭黑的Monac 880(Cabot Co.制造)作色料之外,利用与制备黑色分散元素B2相同的组成和方法,制备黑色分散元素B9。
(黑色分散元素B10的制备)
除了用180份是炭黑的Monac 880(Cabot Co.制造)作色料之外,利用与制备黑色分散元素B2相同的组成和方法,制备黑色分散元素B10。
(青色分散元素B2的制备)
除了用30份的颜料蓝15:4(铜酞菁颜料,Clariant制造)作色料之外,利用与制备黑色分散元素B2相同的组成和方法,制备青色分散元素B2。
(青色分散元素B3的制备)
除了用2.2份的颜料蓝15:4(铜酞菁颜料,Clariant制造)作色料之外,利用与制备黑色分散元素B2相同的组成和方法,制备青色分散元素B3。
(青色分散元素B4的制备)
除了用5份的颜料蓝15:4(铜酞菁颜料,Clariant制造)作色料之外,利用与制备黑色分散元素B2相同的组成和方法,制备青色分散元素B4。
(青色分散元素B5的制备)
除了用8.6份的颜料蓝15:4(铜酞菁颜料,Clariant制造)作色料之外,利用与制备黑色分散元素B2相同的组成和方法,制备青色分散元素B5。
(青色分散元素B6的制备)
除了用13.3份的颜料蓝15:4(铜酞菁颜料,Clariant制造)作色料之外,利用与制备黑色分散元素B2相同的组成和方法,制备青色分散元素B6。
(青色分散元素B7的制备)
除了用20份的颜料蓝15:4(铜酞菁颜料,Clariant制造)作色料之外,利用与制备黑色分散元素B2相同的组成和方法,制备青色分散元素B7。
(青色分散元素B8的制备)
除了用46.7份的颜料蓝15:4(铜酞菁颜料,Clariant制造)作色料之外,利用与制备黑色分散元素B2相同的组成和方法,制备青色分散元素B8。
(青色分散元素B9的制备)
除了用80份的颜料蓝15:4(铜酞菁颜料,Clariant制造)作色料之外,利用与制备黑色分散元素B2相同的组成和方法,制备青色分散元素B9。
(青色分散元素B10的制备)
除了用180份的颜料蓝15:4(铜酞菁颜料,Clariant制造)作色料之外,利用与制备黑色分散元素B2相同的组成和方法,制备青色分散元素B10。
(品红分散元素B2的制备)
除了用30份的颜料红122(二甲基喹吖啶酮颜料,Clariant制造)作色料之外,利用与制备黑色分散元素B2相同的组成和方法,制备品红分散元素B2。
(品红分散元素B3的制备)
除了用2.2份的颜料红122(二甲基喹吖啶酮颜料,Clariant制造)作色料之外,利用与制备黑色分散元素B2相同的组成和方法,制备品红分散元素B3。
(品红分散元素B4的制备)
除了用5份的颜料红122(二甲基喹吖啶酮颜料,Clariant制造)作色料之外,利用与制备黑色分散元素B2相同的组成和方法,制备品红分散元素B4。
(品红分散元素B5的制备)
除了用8.6份的颜料红122(二甲基喹吖啶酮颜料,Clariant制造)作色料之外,利用与制备黑色分散元素B2相同的组成和方法,制备品红分散元素B5。
(品红分散元素B6的制备)
除了用13.3份的颜料红122(二甲基喹吖啶酮颜料,Clariant制造)作色料之外,利用与制备黑色分散元素B2相同的组成和方法,制备品红分散元素B6。
(品红分散元素B7的制备)
除了用20份的颜料红122(二甲基喹吖啶酮颜料,Clariant制造)作色料之外,利用与制备黑色分散元素B2相同的组成和方法,制备品红分散元素B7。
(品红分散元素B8的制备)
除了用46.7份的颜料红122(二甲基喹吖啶酮颜料,Clariant制造)作色料之外,利用与制备黑色分散元素B2相同的组成和方法,制备品红分散元素B8。
(品红分散元素B9的制备)
除了用80份的颜料红122(二甲基喹吖啶酮颜料,Clariant制造)作色料之外,利用与制备黑色分散元素B2相同的组成和方法,制备品红分散元素B9。
(品红分散元素B10的制备)
除了用180份的颜料红122(二甲基喹吖啶酮颜料,Clariant制造)作色料之外,利用与制备黑色分散元素B2相同的组成和方法,制备品红分散元素B10。
(黄色分散元素B2的制备)
除了用30份的颜料黄74(Clariant制造)作色料之外,利用与制备黑色分散元素B2相同的组成和方法,制备黄色分散元素B2。
(黄色分散元素B3的制备)
除了用2.2份的颜料黄74(Clariant制造)作色料之外,利用与制备黑色分散元素B2相同的组成和方法,制备黄色分散元素B3。
(黄色分散元素B4的制备)
除了用5份的颜料黄74(Clariant制造)作色料之外,利用与制备黑色分散元素B2相同的组成和方法,制备黄色分散元素B4。
(黄色分散元素B5的制备)
除了用8.6份的颜料黄74(Clariant制造)作色料之外,利用与制备黑色分散元素B2相同的组成和方法,制备黄色分散元素B5。
(黄色分散元素B6的制备)
除了用13。3份的颜料黄74(Clariant制造)作色料之外,利用与制备黑色分散元素B2相同的组成和方法,制备黄色分散元素B6。
(黄色分散元素B7的制备)
除了用20份的颜料黄74(Clariant制造)作色料之外,利用与制备黑色分散元素B2相同的组成和方法,制备黄色分散元素B7。
(黄色分散元素B8的制备)
除了用46.7份的颜料黄74(Clariant制造)作色料之外,利用与制备黑色分散元素B2相同的组成和方法,制备黄色分散元素B8。
(黄色分散元素B9的制备)
除了用80份的颜料黄74(Clariant制造)作色料之外,利用与制备黑色分散元素B2相同的组成和方法,制备黄色分散元素B9。
(黄色分散元素B10的制备)
除了用180份的颜料黄74(Clariant制造)作色料之外,利用与制备黑色分散元素B2相同的组成和方法,制备黄色分散元素B10。
(黄色分散元素B11的制备)
除了用46.7份的颜料黄110(异吲哚啉酮颜料,Clariant制造)作色料之外,利用与制备黑色分散元素B2相同的组成和方法,制备黄色分散元素B11。
(水性油墨的制备实施例)
下文中,具体说明适合作为本发明水性喷墨记录的水性油墨组合物的实施例。分散元素的加入量用分散元素中的固体内容物表示(颜料和包围颜料的分散聚合物的总量)。在<>中,颜料的粒度用nm的单位表示。在实施例中,余量的水为离子交换水,其中加入0.05%的Proxel XL-2用于水性油墨的防腐活性,0.02%的苯并三唑用于水性喷墨头元件的防侵蚀,和0.04%的EDTA 2Na盐用来减少水性油墨体系中金属离子的作用。
(实施例B-1)
添加剂                  加入量(%)
黑色分散元素B1<105>     9.5
TEGmBE                  5.0
Olfine E1010            1.0
甘油                    9.0
1,5-戊二醇             5.0
三乙醇胺                0.8
水                      余量
在上述组合物中,TEGmBE代表三甘醇一丁醚,Olfine E1010是乙炔二醇基表面活性剂(商品名,Nissin Chemical Industry Co.,Ltd.制造)。
(实施例B-2)
添加剂                  加入量(%)
青色分散元素B1<85>      4.5
DEGmBE                  10.0
二丙二醇                5.0
Surfynol 465            1.2
三乙醇胺                0.9
水                      余量
在上述组合物中,DEGmBE代表二甘醇一丁醚,Surfynol 465是乙炔二醇基表面活性剂(商品名,Air Products(USA)制造)
(实施例B-3)
添加剂                  加入量(%)
品红分散元素B1<90>      8.5
1,2-己二醇             4.0
Olfine STG              0.5
二甘醇                  7.0
硫二甘醇             1.5
1,6-己二醇          5.0
三乙醇胺             1.0
氢氧化钾             0.1
水                   余量
在上述组合物中,Olfine STG为乙炔二醇基表面活性剂(商品名,Nissin Chemical Industry Co.,Ltd.制造)。
(实施例B-4)
添加剂               加入量(%)
黄色分散元素B1<80>   10.0
TEGmBE               3.0
1,2-戊二醇          5.0
Surfynol 61          0.5
四甘醇               9.0
1,5-戊二醇          2.0
二甲基-2-咪唑啉酮    2.0
苯甲酸钠             0.1
三乙醇胺             0.7
水余量
在上述组合物中,Surfynol 61为乙炔醇基表面活性剂(商品名,Air Products(USA)制造)。
(实施例B-5)
添加剂               加入量(%)
黑色分散元素B2<110>  8.0
DPGmBE               2.0
DEGmBE               7.0
甘油                 14.0
三乙醇胺             0.9
水                 余量
在上述组合物中,DPGmBE代表二丙二醇一丁醚
(实施例B-6)
除了使用黑色分散元素B3作为分散元素之外,实施例B-6的水性油墨是利用与实施例B-5相同的组成制成的。
(实施例B-7)
除了使用黑色分散元素B4作为分散元素之外,实施例B-7的水性油墨是利用与实施例B-5相同的组成制成的。
(实施例B-8)
除了使用黑色分散元素B5作为分散元素之外,实施例B-8的水性油墨是利用与实施例B-5相同的组成制成的。
(实施例B-9)
除了使用黑色分散元素B6作为分散元素之外,实施例B-9的水性油墨是利用与实施例B-5相同的组成制成的。
(实施例B-10)
除了使用黑色分散元素B7作为分散元素之外,实施例B-10的水性油墨是利用与实施例B-5相同的组成制成的。
(实施例B-11)
除了使用黑色分散元素B8作为分散元素之外,实施例B-11的水性油墨是利用与实施例B-5相同的组成制成的。
(实施例B-12)
除了使用黑色分散元素B9作为分散元素之外,实施例B-12的水性油墨是利用与实施例B-5相同的组成制成的。
(实施例B-13)
除了使用黑色分散元素B10作为分散元素之外,实施例B-13的水性油墨是利用与实施例B-5相同的组成制成的。
(实施例B-14)
添加剂                 加入量(%)
青色分散元素B2<90>     10.0
Olfine E1010          1.0
TEGmBE                 6.0
甘油                   15.0
硫二甘醇               2.0
1,5-戊二醇            1.0
三乙醇胺               0.9
水                     余量
(实施例B-15)
除了使用青色分散元素B3作为分散元素之外,实施例B-15的水性油墨是利用与实施例B-14相同的组成制成的。
(实施例B-16)
除了使用青色分散元素B4作为分散元素之外,实施例B-16的水性油墨是利用与实施例B-14相同的组成制成的。
(实施例B-17)
除了使用青色分散元素B5作为分散元素之外,实施例B-17的水性油墨是利用与实施例B-14相同的组成制成的。
(实施例B-18)
除了使用青色分散元素B6作为分散元素之外,实施例B-18的水性油墨是利用与实施例B-14相同的组成制成的。
(实施例B-19)
除了使用青色分散元素B7作为分散元素之外,实施例B-19的水性油墨是利用与实施例B-14相同的组成制成的。
(实施例B-20)
除了使用青色分散元素B8作为分散元素之外,实施例B-20的水性油墨是利用与实施例B-14相同的组成制成的。
(实施例B-21)
除了使用青色分散元素B9作为分散元素之外,实施例B-21的水性油墨是利用与实施例B-14相同的组成制成的。
(实施例B-22)
除了使用青色分散元素B10作为分散元素之外,实施例B-22的水性油墨是利用与实施例B-14相同的组成制成的。
(实施例B-23)
添加剂                   加入量(%)
品红分散元素B2<105>      12.0
Surfynol 61              0.5
DEGmBE                   8.0
甘油                     15.0
三羟甲基丙烷             1.0
三羟甲基乙烷             1.0
Surfynol 465             1.0
三乙醇胺                 0.5
KOH                      0.05
水                       余量
(实施例B-24)
除了使用品红分散元素B3作为分散元素之外,实施例B-24的水性油墨是利用与实施例B-23相同的组成制成的。
(实施例B-25)
除了使用品红分散元素B4作为分散元素之外,实施例B-25的水性油墨是利用与实施例B-23相同的组成制成的。
(实施例B-26)
除了使用品红分散元素B5作为分散元素之外,实施例B-26的水性油墨是利用与实施例B-23相同的组成制成的。
(实施例B-27)
除了使用品红分散元素B6作为分散元素之外,实施例B-27的水性油墨是利用与实施例B-23相同的组成制成的。
(实施例B-28)
除了使用品红分散元素B7作为分散元素之外,实施例B-28的水性油墨是利用与实施例B-23相同的组成制成的。
(实施例B-29)
除了使用品红分散元素B8作为分散元素之外,实施例B-29的水性油墨是利用与实施例B-23相同的组成制成的。
(实施例B-30)
除了使用品红分散元素B9作为分散元素之外,实施例B-30的水性油墨是利用与实施例B-23相同的组成制成的。
(实施例B-31)
除了使用品红分散元素B10作为分散元素之外,实施例B-31的水性油墨是利用与实施例B-23相同的组成制成的。
(实施例B-32)
添加剂                  加入量(%)
黄色分散元素B2<85>      10.5
Olfine STG              1.0
PGmBE                   2.0
DEGmBE              10.0
甘油                7.0
二甘醇              5.0
四丙二醇            5.0
三乙醇胺            0.9
KOH                 0.1
水                  余量
在上述组合物中,PGmBE表示丙二醇一丁醚。
(实施例B-33)
除了使用黄色分散元素B3作为分散元素之外,实施例B-33的水性油墨是利用与实施例B-32相同的组成制成的。
(实施例B-34)
除了使用黄色分散元素B4作为分散元素之外,实施例B-34的水性油墨是利用与实施例B-32相同的组成制成的。
(实施例B-35)
除了使用黄色分散元素B5作为分散元素之外,实施例B-35的水性油墨是利用与实施例B-32相同的组成制成的。
(实施例B-36)
除了使用黄色分散元素B6作为分散元素之外,实施例B-36的水性油墨是利用与实施例B-32相同的组成制成的。
(实施例B-37)
除了使用黄色分散元素B7作为分散元素之外,实施例B-37的水性油墨是利用与实施例B-32相同的组成制成的。
(实施例B-38)
除了使用黄色分散元素B8作为分散元素之外,实施例B-38的水性油墨是利用与实施例B-32相同的组成制成的。
(实施例B-39)
除了使用黄色分散元素B9作为分散元素之外,实施例B-39的水性油墨是利用与实施例B-32相同的组成制成的。
(实施例B-40)
除了使用黄色分散元素B10作为分散元素之外,实施例B-40的水性油墨是利用与实施例B-32相同的组成制成的.
(实施例B-41)
除了使用黄色分散元素B11作为分散元素之外,实施例B-41的水性油墨是利用与实施例B-32相同的组成制成的。
(实施例B-42)
添加剂                  加入量(%)
黄色分散元素B8<85>      9.5
黄色分散元素B11<105>    0.5
Surfynol 465            0.5
Olfine STG              0.3
TEGmBE                  1.0
甘油                    13.0
1,2-己二醇             2.0
三羟甲基丙烷            6.0
三甘醇                  5.0
2-吡咯烷酮              2.0
水                      余量
在上述组合物中,TEGmBE代表三甘醇一丁醚。
(实施例B-43)
添加剂                  加入量(%)
黄色分散元素B8<85>       4.29
品红分散元素B9<105>      3.75
Surfynol 465             0.5
Olfine STG               0.3
TEGmBE                   1.0
甘油                     13.0
1,2-己二醇              3.0
三羟甲基丙烷             8.0
三甘醇                   5.0
2-吡咯烷酮               2.0
水                       余量
在上述组合物中,TEGmBE代表三甘醇一丁醚。
(实施例B-44)
添加剂                   加入量(%)
黄色分散元素B8<85>       4.29
青色分散元素B7<90>       6.0
Surfynol 465             0.5
Olfine STG               0.3
TEGmBE                   1.0
甘油                     16.0
1,2-己二醇              2.0
三羟甲基丙烷             3.0
三甘醇                   5.0
2-吡咯烷酮               2.0
水                       余量
在上述组合物中,TEGmBE代表三甘醇一丁醚.
(实施例B-45)
添加剂                   加入量(%)
品红分散元素B9<105>        3.75
青色分散元素B7<90>         6.0
Surfynol 465               0.5
Olfine STG                 0.3
TEGmBE                     1.0
甘油                       15.0
1,2-己二醇                2.0
三羟甲基丙烷               3.0
三甘醇                     5.0
2-吡咯烷酮                 2.0
水                         余量
在上述组合物中,TEGmBE代表三甘醇一丁醚。
(对比实施例B-1)
在对比实施例B-1中,水性喷墨记录用的水性油墨通过用黑色分散元素B1中的炭黑颜料作为色料,聚合物分散剂和表面活性剂作为分散剂来制备。其组成如下所示。
添加剂                     加入量(%)
炭黑颜料<105>              7.0
甘油                       10.0
聚合物分散剂               3.0
非离子表面活性剂           1.0
离子交换水                 余量
在上述组合物中,炭黑颜料为Raven C(商品名,Columbian CarbonCo.,Ltd.制造),非离子表面活性剂为Noigen EA160(Dai-ichi KogyoSeiyaku Co.,Ltd.制造),聚合物分散剂为Solsperse 27000(AveciaLimited制造)。上述组合物在珠磨MINIZETOR(Ajisawa制造)中分散2小时,制备对比实施例B-1的水性喷墨记录的水性油墨。在该对比实施例中,不加入Proxei XL-2,EDTA 2Na盐和苯并三唑。
(对比实施例B-2)
在对比实施例B-2中,水性喷墨记录用的水性油墨通过用黑色分散元素B1中的炭黑颜料作为色料,表面活性剂作为分散剂来制备。其组成如下所示。
添加剂                  加入量(%)
炭黑颜料<105>           8.0
阴离子表面活性剂        1.5
DEGmME                  7.0
二甘醇                  10.0
2-吡咯烷酮              5.0
离子交换水              余量
在上述组合物中,炭黑颜料为Raven C(商品名,Columbian CarbonCo.,Ltd.制造),阴离子表面活性剂为Hitenol N07(商品名,Dai-ichiKogyo Seiyaku Co.,Ltd.制造)。DEGmME代表二甘醇一甲醚。在该对比实施例中,不加入Proxel XL-2,EDTA 2Na盐和苯并三唑。
(对比实施例B-3)
在对比实施例B-3中,黑色分散元素B11是用黑色分散元素B2中使用的炭黑颜料作为色料,黑色分散元素B2中使用的分散聚合物作为分散剂,并且对比实施例B-3的水性油墨是使用所得的黑色分散元素制成。然而,本对比实施例中使用的黑色分散元素B11通过下列方法制备.
将浓度为50%的黑色分散元素B2制备中所用的(40份)分散聚合物溶液、0.4份是炭黑颜料的Monac 880(颜料黑7,商品名,CabotCo.制造)、100份含0.1mol/L氢氧化钠的水溶液和30份甲基乙基酮混合,并用匀浆器分散30分钟.向其中加入300份的离子交换水,所得溶液进一步搅拌1小时。利用旋转蒸发器蒸馏除去全部量的甲基乙基酮和部分水,残余物用0.1mol/L的氢氧化钠中和至pH为9,随后经0.3μm膜滤器过滤,得到用于对比实施例B-3中的黑色分散元素B11,其具有20%的固体(分散聚合物和炭黑)含量。
对比实施例B-3中所用的水性油墨组合物如下所示.在下文中,黑色分散元素B11的“%”是固体含量(颜料和分散聚合物的总量)。
添加剂                   加入量(%)
黑色分散元素B11<80>      15.0
二甘醇                   10.0
甘油                     5.0
非离子表面活性剂         1.0
离子交换水               余量
在上述组合物中,非离子表面活性剂为Epan 450(商品名,Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd.制造)。在本对比实施例中,不加入Proxel XL-2,EDTA 2Na盐和苯并三唑。
(对比实施例B-4)
在对比实施例B-4中,黑色分散元素B12是用黑色分散元素B2中使用的炭黑颜料作为色料,黑色分散元素B2中使用的分散聚合物作为分散剂,并且对比实施例B-4的水性油墨是使用所得的黑色分散元素制成。然而,本对比实施例中使用的黑色分散元素B12通过下列方法制备。
将浓度为50%的黑色分散元素B2制备中所用的(40份)分散聚合物溶液、300份是炭黑颜料的Monac 880(颜料黑7,商品名,CabotCo.制造)、100份含0.1mol/L氢氧化钠的水溶液和30份甲基乙基酮混合,并用匀浆器分散30分钟。向其中加入300份的离子交换水,所得溶液进一步搅拌1小时。利用旋转蒸发器蒸馏除去全部量的甲基乙基酮和部分水,残余物用0.1mol/L的氢氧化钠中和至pH为9,随后经0.3μm膜滤器过滤,得到用于对比实施例B-4中的黑色分散元素B12,其具有20%的固体(分散聚合物和炭黑)含量。
对比实施例B-4中所用的水性油墨组合物如下所示.在下文中,黑色分散元素B12的“%”是固体含量(颜料和分散聚合物的总量)。
添加剂             加入量(%)
黑色分散元素B12<180>         8.0
二甘醇                       10.0
甘油                         5.0
非离子表面活性剂             1.0
离子交换水                   余量
在上述组合物中,非离子表面活性剂为Epan450(商品名,Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd.制造),在本对比实施例中,不加入Proxel XL-2,EDTA 2Na盐和苯并三唑。
(分散元素和水性油墨的评估)
实施例和对比实施例制备的水性油墨分别置于水性喷墨打印机PM-900C(商品名,Seiko Epson Corporation制造)中,在平面纸张上打印字母。通过打印密度和模糊性评估打印质量。在此评估中使用的平面纸张是Conqueror,Favorit,Modo Copy,Rapid Copy,BpsonEPP,Xerox 4024,Xerox 10,Neenha Bond,Ricopy 6200,Yamayuri和Xerox R,它们是欧洲、USA和日本市售的平面纸张。评估标准如下所述。评估结果如表4所示。
A:字母浓重且清晰或观察不到模糊。
B:细字母微淡或者观察到轻微的模糊(可行水平)。
C:细字母淡且断裂或者观察到模糊,例如字母的变粗或弯曲。
D:由于密度小或严重模糊无法打出某些字母。
Figure C02825419D00691
从表4的结果显然可以看出,对比实施例B-1至B-4的水性油墨得到低密度或严重模糊的字母,而实施例B-1-40的水性油墨得到具有高密度且不模糊的字母。其中,特别是实施例B-1、B-2、B-5、B-10、B-11、B-12、B-13、B-14、B-18、B-19、B-20、B-21、B-22、B-23、B-29、B-30、B-31、B-32、B-38、B-39、B-40、B-41、B-42、B-43、B-44和B-45的水性油墨得到具有高的字母密度并且不模糊的清晰图像。
如上所述,本发明可以提供适合水性喷墨记录的水性油墨,它在平面纸张中得到清晰和浓重的图像且不模糊,确保了高质量和高可行性。
<在发光媒体上的光泽>
将上述实施例和对比实施例中制备的水性油墨分别置于水性喷墨打印机PM-900C(商品名,Seiko Epson Corporation制造),通过10%的步幅将能效(duty)由10%改变为100%,在发光媒体上打印固体图案。评估打印物的光泽。该评估中使用的发光媒体为(1)Photo-Print Paper 2,(2)MC Photographic Paper((1)和(2)两者为商品名,由Seiko Epson Corporation制造),(3)Ink Jet PaperPhoto Glossy Paper Super Photo Grade,(3)Ink Jet Paper PhotoPaper High Grade((3)和(4)两者为商品名,由Fuji Photo Film Co.,Ltd.制造),(5)Ink Jet Photographic Quality Paper Photo Weight(商品名,Kodak制造)和(6)Photo-like QP QP20A4GH(商品名,Konica Corporation制造),它们是在欧洲、USA和日本市售的发光媒体。目测进行评估。评估标准如下所述。评估结果如表5所示。在表5中,纸张的种类用上述数字表示。
A:在所有固体图案中,观察到光泽。
B:在100%能效的打印部分,略微缺乏光泽但在实施时不成问题。
C:在50%或更高能效的打印部分,缺乏光泽。
D:在所有固体图案中,缺乏光泽。
从表5的结果显然看出,当用对比实施例B-1、B-2和B-4的水性油墨打印时,缺乏光泽。在对比实施例B-3中,相对保持了光泽,但在100%能效下固体图案密度低,缺乏可行性。另一方面,当用实施例B-1至B-40的水性油墨打印时,保持光泽.其中,特别是用实施例B-1、B-2、B-3、B-4、B-5、B-9、B-10、B-11、B-14、B-17、B-18、B-19、B-23、B-28、B-29、B-30、B-32、B-37、B-38、B-39、B-41、B-42、B-43、B-44和B-45的水性油墨打印的图像清晰,具有高密度并且具有优异的光泽。
如上所示,本发明可以提供适合水性喷墨记录用的水性油墨,其即使在发光媒体例如水性喷墨记录常用的发光纸张上,也可确保优异的光泽、高质量和高可行性。
<打印物的固定性质>
将实施例和对比实施例制备的水性油墨分别置于水性喷墨打印机PM-900C(商品名,Seiko Epson Corporation制造)中,在上面评估中使用的平面纸张和发光媒体上打印字母。评估打印物的固定性质。在评估中,打印之后打印物在20-25℃/40-60% RH下干燥1小时,并用手指擦拭,目测观察字母的转移/淡化状态。评估标准如下所述。评估结果如表6所示。在表6中,发光媒体的纸张种类用<发光媒体上的光泽>中所述的发光媒体的数字表示。
A:没有转移,也没有淡化。
B:略微转移但在实施时没有问题
C:转移或淡化。
D:严重转移和淡化,并且难以辨别出字母。
Figure C02825419D00741
Figure C02825419D00751
从表6和7的结果显然看出,当用对比实施例B-1、B-2和B-4的水性油墨打印时,缺乏固定性质,特别是在发光媒体上。在对比实施例B-3中,固定性质相对较好,但字母密度低,缺乏可行性。另一方面,当用实施例B-1至B-40的水性油墨打印时,在平面纸张和发光媒体两者上固定性质均良好。其中,特别是用实施例B-1、B-2、B-4、B-5、B-9、B-10、B-11、B-14、B-17、B-18、B-19、B-23、B-28、B-29、B-30、B-32、B-37、B-38、B-39、B-41、B-42、B-43、B-44和B-45的水性油墨打印的图像具有良好的固定性质,即使在发光媒体上也如此。
如上所示,本发明可以提供适合水性喷墨记录用的水性油墨,其不但在平面纸张上,而且在发光媒体例如水性喷墨记录常用的发光纸张上,都可确保优异的固定性质,高质量和高可行性。
<水性油墨的储存性1>
分别将上述实施例和对比实施例制备的水性油墨装入样品瓶内,并且紧紧塞住该瓶后,在60℃下放置1周。检测放置该水性油墨前后产生的外源物质的量和物理值(粘度,表面张力)。评估标准如下所述。评估结果如表8所示。
A:在60℃下放置后产生的外源物质的量和物理值与放置之前的比值在0.99-1.01的范围内。
B:该比例是0.95-0.99或1.01-1.05(可实行水平)
C:该比例为0.90-0.95或1.05-1.10
D:该比例小于0.90或大于1.10。
Figure C02825419D00771
从表8的结果显然看出,对比实施例B-1至B-4的水性油墨储存性差,而实施例B-1至B-40的水性油墨在外源物质和物理值两个方面都具有良好的储存性。其中,特别是实施例B-1、B-2、B-4、B-5、B-9、B-10、B-11、B-12、B-13、B-14、B-17、B-18、B-19、B-20、B-23、B-28、B-29、B-30、B-31、B-32、B-37、B-38、B-39、B-40、B-41、B-42、B-43、B-44和B-45的水性油墨,在60℃下放置前后产生的外源物质的量和物理值几乎没有差别,因而优良。
另外,将实施例B-1的组合物中的分散剂改变为对比实施例B-1的颜料进行同样的试验,结果,表面张力几乎没有改变(上述评估标准中的B),但产生大量的外源物质(上述评估标准中的D),减小可滤性,且水性油墨的粘度增高(上述评估标准中的D),致使无法获得稳定的储存性。
如上所示,本发明可以提供适合水性喷墨记录用的水性油墨,其确保优异的储存性,高质量和高可行性.另外,为了在对打印物的打印质量、光泽和固定性质的所有评估中确保优异的结果,色料和分散聚合物的重量比在本发明优选的特定范围内。即使当将两种分散元素混合在水性油墨(实施例B-41至B-45的水性油墨)时,本发明也可以提供适合水性喷墨记录的水性油墨,其保证了优异的储存性、高质量和高可行性。
此外,利用另一种本发明优选的添加剂(包括选自乙炔二醇基表面活性剂,乙炔醇基表面活性剂,含硅表面活性剂,二(三)甘醇一丁醚,(二)丙二醇一丁醚和1,2-烷二醇的一种或多种的物质)代替实施例B-1的组合物中的DEGmBE和E1010制备的水性油墨,和通过加入本发明优选的添加剂(包括选自乙炔二醇基表面活性剂,乙炔醇基表面活性剂,含硅表面活性剂,二(三)甘醇一丁醚,(二)丙二醇一丁醚和1,2-烷二醇的一种或多种的物质)至对比实施例B-1的水性油墨中制备的水性油墨(表8中水性油墨组合物1-10),分别同样地在60℃下放置1周,检测放置后水性油墨所产生的外源物质的量和物理值(粘度,表面张力)。评估标准与上述<水性油墨的储存性1>中的那些相同。评估结果如表9所示。
另外,评估上面获得的水性油墨的喷射稳定性。通过将各水性油墨放置在水性喷墨打印机PM-900C(商品名,Seiko Epson Corporation制造)中,观察在100页A4大小的Xerox P上连续打印时的打印混乱性可以评估喷射稳定性。评估标准如下所述。评估结果如表8所示。
A:完全没有产生打印混乱
B:产生打印混乱,但少于10个部分(可实行水平)
C:产生打印混乱,在10至100个部分以下
D:产生打印混乱,为100或更多个部分。
表9
当改变实施例B-1和对比实施例B-1的组合物中添加剂时,所产生的外源物质的量,物理值(粘度,表面张力)和喷射稳定性
Figure C02825419D00791
从上述评估结果看出,利用本发明的分散元素制备的水性油墨在平面纸张或发光媒体上都具有良好的打印质量,优异的喷射稳定性和高储存稳定性,可以是适合于水性喷墨记录的水性油墨。实施例B-2至B-8同样改变添加剂进行测试,结果,几乎得到相同的结果。
<水性油墨的稳定性2>
在黑色分散元素B1的制备中使用的分散聚合物的聚合中,通过改变作为含芳环单体的苯乙烯和α-甲基苯乙烯与作为其他单体的甲基丙烯酸四氢糠酯、甲基丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸三甘醇酯的比例而改变分散聚合物中芳环的量。利用所得分散聚合物,制备黑色分散元素B13-B21,然后,除利用这些黑色分散元素之外,利用与实施例B-1相同的组成和方法,制备水性油墨。在黑色分散元素B13-B21中,作为色料的自身是炭黑的Raven C(商品名,Columbian Carbon Co.,Ltd.制造)与分散聚合物的重量比与黑色分散元素B1的相同。黑色分散元素B13-B21的组成如下所示。分散聚合物中芳环的量以与黑色分散元素B1相同的方式测定,且在分散元素的名称后给出。
(黑色分散元素B13,分散聚合物中芳环的量:0%)
Raven C                       58份
Adeka Reasoap SE-10N(商品名, 5份
Asahi Denka Co.,Ltd.,制造,
可聚合表面活性剂)
苯乙烯                        0份
α-甲基苯乙烯                  0份
偶氮二异丁腈                  0.5份
十二烷基硫酸钠                0.05份
过硫酸钾                      0.5份
苯乙烯                        0份
甲基丙烯酸四氢糠酯            2.5份
甲基丙烯酸丁酯                37.5份
甲基丙烯酸三甘醇酯            12.5份
叔十二烷基硫醇                0.02份
(黑色分散元素B14,分散聚合物中芳环的量:10%)
Raven C                           58份
Adeka Reasoap SE-10N(商品名,     5份
Asahi Denka Co.,Ltd.,制造,
可聚合表面活性剂)
苯乙烯                            1.3份
α-甲基苯乙烯                      0.45份
偶氮二异丁腈                      0.5份
十二烷基硫酸钠                    0.05份
过硫酸钾                          0.5份
苯乙烯                            6.3份
甲基丙烯酸四氢糠酯                2.1份
甲基丙烯酸丁酯                    31.9份
甲基丙烯酸三甘醇酯                10.6份
叔十二烷基硫醇                    0.02份
(黑色分散元素B15,分散聚合物中芳环的量:20%)
Raven C                           58份
Adeka Reasoap SE-10N(商品名,     5份
Asahi Denka Co.,Ltd.,制造,
可聚合表面活性剂)
苯乙烯                            2.6份
α-甲基苯乙烯                      0.5份
偶氮二异丁腈                      0.5份
十二烷基硫酸钠                    0.05份
过硫酸钾                          0.5份
苯乙烯                            12.6份
甲基丙烯酸四氢糠酯                1.74份
甲基丙烯酸丁酯                    26.1份
甲基丙烯酸三甘醇酯                8.7份
叔十二烷基硫醇                    0.02份
(黑色分散元素B16,分散聚合物中芳环的量:25%)
Raven C                         58份
Adeka Reasoap SE-10N(商品名,   5份
Asahi Denka Co.,Ltd.,制造,
可聚合表面活性剂)
苯乙烯                          3.25份
α-甲基苯乙烯                    1.125份
偶氮二异丁腈                    0.5份
十二烷基硫酸钠                  0.05份
过硫酸钾                        0.5份
苯乙烯                          15.75份
甲基丙烯酸四氢糠酯              1.55份
甲基丙烯酸丁酯                  23.25份
甲基丙烯酸三甘醇酯              7.75份
叔十二烷基硫醇                  0.02份
(黑色分散元素B17,分散聚合物中芳环的量:30%)
Raven C                         58份
Adeka Reasoap SB-10N(商品名,   5份
Asahi Denka Co.,Ltd.,制造,
可聚合表面活性剂)
苯乙烯                          3.9份
α-甲基苯乙烯                    1.35份
偶氮二异丁腈                    0.5份
十二烷基硫酸钠                  0.05份
过硫酸钾                        0.5份
苯乙烯                          18.9份
甲基丙烯酸四氢糠酯              1.35份
甲基丙烯酸丁酯                  20.25份
甲基丙烯酸三甘醇酯              6.75份
叔十二烷基硫醇                  0.02份
(黑色分散元素B18,分散聚合物中芳环的量:50%)
Raven C                           58份
Adeka Reasoap SE-10N(商品名,     5份
Asahi Denka Co.,Ltd.,制造,
可聚合表面活性剂)
苯乙烯                            6.5份
α-甲基苯乙烯                      2.25份
偶氮二异丁腈                      0.5份
十二烷基硫酸钠                    0.05份
过硫酸钾                          0.5份
苯乙烯                            31.5份
甲基丙烯酸四氢糠酯                0.59份
甲基丙烯酸丁酯                    8.82份
甲基丙烯酸三甘醇酯                2.94份
叔十二烷基硫醇                    0.02份
(黑色分散元素B19,分散聚合物中芳环的量:60%)
Raven C                           58份
Adeka Reasoap SE-10N(商品名,     5份
Asahi Denka Co.,Ltd.,制造,
可聚合表面活性剂)
苯乙烯                            7.55份
α-甲基苯乙烯                      2.65份
偶氮二异丁腈                      0.5份
十二烷基硫酸钠                    0.05份
过硫酸钾                          0.5份
苯乙烯                            36.55份
甲基丙烯酸四氢糠酯                0.25份
甲基丙烯酸丁酯                    4.2份
甲基丙烯酸三甘醇酯                1.35份
叔十二烷基硫醇                    0.02份
(黑色分散元素B20,分散聚合物中芳环的量:70%)
Raven C                          58份
Adeka Reasoap SE-10N(商品名,    5份
Asahi Denka Co.,Ltd.,制造,
可聚合表面活性剂)
苯乙烯                           7.8份
α-甲基苯乙烯                     3.15份
偶氮二异丁腈                     0.5份
十二烷基硫酸钠                   0.05份
过硫酸钾                         0.5份
苯乙烯                           44.1份
甲基丙烯酸四氢糠酯               0份
甲基丙烯酸丁酯                   0份
甲基丙烯酸三甘醇酯               0份
叔十二烷基硫醇                   0.02份
(黑色分散元素B21,分散聚合物中芳环的量:72%)
Raven C                          58份
Adeka Reasoap SE-10N(商品名,    1份
Asahi Denka Co.,Ltd.,制造,
可聚合表面活性剂)
苯乙烯                           10份
α-甲基苯乙烯                     0份
偶氮二异丁腈                     0.5份
十二烷基硫酸钠                   0.05份
过硫酸钾                         0.5份
苯乙烯                           46份
甲基丙烯酸四氢糠酯               0份
甲基丙烯酸丁酯                   0份
甲基丙烯酸三甘醇酯               0份
叔十二烷基硫醇                   0.02份
评估使用按照上述方法和材料制备的分散元素的水性油墨的储存稳定性。在评估中,将各水性油墨分别置于样品瓶内,并且紧紧塞住该瓶后,在60℃或70℃下放置1周。检测放置该水性油墨前后水性油墨所产生的外源物质和物理值(粘度)。评估标准与上述<水性油墨的储存性1>中的那些相同。评估结果如表10所示。
表10
分散聚合物中芳环的量和储存稳定性
Figure C02825419D00851
从表10的结果看出,当本发明的分散聚合物中芳环的量为20-70%时,可以确保储存稳定性。还可以看出当芳环的量为25-50%时,没有产生外源物质并且没有出现粘度的改变,这是一个优选实施方式。
这些揭示了当利用常规技术中的普通分散剂(例如水溶性聚合物分散剂或表面活性剂)分散色料时,本发明优选的添加剂(包括选自乙炔二醇基表面活性剂,乙炔醇基表面活性剂,含硅表面活性剂,二(三)甘醇一丁醚,(二)丙二醇一丁醚和1,2-烷二醇的一种或多种的物质)难以使用,因此,无法获得足够高的打印质量。然而,在本发明的其中用分散聚合物包封颜料并使之可分散于水中且分散聚合物中芳环的量是该分散聚合物的20-70%的分散元素中,当颜料与分散聚合物的重量比为10:90-90:10时,含有上述添加剂的水性油墨可以保证储存稳定性和喷射稳定性,同时保持足够高的色彩形成性质。此外,当色料与分散聚合物的重量比在本发明的优选范围内时,也就是,对于黑色类颜料为40:60-90:10,对于黄色类颜料为50:50-90:10,对于黄色类颜料为50:50-90:10,对于蓝色类颜料为20:80-70:39,可以提供适合水性喷墨记录的水性油墨,其可以在平面纸张上和发光媒体例如水性喷墨打印机常用的发光纸张上,形成具有优异光泽/固定性质的高密度清晰图像。另外,颜料适合用作色料,并且由此提供了在水性喷墨打印机的水性油墨中形成比用常规染料作为色料所获得的那些具有更优异耐水性和光紧牢度的打印物的作用。此外,包封色料的分散聚合物的功能可以通过聚合单体或其他反应试剂而任意改变,并且由此具有赋予不同功能(例如,打印物的光紧牢度,阻气性,成色性,光泽和固定性质)的作用。在利用在含水体系中分散色料所常用的分散剂(例如水溶性聚合物分散剂或表面活性剂)的情况中,分散剂对色料的吸收强度基本上很弱且分散剂部分解吸。由于所得解吸物质或没有被吸收的分散剂,水性油墨的粘度增高,由此,色料的加入量受到限制,结果,难以获得足够高的色彩形成性。出现明显得解吸现象,特别是当使用本发明优选的添加剂时。
本发明不应受到这些实施例的限制,许多改变和改进可以在不脱离本发明的实质和范围下进行。
实施例C
下面参照实施例说明本发明的优选实施方式(C)。
下面描述将有机或无机颜料作为色料用于本发明的情况。在实施例和对比实施例中,颜料C1是炭黑颜料,颜料C2是酞菁颜料,颜料C3是二甲基喹吖啶酮颜料,颜料C4是二酮基吡咯并吡咯颜料。然而,本发明不限于此,可以使用多种有机或无机颜料。在<>中,利用nm(纳米)的单位表示平均粒度。
在本发明中,色料还可以通过反应性分散剂分散,随后在催化剂的存在下在水中进行乳化聚合。
(分散元素C1-C4的制备)
对于分散元素C1,使用Raven C(Co1umbian Carbon Co.,Ltd.制造),其是炭黑和无机颜料。在安装有超声波发生器、搅拌器、滴加装置、水冷却回流冷凝器和温度控制器的反应容器中,向180份的离子交换水中加入25份(此后“份”是指“重量份”)的Raven C(Columbian Carbon Co.,Ltd.制造)和5份是可聚合表面活性剂的Adeka Reasoap SE-10N(Asahi Denka Co.,Ltd.制造),通过施加4小时超声波进行分散。
此后,加入含有5份苯乙烯、1.6份α-甲基苯乙烯和0.5份偶氮二异丁腈的甲基乙基酮溶液,在60℃下进行8小时聚合反应。所得溶液进行离心过滤,取出用聚合物包封的颜料,并且通过经0.4μm滤膜过滤除去粗微粒。使该用聚合物包封的颜料溶液解聚,并在匀浆器中再分散。
此后,在一个反应容器中,加入上面获得的颜料的甲基乙基酮溶液、27份离子交换水和0.05份十二烷基硫酸钠,随后加入100份离子交换水和0.5份的过硫酸钾作为聚合引发剂。所得溶液保持在70℃和氮气氛中。向其中,滴加含有25份苯乙烯、1份甲基丙烯酸四氢糠酯、15份甲基丙烯酸丁酯、5份甲基丙烯酸三甘醇酯和0.02份叔十二烷基硫醇的混合溶液,进行反应。此后,利用旋转蒸发器蒸馏除去甲基乙基酮和部分水,残余物用氢氧化钠中和至pH为8.5,随后经0.3μm滤器过滤得到分散元素C1。
取部分的这种分散元素,通过加入浓度为0.1mol/L的HCl用酸沉淀,通过Soxhlet萃取法用丙酮只取出该分散聚合物,通过13C-NMR和1H-NMR(AMX400,Bruker制造(德国))利用DMSO-d6进行测量,结果,芳环的量基于分散聚合物的总重量计为40%。
分散元素C2-C4按照与上面相同的方式获得,除了将有机颜料的颜料蓝15:3(铜酞菁颜料,Clariant制造)用于分散元素C2,将有机颜料的颜料红122(二甲基喹吖啶酮颜料,Clariant制造)用于分散元素C3,将有机颜料的颜料黄180(二酮基吡咯并吡咯,Clariant制造)用于分散元素C4之外。
(分散元素C5-C8的制备)
对于分散元素C5,使用是炭黑的Monac 880(Cabot Co.制造)。向安装有搅拌器、温度计、回流管和滴液漏斗的反应容器吹入氮气,向其中加入20份苯乙烯、5份α-甲基苯乙烯、15份甲基丙烯酸丁酯、10份甲基丙烯酸月桂基酯、2份丙烯酸和0.3份叔十二烷基硫醇,在70℃下加热。此后,将单独制备的150份苯乙烯、15份丙烯酸、50份甲基丙烯酸丁酯、1份叔十二烷基硫醇、20份甲基乙基酮和3份偶氮二异丁腈加入到滴液漏斗中,在4小时内滴加到该反应容器内,由此聚合分散聚合物。随后,将甲基乙基酮加入到反应容器内制备浓度为40%的分散聚合物溶液。
随后,将40份所得分散聚合物溶液、30份是炭黑的Monac 880(Cabot Co.制造)、100份含0.1mol/L氢氧化钠的水溶液,和30份甲基乙基酮混合,用匀浆器搅拌30分钟。向其中加入300份的离子交换水,进一步搅拌所得溶液1小时。利用旋转蒸发器蒸馏除去全部量的甲基乙基酮和部分水,残余物用0.1mol/L的氢氧化钠中和至pH为9,随后经0.3μm膜滤器过滤得到分散元素C5,其具有20%的固体(分散聚合物和炭黑)含量。
取部分的这种分散元素,通过加入浓度为0.1mol/L的HCl用酸沉淀,通过Soxhlet萃取法用丙酮只取出该分散聚合物,通过13C-NMR和1H-NMR(AMX400,Bruker制造(德国))利用DMSO-d6进行测量,结果,芳环的量基于分散聚合物的总重量计为36%。
分散元素C6-C8按照与上面相同的方式获得,除了将颜料蓝15∶3(铜酞菁颜料,Clariant制造)用于分散元素C6,将颜料红122(二甲基喹吖啶酮颜料,Clariant制造)用于分散元素C7,将颜料黄180(二酮基吡咯并吡咯,Clariant制造)用于分散元素C8之外。
(聚合物细微粒的制备)
向一个安装有滴液装置、温度计、水冷却回流冷凝器和搅拌器的反应容器中,加入100份离子交换水并且同时搅拌,在70℃和氮气氛下加入0.2份的过硫酸钾作为聚合引发剂。向其中,在70℃下滴加通过向7份离子交换水加入0.05份十二烷基硫酸钠、4份glycidoxy丙烯酸酯、5份苯乙烯、6份丙烯酸四氢糠酯、5份甲基丙烯酸丁酯和0.02份叔十二烷基硫醇获得的单体溶液,进行反应,制备初级物质。向这种初级物质中,加入2份的10%过硫酸铵溶液并搅拌,进一步在70℃下加入含有30份离子交换水、0.2份十二烷基硫酸盐、30份苯乙烯、25份甲基丙烯酸丁酯、6份丙烯酸丁酯、2份丙烯酸、1份1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯和0.5份叔十二烷基硫醇的反应溶液,同时搅拌,由此进行聚合反应。此后,所得溶液用氢氧化钠中和至pH为8-8.5,随后经0.3μm滤器过滤制成聚合物细微粒的30%水溶液,这被称作乳液A。
(水性油墨的制备实施例)
下文中,具体描述了本发明的适合用作水性喷墨记录的水性油墨的水性油墨组合物的实例。分散元素的加入量表示为重量的量(固体内容物浓度;颜料和包围颜料的分散聚合物的总量)。在<>中,颜料的粒度用nm的单位表示。在实施例中,余量的水为离子交换水,其中加入0.05%的Proxel XL-2用于水性油墨的防腐活性,0.02%的苯并三唑用于水性喷墨头元件的防侵蚀,0.04%的EDTA 2Na盐用来减少水性油墨体系中金属离子的作用。
实施例C-1               加入量(%)
分散元素C1<105>         9.5
乳液A                   15.0
TEGmBE                  5.0
Olfine E1010            1.0
甘油                    9.0
1,5-戊二醇             5.0
三乙醇胺                0.8
水                      余量
TEGmBE:三甘醇一丁醚
Olfine E1010(乙炔二醇基表面活性剂,Nissin Chemical IndustryCo.,Ltd.制造)
实施例C-2               加入量(%)
分散元素C2<85>          4.5
乳液A                   10.0
DEGmBE                  10.0
二丙二醇                5.0
Surfynol 465            1.2
三乙醇胺                0.9
水                      余量
DEGmBE:二甘醇一丁醚
Surfynol 465(乙炔二醇基表面活性剂,Air Products(USA)制造)
实施例C-3               加入量(%)
分散元素C3<90>          8.5
乳液A                   10.0
1,2-己二醇             4.0
Olfine STG              0.5
二甘醇                  7.0
硫二甘醇                1.5
1,6-己二醇             5.0
三乙醇胺                1.0
氢氧化钾                0.1
水                      余量
Olfine STG(乙炔二醇基表面活性剂,Nissin Chemical Industry Co.,Ltd.制造)
实施例C-4               加入量(%)
分散元素C4<80>          10.0
乳液A                   10.0
TEGmBE                  3.0
1,2-戊二醇             5.0
Surfynol 61             0.5
四甘醇                  9.0
1,5-戊二醇             2.0
二甲基-2-咪唑啉酮       2.0
苯甲酸钠                0.1
三乙醇胺                0.7
水                      余量
Surfynol 61(乙炔醇基表面活性剂,Air Products(USA)制造)
实施例C-5               加入量(%)
分散元素C5            8.0
乳液A                 15.0
DPGmBE                2.0
DEGmBE                7.0
甘油                  14.0
三乙醇胺              0.9
水                    余量
DPGmBE:二丙二醇一丁醚
实施例C-6             加入量(%)
分散元素C6            10.0
乳液A                 10.0
Olfine E1010          1.0
TEGmBE                6.0
甘油                  15.0
硫二甘醇              2.0
1,5-戊二醇           1.0
三乙醇胺              0.9
水                    余量
实施例C-7             加入量(%)
分散元素C7            12.0
乳液A                 10.0
Surfynol 61           0.5
DEGmBE                8.0
甘油                  15.0
三羟甲基丙烷          1.0
三羟甲基乙烷          1.0
Surfynol465           1.0
三乙醇胺              0.5
KOH                   0.05
水                    余量
实施例C-8           加入量(%)
分散元素C8          10.5
乳液A               10.0
Olfine STG          1.0
PGmBE               2.0
DEGmBE              10.0
甘油                7.0
二甘醇              5.0
四丙二醇            5.0
三乙醇胺            0.9
KOH                 0.1
水                  余量
PGmBE:丙二醇一丁醚
对比实施例中使用的水性油墨组合物如下所述。
对比实施例C-1       加入量(%)
颜料C1<105>         7.0
甘油                10.0
分散剂              3.0
非离子表面活性剂    1.0
离子交换水          余量
非离子表面活性剂:Noigen EA160(Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd.制造)
该分散剂是通过利用Solsperse 27000(Avecia Limited制造)在珠磨MINIZETOR(Ajisawa制造)中进行分散处理2小时而制成。
对比实施例C-2              加入量(%)
酸蓝9                      6.5
DEGmME                     7.0
二甘醇                     10.0
2-吡咯烷酮                 5.0
离子交换水                 余量
DEGmME:二甘醇一甲基醚
对比实施例C-3          加入量(%)
直接黑154              2.5
二甘醇                 10.0
非离子表面活性剂       1.0
离子交换水             余量
非离子表面活性剂:Epan 450(Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd.制造)
在表11中,打印评估结果表示为当打印字母时模糊性的评估结果。在表11中,A代表“非常好”,B代表“良好”,C代表“不好”,D代表“非常不好”。
表11
打印质量的评估结果
Figure C02825419D00931
从表11的结果显然看出,对比实施例的水性油墨打印质量不好,而本发明的水性油墨表现出良好的打印质量。
另外,这种打印评估是利用Seiko Epson Corporation制造的水性喷墨打印机PM-900C进行。评估中使用的纸张是Conqueror,Favorit,Modo Copy,Rapid Copy,Epson EPP,Xerox 4024,Xerox 10,Neenha Bond,Ricopy 6200,Yamayuri和Xerox R,它们是欧洲、USA和日本市售的平面纸张。
如上所证实的,本发明可以提供适用于水性喷墨记录的水性油墨,其减小在记录图像的材料,如纸张上的模糊性,并且保证高质量和高可行性。
实施例C-1至C-8的水性油墨分别加入到样品瓶内,并且紧紧塞住该瓶后,在60℃下放置1周。检测放置该水性油墨前后的水性油墨产生的外源物质和物理值(粘度,表面张力)。
结果,全部水性油墨几乎没有产生外源物质和改变物理值,具有良好的储存稳定性。
通过将实施例C-1的组合物中的分散元素改变为对比实施例C-1的颜料进行同样的试验,结果,表面张力没有改变,但产生外源物质,从而降低了可滤性,并由于粘度增高现象的出现,无法获得喷射稳定性。
此外,利用另一种本发明优选的添加剂(包括选自乙炔二醇基表面活性剂,乙炔醇基表面活性剂,含硅表面活性剂,二(三)甘醇一丁醚,(二)丙二醇一丁醚和1,2-烷二醇的一种或多种的物质)代替实施例C-1的组合物中的DEGmBE和E1010制备的水性油墨,以及通过将本发明优选的添加剂(包括选自乙炔二醇基表面活性剂,乙炔醇基表面活性剂,含硅表面活性剂,二(三)甘醇一丁醚,(二)丙二醇一丁醚和1,2-烷二醇的一种或多种的物质)加入到对比实施例C-1的水性油墨中制备的水性油墨(表12中的实施例C-9至C-18),分别在60℃下放置1周,在放置后检测各水性油墨产生的外源物质、物理值(粘度,表面张力)和喷射稳定性。结果如表12所示。产生的外源物质的量表示在60℃放置后外源物质的量/外源物质的起始量的值,粘度表示在60℃下放置后的粘度/起始粘度的值,表面张力表示在60℃下放置后的表面张力/起始表面张力的值。利用Seiko EpsonCorporation制造的水性喷墨打印机PM-900C评估喷射稳定性,并且当在A4尺寸Xerox P上连续打印100页后完全没有出现打印混乱时评分为A,当在小于10部分产生打印混乱时评分为B,当在10至小于100部分产生打印混乱时评分为C,当在100或更多部分产生打印混乱时评分为D。
表12
当实施例C-1和对比实施例C-2的组合物中改变添加剂时产生的外源物质,物理值(粘度,表面张力)和喷射稳定性
Figure C02825419D00951
从表11和12的结果可以看出,利用本发明的分散元素制备的水性油墨具有良好的打印质量,优异的喷射稳定性和高储存稳定性,并且可以是适用于水性喷墨记录的水性油墨。C-2至C-8的实施例也进行类似地改变添加剂的测试,结果,获得几乎相同的结果。
而且,实施例C-1和C-5中使用的分散聚合物分别通过改变芳环的量进行聚合,用来测定芳环含量与储存稳定性之间的关系。结果如表13所示。在储存稳定性的评估中,实施例C-1至C-8的水性油墨分别被加入到样品瓶中,并且在塞紧该瓶后,在60℃或70℃下放置1周,检测放置该水性油墨前后水性油墨所生成的外源物质和物理值(粘度)。产生的外源物质的量表示在60℃或70℃下放置后外源物质的量/外源物质的起始量的值,粘度表示在60℃或70℃下放置后的粘度/起始粘度的值。
表13
分散聚合物中苯环的量和储存稳定性
Figure C02825419D00961
如表13的结果所示,芳环在本发明的分散聚合物中的量为20-70%,优选25-50%。
另外,对实施例C-1至C-8的水性油墨和其中没有使用乳液的这些水性油墨(对比实施例)进行固定性质的评估,所得结果如表14所示。在固定性质的评估中,使用平面纸张(Xerox 4024)和专业纸张(PM照相纸),打印的表面和其背面在300g的负荷下superosed,并且以1m/秒的速率移动,观察图像淡化的程度。给出打印即刻、打印后5分钟、1小时后、2小时后和3小时后的结果。在表14中,当图像完全没有淡化时评分为A,当图像轻微淡化时评分为B,当图像轻微淡化且转移到背面时评分为C,当图像严重淡化且转移到背面时评分为D。
表14
耐擦性的评估结果
Figure C02825419D00971
从表14中的结果看出,1小时后没有出现图像的淡化,特别是在专业纸张上,具有良好的固定性质。
在表15中,给出实施例C-1至C-8的微囊(分散元素)的ζ电势,聚合物细微粒的ζ电势,以及微囊和聚合物细微粒混合态的ζ电势。另外,给出了当各水性油墨在60℃下放置7天时外源物质的生成状况。具有低绝对ζ电势值的分散元素和具有与聚合物细微粒差别很大的ζ电势的分散元素作为对比实施例一起示出。利用Zeta Sizer 3000HS(Malvern Instruments Inc.制造)测量ζ电势以测定在4-11的pH范围内的pH依赖性以及在9的pH下微粒可以稳定存在的值如表15所示。
表15
ζ电势和外源物质的评估结果
Figure C02825419D00981
从表15中的结果看出,本发明的水性油墨具有优异的储存稳定性,而当ζ电势的绝对值低时或当与聚合物细微粒在ζ电势上差异大时,容易产生外源物质。
由此,可以理解当利用常规技术中的普通分散剂分散色料时,本发明优选的添加剂(包括选自乙炔二醇基表面活性剂,乙炔醇基表面活性剂,含硅表面活性剂,二(三)甘醇一丁醚,(二)丙二醇一丁醚和1,2-烷二醇的一种或多种的物质)难以使用,因此,无法获得足够高的打印质量。然而,按照本发明,通过用聚合物包封色料使之可分散于水中而构成微囊,并且该聚合物中芳环的量基于该聚合物计被控制在20-70%,从而可以获得适用于水性喷墨记录的水性油墨,其保证了储存稳定性和喷射稳定性,同时保持足够高的色彩形成性质。此外,颜料适合用作色料,由此产生所得打印物比使用普通染料(例如对比实施例A-2和A-3)得到的那些打印物具有更优异的防水性的作用。此外,聚合物包封色料的功能可以通过聚合单体或其他反应试剂而任意改变,并可以提供赋予多种功能(例如,光紧牢性,阻气性,成色性,光泽,固定性质)的作用。在使用常规技术中的普通分散剂的情况中,分散剂吸收色料的吸收强度基本上很弱,且分散剂部分被解吸。由于所得的解吸物质或没有被吸收的分散剂,粘度增高,由此色料的加入量受到限制,结果,难以获得足够高的色彩形成。
本发明应不受这些实施例的限制,许多改变和改进可以在不脱离本发明的实质和范围下进行。
实施例D
参考下列实施例具体描述本发明的优选实施方式(d)。
然而,本发明的范围不受这些实施例的限制。这些实施例中所得的分散体的物理值(表面张力,平均粒度)通过下列方法测定。
表面张力的测量
实施例和对比实施例中得到的颜料分散体分别是在20℃下利用表面张力天平(CBVP-A3,Kyowa Interface Science Co.,Ltd.制造)测定其表面张力。
平均粒度的测量
实施例和对比实施例得到的颜料分散体分别用离子交换水稀释至颜料浓度为0.001-0.01%(重量)(因为依赖于颜料,测量时的最佳浓度略微不同),分散微粒的平均粒度是在20℃下利用粒度分布计(DLS-800,Otsuka Electronics Co.,Ltd.制造)来测量。粒度在<>中给出,是以nm(纳米)单位计的平均粒度。
在本发明的实施例中,颜料用反应性分散剂包封,随后在催化剂的存在下在水中进行乳化聚合,生成分散元素。随后,生成的分散元素通过加入中和剂和分散促进剂分散在水中,得到各种分散体。
本发明的分散体的制备方法具体说明如下。
●分散元素的制备
(分散元素D1)
对于分散元素D1的制备,使用Raven C(Columbian Carbon Co.,Ltd.制造),其是炭黑颜料。在安装有超声波发生器、搅拌器、滴加装置、水冷却回流冷凝器和温度控制器的反应容器中,向180份的离子交换水中加入25份(此后“份”是指“重量份”)的碳黑颜料和6份是可聚合表面活性剂的Adeka Reasoap SE-10N(Asahi Denka Co.,Ltd.制造),对其施加4小时超声波。
此后,加入含有5份苯乙烯、1.7份α-甲基苯乙烯和0.5份偶氮二异丁腈的甲基乙基酮溶液,在60℃下进行8小时聚合反应。所得溶液进行离心过滤,取出用聚合物包封的颜料,通过经5μm滤膜过滤除去粗微粒。
这种用聚合物包封的颜料溶液用匀浆器解聚。此后,在一个反应容器中,加入这种颜料的甲基乙基酮溶液、30份离子交换水和0.05份十二烷基硫酸钠,随后加入100份离子交换水和0.5份的过硫酸钾作为聚合引发剂。所得溶液保持在70℃氮气氛中。向其中,滴加含有25份苯乙烯、1份甲基丙烯酸四氢糠酯、15份甲基丙烯酸丁酯、5份甲基丙烯酸三甘醇酯和0.02份叔十二烷基硫醇的混合溶液,进行反应。此后,利用旋转蒸发器蒸馏除去甲基乙基酮和部分水,残余物通过过滤分离得到分散元素D1。
●分散体的制备(分散步骤)
(分散体D1)
加入15上面所得分散元素D1、0.5份作为中和剂的氢氧化钠和84.5份的离子交换水,利用油漆摇动器(使用氧化锆珠,填珠百分率:60%,介质大小:1.7mm)分散直至分散元素的平均粒度(二级粒度)变为110nm,得到分散体D1(表面张力:56mN/m)。
●芳环的量的测定
取必要量的分散体D1,通过加入浓度为0.1mol/L的HCl用酸沉淀,通过Soxhlet萃取法用丙酮只取出该分散聚合物,通过13C-NMR和1H-NMR(AMX400,Bruker制造(德国))利用DMSO-d6进行测量,结果,芳环的量基于分散聚合物的总重量计为43%。
●多价金属离子的量的测定
取必要量的分散体D1,在离心式超滤装置(C-15,Millipore制造)进行离心分离处理。所用的滤器是NMWL100000型,离心条件为2500G和60分钟。在将10mg的所得滤液通过氧瓶燃烧法处理之后,用0.2%硝酸水溶液吸收。产物用离子色谱法(柱ionPac AS12A;NipponDionex制造的DX-500)定量,结果,Si,Ca,Mg,Fe,Cr,Ni和Zr离子的量分别为28ppm,36ppm,40ppm,55ppm,70ppm,62ppm和25ppm,全部低于100ppm。多价金属离子的总量约为326ppm,低于500ppm。
利用与分散体D1相同的方式获得分散体D2-D7,除了将有机颜料酞菁绿颜料(C.I.颜料绿7)用于分散体D2,有机颜料缩合偶氮黄颜料(C.I.颜料黄128)用于分散体D3,有机颜料喹吖啶酮紫颜料(C.I.颜料紫19)用于分散体D4,有机颜料perynone橙颜料(C.I.颜料橙43)用于分散体D5,有机颜料苯并咪唑啉酮褐颜料(C.I.颜料褐32)用于分散体D6,有机颜料perynone红颜料(C.I.颜料红178)用于分散体D7之外。颜料和分散方法,例如制备分散体D1-D7所用的中和剂和分散珠种类如表16所示,颜料与分散聚合物的比例以及芳环和多价金属离子的量的测量结果如表17所示。
Figure C02825419D01021
Figure C02825419D01031
下面描述通过不同于分散体D1制备方法的制备方法制备分散体D8。
●分散元素的制备步骤
(分散元素D8)
对于分散元素D8的制备,使用是炭黑颜料的Monac 880(Cabot Co.制造)。向安装有搅拌器、温度计、回流管和滴液漏斗的反应容器吹入氮气,向其中加入21份苯乙烯、5份α-甲基苯乙烯、16份甲基丙烯酸丁酯、10份甲基丙烯酸月桂基酯、2份丙烯酸和0.3份叔十二烷基硫醇,并且在70℃下加热。此后,将单独制备的150份苯乙烯、15份丙烯酸、50份甲基丙烯酸丁酯、1份叔十二烷基硫醇、20份甲基乙基酮和3份偶氮二异丁腈加入到滴液漏斗中,在4小时内滴加到该反应容器内,由此聚合分散聚合物。随后,将甲基乙基酮加入到反应容器内,制备浓度为40%的分散聚合物溶液。
随后,将40份所得分散聚合物溶液、30份是炭黑的Monac 880(Cabot Co.制造)、100份含0.1mol/L氢氧化钠的水溶液,和30份甲基乙基酮混合,用匀浆器搅拌30分钟。向其中加入350份的离子交换水,所得溶液进一步搅拌1小时。利用旋转蒸发器蒸馏除去全部量的甲基乙基酮和部分水,残余物通过过滤分离得到分散元素D8。分散体的制备(分散步骤)
(分散体D8)
加入15上面所得分散元素D8、1份作为分散促进剂的AcetylenolEH(Kawaken Fine Chemicals制造)、1份作为中和剂的氢氧化钠和83份的离子交换水,利用油漆摇动器(使用玻璃珠,填珠百分率:60%,介质大小:1.7mm)分散直至分散元素的平均粒度(二级粒度)变为100nm,得到分散体D8(表面张力:31mN/m)。
●芳环的量的测量
取部分的分散体D8,按照与分散体D1相同的方式测定芳环的量,发现基于分散聚合物的总重量计为46%。
●多价金属离子的量的测定
取必要量的分散体D8,按照与分散体D1相同的方式测定金属离子的量,结果,Si,Ca,Mg,Fe,Cr,Ni和Zr离子的量分别为38ppm,21ppm,22ppm,9ppm,8ppm,12ppm和5ppm,全部低于100ppm。多价金属离子的总量约为115ppm,低于200ppm。
利用与上面相同的方式获得分散体D9-D14,除了将酞菁蓝颜料(C.I.颜料蓝15:4)用于分散体D9,不溶性一偶氮黄颜料(C.I.颜料黄74)用于分散体D10,缩合偶氮黄颜料(C.I.黄110)用于分散体D11,蒽醌黄颜料(C.I.颜料黄147)用于分散体D12,苯并咪唑啉酮黄颜料(C.I.颜料黄180)用于分散体D13,喹吖啶酮红颜料(C.I.颜料红122)用于分散体D14之外。
颜料和分散方法,例如制备分散体D8-D14所用的中和剂和分散珠种类如表18所示,颜料与分散聚合物的比例以及芳环和多价金属离子的量的测量结果如表19所示。
Figure C02825419D01061
(水性油墨的制备实施例)
下文中,具体描述作为本发明的水性喷墨记录的水性油墨合适的水性油墨组合物的实例。在实施例中,余量的离子交换水是这样的离子交换树脂,其中加入Proxel XL-2用于水性油墨的防腐活性,且加入EDTA(乙二胺四乙酸)用于减少水性油墨体系中金属离子的作用,同时搅拌使其在水性油墨中的浓度分别为0.05%和0.01%。
(实施例D-1)
实施例D-1的水性油墨组合物如下所述。
                       加入量(%)
分散体D1               40.0
Olfine E1010           0.5
TEGmBE                 5.0
1,5-戊二醇            5.0
甘油                   9.0
三乙醇胺               1.0
离子交换水             余量
Olfine E1010(乙炔二醇类,Nissin Chemical Industry Co.,Ltd.制造)
TEGmBE:三甘醇一丁醚
●金属离子的量的测定
取必要量的实施例D-1中制备的水性油墨,在离心式超滤装置(C-15,Millipore制造)进行离心分离处理。所用的滤器是NMWL10000型,离心条件为2500G和60分钟。在将10mg的所得滤液通过氧瓶燃烧法处理之后,用0.2%硝酸水溶液吸收。产物用离子色谱法(柱ionPacAS12A;Nippon Dionex制造的DX-500)定量,结果,Si,Ca,Mg,Fe,Cr,Ni和Zr离子的量分别为15ppm,19ppm,28ppm,20ppm,38ppm,31ppm和12ppm,全部低于50ppm。多价金属离子的总量约为164ppm,低于200ppm。
(实施例D-2)
实施例D-2的水性油墨组合物如下所述。
                           加入量(%)
分散体D2                   30.0
Surfynol TG                0.3
DEGmBE                     10.0
二丙二醇                   5.0
三羟甲基乙烷               4.0
三乙醇胺                   0.9
离子交换水                 余量
Surfynol TG(乙炔二醇类,Air Products制造)
DEGmBE:二甘醇一丁醚
●金属离子的量的测定
取必要量的实施例D-2制备的水性油墨,按照与实施例D-1相同的方式测定水性油墨中的金属离子的量,结果,Si,Ca,Mg,Fe,Cr,Ni和Zr离子的量分别为12ppm,10ppm,20ppm,35ppm,39ppm,29ppm和10ppm,全部低于50ppm。多价金属离子的总量约为155ppm,低于200ppm。
(实施例D-3)
实施例D-3的水性油墨组合物如下所述。
                                 加入量(%)
分散体D3                         50.0
Olfine STG                       0.3
1,2-己二醇                      2.0
1,6-己二醇                      4.0
三甘醇                           10.0
硫二甘醇                         1.5
三乙醇胺                         1.0
氢氧化钾                         0.1
离子交换水                       余量
Olfine STG(乙炔二醇类,Nissin Chemical Industry Co.,Ltd.制造)
●金属离子的量的测定
取必要量的实施例D-3中制备的水性油墨,按照与实施例D-1相同的方式测定水性油墨中的金属离子的量,结果,Si,Ca,Mg,Fe,Cr,Ni和Zr离子的量分别为22ppm,25ppm,13ppm,32ppm,20ppm,26ppm和15ppm,全部低于50ppm。多价金属离子的总量约为153ppm,低于200ppm。
(实施例D-4)
实施例D-4的水性油墨组合物如下所述。
                    加入量(%)
分散体D4            60.0
Surfynol 104        0.5
TEGmBE              3.0
1,2-戊二醇         5.0
1,5-戊二醇         2.0
四甘醇              9.0
二甲基-2-咪唑啉酮   2.0
苯甲酸钠            0.1
三乙醇胺            0.7
离子交换水          余量
Surfynol 104(乙炔二醇类,Air Products制造)
●金属离子的量的测定
取必要量的实施例D-4中制备的水性油墨,按照与实施例D-1相同的方式测定水性油墨中的金属离子的量,结果,Si,Ca,Mg,Fe,Cr,Ni和Zr离子的量分别为26ppm,16ppm,43ppm,36ppm,37ppm,33ppm和5ppm,全部低于50ppm。多价金属离子的总量约为196ppm,低于200ppm。
(实施例D-5)
实施例D-5的水性油墨组合物如下所述。
                        加入量(%)
分散体D5                50.0
DPGmBE                  2.0
DEGmBE                  7.0
甘油                    5.0
三甘醇                  5.0
海藻糖                  5.0
三乙醇胺                0.9
离子交换水              余量
DPGmBE:二丙二醇一丁醚
●金属离子的量的测定
取必要量的实施例D-5中制备的水性油墨,按照与实施例D-1相同的方式测定水性油墨中的金属离子的量,结果,Si,Ca,Mg,Fe,Cr,Ni和Zr离子的量分别为41ppm,25ppm,22ppm,15ppm,14ppm,26ppm和6ppm,全部低于50ppm。多价金属离子的总量约为149ppm,低于200ppm。
(实施例D-6)
实施例D-6的水性油墨组合物如下所述。
                                加入量(%)
分散体D6                        40.0
Acetylenol EO                   0.5
TEGmBE                          5.0
1,2-戊二醇                     1.0
甘油                            13.0
硫二甘醇                        2.0
2-吡咯烷酮                      2.0
三乙醇胺                        0.9
离子交换水                      余量
Acetylenol EO(乙炔二醇类,Kawaken Fine Chemicals制造)
●金属离子的量的测定
取必要量的实施例D-6中制备的水性油墨,按照与实施例D-1相同的方式测定水性油墨中的金属离子的量,结果,Si,Ca,Mg,Fe,Cr,Ni和Zr离子的量分别为39ppm,34ppm,14ppm,18ppm,22ppm,15ppm和8ppm,全部低于50ppm。多价金属离子的总量约为150ppm,低于200ppm。
(实施例D-7)
实施例D-7的水性油墨组合物如下所述。
                      加入量(%)
分散体D7              30.0
Surfynol 465          0.5
Surfynol 61           0.5
TEGmBE                6.0
甘油                  15.0
三羟甲基丙烷          1.0
三羟甲基乙烷          1.0
三乙醇胺              0.5
KOH                   0.05
离子交换水            余量
●金属离子的量的测定
取必要量的实施例D-7中制备的水性油墨,按照与实施例D-1相同的方式测定水性油墨中的金属离子的量,结果,Si,Ca,Mg,Fe,Cr,Ni和Zr离子的量分别为20ppm,15ppm,27ppm,23ppm,21ppm,41ppm和7ppm,全部低于50ppm。多价金属离子的总量约为154ppm,低于200ppm。
(实施例D-8)
实施例D-8的水性油墨组合物如下所述。
                          加入量(%)
分散体D8                  40.0
Surfynol 420              0.5
PGmBE                     2.0
DEGmBE                    10.0
四丙二醇                  5.0
甘油                      7.0
二甘醇              0.9
KOH                 0.1
离子交换水          余量
Surfynol 420(乙炔二醇类,Air Products制造)
PGmBE:丙二醇一丁醚
●金属离子的量的测定
取必要量的实施例D-8中制备的水性油墨,按照与实施例D-1相同的方式测定水性油墨中的金属离子的量,结果,Si,Ca,Mg,Fe,Cr,Ni和Zr离子的量分别为15ppm,8ppm,10ppm,3ppm,5ppm,7ppm和1ppm,全部低于20ppm。多价金属离子的总量约为49ppm,低于100ppm。
(实施例D-9)
实施例D-9的水性油墨组合物如下所述。
                          加入量(%)
分散体D9                  40.0
Surfynol 485              1.5
DEGmBE                    5.0
1,5-戊二醇               5.0
甘油                      9.0
1,4-环己二甲醇           5.0
三乙醇胺                  1.0
离子交换水                余量
Surfynol 485(乙炔二醇类,Air Products制造)
●金属离子的量的测定
取必要量的实施例D-9中制备的水性油墨,按照与实施例D-1相同的方式测定水性油墨中的金属离子的量,结果,Si,Ca,Mg,Fe,Cr,Ni和Zr离子的量分别为13ppm,14ppm,11ppm,7ppm,5ppm,7ppm和1ppm,全部低于20ppm。多价金属离子的总量约为58ppm,低于100ppm。
(实施例D-10)
实施例D-10的水性油墨组合物如下所述。
                    加入量(%)
分散体D10           30.0
Surfynol TG         0.3
DEGmBE              10.0
二丙二醇            5.0
三乙醇胺            0.9
离子交换水          余量
Surfynol TG(乙炔二醇类,Air Products制造)
DEGmBE:二甘醇一丁醚
●金属离子的量的测定
取必要量的实施例D-10中制备的水性油墨,按照与实施例D-1相同的方式测定水性油墨中的金属离子的量,结果,Si,Ca,Mg,Fe,Cr,Ni和Zr离子的量分别为11ppm,8ppm,19ppm,4ppm,5ppm,9ppm和4ppm,全部低于20ppm。多价金属离子的总量约为60ppm,低于100ppm。
(实施例D-11)
实施例D-11的水性油墨组合物如下所述。
                             加入量(%)
分散体D11                    50.0
Olfine STG                   0.3
1,2-己二醇                  4.0
1,6-己二醇                  4.0
二甘醇                       7.0
硫二甘醇                     1.5
三乙醇胺                     1.0
离子交换水                   余量
Olfine STG(乙炔二醇类,Nissin Chemical Industry Co.,Ltd.制造)
●金属离子的量的测定
取必要量的实施例D-11中制备的水性油墨,按照与实施例D-1相同的方式测定水性油墨中的金属离子的量,结果,Si,Ca,Mg,Fe,Cr,Ni和Zr离子的量分别为8ppm,15ppm,16ppm,10ppm,11ppm,13ppm和7ppm,全部低于20ppm。多价金属离子的总量约为80ppm,低于100ppm。
(实施例D-12)
实施例D-12的水性油墨组合物如下所述。
                            加入量(%)
分散体D12                   60.0
Surfynol 485                1.5
TEGmBE                      3.0
1,2-戊二醇                 2.0
1,5-戊二醇                 2.0
四甘醇                      9.0
二甲基-2-咪唑啉酮           2.0
苯甲酸钠                    0.1
三乙醇胺                    0.7
离子交换水                  余量
Surfynol 104(乙炔二醇类,Air Products制造)
●金属离子的量的测定
取必要量的实施例D-12中制备的水性油墨,按照与实施例D-1相同的方式测定水性油墨中的金属离子的量,结果,Si,Ca,Mg,Fe,Cr,Ni和Zr离子的量分别为16ppm,5ppm,9ppm,5ppm,6ppm,5ppm和0ppm(低于目前检测极限的数值),全部低于20ppm。多价金属离子的总量约为46ppm,低于100ppm。
(实施例D-13)
实施例D-13的水性油墨组合物如下所述。
                         加入量(%)
分散体D13                50.0
Surfynol 465             0.5
Surfynol TG              0.1
TEGmBE                2.0
1,2-己二醇           2.0
甘油                  5.0
三甘醇                5.0
三羟甲基丙烷          5.0
三丙醇胺              0.9
离子交换水            余量
●金属离子的量的测定
取必要量的实施例D-13中制备的水性油墨,按照与实施例D-1相同的方式测定水性油墨中的金属离子的量,结果,Si,Ca,Mg,Fe,Cr,Ni和Zr离子的量分别为8ppm,6ppm,7ppm,9ppm,10ppm,12ppm和4ppm,全部低于20ppm。多价金属离子的总量约为56ppm,低于100ppm。
(实施例D-14)
实施例D-14的水性油墨组合物如下所述。
                              加入量(%)
分散体D14                     40.0
Acetylenol EL                 0.5
Acetylenol EO                 0.1
TEGmBE                        6.0
1,2-戊二醇                   1.0
甘油                          15.0
硫二甘醇                      2.0
三乙醇胺                      0.9
离子交换水                    余量
Acetylenol EO(乙炔二醇类,Kawaken Fine Chemicals制造)
●金属离子的量的测定
取必要量的实施例D-14中制备的水性油墨,按照与实施例D-1相同的方式测定水性油墨中的金属离子的量,结果,Si,Ca,Mg,Fe,Cr,Ni和Zr离子的量分别为5ppm,7ppm,20ppm,3ppm,2ppm,2ppm和0ppm(低于检测极限的数值),全部低于20ppm。多价金属离子的总量约为39ppm,低于100ppm。
(对比实施例D-1)
在对比实施例D-1中,是碳黑颜料的Raven C(Columbian CarbonCo.,Ltd.制造)按照与实施例D-1类似方法使用,通过使用Solsperse27000(Avecia Limited制造)作为分散剂进行分散。
将15份Raven C、4份Solsperse 27000(Avecia Limited制造)、4份二乙醇胺、0.5份2-丙醇和76.5份离子交换水在珠磨MINIZETOR(Ajisawa制造)中分散2小时,得到用于对比实施例D-1的分散体D15。
对比实施例D-1的水性油墨组合物如下所示。
                           加入量(%)
分散体D15<120>             7.0
甘油                       15.0
分散剂                     3.0
非离子表面活性剂           1.0
离子交换水                 余量
非离子表面活性剂:Noigen EA160(Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd.制造)
●金属离子的量的测定
取必要量的对比实施例D-1中制备的水性油墨,按照与上述实施例D-1相同的方式测定水性油墨中的金属离子的量,结果,Si,Ca,Mg,Fe,Cr,Ni和Zr离子的量分别为68ppm,52ppm,72ppm,51ppm,54ppm,52ppm和50ppm,全部大于50ppm。多价金属离子的总量约为399ppm,大于200ppm。
(对比实施例D-2)
在对比实施例D-2中,类似于实施例D-1使用分散体D1。此外,在对比实施例D-2中,水性油墨是通过有意使用含多价金属离子的水制备。
对比实施例D-2的水性油墨组合物如下所示。
                           加入量(%)
分散体1                 40.0
乙二醇                  5.0
甘油                    10.0
非离子表面活性剂        1.0
含多价金属离子的水      余量
●金属离子的量的测定
取必要量的对比实施例D-2中制备的水性油墨,按照与实施例D-1相同的方式测定水性油墨中的金属离子的量,结果,Si,Ca,Mg,Fe,Cr,Ni和Zr离子的量分别为110ppm,105ppm,118ppm,103ppm,101ppm,108ppm和103ppm,全部大大超过50ppm并且大于100ppm。多价金属离子的总量约为748ppm,大于200ppm。
在表20中,打印字母时的模糊性的评估结果表示为打印评估结果。在表20中,A代表“非常好”,B代表“良好”,C代表“不好”,D代表“非常不好”。
表20
油墨的打印评估结果
Figure C02825419D01181
从表20中的结果看出,当使用对比实施例的水性油墨时打印质量不好,当使用本发明的水性油墨时打印质量良好。
另外地,这种打印评估是利用Seiko Epson Corporation制造的水性喷墨打印机PM-900C进行。评估中使用的纸张是Conqueror,Favorit,Modo Copy,Rapid Copy,Epson EPP,Xerox 4024,Xerox 10,Neenha Bond,Ricopy 6200,Yamayuri和Xerox R,它们是欧洲、USA和日本市售的平面纸张。
如上所证实的,本发明可以提供适用于水性喷墨记录的水性油墨,其减小在记录图像的材料如纸张上的模糊性,并且保证高质量和高可行性。
将实施例D-1至D-14的水性油墨和对比实施例D-1和D-2的水性油墨分别加入到样品瓶内,紧紧塞住该瓶后,在60℃下放置1周或在-20℃下放置1周。检测放置水性油墨前后水性油墨所产生的外源物质和物理值(粘度,表面张力)。结果如表21所示。
所产生外源物质的量表示为放置后外源物质的量/外源物质的起始量的值,粘度表示为放置后的粘度/起始粘度的值,表面张力表示放置后的表面张力/起始表面张力的值。利用Seiko Bpson Corporation制造水性喷墨打印机PM-900C评估喷射稳定性,当在A4尺寸Xerox P上连续打印100页后完全没有出现打印混乱时评分为A,当在小于10部分产生打印混乱时评分为B,当在10至小于100部分产生打印混乱时评分为C,当打印混乱为100或更多部分时评分为D。
Figure C02825419D01201
从表20和21中的结果看出,利用本发明的分散元素制备的水性油墨具有良好的打印质量,优异的喷射稳定性和高储存稳定性,可以是适合水性喷墨记录的水性油墨。此外,颜料适合用作色料,由此提供了获得打印物比使用普通染料得到的那些打印物具有更优异的防水性的作用。此外,聚合物包封色料的功能可以通过聚合单体或其他反应试剂而任意改变,可以提供赋予多种功能(例如,光紧牢性,阻气性,成色性,光泽,固定性质)的作用。在使用常规技术中的普通分散剂的情况中,分散剂吸收色料的吸收强度基本上很弱,且部分分散剂解吸。由于所得的解吸材料或未被吸收的分散剂,粘度增高,由此色料的加入量受到限制,结果可能难以获得足够高的色彩形成。
实施例E
下面参考实施例描述本发明的优选实施方式(e)。
然而,本发明的范围不受这些实施例的限制。
(芳环的量、颜料/聚合物比例、平均粒度、多价阴离子的量和表面张力的测定方法)
通过下列方法测定这些实施例中获得的测量值(芳环的量、颜料/聚合物比例、平均粒度、多价阴离子的量和表面张力)。
“芳环的量的测定”
各取部分实施例和对比实施例所得的分散聚合物溶液,随后通过蒸馏除去溶剂来只提取聚合物组分,溶解在DMSO-d6中,通过使用13C-NMR和1H-NMR(AMX400,Bruker(德国)制造)测量聚合物中芳环的量。
“颜料/聚合物比例的测定”
各取部分实施例和对比实施例中获得的分散体,在通过加入浓度为0.1mol/L的HCl用酸只沉淀出分散元素之后,测量干重。随后,通过Soxhlet萃取法用丙酮只取出该分散聚合物,测定干重。由得到的值,计算出颜料/聚合物的重量比。
“平均粒度的测定”
将实施例和对比实施例得到的水性油墨分别用离子交换水稀释至分散元素浓度为0.001-0.01%(重量)(因为测量时的最佳浓度略微不同,依赖于水性油墨),利用粒度分布计(DLS-800,OtsukaElectronics Co.,Ltd.制造)测定在20℃下分散微粒的平均粒度。
“多价阴离子的量的测定”
取必要量的实施例和对比实施例中得到的水性油墨,在离心式超滤装置(C-15,Millipore制造)进行离心分离处理。所用的滤器是NMWL10000型,离心条件为2500G和60分钟。利用所得滤液,通过离子色谱法(柱ionPac AS12A;Nippon Dionex制造的DX-500)测定多价阴离子的量
“表面张力的测定”
各实施例和对比实施例中所得水性油墨在20℃下利用表面张力天平(CBVP-A3,Kyowa Interface Science Co.,Ltd.制造)测定表面张力。
<实施例E-1>
(1)分散体的制备
分散体E1:
对于实施例E-1中使用的分散体E1的制备,使用是无机颜料和炭黑颜料的颜料黑FW18(Degussa制造)。
向安装有搅拌器、温度计、回流管和滴液漏斗的反应容器吹入氮气,向其中加入22份苯乙烯、5份α-甲基苯乙烯、15份甲基丙烯酸丁酯、10份甲基丙烯酸月桂基酯、2.5份丙烯酸和0.3份叔十二烷基硫醇,在70℃下加热。此后,将单独制备的150份苯乙烯、15份丙烯酸、50份甲基丙烯酸丁酯、1份叔十二烷基硫醇、20份甲基乙基酮和3份偶氮二异丁腈加入到滴液漏斗中,在4小时内滴加到该反应容器内,由此聚合一种分散聚合物。随后,将甲基乙基酮加入到反应容器内,制备浓度为40%的分散聚合物溶液.
取部分的这种分散聚合物溶液,在蒸馏除去溶剂组分之后,通过“芳环的量的测定”中所述的方法测定芳环相对于总重量的比例,结果,芳环的量相对于分散聚合物的总重量为59%。
将40份上面所得分散聚合物溶液、30份是炭黑颜料的颜料黑FW18(Degussa制造)、100份含0.1mol/L氢氧化钠的水溶液,和35份甲基乙基酮混合,用匀浆器分散30分钟或更长时间.向其中加入350份的离子交换水,所得溶液进一步分散1小时.利用旋转蒸发器蒸馏除去全部量的甲基乙基酮和部分水,随后残余物反复通过过滤和用布氏漏斗洗涤进行分离。向通过过滤分离的含颜料的树脂分散元素适当加入离子交换水和作为中和剂的氢氧化钠水溶液,同时搅拌调节pH为7.5,随后所得溶液经平均孔径为0.5μm的滤器过滤,得到分散体E1,其含有20%的分散元素E1(其中炭黑颜料被芳环量为59%的聚合物包封的分散元素)。
在表22中,给出分散体E1中所用的颜料、分散聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比。颜料/聚合物比是通过上述“颜料/聚合物比的测定”中所述方法测定。
(2)水性油墨的制备
在实施例E-1中,使用实施例E-1(1)中获得的分散体E1,作为乙炔二醇基表面活性剂的Olfine E1010(Nissin ChemicalIndustry Co.,Lted.制造),作为烷二醇一烷基醚的二甘醇一丁醚和作为1,2-烷二醇的1,2-戊二醇.具体组成如下所述。
另外地,在水性油墨的制备中,加入分散体E1来获得8.0%的分散元素E1含量。<>中的值表示通过上面“平均粒度的测定”中所述方法测定的分散元素E1的平均粒度(单位:nm)。
另外,在实施例E-1的水性油墨组合物中作为“余量”加入的离子交换水是这样的离子交换水,其中加入Proxel XL-2用于水性油墨的防腐作用,苯并三唑用于防止水性喷墨头元件的侵蚀和EDTA 2Na用于减少水性油墨体系中金属离子的作用,它们基于水性油墨的总重量计分别以浓度0.01%、0.01%和0.02%加入。
分散元素E1<120>        8.0%
Olfine E1010           0.5%
二甘醇一丁醚           3.0%
1,2-戊二醇            2.5%
二甘醇                 3.0%
甘油                   11.5%
三羟甲基丙烷           6.0%
三丙醇胺               0.3%
离子交换水             余量
(3)多价阴离子的量的测定
实施例E-1(2)中制备的水性油墨通过上述“多价阴离子的量的测定”所述方法测定,结果,多价阴离子的总量为640ppm。测量结果的详情见表24。
(4)打印评估
在打印图像评估中,利用水性喷墨打印机PM-950C(Seiko EpsonCorporation制造)来评估实施例E-1(2)中制备的水性油墨的打印质量,其通过使用压电元件的水性喷墨头进行水性油墨喷射。
对于评估的纸张,(a)Conqueror,(b)Reymat,(c)Modo Copy,(d)Rap idCopy,(e)Xerox P,(f)Xerox 4024,(g)Xerox 10,(h)Neenha Bond,(i)Ricopy 6200和(j)Hammer mill Copy plus,它们是欧洲、USA和日本使用的市售平面纸张。
按照下列标准目测进行评估。
A:在所有点的字母中没有观察到模糊。
B:在5点或更少的字母处发现轻微模糊(可实行水平)
C:在5点或更少处的字母发现由于模糊而变粗
D:模糊严重,5点或更少的字母无法辨认.
打印评估结果如表23所示。
(5)喷射稳定性的评估
利用和实施例E-1(4)同样的打印机和水性油墨在A4大小的Xerox P上进行200页的连续打印,通过观察打印混乱性评估喷射稳定性。
按照下列标准目测进行评估。
A:完全没有产生打印混乱
B:产生打印混乱但少于10部分(可实行水平)
C:在10至小于100部分产生打印混乱
D:产生打印混乱为100或更多部分。
喷射稳定性的评估结果如表24所示。
(6)储存稳定性的评估
将上述实施例E-1(2)制备的水性油墨加入到样品瓶内,紧紧塞住该瓶后,在60℃下放置1周或在-20℃下放置1周。评估放置前后水性油墨所产生的外源物质和物理值(粘度,表面张力)的变化。
按照下列标准进行评估。
A:在60℃或-20℃下放置后产生的外源物质的量和物理值与放置之前的比值在0.99-1.01内。
B:该比例是0.95-0.99或1.01-1.05(可实行水平)
C:该比例为0.90-0.95或1.05-1.10
D:该比例为小于0.90或大于1.10。
储存稳定性的评估结果如表24所示。
<实施例E-2>
(1)分散体的制备
分散体E2:
对于实施例E-2中所用的分散体E2的制备,使用是有机颜料的不溶性一偶氮黄颜料(C.I.颜料黄74)。
向安装有搅拌器、温度计、回流管和滴液漏斗的反应容器吹入氮气,向其中加入12份苯乙烯、9份甲基丙烯酸月桂基酯、15份甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(NK Ester M90G,Shin-Nakamura ChemicalCo.,Ltd.制造)、5份甲基丙烯酸异丁酯大分子单体(AE-65,ToagoseiChemical Industry Co.,Ltd.制造)、3份甲基丙烯酸和0.3份巯基乙醇,在70℃下加热。此后,将单独制备的25份苯乙烯、30份甲基丙烯酸月桂基酯、15份甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(NK Ester M90G,Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制造)、15份甲基丙烯酸异丁酯大分子单体(AE-65,Toagosei Chemical Industry Co.,Ltd.制造)、10份甲基丙烯酸、20份甲基乙基酮和1.0份巯基乙醇加入到滴液漏斗中,在4小时内滴加到该反应容器内,由此聚合一种分散聚合物。随后,将甲基乙基酮加入到反应容器内,制备浓度为35%的分散聚合物溶液。
取部分的这种分散聚合物溶液,在蒸馏除去溶剂组分之后,通过“芳环的量的测定”中所述的方法测定芳环相对于总重量的比值,结果,芳环的量相对于分散聚合物总重量为25%。
将40份上面所得分散聚合物溶液、30份是有机颜料的不溶性一偶氮黄颜料(C.I.颜料黄74)、100份含0.1mol/L氢氧化钠的水溶液,和40份甲基乙基酮混合,用匀浆器分散30分钟或更长时间。向其中加入380份的离子交换水,所得溶液进一步分散1小时。利用旋转蒸发器蒸馏除去全部量的甲基乙基酮和部分水,随后残余物通过具有100,000的分级分子量的超滤系统Millitan(Millipore制造)进行超滤,同时适当加入水。适当加入离子交换水和作为中和剂的氢氧化钠水溶液,同时搅拌调节至pH为7.5,随后所得溶液经平均孔径为5μm的滤膜过滤,得到分散体E2,其含有20%的分散元素E2(其中该不溶性一偶氮黄颜料被芳环量为25%的聚合物包封的分散元素)。
在表22中,给出分散体E2中所用的颜料、分散聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比.聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比,与实施例E-1(1)相似,通过上述“芳环的量的测定”和“颜料/聚合物比的测定”中所述方法测定.
(2)水性油墨的制备
在实施例E-2中,使用上述实施例E-2(1)中获得的分散体E2,作为乙炔二醇基表面活性剂的Surfynol 440(Air Products制造)和0lfine STG(Nissin Chemical Industry Co.,Lted.制造),作为烷二醇一烷基醚的三甘醇一丁醚,和作为1,2-烷二醇的1,2-戊二醇。具体组成如下所述.
另外地,在水性油墨的制备中,加入分散体E2来获得7.0%的分散元素E2含量。<>中的值表示通过上面“平均粒度的测定”中所述方法测定的分散元素E2的平均粒度(单位:nm)。
另外,在实施例E-2的水性油墨组合物中作为“余量”加入的离子交换水与实施例E-1(2)相似,基于水性油墨的总重量计,该离子交换水中加入0.01%的Proxel XL-2,0.01%的苯并三唑和0.02%的EDTA 2Na盐。
分散元素E2<120>      7.0%
Surfynol 440         0.2%
Olfine STG           0.2%
三甘醇一丁醚         3.0%
1,2-戊二醇          2.0%
2-吡咯烷酮        3.0%
甘油              13.5%
三羟甲基乙烷      5.0%
三乙醇胺          0.1%
离子交换水        余量
(3)多价阴离子的量的测定
实施例E-2(2)中制备的水性油墨通过上述“多价阴离子的量的测定”所述方法测定,结果,多价阴离子的总量为451ppm。测量结果的详情见表24。
(4)打印评估
实施例E-2(2)中制备的水性油墨按照与实施例E-1(4)相同的评估标准进行打印评估,其中使用与实施例E-1(4)同样的水性喷墨打印机PM-950C(Seiko Epson Corporation制造)并且利用与实施例E-1(4)相同的评估纸张。打印评估结果如表23所示。
(5)喷射稳定性的评估
利用和实施例E-1(5)中同样的评估方法、使用与实施例E-2(4)相同的打印机和水性油墨、按照与实施例E-1(5)相同的评估标准进行喷射稳定性评估。喷射稳定性的评估结果如表24所示。
(6)储存稳定性的评估
上述实施例E-2(2)制备的水性油墨按照与实施例E-1(6)相同的评估方法、按照与实施例E-1(6)同样的评估标准对储存稳定性进行评估。储存稳定性的评估结果如表24所示。
<实施例E-3>
(1)分散体的制备
分散体E3:
对于实施例E-3中所用的分散体E3的制备,使用是有机颜料的喹吖啶酮红颜料(C.I.颜料红122)。
向安装有搅拌器、温度计、回流管和滴液漏斗的反应容器吹入氮气,向其中加入12份苯乙烯、6份苯乙烯大分子单体(AS-6,ToagoseiChemical Industry Co.,Ltd.制造)、3.5份甲基丙烯酸正十二烷基酯、12份甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯、25份甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(NK Ester M40G,Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制造)和0.3份偶氮二异丁腈,在70℃下加热。此后,将单独制备的15份苯乙烯、8份苯乙烯大分子单体(AS-6,Toagosei ChemicalIndustry Co.,Ltd.制造)、7份甲基丙烯酸正十二烷基酯、20份甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯、30甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(NKEster M90G,Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制造)、50份甲基乙基酮和1.5份偶氮二异丁腈加入到滴液漏斗中,在4小时内滴加到该反应容器内,由此聚合一种分散聚合物.随后,将甲基乙基酮加入到反应容器内,制备浓度为38%的分散聚合物溶液。
取部分的这种分散聚合物溶液,在蒸馏除去溶剂组分之后,通过上文“芳环的量的测定”中所述的方法测定芳环相对于总重量的比值,结果,芳环的量相对于分散聚合物的总重量为40%。
将40份上面所得分散聚合物溶液、25份是有机颜料的喹吖啶酮红颜料(C.I.颜料红122)、100份含0.1mol/L氢氧化钠的水溶液,和40份甲基乙基酮混合,用匀浆器分散30分钟或更长时间。向其中加入380份的离子交换水,所得溶液进一步分散1小时。利用旋转蒸发器蒸馏除去全部量的甲基乙基酮和部分水,随后残余物通过具有100,000的分级分子量的超滤系统Millitan(Millipore制造)进行超滤,同时适当加入水。向其中适当加入离子交换水和作为中和剂的氢氧化钠水溶液,同时搅拌调节至pH为7.5,随后所得溶液经平均孔径为5μm的滤膜过滤,得到分散体E3,其含有20%的分散元素E3(其中该喹吖啶酮红颜料被芳环量为40%的聚合物包封的分散元素).
在表22中,给出分散体E3中所用的颜料、分散聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比.聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比,与实施例E-1(1)相似,通过上述“芳环的量的测定”和“颜料/聚合物比的测定”中所述方法测定。
(2)水性油墨的制备
在实施例E-3中,使用上述实施例E-3(1)中获得的分散体E3,作为乙炔二醇基表面活性剂的Olfine E1010(Nissin ChemicalIndustry Co.,Lted.制造)和Surfynol 104PG50(Air Products制造),作为烷二醇一烷基醚的三甘醇一丁醚,和作为1,2-烷二醇的1,2-己二醇。具体组成如下所述。
另外地,在水性油墨的制备中,加入分散体E3来获得7.5%的分散元素E3含量。<>中的值表示通过上面“平均粒度的测定”中所述方法测定的分散元素E3的平均粒度(单位:nm)。
另外,在实施例E-3的水性油墨组合物中作为“余量”加入的离子交换水是这样的离子交换水,与实施例E-1(2)相似,基于该水性油墨的总重量计,其中加入0.01%的Proxel XL-2,0.01%的苯并三唑和0.02%的EDTA 2Na盐。
分散元素E3<140>         7.5%
Olfine E1010            0.1%
Surfynol 104PG50        0.4%
三甘醇一丁醚            1.0%
1,2-己二醇             2.5%
三甘醇                  2.0%
2-吡咯烷酮              4.0%
甘油                    13.8%
三羟甲基丙烷            6.0%
离子交换水              余量
(3)多价阴离子的量的测定
实施例E-3(2)中制备的水性油墨通过上述“多价阴离子的量的测定”所述方法测定,结果,多价阴离子的总量为557ppm。测量结果的详情见表24。
(4)打印评估
实施例E-3(2)制备的水性油墨按照与实施例E-1(4)相同的评估标准进行打印评估,其中使用与实施例E-1(4)同样的水性喷墨打印机PM-950C(Seiko Epson Corporation制造)并且利用与实施例E-1(4)相同的评估纸张。打印评估结果如表23所示。
(5)喷射稳定性的评估
利用和实施例E-1(5)中同样的评估方法、使用与实施例E-3(4)相同的打印机和水性油墨、按照与实施例E-1(5)相同的评估标准进行喷射稳定性评估.喷射稳定性的评估结果如表24所示。
(6)储存稳定性的评估
上述实施例E-3(2)制备的水性油墨按照与实施例E-1(6)相同的评估方法、按照与实施例E-1(6)同样的评估标准对储存稳定性进行评估.储存稳定性的评估结果如表24所示。
<实施例E-4>
(1)分散体的制备
分散体E4:
对于实施例E-4中所用的分散体E4的制备,使用是有机颜料的酞菁蓝颜料(C.I.颜料蓝15:4).
向安装有搅拌器、温度计、回流管和滴液漏斗的反应容器吹入氮气,向其中加入20份苯乙烯、9份甲基丙烯酸月桂基酯、15份甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(NK Ester M90G,Shin-Nakamura ChemicalCo.,Ltd.制造)、5份甲基丙烯酸异丁酯大分子单体(AW-6S,ToagoseiChemical Industry Co.,Ltd.制造)、10份苯乙烯大分子单体(AS-6,Toagosei Chemical Industry Co.,Ltd.制造)、5份甲基丙烯酸、5份甲基乙基酮和0.3份正十二烷基硫醇,在70℃下加热.此后,将单独制备的25份苯乙烯、30份甲基丙烯酸月桂基酯、20份甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(NK Ester M90G,Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制造)、15份甲基丙烯酸异丁酯大分子单体(AW-6S,ToagoseiChemical Industry Co.,Ltd.制造)、15份苯乙烯大分子单体(AS-6,Toagosei Chemical Industry Co.,Ltd.制造)、5份甲基丙烯酸、20份甲基乙基酮和1.5份正十二烷基硫醇加入到滴液漏斗中,在4小时内滴加到该反应容器内,由此聚合一种分散聚合物.随后,将甲基乙基酮加入到反应容器内,制备浓度为40%的分散聚合物溶液。
取部分的这种分散聚合物溶液,在蒸馏除去溶剂组分之后,通过上述“芳环的量的测定”中所述的方法测定芳环相对于总重量的比值,结果,芳环的量相对于分散聚合物总重量为46%。
将40份上面所得分散聚合物溶液、40份是有机颜料的酞菁蓝颜料(C.I.颜料蓝15:4)、100份含0.1mol/L氢氧化钠的水溶液,和40份甲基乙基酮混合,用匀浆器分散30分钟或更长时间。向其中加入350份的离子交换水,所得溶液进一步分散1小时。利用旋转蒸发器蒸馏除去全部量的甲基乙基酮和部分水,随后残余物通过具有100,000的分级分子量的超滤系统Millitan(Millipore制造)进行超滤,同时适当加入水。向其中适当加入离子交换水和作为中和剂的氢氧化钠水溶液,同时搅拌调节至pH为7.5,随后所得溶液经平均孔径为5μm的滤膜过滤,得到分散体E4,其含有20%的分散元素E4(其中该酞菁蓝颜料被芳环量为46%的聚合物包封的分散元素).
在表22中,给出分散体E4中所用的颜料、分散聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比.聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比,与实施例E-1(1)相似,通过上述“芳环的量的测定”和“颜料/聚合物比的测定”中所述方法测定.
(2)水性油墨的制备
在实施例E-4中,使用上述实施例E-4(1)中获得的分散体E4,作为乙炔二醇基表面活性剂的Acetylenol E100(Kawaken FineChemicals制造),作为烷二醇一烷基醚的丙二醇一丁醚,和作为1,2-烷二醇的1,2-己二醇。具体组成如下所述。
另外地,在水性油墨的制备中,加入分散体E4来获得8.0%的分散元素E4含量。<>中的值表示通过上面“平均粒度的测定”中所述方法测定的分散元素E4的平均粒度(单位:nm)。
另外,在实施例E-4的水性油墨组合物中作为“余量”加入的离子交换水与实施例E-1(2)相似,基于水性油墨的总重量计,该离子交换水中加入0.01%的Proxel XL-2,0.01%的苯并三唑和0.02%的EDTA 2Na盐.
分散元素E4<100>           8.0%
Acetylenol E100           0.5%
丙二醇一丁醚              3.0%
1,2-己二醇               1.0%
三甘醇                    3.0%
甘油                      13.8%
三羟甲基丙烷          5.2%
三丙醇胺              0.2%
离子交换水            余量
(3)多价阴离子的量的测定
实施例E-4(2)中制备的水性油墨通过上述“多价阴离子的量的测定”所述方法测定,结果,多价阴离子的总量为563ppm。测量结果的详情见表24。
(4)打印评估
实施例E-4(2)中制备的水性油墨按照与实施例E-1(4)相同的评估标准进行打印评估,其中使用与实施例E-1(4)同样的水性喷墨打印机PM-950C(Seiko Epson Corporation制造)并且利用与实施例E-1(4)相同的评估纸张。打印评估结果如表23所示。
(5)喷射稳定性的评估
利用和实施例E-1(5)中同样的评估方法、使用与实施例B-4(4)相同的打印机和水性油墨、按照与实施例E-1(5)相同的评估标准进行喷射稳定性评估。喷射稳定性的评估结果如表24所示。
(6)储存稳定性的评估
上述实施例E-4(2)制备的水性油墨按照与实施例B-1(6)相同的评估方法、按照与实施例E-1(6)同样的评估标准对储存稳定性进行评估。储存稳定性的评估结果如表24所示。
<实施例E-5>
(1)分散体的制备
分散体E5:
对于实施例E-5中所用的分散体E5的制备,使用perynone橙颜料(C.I.颜料橙43)。除此之外,以与实施例E-4(1)相同的方式得到分散体E5,其含有20%的分散元素E5(其中perynone橙颜料被芳环量为56%的聚合物包封的分散元素)。
在表22中,给出分散体E5中所用的颜料、分散聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比。聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比,与实施例E-1(1)相似,通过上述“芳环的量的测定”和“颜料/聚合物比的测定”中所述方法测定。
(2)水性油墨的制备
在实施例E-5中,使用上述实施例E-5(1)中获得的分散体E5,作为乙炔二醇基表面活性剂的Surfynol 485和Surfynol TG(均由AirProducts制造),作为烷二醇一烷基醚的二丙二醇一丁醚,和作为1,2-烷二醇的1,2-戊二醇。具体组成如下所述。
另外地,在水性油墨的制备中,加入分散体E5来获得10.0%的分散元素E5含量。<>中的值表示通过上面“平均粒度的测定”中所述方法测定的分散元素E5的平均粒度(单位:nm)。
另外,在实施例E-5的水性油墨组合物中作为“余量”加入的离子交换水是这样的离子交换水,与实施例E-1(2)相似,基于该水性油墨的总重量计,其中加入0.01%的Proxel XL-2,0.01%的苯并三唑和0.02%的EDTA 2Na盐。
分散元素E5<150>           10.0%
Surfynol 485              0.5%
Surfynol TG               0.2%
二丙二醇一丁醚            2.0%
1,2-戊二醇               2.0%
N-甲基-2-吡咯烷酮         5.0%
甘油                      11.2%
海藻糖                    5.8%
离子交换水                余量
(3)多价阴离子的量的测定
实施例E-5(2)中制备的水性油墨通过上述“多价阴离子的量的测定”所述方法测定,结果,多价阴离子的总量为362ppm。测量结果的详情见表24。
(4)打印评估
实施例E-5(2)制备的水性油墨按照与实施例E-1(4)相同的评估标准进行打印评估,其中使用与实施例E-1(4)同样的水性喷墨打印机PM-950C(Seiko Epson Corporation制造)并且利用与实施例E-1(4)相同的评估纸张。打印评估结果如表23所示。
(5)喷射稳定性的评估
利用和实施例E-1(5)中同样的评估方法、使用与实施例E-5(4)相同的打印机和水性油墨、按照与实施例E-1(5)相同的评估标准进行喷射稳定性评估。喷射稳定性的评估结果如表24所示。
(6)储存稳定性的评估
上述实施例E-5(2)制备的水性油墨按照与实施例E-1(6)相同的评估方法、按照与实施例E-1(6)同样的评估标准对储存稳定性进行评估。储存稳定性的评估结果如表24所示。
<实施例E-6>
(1)分散体的制备
分散体E6:
对于实施例E-6中所用的分散体E6的制备,使用苯并咪唑啉酮褐颜料(C.I.颜料褐32)。除此之外,以与实施例E-4(1)相同的方式得到分散体E6,其含有20%的分散元素E6(其中苯并咪唑啉酮褐颜料被芳环量为69%的聚合物包封的分散元素)。
在表22中,给出分散体E6中所用的颜料、分散聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比。聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比,与实施例E-1(1)相似,通过上述“芳环的量的测定”和“颜料/聚合物比的测定”中所述方法测定。
(2)水性油墨的制备
在实施例E-6中,使用上述实施例E-6(1)中获得的分散体E6,作为乙炔二醇基表面活性剂的Surfynol 420,作为烷二醇一烷基醚的二甘醇一丁醚。具体组成如下所述。
另外地,在水性油墨的制备中,加入分散体E6来获得5.0%的分散元素E6含量。<>中的值表示通过上面“平均粒度的测定”中所述方法测定的分散元素E6的平均粒度(单位:nm)。
另外,在实施例E-6的水性油墨组合物中作为“余量”加入的离子交换水是这样的离子交换水,与实施例E-1(2)相似,基于该水性油墨的总重量计,其中加入0.01%的Proxel XL-2,0.01%的苯并三唑和0.02%的EDTA 2Na盐。
分散元素E6<140>              5.0%
Surfynol 420                 0.1%
二甘醇一丁醚                 3.0%
1,6-己二醇               2.0%
四甘醇                    5.5%
甘油                      13.5%
三乙醇胺                  0.5%
离子交换水                余量
(3)多价阴离子的量的测定
实施例E-6(2)中制备的水性油墨通过上述“多价阴离子的量的测定”所述方法测定,结果,多价阴离子的总量为695ppm。测量结果的详情见表24。
(4)打印评估
实施例E-6(2)制备的水性油墨按照与实施例E-1(4)相同的评估标准进行打印评估,其中使用与实施例E-1(4)同样的水性喷墨打印机PM-950C(Seiko Epson Corporation制造)并且利用与实施例E-1(4)相同的评估纸张。打印评估结果如表23所示。
(5)喷射稳定性的评估
利用和实施例E-1(5)中同样的评估方法、使用与实施例E-6(4)相同的打印机和水性油墨、按照与实施例E-1(5)相同的评估标准进行喷射稳定性评估。喷射稳定性的评估结果如表24所示。
(6)储存稳定性的评估
上述实施例E-6(2)制备的水性油墨按照与实施例E-1(6)相同的评估方法、按照与实施例E-1(6)同样的评估标准对储存稳定性进行评估。储存稳定性的评估结果如表24所示。
<实施例E-7>
(1)分散体的制备
分散体E7:
对于实施例E-7中所用的分散体E7的制备,使用是有机颜料的喹吖啶酮紫颜料(C.I.颜料紫19)。除此之外,以与实施例E-4(1)相同的方式得到分散体E7,其含有20%的分散元素E7(其中喹吖啶酮紫颜料被芳环量为21%的聚合物包封的分散元素)。
在表22中,给出分散体E7中所用的颜料、分散聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比。聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比,与实施例E-1(1)相似,通过上述“芳环的量的测定”和“颜料/聚合物比的测定”中所述方法测定。
(2)水性油墨的制备
在实施例E-7中,使用上述实施例E-7(1)中获得的分散体E7,作为乙炔醇基表面活性剂的Surfynol 61,和Surfynol TG(两者均由Air Products制造),作为烷二醇一烷基醚的三甘醇一丁醚,和作为1,2-烷二醇的1,2-戊二醇.具体组成如下所述。
另外地,在水性油墨的制备中,加入分散体E7来获得6.0%的分散元素E7含量。<>中的值表示通过上面“平均粒度的测定”中所述方法测定的分散元素E5的平均粒度(单位:nm)。
另外,在实施例E-7的水性油墨组合物中作为“余量”加入的离子交换水是这样的离子交换水,与实施例E-1(2)相似,基于该水性油墨的总重量计,其中加入0.01%的Proxel XL-2,0.01%的苯并三唑和0.02%的EDTA 2Na盐。
分散元素E7<120>               6.0%
Surfynol 61                   0.3%
Surfynol TG                   0.1%
三甘醇一丁醚                  1.5%
1,2-戊二醇                   2.0%
二甘醇                        2.0%
硫二甘醇                      4.0%
甘油                          12.6%
三羟甲基乙烷                  7.0%
离子交换水                    余量
(3)多价阴离子的量的测定
实施例E-7(2)中制备的水性油墨通过上述“多价阴离子的量的测定”所述方法测定,结果,多价阴离子的总量为540ppm。测量结果的详情见表24。
(4)打印评估
实施例E-7(2)制备的水性油墨按照与实施例E-1(4)相同的评估标准进行打印评估,其中使用与实施例E-1(4)同样的水性喷墨打印机PM-950C(Seiko Epson Corporation制造)并且利用与实施例E-1(4)相同的评估纸张。打印评估结果如表23所示。
(5)喷射稳定性的评估
利用和实施例E-1(5)中同样的评估方法、使用与实施例E-7(4)相同的打印机和水性油墨、按照与实施例E-1(5)相同的评估标准进行喷射稳定性评估。喷射稳定性的评估结果如表24所示。
(6)储存稳定性的评估
上述实施例E-7(2)制备的水性油墨按照与实施例E-1(6)相同的评估方法、按照与实施例E-1(6)同样的评估标准对储存稳定性进行评估。储存稳定性的评估结果如表24所示。
<实施例E-8>
(1)分散体的制备
分散体E8:
对于实施例E-8中所用的分散体E8的制备,使用是有机颜料的酞菁绿颜料(C.I.颜料氯7)。除此之外,以与实施例E-1(1)相同的方式得到分散体E8,其含有20%的分散元素E8(其中酞菁绿颜料被芳环量为30%的聚合物包封的分散元素)。
在表22中,给出分散体E8中所用的颜料、分散聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比。聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比,与实施例E-1(1)相似,通过上述“芳环的量的测定”和“颜料/聚合物比的测定”中所述方法测定。
(2)水性油墨的制备
在实施例E-8中,使用上述实施例E-8(1)中获得的分散体E8,作为乙炔二醇基表面活性剂的Olfine E1010(Nissin ChemicalIndustry Co.,Lted.制造)和Surfynol 104(Air Products制造),作为烷二醇一烷基醚的二丙二醇一丁醚,和作为1,2-烷二醇的1,2-戊二醇。具体组成如下所述。
另外地,在水性油墨的制备中,加入分散体E8来获得8.0%的分散元素E8含量。<>中的值表示通过上面“平均粒度的测定”中所述方法测定的分散元素E8的平均粒度(单位:nm)。
另外,在实施例E-8的水性油墨组合物中作为“余量”加入的离子交换水是这样的离子交换水,与实施例E-1(2)相似,基于该水性油墨的总重量计,其中加入0.01%的Proxel XL-2,0.01%的苯并三唑和0.02%的EDTA 2Na盐。
分散元素E8<110>              8.0%
Olfine E1010                 0.3%
Surfynol 104                 0.1%
二丙二醇一丁醚               1.0%
1,2-戊二醇                  3.0%
三甘醇                       2.0%
硫二甘醇                     4.0%
甘油                         13.8%
三羟甲基丙烷                 6.0%
三乙醇胺                     0.1%
离子交换水                   余量
(3)多价阴离子的量的测定
实施例E-8(2)中制备的水性油墨通过上述“多价阴离子的量的测定”所述方法测定,结果,多价阴离子的总量为798ppm。测量结果见表24。
(4)打印评估
实施例E-8(2)制备的水性油墨按照与实施例E-1(4)相同的评估标准进行打印评估,其中使用与实施例E-1(4)同样的水性喷墨打印机PM-950C(Seiko Epson Corporation制造)并且利用与实施例E-1(4)相同的评估纸张。打印评估结果如表23所示。
(5)喷射稳定性的评估
利用和实施例E-1(5)中同样的评估方法、使用与实施例E-8(4)相同的打印机和水性油墨、按照与实施例E-1(5)相同的评估标准进行喷射稳定性评估。喷射稳定性的评估结果如表24所示。
(6)储存稳定性的评估
上述实施例E-8(2)制备的水性油墨按照与实施例E-1(6)相同的评估方法、按照与实施例E-1(6)同样的评估标准对储存稳定性进行评估。储存稳定性的评估结果如表24所示。
<对比实施例E-1>
(1)分散体的制备
分散体E9:
在对比实施例E-1中,类似于实施例E-1(1),利用颜料黑FW18(Degussa制造)制备对比实施例E-1中的分散体E9,它是一种无机颜料和炭黑颜料。
但是,在对比实施例E-1中,不进行实施例E-1(1)中进行的过滤分离和使用布氏漏斗洗涤。
在该对比实施例中,向安装有搅拌器、温度计、回流管和滴液漏斗的反应容器吹入氮气,向其中加入25份苯乙烯、5份α-甲基苯乙烯、15份甲基丙烯酸丁酯、10份甲基丙烯酸月桂基酯、2份丙烯酸和0.5份叔十二烷基硫醇,并且在60℃下加热。此后,将单独制备的150份苯乙烯、15份丙烯酸、50份甲基丙烯酸丁酯、1份叔十二烷基硫醇、20份甲基乙基酮和3份偶氮二异丁腈加入到滴液漏斗中,在该对比实施例中在4小时内滴加到该反应容器内,由此聚合一种分散聚合物。随后,将甲基乙基酮加入到反应容器内,制备浓度为40%的分散聚合物溶液。
取部分的这种分散聚合物溶液,在蒸馏除去溶剂组分之后,通过上文“芳环的量的测定”中所述的方法测定芳环相对于总重量的比值,结果,芳环的量相对于该分散聚合物的总重量为40%。
将40份上面所得的分散聚合物溶液、40份是炭黑颜料的颜料黑FW18(Degussa制造)、100份含0.1mol/L氢氧化钠的水溶液,和35份甲基乙基酮混合,用匀浆器分散30分钟或更长时间。向其中加入350份的离子交换水,所得溶液进一步分散1小时。利用旋转蒸发器蒸馏除去全部量的甲基乙基酮和部分水,并且在本对比实施例中,不进行过滤分离和用布氏漏斗洗涤,适当加入离子交换水和作为中和剂的氢氧化钠水溶液,同时搅拌调节至pH为7.5,随后所得溶液经平均孔径为5μm的滤膜过滤,得到分散体E9,其含有20%的分散元素E9(其中该炭黑颜料被芳环量为40%的聚合物包封的分散元素)。
在表22中,给出分散体E9中所用的颜料、分散聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比。颜料/聚合物比通过上述“颜料/聚合物比的测定”中所述方法测定。
(2)水性油墨的制备
在对比实施例E-1中,使用对比实施例E-1(1)中获得的分散体B9制备水性油墨。具体组成如下所述。
另外地,在水性油墨的制备中,加入分散体E9来获得8.0%的分散元素E9含量。<>中的值表示通过上面“平均粒度的测定”中所述方法测定的分散元素E9的平均粒度(单位:nm)。
另外,在对比实施例E-1的水性油墨组合物中作为“余量”加入的离子交换水是这样的离子交换水,与实施例E-1(2)相似,基于该水性油墨的总重量计,其中加入0.01%的Proxel XL-2,0.01%的苯并三唑和0.02%的EDTA 2Na盐。
分散元素E9<140>          8.0%
非离子表面活性剂         1.0%
乙二醇                   5.0%
甘油                     15.0%
离子交换水               余量
在上述组合物中,作为非离子表面活性剂使用Epan 450(商品名,Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd.制造)。
(3)多价阴离子的量的测定
对比实施例E-1(2)中制备的水性油墨通过上述“多价阴离子的量的测定”所述方法测定,结果,多价阴离子的总量为1,054ppm。测量结果的详情见表24。
(4)打印评估
对比实施例E-1(2)制备的水性油墨按照与实施例E-1(4)相同的评估标准进行打印评估,其中使用与实施例E-1(4)同样的水性喷墨打印机PM-950C(Seiko Epson Corporation制造)并且利用与实施例E-1(4)相同的评估纸张。打印评估结果如表23所示。
(5)喷射稳定性的评估
利用和实施例E-1(5)中同样的评估方法、使用与对比实施例E-1(4)相同的打印机和水性油墨、按照与实施例E-1(5)相同的评估标准进行喷射稳定性评估。喷射稳定性的评估结果如表24所示。
(6)储存稳定性的评估
对比实施例E-1(2)制备的水性油墨按照与实施例E-1(6)相同的评估方法、按照与实施例E-1(6)同样的评估标准对储存稳定性进行评估.储存稳定性的评估结果如表24所示。
<对比实施例E-2>
(1)分散体的制备
分散体E10:
为了制备对比实施例E-2中使用的分散体E10,有机颜料酞菁绿颜料(C.I.颜料绿7)用Solsperse 27000(Avecia Limited制造)分散。
将15份C.I.颜料绿7、5份Solsperse 27000、5份二乙醇胺、0.5份2-丙醇和74.5份离子交换水在珠磨MINIZETOR(Ajisawa制造)中分散2小时,得到对比实施例E-2的分散体E10,其含有20%的分散元素E10(颜料:15%,分散树脂:5%)。
(2)水性油墨的制备
在对比实施例E-2中,使用对比实施例E-2(1)中获得的分散体E10制备水性油墨.具体组成如下所述.
另外地,在水性油墨的制备中,加入分散体E10来获得8.0%的分散元素E10含量。<>中的值表示通过上面“平均粒度的测定”中所述方法测定的分散元素E10的平均粒度(单位:nm).
另外,在对比实施例E-2的水性油墨组合物中作为“余量”加入的离子交换水是这样的离子交换水,与实施例E-1(2)相似,基于该水性油墨的总重量计,其中加入0.01%的Proxel XL-2,0.01%的苯并三唑和0.02%的EDTA 2Na盐。
分散元素E10<150>        8.0%
非离子表面活性剂        1.0%
乙二醇                  5.0%
甘油                    15.0%
离子交换水              余量
在上述组合物中,作为非离子表面活性剂使用Noigen EA160(商品名,Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd.制造).
(3)多价阴离子的量的测定
对比实施例E-2(2)中制备的水性油墨通过上述“多价阴离子的量的测定”所述方法测定,结果,多价阴离子的总量为1,585ppm.测量结果的详情见表24。
(4)打印评估
对比实施例E-2(2)制备的水性油墨按照与实施例E-1(4)相同的评估标准进行打印评估,其中使用与实施例E-1(4)同样的水性喷墨打印机PM-950C(Seiko Epson Corporation制造)并且利用与实施例E-1(4)相同的评估纸张。打印评估结果如表23所示。
(5)喷射稳定性的评估
利用和实施例E-1(5)中同样的评估方法、使用与对比实施例E-2(4)相同的打印机和水性油墨、按照与实施例E-1(5)相同的评估标准进行喷射稳定性评估。喷射稳定性的评估结果如表24所示。
(6)储存稳定性的评估
对比实施例E-2(2)制备的水性油墨按照与实施例E-1(6)相同的评估方法、按照与实施例E-1(6)同样的评估标准对储存稳定性进行评估。储存稳定性的评估结果如表24所示。
Figure C02825419D01431
Figure C02825419D01441
从表22和23中的结果看出,当使用对比实施例的水性油墨时,打印质量不好,当使用本发明的水性油墨时,打印质量良好。
这揭示了通过使用本发明的水性油墨盒,在任何种类的纸张上都可获得高质量的打印记录,并且模糊减小。
Figure C02825419D01461
从表24中的结果看出,本发明的使水性油墨的液体组分中的多价阴离子的含量减小至800ppm或更小的水性油墨确保了优异的喷射稳定性和高储存稳定性,从表23看,还确保了优异的打印质量。此外,可以看出,当多价阴离子的量为600ppm或更小时,可以获得非常优异的喷射稳定性和储存稳定性。另一方面,当多价阴离子的量超过1,000ppm,如同对比实施例那样,打印质量、喷射稳定性和储存稳定性均无法达到可行水平。
这些结果揭示了利用本发明的水性油墨可以得到良好的打印质量和喷射稳定性,并且,该水性油墨自身的储存稳定性也优良。
实施例F
下面参照实施例描述本发明的优选实施方式(f)。
然而,本发明的范围不限于这实施例。通过下列方法测定这些实施例中获得的测量值(芳环的量、平均粒度、单价阳离子的量和表面张力)。
“芳环的量的测定”
各取部分实施例和对比实施例所得的分散元素,通过加入浓度为0.1mol/L的HCl用酸沉淀,随后通过Soxhlet提取法使用丙酮只取出分散聚合物,通过13C-NMR和1H-NMR(AMX400,Bruker(德国)制造)使用DMSO-d6进行测量,确定基于分散聚合物的总重量计芳环的量。
“平均粒度的测定”
将实施例和对比实施例得到的水性油墨分别用离子交换水稀释至分散元素浓度为0.001-0.01%(重量)(因为测量时的最佳浓度略微不同,依赖于水性油墨),利用粒度分布计(DLS-800,OtsukaElectronics Co.,Ltd.制造)测定在20℃下分散微粒的平均粒度。<>中表示的粒度是以nm(纳米)单位计的平均粒度。
“单价阳离子的量的测定”
各取必要量的实施例和对比实施例中得到的水性油墨,在离心式超滤装置(C-15,Millipore制造)进行离心分离处理。所用的滤器是NMWL10000型,离心条件为2500G和60分钟。利用所得滤液,通过离子色谱法(柱ionPac AS12A;Nippon Dionex制造的DX-500)测定单价阳离子的量。
“表面张力的测定”
各实施例和对比实施例中所得水性油墨在20℃下利用表面张力天平(CByP-A3,Kyowa Interface Science Co.,Ltd.制造)测定表面张力。
本发明的分散元素的制备方法具体描述如下。
在这些实施例中,颜料用反应性分散剂包封,随后在催化剂的存在下在水中进行乳化聚合,生成分散元素。
<分散元素的制备(制备方法I)>
(分散元素F1)
对于分散元素F1的制备,使用炭黑颜料的MA88(MitsubishiChemical Corporation制造)。在安装有超声波发生器、搅拌器、滴加装置、水冷却回流冷凝器和温度控制器的反应容器中,向180份的离子交换水中加入25份(此后“份”是指“重量份”)的该炭黑颜料和6份是可聚合表面活性剂的Adeka Reasoap SE-10N(Asahi DenkaCo.,Ltd.制造),对其施加4小时超声波。
此后,加入含有5份苯乙烯、1.7份α-甲基苯乙烯和0.5份偶氮二异丁腈的甲基乙基酮溶液,在60℃下进行8小时聚合反应。所得溶液进行离心过滤,取出用聚合物包封的颜料,通过经5μm滤膜过滤除去粗微粒。
使这种用聚合物包封的颜料溶液用匀浆器解聚。此后,在一个反应容器中,加入这种颜料的甲基乙基酮溶液、30份离子交换水和0.05份十二烷基硫酸钠,随后加入100份离子交换水和0.5份的过硫酸钾作为聚合引发剂。在氮气氛中,所得溶液保持于70℃。向其中,滴加含有25份苯乙烯、1份甲基丙烯酸四氢糠酯、15份甲基丙烯酸丁酯、5份甲基丙烯酸三甘醇酯和0.02份叔十二烷基硫醇的混合溶液,进行反应。此后,利用旋转蒸发器蒸馏除去甲基乙基酮和部分水,残余物用氢氧化钠水溶液作为中和剂调至pH为8.5,随后经0.3μm滤器过滤,得到分散元素F1。
对得到的分散元素F1按照上文“芳环的量的测定”所述方法测定芳环与该分散聚合物总重量的比值,发现为39%。
分散元素F2-F7以与分散元素F1(制备方法I)相同的方式获得,除了将酞菁蓝颜料(C.I.颜料蓝15:4)用于分散元素F2,不溶性一偶氮黄颜料(C.I.颜料黄74)用于分散元素F3,异吲哚啉酮颜料(C.I.黄109)用于分散元素F4,蒽醌黄颜料(C.I.颜料黄147)用于分散元素F5,苯并咪唑啉酮黄颜料(C.I.颜料黄180)用于分散元素F6,喹吖啶酮红颜料(C.I.颜料红122)和二噁嗪紫颜料(C.I.颜料紫23)的9:1混合物用于分散元素F7之外。
通过制备方法I制备的分散元素F1-F7中的颜料、中和剂、颜料/分散聚合物比例和芳环的量如表25所示。
Figure C02825419D01501
下文描述不同于分散元素F1的制备方法的分散元素F8的制备。
<分散元素的制备(制备方法II)>
(分散元素F8)
对于分散元素F8的制备,使用是炭黑颜料的颜料黑FW18(Degussa制造)。向安装有搅拌器、温度计、回流管和滴液漏斗的反应容器吹入氮气,向其中加入21份苯乙烯、5份α-甲基苯乙烯、16份甲基丙烯酸丁酯、10份甲基丙烯酸月桂基酯、2份丙烯酸和0.3份叔十二烷基硫醇,在70℃下加热。此后,将单独制备的150份苯乙烯、15份丙烯酸、50份甲基丙烯酸丁酯、1份叔十二烷基硫醇、20份甲基乙基酮和3份偶氮二异丁腈加入到滴液漏斗中,在4小时内滴加到该反应容器内,由此聚合一种分散聚合物。随后,将甲基乙基酮加入到反应容器内,制备浓度为40%的分散聚合物溶液。
将40份上面所得分散聚合物溶液、30份是炭黑的颜料黑FW18(Degussa制造)、100份含0.1mol/L氢氧化钠的水溶液,和35份甲基乙基酮混合,用匀浆器搅拌30分钟。向其中加入350份的离子交换水,所得溶液进一步搅拌1小时。利用旋转蒸发器蒸馏除去全部量的甲基乙基酮和部分水,残余物通过使用氢氧化钠水溶液和氨水溶液的混合溶液作为中和剂调至pH为7.5,随后经0.3μm滤器过滤,得到分散元素F8。
通过上述“芳环的量的测定”中所述的方法测定分散元素8中芳环相对于该分散聚合物的总量的比例,发现是56%。
分散元素F9-F14以上述(制备方法II)相同的方式获得,除了将有机颜料酞菁绿颜料(C.I.颜料绿7)用于分散元素F9,有机颜料缩合偶氮黄颜料(C.I.颜料黄128)用于分散元素F10,有机颜料偶氮色淀颜料(C.I.颜料53:1)用于分散元素F11,有机颜料perynone橙颜料(C.I.颜料橙43)用于分散元素F12,有机颜料苯并咪唑啉酮褐颜料(C.I.颜料褐32)用于分散元素F13,有机颜料perynone红颜料(C.I.颜料红178)用于分散元素F14之外。
通过制备方法II制备的分散元素F8-F14中的颜料、中和剂、颜料/分散聚合物比例和芳环的量如表26所示。
Figure C02825419D01521
(水性油墨的制备)
下文中,具体说明本发明的水性油墨的实施例,特别是适合水性喷墨记录的水性油墨组合物。分散元素的加入量表示为以重量计固体内容物的浓度(颜料和包围颜料的分散聚合物的总量)。在<>中,颜料的粒度用nm的单位表示。在实施例中,作为余量加入的离子交换水是这样的离子交换水,其中加入Proxel XL-2用于水性油墨的防腐活性,苯并三唑用于水性喷墨头元件的防侵蚀,和EDTA(乙二胺四乙酸)用来减少水性油墨体系中金属离子的作用,使它们分别为0.05%、0.02%和0.01%的浓度,并且进行搅拌。
(实施例F-1)
实施例F-1的水性油墨组合物如下所述。
                    加入量(%)
分散元素F1          8.0
Olfine E1010        0.5
TEGmBE              5.0
1,5-戊二醇         2.5
甘油                9.0
三乙醇胺            0.5
离子交换水          余量
在上述组合物中,TEGmBE代表三甘醇一丁醚,Olfine E1010是乙炔二醇基表面活性剂(商品名,Nissin Chemical Industry Co.,Ltd.制造)。
“单价阳离子的量的测定”
按照上文“单价阳离子的量的测定”所述方法测定实施例F-1制备的水性油墨。
锂离子、钠离子、钾离子和铵离子的量分别为120ppm、1,300ppm、115ppm和80ppm。单价阳离子的总量为1,615ppm。
(实施例F-2)
实施例F-2的水性油墨组合物如下所述。
                   加入量(%)
分散元素F2         3.0
Surfynol TG              0.3
DEGmBE                   5.0
二丙二醇                 5.0
三羟甲基乙烷             4.0
三乙醇胺                 0.1
离子交换水               余量
在上述组合物中,Surfynol TG为乙炔二醇基表面活性剂(商品名,Air Products制造),DEGmBE代表二甘醇一丁醚。
“单价阳离子的量的测定”
按照上文“单价阳离子的量的测定”所述方法测定实施例F-2制备的水性油墨。
锂离子、钠离子、钾离子和铵离子的量分别为135ppm、460ppm、160ppm和710ppm。单价阳离子的总量为1,465ppm。
(实施例F-3)
实施例F-3的水性油墨组合物如下所述。
                          加入量(%)
分散元素F3                5.0
Olfine STG                0.3
1,2-己二醇               1.0
1,6-己二醇               2.0
三甘醇                    10.0
硫二甘醇                  1.5
三乙醇胺                  0.3
氢氧化钾                  0.1
离子交换水                余量
在上述组合物中,Olfine STG是乙炔二醇基表面活性剂(商品名,Nissin Chemical Industry Co.,Ltd.制造)。
“单价阳离子的量的测定”
按照上文“单价阳离子的量的测定”所述方法测定实施例F-3制备的水性油墨。
锂离子、钠离子、钾离子和铵离子的量分别为450ppm、1,050ppm、640ppm和240ppm。单价阳离子的总量为1,920ppm。
(实施例F-4)
实施例F-4的水性油墨组合物如下所述。
                             加入量(%)
分散元素F4                   6.5
Surfynol 104                 0.1
TEGmBE                       3.0
1,2-戊二醇                  5.0
1,5-戊二醇                  2.0
四甘醇                       9.0
二甲基-2-咪唑啉酮            2.0
苯甲酸钠                     0.1
三乙醇胺                     0.7
离子交换水                   余量
在上述组合物中,Surfynol 104是乙炔二醇基表面活性剂(商品名,Air Products制造)。
“单价阳离子的量的测定”
按照上文“单价阳离子的量的测定”所述方法测定实施例F-4制备的水性油墨。
锂离子、钠离子、钾离子和铵离子的量分别为80ppm、1,390ppm、550ppm和190ppm。单价阳离子的总量为2,210ppm。
(实施例P-5)
实施例F-5的水性油墨组合物如下所述。
                           加入量(%)
分散元素F5                 7.0
DPGmBE                     2.0
DEGmBE                     7.0
甘油                       5.0
三甘醇                     5.0
海藻糖                     5.0
三乙醇胺             0.2
LiOH                 0.1
离子交换水           余量
在上述组合物中,DPGmBE代表二丙二醇一丁醚。
“单价阳离子的量的测定”
按照上文“单价阳离子的量的测定”所述方法测定实施例F-5制备的水性油墨。
锂离子、钠离子、钾离子和铵离子的量分别为1,800ppm、260ppm、150ppm和250ppm。单价阳离子的总量为2,460ppm。
(实施例F-6)
实施例F-6的水性油墨组合物如下所述。
                         加入量(%)
分散元素F6               7.0
Acetylenol E0            0.5
TEGmBE                   5.0
1,2-戊二醇              1.0
甘油                     13.0
硫二甘醇                 2.0
2-吡咯烷酮               2.0
三乙醇胺                 0.3
离子交换水               余量
在上述组合物中,Acetylenol E0是乙炔二醇基表面活性剂(商品名,Kawaken Fine Chemicals制造)。
“单价阳离子的量的测定”
按照上文“单价阳离子的量的测定”所述方法测定实施例F-6制备的水性油墨。
锂离子、钠离子、钾离子和铵离子的量分别为460ppm、850ppm、1,050ppm和65ppm。单价阳离子的总量为2,425ppm。
(实施例F-7)
实施例F-7的水性油墨组合物如下所述。
                      加入量(%)
分散元素F7            7.2
Surfynol 465          0.5
Surfynol 61           0.5
TEGmBE                6.0
甘油                  15.0
三羟甲基丙烷          1.0
三羟甲基乙烷          1.0
三乙醇胺              0.1
NaOH                  0.05
离子交换水余          量
在上述组合物中,Surfynol 465是乙炔二醇基表面活性剂(商品名,Air Products制造),Surfynol 61是乙炔醇基表面活性剂(商品名,Air Products制造)。
“单价阳离子的量的测定”
按照上文“单价阳离子的量的测定”所述方法测定实施例F-7制备的水性油墨。
锂离子、钠离子、钾离子和铵离子的量分别为265ppm、500ppm、390ppm和595ppm。单价阳离子的总量为1,750ppm。
(实施例F-8)
实施例F-8的水性油墨组合物如下所述。
                              加入量(%)
分散元素F8                    10.0
Surfynol 420                  0.5
PGmBE                         2.0
DEGmBE                        10.0
四丙二醇                      5.0
甘油                          7.0
二甘醇                        5.0
三乙醇胺                      0.1
NaOH                          0.1
离子交换水                  余量
在上述组合物中,Surfynol 420是乙炔二醇基表面活性剂(商品名,Air Products制造),PGmBE代表丙二醇一丁醚。
“单价阳离子的量的测定”
按照上文“单价阳离子的量的测定”所述方法测定实施例F-8制备的水性油墨。
锂离子、钠离子、钾离子和铵离子的量分别为90ppm、1,000ppm、210ppm和950ppm。单价阳离子的总量为2,250ppm。
(实施例F-9)
实施例F-9的水性油墨组合物如下所述。
                                加入量(%)
分散元素F9                      5.0
Surfynol 485                    1.5
DEGmBE                          5.0
1,5-戊二醇                     5.0
甘油                            9.0
1,4-环己二甲醇                 5.0
三乙醇胺                        0.2
离子交换水                      余量
在上述组合物中,Surfynol 485是乙炔二醇基表面活性剂(商品名,Air Products制造)。
“单价阳离子的量的测定”
按照上文“单价阳离子的量的测定”所述方法测定实施例F-9制备的水性油墨。
锂离子、钠离子、钾离子和铵离子的量分别为950ppm、350ppm、290ppm和510ppm。单价阳离子的总量为2,100ppm。
(实施例F-10)
实施例F-10的水性油墨组合物如下所述。
                             加入量(%)
分散元素F10                  5.0
Surfynol TG                 0.3
DEGmBE                      10.0
二丙二醇                    5.0
三乙醇胺                    0.5
离子交换水                  余量
在上述组合物中,Surfynol TG是乙炔二醇基表面活性剂(商品名,Air Products制造),DEGmBE代表二甘醇一丁醚。
“单价阳离子的量的测定”
按照上文“单价阳离子的量的测定”所述方法测定实施例F-10制备的水性油墨。
锂离子、钠离子、钾离子和铵离子的量分别为330ppm、450ppm、250ppm和350ppm。单价阳离子的总量为1,380ppm。
(实施例F-11)
实施例F-11的水性油墨组合物如下所述。
                                加入量(%)
分散元素F11                     4.5
Olfine STG                      0.3
1,2-己二醇                     2.0
1,6-己二醇                     2.0
二甘醇                          7.0
硫二甘醇                        1.5
三乙醇胺                        0.2
离子交换水                      余量
在上述组合物中,Olfine STG是乙炔二醇基表面活性剂(商品名,Nissin Chemical Industry Co.,Ltd.制造)。
“单价阳离子的量的测定”
按照上文“单价阳离子的量的测定”所述方法测定实施例F-11制备的水性油墨。
锂离子、钠离子、钾离子和铵离子的量分别为465ppm、560ppm、350ppm和450ppm。单价阳离子的总量为1,825ppm。
(实施例F-12)
实施例F-12的水性油墨组合物如下所述。
                           加入量(%)
分散元素F12                6.5
Surfynol 104               0.1
TEGmBE                     3.0
1,2-戊二醇                2.0
1,5-戊二醇                2.0
四甘醇                     9.0
二甲基-2-咪唑啉酮          2.0
苯甲酸钠                   0.1
三乙醇胺                   0.5
离子交换水                 余量
在上述组合物中,Surfynol 104是乙炔二醇基表面活性剂(商品名,Air Products制造)。
“单价阳离子的量的测定”
按照上文“单价阳离子的量的测定”所述方法测定实施例F-12制备的水性油墨。
锂离子、钠离子、钾离子和铵离子的量分别为1,200ppm、480ppm、220ppm和90ppm。单价阳离子的总量为1,950ppm。
(实施例F-13)
实施例F-13的水性油墨组合物如下所述。
                          加入量(%)
分散元素F13               5.0
Surfynol 465              0.5
Surfynol TG               0.1
TEGmBE                    2.0
1,2-己二醇               2.0
甘油                      5.0
三甘醇                    5.0
三羟甲基丙烷              5.0
三丙醇胺                0.1
离子交换水              余量
“单价阳离子的量的测定”
按照上文“单价阳离子的量的测定”所述方法测定实施例F-13制备的水性油墨。
锂离子、钠离子、钾离子和铵离子的量分别为350ppm、380ppm、980ppm和290ppm。单价阳离子的总量为2,000ppm。
(实施例F-14)
实施例F-14的水性油墨组合物如下所述。
                                 加入量(%)
分散元素F14                      8.5
Acetylenol EL                    0.5
Acetylenol B0                    0.1
TEGmBE                           6.0
1,2-戊二醇                      1.0
甘油                             15.0
硫二甘醇                         2.0
三乙醇胺                         0.2
离子交换水                       余量
在上述组合物中,Acetylenol E0是乙炔二醇基表面活性剂(商品名,Kawaken Fine Chemicals制造)。
“单价阳离子的量的测定”
按照上文“单价阳离子的量的测定”所述方法测定实施例F-14制备的水性油墨。
锂离子、钠离子、钾离子和铵离子的量分别为750ppm、890ppm、710ppm和100ppm。单价阳离子的总量为2,450ppm。
(对比实施例F-1)
在对比实施例F-1中,类似于实施例F-1,使用分散元素F1。此外,在对比实施例F-1中,故意使用含有大量单价阳离子的水制备水性油墨。
对比实施例F-1的水性油墨组合物如下所示。
                       加入量(%)
分散元素F1             8.0
乙二醇                 5.0
甘油                   10.0
非离子表面活性剂       1.0
含单价金属离子的水     余量
在上述组合物中,作为非离子表面活性剂使用Epan 450(商品名,Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd.制造).
“单价阳离子的量的测定”
按照上文“单价阳离子的量的测定”所述方法测定对比实施例F-1制备的水性油墨。
锂离子、钠离子、钾离子和铵离子的量分别为1,350ppm、1,640ppm、1,090ppm和1,100ppm.单价阳离子的总量为5,180ppm.
(对比实施例F-2)
在对比实施例F-2中,按照与实施例F-1类似方法使用是碳黑颜料的MA88(Mitsubishi Chemical Corporation制造),通过用Solsperse 27000(Avecia Limited制造)作为分散剂进行分散。
将15份MA88、5份Solsperse 27000(Avecia Limited制造)、5份二乙醇胺、0.5份2-丙醇和74.5份离子交换水在珠磨MINIZETOR(Ajisawa制造)中分散2小时,得到对比实施例F-2的分散体F15.
对比实施例F-2的水性油墨组合物如下所示。
                   加入量(%)
分散体F15<120>     7.0
甘油               15.0
分散剂             3.0
非离子表面活性剂   1.0
离子交换水         余量
在上述组合物中,作为非离子表面活性剂使用Noigen EA160(商品名,Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd.制造).
“单价阳离子的量的测定”
按照上文“单价阳离子的量的测定”所述方法测定对比实施例F-2制备的水性油墨。
锂离子、钠离子、钾离子和铵离子的量分别为540ppm、810ppm、220ppm和490ppm。单价阳离子的总量为2,060ppm。
实施例F-1至F-14和对比实施例F-1和F-2的水性油墨分别进行打印评估。这种打印评估是利用Seiko Epson Corporation制造的水性喷墨打印机PM-900C进行,其通过使用压电元件的水性喷墨头进行水性油墨喷射。该评估中使用的纸张是Conqueror,Favorit,Modo Copy,Rapid Copy,Epson EPP,Xerox 4024,Xerox 10,NeenhaBond,Ricopy 6200,Yamayuri和Xerox R,它们是欧洲、USA和日本市售的平面纸张。
在表27中,打印评估结果表示为当打印字母时模糊性的评估结果。在表27中,A代表“非常好”,B代表“良好”,C代表“不好”,D代表“非常不好”。
表27
油墨的打印评估结果
Figure C02825419D01641
从表27中的结果看出,当使用对比实施例的水性油墨时打印质量不好,当使用本发明的水性油墨时打印质量良好。
如上所证实的,本发明可以提供适用于水性喷墨记录的水性油墨,其减小了在记录图像的材料如纸张上的模糊性,并且保证高质量和高可行性。
另外,评估实施例F-1至F-14的水性油墨和对比实施例F-1和F-2的水性油墨的储存稳定性和喷射稳定性。
在储存稳定性的评估中,将各水性油墨加入到样品瓶内,紧紧塞住该瓶后,在60℃下放置1周或在-20℃下放置1周。检测放置水性油墨前后水性油墨所产生的外源物质和物理值(粘度,表面张力)。
所产生的外源物质的量表示为放置后外源物质的量/外源物质的起始量的值,粘度表示为放置后的粘度/起始粘度的值,表面张力表示放置后的表面张力/起始表面张力的值。
利用Seiko Epson Corporation制造的水性喷墨打印机PM-900C评估喷射稳定性,当在A4尺寸Xerox P上连续打印200页后完全没有出现打印混乱时评分为A,当产生小于10部分的打印混乱时评分为B,当产生10至小于100部分打印混乱时评分为C,当打印混乱为100或更多部分时评分为D。
表28给出实施例F-1至F-14和对比实施例F-1和F-2的各水性油墨测定的单价阳离子的量、储存稳定性的评估和喷射稳定性的评估的结果。
Figure C02825419D01661
从表27和28中的结果看出,利用本发明的分散元素制备的水性油墨具有良好的打印质量,优异的喷射稳定性和高储存稳定性,可以是适合水性喷墨记录的水性油墨。而且,如上述实施例所述,该水性油墨可以适当用于使用压电元件的水性喷墨头。此外,颜料被适当用作色料,由此提供了获得打印物比通过普通染料得到的那些打印物具有更优异的防水性的作用。此外,聚合物包封色料的功能可以通过聚合单体或其他反应试剂而任意改变,可以提供赋予多种功能(例如,光紧牢性,阻气性,成色性,光泽,固定性质)的作用。在使用常规技术中的普通分散剂的情况中,分散剂吸收色料的吸收强度基本上很弱,且部分分散剂被解吸。由于所得的解吸材料或未被吸收的分散剂,粘度增高,由此色料的加入量受到限制,结果可能难以获得足够高的色彩形成。
实施例G
下面参照实施例描述本发明的优选实施方式(g),然而,本发明的范围不限于这些实施例。通过下列方法测定这些实施例中获得的测量值(芳环的量、平均粒度、单价阴离子的量和表面张力)。
“芳环的量的测定”
各取部分实施例和对比实施例所得的分散元素,通过加入浓度为0.1mol/L的HCl用酸沉淀,随后通过Soxhlet提取法使用丙酮只取出分散聚合物,通过13C-NMR和1H-NMR(AMX400,Bruker(德国)制造)使用DMSO-d6进行测量,确定基于分散聚合物的总重量计芳环的量。
“平均粒度的测定”
将实施例和对比实施例得到的水性油墨分别用离子交换水稀释至分散元素浓度为0.001-0.01%(重量)(因为测量时的最佳浓度略微不同,依赖于水性油墨),利用粒度分布计(ELS-800,OtsukaElectronics Co.,Ltd.制造)测定在20℃下分散微粒的平均粒度。<>中表示的粒度是以nm(纳米)单位计的平均粒度。
“单价阴离子的量的测定”
各取必要量的实施例和对比实施例中得到的水性油墨,在离心式超滤装置(C-15,Millipore制造)进行离心分离处理。所用的滤器是NMWL10000型,离心条件为2500G和60分钟.利用所得滤液,通过离子色谱法(柱ionPac AS12A;Nippon Dionex制造的DX-500)测定单价阴离子的量。
“表面张力的测定”
各实施例和对比实施例中所得水性油墨在20℃下利用表面张力天平(CBVP-A3,Kyowa Interface Science Co.,Ltd.制造)测定表面张力。
本发明的分散元素的制备方法具体描述如下。
在这些实施例中,颜料用反应性分散剂包封,随后在催化剂的存在下在水中进行乳化聚合,生成分散元素.
<分散元素的制备(制备方法I)>
(分散元素G1)
对于分散元素G1的制备,使用炭黑颜料MA7(Mitsubishi ChemicalCorporation制造)。在一个安装有超声波发生器、搅拌器、滴加装置、水冷却回流冷凝器和温度控制器的反应容器中,向180份的离子交换水中加入25份(此后“份”是指“重量份”)的该炭黑颜料和6份是可聚合表面活性剂的Adeka Reasoap SE-10N(Asahi Denka Co.,Ltd.制造),对其施加4小时超声波。
此后,加入含有5份苯乙烯、1.7份α-甲基苯乙烯和0.5份偶氮二异丁腈的甲基乙基酮溶液,在60℃下进行8小时聚合反应。所得溶液进行离心过滤,取出用聚合物包封的颜料,通过经5μm滤膜过滤除去粗微粒。
用匀浆器使这种用聚合物包封的颜料溶液解聚。此后,在反应容器中,加入这种颜料的甲基乙基酮溶液、30份离子交换水和0.05份十二烷基硫酸钠,随后加入100份离子交换水和0.5份的过硫酸钾作为聚合引发剂。在氮气氛中,所得溶液保持于70℃。向其中滴加含有25份苯乙烯、1份甲基丙烯酸四氢糠酯、15份甲基丙烯酸丁酯、5份甲基丙烯酸三甘醇酯和0.02份叔十二烷基硫醇的混合溶液,进行反应。此后,利用旋转蒸发器蒸馏除去甲基乙基酮和部分水,残余物用氢氧化钠水溶液作为中和剂调至pH为8.5,随后经0.3μm滤器过滤,得到分散元素G1。
对得到的分散元素G1按照上文“芳环的量的测定”所述方法进行芳环与该分散聚合物总重量的比值测定,发现为45%。
分散元素G2-G7以与分散元素G1(制备方法I)相同的方式获得,除了将酞菁蓝颜料(C.I.颜料蓝15:4)用于分散元素G2,不溶性一偶氮黄颜料(C.I.颜料黄74)用于分散元素G3,异吲哚啉酮颜料(C.I.黄109)用于分散元素G4,蒽醌黄颜料(C.I.颜料黄147)用于分散元素G5,苯并咪唑啉酮黄颜料(C.I.颜料黄180)用于分散元素G6,喹吖啶酮红颜料(C.I.颜料红122)和二噁嗪紫颜料(C.I.颜料紫23)的8:2混合物用于分散元素G7之外。
通过制备方法I制备的分散元素G1-G7中的颜料、中和剂、颜料/分散聚合物比例和芳环的量如表29所示.
Figure C02825419D01701
下文描述不同于分散元素G1的制备方法的分散元素G8的制备方法。
<分散元素的制备(制备方法II)>
(分散元素G8)
对于分散元素G8的制备,使用是炭黑颜料的颜料黑FW18(Degussa制造)。向安装有搅拌器、温度计、回流管和滴液漏斗的反应容器吹入氮气,向其中加入21份苯乙烯、5份α-甲基苯乙烯、16份甲基丙烯酸丁酯、10份甲基丙烯酸月桂基酯、2份丙烯酸和0.3份叔十二烷基硫醇,在70℃下加热。此后,将单独制备的150份苯乙烯、15份丙烯酸、50份甲基丙烯酸丁酯、1份叔十二烷基硫醇、20份甲基乙基酮和3份偶氮二异丁腈加入到滴液漏斗中,在4小时内滴加到该反应容器内,由此聚合一种分散聚合物。随后,将甲基乙基酮加入到反应容器内,制备浓度为40%的分散聚合物溶液.
将40份上面所得分散聚合物溶液、30份是炭黑的颜料黑FW18(Degussa制造)、100份含0.1mol/L氢氧化钠的水溶液,和35份甲基乙基酮混合,用匀浆器搅拌30分钟。向其中加入350份的离子交换水,所得溶液进一步搅拌1小时.利用旋转蒸发器蒸馏除去全部量的甲基乙基酮和部分水,残余物通过使用氢氧化钠水溶液和氨水溶液的混合溶液作为中和剂调至pH为7.5,随后经0.3μm滤器过滤,得到分散元素G8。
通过“芳环的量的测定”中所述的方法测定分散元素G8中芳环相对于该分散聚合物的总量的比例,发现是56%.
分散元素G9-G14以上述(制备方法II)相同的方式获得,除了将有机颜料酞菁绿颜料(C.I.颜料绿7)用于分散元素G9,有机颜料缩合偶氮黄颜料(C.I.颜料黄128)用于分散元素G10,有机颜料偶氮色淀颜料(C.I.颜料53:1)用于分散元素G11,有机颜料perynone橙颜料(C.I.颜料橙43)用于分散元素G12,有机颜料苯并咪唑啉酮褐颜料(C.I.颜料褐32)用于分散元素G13,有机颜料perynone红颜料(C.I.颜料红178)用于分散元素G14之外.
通过制备方法II制备的分散元素G8-G14中的颜料、中和剂、颜料/分散聚合物比例和芳环的量如表30所示。
Figure C02825419D01721
(水性油墨的制备)
下文中,具体说明本发明的水性油墨的实施例,特别是适合水性喷墨记录的组合物。分散元素的加入量表示为以重量计固体内容物的浓度(颜料和包围颜料的分散聚合物的总量)。在<>中,颜料的粒度用nm的单位表示。在实施例中,作为余量加入的离子交换水是这样的离子交换水,其中加入Proxel XL-2用于水性油墨的防腐活性,苯并三唑用于水性喷墨头元件的防侵蚀,和EDTA(乙二胺四乙酸)用来减少水性油墨体系中金属离子的作用,使它们分别为0.05%、0.02%和0.01%的浓度,并且进行搅拌。
(实施例G-1)
实施例G-1的油墨组合物如下所述。
                         加入量(%)
分散元素G1               8.0
Olfine E1010             0.5
TEGmBE                   5.0
1,5-戊二醇              2.5
甘油                     9.0
三乙醇胺                 0.5
离子交换水               余量
在上述组合物中,TEGmBE代表三甘醇一丁醚,Olfine E1010是乙炔二醇基表面活性剂(商品名,Nissin Chemical Industry Co.,Ltd.制造)。
“单价阴离子的量的测定”
按照上文“单价阴离子的量的测定”所述方法测定实施例G-1制备的水性油墨.
氯离子、溴离子、碘离子和硝酸根离子的量分别为600ppm、100ppm、115ppm和40ppm。单价阴离子的总量为855ppm。
(实施例G-2)
实施例G-2的水性油墨组合物如下所述。
                         加入量(%)
分散元素G2               3.0
Surfynol TG            0.3
DEGmBE                 5.0
二丙二醇               5.0
三羟甲基乙烷           4.0
三乙醇胺               0.1
离子交换水             余量
在上述组合物中,Surfynol TG为乙炔二醇基表面活性剂(商品名,Air Products制造),DEGmBE代表二甘醇一丁醚.
“单价阴离子的量的测定”
按照上文“单价阴离子的量的测定”所述方法测定实施例G-2制备的油墨。
氯离子、溴离子、碘离子和硝酸根离子的量分别为735ppm、90ppm、160ppm和30ppm.单价阴离子的总量为1,015ppm。
(实施例G-3)
实施例G-3的油墨组合物如下所述。
                             加入量(%)
分散元素G3                   5.0
Olfine STG                   0.3
1,2-己二醇                  1.0
1,6-己二醇                  2.0
三甘醇                       10.0
硫二甘醇                     1.5
三乙醇胺                     0.3
氢氧化钾                     0.1
离子交换水                   余量
在上述组合物中,Olfine STG是乙炔二醇基表面活性剂(商品名,Nissin Chemical Industry Co.,Ltd.制造).
“单价阴离子的量的测定”
按照上文“单价阴离子的量的测定”所述方法测定实施例G-3制备的油墨。
氯离子、溴离子、碘离子和硝酸根离子的量分别为490ppm、80ppm、40ppm和140ppm。单价阴离子的总量为750ppm.
(实施例G-4)
实施例G-4的油墨组合物如下所述。
                           加入量(%)
分散元素G4                 6.5
Surfynol 104               0.1
TEGmBE                     3.0
1,2-戊二醇                5.0
1,5-戊二醇                2.0
四甘醇                     9.0
二甲基-2-咪唑啉酮          2.0
苯甲酸钠                   0.1
三乙醇胺                   0.7
离子交换水                 余量
在上述组合物中,Surfynol 104是乙炔二醇基表面活性剂(商品名,Air Products制造)。
“单价阴离子的量的测定”
按照上文“单价阴离子的量的测定”所述方法测定实施例G-4制备的油墨.
氯离子、溴离子、碘离子和硝酸根离子的量分别为680ppm、190ppm、150ppm和90ppm。单价阴离子的总量为1,110ppm。
(实施例G-5)
实施例G-5的油墨组合物如下所述。
                         加入量(%)
分散元素G5               7.0
DPGmBE                   2.0
DEGmBE                   7.0
甘油                     5.0
三甘醇                   5.0
海藻糖                   5.0
三乙醇胺                  0.8
离子交换水                余量
在上述组合物中,DPGmBE代表二丙二醇一丁醚。
“单价阴离子的量的测定”
按照上文“单价阴离子的量的测定”所述方法测定实施例G-5制备的油墨。
氯离子、溴离子、碘离子和硝酸根离子的量分别为500ppm、65ppm、100ppm和55ppm。单价阴离子的总量为720ppm。
(实施例G-6)
实施例G-6的油墨组合物如下所述。
                          加入量(%)
分散元素G6                7.0
Acetylenol E0             0.5
TEGmBE                    5.0
1,2-戊二醇               1.0
甘油                      13.0
硫二甘醇                  2.0
2-吡咯烷酮                2.0
三乙醇胺                  0.3
离子交换水                余量
在上述组合物中,Acetylenol E0是乙炔二醇基表面活性剂(商品名,Kawaken Fine Chemicals制造)。
“单价阴离子的量的测定”
按照上文“单价阴离子的量的测定”所述方法测定实施例G-6制备的油墨。
氯离子、溴离子、碘离子和硝酸根离子的量分别为460ppm、55ppm、80ppm和65ppm。单价阴离子的总量为660ppm。
(实施例G-7)
实施例G-7的油墨组合物如下所述.
                          加入量(%)
分散元素G7                7.2
Surfynol 465              0.5
Surfynol 61               0.5
TEGmBE                    6.0
甘油                      15.0
三羟甲基丙烷              1.0
三羟甲基乙烷              1.0
三乙醇胺                  0.1
NaOH                      0.05
离子交换水                余量
在上述组合物中,Surfynol 465是乙炔二醇基表面活性剂(商品名,Air Products制造),Surfynol 61是乙炔醇基表面活性剂(商品名,Air Products制造)。
“单价阴离子的量的测定”
按照上文“单价阴离子的量的测定”所述方法测定实施例G-7制备的油墨。
氯离子、溴离子、碘离子和硝酸根离子的量分别为845ppm、60ppm、90ppm和45ppm。单价阴离子的总量为1,040ppm。
(实施例G-8)
实施例G-8的油墨组合物如下所述.
                               加入量(%)
分散元素G8                     10.0
Surfynol 420                   0.5
PGmBE                          2.0
DEGmBE                         10.0
四丙二醇                       5.0
甘油                           7.0
二甘醇                         5.0
三乙醇胺                       0.1
KOH                            0.1
离子交换水                     余量
在上述组合物中,Surfynol 420是乙炔二醇基表面活性剂(商品名,Air Products制造),PGmBE代表丙二醇一丁醚。
“单价阴离子的量的测定”
按照上文“单价阴离子的量的测定”所述方法测定实施例G-8制备的油墨。
氯离子、溴离子、碘离子和硝酸根离子的量分别为550ppm、110ppm、75ppm和100ppm。单价阴离子的总量为835ppm。
(实施例G-9)
实施例G-9的油墨组合物如下所述。
                               加入量(%)
分散元素G9                     5.0
Surfynol 485                   1.5
DEGmBE                         5.0
1,5-戊二醇                    5.0
甘油                           9.0
1,4-环己二甲醇                5.0
三乙醇胺                       0.2
离子交换水                     余量
在上述组合物中,Surfynol 485是乙炔二醇基表面活性剂(商品名,Air Products制造)。
“单价阴离子的量的测定”
按照上文“单价阴离子的量的测定”所述方法测定实施例G-9制备的油墨。
氯离子、溴离子、碘离子和硝酸根离子的量分别为950ppm、250ppm、190ppm和105ppm。单价阴离子的总量为1,495ppm。
(实施例G-10)
实施例G-10的油墨组合物如下所述。
                                加入量(%)
分散元素G10                     5.0
Surfynol TG                     0.3
DEGmBE                   10.0
二丙二醇                 5.0
三乙醇胺                 0.9
离子交换水               余量
在上述组合物中,Surfynol TG是乙炔二醇基表面活性剂(商品名,Air Products制造),DEGmBE代表二甘醇一丁醚.
“单价阴离子的量的测定”
按照上文“单价阴离子的量的测定”所述方法测定实施例G-10制备的油墨。
氯离子、溴离子、碘离子和硝酸根离子的量分别为630ppm、250ppm、120ppm和50ppm。单价阴离子的总量为1,050ppm。
(实施例G-11)
实施例G-11的油墨组合物如下所述。
                                加入量(%)
分散元素G11                     4.5
0lfine STG                      0.3
1,2-己二醇                     2.0
1,6-己二醇                     2.0
二甘醇                          7.0
硫二甘醇                        1.5
三乙醇胺                        0.2
离子交换水                      余量
在上述组合物中,Olfine STG是乙炔二醇基表面活性剂(商品名,Nissin Chemical Industry Co.,Ltd.制造)。
“单价阴离子的量的测定”
按照上文“单价阴离子的量的测定”所述方法测定实施例G-11制备的油墨.
氯离子、溴离子、碘离子和硝酸根离子的量分别为465ppm、160ppm、135ppm和80ppm.单价阴离子的总量为840ppm。
(实施例G-12)
实施例G-12的油墨组合物如下所述。
                         加入量(%)
分散元素G12              6.5
Surfynol 104             0.1
TEGmBE                   3.0
1,2-戊二醇              2.0
1,5-戊二醇              2.0
四甘醇                   9.0
二甲基-2-咪唑啉酮        2.0
苯甲酸钠                 0.1
三乙醇胺                 0.5
离子交换水               余量
在上述组合物中,Surfynol 104是乙炔二醇基表面活性剂(商品名,Air Products制造).
“单价阴离子的量的测定”
按照上文“单价阴离子的量的测定”所述方法测定实施例G-12制备的油墨。
氯离子、溴离子、碘离子和硝酸根离子的量分别为300ppm、280ppm、260ppm和75ppm。单价阴离子的总量为915ppm。
(实施例G-13)
实施例G-13的油墨组合物如下所述.
                              加入量(%)
分散元素G13                   5.0
Surfynol 465                  0.5
Surfynol TG                   0.1
TEGmBE                        2.0
1,2-己二醇                   2.0
甘油                          5.0
三甘醇                        5.0
三羟甲基丙烷                  5.0
三丙醇胺                      0.1
离子交换水              余量
“单价阴离子的量的测定”
按照上文“单价阴离子的量的测定”所述方法测定实施例G-13制备的油墨。
氯离子、溴离子、碘离子和硝酸根离子的量分别为650ppm、80ppm、70ppm和30ppm。单价阴离子的总量为830ppm.
(实施例G-14)
实施例G-14的油墨组合物如下所述。
                         加入量(%)
分散元素G14              8.5
Acetylenol EL            0.5
Acetylenol E0            0.1
TEGmBE                   6.0
1,2-戊二醇              1.0
甘油                     15.0
硫二甘醇                 2.0
三乙醇胺                 0.2
离子交换水               余量
在上述组合物中,Acetylenol EL是乙炔二醇基表面活性剂(商品名,Kawaken Fine Chemicals制造)。
“单价阴离子的量的测定”
按照上文“单价阴离子的量的测定”所述方法测定实施例G-14制备的油墨.
氯离子、溴离子、碘离子和硝酸根离子的量分别为250ppm、190ppm、210ppm和150ppm.单价阴离子的总量为800ppm.
(对比实施例G-1)
在对比实施例G-1中,类似于实施例G-1,使用分散元素G1。此外,在对比实施例G-1中,故意使用含有大量单价阴离子的水制备油墨。
对比实施例G-1的油墨组合物如下所示.
                                加入量(%)
分散元素G1                      8.0
乙二醇                          5.0
甘油                            10.0
非离子表面活性剂                1.0
含单价金属离子的水              余量
在上述组合物中,作为非离子表面活性剂使用Epan 450(商品名,Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd.制造)。
“单价阴离子的量的测定”
按照上文“单价阴离子的量的测定”所述方法测定对比实施例G-1制备的油墨。
氯离子、溴离子、碘离子和硝酸根离子的量分别为1,250ppm、640ppm、590ppm和530ppm。单价阴离子的总量为3,010ppm。
(对比实施例G-2)
在对比实施例G-2中,按照与实施例G-1类似方法使用碳黑颜料MA88(Mitsubishi Chemical Corporation制造),用Solsperse 27000(Avecia Limited制造)作为分散剂进行分散.
将15份MA88、5份Solsperse 27000(Avecia Limited制造)、5份二乙醇胺、0.5份2-丙醇和74.5份离子交换水在珠磨MINIZETOR(Ajisawa制造)中分散2小时,得到对比实施例G-2的分散体G15。
对比实施例G-2的油墨组合物如下所示。
                         加入量(%)
分散体G15<120>           7.0
甘油                     15.0
分散剂                   3.0
非离子表面活性剂         1.0
离子交换水               余量
在上述组合物中,作为非离 子表面活性剂使用Noigen EA160(商品名,Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd.制造)。
“单价阴离子的量的测定”
按照上文“单价阴离子的量的测定”所述方法测定对比实施例G-2制备的油墨.
氯离子、溴离子、碘离子和硝酸根离子的量分别为660ppm、190ppm、120ppm和80ppm.单价阴离子的总量为1,050ppm。
实施例G-1至G-14和对比实施例G-1和G-2的水性油墨分别进行打印评估。这种打印评估是利用Seiko Epson Corporation制造的喷墨打印机PM-900C进行,其通过使用压电元件的喷墨头进行油墨喷射。该评估中使用的纸张是Conqueror,Favorit,Modo Copy,Rapid Copy,Epson EPP,Xerox 4024,Xerox 10,Neenha Bond,Ricopy6200,Yamayuri和Xerox R,它们是欧洲、USA和日本市售的平面纸张。
在表31中,打印评估结果表示为当打印字母时模糊性的评估结果。在表31中,A代表“非常好”,B代表“良好”,C代表“不好”,D代表“非常不好”.
表31
油墨的打印评估结果
从表30中的结果看出,当使用对比实施例的油墨时打印质量不好,当使用本发明的喷墨记录用油墨时打印质量良好。
如上所证实的,本发明可以提供喷墨记录用油墨,其减小了在记录图像的材料如纸张上的模糊性,并且保证高质量和高可行性.
另外,评估实施例G-1至G-14的水性油墨和对比实施例G-1和G-2的水性油墨的储存稳定性和喷射稳定性.
在储存稳定性的评估中,将各油墨加入到样品瓶内,紧紧塞住该瓶后,在60℃下放置1周或在-20℃下放置1周。检测放置油墨前后油墨所产生的外源物质和物理值(粘度,表面张力)。
所产生外源物质的量表示为放置后外源物质的量/外源物质的起始量的值,粘度表示为放置后的粘度/起始粘度的值,表面张力表示放置后的表面张力/起始表面张力的值。
利用Seiko Epson Corporat ion制造的喷墨打印机PM-900C评估喷射稳定性,当在A4尺寸Xerox P上连续打印200页后完全没有出现打印混乱时评分为A,当产生小于10部分的打印混乱时评分为B,当产生10至小于100部分打印混乱时评分为C,当打印混乱为100或更多部分时评分为D.
表32给出了实施例G-1至G-14和对比实施例G-1和G-2的各油墨测定的单价阴离子的量、储存稳定性的评估和喷射稳定性的评估的结果。
Figure C02825419D01861
从表31和32中的结果看出,利用本发明的分散元素制备的水性油墨具有良好的打印质量,优异的喷射稳定性和高储存稳定性,可以是适合喷墨记录的油墨.而且,如上述实施例所述,该油墨可以适当用于使用压电元件的喷墨头。此外,使用颜料,由此提供了获得打印物比通过普通染料得到的那些打印物具有更优异的防水性的作用。此外,聚合物包封色料的功能可以通过聚合单体或其他反应试剂而任意改变,可以提供赋予多种功能(例如,光紧牢性,阻气性,成色性,光泽,固定性质)的作用。在使用常规技术中的普通分散剂的情况中,分散剂吸收色料的吸收强度基本上很弱,部分分散剂被解吸。由于所得的解吸材料或未被吸收的分散剂,粘度增高,由此色料的加入量受到限制,结果可能难以获得足够高的色彩形成。
实施例H
下面参考实施例描述本发明的优选实施方式(h)。然而,本发明的范围不受这些实施例的限制.
(芳环的量、颜料/聚合物比例、平均粒度、游离聚合物的量和表面张力的测定方法)
通过下列方法测定这些实施例中获得的测量值(芳环的量、颜料/聚合物比例、平均粒度、游离聚合物的量和表面张力).
“芳环的量的测定”
各取部分实施例和对比实施例所得的分散聚合物溶液,随后通过蒸馏除去溶剂组分来只提取聚合物组分,并溶解在DMSO-d6中,聚合物中芳环的量通过使用13C-NMR和1H-NMR(AMX400,Bruker(德国)制造)进行测量。
“颜料/聚合物比例的测定”
各取部分实施例和对比实施例中获得的分散体,在通过加入浓度为0.1mol/L的HCl用酸只沉淀出分散元素之后,测量干重.随后,通过Soxhlet萃取法用丙酮只取出该分散聚合物,测定干重。由得到的值,计算出颜料/聚合物的重量比。
“平均粒度的测定”
将实施例和对比实施例得到的水性油墨分别用离子交换水稀释至分散元素浓度为0.001-0.01%(重量)(因为测量时的最佳浓度略微不同,依赖于水性油墨),利用粒度分布计(ELS-800,OtsukaElectronics Co.,Ltd.制造)在20℃下测定分散微粒的平均粒度。
“游离聚合物的量的测定”
取必要量的实施例和对比实施例中得到的水性油墨,通过离心促进法(条件:2,500G×60分钟)沉淀出作为沉淀组分的油墨中的固体内容物,例如分散元素.
随后,将作为上清液成分的所得油墨的液体组分在减压下加热至蒸发溶剂组分,测定液体组分中的游离聚合物的重量,基于油墨的总重量测定游离聚合物的量。
“表面张力的测定”
各实施例和对比实施例中所得水性油墨在20℃下利用表面张力天平(CBVP-A3,Kyowa Interface Science Co.,Ltd.制造)测定表面张力。
<实施例H-1>
(1)分散体的制备
分散体H1:
对于实施例H-1中所用的分散体H1的制备,使用是无机颜料和炭黑颜料的颜料黑FW18(Degussa制造)。
向安装有搅拌器、温度计、回流管和滴液漏斗的反应容器吹入氮气,向其中加入15份甲基乙基酮、21份苯乙烯、5份α-甲基苯乙烯、16份甲基丙烯酸丁酯、10份甲基丙烯酸月桂基酯、2份丙烯酸和0.3份叔十二烷基硫醇,在70℃下加热.此后,将单独制备的100份苯乙烯、15份丙烯酸、50份甲基丙烯酸丁酯、1份叔十二烷基硫醇、20份甲基乙基酮和3份偶氮二异丁腈加入到滴液漏斗中,在4小时内滴加到该反应容器内,由此聚合一种分散聚合物.随后,将甲基乙基酮加入到反应容器内,制备浓度为40%的分散聚合物溶液。
取部分的这种分散聚合物溶液,在蒸馏除去溶剂组分之后,通过上述“芳环的量的测定”中所述的方法测定芳环相对于总重量的比例,结果,芳环的量相对于分散聚合物的总量为58%.
将40份上面所得分散聚合物溶液、30份是炭黑颜料的颜料黑FW18(Degussa制造)、100份含0.1mol/L氢氧化钠的水溶液,和35份甲基乙基酮混合,用匀浆器分散30分钟或更长时间。向其中加入350份的离子交换水,所得溶液进一步分散1小时.利用旋转蒸发器蒸馏除去全部量的甲基乙基酮和部分水,随后残余物通过过滤和用布氏漏斗洗涤重复进行分离。向通过过滤分离的含颜料的树脂分散元素适当加入离子交换水和作为中和剂的氢氧化钠水溶液,同时搅拌调节至pH为7.5,随后所得溶液经平均孔径为5μm的滤膜过滤,得到分散体H1,其含有20%的分散元素H1(其中炭黑颜料被芳环量为58%的聚合物包封的分散元素)。
在表33中,给出了分散体H1所用的颜料,分散聚合物中的芳环的量和颜料/聚合物比例。通过上述“颜料/聚合物比例的测定”所述的方法测定颜料/聚合物比例。
(此页无正文)
(2)油墨的制备
在实施例H-1中,使用实施例H-1(1)中获得的分散体H1,作为乙炔二醇基表面活性剂的Olfine E1010(Nissin ChemicalIndustry Co.,Ltd.制造),作为烷二醇一烷基醚的二甘醇一丁醚和作为1,2-烷二醇的1,2-戊二醇。具体组成如下所述。
另外地,在水性油墨的制备中,加入分散体H1来获得8.0%的分散元素H1含量.<>中的值表示通过上面“平均粒度的测定”中所述方法测定的分散元素H1的平均粒度(单位:nm)。
另外,在实施例H-1的油墨组合物中作为“余量”加入的离子交换水是这样的离子交换水,其中加入Proxel XL-2用于水性油墨的防腐活性,苯并三唑用于防止水性喷墨头元件的侵蚀和EDTA 2Na盐用于减少水性油墨体系中金属离子的作用,它们基于油墨的总重量计分别以浓度0.01%、0.01%和0.02%加入。
分散元素H1<120>              8.0%
Olfine E1010                 0.5%
二甘醇一丁醚                 3.0%
1,2-戊二醇                  2.5%
二甘醇                       3.0%
甘油                         11.5%
三羟甲基丙烷                 6.0%
三丙醇胺                     0.3%
离子交换水                   余量
(3)游离聚合物的量的测定
实施例H-1(2)中制备的油墨通过上述“游离聚合物的量的测定”所述方法测定,结果,游离聚合物基于油墨的总重量计的量为1.18%。
(4)打印评估
在打印图像评估中,利用水性喷墨打印机PM-950C(Seiko EpsonCorporation制造)来评估实施例H-1(2)中制备的油墨的打印质量,该打印机通过使用压电元件的喷墨头进行油墨喷射。
对于评估的纸张,使用(a)Conqueror,(b)Reymat,(c)ModeCopy,(d)Rapid Copy,(e)Xerox P,(f)Xerox 4024,(g)Xerox 10,(h)Neenha Bond,(i)Ricopy 6200和(j)Hamer mill Copy plus,它们是欧洲、USA和日本市售的平面纸张.
按照下列标准目测进行评估.
A:在所有点的字母中没有观察到模糊。
B:在5点或更少的字母处发现轻微模糊(可实行水平)
C:发现在5点或更少处的字母由于模糊而变粗
D:模糊严重,5点或更少的字母无法辨认.
评估结果如表34所示。
(5)喷射稳定性的评估
利用和实施例H-1(4)同样的打印机和油墨在A4大小的Xerox P上进行200页的连续打印,通过观察打印混乱性评估喷射稳定性。
按照下列标准目测进行评估.
A:完全没有产生打印混乱
B:产生打印混乱,但少于10部分(可实行水平)
C:产生打印混乱,在10至小于100部分
D:产生打印混乱,在100或更多部分.
喷射稳定性的评估结果如表35所示。
(6)储存稳定性的评估
将上述实施例H-1(2)制备的油墨加入到样品瓶内,紧紧塞住该瓶后,在60℃下放置1周或在-20℃下放置1周。评估放置前后油墨所产生的外源物质和物理值(粘度,表面张力)变化.
按照下列标准进行评估。
A:在60℃或-20℃下放置后产生的外源物质的量和物理值与放置之前的比值在0.99-1.01内.
B:该比例是0.95-0.99或1.01-1.05(可实行水平)
C:该比例为0.90-0.95或1.05-1.10
D:该比例为小于0.90或大于1.10。
储存稳定性的评估结果如表34所示。
<实施例H-2>
(1)分散体的制备
分散体H2:
对于实施例H-2中所用的分散体H2的制备,使用是有机颜料的不溶性一偶氮黄颜料(C.I.颜料黄74)。
向安装有搅拌器、温度计、回流管和滴液漏斗的反应容器吹入氮气,向其中加入12份苯乙烯、9份甲基丙烯酸月桂基酯、15份甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(NK Ester M90G,Shin-Nakamura ChemicalCo.,Ltd.制造)、5份甲基丙烯酸异丁酯大分子单体(AW-6S,ToagoseiChemical Industry Co.,Ltd.制造)、3份甲基丙烯酸、5份甲基乙基酮和0.3份巯基乙醇,在70℃下加热.此后,将单独制备的25份苯乙烯、30份甲基丙烯酸月桂基酯、15份甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(NK Ester M90G,Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制造)、15份甲基丙烯酸异丁酯大分子单体(AW-6S,Toagosei ChemicalIndustry Co.,Ltd.制造)、10份甲基丙烯酸、20份甲基乙基酮和1.0份巯基乙醇加入到滴液漏斗中,在4小时内滴加到该反应容器内,由此聚合一种分散聚合物.随后,将甲基乙基酮适当加入到反应容器内,制备浓度为40%的分散聚合物溶液.
取部分的这种分散聚合物溶液,在蒸馏除去溶剂组分之后,通过上述“芳环的量的测定”中所述的方法测定芳环相对于总重量的比值,结果,芳环的量相对于分散聚合物的总量为26%。
将40份上面所得分散聚合物溶液、30份是有机颜料的不溶性一偶氮黄颜料(C.I.颜料黄74)、100份含0.1mol/L氢氧化钠的水溶液,和40份甲基乙基酮混合,用匀浆器分散30分钟或更长时间.向其中加入380份的离子交换水,所得溶液进一步分散1小时。利用旋转蒸发器蒸馏除去全部量的甲基乙基酮和部分水,随后残余物通过具有100,000的分级分子量的超滤系统Millitan(Millipore制造)进行超滤,同时适当加入水。向其中适当加入离子交换水和作为中和剂的氢氧化钠水溶液,同时搅拌调节至pH为7.5,随后所得溶液经平均孔径为5μm的滤膜过滤,得到分散体H2,其含有20%的分散元素A2(其中该不溶性一偶氮黄颜料被芳环量为26%的聚合物包封的分散元素)。
在表32中,给出了分散体H2中所用的颜料、分散聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比。聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比,与实施例H-1(1)相似,通过上述“芳环的量的测定”和“颜料/聚合物比的测定”中所述方法测定。
(2)水性油墨的制备
在实施例H-2中,使用实施例H-2(1)中获得的分散体H2,作为乙炔二醇基表面活性剂的Surfynol 440(Air Products制造)和Olfine STG(Nissin Chemical Industry Co.,Lted.制造),作为烷二醇一烷基醚的三甘醇一丁醚,和作为1,2-烷二醇的1,2-戊二醇。具体组成如下所述。
另外地,在油墨的制备中,加入分散体H2来获得7.0%的分散元素H2含量。<>中的值表示通过上面“平均粒度的测定”中所述方法测定的分散元素H2的平均粒度(单位:nm)。
另外,在实施例H-2的油墨组合物中作为“余量”加入的离子交换水与实施例H-1(2)相似,基于油墨的总重量计,该离子交换水中加入0.01%的Proxel XL-2,0.01%的苯并三唑和0.02%的EDTA 2Na盐。
分散元素H2<120>              7.0%
Surfynol 440                 0.2%
Olfine STG                   0.2%
三甘醇一丁醚                 3.0%
1,2-戊二醇                  2.0%
2-吡咯烷酮                   3.0%
甘油                         13.5%
三羟甲基乙烷                 5.0%
三乙醇胺                     0.1%
离子交换水                   余量
(3)游离聚合物的量的测定
实施例H-2(2)中制备的油墨通过上述“游离聚合物的量的测定”所述方法测定,结果,游离聚合物基于油墨的总重量计的量为0.48%。
(4)打印评估
实施例H-2(2)中制备的油墨按照与实施例H-1(4)相同的评估标准进行打印评估,其中使用与实施例H-1(4)同样的喷墨打印机PM-950C(Seiko Epson Corporation制造)并且利用与实施例H-1(4)相同的评估纸张.打印评估结果如表34所示。
(5)喷射稳定性的评估
利用和实施例H-1(5)中同样的评估方法、使用与实施例H-2(4)相同的打印机和油墨、按照与实施例H-1(5)相同的评估标准进行喷射稳定性评估。喷射稳定性的评估结果如表35所示.
(6)储存稳定性的评估
上述实施例H-2(2)制备的油墨按照与实施例H-1(6)相同的评估方法、按照与实施例H-1(6)同样的评估标准对储存稳定性进行评估。储存稳定性的评估结果如表34所示。
<实施例H-3>
(1)分散体的制备
分散体H3:
对于实施例H-3中所用的分散体H3的制备,使用是有机颜料的喹吖啶酮红颜料(C.I.颜料红122)。
向安装有搅拌器、温度计、回流管和滴液漏斗的反应容器吹入氮气,向其中加入12份苯乙烯、6份苯乙烯大分子单体(AS-6,ToagoseiChemical Industry Co.,Ltd.制造)、3.5份甲基丙烯酸正十二烷基酯、12份甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯、25份甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(NK Ester M40G,Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制造)、5份甲基乙基酮和0.3份巯基乙醇,在70℃下加热。此后,将单独制备的15份苯乙烯、8份苯乙烯大分子单体(AS-6,ToagoseiChemical Industry Co.,Ltd.制造)、7份甲基丙烯酸正十二烷基酯、20份甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯、30份甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(NK Ester M40G,Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制造)、50份甲基乙基酮和1.5份偶氮二异丁腈加入到滴液漏斗中,在4小时内滴加到该反应容器内,由此聚合一种分散聚合物.随后,将甲基乙基酮适当加入到反应容器内,制备浓度为40%的分散聚合物溶液。
取部分的这种分散聚合物溶液,在蒸馏除去溶剂组分之后,通过上文“芳环的量的测定”中所述的方法测定芳环相对于总重量的比值,结果,芳环的量相对于分散聚合物的总量为36%。
将40份上面所得分散聚合物溶液、25份是有机颜料的喹吖啶酮红颜料(C.I.颜料红122)、100份含0.1mol/L氢氧化钠的水溶液,和40份甲基乙基酮混合,用匀浆器分散30分钟或更长时间。向其中加入380份的离子交换水,所得溶液进一步分散1小时.利用旋转蒸发器蒸馏除去全部量的甲基乙基酮和部分水,随后残余物通过具有100,000的分级分子量的超滤系统Millitan(Millipore制造)进行超滤,同时适当加入水。向其中适当加入离子交换水和作为中和剂的氢氧化钠水溶液,同时搅拌调节至pH为7.5,随后所得溶液经平均孔径为5μm的滤膜过滤,得到分散体H3,其含有20%的分散元素H3(其中该喹吖啶酮红颜料被芳环量为36%的聚合物包封的分散元素)。
在表32中,给出了分散体H3中所用的颜料、分散聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比。聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比,与实施例H-1(1)相似,通过上述“芳环的量的测定”和“颜料/聚合物比的测定”中所述方法测定.
(2)油墨的制备
在实施例H-3中,使用实施例H-3(1)中获得的分散体H3,作为乙炔二醇基表面活性剂的Olfine E1010(Nissin ChemicalIndustry Co.,Lted.制造)和Surfynol 104PG50(Air Products制造),作为烷二醇一烷基醚的三甘醇一丁醚,和作为1,2-烷二醇的1,2-己二醇.具体组成如下所述。
另外地,在油墨的制备中,加入分散体H3来获得7.5%的分散元素H3含量。<>中的值表示通过上面“平均粒度的测定”中所述方法测定的分散元素H3的平均粒度(单位:nm)。
另外,在实施例H-3的油墨组合物中作为“余量”加入的离子交换水是这样的离子交换水,与实施例H-1(2)相似,基于该油墨的总重量计,其中加入0.01%的Proxel XL-2,0.01%的苯并三唑和0.02%的EDTA 2Na盐。
分散元素H3<140>                    7.5%
Olfine E1010                       0.1%
Surfynol 104PG50                   0.4%
三甘醇一丁醚                       1.0%
1,2-己二醇                2.5%
三甘醇                     2.0%
2-吡咯烷酮                 4.0%
甘油                       13.8%
三羟甲基丙烷               6.0%
离子交换水                 余量
(3)游离聚合物的量的测定
实施例H-3(2)中制备的油墨通过上述“游离聚合物的量的测定”所述方法测定,结果,游离聚合物基于油墨的总重量计的量为0.63%。
(4)打印评估
实施例H-3(2)制备的油墨按照与实施例H-1(4)相同的评估标准进行打印评估,其中使用与实施例H-1(4)同样的喷墨打印机PM-950C(Seiko Epson Corporation制造)并且利用与实施例H-1(4)相同的评估纸张。打印评估结果如表34所示.
(5)喷射稳定性的评估
利用和实施例H-1(5)中同样的评估方法、使用与实施例H-3(4)相同的打印机和油墨、按照与实施例H-1(5)相同的评估标准进行喷射稳定性评估.喷射稳定性的评估结果如表35所示.
(6)储存稳定性的评估
上述实施例H-3(2)制备的油墨按照与实施例H-1(6)相同的评估方法、按照与实施例H-1(6)同样的评估标准对储存稳定性进行评估。储存稳定性的评估结果如表35所示。
<实施例H-4>
(1)分散体的制备
分散体H4:
对于实施例H-4中所用的分散体H4的制备,使用是有机颜料的酞菁蓝颜料(C.I.颜料蓝15:4)。
向安装有搅拌器、温度计、回流管和滴液漏斗的反应容器吹入氮气,向其中加入20份苯乙烯、9份甲基丙烯酸月桂基酯、15份甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(NK Ester M90G,Shin-Nakamura ChemicalCo.,Ltd.制造)、5份甲基丙烯酸异丁酯大分子单体(AW-6S,ToagoseiChemical Industry Co.,Ltd.制造)、10份苯乙烯大分子单体(AS-6,Toagosei Chemical Industry Co.,Ltd.制造)、5份甲基丙烯酸、5份甲基乙基酮和0.3份正十二烷基硫醇,在70℃下加热。此后,将单独制备的25份苯乙烯、30份甲基丙烯酸月桂基酯、20份甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(NK Ester M90G,Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制造)、15份甲基丙烯酸异丁酯大分子单体(AW-6S,ToagoseiChemical Industry Co.,Ltd.制造)、15份苯乙烯大分子单体(AS-6,Toagosei Chemical Industry Co.,Ltd.制造)、5份甲基丙烯酸、20份甲基乙基酮和1.5份正十二烷基硫醇加入到滴液漏斗中,在4小时内滴加到该反应容器内,由此聚合一种分散聚合物.随后,将甲基乙基酮加入到反应容器内,制备浓度为40%的分散聚合物溶液。
取部分的这种分散聚合物溶液,在蒸馏除去溶剂组分之后,通过“芳环的量的测定”中所述的方法测定芳环相对于总重量的比值,结果,芳环的量相对于分散聚合物的总量为49%。
将40份上面所得分散聚合物溶液、40份是有机颜料的酞菁蓝颜料(C.I.颜料蓝15:4)、100份含0.1mol/L氢氧化钠的水溶液,和40份甲基乙基酮混合,用匀浆器分散30分钟或更长时间。向其中加入350份的离子交换水,所得溶液进一步分散1小时.利用旋转蒸发器蒸馏除去全部量的甲基乙基酮和部分水,随后残余物通过具有100,000的分级分子量的超滤系统Millitan(Millipore制造)进行超滤,同时适当加入水。向其中适当加入离子交换水和作为中和剂的氢氧化钠水溶液,同时搅拌调节至pH为7.5,随后所得溶液经平均孔径为5μm的滤膜过滤,得到分散体H4,其含有20%的分散元素H4(其中该酞菁蓝颜料被芳环量为46%的聚合物包封的分散元素)。
在表32中,给出了分散体H4中所用的颜料、分散聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比。聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比,与实施例H-1(1)相似,通过上述“芳环的量的测定”和“颜料/聚合物比的测定”中所述方法测定.
(2)油墨的制备
在实施例H-4中,使用实施例H-4(1)中获得的分散体H4,作为乙炔二醇基表面活性剂的Acetylenol E100(Kawaken FineChemicals制造),作为烷二醇一烷基醚的丙二醇一丁醚,和作为1,2-烷二醇的1,2-己二醇。具体组成如下所述.
另外地,在油墨的制备中,加入分散体H4来获得8.0%的分散元素H4含量。<>中的值表示通过上面“平均粒度的测定”中所述方法测定的分散元素H4的平均粒度(单位:nm).
另外,在实施例H-4的油墨组合物中作为“余量”加入的离子交换水与实施例H-1(2)相似,基于油墨的总重量计,该离子交换水中加入0.01%的Proxel XL-2,0.01%的苯并三唑和0.02%的EDTA 2Na盐。
分散元素H4<100>              8.0%
Acetylenol E100              0.5%
丙二醇一丁醚                 3.0%
1,2-己二醇                  1.0%
三甘醇                       3.0%
甘油                         13.8%
三羟甲基丙烷                 5.2%
三丙醇胺                     0.2%
离子交换水                   余量
(3)游离聚合物的量的测定
实施例H-4(2)中制备的油墨通过上述“游离聚合物的量的测定”所述方法测定,结果,游离聚合物基于油墨的总重量计的量为0.54%。
(4)打印评估
实施例H-4(2)中制备的油墨按照与实施例H-1(4)相同的评估标准进行打印评估,其中使用与实施例H-1(4)同样的喷墨打印机PM-950C(Seiko Epson Corporation制造)并且利用与实施例H-1(4)相同的评估纸张。打印评估结果如表34所示.
(5)喷射稳定性的评估
利用和实施例H-1(5)中同样的评估方法、使用与实施例H-4(4)相同的打印机和油墨、按照与实施例H-1(5)相同的评估标准进行喷射稳定性评估.喷射稳定性的评估结果如表35所示。
(6)储存稳定性的评估
上述实施例H-4(2)制备的油墨按照与实施例H-1(6)相同的评估方法、按照与实施例H-1(6)同样的评估标准对储存稳定性进行评估。储存稳定性的评估结果如表35所示。
<实施例H-5>
(1)分散体的制备
分散体H5:
对于实施例H-5中所用的分散体H5的制备,使用perynone橙颜料(C.I.颜料橙43).除此以外,按照与实施例H-1(1)相同的方式获得含有20%的分散元素H5(其中perynone橙颜料被芳环含量为44%的聚合物包封的分散元素)的分散体H5。
在表32中,给出了分散体H5中所用的颜料、分散聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比。聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比,与实施例H-1(1)相似,通过上述“芳环的量的测定”和“颜料/聚合物比的测定”中所述方法测定.
(2)油墨的制备
在实施例H-5中,使用实施例H-5(1)中获得的分散体H5,作为乙炔二醇基表面活性剂的Surfynol 485和Surfynol TG(两者均由Air Products制造),作为烷二醇一烷基醚的二丙二醇一丁醚,和作为1,2-烷二醇的1,2-戊二醇.具体组成如下所述.
另外地,在油墨的制备中,加入分散体H5来获得10.0%的分散元素H5含量.<>中的值表示通过上面“平均粒度的测定”中所述方法测定的分散元素H5的平均粒度(单位:nm)。
另外,在实施例H-5的油墨组合物中作为“余量”加入的离子交换水与实施例H-1(2)相似,基于油墨的总重量计,该离子交换水中加入0.01%的Proxel XL-2,0.01%的苯并三唑和0.02%的EDTA 2Na盐。
分散元素H5<150>            10.0%
Surfynol 485               0.5%
Surfynol TG                0.2%
二丙二醇一丁醚             2.0%
1,2-戊二醇                2.0%
N-甲基-2-吡咯           5.0%
烷酮
甘油                    11.2%
海藻糖                  5.8%
离子交换水              余量
(3)游离聚合物的量的测定
实施例H-5(2)中制备的油墨通过上述“游离聚合物的量的测定”所述方法测定,结果,游离聚合物基于油墨的总重量计的量为1.62%。
(4)打印评估
实施例H-5(2)中制备的油墨按照与实施例H-1(4)相同的评估标准进行打印评估,其中使用与实施例H-1(4)同样的喷墨打印机PM-950C(Seiko Epson Corporation制造)并且利用与实施例H-1(4)相同的评估纸张.打印评估结果如表34所示。
(5)喷射稳定性的评估
利用和实施例H-1(5)中同样的评估方法、使用与实施例H-5(4)相同的打印机和油墨、按照与实施例H-1(5)相同的评估标准进行喷射稳定性评估。喷射稳定性的评估结果如表35所示。
(6)储存稳定性的评估
上述实施例H-5(2)制备的油墨按照与实施例H-1(6)相同的评估方法、按照与实施例H-1(6)同样的评估标准对储存稳定性进行评估。储存稳定性的评估结果如表35所示.
<实施例H-6>
(1)分散体的制备
分散体H6:
对于实施例H-6中所用的分散体H6的制备,使用苯并咪唑啉酮褐颜料(C.I.颜料褐32).除此以外,按照与实施例H-1(1)相同的方式获得含有20%的分散元素H6(其中苯并咪唑啉酮褐颜料被芳环含量为70%的聚合物包封的分散元素)的分散体H6.
在表32中,给出了分散体H6中所用的颜料、分散聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比。聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比,与实施例H-1(1)相似,通过上述“芳环的量的测定”和“颜料/聚合物比的测定”中所述方法测定.
(2)油墨的制备
在实施例H-6中,使用实施例H-6(1)中获得的分散体H6,作为乙炔二醇基表面活性剂的Surfynol 420,作为烷二醇一烷基醚的二甘醇一丁醚。具体组成如下所述.
另外地,在油墨的制备中,加入分散体H6来获得5.0%的分散元素H6含量。<>中的值表示通过上面“平均粒度的测定”中所述方法测定的分散元素H6的平均粒度(单位:nm)。
另外,在实施例H-6的油墨组合物中作为“余量”加入的离子交换水与实施例H-1(2)相似,基于油墨的总重量计,该离子交换水中加入0.01%的Proxel XL-2,0.01%的苯并三唑和0.02%的EDTA 2Na盐。
分散元素H6<140>            5.0%
Surfynol 420               0.1%
二甘醇一丁醚               3.0%
1,6-己二醇                2.0%
四甘醇                     5.5%
甘油                       13.5%
三乙醇胺                   0.5%
离子交换水                 余量
(3)游离聚合物的量的测定
实施例H-6(2)中制备的油墨通过上述“游离聚合物的量的测定”所述方法测定,结果,游离聚合物基于油墨的总重量计的量为1.98%。
(4)打印评估
实施例H-6(2)中制备的油墨按照与实施例H-1(4)相同的评估标准进行打印评估,其中使用与实施例H-1(4)同样的喷墨打印机PM-950C(Seiko Epson Corporation制造)并且利用与实施例H-1(4)相同的评估纸张.打印评估结果如表34所示.
(5)喷射稳定性的评估
利用和实施例H-1(5)中同样的评估方法、使用与实施例H-6(4)相同的打印机和油墨、按照与实施例H-1(5)相同的评估标准进行喷射稳定性评估.喷射稳定性的评估结果如表35所示。
(6)储存稳定性的评估
上述实施例H-6(2)制备的油墨按照与实施例H-1(6)相同的评估方法、按照与实施例H-1(6)同样的评估标准对储存稳定性进行评估。储存稳定性的评估结果如表35所示。
<实施例H-7>
(1)分散体的制备
分散体H7:
对于实施例H-7中所用的分散体H7的制备,使用喹吖啶酮紫颜料(C.I.颜料紫19),其为有机颜料。除此以外,按照与实施例H-2(1)相同的方式获得含有20%的分散元素H7(其中喹吖啶酮紫颜料被芳环含量为52%的聚合物包封的分散元素)的分散体H7。
在表32中,给出了分散体H7中所用的颜料、分散聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比。聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比,与实施例H-1(1)相似,通过上述“芳环的量的测定”和“颜料/聚合物比的测定”中所述方法测定。
(2)油墨的制备
在实施例H-7中,使用实施例H-7(1)中获得的分散体H7,作为乙炔醇基表面活性剂的Surfynol 61,以及surfynol TG(两者均由Air Products制造),作为烷二醇一烷基醚的三甘醇一丁醚,和作为1,2-烷二醇的1,2-戊二醇。具体组成如下所述。
另外地,在油墨的制备中,加入分散体H7来获得6.0%的分散元素H7含量。<>中的值表示通过上面“平均粒度的测定”中所述方法测定的分散元素H7的平均粒度(单位:nm)。
另外,在实施例H-7的油墨组合物中作为“余量”加入的离子交换水与实施例H-1(2)相似,基于油墨的总重量计,该离子交换水中加入0.01%的Proxel XL-2,0.01%的苯并三唑和0.02%的EDTA 2Na盐。
分散元素H7<120>             6.0%
Surfynol 61                 0.3%
Surfynol TG                  0.1%
三甘醇一丁醚                 1.5%
1,2-戊二醇                  2.0%
二甘醇                       2.0%
硫二甘醇                     4.0%
甘油                         12.6%
三羟甲基乙烷                 7.2%
离子交换水                   余量
(3)游离聚合物的量的测定
实施例H-7(2)中制备的油墨通过上述“游离聚合物的量的测定”所述方法测定,结果,游离聚合物基于油墨的总重量计的量为0.39%。
(4)打印评估
实施例H-7(2)中制备的油墨按照与实施例H-1(4)相同的评估标准进行打印评估,其中使用与实施例H-1(4)同样的喷墨打印机PM-950C(Seiko Epson Corporation制造)并且利用与实施例H-1(4)相同的评估纸张。打印评估结果如表34所示。
(5)喷射稳定性的评估
利用和实施例H-1(5)中同样的评估方法、使用与实施例H-7(4)相同的打印机和油墨、按照与实施例H-1(5)相同的评估标准进行喷射稳定性评估。喷射稳定性的评估结果如表35所示。
(6)储存稳定性的评估
上述实施例H-7(2)制备的油墨按照与实施例H-1(6)相同的评估方法、按照与实施例H-1(6)同样的评估标准对储存稳定性进行评估.储存稳定性的评估结果如表35所示。
<实施例H-8>
(1)分散体的制备
分散体H8:
对于实施例H-8中所用的分散体H8的制备,使用酞菁绿颜料(C.I.颜料绿7),其是有机颜料。除此以外,按照与实施例H-3(1)相同的方式获得含有20%的分散元素H8(其中苯酞菁绿颜料被芳环含量为38%的聚合物包封的分散元素)的分散体H8。
在表32中,给出了分散体H8中所用的颜料、分散聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比。聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比,与实施例H-1(1)相似,通过上述“芳环的量的测定”和“颜料/聚合物比的测定”中所述方法测定.
(2)油墨的制备
在实施例H-8中,使用实施例H-8(1)中获得的分散体H8,作为乙炔二醇基表面活性剂的Olfine E1010(Nissin ChemicalIndustry Co.,Ltd.制造)和Surfynol 104(Air Products制造),作为烷二醇一烷基醚的二丙二醇一丁醚,和作为1,2-烷二醇的1,2-戊二醇。具体组成如下所述。
另外地,在油墨的制备中,加入分散体H8来获得8.0%的分散元素H8含量。<>中的值表示通过上面“平均粒度的测定”中所述方法测定的分散元素H8的平均粒度(单位:nm)。
另外,在实施例H-8的油墨组合物中作为“余量”加入的离子交换水与实施例H-1(2)相似,基于油墨的总重量计,该离子交换水中加入0.01%的Proxel XL-2,0.01%的苯并三唑和0.02%的EDTA 2Na盐。
分散元素H8<110>             8.0%
Olfine E1010                0.3%
Surfynol 104                0.1%
二丙二醇一丁醚              1.0%
1,2-戊二醇                 3.0%
三甘醇                      2.0%
硫二甘醇                    4.0%
甘油                        13.8%
三羟甲基丙烷                6.4%
三乙醇胺                    0.1%
离子交换水                  余量
(3)游离聚合物的量的测定
实施例H-8(2)中制备的油墨通过上述“游离聚合物的量的测定”所述方法测定,结果,游离聚合物基于油墨的总重量计的量为0.72%。
(4)打印评估
实施例H-8(2)中制备的油墨按照与实施例H-1(4)相同的评估标准进行打印评估,其中使用与实施例H-1(4)同样的喷墨打印机pM-950C(Seiko Epson Corporation制造)并且利用与实施例H-1(4)相同的评估纸张。打印评估结果如表34所示。
(5)喷射稳定性的评估
利用和实施例H-1(5)中同样的评估方法、使用与实施例H-8(4)相同的打印机和油墨、按照与实施例H-1(5)相同的评估标准进行喷射稳定性评估.喷射稳定性的评估结果如表35所示.
(6)储存稳定性的评估
上述实施例H-8(2)制备的油墨按照与实施例H-1(6)相同的评估方法、按照与实施例H-1(6)同样的评估标准对储存稳定性进行评估.储存稳定性的评估结果如表35所示。
<对比实施例H-1>
(1)分散体的制备
分散体H9:
在对比实施例H-1中,类似于实施例H-1(1),利用颜料黑FW18(Degussa制造)制备对比实施例H-1中的分散体H9,该颜料是一种无机颜料和炭黑颜料。
然而,在对比实施例H-1中,故意利用不同于实施例H-1(1)中的条件制备该分散体,由此改变实施例H-1中油墨内的游离聚合物的含量.
向安装有搅拌器、温度计、回流管和滴液漏斗的反应容器吹入氮气,向其中加入26份苯乙烯、5份α-甲基苯乙烯、15份甲基丙烯酸丁酯、12份甲基丙烯酸月桂基酯、2份丙烯酸和0.6份叔十二烷基硫醇,在该对比实施例中,在55℃下加热.此后,将单独制备的160份苯乙烯、15份丙烯酸、50份甲基丙烯酸丁酯、1份叔十二烷基硫醇、20份甲基乙基酮和3份偶氮二异丁腈加入到滴液漏斗中,在该对比实施例中,在2小时内滴加到该反应容器内,由此聚合一种分散聚合物。随后,将甲基乙基酮加入到反应容器内,制备浓度为38%的分散聚合物溶液.
取部分的这种分散聚合物溶液,在蒸馏除去溶剂组分之后,通过上文“芳环的量的测定”中所述的方法测定芳环相对于总重量的比值,结果,芳环的量相对于该分散聚合物的总重量为20%。
将40份上面所得分散聚合物溶液、30份是炭黑颜料的颜料黑FW18(Degussa制造)、100份含0.1mol/L氢氧化钠的水溶液,和35份甲基乙基酮混合,用匀浆器分散30分钟或更长时间.向其中加入350份的离子交换水,所得溶液进一步分散1小时。利用旋转蒸发器蒸馏除去全部量的甲基乙基酮和部分水,在本对比实施例中,不进行用布氏漏斗的洗涤,适当加入离子交换水和作为中和剂的氢氧化钠水溶液,同时搅拌过滤分离的含颜料树脂分散元素,调节至pH为7.5。随后所得溶液经平均孔径为5μm的滤膜过滤,得到分散体H9,其含有20%的分散元素H9(其中该炭黑颜料被芳环量为20%的聚合物包封的分散元素)。
在表32中,给出了分散体H9中所用的颜料、分散聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比.颜料/聚合物比通过上述“颜料/聚合物比的测定”中所述方法测定.
(2)油墨的制备
在对比实施例H-1中,使用对比实施例H-1(1)中获得的分散体H9制备油墨。具体组成如下所述.
另外地,在油墨的制备中,加入分散体H9来获得8.0%的分散元素H9含量。<>中的值表示通过上面“平均粒度的测定”中所述方法测定的分散元素H9的平均粒度(单位:nm)。
另外,在对比实施例H-1的油墨组合物中作为“余量”加入的离子交换水是这样的离子交换水,与实施例H-1(2)相似,基于该油墨的总重量计,其中加入0.01%的Proxel XL-2,0.01%的苯并三唑和0.02%的EDTA 2Na盐.
分散元素H9<140>          8.0%
非离子表面活性剂         1.0%
乙二醇                   5.0%
甘油                     15.0%
离子交换水               余量
在上述组合物中,作为非离子表面活性剂使用Epan 450(商品名,Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd.制造)。
(3)游离聚合物的量的测定
对比实施例H-1(2)中制备的油墨通过上述“游离聚合物的量的测定”所述方法测定,结果,游离聚合物基于油墨的总重量计的量为3.02%.
(4)打印评估
对比实施例H-1(2)制备的油墨按照与实施例H-1(4)相同的评估标准进行打印评估,其中使用与实施例H-1(4)同样的喷墨打印机PM-950C(Seiko Epson Corporation制造)并且利用与实施例H-1(4)相同的评估纸张。打印评估结果如表34所示.
(5)喷射稳定性的评估
利用和实施例H-1(5)中同样的评估方法、使用与对比实施例H-1(4)相同的打印机和油墨、按照与实施例H-1(5)相同的评估标准进行喷射稳定性评估。喷射稳定性的评估结果如表35所示。
(6)储存稳定性的评估
对比实施例H-1(2)制备的油墨按照与实施例H-1(6)相同的评估方法、按照与实施例H-1(6)同样的评估标准对储存稳定性进行评估.储存稳定性的评估结果如表35所示。
<对比实施例H-2>
(1)分散体的制备
分散体H10:
为了制备对比实施例H-2中使用的分散体H10,将是有机颜料的酞菁绿颜料(C.I.颜料绿7)用Solsperse 12000(Avecia Limited制造)分散。
将15份酞菁绿颜料、5份Solsperse 12000、5份二乙醇胺、0.5份2-丙醇和74.5份离子交换水用珠磨MINIZETOR(Ajisawa制造)分散2小时,得到对比实施例H-2的分散体H10,其含有20%的分散元素H10(颜料:15%,分散树脂:5%)。
(2)油墨的制备
在对比实施例H-2中,使用对比实施例H-2(1)中获得的分散体H10制备油墨。该对比实施例的具体组成如下所述。
另外地,在油墨的制备中,加入分散体H10来获得8.0%的分散元素H10含量.<>中的值表示通过上面“平均粒度的测定”中所述方法测定的分散元素H10的平均粒度(单位:nm).
另外,在对比实施例H-2的油墨组合物中作为“余量”加入的离子交换水是这样的离子交换水,与实施例H-1(2)相似,基于该油墨的总重量计,其中加入0.01%的Proxel XL-2,0.01%的苯并三唑和0.02%的EDTA 2Na盐.
分散元素H10<150>          20.0%
非离子表面活性剂          1.0%
乙二醇                    5.0%
甘油                      15.0%
离子交换水                余量
在上述组合物中,作为非离子表面活性剂使用Noigen EA160(商品名,Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd.制造).
(3)游离聚合物的量的测定
对比实施例H-2(2)中制备的油墨通过上述“游离聚合物的量的测定”所述方法测定,结果,游离聚合物基于油墨的总重量计的量为4.23%.
(4)打印评估
对比实施例H-2(2)制备的油墨按照与实施例H-1(4)相同的评估标准进行打印评估,其中使用与实施例H-1(4)同样的喷墨打印机PM-950C(Seiko Epson Corporation制造)并且利用与实施例H-1(4)相同的评估纸张.打印评估结果如表34所示.
(5)喷射稳定性的评估
利用和实施例H-1(5)中同样的评估方法、使用与对比实施例H-2(4)相同的打印机和油墨、按照与实施例H-1(5)相同的评估标准进行喷射稳定性评估.喷射稳定性的评估结果如表35所示。
(6)储存稳定性的评估
对比实施例H-2(2)制备的油墨按照与实施例H-1(6)相同的评估方法、按照与实施例H-1(6)同样的评估标准对储存稳定性进行评估。储存稳定性的评估结果如表35所示。
Figure C02825419D02101
Figure C02825419D02111
从表33和34中的结果看出,当使用对比实施例的油墨时打印质量不好,当使用本发明的油墨时打印质量良好。
这揭示了通过使用本发明的水性油墨,在任何种类的纸张上都可以获得高质量的打印图象,并且减小了模糊。
Figure C02825419D02131
从表35中的结果看出,本发明的游离聚合物的量减小到2%或更小的水性油墨确保了优异的喷射稳定性和高储存稳定性,并且从表34看,还确保了优异的打印质量。此外,可以看出,当游离聚合物的量为1%或更小时,可以获得非常优异的喷射稳定性和储存稳定性。另一方面,当游离聚合物的量超过3%,如同对比实施例那样时,打印质量、喷射稳定性和储存稳定性均无法达到可行水平。
这些结果揭示了利用本发明的水性油墨可以得到良好的打印质量和喷射稳定性,此外,该油墨的储存稳定性也优良.
实施例I
本发明的优选实施方式(i)参考实施例具体描述如下,但是,本发明的范围并不限于这些实施例。
在下面的实施例和对比实施例中,用一些有机或无机颜料作为本发明的色料,然而,本发明不限于此,可以使用适合本发明的色料的实例所述的多种有机或无机颜料。在<>中,利用nm(纳米)的单位表示平均粒度。
除了下面所述的试验实施例以外,本发明的水性油墨组中使用的颜料分散元素还可以通过使用反应性分散剂分散该颜料,随后在催化剂的存在下在水中进行乳化聚合来获得。
(黑色分散体I1的制备)
对于黑色分散体I1,使用是炭黑的Monac 880(Cabot Co.制造)作为色料。向安装有搅拌器、温度计、回流管和滴液漏斗的反应容器吹入氮气,向其中加入30份苯乙烯、10份α-甲基苯乙烯、15份甲基丙烯酸丁酯、10份甲基丙烯酸月桂基酯、2份丙烯酸和0.3份叔十二烷基硫醇,在70℃下加热。此后,将单独制备的150份苯乙烯、15份丙烯酸、50份甲基丙烯酸丁酯、1份叔十二烷基硫醇、20份甲基乙基酮和3份偶氮二异丁腈加入到滴液漏斗中,在4小时内滴加到该反应容器内,由此聚合一种分散聚合物。随后,将甲基乙基酮加入到反应容器内,制备浓度为50%的分散聚合物溶液。
随后,将40份所得分散聚合物溶液、30份是炭黑的Monac 880(Cabot Co.制造)、100份含0.1mol/L氢氧化钠的水溶液,和30份甲基乙基酮混合,用匀浆器搅拌30分钟。向其中加入300份的离子交换水,所得溶液进一步搅拌1小时.利用旋转蒸发器蒸馏除去全部量的甲基乙基酮和部分水,残余物用0.1mol/L的氢氧化钠中和至pH为9,随后经0.3μm膜滤器过滤,得到黑色分散体I1,其具有20%的固体(分散聚合物和炭黑)含量.
取部分的这种分散体,通过加入浓度为0.1mol/L的HCl用酸沉淀,通过Soxhlet萃取法用丙酮只取出该分散聚合物,通过13C-NMR和1H-NMR(AMX400,Bruker(德国)制造)利用DMS0-d6进行测量,结果,芳环的量基于分散聚合物的总重量计为50%。
(黑色分散体I2的制备)
除了用20份是炭黑的Raven C(商品名,Columbian Carbon Co.,Ltd.制造,C.I.颜料黑7)作色料之外,利用与制备黑色分散体I1相同的组成和方法,制备黑色分散体I2。
(黑色分散体I3的制备)
除了用46.7份是碳黑的颜料黑A(商品名,BASF制造,C.I.颜料黑1)作分子色原之外,利用与制备黑色分散体I1相同的组成和方法,制备黑色分散体I3。
(黄色分散体I1的制备)
除了用30份C.I.颜料黄180作色料之外,利用与制备黑色分散体I1相同的组成和方法,制备黄色分散体I1。
(黄色分散体I2的制备)
除了用46.7份C.I.颜料黄74(不溶性一偶氮颜料)作色料之外,利用与制备黑色分散体I1相同的组成和方法,制备黄色分散体I2。
(黄色分散体I3的制备)
除了用80份C.I.颜料黄128(缩合偶氮颜料)作色料之外,利用与制备黑色分散体I1相同的组成和方法,制备黄色分散体I3。
(品红分散体I1的制备)
除了用30份C.I.颜料紫19(喹吖啶酮颜料)作色料之外,利用与制备黑色分散体I1相同的组成和方法,制备品红分散体I1。
(品红分散体I2的制备)
除了用46.7份C.I.颜料红202(喹吖啶酮颜料)作色料之外,利用与制备黑色分散体I1相同的组成和方法,制备品红分散体I2。
(品红分散体I3的制备)
除了用80份C.I.颜料红122(二甲基喹吖啶酮颜料)作色料之外,利用与制备黑色分散体I1相同的组成和方法,制备品红分散体I3。
(青色分散体I1的制备)
除了用30份C.I.颜蓝15:3(铜酞菁颜料)作色料之外,利用与制备黑色分散体I1相同的组成和方法,制备青色分散体I1。
(青色分散体I2的制备)
除了用20份C.I.颜料蓝15:4(铜酞菁颜料)作色料之外,利用与制备黑色分散体I1相同的组成和方法,制备青色分散体I2。
(青色分散体I3的制备)
除了用13.3份C.I.颜料蓝16(非金属酞菁颜料)作色料之外,利用与制备黑色分散体I1相同的组成和方法,制备青色分散体I3。
(红色分散体I1的制备)
除了用30份C.I.颜料红190(苝颜料)作色料之外,利用与制备黑色分散体I1相同的组成和方法,制备红色分散体I1.
(蓝色分散体I1的制备)
除了用30份C.I.颜料紫23(二噁嗪颜料)作色料之外,利用与制备黑色分散体I1相同的组成和方法,制备蓝色分散体I1。
(绿色分散体I1的制备)
除了用30份C.I.颜料绿7(高级氯化铜酞菁颜料)作色料之外,利用与制备黑色分散体I1相同的组成和方法,制备绿色分散体I1。
(水性油墨的制备实施例)
下文中具体说明适合本发明水性油墨组的油墨组合物的实例.颜料分散体的加入量用重量计的固容物(固体内容物:颜料和包围颜料的分散聚合物的总量)表示。在<>中的数值表示实施例和对比实施例中得到的各颜料分散体中分散微粒,用离子交换水稀释达到颜料浓度为0.001-0.01%(重量)(因为在测量时的最佳浓度由于颜料而略微不同)的“在20℃下的平均粒度”。粒度是用粒度分布计(ELS-800,Otsuka Electronics Co.,Ltd.制造)测定,用nm的单位表示。在下述油墨组合物中,余量的水为离子交换水,其中加入0.05%的ProxelXL-2用于油墨的防腐活性,0.02%的苯并三唑用于喷墨头元件的防侵蚀,和0.04%的EDTA 2Na盐用来减少油墨体系中金属离子的作用。
(组合物实施例I1:黑色油墨I1)
添加剂                   加入量(%)
黑色分散体I1<105>        10.0
                         (固体含量)
DEGmBE                   2.0
Olfine E1010             1.0
Ollfine STG              0.2
1,2-戊二醇              2.0
甘油                     12.0
四乙二醇                 5.0
2-吡咯烷酮               2.0
水                       余量
在上述组合物中,DEGmBE代表二甘醇一丁醚,Olfine E1010和Olfine STG分别是乙炔二醇基表面活性剂(两者均为商品名,由NissinChemical Industry Co.,Ltd.制造)。
(组合物实施例I2:黑色油墨I2)
添加剂                   加入量(%)
黑色分散体I2<100>        10.0
                         (固体含量)
Surfynol 465             1.0
甘油                     10.0
四乙二醇                 5.0
三乙醇胺                 0.3
水                       余量
在上述组合物中,Surfynol 465是乙炔二醇基表面活性剂(商品名,Air Products(USA)制造)。
(组合物实施例I3:黑色油墨I3)
添加剂                    加入量(%)
黑色分散体I3<110>         10.0
                          (固体含量)
Surfynol 61               0.5
DPGmBE                    3.0
1,5-戊二醇               5.0
甘露糖               3.0
硫二甘醇             7.0
水                   余量
在上述组合物中,Surfynol 61是乙炔醇基表面活性剂(商品名,Air Products(USA)制造),DPGmBE代表二丙二醇一丁醚。
(组合物实施例I4:黄色油墨I1)
添加剂              加入量(%)
黄色分散体I1<90>    13.0
                    (固体含量)
Surfynol 465        1.0
Surfynol 61         0.3
DPGmBE              10.0
二甘醇              5.0
2-吡咯烷酮          1.0
甘油                5.0
水                  余量
在上述组合物中,Surfynol 465是乙炔二醇基表面活性剂(商品名,Air Products(USA)制造),Surfynol 61是乙炔醇基表面活性剂(商品名,Air Products(USA)制造),DPGmBE代表二丙二醇一丁醚。
(组合物实施例I5:黄色油墨I2)
添加剂             加入量(%)
黄色分散体I2<80>   8.0
                   (固体含量)
Olfine STG         0.5
TEGmBE             1.0
1,2-己二醇        3.0
2-吡咯烷酮         2.0
三羟甲基丙烷       8.0
甘油               15.0
水                 余量
在上述组合物中,Olfine STG是乙炔二醇基表面活性剂(商品名,由Nissin Chemical Industry Co.,Ltd.制造),TEGmBE代表三甘醇一丁醚。
(组合物实施例I6:黄色油墨I3)
添加剂                       加入量(%)
黄色分散体I3<90>             10.0
                             (固体含量)
DEGmBE                       5.0
DPGmBE                       5.0
乙二醇                       2.0
2-吡咯烷酮                   1.0
三羟甲基丙烷                 10.0
甘油                         5.0
水                           余量
在上述组合物中,DEGmBE代表二甘醇一丁醚,DPGmBE代表二丙二醇一丁醚.
(组合物实施例I7:品红油墨I1)
添加剂                      加入量(%)
品红分散体I1<120>           8.0
                            (固体含量)
1,2-己二醇                 5.0
DEGmBE                      5.0
二甘醇                      5.0
甘油                        10.0
脲                          2.0
水                          余量
在上述组合物中,DEGmBE代表二甘醇一丁醚。
(组合物实施例I8:品红油墨I2)
添加剂                      加入量(%)
品红分散体I2<90>            10.0
                            (固体含量)
Surfynol 61                 1.0
三羟甲基乙烷                8.0
1,3-二甲基-2-咪唑啉酮      2.0
三甘醇                      10.0
28%氨水                    0.5
水                          余量
在上述组合物中,Surfynol 61是乙炔醇基表面活性剂(商品名,Air Products(USA)制造)。
(组合物实施例I9:品红油墨I3)
添加剂                      加入量(%)
品红分散体I3<140>           7.5
                            (固体含量)
Olfine E1010                0.1
Olfine STG                  0.5
TEGmBE                      1.0
1,2-己二醇                 2.5
三甘醇                      2.0
2-吡咯烷酮                  4.0
三羟甲基丙烷                6.0
甘油                        14.0
水                          余量
在上述组合物中,Olfine E1010和Olfine STG分别是乙炔二醇基表面活性剂(两者均为商品名,由Nissin Chemical Industry Co.,Ltd.制造),TEGmBE代表三甘醇一丁醚。
(组合物实施例I10:青色油墨I1)
添加剂                      加入量(%)
青色分散体I1<95>            6.0
                            (固体含量)
DEGmBE                      10.0
二甘醇                      3.0
N-甲基-2-吡咯烷酮           1.0
甘油                        10.0
水余量
在上述组合物中,DEGmBE代表二甘醇一丁醚.
(组合物实施例I11:青色油墨I2)
添加剂                   加入量(%)
青色分散体I2<105>        8.0
                         (固体含量)
Surfynol 465             0.5
Olfine STG               0.3
TEGmBE                   1.0
1,2-己二醇              3.0
甘油                     17.0
三甘醇                   2.0
2-吡咯烷酮               2.0
水                       余量
在上述组合物中,Surfynol 465是乙炔二醇基表面活性剂(商品名,Air Products(USA)制造),Olfine STG是乙炔二醇基表面活性剂(商品名,由Nissin Chemical Industry Co.,Ltd.制造),TEGmBE代表三甘醇一丁醚。
(组合物实施例I12:青色油墨I3)
添加剂                   加入量(%)
青色分散体I3<110>        10.0
                         (固体含量)
Surfynol 61              0.5
PGmBE                    5.0
果糖                     5.0
1,3-二甲基-2-咪唑啉酮   2.0
四甘醇                   10.0
水                       余量
在上述组合物中,Surfynol 61是乙炔醇基表面活性剂(商品名,Air Products(USA)制造),PGmBE代表丙二醇一丁醚。
(组合物实施例I13:红色油墨I1)
添加剂                   加入量(%)
红色分散体I1<130>        10.0
                         (固体含量)
DEGmBE                5.0
Olfine STG            0.5
1,2-戊二醇           2.0
甘油                  8.0
三乙二醇              5.0
三羟甲基乙烷          5.0
N-甲基-2-吡咯烷酮     1.0
三异丙醇胺            1.0
水                    余量
在上述组合物中,DEGmBE代表二甘醇一丁醚,Olfine STG是乙炔二醇基表面活性剂(商品名,由Nissin Chemical Industry Co.,Ltd.制造)。
(组合物实施例I14:蓝色油墨I1)
添加剂                  加入量(%)
蓝色分散体I1<90>        7.5
                        (固体含量)
Olfine E1010            1.0
1,2-戊二醇             10.0
硫二甘醇                2.0
乙二醇                  5.0
三羟甲基丙烷            10.5
1,3-二甲基-2-咪唑啉酮  2.0
三乙醇胺                0.5
水                      余量
在上述组合物中,Olfine E1010是乙炔二醇基表面活性剂(商品名,由Nissin Chemical Industry Co.,Ltd.制造)。
(组合物实施例I15:绿色油墨I1)
添加剂                   加入量(%)
绿色分散体I1<120>        10.0
                         (固体含量)
TEGmBE                   5.0
Olfine E1010             1.0
Olfine STG        0.5
Surfynol 61           0.2
1,2-己二醇           2.0
甘油                  5.0
三羟甲基丙烷          5.0
三甘醇                5.0
2-吡咯烷酮            2.0
海藻糖                1.0
水                    余量
在上述组合物中,TEGmBE代表三甘醇一丁醚,Olfine E1010和Olfine STG分别是乙炔二醇基表面活性剂(两者均为商品名,由NissinChemical Industry Co.,Ltd.制造),Surfynol 61是乙炔醇基表面活性剂(商品名,Air Products(USA)制造)。
通过混合这些组合物实施例制备的水性有色油墨,得到水性油墨组,用于下面所述的打印评估。各水性油墨组中的组合如下所示。
(实施例I-1:水性油墨组I-1)
在实施例I-1中,将上述组合物实施例中制备的四种有色油墨,也就是黑色油墨I1、黄色油墨I2、品红油墨I3和青色油墨I2混合,将该组合称作水性油墨组I-1。
(实施例I-2:水性油墨组I-2)
在实施例I-2中,将上述组合物实施例中制备的四种有色油墨,也就是黑色油墨I2、黄色油墨I1、品红油墨I1和青色油墨I1混合,将该组合称作水性油墨组I-2。
(实施例I-3:水性油墨组I-3)
在实施例I-3中,将上述组合物实施例中制备的四种有色油墨,也就是黑色油墨I3、黄色油墨I3、品红油墨I2和青色油墨I3混合,将该组合称作水性油墨组I-3.
(实施例I-4:水性油墨组I-4)
在实施例I-4中,将上述组合物实施例中制备的七种有色油墨,也就是黑色油墨I1、黄色油墨I2、品红油墨I3、青色油墨I2、红色油墨I1、蓝色油墨I1和绿色油墨I1混合,将该组合称作水性油墨组I-4。
(对比实施例)
(对比实施例I-1:水性油墨组I-5的制备)
在对比实施例I-1中,通过用黑色分散体I1所用的炭黑颜料作为色料并且用聚合物分散剂和表面活性剂作为分散剂制备对比实施例I-1中的黑色水性油墨I4。其组成如下所示。
添加剂                  加入量(%)
炭黑颜料<105>           7.0
甘油                    10.0
聚合物分散剂            3.0
非离子表面活性剂        1.0
离子交换水              余量
在上述组合物中,炭黑颜料为Raven C(商品名,Columbian CarbonCo.,Ltd.制造),非离子表面活性剂为Noigen EA160(Dai-ichi KogyoSeiyaku Co.,Ltd.制造),聚合物分散剂为Solsperse 27000(AveciaLimited制造)。上述组分在珠磨MINIZETOR(Ajisawa制造)中分散2小时,制备对比实施例I-1的喷墨记录用水性油墨。在该对比实施方式中,不加入Proxel XL-2、EDTA 2Na盐和苯并三唑。
对比实施例I-1中使用的黄色油墨I4是利用与上述相同的组成制备的,除了将上述组合物中的炭黑颜料改变为C.I.颜料黄14(不溶性二偶氮颜料)之外。
对比实施例I-1中使用的品红油墨I4是利用与上述相同的组成制备的,除了将上述组合物中的炭黑颜料改变为C.I.颜料红81(碱性染料色淀颜料)之外。
对比实施例I-1中使用的青色油墨I4是利用与上述相同的组成制备的,除了将上述组合物中的炭黑颜料改变为C.I.颜料蓝2(碱性染料色淀颜料)之外。
将由此制备的黑色油墨I4、黄色油墨I4、品红油墨I4和青色油墨I4混合,将该组合称作对比实施例I-1的水性油墨组I-5。
(对比实施例I-2)
在对比实施例I-2中,制备JP-A-2001-354886中所述的水性油墨组.其使用的颜料分散元素的组成和水性油墨如下所示。
<黑色分散体I5的制备>
添加剂                   加入量(%)
炭黑颜料                 20.0
苯乙烯-丙烯酸共聚物      10.0
甘油                     10.0
离子交换水               余量
将上述添加剂混合,并且用填充有60%(体积)0.3mm氧化锆珠的Eiger Motor Mill Model M250(Eiger Japan制造)以5,000rpm的转数分散2小时,制备对比实施例I-2的黑色分散体I5。所得黑色分散体I5中的分散微粒的平均粒度为90nm。
在上述组合物中,炭黑颜料为Raven C(商品名,Columbian CarbonCo.,Ltd.制造,C.I.颜料黑7),所用苯乙烯-丙烯酸共聚物具有7,000的重均分子量且酸值为150。
<黑色油墨I5的制备>
利用按照上述组成和方法制备的黑色分散体I5,制备对比实施例I-2中的黑色油墨I5.组成如下所示。
添加剂               加入量(%)
黑色分散体I5         4.5(固体含量)
乙二醇               20.0
TEGmBE               5.0
Pelex OP-T           0.2
离子交换水           余量
在上述组合物中,Pelex OP-T是阴离子表面活性剂(商品名,KaoCorporation制造),TEGmEE代表三甘醇一乙醚。除了上述组成,黑色分散体I5中含有1.5%的甘油。
<黄色分散体I5的制备>
添加剂                加入量(%)
C.I.颜料黄128         20.0
苯乙烯-丙烯酸共聚物   12.0
二甘醇                15.0
离子交换水            余量
将上述添加剂混合,用填充有60%(体积)0.3mm氧化锆珠的EigerMotor Mill Model M250(Eiger Japan制造)以5,000rpm的转数分散2小时,制备对比实施例I-2的黄色分散体I5.所得黄色分散体I5中的分散微粒的平均粒度为120nm。
在上述组合物中,苯乙烯-丙烯酸共聚物具有10,000的重均分子量且酸值为120。
<黄色油墨I5的制备>
利用按照上述组成和方法制备的黄色分散体I5,制备对比实施例I-2中的黄色油墨I5.组成如下所示.
添加剂               加入量(%)
黄色分散体I5         3.2(固体含量)
乙二醇               25.0
DEGmBE               15.0
Emulgen 120          0.2
离子交换水           余量
在上述组合物中,Emulgen 120是非离子表面活性剂(商品名,KaoCorporation制造),DEGmEE代表二甘醇一乙醚。除了上述组成,黄色分散体I5中含有1.5%的二甘醇.
<品红分散体I5的制备>
添加剂               加入量(%)
C.I.颜料红122        20.0
苯乙烯-丙烯酸共聚物  15.0
甘油                 10.0
离子交换水           余量
将上述添加剂混合,用填充有60%(体积)0.3mm氧化锆珠的EigerMotor Mill Model M250(Eiger Japan制造)以5,000rpm的转数分散2小时,制备对比实施例I-2的品红分散体I5。所得品红分散体I5中的分散微粒的平均粒度为100nm.
在上述组合物中,所用苯乙烯-丙烯酸共聚物具有7,000的重均分子量且酸值为150。
<品红油墨I5的制备>
利用按照上述组成和方法制备的品红分散体I5,制备对比实施例I-2中的品红油墨I5。组成如下所示.
添加剂                      加入量(%)
品红分散体I5                7.0(固体含量)
二甘醇                      25.0
乙二醇                      10.0
Levenol WX                  0.2
离子交换水                  余量
在上述组合物中,Levenol WX是阴离子表面活性剂(商品名,KaoCorporation制造)。除了上述组成,品红分散体I5中含有2.0%的甘油。
<青色分散体I5的制备>
添加剂                      加入量(%)
C.I.颜料蓝15:3              25.0
Joncryl 61                  15.0(固体含量)
甘油                        10.0
离子交换水                  余量
将上述添加剂混合,用填充有60%(体积)0.3mm氧化锆珠的EigerMotor Mill Model M250(Eiger Japan制造)以5,000rpm的转数分散2小时,制备对比实施例I-2的青色分散体I5。所得青色分散体I5中的分散微粒的平均粒度为90nm。
在上述组合物中,Joncryl 61是苯乙烯-丙烯酸树脂(商品名,Johnson Polymer Corporation制造)。
<青色油墨I5的制备>
利用按照上述组成和方法制备的青色分散体I5,制备对比实施例I-2中的青色油墨I5。组成如下所示。
添加剂                      加入量(%)
青色分散体I5                4.0(固体含量)
乙二醇                      30.0
DEGmBE                      10.0
Pluronic L-44               1.0
离子交换水                  余量
在上述组合物中,DEGmBE代表二甘醇一丁醚,Pluronic L-44是表面活性剂(商品名,Asahi Denka Co.,Ltd.制造).除了上述组成,青色分散体I5中含有1.0%的甘油。
<红色分散体I2的制备>
添加剂                      加入量(%)
C.I.颜料红177               20.0
苯乙烯-丙烯酸共聚物         12.0
二甘醇                      15.0
离子交换水                  余量
将上述添加剂混合,用填充有60%(体积)0.3mm氧化锆珠的EigerMotor Mill Model M250(Eiger Japan制造)以5,000rpm的转数分散2小时,制备对比实施例I-2的红色分散体I2。所得红色分散体I2中的分散微粒的平均粒度为110nm.
在上述组合物中,所用苯乙烯-丙烯酸共聚物具有10,000的重均分子量且酸值为120。
<红色油墨I2的制备>
利用按照上述组成和方法制备的红色分散体I2,制备对比实施例I-2中的红色油墨I2。组成如下所示.
添加剂                       加入量(%)
红色分散体I2                 6.4(固体含量)
乙二醇                       20.0
Levenol WX                   0.2
离子交换水                   余量
在上述组合物中,Levenol WX是阴离子表面活性剂(商品名,KaoCorporation制造)。除了上述组成,红色分散体I2中含有3.0%的二甘醇.
<绿色分散体I2的制备>
添加剂                       加入量(%)
C.I.颜料绿7                  25.0
Joncryl                      15.0(固体含量)
乙二醇                     10.0
离子交换水                 余量
将上述添加剂混合,用填充有60%(体积)0.3mm氧化锆珠的EigerMotor Mill Model M250(Eiger Japan制造)以5,000rpm的转数分散2小时,制备对比实施例I-2的绿色分散体I2。所得绿色分散体I2中的分散微粒的平均粒度为110nm。
在上述组合物中,Joncryl是苯乙烯-丙烯酸树脂(商品名,Johnson Polymer Corporation制造)。
<绿色油墨I2的制备>
利用按照上述组成和方法制备的绿色分散体I2,制备对比实施例I-2中的绿色油墨I2.组成如下所示。
添加剂                      加入量(%)
绿色分散体I2                4.0(固体含量)
乙二醇                      30.0
Pluronic L-44               1.0
离子交换水                  余量
在上述组合物中,Pluronic L-44是表面活性剂(商品名,AsahiDenka Co.,Ltd.制造).除了上述组成,绿色分散体I2中含有1.0%的乙二醇。
将这些黑色油墨I5、黄色油墨I5、品红油墨I5、青色油墨I5、红色油墨I2和绿色油墨I2混合,将该组合称作对比实施例I-2的水性油墨组I-6。
(水性油墨组的评估)
<打印图像的打印质量>
实施例和对比实施例中制备的水性油墨组分别置于喷墨打印机PM-950C(商品名,Seiko Epson Corporation制造)中,在平面纸张和发光媒体上打印全色图像。随后评估该打印图像的打印质量.这次评估中所用的平面纸张是(1)Conqueror,(2)Reymat,(3)Mode Copy,(4)Rapid Copy,(5)Xerox P,(6)Xerox 4024,(7)Xerox 10,(8)Neenah Bond,(9)Ricopy 6200和(10)Hamer mill Copy plus,它们是欧洲、USA和日本市售的平面纸张.发光媒体是(11)Photo-PrintPaper 2,(12)MC Photo-Paper((11)和(12)两者为商品名,由SeikoEpson Corporation制造),(13)Ink Jet Paper Photo Glossy PaperSuper Photo Grade,(14)Ink Jet Paper Photo Paper High Grade((13)和(14)两者为商品名,由Fuji Photo Film C.,Ltd.制造),(15)Ink Jet Photographic Quality Paper Photo Weight(商品名,Kodak制造)和(16)Photo-like QP QP20A4GH(商品名,KonicaCorporation制造),它们是在欧洲、USA和日本市售的发光媒体。通过目测观察打印图像的模糊程度进行评估.评估标准如下所述。评估结果如表36所示。在表36中,“打印媒体的种类”括号中的数字与上述平面纸张或发光媒体所标的数字相同.
A.在二级颜色(红色、蓝色和绿色)的图像部分没有观察到模糊。
B.在二级颜色(红色、蓝色和绿色)的图像部分观察到轻微的模糊(可实行水平).
C.在初级颜色(黑色、黄色、品红和青色)的图像部分观察到模糊.
D.在初级颜色(黑色、黄色、品红和青色)的图像部分观察到严重模糊。
在上述评估中,在实施例I-1的油墨组I-1、实施例I-2的油墨组I-2、实施例I-3的油墨组I-3和对实施例I-1的油墨组I-5的情况中,图像用品红油墨和黄色油墨以1:1的比例打印红色、品红油墨和青色油墨以1:1的比例打印蓝色并且黄色油墨和青色油墨以1:1的比例打印绿色。在实施例I-4的油墨组I-4的情况中,图像用红色油墨打印红色,蓝色油墨打印蓝色和绿色油墨打印绿色.在对比实施例I-2的油墨组I-6的情况中,图像用红色油墨打印红色,品红油墨和青色油墨以1:1的比例打印蓝色,绿色油墨打印绿色。
表36
打印质量的评估结果
Figure C02825419D02311
从表36中的结果显然看出,用对比实施例I-1的水性油墨组I-5和对比实施例I-2的水性油墨组I-6打印的图像严重模糊,特别是在平面纸张上,而用实施例I-1至I-4的油墨组I-1至I-4打印的图像几乎不模糊,无论是在平面纸张或发光媒体上都如此。其中,特别是在用实施例I-4的水性油墨组I-4打印的红色、蓝色和绿色的图像部分,得到不模糊的清晰图像,无论在平面纸张或发光媒体上。
如上证实,本发明可以提供适合喷墨打印的水性油墨,其无论在平面纸张或发光媒体上都可以得到模糊减小的清晰图像,并且确保了高质量和高可行性。
<打印图像的色度(C*)>
上述实施例和对比实施例制备的水性油墨组分别置于喷墨打印机PM-950C(商品名,Seiko Epson Corporation制造)中,在平面纸张和发光媒体上通过以5%的步幅将能效由10%改变至100%打印实体图案。测定打印图像的色度(C*)。该评估中所用的平面纸张和发光媒体与打印图像的打印质量评估中所用的那些相同.通过利用光密度计X-Rite 938(X-Rite制造)测量打印图像来进行评估,按照CIE所述的L*a*b*颜色规范体系进行测定,并且计算下列公式定义的色度(C*).
C*={(a*)2+(b)2)1/2
所得结果按照下列评估标准进行评价。评估结果如表37所示。在表37中,在“打印媒体的种类”中所示的括号中的数字与表36的那些相同。
A:在所有有色图像区域(黄色区域,品红区域,青色区域,红色区域,蓝色区域和绿色区域)中,色度(C*)的最大值对于平面纸张来说为50或更高,对于发光媒体来说为60或更高。
B:在某些有色图像区域中,色度(C*)的最大值对于平面纸张来说为45至小于50,对于发光媒体来说为55至小于60。
C:在某些有色图像区域中,色度(C*)的最大值对于平面纸张来说为40至小于45,对于发光媒体来说为50至小于60.
D:在某些有色图像区域中,色度(C*)的最大值对于平面纸张来说为小于40,对于发光媒体来说为小于50。
在上述评估中,在实施例I-1的油墨组I-1、实施例I-2的油墨组I-2、实施例I-3的油墨组I-3和对比实施例I-1的油墨组I-5的情况中,图像用品红油墨和黄色油墨以1:1的比例打印红色、品红油墨和青色油墨以1:1的比例打印蓝色并且黄色油墨和青色油墨以1:1的比例打印绿色。在实施例I-4的油墨组I-4的情况中,图像用红色油墨打印红色,蓝色油墨打印蓝色和绿色油墨打印绿色。在对比实施例I-2的油墨组I-6的情况中,图像用红色油墨打印红色,品红油墨和青色油墨以1:1的比例打印蓝色,绿色油墨打印绿色。
表37
色度(C*)的评估结果
Figure C02825419D02331
从表37中的结果显然看出,用对比实施例I-1的水性油墨组I-5和对比实施例I-2的水性油墨组I-6打印时,在平面纸张上色度(C*)低,而当用用实施例I-1至I-4的油墨组I-1至I-4打印时,在平面纸张或发光媒体上色度(C*)均高,图象清晰。特别是,当用红色油墨、蓝色油墨和绿色油墨的实施例I-4的油墨组I-4打印时,得到在红色、蓝色和绿色区域中具有较高色度的清晰图像。
如上证明,本发明可以提供喷墨打印用水性油墨组,其不但在发光媒体而且在平面纸张上可以得到高色度的清晰图像,并且保证高质量和高可行性。
<打印图像的光密度(O.D.值)>
上述实施例和对比实施例制备的水性油墨组分别置于喷墨打印机PM-950C(商品名,Seiko Epson Corporation制造)中,在平面纸张和发光媒体上以100%的能效打印实体图案。测定打印图像的光密度(O.D.值)。该评估中所用的平面纸张和发光媒体与打印图像的打印质量评估中所用的那些相同。通过利用光密度计X-Rite 938(X-Rite制造)测量打印图像的光密度(O.D.值)来进行评估.所得结果按照下列评估标准进行评价。评估结果如表38所示。在表38中,在“打印媒体的种类”中所示的括号中的数字与表36的那些相同.
A:在所有图像区域(黑色区域,黄色区域,品红区域,青色区域,红色区域,蓝色区域和绿色区域)中,光密度(O.D.值)对于平面纸张来说为1.2或更高,对于发光媒体来说为1.6或更高.
B:在某些图像区域中,光密度(O.D.值)对于平面纸张来说为1.1至小于1.2,对于发光媒体来说为1.5至小于1.6.
C:在某些图像区域中,光密度(O.D.值)对于平面纸张来说为1.0至小于1.1,对于发光媒体来说为1.4至小于1.5。
D:在某些图像区域中,光密度(O.D.值)对于平面纸张来说为小于1.0,对于发光媒体来说为小于1.4.
在上述评估中,在实施例I-1的油墨组I-1、实施例I-2的油墨组I-2、实施例I-3的油墨组I-3和对比实施例I-1的油墨组I-5的情况中,图像用品红油墨和黄色油墨以1:1的比例打印红色、品红油墨和青色油墨以1:1的比例打印蓝色,黄色油墨和青色油墨以1:1的比例打印绿色。在实施例I-4的油墨组I-4的情况中,图像用红色油墨打印红色,蓝色油墨打印蓝色和绿色油墨打印绿色。在对比实施例I-2的油墨组I-6的情况中,图像用红色油墨打印红色,品红油墨和青色油墨以1:1的比例打印蓝色,绿色油墨打印绿色。
表38
光密度(O.D.值)的评估结果
Figure C02825419D02351
从表38中的结果显然看出,用对比实施例I-1的水性油墨组I-5和对比实施例I-2的水性油墨组I-6打印时,特别在平面纸张上光密度(O.D.值)低,而当用实施例I-1至I-4的油墨组I-1至I-4打印时,在平面纸张或发光媒体上光密度(O.D.值)均高,得到浓且清晰的图像
如上证明,本发明可以提供喷墨打印用水性油墨组,其不但在发光媒体而且在平面纸张上可以得到高光密度(O.D.值)的清晰图像,并且保证高质量和高可行性。
<打印物的固定性质>
上述实施例和对比实施例制备的水性油墨分别置于喷墨打印机PM-950C(商品名,Seiko Epson Corporation制造)中,在平面纸张和发光媒体上打印字母。评估打印物的固定性质.该评估中所用的发光媒体与打印图像的打印质量评估中所用的相同.在评估中,打印图像在打印后于20-25℃/40至60% RH下干燥1小时,用手指刮擦,肉眼观察字母的移动/变淡状态.评估标准如下所示。评估结果如表39所示。在表39中,在“打印媒体的种类”中所示的括号中的数字与表36的那些相同。
A:没有移动也没有变淡。
B:轻微移动但实际使用中没有问题。
C:移动或变淡
D:严重移动且变淡,字母难以分辨.
在上述评估中,在实施例I-1的油墨组I-1、实施例I-2的油墨组I-2、实施例I-3的油墨组I-3和对比实施例I-1的油墨组I-5的情况中,图像用品红油墨和黄色油墨以1:1的比例打印红色、品红油墨和青色油墨以1:1的比例打印蓝色,黄色油墨和青色油墨以1:1的比例打印绿色。在实施例I-4的油墨组I-4的情况中,图像用红色油墨打印红色,蓝色油墨打印蓝色和绿色油墨打印绿色。在对比实施例I-2的油墨组I-6的情况中,图像用红色油墨打印红色,品红油墨和青色油墨以1:1的比例打印蓝色,绿色油墨打印绿色。
表39
固定性质的评估结果
Figure C02825419D02371
从表39中的结果显然看出,用对比实施例I-1的水性油墨组I-5和对比实施例I-2的水性油墨组I-6打印时,缺乏固定性质,而当用实施例I-1至I-4的水性油墨组I-1至I-4打印时,具有良好的固定性质.其中,特别是当用实施例I-4的水性油墨组I-4打印时,红色、蓝色和绿色的字母显示出优异的固定性质。
如上证明,本发明可以提供喷墨打印用水性油墨组,其不但在平面纸张而且在发光媒体例如喷墨记录中常用的光纸上,确保优良的固定性质、高质量和高可行性.
<水性油墨的储存稳定性和喷射稳定性>
将上述组合物实施例和对比实施例制备的水性油墨加入到样品瓶内,紧紧塞住该瓶后,在60℃下放置1周。检测水性油墨放置前后所产生的外源物质的量和物理值(粘度,表面张力).评估标准如下所述。评估结果如表40所示。
A:在60℃放置后产生的外源物质的量和物理值与放置之前的比值在0.99-1.01内。
B:该比例是0.95-0.99或1.01-1.05(可实行水平)
C:该比例为0.90-0.95或1.05-1.10
D:该比例小于0.90或大于1.10。
另外,评估实施例和对比实施例制备的水性油墨组的喷射稳定性。
通过将各水性油墨组放置在喷墨打印机PM-950C(商品名,SeikoEpson Corporation制造)中,观察在100页A4大小的Xerox P上连续打印时的打印混乱性评估喷射稳定性。评估标准如下所述。评估结果如表40所示.
A:完全没有产生打印混乱
B:产生打印混乱但少于10部分(可实行水平)
C:在10至小于100部分产生打印混乱
D:在100或更多部分产生打印混乱。
从表40的结果看出,对比实施例I-1和I-2的水性油墨组所用的水性油墨缺乏储存稳定性和喷射稳定性,而实施例I-1至I-4的水性油墨组所用的水性油墨在外源物质和物理值上均具有良好的储存稳定性,且还表现出良好的喷射稳定性。
此外,通过将组合物实施例I1所示的油墨组合物中黑色分散体I1改变为对比实施例I-2的黑色分散体I4进行同样的试验,结果,表面张力几乎没有变化(上述评估标准中的B),但产生大量的外源物质(上述评估标准的D),从而降低了可滤性并且增高了油墨的粘度(上述评估标准的D),导致无法得到稳定的储存性.
从这些评估结果看出,利用本发明的颜料分散元素制备的喷墨打印用水性油墨组减小了平面纸张或发光媒体上的模糊,确保了具有高色度、光密度和固定性质的良好的打印质量,并且表现出优异的喷射稳定性和储存稳定性.
<水性油墨的稳定性的评估>
在黑色分散体I1的制备中使用的分散聚合物的聚合中,通过改变作为含芳环单体的苯乙烯和α-甲基苯乙烯与作为其他单体的甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸月桂基酯和丙烯酸的比例,而改变分散聚合物中芳环的量.利用所得的分散聚合物,制备黑色分散体I6-I13,然后除了使用这些黑色分散体之外,利用与实施例的组合物实施例I1相同的组成和方法制备水性油墨。在黑色分散体I6-I13中,作为色料的自身是炭黑的Monac 880(商品名,Cabot Co.制造,颜料黑7)与分散聚合物的重量比与黑色分散体I1的相同。黑色分散体I6-I13的组成如下所示。分散聚合物中芳环的量以与黑色分散体I1相同的方式测定,且在分散元素的名称后给出。
(黑色分散体I6,分散聚合物中芳环的量:0%)
Monac 880(商品名,Cabot Co.   30份
制造,C.I.颜料黑7)
苯乙烯                        0份
α-甲基苯乙烯                  0份
甲基丙烯酸丁酯                46份
甲基丙烯酸月桂基酯                   30.7份
丙烯酸                               6.1份
叔十二烷基硫醇                       0.3份
苯乙烯                               0份
丙烯酸                               46份
甲基丙烯酸丁酯                       153.3份
叔十二烷基硫醇                       1份
偶氮二异丁腈                         3份
(黑色分散体I7,分散聚合物中芳环的量:10%)
Monac 880(商品名,Cabot Co.          30份
制造,C.I.颜料黑7)
苯乙烯                               6份
α-甲基苯乙烯                         2.3份
甲基丙烯酸丁酯                       39.7份
甲基丙烯酸月桂基酯                   26.5份
丙烯酸                               5.3份
叔十二烷基硫醇                       0.3份
苯乙烯                               30份
丙烯酸                               39.7份
甲基丙烯酸丁酯                       132.4份
叔十二烷基硫醇                       1份
偶氮二异丁腈                         3份
(黑色分散体I8,分散聚合物中芳环的量:20%)
Monac 880(商品名,Cabot Co.          30份
制造,C.I.颜料黑7)
苯乙烯                               12份
α-甲基苯乙烯                         4.6份
甲基丙烯酸丁酯                       33.5份
甲基丙烯酸月桂基酯                   22.3份
丙烯酸                               4.5份
叔十二烷基硫醇                       0.3份
苯乙烯                               60份
丙烯酸                               33.5份
甲基丙烯酸丁酯                       111.7份
叔十二烷基硫醇                       1份
偶氮二异丁腈                         3份
(黑色分散体I9,分散聚合物中芳环的量:25%)
Monac 880(商品名,Cabot Co.          30份
制造,C.I.颜料黑7)
苯乙烯                               15份
α-甲基苯乙烯                         5.8份
甲基丙烯酸丁酯                       30.4份
甲基丙烯酸月桂基酯                   20.2份
丙烯酸                               4.1份
叔十二烷基硫醇                       0.3份
苯乙烯                               75份
丙烯酸                               30.4份
甲基丙烯酸丁酯                       101.2份
叔十二烷基硫醇                       1份
偶氮二异丁腈                         3份
(黑色分散体I10,分散聚合物中芳环的量:30%)
Monac 880(商品名,Cabot Co.          30份
制造,C.I.颜料黑7)
苯乙烯                               18份
α-甲基苯乙烯                        6.9份
甲基丙烯酸丁酯                       27.2份
甲基丙烯酸月桂基酯                   18.2份
丙烯酸                               3.6份
叔十二烷基硫醇                       0.3份
苯乙烯                               90份
丙烯酸                               27.2份
甲基丙烯酸丁酯                       90.8份
叔十二烷基硫醇                       1份
偶氮二异丁腈                         3份
(黑色分散体I11,分散聚合物中芳环的量:60%)
Monac 880(商品名,Cabot Co.           30份
制造,C.I.颜料黑7)
苯乙烯                                36份
α-甲基苯乙烯                          13.8份
甲基丙烯酸丁酯                        8.5份
甲基丙烯酸月桂基酯                    5.7份
丙烯酸                                1.1份
叔十二烷基硫醇                        0.3份
苯乙烯                                180份
丙烯酸                                8.5份
甲基丙烯酸丁酯                        28.4份
叔十二烷基硫醇                        1份
偶氮二异丁腈                          3份
(黑色分散体I12,分散聚合物中芳环的量:70%)
Monac 880(商品名,Cabot Co.           30份
制造,C.I.颜料黑7)
苯乙烯                                42份
α-甲基苯乙烯                          16.1份
甲基丙烯酸丁酯                        2.3份
甲基丙烯酸月桂基酯                    1.5份
丙烯酸                                0.3份
叔十二烷基硫醇                        0.3份
苯乙烯                                210份
丙烯酸                                2.3份
甲基丙烯酸丁酯                        7.6份
叔十二烷基硫醇                        1份
偶氮二异丁腈                          3份
(黑色分散体I13,分散聚合物中芳环的量:73%)
Monac 880(商品名,Cabot Co.           30份
制造,C.I.颜料黑7)
苯乙烯                                67份
α-甲基苯乙烯                0份
甲基丙烯酸丁酯              0份
甲基丙烯酸月桂基酯          0份
丙烯酸                      0份
叔十二烷基硫醇              0.3份
苯乙烯                      215份
丙烯酸                      0份
甲基丙烯酸丁酯              0份
叔十二烷基硫醇              1份
偶氮二异丁腈                3份
评估利用按照上述方法和物质制备的分散体的水性油墨的储存稳定性。在评估中,将各水性油墨分别加入到样品瓶中,在塞紧该瓶后,在60℃或70℃下放置1周。检测放置该水性油墨前后油墨所生成的外源物质和物理值(粘度).评估标准与上面检测水性油墨的储存稳定性和喷射稳定性的储存稳定性的评估标准相同.评估结果如表41所示。
表41
分散聚合物中芳环的量和储存稳定性的评估结果
Figure C02825419D02441
从表41的结果看出,当本发明的分散聚合物中的芳环量为20-70%时,可以确保储存稳定性.还可以看出,当芳环的量为25-50%时,既没有生成外源物质,也没有出现粘度的变化,这是一个优选的实施方式。
如上证实的,本发明可以提供喷墨打印用水性油墨组,其确保了储存稳定性和喷射稳定性两者的优异稳定性,高质量和高可行性。当利用通过混合所述的水性油墨得到的水性油墨组时,在打印图像的色度(C*)、光密度(O.D.值)和固定性质的全部评估中,在喷墨记录常用的平面纸张和发光媒体上都具有优良的打印质量。
这些揭示了,当利用普通分散剂(例如水溶性聚合物分散剂或表面活性剂)按照常规技术分散色料时,本发明优选的渗透剂(包括选自乙炔二醇基表面活性剂,乙炔醇基表面活性剂,含硅表面活性剂,二(三)甘醇一丁醚,(二)丙二醇一丁醚和1,2-烷二醇的一种或多种的物质)难以使用,由此,无法获得足够高的打印质量。然而,在利用本发明的分散元素,其中颜料用分散聚合物包封使其可分散于水中且分散聚合物中芳环的量为分散聚合物的20-70%时,含有上述渗透剂的水性油墨可以保证储存稳定性和喷射稳定性,同时保持足够高的色彩形成性质(色度、光密度)和固定性质,可以提供适合喷墨打印的水性油墨组。此外,本发明的水性油墨中使用了颜料,由此提供了所得打印物比通过使用喷墨打印机的油墨中常用作色料的染料得到的那些打印物具有更优异的防水性和光紧牢性的作用。此外,分散聚合物包封色料的功能可以通过聚合单体或其他反应试剂而任意改变,这提供了可以赋予多种功能(进一步加强的功能,例如打印图像的光紧牢性,阻气性,成色性,光泽,固定性质)的作用。在使用常规用于分散水性体系中颜料的分散剂(例如水溶性聚合物分散剂或表面活性剂)的情况中,分散剂对颜料的吸收强度基本上很弱,且部分分散剂被解吸。由于所得被解吸的材料或未被吸收的分散剂,油墨的粘度增高,由此色料的加入量受到限制,结果可能难以获得足够高的色彩形成。特别是当使用本发明优选的渗透剂时出现明显的解吸作用。
本发明应不受到这些实施例的限制,许多改变和改进可以在不脱离本发明的实质和范围下进行。
实施例J
本发明参考实施例具体描述如下,然而,本发明不限于这些实施例。
在下面的实施例和对比实施例中,用一些有机或无机颜料作为本发明的色料,然而,本发明不限于此,可以使用适合本发明的色料的实例所述的多种有机或无机颜料.在<>中,利用nm(纳米)的单位表示平均粒度.
除了下面所述的试验实施例以外,本发明的水性油墨组中使用的颜料分散元素还可以通过使用反应性分散剂分散该颜料,随后在催化剂的存在下在水中进行乳化聚合来获得。
(黑色分散元素J1的制备)
对于分散元素J1,使用是炭黑的Monac 880(Cabot Co.制造)作为色料。向安装有搅拌器、温度计、回流管和滴液漏斗的反应容器吹入氮气,向其中加入30份苯乙烯、10份α-甲基苯乙烯、15份甲基丙烯酸丁酯、10份甲基丙烯酸月桂基酯、2份丙烯酸和0.3份叔十二烷基硫醇,在70℃下加热。此后,将单独制备的150份苯乙烯、15份丙烯酸、50份甲基丙烯酸丁酯、1份叔十二烷基硫醇、20份甲基乙基酮和3份偶氮二异丁腈加入到滴液漏斗中,在4小时内滴加到该反应容器内,由此聚合一种分散聚合物.随后,将甲基乙基酮加入到反应容器内,制备浓度为50%的分散聚合物溶液。
随后,将40份所得分散聚合物溶液、30份是炭黑的Monac 880(Cabot Co.制造)、100份含0.1mol/L氢氧化钠的水溶液,和30份甲基乙基酮混合,用匀浆器搅拌30分钟。向其中加入300份的离子交换水,所得溶液进一步搅拌1小时。利用旋转蒸发器蒸馏除去全部量的甲基乙基酮和部分水,残余物用0.1mol/L的氢氧化钠中和至pH为9,随后经0.3μm膜滤器过滤,得到黑色分散元素J1,其具有20%的固体(分散聚合物和炭黑)含量。
取部分的这种分散元素,通过加入浓度为0.1mol/L的HCl用酸沉淀,通过Soxhlet苹取法用丙酮只取出该分散聚合物,通过13C-NMR和1H-NMR(AMX400,Bruker(德国)制造)利用DMS0-d6进行测量,结果,基于分散聚合物的总重量计,芳环的量为50%.
(黑色分散元素J2的制备)
除了用20份是碳黑的Raven C(商品名,Columbian Carbon Co.,Ltd.制造,C.I.颜料黑7)作色料之外,利用与制备黑色分散元素J1相同的组成和方法,制备黑色分散元素J2。
(黑色分散元素J3的制备)
除了用46.7份是碳黑的颜料黑A(商品名,BASF制造,C.I.颜料黑1)作色料之外,利用与制备黑色分散元素J1相同的组成和方法,制备黑色分散元素J3。
(黄色分散元素J1的制备)
除了用30份C.I.颜料黄180作色料之外,利用与制备黑色分散元素J1相同的组成和方法,制备黄色分散元素J1。
(黄色分散元素J2的制备)
除了用46.7份C.I.颜料黄74(不溶性一偶氮颜料)作色料之外,利用与制备黑色分散元素J1相同的组成和方法,制备黄色分散元素J2。
(黄色分散元素J3的制备)
除了用80份C.I.颜料黄128(缩合偶氮颜料)作色料之外,利用与制备黑色分散元素J1相同的组成和方法,制备黄色分散元素J3。
(品红分散元素J1的制备)
除了用30份C.I.颜料紫19(喹吖啶酮颜料)作色料之外,利用与制备黑色分散元素J1相同的组成和方法,制备品红分散元素J1。
(品红分散元素J2的制备)
除了用46.7份C.I.颜料红202(喹吖啶酮颜料)作色料之外,利用与制备黑色分散元素J1相同的组成和方法,制备品红分散元素J2。
(品红分散元素J3的制备)
除了用80份C.I.颜料红122(二甲基喹吖啶酮颜料)作色料之外,利用与制备黑色分散元素J1相同的组成和方法,制备品红分散元素J3.
(青色分散元素J1的制备)
除了用30份C.I.颜料蓝15:3(铜酞菁颜料)作色料之外,利用与制备黑色分散元素J1相同的组成和方法,制备青色分散元素J1.
(青色分散元素J2的制备)
除了用20份C.I.颜料蓝15:4(酮酞菁颜料)作色料之外,利用与制备黑色分散元素J1相同的组成和方法,制备青色分散元素J2。
(青色分散元素J3的制备)
除了用13.1份C.I.颜料蓝16(非金属酞菁颜料)作色料之外,利用与制备黑色分散元素J1相同的组成和方法,制备青色分散元素J3。
(水性油墨的制备实施例)
下文中具体说明适合本发明水性喷墨组的油墨组合物的实例。分散元素的加入量表示为重量计的量(固体内容物浓度;颜料和包围颜料的分散聚合物的总量)。在<>中的数值表示实施例和对比实施例中得到的各分散元素中的分散微粒并用离子交换水稀释达到颜料浓度为0.001-0.01%(重量)(因为在测量时的最佳浓度由于颜料而略微不同)的“在20℃下的平均粒度”。粒度是用粒度分布计(ELS-800,OtsukaElectronics Co.,Ltd.制造)测定,并且用nm的单位表示。在实施例所示的余量的水为离子交换水,其中加入0.05wt%的Proxel XL-2用于油墨的防腐活性,0.02wt%的苯并三唑用于喷墨头元件的防侵蚀,和0.04wt%的EDTA 2Na盐用来减少油墨体系中金属离子的作用.(组合物实施例J1:深黑色油墨J1)
添加剂                   加入量(wt%)
黑色分散元素J1<105>      10.0
DEGmBE                   2.0
Olfine E1010             1.0
Olfine STG               0.2
1,2-戊二醇           2.0
甘油                  12.0
四乙二醇              5.0
2-吡咯烷酮            2.0
水                    余量
在上述组合物中,DEGmBE代表二甘醇一丁醚,Olfine E1010和Olfine STG分别是乙炔二醇基表面活性剂(两者均为商品名,由NissinChemical Industry Co.,Ltd.制造)。
<组合物实施例J2:浅黑色油墨J1>
在组合物实施例J2中,除了作为固体内容物浓度改变黑色分散元素J1的加入量为3.0%(重量)之外,利用与组合物实施例J1相同的组成,制备浅黑色油墨J1。
<组合物实施例J3:深黑色油墨J2>
添加剂                  加入量(wt%)
黑色分散元素J2<100>     10.0
Surfynol 465            1.0
甘油                    10.0
四乙二醇                5.0
三乙醇胺                0.3
水                      余量
在上述组合物中,Surfynol 465是乙炔二醇基表面活性剂(商品名,Air Products(USA)制造)。
<组合物实施例J4:深黑色油墨J3>
添加剂                   加入量(wt%)
黑色分散元素J3<110>      10.0
Surfynol 61              0.5
DPGmBE                   3.0
1,5-戊二醇              5.0
甘露糖                   3.0
硫二甘醇                 7.0
水                       余量
在上述组合物中,Surfynol 61是乙炔醇基表面活性剂(商品名,Air Products(USA)制造),DPGmBE代表二丙二醇一丁醚。
<组合物实施例J5:深黄色油墨J1>
添加剂                 加入量(wt%)
黄色分散元素J1<90>     13.0
Surfynol 465           1.0
Surfynol 61            0.3
DPGmBE                 10.0
二甘醇                 5.0
2-吡咯烷酮             1.0
甘油                   5.0
水                     余量
在上述组合物中,Surfynol 465是乙炔二醇基表面活性剂(商品名,AirProducts(USA)制造),Surfynol 61是乙炔醇基表面活性剂(商品名,Air Products(USA)制造),DPGmBE代表二丙二醇一丁醚。
<组合物实施例J6:深黄色油墨J2>
添加剂                 加入量(wt%)
黄色分散元素J2<80>     8.0
Olfine STG             0.5
TEGmBE                 1.0
1,2-己二醇            3.0
2-吡咯烷酮             2.0
三羟甲基丙烷           8.0
甘油                   15.0
水                     余量
在上述组合物中,Olfine STG是乙炔二醇基表面活性剂(商品名,由Nissin Chemical Industry Co.,Ltd.制造),TEGmBE代表三甘醇一丁醚。
(组合物实施例J7:深黄色油墨J3)
添加剂                 加入量(wt%)
黄色分散元素J3<90>     10.0
DEGnBE                    5.0
DPGmBE                    5.0
乙二醇                    2.0
2-吡咯烷酮                1.0
三羟甲基丙烷              10.0
甘油                      5.0
水                        余量
在上述组合物中,DEGmBE代表二甘醇一丁醚,DPGmBE代表二丙二醇一丁醚。
<组合物实施例J8:浅黄色油墨J1>
在组合物实施例J8中,除了作为固体内容物浓度改变黄色分散元素J3的加入量为2.0%(重量)之外,利用与组合物实施例J7相同的组成,制备浅黄色油墨J1.
<组合物实施例J9:深品红油墨J1>
添加剂                    加入量(wt%)
品红分散元素J1<120>       8.0
1,2-己二醇               5.0
DEGmBE                    5.0
二甘醇                    5.0
甘油                      10.0
脲                        2.0
水                        余量
在上述组合物中,DEGmBE代表二甘醇一丁醚。
<组合物实施例J10:浅品红油墨J1>
在组合物实施例J10中,除了作为固体内容物浓度改变品红分散元素J1的加入量为4.0%(重量)之外,利用与组合物实施例J9相同的组成,制备浅品红油墨J1。
<组合物实施例J11:深品红油墨J2>
添加剂                   加入量(wt%)
品红分散元素J2<90>       10.0
Surfynol 61              1.0
三羟甲基乙烷             8.0
1,3-二甲基-2-咪唑啉酮         2.0
三甘醇                         10.0
28%氨水                       0.5
水                             余量
在上述组合物中,Surfynol 61是乙炔醇基表面活性剂(商品名,Air Products(USA)制造).
<组合物实施例J12:浅品红油墨J2>
在组合物实施例J12中,除了作为固体内容物浓度改变品红分散元素J2的加入量为3.0%(重量)之外,利用与组合物实施例J11相同的组成,制备浅品红油墨J2.
<组合物实施例J13:浅品红油墨J3>
添加剂                         加入量(wt%)
品红分散元素I3<140>            7.5
Olfine E1010                   0.1
Olfine STG                     0.5
TEGmBE                         1.0
1,2-己二醇                    2.5
三甘醇                         2.0
2-吡咯烷酮                     4.0
三羟甲基丙烷                   6.0
甘油                           14.0
水                             余量
在上述组合物中,Olfine E1010和Olfine STG分别是乙炔二醇基表面活性剂(两者均为商品名,由Nissin Chemical Industry Co.,Ltd.制造),TEGmBE代表三甘醇一丁醚.
<组合物实施例J14:浅品红油墨J3>
在组合物实施例J14中,除了作为固体内容物浓度改变品红分散元素J3的加入量为2.0%(重量)之外,利用与组合物实施例J15相同的组成,制备浅品红油墨J3.
<组合物实施例J15:深青色油墨J1)
添加剂                          加入量(wt%)
青色分散元素J1<95>              6.0
DEGmBE                      10.0
二甘醇                      3.0
N-甲基-2-吡咯烷酮           1.0
甘油                        10.0
水                          余量
在上述组合物中,DEGmBE代表二甘醇一丁醚。
<组合物实施例J16:浅青色油墨J1>
在组合物实施例J16中,除了作为固体内容物浓度改变青色分散元素J1的加入量为1.2%(重量)之外,利用与组合物实施例J15相同的组成,制备浅青色油墨J1。
<组合物实施例117:深青色油墨J2>
添加剂                     加入量(wt%)
青色分散元素J2<105>        8.0
Surfynol 465               0.5
Olfine STG                 0.3
TEGmBE                     1.0
1,2-己二醇                3.0
甘油                       17.0
三甘醇                     2.0
2-吡咯烷酮                 2.0
水                         余量
在上述组合物中,Surfynol 465是乙炔二醇基表面活性剂(商品名,Air Products(USA)制造),Olfine STG是乙炔二醇基表面活性剂(商品名,由Nissin Chemical Industry Co.,Ltd.制造),TEGmBE代表三甘醇一丁醚.
<组合物实施例J18:浅青色油墨J2>
在组合物实施例J18中,除了作为固体内容物浓度改变青色分散元素J2的加入量为1.6%(重量)之外,利用与组合物实施例J17相同的组成,制备浅青色油墨J2。
<组合物实施例J19:深青色油墨J3>
添加剂                     加入量(wt%)
青色分散元素J3<110>        10.0
Surfynol 61                0.5
PGmBE                      5.0
果糖                       5.0
1,3-二甲基-2-咪唑啉酮     2.0
四甘醇                     10.0
水                         余量
在上述组合物中,Surfynol 61是乙炔醇基表面活性剂(商品名,Air Products(USA)制造),PGmBE代表丙二醇一丁醚.
<组合物实施例J20:浅青色油墨J3>
在组合物实施例J20中,除了作为固体内容物浓度改变青色分散元素J3的加入量为1.5%(重量)之外,利用与组合物实施例J19相同的组成,制备浅青色油墨J3.
通过混合这些组合物实施例制备的水性有色油墨,得到水性油墨组,并且用于下面所述的打印评估。各水性油墨组中的组合如下所示。
(实施例J-1:水性油墨组J1)
在实施例J-1中,将上述组合物实施例中制备的六种有色油墨,也就是深黑色油墨J1、深黄色油墨J2、深品红油墨J3、深青色油墨J2、浅品红油墨J1和浅青色油墨J1混合,将该组合称作水性油墨组J1。
(实施例J-2:水性油墨组J2)
在实施例J-2中,将上述组合物实施例中制备的六种有色油墨,也就是深黑色油墨J2、深黄色油墨J1、深品红油墨J1、深青色油墨J1、浅品红油墨J2和浅青色油墨J2混合,将该组合称作水性油墨组J2。
(实施例J-3:水性油墨组J3)
在实施例J-3中,将上述组合物实施例中制备的六种有色油墨,也就是深黑色油墨J3、深黄色油墨J3、深品红油墨J2、深青色油墨J3、浅品红油墨J3和浅青色油墨J3混合,将该组合称作水性油墨组J3。
(实施例J-4:水性油墨组J4)
在实施例J-4中,将上述组合物实施例中制备的七种有色油墨,也就是深黑色油墨J1、深黄色油墨J1、深品红油墨J1、深青色油墨J1、浅黄色油墨J1、浅品红油墨J1和浅青色油墨J1混合,将该组合称作水性油墨组J4。
(实施例J-5:水性油墨组J5)
在实施例J-5中,将上述组合物实施例中制备的七种有色油墨,也就是深黑色油墨J2、深黄色油墨J2、深品红油墨J2、深青色油墨J2、浅黑色油墨J1、浅品红油墨J2和浅青色油墨J2混合,将该组合称作水性油墨组J5。
(实施例J-6:水性油墨组J6)
在实施例J-6中,将上述组合物实施例中制备的八种有色油墨,也就是深黑色油墨J3、深黄色油墨J3、深品红油墨J3、深青色油墨J3、浅黑色油墨J1、浅黄色油墨J1、浅品红油墨J3和浅青色油墨J3混合,将该组合称作水性油墨组J6。
(对比实施例J)
(对比实施例J-1:水性油墨组J7的制备)
在对比实施例J-1中,通过用黑色分散元素J1所用的炭黑颜料作为色料并且用聚合物分散剂和表面活性剂作为分散剂制备对比实施例J-1中的深黑色油墨J4.其组成如下所示。
添加剂                    加入量(wt%)
炭黑颜料<105>             7.0
甘油                      10.0
聚合物分散剂              3.0
非离子表面活性剂          1.0
离子交换水                余量
在上述组合物中,炭黑颜料为Raven C(商品名,Columbian CarbonCo.,Ltd.制造),非离子表面活性剂为Noigen EA160(Dai-ichi KogyoSeiyaku Co.,Ltd.制造),聚合物分散剂为Solsperse 27000(AveciaLimited制造).上述组合物在珠磨MINIZETOR(Ajisawa制造)中分散2小时,制备对比实施例J-1的深黑色油墨J4.在该对比实施例中,不加入Proxel XL-2、EDTA2Na盐和苯并三唑。
除将上述组合物中的炭黑颜料改变为C.I.颜料黄14(不溶性二偶氮颜料)之外,利用与上述相同的组成制备对比实施例J-1中使用的深黄色油墨J4。
除将上述组合物中的炭黑颜料改变为C.I.颜料红81(碱性染料色淀颜料)之外,利用与上述相同的组成制备对比实施例J-1中使用的深品红油墨J4。
除将上述组合物中的炭黑颜料改变为C.I.颜料红81(碱性染料色淀颜料)并且将其加入量改变为2.0%(重量)之外,利用与上述相同的组成制备对比实施例J-1中使用的浅品红油墨J4。
除将上述组合物中的炭黑颜料改变为C.I.颜料蓝2(碱性染料色淀颜料)之外,利用与上述相同的组成制备对比实施例J-1中使用的深青色油墨J4.
除将上述组合物中的炭黑颜料改变为C.I.颜料蓝2(碱性染料色淀颜料)并且将其加入量改变为1.5%(重量)之外,利用与上述相同的组成制备对比实施例J-1中使用的浅青色油墨J4。
将由此制备的六色油墨,也就是深黑色油墨J4、深黄色油墨J4、深品红油墨J4、深青色油墨J4、浅品红油墨J4和浅青色油墨J4混合以提供油墨组,并将该混合称作对比实施例J-1的水性油墨组J7.
(对比实施例J-2)
在对比实施例J-2中,制备JP-A-2002-30235中所述的分散元素和水性油墨组。在该对比实施例中,水溶性树脂用作分散元素的分散聚合物。分散元素的组成以及使用其的水性油墨如下所示。
<黑色分散元素J4的制备>
添加剂                 加入量(wt%)
炭黑颜料               20.0
苯乙烯-丙烯酸共聚物    10.0
甘油                   10.0
离子交换水             余量
将上述添加剂混合,用填充有60%(体积)0.3mm氧化锆珠的EigerMotor Mill Model M250(Eiger Japan制造)以5,000rpm的转数分散2小时,制备对比实施例J-2的黑色分散元素J。所得黑色分散元素J的平均粒度为75nm.
在上述组合物中,炭黑颜料为Raven C(商品名,Columbian CarbonCo.,Ltd.制造,C.I.颜料黑7),所用苯乙烯-丙烯酸共聚物具有7,000的重均分子量且酸值为150。
<深黑色油墨J5的制备>
利用按照上述组成和方法制备的黑色分散元素J4,制备对比实施例J-2中使用的深黑色油墨J5。组成如下所示。
添加剂                  加入量(wt%)
黑色分散元素J4          10.0
丙烯酸系乳液            8.0
乙二醇                  20.0
二乙二醇                10.0
麦芽糖醇                5.0
Surfynol 465            0.1
离子交换水              余量
在上述组合物中,丙烯酸系乳液为Iodosol GD86B(商品名,NipponNCS制造,玻璃转化温度:60℃,平均粒度:90nm),Surfynol 465是乙炔二醇基表面活性剂(商品名,Air Products(USA)制造)。除了上述组成,黑色分散元素J4含有1.0%(重量)的甘油。
<浅黑色油墨J2的制备>
利用按照上述组成和方法制备的黑色分散元素J4,制备对比实施例J-2中使用的浅黑色油墨J2.组成如下所示.
添加剂                  加入量(wt%)
黑色分散元素J4          2.0
丙烯酸系乳液            8.0
乙二醇                  25.0
二乙二醇                10.0
麦芽糖醇                10.0
Surfynol 465            0.1
离子交换水              余量
在上述组合物中,丙烯酸系乳液为Iodosol GD86B(商品名,NipponNCS制造,玻璃转化温度:60℃,平均粒度:90nm),Surfynol 465是乙炔二醇基表面活性剂(商品名,Air Products(USA)制造).除了上述组成,黑色分散元素J4含有0.2%(重量)的甘油.
<黄色分散元素J4的制备>
添加剂                      加入量(wt%)
C.I.颜料黄74                20.0
苯乙烯-丙烯酸共聚物         12.0
二乙二醇                    15.0
离子交换水                  余量
将上述添加剂混合,用填充有60%(体积)0.3mm氧化锆珠的EigerMotor Mill Model M250(Eiger Japan制造)以5,000rpm的转数分散2小时,制备对比实施例J-2的黄色分散元素J4。所得黄色分散元素J4的平均粒度为112nm.
在上述组合物中,所用苯乙烯-丙烯酸共聚物具有10,000的重均分子量且酸值为120。
<深黄色油墨J5的制备>
利用按照上述组成和方法制备的黄色分散元素J4,制备对比实施例J-2中使用的深黄色油墨J5。组成如下所示.
添加剂                       加入量(wt%)
黄色分散元素J4               15.0
丙烯酸系乳液                 10.0
乙二醇                       20.0
二乙二醇                     10.0
麦芽糖醇                     5.0
Surfynol 465                 0.1
离子交换水                   余量
在上述组合物中,丙烯酸系乳液为Iodosol AD53(商品名,NipponNCS制造,玻璃转化温度:80℃,平均粒度:80nm),Surfynol 465是乙炔二醇基表面活性剂(商品名,Air Products(USA)制造)。除了上述组成,黄色分散元素J4含有2.25%(重量)的二乙二醇。
<浅黄色油墨J2的制备>
利用按照上述组成和方法制备的黄色分散元素J4,制备对比实施例J-2中使用的浅黄色油墨J2。组成如下所示。
添加剂                       加入量(wt%)
黄色分散元素J4               3.0
丙烯酸系乳液                 10.0
乙二醇                  25.0
二乙二醇                10.0
麦芽糖醇                10.0
Surfynol 465            0.1
离子交换水              余量
在上述组合物中,丙烯酸系乳液为Iodosol AD53(商品名,NipponNCS制造,玻璃转化温度:80℃,平均粒度:80nm),Surfynol 465是乙炔二醇基表面活性剂(商品名,Air Products(USA)制造)。除了上述组成,黄色分散元素J4含有0.45%(重量)的二乙二醇。
<品红分散元素J4的制备>
添加剂                  加入量(wt%)
C.I.颜料红122           25.0
Joncryl 61J             18.0(固体内容物)
二乙二醇                15.0
离子交换水              余量
将上述添加剂混合,用填充有60%(体积)0.3mm氧化锆珠的EigerMotor Mill Model M250(Eiger Japan制造)以5,000rpm的转数分散2小时,制备对比实施例J-2的品红分散元素J。所得品红分散元素J4的平均粒度为100nm。
在上述组合物中,Joncryl 61J为苯乙烯-丙烯酸共聚物(商品名,Johnson Polymer Corporation制造,浓度:30.5wt%,重均分子量:10,000,酸值:195).
<深品红油墨J5的制备>
利用按照上述组成和方法制备的品红分散元素J4,制备对比实施例J-2中使用的深品红油墨J5。组成如下所示.
添加剂                           加入量(wt%)
品红分散元素J4                   15.0
苯乙烯-丙烯酸系乳液              10.0
乙二醇                           20.0
二乙二醇                         10.0
麦芽糖醇                         5.0
Surfynol 465                     0.1
离子交换水               余量
在上述组合物中,苯乙烯-丙烯酸系乳液为Microgel E-1002(商品名,Nippon Paint Co.,Ltd.制造,玻璃转化温度:约60℃,平均粒度:100nm),Surfynol 465是乙炔二醇基表面活性剂(商品名,AirProducts(USA)制造).除了上述组成,品红分散元素J4含有2.25%(重量)的二乙二醇.
<浅品红油墨J5的制备>
利用按照上述组成和方法制备的品红分散元素J4,制备对比实施例J-2中使用的浅品红油墨J5。组成如下所示。
添加剂                         加入量(wt%)
品红分散元素J4                 3.0
苯乙烯-丙烯酸系乳液            8.0
乙二醇                         25.0
二乙二醇                       10.0
麦芽糖醇                       10.0
Surfynol465                    0.1
离子交换水                     余量
在上述组合物中,苯乙烯-丙烯酸系乳液为Microgel E-1002(商品名,Nippon Paint Co.,Ltd.制造,玻璃转化温度:约60℃,平均粒度:100nm),Surfynol 465是乙炔二醇基表面活性剂(商品名,AirProducts(USA)制造).除了上述组成,品红分散元素J4含有0.45%(重量)的二乙二醇。
<青色分散元素J4的制备>
添加剂                          加入量(wt%)
C.I.颜料蓝15:3                  25.0
Joncryl 61J                     15.0(固体内容物)
甘油                            10.0
离子交换水                      余量
将上述添加剂混合,用填充有60%(体积)0.3mm氧化锆珠的EigerMotor Mill Model M250(Eiger Japan制造)以5,000rpm的转数分散2小时,制备对比实施例J-2的青色分散元素J。所得青色分散元素J4的平均粒度为87nm.
在上述组合物中,Joncryl 61J为苯乙烯-丙烯酸共聚物(商品名,Johnson Polymer Corporation制造,浓度:30.5wt%,重均分子量:10,000,酸值:195)。
<深青色油墨J5的制备>
利用按照上述组成和方法制备的青色分散元素J4,制备对比实施例J-2中使用的深青色油墨J5.组成如下所示。
添加剂                     加入量(wt%)
青色分散元素J4             10.0
丙烯酸系乳液               10.0
乙二醇                     20.0
二乙二醇                   10.0
麦芽糖醇                   5.0
Surfynol 465               0.1
离子交换水                 余量
在上述组合物中,丙烯酸系乳液为Iodosol GD86B(商品名,NipponNCS制造,玻璃转化温度:60℃,平均粒度:90nm),Surfynol 465是乙炔二醇基表面活性剂(商品名,Air Products(USA)制造).除了上述组成,青色分散元素J4含有1.0%(重量)的甘油。
<浅青色油墨J5的制备>
利用按照上述组成和方法制备的青色分散元素J4,制备对比实施例J-2中使用的浅青色油墨J5.组成如下所示。
添加剂                     加入量(wt%)
青色分散元素J4             2.0
丙烯酸系乳液               10.0
乙二醇                     20.0
二乙二醇                   10.0
麦芽糖醇                   5.0
Surfynol 465               0.1
离子交换水                 余量
在上述组合物中,丙烯酸系乳液为Iodosol GD86B(商品名,NipponNCS制造,玻璃转化温度:60℃,平均粒度:90nm),Surfynol 465是乙炔二醇基表面活性剂(商品名,Air Products(USA)制造)。除了上述组成,青色分散元素J4含有0.2%(重量)的甘油。
将按照上述物质和组成制备的这8种有色油墨,也就是,深黑色油墨J5、浅黑色油墨J2、深黄色油墨J5、浅黄色油墨J2、深品红油墨J5、浅品红油墨J5、深青色油墨J5和浅青色油墨J5混合,将该混合称作对比实施例J-2的水性油墨组J8。
(水性油墨组的评估)
<(1)在平面纸张和发光媒体上的打印质量的评估>
将实施例和对比实施例中制备的水性油墨组分别置于改进的喷墨打印机PM-950C(商品名,Seiko Epson Corporation制造)中,在平面纸张和发光媒体上打印人的全色图像。随后通过检测模糊性和微粒状态评估该打印图像的打印质量。这次评估中所用的平面纸张是(1)Conqueror,(2)Reymat,(3)Mode Copy,(4)Rapid Copy,(5)Xerox P,(6)Xerox 4024,(7)Xerox 10,(8)Neenah Bond,(9)Ricopy 6200和(10)Hamer mill Copy plus,它们是欧洲、USA和日本市售的平面纸张。发光媒体是(11)Photo-Print Paper 2,(12)MC Photo-Paper((11)和(12)两者为商品名,由Seiko EpsonCorporation制造),(13)Ink Jet Paper Photo Glossy Paper SuperPhoto Grade,(14)Ink Jet Paper Photo Paper High Grade((13)和(14)两者为商品名,由Fuji Photo Film Co.,Ltd.制造),(15)Ink Jet Photographic Quality Paper Photo Weight(商品名,Kodak制造)和(16)Photo-like QP QP20A4GH(商品名,Konica Corporation制造),它们是在欧洲、USA和日本市售的发光媒体。通过目测进行评估。评估标准如下所示。评估结果如表42所述。在表42中,打印媒体的种类中的括号中数字与上述平面纸张或发光媒体名称所标的数字相同。
A.在所有图像部分没有发现模糊,并且在人皮肤上的阴影部分看似平滑。
B.在其中两个或多个颜色重叠的图像部分发现轻微的模糊,并且在人皮肤上的阴影部分具有轻微粒状感(可实行水平)。
C.单色图像部分中观察到轻微模糊,并且在人皮肤上的阴影部分具有粒状感。
D.在单色图像部分中观察到严重的模糊,并且在人皮肤上的阴影部分具有明显的粒状感.
表42
(1)在平面纸张和发光媒体上的打印质量的评估结果
Figure C02825419D02631
从表42中的结果显然看出,用对比实施例J-1的水性油墨组J7和对比实施例J-2的水性油墨组J8打印的图像严重模糊,并在微粒状态上很差,特别是在平面纸张上,而用实施例J-1至J-6的油墨组J1至J6打印的图像几乎不模糊,无论是在平面纸张或发光媒体上都如此。其中,特别是在用水性油墨组J5或J6打印的图像的情况中,在平面纸张或发光媒体上得到灰色部分平滑且没有模糊和微粒状态的清晰图像。
如上证实,本发明可以提供喷墨记录用水性油墨,其无论在平面纸张或发光媒体上都可以得到减小了模糊性的清晰图像,并且确保高质量和高可行性。
<(2)在发光媒体上的光泽的评估>
将上述实施例和对比实施例中制备的水性油墨组分别置于改进的喷墨打印机PM-950C(商品名,Seiko Epson Corporation制造),以720dpi x 720dpi的分辨率通过以10%的步幅将能效由5%变为100%,在发光媒体上打印固体图案。评估打印物的光泽。该评估中使用的发光媒体为<(1)在平面纸张和发光媒体上的打印质量的评估>中所用的发光媒体((11)-(16))。肉眼进行评估。评估标准如下所述。评估结果如表43所示。在表43中,打印介质种类中用括号表示的数字与表42中的那些相同。
A:在所有固体图案中,观察到光泽。
B:在100%能效的打印部分,略微缺乏光泽但在实施时不成问题。
C:在50%或更高能效的打印部分,缺乏光泽。
D:在所有固体图案中,缺乏光泽.
表43
(2)在发光媒体上光泽的评估结果
Figure C02825419D02641
从表43的结果看出,当用对比实施例J-1的水性油墨组J7和对比实施例J-2的水性油墨组J8打印时,缺乏光泽且打印密度低,而当用实施例J-1至J-6的油墨组J1-J6打印时,密度高、图像清晰且光泽优异。
如上证实,本发明可以提供适合喷墨记录的水性油墨,其即使在发光媒体,例如喷墨记录常用的发光纸张上都可以确保优异的光泽、高质量和高可行性。
<(3)打印物的固定性质的评估>
将实施例和对比实施例制备的水性油墨组分别置于改进的喷墨打印机PM-950C(商品名,Seiko Epson Corporation制造)中,在平面纸张和发光媒体上打印字母.评估打印物的固定性质。该评估中使用的平面纸张和发光媒体与<(1)在平面纸张和发光媒体上的打印质量的评估>中所用的平面纸张和发光媒体相同。在评估中,打印之后,打印图像在20-25℃/40-60% RH下干燥1小时,并且用手指擦拭,目测观察字母的转移/淡化状态.评估标准如下所述.评估结果如表44所示.在表44中,打印媒体的种类中所示的括号内数字与表42中的相同.
A:没有转移,也没有淡化。
B:略微转移但在实施时没有问题
C:转移或淡化.
D:严重转移和淡化,难以辨别出字母。
表44
(3)打印物的固定性质的评估
Figure C02825419D02661
从表44的结果看出,当用对比实施例J-1的水性油墨组J7和对比实施例J-2的水性油墨组J8打印时,缺乏固定性质,特别是在发光媒体上,而当用实施例J-1至J-6的水性油墨组J1-J6打印时,在平面纸张和发光媒体上均表现出良好的固定性质。
如上证实,本发明可以提供喷墨记录用水性油墨组,其无论在喷墨记录常用的平面纸张或发光媒体,如发光纸张上,都确保优异的固定性质,高质量和高可行性。
<(4)水性油墨的储存稳定性和喷射稳定性的评估>
将上述组合物实施例和对比实施例制备的水性油墨加入到样品瓶内,紧紧塞住该瓶后,在60℃下放置1周.检测放置水性油墨前后水性油墨所产生的外源物质的量和物理值(粘度,表面张力)。评估标准如下所述.评估结果如表45所示。
A:在60℃放置后产生的外源物质的量和物理值与放置之前的比值在0.99-1.01内。
B:该比例在0.95-0.99或1.01-1.05(可实行水平)
C:该比例在0.90-0.95或1.05-1.10
D:该比例小于0.90或大于1.10。
另外,评估实施例和对比实施例制备的水性油墨组的喷射稳定性。通过将各水性油墨组放置在改进的喷墨打印机PM-950C(商品名,Seiko Epson Corporation制造)中,观察在100页A4大小的Xerox P上连续打印时的打印混乱性,从而评估喷射稳定性.评估标准如下所述。评估结果如表45所示.
A:完全没有产生打印混乱
B:一些水性油墨产生打印混乱,但少于10部分(可实行水平)
C:一些水性油墨在10至小于100部分产生打印混乱
D:一些水性油墨在100或更多部分产生打印混乱.
Figure C02825419D02681
从表45的结果看出,对比实施例J-1和J-2的水性油墨组所用的水性油墨缺乏储存稳定性和喷射稳定性,而实施例J-1至J-6的水性油墨组所用的水性油墨在外源物质和物理值上均具有良好的储存稳定性,且还表现出良好的喷射稳定性。
此外,通过将组合物实施例J1所示的油墨组合物中黑色分散元素J1变为对比实施例J-2的黑色分散元素J4进行同样的试验,结果,表面张力几乎没有变化(上述评估标准中的B),但产生大量的外源物质(上述评估标准的D),从而降低了可滤性并且增高了油墨的粘度(上述评估标准的D),导致无法得到稳定的储存性.
从这些评估结果看出,利用本发明的分散元素制备的水性油墨组是适合喷墨记录的水性油墨组,其在平面纸张或发光媒体上具有良好的打印质量,并且还具有优异的喷射稳定性和储存稳定性。
<(5)水性油墨的稳定性的评估>
在用于黑色分散元素J1的制备的分散聚合物的聚合中,通过改变作为含芳环单体的苯乙烯和α-甲基苯乙烯与作为其他单体的甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸月桂基酯和丙烯酸的比例而改变分散聚合物中芳环的量.利用所得的分散聚合物,制备黑色分散元素J5-J12,然后,除了利用这些黑色分散元素之外,利用与实施例的组合物实施例J1相同的组成和方法,制备水性油墨。在黑色分散元素J5-J12中,作为色料的自身是炭黑颜料的Monac 880(商品名,Cabot Co.制造,C.I.颜料黑7)与分散聚合物的重量比和黑色分散元素J1的相同.黑色分散元素J5-J12的组成如下所示。分散聚合物中芳环的量以与黑色分散元素J1相同的方式测定,在分散元素的名称后给出。
(黑色分散元素J5,分散聚合物中芳环的量:0wt%)
Monac 880(商品名,Cabot Co.30份
制造,C.I.颜料黑7)
苯乙烯                     0份
α-甲基苯乙烯               0份
甲基丙烯酸丁酯             46份
甲基丙烯酸月桂基酯         30.7份
丙烯酸                     6.1份
叔十二烷基硫醇                         0.3份
苯乙烯                                 0份
丙烯酸                                 46份
甲基丙烯酸丁酯                         153.3份
叔十二烷基硫醇                         1份
偶氮二异丁腈                           3份
(黑色分散元素J6,分散聚合物中芳环的量:10wt%)
Monac 880(商品名,Cabot Co.            30份
制造,C.I.颜料黑7)
苯乙烯                                 6份
α-甲基苯乙烯                           2.3份
甲基丙烯酸丁酯                         39.7份
甲基丙烯酸月桂基酯                     26.5份
丙烯酸                                 5.3份
叔十二烷基硫醇                         0.3份
苯乙烯                                 30份
丙烯酸                                 39.7份
甲基丙烯酸丁酯                         132.4份
叔十二烷基硫醇                         1份
偶氮二异丁腈                           3份
(黑色分散元素J7,分散聚合物中芳环的量:20wt%)
Monac 880(商品名,Cabot Co.            30份
制造,C.I.颜料黑7)
苯乙烯                                 12份
α-甲基苯乙烯                           4.6份
甲基丙烯酸丁酯                         33.5份
甲基丙烯酸月桂基酯                     22.3份
丙烯酸                                 4.5份
叔十二烷基硫醇                         0.3份
苯乙烯                                 60份
丙烯酸                                 33.5份
甲基丙烯酸丁酯                         111.7份
叔十二烷基硫醇                         1份
偶氮二异丁腈                           3份
(黑色分散元素J8,分散聚合物中芳环的量:25wt%)
Monac 880(商品名,Cabot Co.            30份
制造,C.I.颜料黑7)
苯乙烯                                 15份
α-甲基苯乙烯                           5.8份
甲基丙烯酸丁酯                         30.4份
甲基丙烯酸月桂基酯                     20.2份
丙烯酸                                 4.1份
叔十二烷基硫醇                         0.3份
苯乙烯                                 75份
丙烯酸                                 30.4份
甲基丙烯酸丁酯                         101.2份
叔十二烷基硫醇                         1份
偶氮二异丁腈                           3份
(黑色分散元素J9,分散聚合物中芳环的量:30wt%)
Monac 880(商品名,Cabot Co.            30份
制造,C.I.颜料黑7)
苯乙烯                                 18份
α-甲基苯乙烯                           6.9份
甲基丙烯酸丁酯                         27.2份
甲基丙烯酸月桂基酯                     18.2份
丙烯酸                                 3.6份
叔十二烷基硫醇                         0.3份
苯乙烯                                 90份
丙烯酸                                 27.2份
甲基丙烯酸丁酯                         90.8份
叔十二烷基硫醇                         1份
偶氮二异丁腈                           3份
(黑色分散元素J10,分散聚合物中芳环的量:60wt%)
Monac 880(商品名,Cabot Co.            30份
制造,C.I.颜料黑7)
苯乙烯                                  36份
α-甲基苯乙烯                            13.8份
甲基丙烯酸丁酯                          8.5份
甲基丙烯酸月桂基酯                      5.7份
丙烯酸                                  1.1份
叔十二烷基硫醇                          0.3份
苯乙烯                                  180份
丙烯酸                                  8.5份
甲基丙烯酸丁酯                          28.4份
叔十二烷基硫醇                          1份
偶氮二异丁腈                            3份
(黑色分散元素J11,分散聚合物中芳环的量:70wt%)
Monac 880(商品名,Cabot Co.             30份
制造,C.I.颜料黑7)
苯乙烯                                  42份
α-甲基苯乙烯                            16.1份
甲基丙烯酸丁酯                          2.3份
甲基丙烯酸月桂基酯                      1.5份
丙烯酸                                  0.3份
叔十二烷基硫醇                          0.3份
苯乙烯                                  210份
丙烯酸                                  2.3份
甲基丙烯酸丁酯                          7.6份
叔十二烷基硫醇                          1份
偶氮二异丁腈                            3份
(黑色分散元素J12,分散聚合物中芳环的量:73wt%)
Monac 880(商品名,Cabot Co.             30份
制造,C.I.颜料黑7)
苯乙烯                                  67份
α-甲基苯乙烯                            0份
甲基丙烯酸丁酯                          0份
甲基丙烯酸月桂基酯            0份
丙烯酸                        0份
叔十二烷基硫醇                0.3份
苯乙烯                        215份
丙烯酸                        0份
甲基丙烯酸丁酯                0份
叔十二烷基硫醇                1份
偶氮二异丁腈                  3份
评估利用按照上述方法和物质的分散元素的水性油墨的储存稳定性。在评估中,将各种油墨分别加入到样品瓶中,在塞紧该瓶后,在60℃或70℃下放置1周.检测放置该水性油墨前后油墨所生成的外源物质和物理值(粘度)。评估标准与上面<(4)水性油墨的储存稳定性和喷射稳定性的评估>中的储存稳定性的评估标准相同。评估结果如表46所示。
表46
(5)水性油墨的稳定性的评估结果
Figure C02825419D02731
从表46的结果看出,当本发明的分散聚合物中的芳环量为20-70wt%时,可以确保储存稳定性。还可以看出,当芳环的量为25-50wt%时,既没有生成外源物质,也没有出现粘度的变化,这是一个优选的实施方式。
如上证实的,本发明可以提供用于喷墨记录的水性油墨组,其确保了优异的储存稳定性,高质量和高可行性.当利用通过混合所述的水性油墨得到的水性油墨组时,在打印图像的打印质量(模糊性、光泽)和固定性质两者的评估中,在喷墨记录常用的平面纸张和发光媒体上都具有优良的打印物特性.
这些揭示了,当利用普通分散剂(例如水溶性聚合物分散剂或表面活性剂)按照常规技术分散色料时,本发明优选的渗透剂(包括选自乙炔二醇基表面活性剂,乙炔醇基表面活性剂,含硅表面活性剂,二(三)甘醇一丁醚,(二)丙二醇一丁醚和1,2-烷二醇的一种或多种的物质)难以使用,由此,无法获得足够高的打印质量。然而,在利用本发明的分散元素,其中颜料用分散聚合物包封使其可分散于水中且聚合物中芳环的量为该分散聚合物的20-70wt%的情况下,含有上述渗透剂的水性油墨可以保证储存稳定性和喷射稳定性,同时保持足够高的打印质量和固定性质,可以提供适合喷墨记录的水性油墨组。此外,本发明的水性油墨中使用了颜料,由此提供了所得打印物比通过使用喷墨打印机的油墨中常用作色料的染料得到的那些打印物具有更优异的防水性和光紧牢性的作用。此外,分散聚合物包封色料的功能可以通过聚合单体或其他反应试剂而任意改变,这提供了可以赋予多种功能(进一步加强的功能,例如打印物的光紧牢性,阻气性,成色性,光泽和固定性质)的作用.在使用常规用于分散水性体系中颜料的分散剂(例如水溶性聚合物分散剂或表面活性剂)的情况中,分散剂对颜料的吸收强度基本上很弱,且部分分散剂被解吸。由于所得被解吸的材料或未被吸收的分散剂,油墨的粘度增高,由此色料的加入量受到限制,结果可能难以获得足够高的色彩形成.特别是当使用本发明优选的渗透剂时出现明显的解吸作用.
本发明应不受到这些实施例的限制,许多改变和改进可以在不脱离本发明的实质和范围下进行。
实施例K
本发明参照实施例进行如下具体描述,然而,本发明的范围不限于这些实施例。通过下列方法测定这些实施例中获得的分散体的物理值(表面张力、平均粒度)。
“表面张力的测定”
将各实施例和对比实施例中所得的颜料分散体在20℃下利用表面张力天平(CBVP-A3,Kyowa Interface Science Co.,Ltd.制造)测定表面张力。
“平均粒度的测定”
将实施例和对比实施例得到的颜料分散体分别用离子交换水稀释至颜料浓度为0.001-0.01%(重量)(因为测量时的最佳浓度略微不同,依赖于水性油墨),利用粒度分布计(DLS-800,Otsuka ElectronicsCo.,Ltd.制造)测定在20℃下分散微粒的平均粒度。<>中表示的粒度是以nm(纳米)单位计的平均粒度。
在这些实施例中,颜料用反应性分散剂包封,随后在催化剂的存在下在水中进行乳化聚合,生成分散元素.随后,通过向所得各分散体加入中和剂和分散促进剂使生成的分散元素在水中分散。
本发明的分散体的制备方法具体描述如下.
●分散元素的制备步骤
(分散元素K1)
对于分散元素K1的制备,使用是炭黑颜料的Monac 880(Cabot Co.制造).
向安装有搅拌器、温度计、回流管和滴液漏斗的反应容器吹入氮气,向其中加入20份苯乙烯、5份α-甲基苯乙烯、15份甲基丙烯酸丁酯、10份甲基丙烯酸月桂基酯、2份丙烯酸和0.3份叔十二烷基硫醇,在70℃下加热。此后,将单独制备的150份苯乙烯、15份丙烯酸、50份甲基丙烯酸丁酯、1份叔十二烷基硫醇、20份甲基乙基酮和3份偶氮二异丁腈加入到滴液漏斗中,在4小时内滴加到该反应容器内,由此聚合一种分散聚合物.随后,将甲基乙基酮加入到反应容器内,制备浓度为40%的分散聚合物溶液.
随后,将40份所得分散聚合物溶液、30份是炭黑的Monac 880(Cabot Co.制造)、100份含0.1mol/L氢氧化钠的水溶液,和30份甲基乙基酮混合,用匀浆器搅拌30分钟.向其中加入300份的离子交换水,所得溶液进一步搅拌1小时.利用旋转蒸发器蒸馏除去全部量的甲基乙基酮和部分水,通过过滤分离残余物,得到分散元素K1。
●分散体的制备(分散步骤)
(分散体K1)
加入15份上面所得分散元素K1、1.5份作为分散促进剂的Surfynol 485(Air Products制造)、0.5份作为中和剂的氢氧化钠和82.5份的离子交换水,利用油漆摇动器(使用玻璃珠,填珠百分率:60%,介质大小:1.7mm)分散直至分散元素的平均粒度(二级粒度)变为95nm,得到分散体K1(表面张力:33mN/m)。
取部分分散体K1,通过加入浓度为0.1mol/L的HCl用酸沉淀,通过Soxhlet萃取法用丙酮只取出该分散聚合物,通过13C-NMR和1H-NMR(AMX400,Bruker(德国)制造)利用DMS0-d6进行测量,结果,芳环的量基于分散聚合物的总重量计为36%。
利用与上面相同的方式获得分散体K2-K4,除了将有机颜料酞菁蓝颜料(C.I.颜料蓝15:4)用于分散体K2,有机颜料二甲基喹吖啶酮颜料(C.I.颜料红122)用于分散体K3,有机颜料喹吖啶酮颜料(C.I.颜料紫19)用于分散体K4。这些分散体的制备中使用的分散促进剂、中和剂及其添加比例如表47所示。
下面描述通过不同于分散体K1的制备的制备方法制备分散体K5.
●分散元素的制备
(分散元素K5)
对于分散元素K5的制备,使用Raven C(Columbian Carbon Co.,Ltd.制造),其是炭黑颜料.
在安装有超声波发生器、搅拌器、滴加装置、水冷却回流冷凝器和温度控制器的反应容器中,向180份的离子交换水中加入25份(此后“份”是指“重量份”)的碳黑颜料和5份是可聚合表面活性剂的AdekaReasoap SE-10N(Asahi Denka Co.,Ltd.制造),对其施加4小时超声波。
此后,再加入5份苯乙烯、1.6份α-甲基苯乙烯、0.5份偶氮二异丁腈和3份Adeka Reasoap SE-10N,在60℃下进行8小时聚合反应。所得溶液进行离心过滤,取出用聚合物包封的颜料,通过经0.4μm滤膜过滤除去粗微粒.
这种用聚合物包封的颜料溶液用匀浆器解聚。此后,在反应容器中,加入27份离子交换水和0.05份十二烷基硫酸钠,随后加入100份离子交换水和0.5份的过硫酸钾作为聚合引发剂。在氮气氛中,所得溶液保持于70℃.向其中滴加含有25份苯乙烯、1份甲基丙烯酸四氢糠酯、15份甲基丙烯酸丁酯、5份甲基丙烯酸三甘醇酯和0.02份叔十二烷基硫醇的混合溶液,进行反应。此后,利用旋转蒸发器蒸馏除去甲基乙基酮和部分水,通过过滤分离残余物,得到分散元素K5。
●分散体的制备(分散步骤)
(分散体K5)
加入15份上面所得分散元素K5、作为分散促进剂的0.5份Acetylenol EH(Kawaken Fine Chemicals制造)和2.5份三乙二醇一丁醚、0.5份作为中和剂的氢氧化钠和81份的离子交换水,利用油漆摇动器(使用玻璃珠,填珠百分率:60%,介质大小:1.7mm)分散直至分散元素的平均粒度(二级粒度)变为100nm,得到分散体K5(表面张力:30mN/m)。在该制备中,使用了两种分散促进剂,也就是Acetylenol EH和TEGmBE。
取部分分散体K5,通过加入浓度为0.1mol/L的HCl用酸沉淀,通过Soxhlet萃取法用丙酮只取出该分散聚合物,通过13C-NMR和1H-NMR(AMX400,Bruker(德国)制造)利用DMS0-d6进行测量,结果,苯环的量基于分散聚合物的总重量计为40%。
分散体K6-K8以与分散体K5相同的方式获得,除了将酞菁绿颜料(C.I.颜料绿7)用于分散体K6,缩合偶氮黄颜料(C.I.颜料黄128)用于分散体K7,苯并咪唑啉酮橙颜料(C.I.颜料橙36)用于分散体K8.这些分散体的制备中使用的分散促进剂、中和剂及其添加比例如表48所示。
表48
分散体的制备中使用的分散促进剂、中和剂及其添加比例
 
分散体的名称 分散体K5 分散体K6 分散体K7 分散体K8
分散元素的名称加入比例所用颜料       分散元素K515份Monac 880  分散元素K615份C.I.颜料绿7 分散元素K715份C.I.颜料黄128        分散元素K815份C.I.颜料橙36        
分散促进剂(1)分散促进剂(2)加入比例(1)加入比例(2)   AcetylenolEHSurfynol4650.5份1.5份    DEGmBE1,6-己二醇5.5份2.5份       Surfynol 612-丙醇2份2份       AcetylenolE0DEGmBE0.5份3份     
中和剂加入比例 氢氧化钠0.5份    三乙醇胺1.5份    三丙醇胺2份      氢氧化钠1份     
分散溶剂加入比例 离子交换水(余量)     离子交换水(余量)     离子交换水(余量)     离子交换水(余量)    
表面张力 30mN/m 33mN/m 29mN/m 30mN/m
平均粒度 95nm 105nm 100nm 95nm
DEGmBE:二乙二醇一丁醚
(喷射油墨的制备实施例)
下文中,具体说明适合用作本发明水性喷墨记录的油墨的组合物实施例。各分散体的加入量用重量计的固体内容物的浓度(颜料和包围颜料的分散聚合物的总量)表示.在<>中,颜料的粒度用nm的单位表示.在实施例中,作为余量的水是这样的离子交换水,其中加入0.05%的Proxel XL-2用于水性油墨的防腐活性和0.01%的EDTA(乙二胺四乙酸)用于减少水性油墨体系中金属离子的作用.
(实施例K-1)
实施例K-1的油墨组合物如下所述。
                          加入量(%)
分散体K1                  40.0
Olfine E1010              0.5
TEGmBE                    5.0
1,5-戊二醇               5.0
甘油                      9.0
三乙醇胺                  1.0
离子交换水                余量
Olfine E1010(乙炔二醇基表面活性剂,Nissin Chemical IndustryCo.,Ltd.制造)
TEGmBE:三甘醇一丁醚
(实施例K-2)
实施例K-2的油墨组合物如下所述。
                         加入量(%)
分散体K2                 30.0
Surfynol TG              0.3
DEGmBE                   10.0
二丙二醇                 5.0
三乙醇胺                 0.9
离子交换水               余量
Surfynol TG(乙炔二醇基表面活性剂,Air Products(USA)制造)
DEGmBE:二甘醇一丁醚.
(实施例K-3)
实施例K-3的油墨组合物如下所述.
                     加入量(%)
分散体K3             50.0
1,2-己二醇          4.0
1,6-己二醇          4.0
Olfine STG           0.3
二甘醇               7.0
硫二甘醇             1.5
三乙醇胺             1.0
氢氧化钾             0.1
离子交换水           余量
Olfine STG(乙炔二醇类,Nissin Chemical Industry Co.,Ltd.制造)。
(实施例K-4)
实施例K-4的油墨组合物如下所述。
                     加入量(%)
分散体K4             60.0
Surfynol 104         0.5
TEGmBE               3.0
1,2-戊二醇          5.0
1,5-戊二醇          2.0
四甘醇               9.0
二甲基-2-咪唑啉酮    2.0
苯甲酸钠             0.1
三乙醇胺             0.7
离子交换水           余量
Surfynol 104(乙炔二醇类,Air Products(USA)制造)。
(实施例K-5)
实施例K-5的油墨组合物如下所述.
                     加入量(%)
分散体K5             50.0
DPGmBE                  2.0
DEGmBE                  7.0
甘油                    14.0
三乙醇胺                0.9
离子交换水              余量
DPGmBE:二丙二醇一丁醚.
(实施例K-6)
实施例K-6的油墨组合物如下所述。
                        加入量(%)
分散体K6                40.0
Acetylenol E0           0.1
TEGmBE                  6.0
1,5-戊二醇             1.0
甘油                    15.0
硫二甘醇                2.0
三乙醇胺                0.9
离子交换水              余量
(实施例K-7)
实施例K-7的油墨组合物如下所述。
                        加入量(%)
分散体K7                60.0
Surfynol 465            0.5
Surfynol 61             0.5
DEGmBE                  8.0
甘油                    15.0
三羟甲基丙烷            1.0
三羟甲基乙烷            1.0
三乙醇胺                0.5
KOH                     0.05
离子交换水              余量
(实施例K-8)
实施例K-8的油墨组合物如下所述。
                    加入量(%)
分散体K8            40.0
Surfynol STG        0.5
PGmBE               2.0
DEGmBE              10.0
四丙二醇            5.0
甘油                7.0
二甘醇              5.0
三乙醇胺            0.9
KOH                 0.1
离子交换水          余量
PGmBE:丙二醇一丁醚。
(对比实施例K-1)
在对比实施例K-1中,类似于实施例K-1,使用是碳黑颜料的Raven C(Columbian Carbon Co.,Ltd.制造),用Solsperse 27000(Avecia Limited制造)作为分散剂进行分散.
将15份Raven C、4份Solsperse 27000(Avecia Limited制造)、4份二乙醇胺、0.5份2-丙醇和76.5份离子交换水在珠磨MINIZETOR(Ajisawa制造)中分散2小时,得到对比实施例K-1的分散体K9。
对比实施例K-1的油墨组合物如下所示.
                     加入量(%)
分散体K9<120>        7.0
甘油                 10.0
分散剂               3.0
非离子表面活性剂     1.0
离子交换水           余量非离子表面活性剂:Noigen EA160(Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd.制造)。
(对比实施例K-2)
在对比实施例K-2中,是酸染料的酸蓝9用作色料.
对比实施例K-2的油墨组合物如下所示。
                 加入量(%)
酸蓝9            6.5
DEGmME           7.0
二甘醇           10.0
2-吡咯烷酮       5.0
离子交换水       余量
DEGmME:二乙二醇一甲醚。
(对比实施例K-3)
在对比实施例K-3中,是直接染料的直接黑154用作色料。
对比实施例K-3的油墨组合物如下所示。
                  加入量(%)
直接黑154         2.5
二甘醇            10.0
非离子表面活性剂  1.0
离子交换水        余量
非离子表面活性剂:Epan 450(Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd.制造)
在表49中,作为打印评估结果,给出打印字母时对模糊的评估结果。在表49中,A代表“非常好”,B代表“良好”,C代表“不好”,D代表“非常不好”.
表49
打印质量的评估结果
Figure C02825419D02851
从表49的结果显然看出,当使用对比实施例的油墨时打印质量不好,而当使用本发明的喷墨记录用油墨时打印质量良好。
另外地,这种打印评估利用Seiko Epson Corporation制造的喷墨打印机PM-900C进行.评估中使用的纸张是Conqueror,Favorit,Modo Copy,Rapid Copy,Epson EPP,Xerox 4024,Xerox 10,NeenhaBond,Ricopy 6200,Yamayuri和Xerox R,它们是欧洲、USA和日本市售的平面纸张.
如上所证实的,本发明可以提供用于喷墨记录的油墨,其减小了在记录图像的材料如纸张上的模糊性,并且保证了高质量和高可行性。
将实施例K-1至K-8的油墨分别加入到样品瓶内,紧紧塞住该瓶后,在60℃下放置1周。检测放置该水性油墨前后油墨产生的外源物质和物理值(粘度,表面张力)。
结果,全部油墨几乎没有产生外源物质和改变物理值,具有良好的储存稳定性。
通过将实施例K-1的组合物中的色料改变为对比实施例K-1的颜料进行同样的试验,结果,表面张力几乎没有改变,但产生外源物质,从而降低了可滤性,并且粘度增高,无法获得喷射稳定性。
此外,利用另一种本发明优选的添加剂(包括选自乙炔二醇类,乙炔醇类,聚硅氧烷类,二(三)甘醇一丁醚类,(二)丙二醇一丁醚类和1,2-烷二醇类的一种或多种的物质)代替实施例K-1的组合物中的TEGmBE和E1010制备的油墨,以及通过将本发明优选的添加剂(包括选自乙炔二醇类,乙炔醇类,聚硅氧烷类,二(三)甘醇一丁醚类,(二)丙二醇一丁醚类和1,2-烷二醇类的一种或多种的物质)加入到对比实施例K-1的油墨中制备的油墨(表50中的实施例K-9至K-18,分别类似地在60℃下放置1周,在放置后检测各油墨产生的外源物质、物理值(粘度,表面张力)和喷射稳定性。结果如表50所示。所产生外源物质的量表示为在60℃放置后外源物质的量/外源物质的起始量的值,粘度表示为在60℃下放置后的粘度/起始粘度的值,表面张力表示在60℃下放置后的表面张力/起始表面张力的值。利用Seiko Epson Corporation制造的喷墨打印机PM-900C评估喷射稳定性,当在A4尺寸Xerox P上连续打印100页后完全没有出现打印混乱时评分为A,当在小于10部分产生打印混乱时评分为B,当在10至小于100部分产生打印混乱时评分为C,当在100或更多部分产生打印混乱时评分为D。
表50
当实施例K-1和对比实施例K-1的组合物中改变添加剂时储存稳定性和喷射稳定性的评估结果
Figure C02825419D02871
从表49和50的结果看出,利用本发明的分散元素制备的喷墨记录油墨具有良好的打印质量,并且保证了优异的喷射稳定性和高储存稳定性.对实施例K-2至K-8也进行了类似地改变添加剂的测试,结果,获得几乎相同的结果.
而且,实施例K-1和K-5中使用的分散聚合物分别在改变芳环的量下聚合,以便测定芳环含量与储存稳定性之间的关系。结果如表51所示。在储存稳定性的评估中,实施例K-1至K-8的油墨分别被加入到样品瓶中,在塞紧该瓶后,在60℃或70℃下放置1周,检测放置该水性油墨前后油墨所生成的外源物质和物理值(粘度)。所产生的外源物质的量表示为在60℃或70℃下放置后外源物质的量/外源物质的起始量的值,粘度表示为在60℃或70℃下放置后的粘度/起始粘度的值。
表51
分散聚合物中苯环的量和储存稳定性
Figure C02825419D02881
如表51所示,本发明的芳环在分散聚合物中的量为20-70%,优选25-50%.
由此,应理解当利用普通分散剂按照常规技术分散色料时,本发明优选的添加剂(包括选自乙炔二醇类,乙炔醇类,聚硅氧烷类,二(三)甘醇一丁醚类,(二)丙二醇一丁醚类和1,2-烷二醇类的一种或多种的物质)难以使用,由此,无法获得足够高的打印质量。然而,按照本发明,通过用聚合物包封颜料使其可分散于水中而构成微囊,并且聚合物中苯环的量基于该聚合物计被控制在20-70wt%,由此得到了保证储存稳定性和喷射稳定性,同时保持足够高的色彩形成性质杜喷墨记录油墨.此外,使用颜料,由此提供了所得打印物比通过普通染料(例如对比实施例K-2和K-3)得到的那些打印物具有更优异的防水性的作用.此外,聚合物包封色料的功能可以通过聚合单体或其他反应试剂而任意改变,这提供了赋予多种功能(例如,光紧牢性,阻气性,成色性,光泽,固定性质)的作用。在使用常规技术中的普通分散剂的情况中,分散剂吸收颜料的吸收强度基本上很弱,且部分分散剂被解吸。由于所得被解吸的材料或未被吸收的分散剂,粘度增高,由此色料的加入量受到限制,结果可能难以获得足够高的色彩形成。
实施例L
本发明参考实施例进行描述.然而,本发明的范围不受这些实施例的限制.
(芳环的量、颜料/聚合物比例、平均粒度、分散元素中多价阳离子的量和表面张力的测定方法)
通过下列方法测定这些实施例中获得的测量值(芳环的量、颜料/聚合物比例、平均粒度、分散元素中多价阳离子的量和表面张力)。
“芳环的量的测定”
取部分各实施例和对比实施例所得的分散聚合物溶液,随后通过蒸馏除去溶剂组分来只提取聚合物组分,溶解在DMSO-d6中,通过使用13C-NMR和1H-NMR(AMX400,Bruker(德国)制造)测量聚合物中芳环的量。
“颜料/聚合物比例的测定”
各取部分实施例和对比实施例中获得的分散体,在通过加入浓度为0.1mol/L的HCl用酸只沉淀出分散元素之后,测量干重。随后,通过Soxhlet萃取法用丙酮只取出分散聚合物,测定干重。由得到的值,计算出颜料/聚合物的重量比。
“平均粒度的测定”
将实施例和对比实施例得到的水性油墨分别用离子交换水稀释至分散元素浓度为0.001-0.01%(重量)(因为测量时的最佳浓度略微不同,依赖于水性油墨),利用粒度分布计(DLS-800,OtsukaElectronics Co.,Ltd.制造)测定在20℃下分散微粒的平均粒度。
“分散元素中多价阳离子的量的测定”
取必要量的实施例和对比实施例中得到的水性油墨,通过离心分离处理分离成油墨的溶剂成分和分散元素,其为固体内容物。离心条件为2500G和60分钟。
所得分散元素取样到石英杯中,加入捕集剂灰化,用硫酸氢钾溶化,溶解在稀硝酸中,通过ICP发射分析(ICPS-8000,ShimadzuCorporation制造)测定分散元素中的多价阳离子的量。
“表面张力的测定”
各实施例和对比实施例中所得水性油墨在20℃下利用表面张力天平(CBVP-A3,Kyowa Interface Science Co.,Ltd.制造)测定表面张力。
<实施例L-1>
(1)分散体的制备
分散体L1:
对于实施例L-1中所用的分散体L1的制备,使用颜料黑FW18(Degussa制造),其是无机颜料和炭黑颜料.
向安装有搅拌器、温度计、回流管和滴液漏斗的反应容器吹入氮气,向其中加入15份甲基乙基酮、22份苯乙烯、5份α-甲基苯乙烯、16份甲基丙烯酸丁酯、10份甲基丙烯酸月桂基酯、2份丙烯酸和0.3份叔十二烷基硫醇,在70℃下加热.此后,将单独制备的100份苯乙烯、16份丙烯酸、50份甲基丙烯酸丁酯、1份叔十二烷基硫醇、20份甲基乙基酮和3份偶氮二异丁腈加入到滴液漏斗中,在4小时内滴加到该反应容器内,由此聚合一种分散聚合物.随后,将甲基乙基酮加入到反应容器内,制备浓度为40%的分散聚合物溶液.
取部分的这种分散聚合物溶液,在蒸馏除去溶剂组分之后,通过上述“芳环的量的测定”中所述的方法测定芳环相对于总重量的比例,结果,芳环的量相对于分散聚合物的总重量为57%。
将40份上面所得分散聚合物溶液、30份是炭黑颜料的颜料黑FW18(Degussa制造)、100份含0.1mol/L氢氧化钠的水溶液,和35份甲基乙基酮混合,用匀浆器分散30分钟或更长时间.向其中加入350份的离子交换水,所得溶液进一步分散1小时。利用旋转蒸发器蒸馏除去全部量的甲基乙基酮和部分水,随后残余物通过具有100,000的分级分子量的超滤系统Millitan(Millipore制造)进行超滤,同时适当加入水。向其中适当加入离子交换水和作为中和剂的氢氧化钠水溶液,同时搅拌调节至pH为7.5,随后所得溶液经平均孔径为5μm的滤膜过滤得到分散体L1,其含有20%的分散元素L1(其中炭黑颜料被芳环量为57%的聚合物包封的分散元素).
在表52中,给出了分散体L1中所用的颜料、分散聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比.颜料/聚合物比是通过上述“颜料/聚合物比的测定”中所述方法测定。
(2)油墨的制备
在实施例L-1中,使用实施例L-1(1)中获得的分散体L1,作为乙炔二醇基表面活性剂的Olfine E1010(Nissin ChemicalIndustry Co.,Lted.制造),作为烷二醇一烷基醚的二甘醇一丁醚和作为1,2-烷二醇的1,2-戊二醇.具体组成如下所述.
另外地,在油墨的制备中,加入分散体L1来获得8.0%的分散元素L1含量.<>中的值表示通过上面“平均粒度的测定”中所述方法测定的分散元素L1的平均粒度(单位:nm).
另外,在实施例L-1的油墨组合物中作为“余量”加入的离子交换水是这样的离子交换水,其中加入Proxel XL-2用于油墨的防腐活性,苯并三唑用于防止喷墨头元件的侵蚀和EDTA 2Na盐用于减少油墨体系中金属离子的作用,基于油墨的总重量计,分别达到0.01%、0.01%和0.02%的浓度。
分散元素L1<120>           8.0%
Olfine E1010              0.5%
二甘醇一丁醚              3.0%
1,2-戊二醇               2.5%
二甘醇                    3.0%
甘油                      11.5%
三羟甲基丙烷              6.0%
三丙醇胺                  0.3%
离子交换水                余量
(3)分散元素中多价阳离子的量的测定
实施例L-1(2)中制备的油墨通过上述“分散元素中多价阳离子的量的测定”所述方法测定,结果,分散元素中多价阳离子的总量为387ppm。测量结果的详情见表54。
(4)打印评估
在打印评估中,利用喷墨打印机PM-950C(Seiko EpsonCorporation制造)来评估实施例L-1(2)中制备的油墨的打印质量,该打印机通过使用压电元件的喷墨头进行油墨喷射.
对于评估的纸张,使用(a)Conqueror,(b)Reymat,(c)ModeCopy,(d)Rapid Copy,(e)Xerox P,(f)Xerox 4024,(g)Xerox 10,(h)Neenha Bond,(i)Ricopy 6200和(j)Hammer mill Copy plus,它们是欧洲、USA和日本市售杜平面纸张。
按照下列标准目测进行评估。
A:在所有点的字母中没有观察到模糊。
B:在5点或更少的字母处发现轻微模糊(可实行水平)
C:发现5点或更少处的字母由于模糊而变粗
D:模糊严重,5点或更少的字母无法辨认.
打印评估结果如表53所示。
(5)喷射稳定性的评估
利用和实施例L-1(4)同样的打印机和油墨,在A4大小的XeroxP上进行200页的连续打印,通过观察打印混乱性评估喷射稳定性。
按照下列标准目测进行评估.
A:完全没有产生打印混乱
B:产生打印混乱但少于10部分(可实行水平)
C:在10至小于100部分产生打印混乱
D:在100或更多部分产生打印混乱.
喷射稳定性的评估结果如表54所示。
(6)储存稳定性的评估
将上述实施例L-1(2)制备的油墨加入到瓶内,紧紧塞住该瓶后,在60℃下放置1周或在-20℃下放置1周.评估放置前后油墨所产生的外源物质和物理值的变化(粘度,表面张力)。
按照下列标准进行评估。
A:在60℃或-20℃下放置后产生的外源物质的量和物理值与放置之前的比值在0.99-1.01内.
B:该比例在0.95-0.99或1.01-1.05(可实行水平)
C:该比例在0.90-0.95或1.05-1.10
D:该比例小于0.90或大于1.10。
储存稳定性的评估结果如表54所示。
<实施例L-2>
(1)分散体的制备
分散体L2:
对于实施例L-2中所用的分散体L2的制备,使用是有机颜料的不溶性一偶氮黄颜料(C.I.颜料黄74)。
向安装有搅拌器、温度计、回流管和滴液漏斗的反应容器吹入氮气,向其中加入12份苯乙烯、9份甲基丙烯酸月桂基酯、15份甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(NK Ester M90G,Shin-Nakamura ChemicalCo.,Ltd.制造)、5份甲基丙烯酸异丁酯大分子单体(AW-6S,ToagoseiChemical Industry Co.,Ltd.制造)、3份甲基丙烯酸、5份甲基乙基酮和0.3份巯基乙醇,在70℃下加热.此后,将单独制备的25份苯乙烯、30份甲基丙烯酸月桂基酯、15甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(NK Bster M90G,Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制造)、15份甲基丙烯酸异丁酯大分子单体(AW-6S,Toagosei ChemicalIndustry Co.,Ltd.制造)、10份甲基丙烯酸、20份甲基乙基酮和1.0份巯基乙醇加入到滴液漏斗中,在4小时内滴加到该反应容器内,由此聚合一种分散聚合物.随后,将甲基乙基酮适当加入到反应容器内,制备浓度为40%的分散聚合物溶液。
取部分的这种分散聚合物溶液,在蒸馏除去溶剂组分之后,通过上述“芳环的量的测定”中所述的方法测定芳环相对于总重量的比值,结果,芳环的量相对于分散聚合物的总量为40%.
将40份上面所得分散聚合物溶液、30份是有机颜料的不溶性一偶氮黄颜料(C.I.颜料黄74)、100份含0.1mol/L氢氧化钠的水溶液,和40份甲基乙基酮混合,用匀浆器分散30分钟或更长时间。向其中加入380份的离子交换水,所得溶液进一步分散1小时.利用旋转蒸发器蒸馏除去全部量的甲基乙基酮和部分水,随后残余物通过具有100,000的分级分子量的超滤系统Millitan(Millipore制造)进行超滤,同时适当加入水.向其中适当加入离子交换水和作为中和剂的氢氧化钠水溶液,同时搅拌调节至pH为7.5,随后所得溶液经平均孔径为5μm的滤膜过滤得到分散体L2,其含有20%的分散元素L2(其中不溶性一偶氮黄颜料被芳环量为40%的聚合物包封的分散元素)。
在表52中,给出了分散体L2中所用的颜料、分散聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比。聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比,与实施例L-1(1)相似,通过上述“芳环的量的测定”和“颜料/聚合物比的测定”中所述方法测定。
(2)油墨的制备
在实施例L-2中,使用实施例L-2(1)中获得的分散体L2,作为乙炔二醇基表面活性剂的Surfynol 440(Air Products制造)和Olfine STG(Nissin Chemical Industry Co.,Lted.制造),作为烷二醇一烷基醚的三甘醇一丁醚,和作为1,2-烷二醇的1,2-戊二醇.具体组成如下所述。
另外地,在油墨的制备中,加入分散体L2来获得7.0%的分散元素L2含量.<>中的值表示通过上面“平均粒度的测定”中所述方法测定的分散元素L2的平均粒度(单位:nm)。
另外,在实施例L-2的油墨组合物中作为“余量”加入的离子交换水与实施例L-1(2)相似,基于油墨的总重量计,该离子交换水中加入0.01%的Proxel XL-2,0.01%的苯并三唑和0.02%的EDTA2Na盐。
分散元素L2<120>          7.0%
Surfynol 440             0.2%
Olfine STG               0.2%
三甘醇一丁醚             3.0%
1,2-戊二醇              2.0%
2-吡咯烷酮               3.0%
甘油                     13.5%
三羟甲基乙烷             5.0%
三乙醇胺                 0.1%
离子交换水               余量
(3)分散元素中多价阳离子的量的测定
实施例L-2(2)中制备的油墨通过上述“分散元素中多价阳离子的量的测定”所述的方法测定,结果,分散元素中多价阳离子的总量为272ppm。测量结果的详情见表54.
(4)打印评估
实施例L-2(2)中制备的油墨按照与实施例L-1(4)相同的评估标准进行打印评估,其中使用与实施例L-1(4)同样的喷墨打印机PM-950C(Seiko Epson Corporation制造)并且利用与实施例L-1(4)相同的评估纸张.打印评估结果如表53所示.
(5)喷射稳定性的评估
利用和实施例L-1(5)中同样的评估方法、使用与实施例L-2(4)相同的打印机和油墨、按照与实施例L-1(5)相同的评估标准进行喷射稳定性评估。喷射稳定性的评估结果如表54所示。(6)储存稳定性的评估
上述实施例L-2(2)制备的油墨按照与实施例L-1(6)相同的评估方法、按照与实施例L-1(6)同样的评估标准对储存稳定性进行评估。储存稳定性的评估结果如表54所示.
<实施例L-3>
(1)分散体的制备
分散体L3:
对于实施例L-3中所用的分散体L3的制备,使用是有机颜料的喹吖啶酮红颜料(C.I.颜料红122)。
向安装有搅拌器、温度计、回流管和滴液漏斗的反应容器吹入氮气,向其中加入10份苯乙烯、5份苯乙烯大分子单体(AS-6,ToagoseiChemical Industry Co.,Ltd.制造)、3.5份甲基丙烯酸正十二烷基酯、10份甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯、25份甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(NK Ester M40G,Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制造)、5份甲基乙基酮和0.3份巯基乙醇,并且在70℃下加热。此后,将单独制备的15份苯乙烯、10份苯乙烯大分子单体(AS-6,Toagosei Chemical Industry Co.,Ltd.制造)、5份甲基丙烯酸正十二烷基酯、20份甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯、30份甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(NK Ester M40G,Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制造)、50份甲基乙基酮和1.5份偶氮二异丁腈加入到滴液漏斗中,在4小时内滴加到该反应容器内,由此聚合一种分散聚合物.随后,将甲基乙基酮适当加入到反应容器内,制备浓度为40%的分散聚合物溶液。
取部分的这种分散聚合物溶液,在蒸馏除去溶剂组分之后,通过上文“芳环的量的测定”中所述的方法测定芳环相对于总重量的比值,结果,芳环的量相对于分散聚合物的总量为28%.
将40份上面所得分散聚合物溶液、25份是有机颜料的喹吖啶酮红颜料(C.I.颜料红122)、100份含0.1mol/L氢氧化钠的水溶液,和40份甲基乙基酮混合,用匀浆器分散30分钟或更长时间。向其中加入380份的离子交换水,所得溶液进一步分散1小时.利用旋转蒸发器蒸馏除去全部量的甲基乙基酮和部分水,随后残余物通过具有100,000的分级分子量的超滤系统Millitan(Millipore制造)进行超滤,同时适当加入水。向其中适当加入离子交换水和作为中和剂的氢氧化钠水溶液,同时搅拌调节至pH为7.5,随后所得溶液经平均孔径为5μm的滤膜过滤得到分散体L3,其含有20%的分散元素L3(其中喹吖啶酮红颜料被芳环量为28%的聚合物包封的分散元素).
在表52中,给出了分散体L3中所用的颜料、分散聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比。聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比,与实施例L-1(1)相似,通过上述“芳环的量的测定”和“颜料/聚合物比的测定”中所述方法测定。
(2)油墨的制备
在实施例L-3中,使用实施例L-3(1)中获得的分散体L3,作为乙炔二醇基表面活性剂的Olfine E1010(Nissin ChemicalIndustry Co.,Lted.制造)和Surfynol 104PG50(Air Products制造),作为烷二醇一烷基醚的三甘醇一丁醚,和作为1,2-烷二醇的1,2-己二醇.具体组成如下所述.
另外地,在油墨的制备中,加入分散体L3来达到7.5%的分散元素L3含量.<>中的值表示通过上面“平均粒度的测定”中所述方法测定的分散元素L3的平均粒度(单位:nm)。
另外,在实施例L-3的油墨组合物中作为“余量”加入的离子交换水是这样的离子交换水,与实施例L-1(2)相似,基于该油墨的总重量计,其中加入0.01%的Proxel XL-2,0.01%的苯并三唑和0.02%的EDTA 2Na盐。
分散元素L3<140>          7.5%
Olfine E1010             0.1%
Surfynol 104PG50         0.4%
三甘醇一丁醚             1.0%
1,2-己二醇              2.5%
三甘醇                   2.0%
2-吡咯烷酮               4.0%
甘油                     13.8%
三羟甲基丙烷             6.0%
离子交换水               余量
(3)分散元素中多价阳离子的量的测定
实施例L-3(2)中制备的油墨通过上述“分散元素中多价阳离子的量的测定”所述方法测定,结果,分散元素中多价阳离子的总量为527ppm。测量结果的详情见表54。
(4)打印评估
实施例L-3(2)制备的油墨按照与实施例L-1(4)相同的评估标准进行打印评估,其中使用与实施例L-1(4)同样的喷墨打印机PM-950C(Seiko Epson Corporation制造)并且利用与实施例L-1(4)相同的评估纸张.打印评估结果如表53所示。
(5)喷射稳定性的评估
利用和实施例L-1(5)中同样的评估方法、使用与实施例L-3(4)相同的打印机和油墨、按照与实施例L-1(5)相同的评估标准进行喷射稳定性评估.喷射稳定性的评估结果如表54所示。
(6)储存稳定性的评估
上述实施例L-3(2)制备的油墨按照与实施例L-1(6)相同的评估方法、按照与实施例L-1(6)同样的评估标准对储存稳定性进行评估。储存稳定性的评估结果如表54所示。
<实施例L-4>
(1)分散体的制备
分散体L4:
对于实施例L-4中所用的分散体L4的制备,使用是有机颜料的酞菁蓝颜料(C.I.颜料蓝15:4)。
向安装有搅拌器、温度计、回流管和滴液漏斗的反应容器吹入氮气,向其中加入20份苯乙烯、10份甲基丙烯酸月桂基酯、15份甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(NK Ester M90G,Shin-Nakamura ChemicalCo.,Ltd.制造)、5份甲基丙烯酸异丁酯大分子单体(AW-6S,ToagoseiChemical Industry Co.,Ltd.制造)、10份苯乙烯大分子单体(AS-6,Toagosei Chemical Industry Co.,Ltd.制造)、5份甲基丙烯酸、5份甲基乙基酮和0.3份正十二烷基硫醇,在70℃下加热.此后,将单独制备的25份苯乙烯、30份甲基丙烯酸月桂基酯、20份甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(NK Ester M90G,Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制造)、15份甲基丙烯酸异丁酯大分子单体(AW-6S,ToagoseiChemical Industry Co.,Ltd.制造)、15份苯乙烯大分子单体(AS-6,Toagosei Chemical Industry Co.,Ltd.制造)、5份甲基丙烯酸、20份甲基乙基酮和1.5份正十二烷基硫醇加入到滴液漏斗中,在4小时内滴加到该反应容器内,由此聚合一种分散聚合物.随后,将甲基乙基酮加入到反应容器内,制备浓度为40%的分散聚合物溶液。
取部分的这种分散聚合物溶液,在蒸馏除去溶剂组分之后,通过上述“芳环的量的测定”中所述的方法测定芳环相对于总重量的比值,结果,芳环的量相对于分散聚合物的总量为45%。
将40份上面所得分散聚合物溶液、40份是有机颜料的酞菁蓝颜料(C.I.颜料蓝15:4)、100份含0.1mol/L氢氧化钠的水溶液,和40份甲基乙基酮混合,用匀浆器分散30分钟或更长时间.向其中加入350份的离子交换水,所得溶液进一步分散1小时。利用旋转蒸发器蒸馏除去全部量的甲基乙基酮和部分水,随后残余物通过具有100,000的分级分子量的超滤系统Millitan(Millipore制造)进行超滤,同时适当加入水。向其中适当加入离子交换水和作为中和剂的氢氧化钠水溶液,同时搅拌调节至pH为7.5,随后所得溶液经平均孔径为5μm的滤膜过滤得到分散体L4,其含有20%的分散元素L4(其中酞菁蓝颜料被芳环量为45%的聚合物包封的分散元素)。
在表52中,给出了分散体L4中所用的颜料、分散聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比.聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比,与实施例L-1(1)相似,通过上述“芳环的量的测定”和“颜料/聚合物比的测定”中所述方法测定.
(2)油墨的制备
在实施例L-4中,使用实施例L-4(1)中获得的分散体L4,作为乙炔二醇基表面活性剂的Acetylenol E100(Kawaken FineChemicals制造),作为烷二醇一烷基醚的丙二醇一丁醚,和作为1,2-烷二醇的1,2-己二醇。具体组成如下所述。
另外地,在油墨的制备中,加入分散体L4来获得8.0%的分散元素L4含量.<>中的值表示通过上面“平均粒度的测定”中所述方法测定的分散元素L4的平均粒度(单位:nm)。
另外,在实施例L-4的油墨组合物中作为“余量”加入的离子交换水与实施例L-1(2)相似,基于油墨的总重量计,该离子交换水中加入0.01%的Proxel XL-2,0.01%的苯并三唑和0.02%的EDTA2Na盐。
分散元素L4<100>            8.0%
Acetylenol E100            0.5%
丙二醇一丁醚               3.0%
1,2-己二醇                1.0%
三甘醇                     3.0%
甘油                       13.8%
三羟甲基丙烷               5.2%
三丙醇胺                   0.2%
离子交换水                 余量
(3)分散元素中多价阳离子的量的测定
实施例L-4(2)中制备的油墨通过上述“分散元素中多价阳离子的量的测定”所述方法测定,结果,分散元素中多价阳离子的总量为172ppm。在本实施例中,检测到9,300ppm的铜离子,但该铜离子构成颜料分子骨架,且不溶出到油墨中,因此这种离子不包括在本发明所述的分散元素中的多价阳离子下,并且不包括在上述多价阳离子的总量中.测量结果的详情见表54.
(4)打印评估
实施例L-4(2)中制备的油墨按照与实施例L-1(4)相同的评估标准进行打印评估,其中使用与实施例L-1(4)同样的喷墨打印机PM-950C(Seiko Bpson Corporation制造)并且利用与实施例L-1(4)相同的评估纸张。打印评估结果如表53所示。
(5)喷射稳定性的评估
利用和实施例L-1(5)中同样的评估方法、使用与实施例L-4(4)相同的打印机和油墨、按照与实施例L-1(5)相同的评估标准进行喷射稳定性评估。喷射稳定性的评估结果如表54所示。
(6)储存稳定性的评估
上述实施例L-4(2)制备的油墨按照与实施例L-1(6)相同的评估方法、按照与实施例L-1(6)同样的评估标准对储存稳定性进行评估。储存稳定性的评估结果如表54所示.
<实施例L-5>
(1)分散体的制备
分散体L5:
对于实施例L-5中所用的分散体L5的制备,使用perynone橙颜料(C.I.颜料橙43)。除此之外,以与实施例L-1(1)相同的方式得到分散体L5,其含有20%的分散元素L5(其中perynone橙颜料被芳环量为56%的聚合物包封的分散元素).
在表52中,给出了分散体L5中所用的颜料、分散聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比。聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比,与实施例L-1(1)相似,通过上述“芳环的量的测定”和“颜料/聚合物比的测定”中所述方法测定.
(2)油墨的制备
在实施例L-5中,使用实施例L-5(1)中获得的分散体L5,作为乙炔二醇基表面活性剂的Surfynol 485和Surfynol TG(均由AirProducts制造),作为烷二醇一烷基醚的二丙二醇一丁醚,和作为1,2-烷二醇的1,2-戊二醇。具体组成如下所述。
另外地,在油墨的制备中,加入分散体L5来获得10.0%的分散元素L5含量。<>中的值表示通过上面“平均粒度的测定”中所述方法测定的分散元素L5的平均粒度(单位:nm)。
另外,在实施例L-5的油墨组合物中作为“余量”加入的离子交换水是这样的离子交换水,与实施例L-1(2)相似,基于该油墨的总重量计,其中加入0.01%的Proxel XL-2,0.01%的苯并三唑和0.02%的EDTA 2Na盐.
分散元素L5<150>          10.0%
Surfynol485              0.5%
Surfynol TG              0.2%
二丙二醇一丁醚           2.0%
1,2-戊二醇              2.0%
N-甲基-2-吡咯烷酮        5.0%
甘油                     11.2%
海藻糖                   5.8%
离子交换水               余量
(3)分散元素中多价阳离子的量的测定
实施例L-5(2)中制备的油墨通过上述“分散元素中多价阳离子的量的测定”所述方法测定,结果,分散元素中多价阳离子的总量为610ppm.测量结果的详情见表54。
(4)打印评估
实施例L-5(2)制备的油墨按照与实施例L-1(4)相同的评估标准进行打印评估,其中使用与实施例L-1(4)同样的喷墨打印机PM-950C(Seiko Epson Corporation制造)并且利用与实施例L-1(4)相同的评估纸张。打印评估结果如表53所示。
(5)喷射稳定性的评估
利用和实施例L-1(5)中同样的评估方法、使用与实施例L-5(4)相同的打印机和油墨、按照与实施例L-1(5)相同的评估标准进行喷射稳定性评估。喷射稳定性的评估结果如表54所示.
(6)储存稳定性的评估
上述实施例L-5(2)制备的油墨按照与实施例L-1(6)相同的评估方法、按照与实施例L-1(6)同样的评估标准对储存稳定性进行评估。储存稳定性的评估结果如表54所示。
<实施例L-6>
(1)分散体的制备
分散体L6:
对于实施例L-6中所用的分散体L6的制备,使用苯并咪唑啉酮褐颜料(C.I.颜料褐32)。除此之外,以与实施例L-1(1)相同的方式得到分散体L6,其含有20%的分散元素L6(其中苯并咪唑啉酮褐颜料被芳环量为69%的聚合物包封的分散元素).
在表52中,给出了分散体L6中所用的颜料、分散聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比。聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比,与实施例L-1(1)相似,通过上述“芳环的量的测定”和“颜料/聚合物比的测定”中所述方法测定。
(2)油墨的制备
在实施例L-6中,使用实施例L-6(1)中获得的分散体L6,作为乙炔二醇基表面活性剂的Surfynol 420,作为烷二醇一烷基醚的二甘醇一丁醚。具体组成如下所述.
另外地,在油墨的制备中,加入分散体L6来达到5.0%的分散元素L6含量。<>中的值表示通过上面“平均粒度的测定”中所述方法测定的分散元素L6的平均粒度(单位:nm).
另外,在实施例L-6的油墨组合物中作为“余量”加入的离子交换水是这样的离子交换水,与实施例L-1(2)相似,基于该油墨的总重量计,其中加入0.01%的Proxel XL-2,0.01%的苯并三唑和0.02%的EDTA 2Na盐。
分散元素L6<140>           5.0%
Surfynol 420               0.1%
二甘醇一丁醚              3.0%
1,6-己二醇               2.0%
四甘醇                    5.5%
甘油                      13.5%
三乙醇胺                  0.5%
离子交换水                余量
(3)分散元素中多价阳离子的量的测定
实施例L-6(2)中制备的油墨通过上述“分散元素中多价阳离子的量的测定”所述方法测定,结果,分散元素中多价阳离子的总量为797ppm。测量结果的详情见表54。
(4)打印评估
实施例L-6(2)制备的油墨按照与实施例L-1(4)相同的评估标准进行打印评估,其中使用与实施例L-1(4)同样的喷墨打印机PM-950C(Seiko Epson Corporation制造)并且利用与实施例L-1(4)相同的评估纸张.打印评估结果如表53所示.
(5)喷射稳定性的评估
利用和实施例L-1(5)同样的评估方法、使用与实施例L-6(4)相同的打印机和油墨、按照与实施例L-1(5)相同的评估标准进行喷射稳定性评估。喷射稳定性的评估结果如表54所示。
(6)储存稳定性的评估
上述实施例L-6(2)制备的油墨按照与实施例L-1(6)相同的评估方法、按照与实施例L-1(6)同样的评估标准对储存稳定性进行评估。储存稳定性的评估结果如表54所示。
<实施例L-7>
(1)分散体的制备
分散体L7:
对于实施例L-7中所用的分散体L7的制备,使用是有机颜料的喹吖啶酮紫颜料(C.I.颜料紫19).除此之外,以与实施例L-1(1)相同的方式得到分散体L7,其含有20%的分散元素L7(其中喹吖啶酮紫颜料被芳环量为21%的聚合物包封的分散元素).
在表52中,给出了分散体L7中所用的颜料、分散聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比。聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比,与实施例L-1(1)相似,通过上述“芳环的量的测定”和“颜料/聚合物比的测定”中所述方法测定。
(2)油墨的制备
在实施例L-7中,使用实施例L-7(1)中获得的分散体L7,作为乙炔醇基表面活性剂的Surfynol 61,以及Surfynol TG(两者均由Air Products制造),作为烷二醇一烷基醚的三甘醇一丁醚,和作为1,2-烷二醇的1,2-戊二醇.具体组成如下所述。
另外地,在油墨的制备中,加入分散体L7来获得6.0%的分散元素L7含量。<>中的值表示通过上面“平均粒度的测定”中所述方法测定的分散元素L7的平均粒度(单位:nm)。
另外,在实施例L-7的油墨组合物中作为“余量”加入的离子交换水是这样的离子交换水,与实施例L-1(2)相似,基于该油墨的总重量计,其中加入0.01%的Proxel XL-2,0.01%的苯并三唑和0.02%的EDTA 2Na盐。
分散元素L7<120>             6.0%
Surfynol 61                 0.3%
Surfynol TG                 0.1%
三甘醇一丁醚                1.5%
1,2-戊二醇                 2.0%
二甘醇                      2.0%
硫二甘醇                    4.0%
甘油                        12.6%
三羟甲基乙烷                7.0%
离子交换水                  余量
(3)分散元素中多价阳离子的量的测定
实施例L-7(2)中制备的油墨通过上述“分散元素中多价阳离子的量的测定”所述方法测定,结果,分散元素中多价阳离子的总量为742ppm.测量结果的详情见表54.
(4)打印评估
实施例L-7(2)制备的油墨按照与实施例L-1(4)相同的评估标准进行打印评估,其中使用与实施例L-1(4)同样的喷墨打印机PM-950C(Seiko Epson Corporation制造)并且利用与实施例L-1(4)相同的评估纸张。打印评估结果如表53所示.
(5)喷射稳定性的评估
利用和实施例L-1(5)同样的评估方法、使用与实施例L-7(4)相同的打印机和油墨、按照与实施例L-1(5)相同的评估标准进行喷射稳定性评估。喷射稳定性的评估结果如表54所示。
(6)储存稳定性的评估
上述实施例L-7(2)制备的油墨按照与实施例L-1(6)相同的评估方法、按照与实施例L-1(6)同样的评估标准对储存稳定性进行评估。储存稳定性的评估结果如表54所示。
<实施例L-8>
(1)分散体的制备
分散体L8:
对于实施例L-8中所用的分散体L8的制备,使用是有机颜料的酞菁绿颜料(C.I.颜料绿7)。除此之外,以与实施例L-1(1)相同的方式得到分散体L8,其含有20%的分散元素L8(其中酞菁绿颜料被芳环量为30%的聚合物包封的分散元素)。
在表52中,给出了分散体L8中所用的颜料、分散聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比.聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比,与实施例L-1(1)相似,通过上述“芳环的量的测定”和“颜料/聚合物比的测定”中所述方法测定。
(2)油墨的制备
在实施例L-8中,使用实施例L-8(1)中获得的分散体L8,作为乙炔二醇基表面活性剂的Olfine E1010(Nissin ChemicalIndustry Co.,Lted.制造)和Surfynol 104(Air Products制造),作为烷二醇一烷基醚的二丙二醇一丁醚,和作为1,2-烷二醇的1,2-戊二醇.具体组成如下所述.
另外地,在油墨的制备中,加入分散体L8来获得8.0%的分散元素L8含量。<>中的值表示通过上面“平均粒度的测定”中所述方法测定的分散元素L8的平均粒度(单位:nm)。
另外,在实施例L-8的油墨组合物中作为“余量”加入的离子交换水是这样的离子交换水,与实施例L-1(2)相似,基于该油墨的总重量计,其中加入0.01%的Proxel XL-2,0.01%的苯并三唑和0.02%的EDTA 2Na盐.
分散元素L8<110>             8.0%
Olfine E1010                0.3%
Surfynol 104                0.1%
二丙二醇一丁醚              1.0%
1,2-戊二醇                 3.0%
三甘醇                      2.0%
硫二甘醇            4.0%
甘油                13.8%
三羟甲基丙烷        6.0%
三乙醇胺            0.1%
离子交换水          余量
(3)分散元素中多价阳离子的量的测定
实施例L-8(2)中制备的油墨通过上述“分散元素中多价阳离子的量的测定”所述方法测定,结果,分散元素中多价阳离子的总量为588ppm.在该实施例中,检测到8,600ppm的铜离子,但该铜离子构成颜料分子骨架,且不溶出到油墨中,因此,这种离子不包括在本发明所述的分散元素中的多价阳离子下,并且不包括在上述多价阳离子的总量中。测量结果的详情见表54。
(4)打印评估
实施例L-8(2)制备的油墨按照与实施例L-1(4)相同的评估标准进行打印评估,其中使用与实施例L-1(4)同样的喷墨打印机PM-950C(Seiko Epson Corporation制造)并且利用与实施例L-1(4)相同的评估纸张.打印评估结果如表53所示。
(5)喷射稳定性的评估
利用和实施例L-1(5)同样的评估方法、使用与实施例L-8(4)相同的打印机和油墨、按照与实施例L-1(5)相同的评估标准进行喷射稳定性评估.喷射稳定性的评估结果如表54所示。
(6)储存稳定性的评估
上述实施例L-8(2)制备的油墨按照与实施例L-1(6)相同的评估方法、按照与实施例L-1(6)同样的评估标准对储存稳定性进行评估。储存稳定性的评估结果如表54所示。
<对比实施例L-1>
(1)分散体的制备
分散体L9:
在对比实施例L-1中,类似于实施例L-3(1),利用是有机颜料的喹吖啶酮红颜料(C.I.颜料红122).除了在颜料的研磨处理中,该对比实施例中所用的颜料故意花费比正常研磨时间长2倍或更多的时间进行研磨以外,以与实施例L-3(1)相同的方式得到分散体L9,其含有20%的分散元素L9(其中喹吖啶酮红颜料被芳环量为20%的聚合物包封的分散元素)。
在表52中,给出了分散体L9中所用的颜料、分散聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比。颜料/聚合物比通过上述“颜料/聚合物比的测定”中所述方法测定。
(2)油墨的制备
在对比实施例L-1中,使用对比实施例L-1(1)中获得的分散体L9制备油墨.具体组成如下所述。
另外地,在油墨的制备中,加入分散体L9来获得8.0%的分散元素L9含量。<>中的值表示通过上面“平均粒度的测定”中所述方法测定的分散元素L9的平均粒度(单位:nm).
另外,在对比实施例L-1的油墨组合物中作为“余量”加入的离子交换水是这样的离子交换水,与实施例L-1(2)相似,基于该油墨的总重量计,其中加入0.01%的Proxel XL-2,0.01%的苯并三唑和0.02%的EDTA 2Na盐。
分散元素L9<140>            8.0%
非离子表面活性剂           1.0%
乙二醇                     5.0%
甘油                       15.0%
离子交换水                 余量
在上述组合物中,作为非离子表面活性剂使用Epan 450(商品名,Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd.制造)。
(3)分散元素中多价阳离子的量的测定
对比实施例L-1(2)中制备的油墨通过上述“分散元素中多价阳离子的量的测定”所述方法测定,结果,分散元素中多价阳离子的总量为1,055ppm。测量结果的详情见表54。
(4)打印评估
对比实施例L-1(2)制备的油墨按照与实施例L-1(4)相同的评估标准进行打印评估,其中使用与实施例L-1(4)同样的喷墨打印机PM-950C(Seiko Epson Corporation制造)并且利用与实施例L-1(4)相同的评估纸张。打印评估结果如表53所示。
(5)喷射稳定性的评估
利用和实施例L-1(5)同样的评估方法、使用与对比实施例L-1(4)相同的打印机和油墨、按照与实施例L-1(5)相同的评估标准进行喷射稳定性评估。喷射稳定性的评估结果如表54所示.
(6)储存稳定性的评估
对比实施例L-1(2)制备的油墨按照与实施例L-1(6)相同的评估方法、按照与实施例L-1(6)同样的评估标准对储存稳定性进行评估.储存稳定性的评估结果如表54所示.
<对比实施例L-2>
(1)分散体的制备
分散体L10:
在该对比实施例中,将有机颜料喹吖啶酮紫颜料(C.I.颜料紫19)用Solsperse 12000(Avecia Limited制造)分散.
将15份喹吖啶酮紫颜料、5份Solsperse 12000、5份二乙醇胺、0.5份2-丙醇和74.5份离子交换水在珠磨MINIZETOR(Ajisawa制造)中分散2小时,得到对比实施例L-2的分散体L10,其含有20%的分散元素L10(颜料:15%,分散树脂:5%).
(2)油墨的制备
在对比实施例L-2中,使用对比实施例L-2(1)中获得的分散体L10制备油墨.该对比实施例的具体组成如下所述。
另外地,在油墨的制备中,加入分散体L10来获得8.0%的分散元素L10含量.<>中的值表示通过上面“平均粒度的测定”中所述方法测定的分散元素L10的平均粒度(单位:nm).
另外,在对比实施例L-2的油墨组合物中作为“余量”加入的离子交换水是这样的离子交换水,与实施例L-1(2)相似,基于该油墨的总重量计,其中加入0.01%的Proxel XL-2,0.01%的苯并三唑和0.02%的EDTA 2Na盐。
分散元素L10<150>        8.0%
非离子表面活性剂        1.0%
乙二醇                  5.0%
甘油                    15.0%
离子交换水               余量
在上述组合物中,作为非离子表面活性剂使用Noigen EA160(商品名,Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd.制造).
(3)分散元素中多价阳离子的量的测定
对比实施例L-2(2)中制备的油墨通过上述“分散元素中多价阳离子的量的测定”所述方法测定,结果,分散元素中多价阳离子的总量为1,393ppm。测量结果的详情见表54.
(4)打印评估
对比实施例L-2(2)制备的油墨按照与实施例L-1(4)相同的评估标准进行打印评估,其中使用与实施例L-1(4)同样的喷墨打印机PM-950C(Seiko Epson Corporation制造)并且利用与实施例L-1(4)相同的评估纸张。打印评估结果如表53所示。
(5)喷射稳定性的评估
利用和实施例L-1(5)同样的评估方法、使用与对比实施例L-2(4)相同的打印机和油墨、按照与实施例L-1(5)相同的评估标准进行喷射稳定性评估。喷射稳定性的评估结果如表54所示。
(6)储存稳定性的评估
对比实施例L-2(2)制备的油墨按照与实施例L-1(6)相同的评估方法、按照与实施例L-1(6)同样的评估标准对储存稳定性进行评估。储存稳定性的评估结果如表54所示.
Figure C02825419D03101
Figure C02825419D03111
从表52和53中的结果看出,当使用对比实施例的油墨时打印质量不好,当使用本发明的油墨时打印质量良好。
这揭示了通过使用本发明的水性油墨,可以在任何种类的纸张上获得模糊减小了的高质量打印记录。
Figure C02825419D03131
从表54中的结果看出,本发明的分散元素中多价阳离子的含量减小至800ppm或更小的水性油墨确保了优异的喷射稳定性和高储存稳定性,并且从表53看,还确保了优异的打印质量。此外,可以看出,当多价阳离子的量为550ppm或更小时,可以获得非常优异的喷射稳定性和储存稳定性。另一方面,当多价阳离子的量超过1,000ppm如同对比实施例那样,打印质量、喷射稳定性和储存稳定性均无法达到可行水平。
这些结果揭示了利用本发明的水性油墨可以得到良好的打印质量和喷射稳定性,此外,该油墨的储存稳定性也优良。
实施例M
本发明参考实施例进行描述。然而,本发明的范围不受这些实施例的限制。
(芳环的量、颜料/聚合物比例、平均粒度、分散元素中多价阴离子的量和表面张力的测定方法)
通过下列方法测定这些实施例中获得的测量值(芳环的量、颜料/聚合物比例、平均粒度、分散元素中多价阴离子的量和表面张力)。
“芳环的量的测定”
各取部分实施例和对比实施例所得的分散聚合物溶液,随后通过蒸馏除去溶剂组分来只提取聚合物组分,溶解在DMSO-d6中,通过13C-NMR和1H-NMR(AMX400,Bruker(德国)制造)测量聚合物中芳环的量。
“颜料/聚合物比例的测定”
各取部分实施例和对比实施例中获得的分散体,在通过加入浓度为0.1mol/L的HCl用酸只沉淀出分散元素之后,测量干重.随后,通过Soxhlet萃取法用丙酮只取出分散聚合物,测定干重.由得到的值,计算出颜料/聚合物的重量比。
“平均粒度的测定”
将实施例和对比实施例得到的水性油墨分别用离子交换水稀释至分散元素浓度为0.001-0.01%(重量)(因为测量时的最佳浓度略微不同,依赖于水性油墨),利用粒度分布计(DLS-800,OtsukaElectronics Co.,Ltd.制造)测定在20℃下分散微粒的平均粒度。
“分散元素中多价阴离子的量的测定”
取必要量的实施例和对比实施例中得到的水性油墨,通过离心分离处理分离成水性油墨的溶剂成分和分散元素,其为固体内容物。离心条件为2500G和60分钟.
所得分散元素取样到石英杯中,加入捕集剂灰化,用硫酸氢钾溶化,溶解在稀硝酸中,通过ICP发射分析(ICPS-8000,ShimadzuCorporation制造)测定分散元素中的多价阴离子的量。
“表面张力的测定”
各实施例和对比实施例中所得水性油墨在20℃下利用表面张力天平(CBVP-A3,Kyowa Interface Science Co.,Ltd.制造)测定表面张力。
<实施例M-1>
(1)分散体的制备
分散体M1:
对于实施例M-1中使用的分散体M1的制备,使用是无机颜料和炭黑颜料的颜料黑FW18(Degussa制造)。
向安装有搅拌器、温度计、回流管和滴液漏斗的反应容器吹入氮气,向其中加入15份甲基乙基酮、22份苯乙烯、5份α-甲基苯乙烯、16份甲基丙烯酸丁酯、10份甲基丙烯酸月桂基酯、2份丙烯酸和0.3份叔十二烷基硫醇,在70℃下加热.此后,将单独制备的100份苯乙烯、16份丙烯酸、50份甲基丙烯酸丁酯、1份叔十二烷基硫醇、20份甲基乙基酮和3份偶氮二异丁腈加入到滴液漏斗中,在4小时内滴加到该反应容器内,由此聚合一种分散聚合物。随后,将甲基乙基酮加入到反应容器内,制备浓度为40%的分散聚合物溶液。
取部分的这种分散聚合物溶液,在蒸馏除去溶剂组分之后,通过上述“芳环的量的测定”中所述的方法测定芳环相对于总重量的比例,结果,芳环的量相对于分散聚合物的总重量为57%。
将40份上面所得分散聚合物溶液、30份是炭黑颜料的颜料黑FW18(Degussa制造)、100份含0.1mol/L氢氧化钠的水溶液,和35份甲基乙基酮混合,用匀浆器分散30分钟或更长时间.向其中加入350份的离子交换水,所得溶液进一步分散1小时。利用旋转蒸发器蒸馏除去全部量的甲基乙基酮和部分水,随后残余物通过具有100,000的分级分子量的超滤系统Millitan(Millipore制造)进行超滤,同时适当加入水.向其中适当加入离子交换水和作为中和剂的氢氧化钠水溶液,同时搅拌调节至pH为7.5,随后所得溶液经平均孔径为5μm的滤膜过滤得到分散体M1,其含有20%的分散元素M1(其中炭黑颜料被芳环量为57%的聚合物包封的分散元素).
在表55中,给出了分散体M1中所用的颜料、分散聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比。颜料/聚合物比通过上述“颜料/聚合物比的测定”中所述方法测定。
(2)水性油墨的制备
在实施例M-1中,使用实施例M-1(1)中获得的分散体M1,作为乙炔二醇基表面活性剂的Olfine B1010(Nissin ChemicalIndustry Co.,Lted.制造),作为烷二醇一烷基醚的二甘醇一丁醚和作为1,2-烷二醇的1,2-戊二醇.具体组成如下所述.
另外地,在水性油墨的制备中,加入分散体M1来获得8.0%的分散元素M1含量。<>中的值表示通过上面“平均粒度的测定”中所述方法测定的分散元素M1的平均粒度(单位:nm).
另外,在实施例M-1的水性油墨组合物中作为“余量”加入的离子交换水是这样的离子交换水,其中加入Proxel XL-2用于水性油墨的防腐活性,苯并三唑用于防止水性喷墨头元件的侵蚀和EDTA2Na盐用于减少水性油墨体系中金属离子的作用,它们基于水性油墨的总重量计,分别达到0.01%、0.01%和0.02%的浓度.
分散元素M1<120>             8.0%
Olfine E1010                0.5%
二甘醇一丁醚                3.0%
1,2-戊二醇                 2.5%
二甘醇                      3.0%
甘油                        11.5%
三羟甲基丙烷          6.0%
三丙醇胺              0.3%
离子交换水            余量
(3)分散元素中多价阴离子的量的测定
实施例M-1(2)中制备的水性油墨通过上述“分散元素中多价阴离子的量的测定”所述方法测定,结果,分散元素中多价阴离子的总量为402ppm.测量结果的详情见表57.
(4)打印评估
在打印评估中,利用水性喷墨打印机PM-950C(Seiko EpsonCorporation制造)来评估实施例M-1(2)制备的水性油墨的打印质量,该打印机通过使用压电元件的水性喷墨头进行水性油墨喷射。
对于评估的纸张,使用(a)Conqueror,(b)Reymat,(c)ModeCopy,(d)Rapid Copy,(e)Xerox P,(f)Xerox 4024,(g)Xerox 10,(h)Neenha Bond,(i)Ricopy 6200和(j)Hammermill Copy plus,它们是欧洲、USA和日本市售的平面纸张。
按照下列标准目测进行评估。
A:在所有点的字母中没有观察到模糊。
B:在5点或更少的字母处发现轻微模糊(可实行水平)
C:发现在5点或更少处的字母由于模糊而变粗
D:模糊严重,并且5点或更少的字母无法辨认。
打印评估结果如表56所示。
(5)喷射稳定性的评估
利用和实施例M-1(4)同样的打印机和水性油墨在A4大小的Xerox P上进行200页的连续打印,通过观察打印混乱性评估喷射稳定性.
按照下列标准目测进行评估。
A:完全没有产生打印混乱
B:产生打印混乱,但少于10部分(可实行水平)
C:在10至小于100部分产生打印混乱
D:在100或更多部分产生打印混乱。
喷射稳定性的评估结果如表57所示。
(6)储存稳定性的评估
将上述实施例M-1(2)制备的水性油墨加入到瓶内,紧紧塞住该瓶后,在60℃下放置1周或在-20℃下放置1周。评估放置前后水性油墨所产生的外源物质和物理值的变化(粘度,表面张力).
按照下列标准进行评估.
A:在60℃或-20℃下放置后产生的外源物质的量和物理值与放置之前的比值在0.99-1.01内。
B:该比例在0.95-0.99或1.01-1.05(可实行水平)
C:该比例在0.90-0.95或1.05-1.10
D:该比例小于0.90或大于1.10.
储存稳定性的评估结果如表57所示.
<实施例M-2>
(1)分散体的制备
分散体M2:
对于实施例M-2中所用的分散体M2的制备,使用是有机颜料的不溶性一偶氮黄颜料(C.I.颜料黄74)。
向安装有搅拌器、温度计、回流管和滴液漏斗的反应容器吹入氮气,向其中加入12份苯乙烯、9份甲基丙烯酸月桂基酯、15份甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(NK Ester M90G,Shin-Nakamura ChemicalCo.,Ltd.制造)、5份甲基丙烯酸异丁酯大分子单体(AW-6S,ToagoseiChemical Industry Co.,Ltd.制造)、3份甲基丙烯酸、5份甲基乙基酮和0.3份巯基乙醇,在70℃下加热。此后,将单独制备的25份苯乙烯、30份甲基丙烯酸月桂基酯、15份甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(NK Ester M90G,Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制造)、15份甲基丙烯酸异丁酯大分子单体(AW-6S,Toagosei ChemicalIndustry Co.,Ltd.制造)、10份甲基丙烯酸、20份甲基乙基酮和1.0份巯基乙醇加入到滴液漏斗中,在4小时内滴加到该反应容器内,由此聚合一种分散聚合物。随后,将甲基乙基酮适当加入到反应容器内,制备浓度为40%的分散聚合物溶液。
取部分的这种分散聚合物溶液,在蒸馏除去溶剂组分之后,通过上述“芳环的量的测定”中所述的方法测定芳环相对于总量的比值,结果,芳环的量相对于分散聚合物的总重量为40%.
将40份上面所得分散聚合物溶液、30份是有机颜料的不溶性一偶氮黄颜料(C.I.颜料黄74)、100份含0.1mol/L氢氧化钠的水溶液,和40份甲基乙基酮混合,用匀浆器分散30分钟或更长时间。向其中加入380份的离子交换水,所得溶液进一步分散1小时。利用旋转蒸发器蒸馏除去全部量的甲基乙基酮和部分水,随后残余物通过具有100,000的分级分子量的超滤系统Millitan(Millipore制造)进行超滤,同时适当加入水。向其中适当加入离子交换水和作为中和剂的氢氧化钠水溶液,同时搅拌调节至pH为7.5,随后所得溶液经平均孔径为5μm的滤膜过滤得到分散体M2,其含有20%的分散元素M2(其中不溶性一偶氮黄颜料被芳环量为40%的聚合物包封的分散元素)。
在表55中,给出了分散体M2中所用的颜料、分散聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比。聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比,与实施例M-1(1)相似,通过上述“芳环的量的测定”和“颜料/聚合物比的测定”中所述方法测定。
(2)水性油墨的制备
在实施例M-2中,使用实施例M-2(1)中获得的分散体M2,作为乙炔二醇基表面活性剂的Surfynol 440(Air Products制造)和Olfine STG(Nissin Chemical Industry Co.,Lted.制造),作为烷二醇一烷基醚的三甘醇一丁醚,和作为1,2-烷二醇的1,2-戊二醇。具体组成如下所述.
另外地,在水性油墨的制备中,加入分散体M2来获得7.0%的分散元素M2含量.<>中的值表示通过上面“平均粒度的测定”中所述方法测定的分散元素M2的平均粒度(单位:nm).
另外,在实施例M-2的水性油墨组合物中作为“余量”加入的离子交换水与实施例M-1(2)相似,基于水性油墨的总重量计,该离子交换水中加入0.01%的Proxel XL-2,0.01%的苯并三唑和0.02%的EDTA 2Na盐.
分散元素M2<120>            7.0%
Surfynol 440               0.2%
Olfine STG                 0.2%
三甘醇一丁醚               3.0%
1,2-戊二醇                2.0%
2-吡咯烷酮                 3.0%
甘油                 13.5%
三羟甲基乙烷         5.0%
三乙醇胺             0.1%
离子交换水           余量
(3)分散元素中多价阴离子的量的测定
实施例M-2(2)中制备的水性油墨通过上述“分散元素中多价阴离子的量的测定”所述方法测定,结果,分散元素中多价阴离子的总量为225ppm.测量结果的详情见表57。
(4)打印评估
实施例M-2(2)中制备的水性油墨按照与实施例M-1(4)相同的评估标准进行打印评估,其中使用与实施例M-1(4)同样的水性喷墨打印机PM-950C(Seiko Epson Corporation制造)并且利用与实施例M-1(4)相同的评估纸张。打印评估结果如表56所示。
(5)喷射稳定性的评估
利用和实施例M-1(5)中同样的评估方法、使用与实施例M-2(4)相同的打印机和水性油墨、按照与实施例M-1(5)相同的评估标准进行喷射稳定性评估。喷射稳定性的评估结果如表57所示。
(6)储存稳定性的评估
上述实施例M-2(2)制备的水性油墨按照与实施例M-1(6)相同的评估方法、按照与实施例M-1(6)同样的评估标准对储存稳定性进行评估。储存稳定性的评估结果如表57所示.
<实施例M-3>
(1)分散体的制备
分散体M3:
对于实施例M-3中所用的分散体M3的制备,使用是有机颜料的喹吖啶酮红颜料(C.I.颜料红122).
向安装有搅拌器、温度计、回流管和滴液漏斗的反应容器吹入氮气,向其中加入10份苯乙烯、5份苯乙烯大分子单体(AS-6,ToagoseiChemical Industry Co.,Ltd.制造)、3.5份甲基丙烯酸正十二烷基酯、10份甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯、25份甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(NK Ester M40G,Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制造)、5份甲基乙基酮和0.3份巯基乙醇,在70℃下加热。此后,将单独制备的15份苯乙烯、10份苯乙烯大分子单体(AS-6,ToagoseiChemical Industry Co.,Ltd.制造)、5份甲基丙烯酸正十二烷基酯、20份甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯、30份甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(NK Ester M40G,Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制造)、50份甲基乙基酮和1.5份偶氮二异丁腈加入到滴液漏斗中,在4小时内滴加到该反应容器内,由此聚合一种分散聚合物.随后,将甲基乙基酮适当加入到反应容器内,制备浓度为40%的分散聚合物溶液。
取部分的这种分散聚合物溶液,在蒸馏除去溶剂组分之后,通过上文“芳环的量的测定”中所述的方法测定芳环相对于总重量的比值,结果,芳环的量相对于分散聚合物的总重量为28%.
将40份上面所得分散聚合物溶液、25份是有机颜料的喹吖啶酮红颜料(C.I.颜料红122)、100份含0.1mol/L氢氧化钠的水溶液,和40份甲基乙基酮混合,用匀浆器分散30分钟或更长时间。向其中加入380份的离子交换水,所得溶液进一步分散1小时。利用旋转蒸发器蒸馏除去全部量的甲基乙基酮和部分水,随后残余物通过具有100,000的分级分子量的超滤系统Millitan(Millipore制造)进行超滤,同时适当加入水。向其中适当加入离子交换水和作为中和剂的氢氧化钠水溶液,同时搅拌调节至pH为7.5,随后所得溶液经平均孔径为5μm的滤膜过滤得到分散体M3,其含有20%的分散元素M3(其中喹吖啶酮红颜料被芳环量为28%的聚合物包封的分散元素)。
在表55中,给出了分散体M3中所用的颜料、分散聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比。聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比,与实施例M-1(1)相似,通过上述“芳环的量的测定”和“颜料/聚合物比的测定”中所述方法测定。
(2)水性油墨的制备
在实施例M-3中,使用实施例M-3(1)中获得的分散体M3,作为乙炔二醇基表面活性剂的Olfine E1010(Nissin ChemicalIndustry Co.,Lted.制造)和Surfynol 104PG50(Air Products制造),作为烷二醇一烷基醚的三甘醇一丁醚,和作为1,2-烷二醇的1,2-己二醇.具体组成如下所述.
另外地,在水性油墨的制备中,加入分散体M3来获得7.5%的分散元素M3含量.<>中的值表示通过上面“平均粒度的测定”中所述方法测定的分散元素M3的平均粒度(单位:nm).
另外,在实施例M-3的水性油墨组合物中作为“余量”加入的离子交换水是这样的离子交换水,与实施例M-1(2)相似,基于该水性油墨的总重量计,其中加入0.01%的Proxel XL-2,0.01%的苯并三唑和0.02%的EDTA 2Na盐.
分散元素M3<140>             7.5%
Olfine E1010                0.1%
Surfynol 104PG50            0.4%
三甘醇一丁醚                1.0%
1,2-己二醇                 2.5%
三甘醇                      2.0%
2-吡咯烷酮                  4.0%
甘油                        13.8%
三羟甲基丙烷                6.0%
离子交换水                  余量
(3)分散元素中多价阴离子的量的测定
实施例M-2(2)中制备的水性油墨通过上述“分散元素中多价阴离子的量的测定”所述方法测定,结果,分散元素中多价阴离子的总量为287ppm.测量结果的详情见表57。
(4)打印评估
实施例M-3(2)制备的水性油墨按照与实施例M-1(4)相同的评估标准进行打印评估,其中使用与实施例M-1(4)同样的水性喷墨打印机PM-950C(Seiko Epson Corporation制造)并且利用与实施例M-1(4)相同的评估纸张。打印评估结果如表56所示.
(5)喷射稳定性的评估
利用和实施例M-1(5)中同样的评估方法、使用与实施例M-3(4)相同的打印机和水性油墨、按照与实施例M-1(5)相同的评估标准进行喷射稳定性评估。喷射稳定性的评估结果如表57所示。
(6)储存稳定性的评估
上述实施例M-3(2)制备的水性油墨按照与实施例M-1(6)相同的评估方法、按照与实施例M-1(6)同样的评估标准对储存稳定性进行评估。储存稳定性的评估结果如表57所示。
<实施例M-4>
(1)分散体的制备
分散体M4:
对于实施例M-4中所用的分散体M4的制备,使用是有机颜料的酞菁蓝颜料(C.I.颜料蓝15:4)。
向安装有搅拌器、温度计、回流管和滴液漏斗的反应容器吹入氮气,向其中加入20份苯乙烯、10份甲基丙烯酸月桂基酯、15份甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(NK Ester M90G,Shin-Nakamura ChemicalCo.,Ltd.制造)、5份甲基丙烯酸异丁酯大分子单体(AW-6S,ToagoseiChemical Industry Co.,Ltd.制造)、10份苯乙烯大分子单体(AS-6,Toagosei Chemical Industry Co.,Ltd.制造)、5份甲基丙烯酸、5份甲基乙基酮和0.3份正十二烷基硫醇,在70℃下加热。此后,将单独制备的25份苯乙烯、30份甲基丙烯酸月桂基酯、20份甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(NK Ester M90G,Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制造)、15份甲基丙烯酸异丁酯大分子单体(AW-6S,ToagoseiChemical Industry Co.,Ltd.制造)、15份苯乙烯大分子单体(AS-6,Toagosei Chemical Industry Co.,Ltd.制造)、5份甲基丙烯酸、20份甲基乙基酮和1.5份正十二烷基硫醇加入到滴液漏斗中,在4小时内滴加到该反应容器内,由此聚合一种分散聚合物。随后,将甲基乙基酮加入到反应容器内,制备浓度为40%的分散聚合物溶液。
取部分的这种分散聚合物溶液,在蒸馏除去溶剂组分之后,通过上述“芳环的量的测定”中所述的方法测定芳环相对于总重量计的比值,结果,芳环的量相对于分散聚合物的总重量为45%。
将40份上面所得分散聚合物溶液、40份是有机颜料的酞菁蓝颜料(C.I.颜料蓝15:4)、100份含0.1mol/L氢氧化钠的水溶液,和40份甲基乙基酮混合,用匀浆器分散30分钟或更长时间。向其中加入380份的离子交换水,所得溶液进一步搅拌1小时.利用旋转蒸发器蒸馏除去全部量的甲基乙基酮和部分水,随后残余物通过具有100,000的分级分子量的超滤系统Millitan(Millipore制造)进行超滤,同时适当加入水。向其中适当加入离子交换水和作为中和剂的氢氧化钠水溶液,同时搅拌调节至pH为7.5,随后所得溶液经平均孔径为5μm的滤膜过滤得到分散体M4,其含有20%的分散元素M4(其中酞菁蓝颜料被芳环量为45%的聚合物包封的分散元素)。
在表55中,给出了分散体M4中所用的颜料、分散聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比。聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比,与实施例M-1(1)相似,通过上述“芳环的量的测定”和“颜料/聚合物比的测定”中所述方法测定.
(2)水性油墨的制备
在实施例M-4中,使用实施例M-4(1)中获得的分散体M4,作为乙炔二醇基表面活性剂的Acetylenol E100(Kawaken FineChemicals制造),作为烷二醇一烷基醚的丙二醇一丁醚,和作为1,2-烷二醇的1,2-己二醇。具体组成如下所述.
另外地,在水性油墨的制备中,加入分散体M4来获得8.0%的分散元素M4含量。<>中的值表示通过上面“平均粒度的测定”中所述方法测定的分散元素M4的平均粒度(单位:nm).
另外,在实施例M-4的水性油墨组合物中作为“余量”加入的离子交换水与实施例M-1(2)相似,基于水性油墨的总重量计,该离子交换水中加入0.01%的Proxel XL-2,0.01%的苯并三唑和0.02%的EDTA 2Na盐.
分散元素M4<100>        8.0%
Acetylenol E100        0.5%
丙二醇一丁醚           3.0%
1,2-己二醇            1.0%
三甘醇                 3.0%
甘油                   13.8%
三羟甲基丙烷           5.2%
三丙醇胺               0.2%
离子交换水             余量
(3)分散元素中多价阴离子的量的测定
实施例M-4(2)中制备的水性油墨通过上述“分散元素中多价阴离子的量的测定”所述方法测定,结果,分散元素中多价阴离子的总量为375ppm.测量结果的详情见表57。
(4)打印评估
实施例M-4(2)中制备的水性油墨按照与实施例M-1(4)相同的评估标准进行打印评估,其中使用与实施例M-1(4)同样的水性喷墨打印机PM-950C(Seiko Epson Corporation制造)并且利用与实施例M-1(4)相同的评估纸张。打印评估结果如表56所示。
(5)喷射稳定性的评估
利用和实施例M-1(5)中同样的评估方法、使用与实施例M-4(4)相同的打印机和水性油墨、按照与实施例M-1(5)相同的评估标准进行喷射稳定性评估.喷射稳定性的评估结果如表57所示。
(6)储存稳定性的评估
上述实施例M-4(2)制备的水性油墨按照与实施例M-1(6)相同的评估方法、按照与实施例M-1(6)同样的评估标准对储存稳定性进行评估。储存稳定性的评估结果如表57所示.
<实施例M-5>
(1)分散体的制备
分散体M5:
对于实施例M-5中所用的分散体M5的制备,使用perynone橙颜料(C.I.颜料橙43)。除此之外,以与实施例M-1(1)相同的方式得到分散体M5,其含有20%的分散元素M5(其中perynone橙颜料被芳环量为56%的聚合物包封的分散元素)。
在表55中,给出了分散体M5中所用的颜料、分散聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比。聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比,与实施例M-1(1)相似,通过上述“芳环的量的测定”和“颜料/聚合物比的测定”中所述方法测定.
(2)水性油墨的制备
在实施例M-5中,使用实施例M-5(1)中获得的分散体M5,作为乙炔二醇基表面活性剂的Surfynol 485和Surfynol TG(均由AirProducts制造),作为烷二醇一烷基醚的二丙二醇一丁醚,和作为1,2-烷二醇的1,2-戊二醇.具体组成如下所述。
另外地,在水性油墨的制备中,加入分散体M5来获得10.0%的分散元素M5含量。<>中的值表示通过上面“平均粒度的测定”中所述方法测定的分散元素M5的平均粒度(单位:nm)。
另外,在实施例M-5的水性油墨组合物中作为“余量”加入的离子交换水是这样的离子交换水,与实施例M-1(2)相似,基于该水性油墨的总重量计,其中加入0.01%的Proxel XL-2,0.01%的苯并三唑和0.02%的EDTA 2Na盐。
分散元素M5<150>        10.0%
Surfynol 485           0.5%
Surfynol TG            0.2%
二丙二醇一丁醚         2.0%
1,2-戊二醇            2.0%
N-甲基-2-吡咯烷酮      5.0%
甘油                   11.2%
海藻糖                 5.8%
离子交换水             余量
(3)分散元素中多价阴离子的量的测定
实施例M-5(2)中制备的水性油墨通过“分散元素中多价阴离子的量的测定”所述方法测定,结果,分散元素中多价阴离子的总量为248ppm.测量结果的详情见表57.
(4)打印评估
实施例M-5(2)制备的水性油墨按照与实施例M-1(4)相同的评估标准进行打印评估,其中使用与实施例M-1(4)同样的水性喷墨打印机PM-950C(Seiko Epson Corporation制造)并且利用与实施例M-1(4)相同的评估纸张.打印评估结果如表56所示。
(5)喷射稳定性的评估
利用和实施例M-1(5)中同样的评估方法、使用与实施例M-5(4)相同的打印机和水性油墨、按照与实施例M-1(5)相同的评估标准进行喷射稳定性评估。喷射稳定性的评估结果如表57所示。
(6)储存稳定性的评估
上述实施例M-5(2)制备的水性油墨按照与实施例M-1(6)相同的评估方法、按照与实施例M-1(6)同样的评估标准对储存稳定性进行评估.储存稳定性的评估结果如表57所示.
<实施例M-6>
(1)分散体的制备
分散体M6:
对于实施例M-6中所用的分散体M6的制备,使用苯并咪唑啉酮褐颜料(C.I.颜料褐32)。除此之外,以与实施例M-1(1)相同的方式得到分散体M6,其含有20%的分散元素M6(其中苯并咪唑啉酮褐颜料被芳环量为69%的聚合物包封的分散元素)。
在表55中,给出了分散体M6中所用的颜料、分散聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比.聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比,与实施例M-1(1)相似,通过上述“芳环的量的测定”和“颜料/聚合物比的测定”中所述方法测定。
(2)水性油墨的制备
在实施例M-6中,使用实施例M-6(1)中获得的分散体M6,作为乙炔二醇基表面活性剂的Surfynol 420,作为烷二醇一烷基醚的二甘醇一丁醚.具体组成如下所述。
另外地,在水性油墨的制备中,加入分散体M6来获得5.0%的分散元素M6含量。<>中的值表示通过上面“平均粒度的测定”中所述方法测定的分散元素M6的平均粒度(单位:nm)。
另外,在实施例M-6的水性油墨组合物中作为“余量”加入的离子交换水是这样的离子交换水,与实施例M-1(2)相似,基于该水性油墨的总重量计,其中加入0.01%的Proxel XL-2,0.01%的苯并三唑和0.02%的EDTA 2Na盐.
分散元素M6<140>          5.0%
Surfynol 420             0.1%
二甘醇一丁醚             3.0%
1,6-己二醇              2.0%
四甘醇                   5.5%
甘油                     13.5%
三乙醇胺                 0.5%
离子交换水               余量
(3)分散元素中多价阴离子的量的测定
实施例M-6(2)中制备的水性油墨通过上述“分散元素中多价阴离子的量的测定”所述方法测定,结果,分散元素中多价阴离子的总量为515ppm.测量结果的详情见表57.
(4)打印评估
实施例M-6(2)制备的水性油墨按照与实施例M-1(4)相同的评估标准进行打印评估,其中使用与实施例M-1(4)同样的水性喷墨打印机PM-950C(Seiko Epson Corporation制造)并且利用与实施例M-1(4)相同的评估纸张。打印评估结果如表56所示。
(5)喷射稳定性的评估
利用和实施例M-1(5)中同样的评估方法、使用与实施例M-6(4)相同的打印机和水性油墨、按照与实施例M-1(5)相同的评估标准进行喷射稳定性评估。喷射稳定性的评估结果如表57所示。
(6)储存稳定性的评估
上述实施例M-6(2)制备的水性油墨按照与实施例M-1(6)相同的评估方法、按照与实施例M-1(6)同样的评估标准对储存稳定性进行评估。储存稳定性的评估结果如表57所示。
<实施例M-7>
(1)分散体的制备
分散体M7:
对于实施例M-7中所用的分散体M7的制备,使用是有机颜料的喹吖啶酮紫颜料(C.I.颜料紫19).除此之外,以与实施例M-1(1)相同的方式得到分散体M7,其含有20%的分散元素M7(其中喹吖啶酮紫颜料被芳环量为21%的聚合物包封的分散元素)。
在表55中,给出了分散体M7中所用的颜料、分散聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比。聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比,与实施例M-1(1)相似,通过上述“芳环的量的测定”和“颜料/聚合物比的测定”中所述方法测定。
(2)水性油墨的制备
在实施例M-7中,使用实施例M-7(1)中获得的分散体M7,作为乙炔醇基表面活性剂的Surfynol 61,以及Surfynol TG(两者均由Air Products制造),作为烷二醇一烷基醚的三甘醇一丁醚,和作为1,2-烷二醇的1,2-戊二醇.具体组成如下所述.
另外地,在水性油墨的制备中,加入分散体M7来获得6.0%的分散元素M7含量。<>中的值表示通过上面“平均粒度的测定”中所述方法测定的分散元素M7的平均粒度(单位:nm).
另外,在实施例M-7的水性油墨组合物中作为“余量”加入的离子交换水是这样的离子交换水,与实施例M-1(2)相似,基于该水性油墨的总重量计,其中加入0.01%的Proxel XL-2,0.01%的苯并三唑和0.02%的EDTA 2Na盐.
分散元素M7<120>              6.0%
Surfynol 61                  0.3%
Surfynol TG                  0.1%
三甘醇一丁醚                 1.5%
1,2-戊二醇                  2.0%
二甘醇                       2.0%
硫二甘醇                     4.0%
甘油                         12.6%
三羟甲基乙烷                 7.0%
离子交换水                   余量
(3)分散元素中多价阴离子的量的测定
实施例M-7(2)中制备的水性油墨通过上述“分散元素中多价阴离子的量的测定”所述方法测定,结果,分散元素中多价阴离子的总量为351ppm。测量结果的详情见表57。
(4)打印评估
实施例M-7(2)制备的水性油墨按照与实施例M-1(4)相同的评估标准进行打印评估,其中使用与实施例M-1(4)同样的水性喷墨打印机PM-950C(Seiko Epson Corporation制造)并且利用与实施例M-1(4)相同的评估纸张。打印评估结果如表56所示。
(5)喷射稳定性的评估
利用和实施例M-1(5)中同样的评估方法、使用与实施例M-7(4)相同的打印机和水性油墨、按照与实施例M-1(5)相同的评估标准进行喷射稳定性评估.喷射稳定性的评估结果如表57所示.
(6)储存稳定性的评估
上述实施例M-7(2)制备的水性油墨按照与实施例M-1(6)相同的评估方法、按照与实施例M-1(6)同样的评估标准对储存稳定性进行评估.储存稳定性的评估结果如表57所示.
<实施例M-8>
(1)分散体的制备
分散体M8:
对于实施例M-8中所用的分散体M8的制备,使用是有机颜料的酞菁绿颜料(C.I.颜料绿7)。除此之外,以与实施例M-1(1)相同的方式得到分散体M8,其含有20%的分散元素M8(其中酞菁绿颜料被芳环量为30%的聚合物包封的分散元素)。
在表55中,给出了分散体M8中所用的颜料、分散聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比.聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比,与实施例M-1(1)相似,通过上述“芳环的量的测定”和“颜料/聚合物比的测定”中所述方法测定。
(2)水性油墨的制备
在实施例M-8中,使用实施例M-8(1)中获得的分散体M8,作为乙炔二醇基表面活性剂的Olfine E1010(Nissin ChemicalIndustry Co.,Lted.制造)和Surfynol 104(Air Products制造),作为烷二醇一烷基醚的二丙二醇一丁醚,和作为1,2-烷二醇的1,2-戊二醇。具体组成如下所述。
另外地,在水性油墨的制备中,加入分散体M8来获得8.0%的分散元素M8含量.<>中的值表示通过上面“平均粒度的测定”中所述方法测定的分散元素M8的平均粒度(单位:nm).
另外,在实施例M-8的水性油墨组合物中作为“余量”加入的离子交换水是这样的离子交换水,与实施例M-1(2)相似,基于该水性油墨的总重量计,其中加入0.01%的Proxel XL-2,0.01%的苯并三唑和0.02%的EDTA 2Na盐。
分散元素M8<110>         8.0%
Olfine E1010            0.3%
Surfynol 104            0.1%
二丙二醇一丁醚          1.0%
1,2-戊二醇             3.0%
三甘醇               2.0%
硫二甘醇             4.0%
甘油                 13.8%
三羟甲基丙烷         6.0%
三乙醇胺             0.1%
离子交换水           余量
(3)分散元素中多价阴离子的量的测定
实施例M-8(2)中制备的水性油墨通过上述“分散元素中多价阴离子的量的测定”所述方法测定,结果,分散元素中多价阴离子的总量为568ppm.测量结果的详情见表57.
(4)打印评估
实施例M-8(2)制备的水性油墨按照与实施例M-1(4)相同的评估标准进行打印评估,其中使用与实施例M-1(4)同样的水性喷墨打印机PM-950C(Seiko Epson Corporation制造)并且利用与实施例M-1(4)相同的评估纸张。打印评估结果如表56所示。
(5)喷射稳定性的评估
利用和实施例M-1(5)中同样的评估方法、使用与实施例M-8(4)相同的打印机和水性油墨、按照与实施例M-1(5)相同的评估标准进行喷射稳定性评估。喷射稳定性的评估结果如表57所示.
(6)储存稳定性的评估
上述实施例M-8(2)制备的水性油墨按照与实施例M-1(6)相同的评估方法、按照与实施例M-1(6)同样的评估标准对储存稳定性进行评估。储存稳定性的评估结果如表57所示.
<对比实施例M-1>
(1)分散体的制备
分散体M9:
在对比实施例M-1中,类似于实施例M-3(1),利用是有机颜料的喹吖啶酮红颜料(C.I.颜料红122).除了在颜料的研磨处理中,该对比实施例中所用的颜料故意花费比正常研磨时间长2倍或更多的时间进行研磨以外,以与实施例M-3(1)相同的方式得到分散体L9,其含有20%的分散元素M9(其中喹吖啶酮红颜料被芳环量为20%的聚合物包封的分散元素).
在表55中,给出了分散体M9中所用的颜料、分散聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比。颜料/聚合物比通过上述“颜料/聚合物比的测定”中所述方法测定.
(2)油墨的制备
在对比实施例M-1中,使用对比实施例M-1(1)中获得的分散体M9制备水性油墨.具体组成如下所述。
另外地,在油墨的制备中,加入分散体M9来获得8.0%的分散元素M9含量。<>中的值表示通过上面“平均粒度的测定”中所述方法测定的分散元素M9的平均粒度(单位:nm).
另外,在对比实施例M-1的水性油墨组合物中作为“余量”加入的离子交换水是这样的离子交换水,与实施例M-1(2)相似,基于该水性油墨的总重量计,其中加入0.01%的Proxel XL-2,0.01%的苯并三唑和0.02%的EDTA 2Na盐。
分散元素M9<140>            8.0%
非离子表面活性剂           1.0%
乙二醇                     5.0%
甘油                       15.0%
离子交换水                 余量
在上述组合物中,作为非离子表面活性剂使用Epan 450(商品名,Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd.制造)。
(3)分散元素中多价阴离子的量的测定
对比实施例M-1(2)中制备的水性油墨通过上述“分散元素中多价阴离子的量的测定”所述方法测定,结果,分散元素中多价阴离子的总量为848ppm.测量结果的详情见表57。
(4)打印评估
对比实施例M-1(2)制备的水性油墨按照与实施例M-1(4)相同的评估标准进行打印评估,其中使用与实施例M-1(4)同样的水性喷墨打印机PM-950C(Seiko Epson Corporation制造)并且利用与实施例M-1(4)相同的评估纸张。打印评估结果如表56所示.
(5)喷射稳定性的评估
利用和实施例M-1(5)中同样的评估方法、使用与对比实施例M-1(4)相同的打印机和水性油墨、按照与实施例M-1(5)相同的评估标准进行喷射稳定性评估。喷射稳定性的评估结果如表57所示。
(6)储存稳定性的评估
对比实施例M-1(2)制备的水性油墨按照与实施例M-1(6)相同的评估方法、按照与实施例M-1(6)同样的评估标准对储存稳定性进行评估。储存稳定性的评估结果如表57所示。
<对比实施例M-2>
(1)分散体的制备
分散体M10:
在对比实施例M-2中,将有机颜料喹吖啶酮紫颜料(C.I.颜料紫19)用Solsperse 12000(Avecia Limited制造)分散。
将15份喹吖啶酮紫颜料(C.I.颜料紫19)、5份Solsperse 12000、5份二乙醇胺、0.5份2-丙醇和74.5份离子交换水在珠磨MINIZETOR(Ajisawa制造)中分散2小时,得到对比实施例M-2的分散体M10,其含有20%的分散元素M9(颜料:15%,分散树脂:5%)。
(2)水性油墨的制备
在对比实施例M-2中,使用对比实施例M-2(1)中获得的分散体M10制备水性油墨。该对比实施例的具体组成如下所述。
另外地,在水性油墨的制备中,加入分散体M10来获得8.0%的分散元素M9含量。<>中的值表示通过上面“平均粒度的测定”中所述方法测定的分散元素M9的平均粒度(单位:nm)。
另外,在对比实施例M-2的水性油墨组合物中作为“余量”加入的离子交换水是这样的离子交换水,与实施例M-1(2)相似,基于该水性油墨的总重量计,其中加入0.01%的Proxel XL-2,0.01%的苯并三唑和0.02%的EDTA 2Na盐。
分散元素M9<150>       8.0%
非离子表面活性剂      1.0%
乙二醇                5.0%
甘油                  15.0%
离子交换水            余量
在上述组合物中,作为非离子表面活性剂使用Noigen EA160(商品名,Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd.制造)。
(3)分散元素中多价阴离子的量的测定
对比实施例M-2(2)中制备的水性油墨通过上述“分散元素中多价阴离子的量的测定”所述方法测定,结果,分散元素中多价阴离子的总量为1,386ppm。测量结果的详情见表57。
(4)打印评估
对比实施例M-2(2)制备的水性油墨按照与实施例M-1(4)相同的评估标准进行打印评估,其中使用与实施例M-1(4)同样的水性喷墨打印机PM-950C(Seiko Epson Corporation制造)并且利用与实施例M-1(4)相同的评估纸张。打印评估结果如表56所示.
(5)喷射稳定性的评估
利用和实施例M-1(5)中同样的评估方法、使用与对比实施例M-2(4)相同的打印机和油墨、按照与实施例M-1(5)相同的评估标准进行喷射稳定性评估。喷射稳定性的评估结果如表57所示。
(6)储存稳定性的评估
对比实施例M-2(2)制备的水性油墨按照与实施例M-1(6)相同的评估方法、按照与实施例M-1(6)同样的评估标准对储存稳定性进行评估.储存稳定性的评估结果如表57所示.
Figure C02825419D03351
Figure C02825419D03361
从表55和56中的结果看出,当使用对比实施例的水性油墨时打印质量不好,当使用本发明的水性油墨时打印质量良好。
这揭示了通过使用本发明的水性油墨,可以在任何种类的纸张上获得模糊减小了的高质量打印记录.
从表57中的结果看出,本发明的分散元素中多价阴离子的含量减小至600ppm或更小的水性油墨确保了优异的喷射稳定性和高储存稳定性,并且从表56看,还确保了优异的打印质量.此外,可以看出,当多价阴离子的量为400ppm或更小时,可以获得非常优异的喷射稳定性和储存稳定性。另一方面,当多价阴离子的量超过800ppm如同对比实施例那样,打印质量、喷射稳定性和储存稳定性均无法达到可行水平。
这些结果揭示了利用本发明的油墨可以得到良好的打印质量和喷射稳定性,并且,该油墨的储存稳定性也优良。
实施例N
本发明参考实施例描述如下。然而,本发明的范围不受这些实施例的限制.
(芳环的量、颜料/聚合物比例、平均粒度、分散元素中单价阳离子的量和表面张力的测定方法)
通过下列方法测定这些实施例中获得的测量值(芳环的量、颜料/聚合物比例、平均粒度、分散元素中单价阳离子的量和表面张力)。
“芳环的量的测定”
各取部分实施例和对比实施例所得的分散聚合物溶液,随后通过蒸馏除去溶剂组分只提取聚合物组分,并溶解在DMSO-d6中,通过13C-NMR和1H-NMR(AMX400,Bruker(德国)制造)测量聚合物中芳环的量。
“颜料/聚合物比例的测定”
各取部分实施例和对比实施例中获得的分散体,在通过加入浓度为0.1mol/L的HCl用酸只沉淀出分散元素之后,测量干重。随后,通过Soxhlet萃取法用丙酮只取出该分散聚合物,并且测定干重.由得到的值,计算出颜料/聚合物的重量比.
“平均粒度的测定”
将实施例和对比实施例得到的水性油墨分别用离子交换水稀释至分散元素浓度为0.001-0.01%(重量)(因为测量时的最佳浓度略微不同,依赖于水性油墨),利用粒度分布计(DLS-800,OtsukaElectronics Co.,Ltd.制造)测定在20℃下分散微粒的平均粒度。“分散元素中单价阳离子的量的测定”
取必要量的实施例和对比实施例中得到的水性油墨,通过离心分离处理,分离为水性油墨的溶剂成分和是固体内容物的分散元素。离心条件为2500G和60分钟。
离心处理之后,所得分散元素用纯水稀释,通过ICP发射分析(ICPS-8000,Shimadzu Corporation制造)测定分散元素中的单价阳离子的量。
“表面张力的测定”
各实施例和对比实施例中所得水性油墨在20℃下利用表面张力天平(CBVP-A3,Kyowa Interface Science Co.,Ltd.制造)测定表面张力。
<实施例N-1>
(1)分散体的制备
分散体N1:
对于实施例N-1中使用的分散体N1的制备,使用是无机颜料和炭黑颜料的颜料黑FW18(Degussa制造)。
向安装有搅拌器、温度计、回流管和滴液漏斗的反应容器吹入氮气,向其中加入15份甲基乙基酮、21份苯乙烯、5份α-甲基苯乙烯、16份甲基丙烯酸丁酯、10份甲基丙烯酸月桂基酯、2份丙烯酸和0.3份叔十二烷基硫醇,在70℃下加热。此后,将单独制备的100份苯乙烯、15份丙烯酸、50份甲基丙烯酸丁酯、1份叔十二烷基硫醇、20份甲基乙基酮和3份偶氮二异丁腈加入到滴液漏斗中,在4小时内滴加到该反应容器内,由此聚合一种分散聚合物。随后,将甲基乙基酮加入到反应容器内,制备浓度为40%的分散聚合物溶液。
取部分的这种分散聚合物溶液,在蒸馏除去溶剂组分之后,通过上述“芳环的量的测定”中所述的方法测定芳环相对于总重量的比例,结果,芳环的量相对于分散聚合物的总重量为59%。
将40份上面所得分散聚合物溶液、30份是炭黑颜料的颜料黑FW18(Degussa制造)、100份含0.1mol/L氢氧化钠的水溶液,和35份甲基乙基酮混合,用匀浆器分散30分钟或更长时间。向其中加入350份的离子交换水,所得溶液进一步分散1小时。利用旋转蒸发器蒸馏除去全部量的甲基乙基酮和部分水,随后残余物通过具有100,000的分级分子量的超滤系统Millitan(Millipore制造)进行超滤,同时适当加入水。向其中适当加入离子交换水和作为中和剂的氢氧化钠水溶液,同时搅拌调节至pH为7.5,随后所得溶液经平均孔径为5μm的滤膜过滤得到分散体N1,其含有20%的分散元素N1(其中炭黑颜料被芳环量为59%的聚合物包封的分散元素).
在表58中,给出了分散体N1中所用的颜料、分散聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比.颜料/聚合物比通过上述“颜料/聚合物比的测定”中所述方法测定.
(2)水性油墨的制备
在实施例N-1中,使用实施例N-1(1)中获得的分散体N1,作为乙炔二醇基表面活性剂的Olfine E1010(Nissin ChemicalIndustry Co.,Lted.制造),作为烷二醇一烷基醚的二甘醇一丁醚和作为1,2-烷二醇的1,2-戊二醇。具体组成如下所述。
另外地,在水性油墨的制备中,加入分散体N1来获得8.0%的分散元素N1含量。<>中的值表示通过上面“平均粒度的测定”中所述方法测定的分散元素N1的平均粒度(单位:nm)。
另外,在实施例N-1的水性油墨组合物中作为“余量”加入的离子交换水是这样的离子交换水,其中加入Proxel XL-2用于水性油墨的防腐活性,苯并三唑用于防止水性喷墨头元件的侵蚀和EDTA 2Na盐用于减少水性油墨体系中金属离子的作用,它们基于水性油墨的总重量计,分别达到0.01%、0.01%和0.02%的浓度。
分散元素N1<120>           8.0%
Olfine E1010              0.5%
二甘醇一丁醚              3.0%
1,2-戊二醇               2.5%
二甘醇                    3.0%
甘油                      11.5%
三羟甲基丙烷          6.0%
三丙醇胺              0.3%
离子交换水            余量
(3)分散元素中单价阳离子的量的测定
实施例N-1(2)中制备的水性油墨通过上述“分散元素中单价阳离子的量的测定”所述的方法测定,结果,单价阳离子的总量为1,788ppm。测量结果的详情见表60。
(4)打印评估
在打印评估中,利用水性喷墨打印机PM-950C(Seiko EpsonCorporation制造)来评估实施例N-1(2)制备的水性油墨的打印质量,该打印机通过使用压电元件的水性喷墨头进行水性油墨喷射。
对于评估的纸张,使用(a)Conqueror,(b)Reymat,(c)ModeCopy,(d)Rapid Copy,(e)Xerox P,(f)Xerox 4024,(g)Xerox 10,(h)Neenha Bond,(I)Ricopy 6200和(j)Hammer mill Copy plus,它们是欧洲、USA和日本市售的平面纸张.
按照下列标准目测进行评估.
A:在所有点的字母中没有观察到模糊。
B:在5点或更少的字母处发现轻微模糊(可实行水平)
C:发现在5点或更少处的字母由于模糊而变粗
D:模糊严重,5点或更少的字母无法辨认。
打印评估结果如表59所示。
(5)喷射稳定性的评估
利用和实施例N-1(4)同样的打印机和水性油墨在A4大小的Xerox P上进行200页的连续打印,通过观察打印混乱性评估喷射稳定性。
按照下列标准目测进行评估.
A:完全没有产生打印混乱
B:产生打印混乱,但少于10部分(可实行水平)
C:在10至小于100部分产生打印混乱
D:在100或更多部分产生打印混乱。
喷射稳定性的评估结果如表60所示.
(6)储存稳定性的评估
将上述实施例N-1(2)制备的水性油墨加入到瓶内,紧紧塞住该瓶后,在60℃下放置1周或在-20℃下放置1周。评估放置前后水性油墨所产生的外源物质和物理值(粘度,表面张力)的变化。
按照下列标准进行评估.
A:在60℃或-20℃下放置后产生的外源物质的量和物理值与放置之前的比值在0.99-1.01内。
B:该比例在0.95-0.99或1.01-1.05(可实行水平)
C:该比例在0.90-0.95或1.05-1.10
D:该比例小于0.90或大于1.10。
储存稳定性的评估结果如表60所示。
<实施例N-2>
(1)分散体的制备
分散体N2:
对于实施例N-2中所用的分散体N2的制备,使用是有机颜料的不溶性一偶氮黄颜料(C.I.颜料黄74).
向安装有搅拌器、温度计、回流管和滴液漏斗的反应容器吹入氮气,向其中加入12份苯乙烯、9份甲基丙烯酸月桂基酯、15份甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(NK Ester M90G,Shin-Nakamura ChemicalCo.,Ltd.制造)、5份甲基丙烯酸异丁酯大分子单体(AW-6S,ToagoseiChemical Industry Co.,Ltd.制造)、3份甲基丙烯酸、5份甲基乙基酮和0.3份巯基乙醇,在70℃下加热.此后,将单独制备的25份苯乙烯、30份甲基丙烯酸月桂基酯、15份甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(NK Ester M90G,Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制造)、15份甲基丙烯酸异丁酯大分子单体(AW-6S,Toagosei ChemicalIndustry Co.,Ltd.制造)、10份甲基丙烯酸、20份甲基乙基酮和1.0份巯基乙醇加入到滴液漏斗中,在4小时内滴加到该反应容器内,由此聚合一种分散聚合物。随后,将甲基乙基酮适当加入到反应容器内,制备浓度为35%的分散聚合物溶液.
取部分的这种分散聚合物溶液,在蒸馏除去溶剂组分之后,通过上述“芳环的量的测定”中所述的方法测定芳环相对于总重量的比值,结果,芳环的量相对于分散聚合物的总重量为25%.
将40份上面所得分散聚合物溶液、30份是有机颜料的不溶性一偶氮黄颜料(C.I.颜料黄74)、100份含0.1mol/L氢氧化钠的水溶液,和40份甲基乙基酮混合,用匀浆器分散30分钟或更长时间。向其中加入380份的离子交换水,所得溶液进一步分散1小时。利用旋转蒸发器蒸馏除去全部量的甲基乙基酮和部分水,随后残余物通过具有100,000的分级分子量的超滤系统Millitan(Millipore制造)进行超滤,同时适当加入水。向其中适当加入离子交换水和作为中和剂的氢氧化钠水溶液,同时搅拌调节至pH为7.5,随后所得溶液经平均孔径为5μm的滤膜过滤得到分散体N2,其含有20%的分散元素N2(其中不溶性一偶氮黄颜料被芳环量为25%的聚合物包封的分散元素).
在表58中,给出了分散体N2中所用的颜料、分散聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比。聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比,与实施例N-1(1)相似,通过上述“芳环的量的测定”和“颜料/聚合物比的测定”中所述方法测定。
(2)水性油墨的制备
在实施例N-2中,使用实施例N-2(1)中获得的分散体N2,作为乙炔二醇基表面活性剂的Surfynol 440(Air Products制造)和Olfine STG(Nissin Chemical Industry Co.,Lted.制造),作为烷二醇一烷基醚的三甘醇一丁醚,和作为1,2-烷二醇的1,2-戊二醇。具体组成如下所述。
另外地,在水性油墨的制备中,加入分散体N2来获得7.0%的分散元素N2含量。<>中的值表示通过上面“平均粒度的测定”中所述方法测定的分散元素N2的平均粒度(单位:nm)。
另外,在实施例N-2的水性油墨组合物中作为“余量”加入的离子交换水与实施例N-1(2)相似,基于水性油墨的总重量计,该离子交换水中加入0.01%的Proxel XL-2,0.01%的苯并三唑和0.02%的EDTA 2Na盐。
分散元素N2<120>      7.0%
Surfynol 440         0.2%
Olfine STG           0.2%
三甘醇一丁醚         3.0%
1,2-戊二醇          2.0%
2-吡咯烷酮          3.0%
甘油                13.5%
三羟甲基乙烷        5.0%
三乙醇胺            0.1%
离子交换水          余量
(3)分散元素中单价阳离子的量的测定
实施例N-2(2)中制备的水性油墨通过上述“分散元素中单价阳离子的量的测定”所述方法测定,结果,单价阳离子的总量为1,085ppm。测量结果的详情见表60。
(4)打印评估
实施例N-2(2)中制备的水性油墨按照与实施例N-1(4)相同的评估标准进行打印评估,其中使用与实施例N-1(4)同样的水性喷墨打印机PM-950C(Seiko Epson Corporation制造)并且利用与实施例N-1(4)相同的评估纸张.打印评估结果如表59所示。
(5)喷射稳定性的评估
利用和实施例N-1(5)中同样的评估方法、使用与实施例N-2(4)相同的打印机和水性油墨、按照与实施例N-1(5)相同的评估标准进行喷射稳定性评估。喷射稳定性的评估结果如表60所示。
(6)储存稳定性的评估
上述实施例N-2(2)制备的水性油墨按照与实施例N-1(6)相同的评估方法、按照与实施例N-1(6)同样的评估标准对储存稳定性进行评估。储存稳定性的评估结果如表60所示。
<实施例N-3>
(1)分散体的制备
分散体N3:
对于实施例N-3中所用的分散体N3的制备,使用是有机颜料的喹吖啶酮红颜料(C.I.颜料红122)。
向安装有搅拌器、温度计、回流管和滴液漏斗的反应容器吹入氮气,向其中加入12份苯乙烯、6份苯乙烯大分子单体(AS-6,ToagoseiChemical Industry Co.,Ltd.制造)、3.5份甲基丙烯酸正十二烷基酯、12份甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯、25份甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(NK Ester M40G,Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制造)、5份甲基乙基酮和0.3份偶氮二异丁腈,在70℃下加热。此后,将单独制备的15份苯乙烯、8份苯乙烯大分子单体(AS-6,Toagosei Chemical Industry Co.,Ltd.制造)、7份甲基丙烯酸正十二烷基酯、20份甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯、30份甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(NK Ester M40G,Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制造)、50份甲基乙基酮和1.5份偶氮二异丁腈加入到滴液漏斗中,在4小时内滴加到该反应容器内,由此聚合一种分散聚合物。随后,将甲基乙基酮适当加入到反应容器内,制备浓度为38%的分散聚合物溶液。
取部分的这种分散聚合物溶液,在蒸馏除去溶剂组分之后,通过上文“芳环的量的测定”中所述的方法测定芳环相对于总重量的比值,结果,芳环的量相对于分散聚合物的总量为40%。
将40份上面所得分散聚合物溶液、25份是有机颜料的喹吖啶酮红颜料(C.I.颜料红122)、100份含0.1mol/L氢氧化钠的水溶液,和40份甲基乙基酮混合,用匀浆器分散30分钟或更长时间.向其中加入380份的离子交换水,所得溶液进一步分散1小时。利用旋转蒸发器蒸馏除去全部量的甲基乙基酮和部分水,随后残余物通过具有100,000的分级分子量的超滤系统Millitan(Millipore制造)进行超滤,同时适当加入水.向其中适当加入离子交换水和作为中和剂的氢氧化钠水溶液,同时搅拌调节至pH为7.5,随后所得溶液经平均孔径为5μm的滤膜过滤得到分散体N3,其含有20%的分散元素N3(其中喹吖啶酮红颜料被芳环量为40%的聚合物包封的分散元素)。
在表58中,给出了分散体N3中所用的颜料、分散聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比.聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比,与实施例N-1(1)相似,通过上述“芳环的量的测定”和“颜料/聚合物比的测定”中所述方法测定.
(2)水性油墨的制备
在实施例N-3中,使用实施例N-3(1)中获得的分散体N3,作为乙炔二醇基表面活性剂的Olfine E1010(Nissin ChemicalIndustry Co.,Lted.制造)和Surfynol 104PG50(Air Products制造),作为烷二醇一烷基醚的三甘醇一丁醚,和作为1,2-烷二醇的1,2-己二醇。具体组成如下所述。
另外地,在水性油墨的制备中,加入分散体N3来获得7.5%的分散元素N3含量.<>中的值表示通过上面“平均粒度的测定”中所述方法测定的分散元素N3的平均粒度(单位:nm).
另外,在实施例N-3的水性油墨组合物中作为“余量”加入的离子交换水是这样的离子交换水,与实施例N-1(2)相似,基于该水性油墨的总重量计,其中加入0.01%的Proxel XL-2,0.01%的苯并三唑和0.02%的EDTA 2Na盐。
分散元素N3<140>        7.5%
Olfine E1010           0.1%
Surfynol 104PG50       0.4%
三甘醇一丁醚           1.0%
1,2-己二醇            2.5%
三甘醇                 2.0%
2-吡咯烷酮             4.0%
甘油                   13.8%
三羟甲基丙烷           6.0%
离子交换水             余量
(3)分散元素中单价阳离子的量的测定
实施例N-3(2)中制备的水性油墨通过上述“分散元素中单价阳离子的量的测定”所述方法测定,结果,单价阳离子的总量为1,484ppm。测量结果的详情见表60.
(4)打印评估
实施例N-3(2)制备的水性油墨按照与实施例N-1(4)相同的评估标准进行打印评估,其中使用与实施例N-1(4)同样的水性喷墨打印机PM-950C(Seiko Epson Corporation制造)并且利用与实施例N-1(4)相同的评估纸张。打印评估结果如表59所示.
(5)喷射稳定性的评估
利用和实施例N-1(5)中同样的评估方法、使用与实施例N-3(4)相同的打印机和水性油墨、按照与实施例N-1(5)相同的评估标准进行喷射稳定性评估.喷射稳定性的评估结果如表60所示。
(6)储存稳定性的评估
上述实施例N-3(2)制备的水性油墨按照与实施例N-1(6)相同的评估方法、按照与实施例N-1(6)同样的评估标准对储存稳定性进行评估。储存稳定性的评估结果如表60所示.
<实施例N-4>
(1)分散体的制备
分散体N4:
对于实施例N-4中所用的分散体N4的制备,使用是有机颜料的酞菁蓝颜料(C.I.颜料蓝15:4)。
向安装有搅拌器、温度计、回流管和滴液漏斗的反应容器吹入氮气,向其中加入20份苯乙烯、10份甲基丙烯酸月桂基酯、15份甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(NK Ester M90G,Shin-Nakamura ChemicalCo.,Ltd.制造)、5份甲基丙烯酸异丁酯大分子单体(AW-6S,ToagoseiChemical Industry Co.,Ltd.制造)、10份苯乙烯大分子单体(AS-6,Toagosei Chemical Industry Co.,Ltd.制造)、5份甲基丙烯酸、5份甲基乙基酮和0.3份正十二烷基硫醇,在70℃下加热。此后,将单独制备的25份苯乙烯、30份甲基丙烯酸月桂基酯、20份甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(NK Ester M90G,Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制造)、15份甲基丙烯酸异丁酯大分子单体(AW-6S,ToagoseiChemical Industry Co.,Ltd.制造)、15份苯乙烯大分子单体(AS-6,Toagosei Chemical Industry Co.,Ltd.制造)、5份甲基丙烯酸、20份甲基乙基酮和1.5份正十二烷基硫醇加入到滴液漏斗中,在4小时内滴加到该反应容器内,由此聚合一种分散聚合物.随后,将甲基乙基酮加入到反应容器内,制备浓度为40%的分散聚合物溶液。
取部分的这种分散聚合物溶液,在蒸馏除去溶剂组分之后,通过上述“芳环的量的测定”中所述的方法测定芳环相对于总重量的比值,结果,芳环的量相对于分散聚合物的总量为46%。
将40份上面所得分散聚合物溶液、40份是有机颜料的酞菁蓝颜料(C.I.颜料蓝15:4)、100份含0.1mol/L氢氧化钠的水溶液,和40份甲基乙基酮混合,用匀浆器分散30分钟或更长时间.向其中加入350份的离子交换水,所得溶液进一步分散1小时。利用旋转蒸发器蒸馏除去全部量的甲基乙基酮和部分水,随后残余物通过具有100,000的分级分子量的超滤系统Millitan(Millipore制造)进行超滤,同时适当加入水。向其中适当加入离子交换水和作为中和剂的氢氧化钠水溶液,同时搅拌调节至pH为7.5,随后所得溶液经平均孔径为5μm的滤膜过滤得到分散体N4,其含有20%的分散元素N4(其中酞菁蓝颜料被芳环量为46%的聚合物包封的分散元素).
在表58中,给出了分散体N4中所用的颜料、分散聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比。聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比,与实施例N-1(1)相似,通过上述“芳环的量的测定”和“颜料/聚合物比的测定”中所述方法测定。
(2)水性油墨的制备
在实施例N-4中,使用实施例N-4(1)中获得的分散体N4,作为乙炔二醇基表面活性剂的Acetylenol E100(Kawaken FineChemicals制造),作为烷二醇一烷基醚的丙二醇一丁醚,和作为1,2-烷二醇的1,2-己二醇.具体组成如下所述。
另外地,在水性油墨的制备中,加入分散体N4来获得8.0%的分散元素N4含量。<>中的值表示通过上面“平均粒度的测定”中所述方法测定的分散元素N4的平均粒度(单位:nm).
另外,在实施例N-4的水性油墨组合物中作为“余量”加入的离子交换水与实施例N-1(2)相似,基于水性油墨的总重量计,该离子交换水中加入0.01%的Proxel XL-2,0.01%的苯并三唑和0.02%的EDTA 2Na盐。
分散元素N4<100>            8.0%
Acetylenol E100            0.5%
丙二醇一丁醚               3.0%
1,2-己二醇                1.0%
三甘醇                     3.0%
甘油                       13.8%
三羟甲基丙烷               5.2%
三丙醇胺                   0.2%
离子交换水                 余量
(3)分散元素中单价阳离子的量的测定
实施例N-4(2)中制备的水性油墨通过上述“分散元素中单价阳离子的量的测定”所述方法测定,结果,单价阳离子的总量为1,208ppm.测量结果的详情见表60。
(4)打印评估
实施例N-4(2)中制备的水性油墨按照与实施例N-1(4)相同的评估标准进行打印评估,其中使用与实施例N-1(4)同样的水性喷墨打印机PM-950C(Seiko Epson Corporation制造)并且利用与实施例N-1(4)相同的评估纸张。打印评估结果如表59所示。
(5)喷射稳定性的评估
利用和实施例N-1(5)中同样的评估方法、使用与实施例N-4(4)相同的打印机和水性油墨、按照与实施例N-1(5)相同的评估标准进行喷射稳定性评估。喷射稳定性的评估结果如表60所示。
(6)储存稳定性的评估
上述实施例N-4(2)制备的水性油墨按照与实施例N-1(6)相同的评估方法、按照与实施例N-1(6)同样的评估标准对储存稳定性进行评估.储存稳定性的评估结果如表60所示.
<实施例N-5>
(1)分散体的制备
分散体N5:
对于实施例N-5中所用的分散体N5的制备,使用perynone橙颜料(C.I.颜料橙43)。除此之外,以与实施例N-1(1)相同的方式得到分散体N5,其含有20%的分散元素N5(其中perynone橙颜料被芳环量为56%的聚合物包封的分散元素).
在表58中,给出了分散体N5中所用的颜料、分散聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比。聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比,与实施例N-1(1)相似,通过上述“芳环的量的测定”和“颜料/聚合物比的测定”中所述方法测定.
(2)水性油墨的制备
在实施例N-5中,使用实施例N-5(1)中获得的分散体N5,作为乙炔二醇基表面活性剂的Surfynol 485和Surfynol TG(均由AirProducts制造),作为烷二醇一烷基醚的二丙二醇一丁醚,和作为1,2-烷二醇的1,2-戊二醇。具体组成如下所述.另外,在水性油墨的制备中,加入分散体N5来获得10.0%的分散元素N5含量。<>中的值表示通过上面“平均粒度的测定”中所述方法测定的分散元素N5的平均粒度(单位:nm).
另外,在实施例N-5的水性油墨组合物中作为“余量”加入的离子交换水是这样的离子交换水,与实施例N-1(2)相似,基于该水性油墨的总重量计,其中加入0.01%的Proxel XL-2,0.01%的苯并三唑和0.02%的EDTA 2Na盐.
分散元素N5<150>            10.0%
Surfynol 485               0.5%
Surfynol TG                0.2%
二丙二醇一丁醚             2.0%
1,2-戊二醇                2.0%
N-甲基-2-吡咯烷酮          5.0%
甘油                       11.2%
海藻糖                     5.8%
离子交换水                 余量
(3)分散元素中单价阳离子的量的测定
实施例N-5(2)中制备的水性油墨通过上述“分散元素中单价阳离子的量的测定”所述方法测定,结果,单价阳离子的总量为1,040ppm。测量结果的详情见表60。
(4)打印评估
实施例N-5(2)制备的水性油墨按照与实施例N-1(4)相同的评估标准进行打印评估,其中使用与实施例N-1(4)同样的水性喷墨打印机PM-950C(Seiko Epson Corporation制造)并且利用与实施例N-1(4)相同的评估纸张。打印评估结果如表59所示。
(5)喷射稳定性的评估
利用和实施例N-1(5)中同样的评估方法、使用与实施例N-5(4)相同的打印机和水性油墨、按照与实施例N-1(5)相同的评估标准进行喷射稳定性评估.喷射稳定性的评估结果如表60所示。
(6)储存稳定性的评估
上述实施例N-5(2)制备的水性油墨按照与实施例N-1(6)相同的评估方法、按照与实施例N-1(6)同样的评估标准对储存稳定性进行评估。储存稳定性的评估结果如表60所示.
<实施例N-6>
(1)分散体的制备
分散体N6:
对于实施例N-6中所用的分散体N6的制备,使用苯并咪唑啉酮褐颜料(C.I.颜料褐32)。除此之外,以与实施例N-1(1)相同的方式得到分散体N6,其含有20%的分散元素N6(其中苯并咪唑啉酮褐颜料被芳环量为67%的聚合物包封的分散元素)。
在表58中,给出了分散体N6中所用的颜料、分散聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比。聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比,与实施例N-1(1)相似,通过上述“芳环的量的测定”和“颜料/聚合物比的测定”中所述方法测定。
(2)水性油墨的制备
在实施例N-6中,使用实施例N-6(1)中获得的分散体N6,作为乙炔二醇基表面活性剂的Surfynol 420,作为烷二醇一烷基醚的二甘醇一丁醚。具体组成如下所述。
另外地,在水性油墨的制备中,加入分散体N6来获得5.0%的分散元素N6含量.<>中的值表示通过上面“平均粒度的测定”中所述方法测定的分散元素N6的平均粒度(单位:nm).
另外,在实施例N-6的水性油墨组合物中作为“余量”加入的离子交换水是这样的离子交换水,与实施例N-1(2)相似,基于该水性油墨的总重量计,其中加入0.01%的Proxel XL-2,0.01%的苯并三唑和0.02%的EDTA 2Na盐.
分散元素N6<140>             5.0%
Surfynol 420                0.1%
二甘醇一丁醚                3.0%
1,6-己二醇                 2.0%
四甘醇                      5.5%
甘油                        13.5%
三乙醇胺                    0.5%
离子交换水                  余量
(3)分散元素中单价阳离子的量的测定
实施例N-6(2)中制备的水性油墨通过上述“分散元素中单价阳离子的量的测定”所述方法测定,结果,单价阳离子的总量为1,780ppm。测量结果的详情见表60.
(4)打印评估
实施例N-6(2)制备的水性油墨按照与实施例N-1(4)相同的评估标准进行打印评估,其中使用与实施例N-1(4)同样的水性喷墨打印机PM-950C(Seiko Epson Corporation制造)并且利用与实施例N-1(4)相同的评估纸张。打印评估结果如表59所示。
(5)喷射稳定性的评估
利用和实施例N-1(5)中同样的评估方法、使用与实施例N-6(4)相同的打印机和水性油墨、按照与实施例N-1(5)相同的评估标准进行喷射稳定性评估。喷射稳定性的评估结果如表60所示。
(6)储存稳定性的评估
上述实施例N-6(2)制备的水性油墨按照与实施例N-1(6)相同的评估方法、按照与实施例N-1(6)同样的评估标准对储存稳定性进行评估。储存稳定性的评估结果如表60所示.
<实施例N-7>
(1)分散体的制备
分散体N7:
对于实施例N-7中所用的分散体N7的制备,使用是有机颜料的喹吖啶酮紫颜料(C.I.颜料紫19).除此之外,以与实施例N-1(1)相同的方式得到分散体N7,其含有20%的分散元素N7(其中喹吖啶酮紫颜料被芳环量为21%的聚合物包封的分散元素)。
在表58中,给出了分散体N7中所用的颜料、分散聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比。聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比,与实施例N-1(1)相似,通过上述“芳环的量的测定”和“颜料/聚合物比的测定”中所述方法测定。
(2)水性油墨的制备
在实施例N-7中,使用实施例N-7(1)中获得的分散体N7,作为乙炔醇基表面活性剂的Surfynol 61,以及Surfynol TG(两者均由Air Products制造),作为烷二醇一烷基醚的三甘醇一丁醚,和作为1,2-烷二醇的1,2-戊二醇。具体组成如下所述。
另外地,在水性油墨的制备中,加入分散体N7来获得6.0%的分散元素N7含量。<>中的值表示通过上面“平均粒度的测定”中所述方法测定的分散元素N7的平均粒度(单位:nm)。
另外,在实施例N-7的水性油墨组合物中作为“余量”加入的离子交换水是这样的离子交换水,与实施例N-1(2)相似,基于该水性油墨的总重量计,其中加入0.01%的Proxel XL-2,0.01%的苯并三唑和0.02%的EDTA 2Na盐。
分散元素N7<120>       6.0%
Surfynol 61           0.3%
Surfynol TG           0.1%
三甘醇一丁醚          1.5%
1,2-戊二醇           2.0%
二甘醇                2.0%
硫二甘醇              4.0%
甘油                  12.6%
三羟甲基乙烷          7.0%
离子交换水            余量
(3)分散元素中单价阳离子的量的测定
实施例N-7(2)中制备的水性油墨通过上述“分散元素中单价阳离子的量的测定”所述方法测定,结果,单价阳离子的总量为1,123ppm.测量结果的详情见表60。
(4)打印评估
实施例N-7(2)制备的水性油墨按照与实施例N-1(4)相同的评估标准进行打印评估,其中使用与实施例N-1(4)同样的水性喷墨打印机PM-950C(Seiko Epson Corporation制造)并且利用与实施例N-1(4)相同的评估纸张.打印评估结果如表59所示。
(5)喷射稳定性的评估
利用和实施例N-1(5)中同样的评估方法、使用与实施例N-7(4)相同的打印机和水性油墨、按照与实施例N-1(5)相同的评估标准进行喷射稳定性评估.喷射稳定性的评估结果如表60所示。
(6)储存稳定性的评估
上述实施例N-7(2)制备的水性油墨按照与实施例N-1(6)相同的评估方法、按照与实施例N-1(6)同样的评估标准对储存稳定性进行评估。储存稳定性的评估结果如表60所示.
<实施例N-8>
(1)分散体的制备
分散体N8:
对于实施例N-8中所用的分散体N8的制备,使用是有机颜料的酞菁绿颜料(C.I.颜料绿7)。除此之外,以与实施例N-1(1)相同的方式得到分散体N8,其含有20%的分散元素N8(其中酞菁绿颜料被芳环量为30%的聚合物包封的分散元素)。
在表58中,给出了分散体N8中所用的颜料、分散聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比。聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比,与实施例N-1(1)相似,通过上述“芳环的量的测定”和“颜料/聚合物比的测定”中所述方法测定。
(2)水性油墨的制备
在实施例N-8中,使用实施例N-8(1)中获得的分散体N8,作为乙炔二醇基表面活性剂的Olfine E1010(Nissin ChemicalIndustry Co.,Lted.制造)和Surfynol 104(Air Products制造),作为烷二醇一烷基醚的二丙二醇一丁醚,和作为1,2-烷二醇的1,2-戊二醇.具体组成如下所述.
另外地,在水性油墨的制备中,加入分散体N8来获得8.0%的分散元素N8含量.<>中的值表示通过上面“平均粒度的测定”中所述方法测定的分散元素N8的平均粒度(单位:nm).
另外,在实施例N-8的水性油墨组合物中作为“余量”加入的离子交换水是这样的离子交换水,与实施例N-1(2)相似,基于该水性油墨的总重量计,其中加入0.01%的Proxel XL-2,0.01%的苯并三唑和0.02%的EDTA 2Na盐。
分散元素N8<110>     8.0%
Olfine E1010        0.3%
Surfynol 104        0.1%
二丙二醇一丁醚           1.0%
1,2-戊二醇              3.0%
三甘醇                   2.0%
硫二甘醇                 4.0%
甘油                     13.8%
三羟甲基丙烷             6.0%
三乙醇胺                 0.1%
离子交换水               余量
(3)分散元素中单价阳离子的量的测定
实施例N-8(2)中制备的水性油墨通过上述“分散元素中单价阳离子的量的测定”所述方法测定,结果,单价阳离子的总量为2,387ppm.测量结果的详情见表60.
(4)打印评估
实施例N-8(2)制备的水性油墨按照与实施例N-1(4)相同的评估标准进行打印评估,其中使用与实施例N-1(4)同样的水性喷墨打印机PM-950C(Seiko Epson Corporation制造)并且利用与实施例N-1(4)相同的评估纸张.打印评估结果如表59所示。
(5)喷射稳定性的评估
利用和实施例N-1(5)中同样的评估方法、使用与实施例N-8(4)相同的打印机和水性油墨、按照与实施例N-1(5)相同的评估标准进行喷射稳定性评估。喷射稳定性的评估结果如表60所示。
(6)储存稳定性的评估
上述实施例N-8(2)制备的水性油墨按照与实施例N-1(6)相同的评估方法、按照与实施例N-1(6)同样的评估标准对储存稳定性进行评估。储存稳定性的评估结果如表60所示.
<对比实施例N-1>
(1)分散体的制备
分散体N9:
在对比实施例N-1中,类似于实施例N-1(1),利用是无机颜料的颜料黑FW18(Degussa制造).
然而,在对比实施例N-1中,不进行实施例N-(1)中所采用的超滤。
在本对比实施例中,向安装有搅拌器、温度计、回流管和滴液漏斗的反应容器吹入氮气,向其中加入25份苯乙烯、5份α-甲基苯乙烯、15份甲基丙烯酸丁酯、10份甲基丙烯酸月桂基酯、2份丙烯酸和0.5份叔十二烷基硫醇,在60℃下加热。此后,将单独制备的150份苯乙烯、15份丙烯酸、50份甲基丙烯酸丁酯、1份叔十二烷基硫醇、20份甲基乙基酮和3份偶氮二异丁腈加入到滴液漏斗中,在该对比实施例中,在4小时内滴加到该反应容器内,由此聚合一种分散聚合物。随后,将甲基乙基酮加入到反应容器内,制备浓度为40%的分散聚合物溶液。
取部分的这种分散聚合物溶液,在蒸馏除去溶剂组分之后,通过上文“芳环的量的测定”中所述的方法测定芳环相对于总重量的比值,结果,芳环的量相对于分散聚合物的总重量为40%。
将40份上面所得分散聚合物溶液、30份是炭黑颜料的颜料黑FW18(Degussa制造)、100份含0.1mol/L氢氧化钠的水溶液,和35份甲基乙基酮混合,用匀浆器分散30分钟或更长时间.向其中加入350份的离子交换水,所得溶液进一步分散1小时.利用旋转蒸发器蒸馏除去全部量的甲基乙基酮和部分水,在本对比实施例中,不进行超虑,适当加入离子交换水和作为中和剂的氢氧化钠水溶液,同时搅拌调节至pH为7.5,随后所得溶液经平均孔径为5μm的滤膜过滤得到分散体N9,其含有20%的分散元素N9(其中炭黑颜料被芳环量为40%的聚合物包封的分散元素)。
在表58中,给出了分散体N9中所用的颜料、分散聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比.颜料/聚合物比通过上述“颜料/聚合物比的测定”中所述方法测定。
(2)水性油墨的制备
在对比实施例N-1中,使用对比实施例N-1(1)中获得的分散体N9制备水性油墨.具体组成如下所述.
另外地,在水性油墨的制备中,加入分散体N9来获得8.0%的分散元素N9含量。<>中的值表示通过上面“平均粒度的测定”中所述方法测定的分散元素N9的平均粒度(单位:nm)。
另外,在对比实施例N-1的水性油墨组合物中作为“余量”加入的离子交换水是这样的离子交换水,与实施例N-1(2)相似,基于该水性油墨的总重量计,其中加入0.01%的Proxel XL-2,0.01%的苯并三唑和0.02%的EDTA 2Na盐。
分散元素N9<140>     8.0%
非离子表面活性剂    1.0%
乙二醇              5.0%
甘油                15.0%
离子交换水          余量
在上述组合物中,作为非离子表面活性剂使用Epan 450(商品名,Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd.制造)。
(3)分散元素中单价阳离子的量的测定
对比实施例N-1(2)中制备的水性油墨通过上述“分散元素中单价阳离子的量的测定”所述方法测定,结果,单价阳离子的总量为3,678ppm.测量结果的详情见表60。
(4)打印评估
对比实施例N-1(2)制备的水性油墨按照与实施例N-1(4)相同的评估标准进行打印评估,其中使用与实施例N-1(4)同样的水性喷墨打印机PM-950C(Seiko Epson Corporation制造)并且利用与实施例N-1(4)相同的评估纸张。打印评估结果如表59所示。
(5)喷射稳定性的评估
利用和实施例N-1(5)中同样的评估方法、使用与对比实施例N-1(4)相同的打印机和水性油墨、按照与实施例N-1(5)相同的评估标准进行喷射稳定性评估。喷射稳定性的评估结果如表60所示。
(6)储存稳定性的评估
对比实施例N-1(2)制备的水性油墨按照与实施例N-1(6)相同的评估方法、按照与实施例N-1(6)同样的评估标准对储存稳定性进行评估.储存稳定性的评估结果如表60所示。
<对比实施例N-2>
(1)分散体的制备
分散体N10:
为了制备对比实施例N-2中使用的分散体N10,将有机颜料酞菁绿颜料(C.I.颜料绿7)用Solsperse 27000(Avecia Limited制造)分散。
将15份酞菁绿颜料、5份Solsperse 27000、5份二乙醇胺、0.5份2-丙醇和74.5份离子交换水在珠磨MINIZETOR(Ajisawa制造)中分散2小时,得到对比实施例N-2的分散体N10,其含有20%的分散元素N10(颜料:15%,分散树脂:5%)。
(2)水性油墨的制备
在对比实施例N-2中,使用对比实施例N-2(1)中获得的分散体N10制备水性油墨.该对比实施例的具体组成如下所述。
另外地,在水性油墨的制备中,加入分散体N10来获得8.0%的分散元素N10含量。<>中的值表示通过上面“平均粒度的测定”中所述方法测定的分散元素N10的平均粒度(单位:nm)。
另外,在对比实施例N-2的水性油墨组合物中作为“余量”加入的离子交换水是这样的离子交换水,与实施例N-1(2)相似,基于该水性油墨的总重量计,其中加入0.01%的Proxel XL-2,0.01%的苯并三唑和0.02%的EDTA 2Na盐。
分散元素N10<150>      8.0%
非离子表面活性剂      1.0%
乙二醇                5.0%
甘油                  15.0%
离子交换水            余量
在上述组合物中,作为非离子表面活性剂使用Noigen EA160(商品名,Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd.制造)。
(3)分散元素中单价阳离子的量的测定
对比实施例N-2(2)中制备的水性油墨通过上述“分散元素中单价阳离子的量的测定”所述方法测定,结果,单价阳离子的总量为4,304ppm。测量结果的详情见表60.
(4)打印评估
对比实施例N-2(2)制备的水性油墨按照与实施例N-1(4)相同的评估标准进行打印评估,其中使用与实施例N-1(4)同样的水性喷墨打印机PM-950C(Seiko Epson Corporation制造)并且利用与实施例N-1(4)相同的评估纸张。打印评估结果如表59所示。
(5)喷射稳定性的评估
利用和实施例N-1(5)中同样的评估方法、使用与对比实施例N-2(4)相同的打印机和油墨、按照与实施例N-1(5)相同的评估标准进行喷射稳定性评估。喷射稳定性的评估结果如表60所示。
(6)储存稳定性的评估
对比实施例N-2(2)制备的水性油墨按照与实施例N-1(6)相同的评估方法、按照与实施例N-1(6)同样的评估标准对储存稳定性进行评估.储存稳定性的评估结果如表60所示。
Figure C02825419D03611
Figure C02825419D03621
从表58和59中的结果看出,当使用对比实施例的水性油墨时打印质量不好,当使用本发明的水性油墨时打印质量良好。
这揭示了通过使用本发明的水性油墨,可以在任何种类的纸张上获得模糊减小了的高质量打印记录。
Figure C02825419D03641
从表60中的结果看出,本发明的分散元素中单价阳离子的含量减小至2,500ppm或更小的水性油墨确保了优异的喷射稳定性和高储存稳定性,并且从表59看,还确保了优异的打印质量.此外,可以看出,当单价阳离子的量为1,500ppm或更小时,可以获得非常优异的喷射稳定性和储存稳定性。另一方面,当单价阳离子的量超过3,500ppm如同对比实施例那样,打印质量、喷射稳定性和储存稳定性均无法达到可行水平。
这些结果揭示了利用本发明的油墨可以得到良好的打印质量和喷射稳定性,并且,该油墨的储存稳定性也优良。
实施例P
本发明参考实施例描述如下.然而,本发明的范围不受这些实施例的限制。
(芳环的量、颜料/聚合物比例、平均粒度、分散元素中单价阴离子的量和表面张力的测定方法)
通过下列方法测定这些实施例中获得的测量值(芳环的量、颜料/聚合物比例、平均粒度、分散元素中单价阴离子的量和表面张力)。
“芳环的量的测定”
各取部分实施例和对比实施例所得的分散聚合物溶液,随后通过蒸馏除去溶剂组分来只提取聚合物组分,并溶解在DMSO-d6中,通过13C-NMR和1H-NMR(AMX400,Bruker(德国)制造)测量聚合物中芳环的量。
“颜料/聚合物比例的测定”
各取部分实施例和对比实施例中获得的分散体,在通过加入浓度为0.1mol/L的HCl用酸只沉淀出分散元素之后,测量干重。随后,通过Soxhlet萃取法用丙酮只取出分散聚合物,并且测定干重。由得到的值,计算出颜料/聚合物的重量比。
“平均粒度的测定”
将实施例和对比实施例得到的水性油墨分别用离子交换水稀释至分散元素浓度为0.001-0.01%(重量)(因为测量时的最佳浓度略微不同,依赖于水性油墨),利用粒度分布计(DLS-800,OtsukaElectronics Co.,Ltd.制造)测定在20℃下分散微粒的平均粒度。
“分散元素中单价阴离子的量的测定”
取必要量的实施例和对比实施例中得到的水性油墨,通过离心分离处理,分离为水性油墨的溶剂成分和是固体内容物的分散元素。离心条件为2500G和60分钟。
所得分散元素取样到石英杯中,加入捕集剂灰化,用硫酸氢钾溶化,并溶解在稀硝酸中,通过ICP发射分析(ICPS-8000,ShimadzuCorporation制造)测定分散元素中的单价阴离子的量.
“表面张力的测定”
各实施例和对比实施例中所得水性油墨在20℃下利用表面张力天平(CBVP-A3,Kyowa Interface Science Co.,Ltd.制造)测定表面张力。
<实施例P-1>
(1)分散体的制备
分散体P1:
对于实施例P-1中使用的分散体P1的制备,使用是无机颜料和炭黑颜料的颜料黑FW18(Degussa制造)。
向安装有搅拌器、温度计、回流管和滴液漏斗的反应容器吹入氮气,向其中加入15份甲基乙基酮、22份苯乙烯、5份α-甲基苯乙烯、16份甲基丙烯酸丁酯、10份甲基丙烯酸月桂基酯、2份丙烯酸和0.3份叔十二烷基硫醇,在70℃下加热.此后,将单独制备的100份苯乙烯、16份丙烯酸、50份甲基丙烯酸丁酯、1份叔十二烷基硫醇、20份甲基乙基酮和3份偶氮二异丁腈加入到滴液漏斗中,在4小时内滴加到该反应容器内,由此聚合一种分散聚合物。随后,将甲基乙基酮加入到反应容器内,制备浓度为40%的分散聚合物溶液.
取部分的这种分散聚合物溶液,在蒸馏除去溶剂组分之后,通过上述“芳环的量的测定”中所述的方法测定芳环相对于总重量的比例,结果,芳环的量相对于分散聚合物的总重量为56%.
将40份上面所得分散聚合物溶液、30份是炭黑颜料的颜料黑FW18(Degussa制造)、100份含0.1mol/L氢氧化钠的水溶液,和35份甲基乙基酮混合,用匀浆器分散30分钟或更长时间。向其中加入350份的离子交换水,所得溶液进一步分散1小时。利用旋转蒸发器蒸馏除去全部量的甲基乙基酮和部分水,随后残余物通过具有100,000的分级分子量的超滤系统Millitan(Millipore制造)进行超滤,同时适当加入水。向其中适当加入离子交换水和作为中和剂的氢氧化钠水溶液,同时搅拌调节至pH为7.5,随后所得溶液经平均孔径为5μm的滤膜过滤得到分散体P1,其含有20%的分散元素P1(其中炭黑颜料被芳环量为56%的聚合物包封的分散元素)。
在表61中,给出了分散体P1中所用的颜料、分散聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比。颜料/聚合物比通过上述“颜料/聚合物比的测定”中所述方法测定。
(2)水性油墨的制备
在实施例P-1中,使用实施例P-1(1)中获得的分散体P1,作为乙炔二醇基表面活性剂的Olfine E1010(Nissin ChemicalIndustry Co.,Lted.制造),作为烷二醇一烷基醚的二甘醇一丁醚和作为1,2-烷二醇的1,2-戊二醇。具体组成如下所述。
另外地,在水性油墨的制备中,加入分散体P1来获得8.0%的分散元素P1含量.<>中的值表示通过上面“平均粒度的测定”中所述方法测定的分散元素P1的平均粒度(单位:nm)。
另外,在实施例P-1的水性油墨组合物中作为“余量”加入的离子交换水是这样的离子交换水,其中加入Proxel XL-2用于水性油墨的防腐活性,苯并三唑用于防止水性喷墨头元件的侵蚀和EDTA 2Na盐用于减少水性油墨体系中金属离子的作用,它们基于水性油墨的总重量计分别达到0.01%、0.01%和0.02%的浓度。
分散元素P1<120>       8.0%
Olfine E1010          0.5%
二甘醇一丁醚          3.0%
1,2-戊二醇           2.5%
二甘醇                3.0%
甘油                  11.5%
三羟甲基丙烷          6.0%
三丙醇胺              0.3%
离子交换水            余量
(3)分散元素中单价阴离子的量的测定
实施例P-1(2)中制备的水性油墨通过上述“分散元素中单价阴离子的量的测定”所述的方法测定,结果,单价阴离子的总量为2,570ppm.测量结果的详情见表63。
(4)打印评估
在打印评估中,利用水性喷墨打印机PM-950C(Seiko EpsonCorporation制造)来评估实施例P-1(2)制备的水性油墨的打印质量,该打印机通过使用压电元件的水性喷墨头进行水性油墨喷射。
对于评估的纸张,使用(a)Conqueror,(b)Reymat,(c)ModeCopy,(d)Rapid Copy,(e)Xerox P,(f)Xerox 4024,(g)Xerox 10,(h)Neenha Bond,(i)Ricopy 6200和(j)Hammermill Copy plus,它们是欧洲、USA和日本市售的平面纸张.
按照下列标准目测进行评估.
A:在所有点的字母中没有观察到模糊.
B:在5点或更少的字母处发现轻微模糊(可实行水平)
C:发现在5点或更少处的字母由于模糊而变粗
D:模糊严重,5点或更少的字母无法辨认。
打印评估结果如表62所示.
(5)喷射稳定性的评估
利用和实施例P-1(4)同样的打印机和水性油墨在A4大小的Xerox P上进行200页的连续打印,通过观察打印混乱性评估喷射稳定性。
按照下列标准目测进行评估。
A:完全没有产生打印混乱
B:产生打印混乱,但少于10部分(可实行水平)
C:在10至小于100部分产生打印混乱
D:在100或更多部分产生打印混乱。
喷射稳定性的评估结果如表63所示。
(6)储存稳定性的评估
将上述实施例P-1(2)制备的水性油墨加入到瓶内,紧紧塞住该瓶后,在60℃下放置1周或在-20℃下放置1周。评估放置前后水性油墨所产生的外源物质和物理值(粘度,表面张力)的变化。
按照下列标准进行评估。
A:在60℃或-20℃下放置后产生的外源物质的量和物理值与放置之前的比值在0.99-1.01内。
B:该比例在0.95-0.99或1.01-1.05(可实行水平)
C:该比例在0.90-0.95或1.05-1.10
D:该比例小于0.90或大于1.10.
储存稳定性的评估结果如表63所示.
<实施例P-2>
(1)分散体的制备
分散体P2:
对于实施例P-2中所用的分散体P2的制备,使用是有机颜料的不溶性一偶氮黄颜料(C.I.颜料黄74)。
向安装有搅拌器、温度计、回流管和滴液漏斗的反应容器吹入氮气,向其中加入12份苯乙烯、9份甲基丙烯酸月桂基酯、15份甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(NK Ester M90G,Shin-Nakamura ChemicalCo.,Ltd.制造)、5份甲基丙烯酸异丁酯大分子单体(AW-6S,ToagoseiChemical Industry Co.,Ltd.制造)、3份甲基丙烯酸、5份甲基乙基酮和0.3份巯基乙醇,在70℃下加热。此后,将单独制备的25份苯乙烯、30份甲基丙烯酸月桂基酯、15份甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(NK Ester M90G,Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制造)、15份甲基丙烯酸异丁酯大分子单体(AW-6S,Toagosei ChemicalIndustry Co.,Ltd.制造)、10份甲基丙烯酸、20份甲基乙基酮和1.0份巯基乙醇加入到滴液漏斗中,在4小时内滴加到该反应容器内,由此聚合一种分散聚合物.随后,将甲基乙基酮适当加入到反应容器内,制备浓度为40%的分散聚合物溶液。
取部分的这种分散聚合物溶液,在蒸馏除去溶剂组分之后,通过上述“芳环的量的测定”中所述的方法测定芳环相对于总重量的比值,结果,芳环的量相对于分散聚合物的总重量为26%.
将40份上面所得分散聚合物溶液、30份是有机颜料的不溶性一偶氮黄颜料(C.I.颜料黄74)、100份含0.1mol/L氢氧化钠的水溶液,和40份甲基乙基酮混合,用匀浆器分散30分钟或更长时间.向其中加入380份的离子交换水,所得溶液进一步分散1小时。利用旋转蒸发器蒸馏除去全部量的甲基乙基酮和部分水,随后残余物通过具有100,000的分级分子量的超滤系统Millitan(Millipore制造)进行超滤,同时适当加入水.向其中适当加入离子交换水和作为中和剂的氢氧化钠水溶液,同时搅拌调节至pH为7.5,随后所得溶液经平均孔径为5μm的滤膜过滤得到分散体P2,其含有20%的分散元素P2(其中不溶性一偶氮黄颜料被芳环量为26%的聚合物包封的分散元素)。
在表61中,给出了分散体P2中所用的颜料、分散聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比。聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比,与实施例P-1(1)相似,通过上述“芳环的量的测定”和“颜料/聚合物比的测定”中所述方法测定。
(2)水性油墨的制备
在实施例P-2中,使用实施例P-2(1)中获得的分散体P2,作为乙炔二醇基表面活性剂的Surfynol 440(Air Products制造)和Olfine STG(Nissin Chemical Industry Co.,Lted.制造),作为烷二醇一烷基醚的三甘醇一丁醚,和作为1,2-烷二醇的1,2-戊二醇。具体组成如下所述.
另外地,在水性油墨的制备中,加入分散体P2来获得7.0%的分散元素P2含量。<>中的值表示通过上面“平均粒度的测定”中所述方法测定的分散元素P2的平均粒度(单位:nm)。
另外,在实施例P-2的水性油墨组合物中作为“余量”加入的离子交换水与实施例P-1(2)相似,基于水性油墨的总重量计,该离子交换水中加入0.01%的Proxel XL-2,0.01%的苯并三唑和0.02%的EDTA 2Na盐。
分散元素P2<120>         7.0%
Surfynol 440            0.2%
Olfine STG              0.2%
三甘醇一丁醚            3.0%
1,2-戊二醇             2.0%
2-吡咯烷酮            3.0%
甘油                  13.5%
三羟甲基乙烷          5.0%
三乙醇胺              0.1%
离子交换水            余量
(3)分散元素中单价阴离子的量的测定
实施例P-2(2)中制备的水性油墨通过上述“分散元素中单价阴离子的量的测定”所述方法测定,结果,单价阴离子的总量为1,179ppm。测量结果的详情见表63。
(4)打印评估
实施例P-2(2)中制备的水性油墨按照与实施例P-1(4)相同的评估标准进行打印评估,其中使用与实施例P-1(4)同样的水性喷墨打印机PM-950C(Seiko Epson Corporation制造)并且利用与实施例P-1(4)相同的评估纸张。打印评估结果如表62所示。
(5)喷射稳定性的评估
利用和实施例P-1(5)中同样的评估方法、使用与实施例P-2(4)相同的打印机和水性油墨、按照与实施例P-1(5)相同的评估标准进行喷射稳定性评估。喷射稳定性的评估结果如表63所示.
(6)储存稳定性的评估
上述实施例P-2(2)制备的水性油墨按照与实施例P-1(6)相同的评估方法、按照与实施例P-1(6)同样的评估标准对储存稳定性进行评估.储存稳定性的评估结果如表63所示。
<实施例P-3>
(1)分散体的制备
分散体P3:
对于实施例P-3中所用的分散体P3的制备,使用是有机颜料的喹吖啶酮红颜料(C.I.颜料红122)。
向安装有搅拌器、温度计、回流管和滴液漏斗的反应容器吹入氮气,向其中加入10份苯乙烯、5份苯乙烯大分子单体(AS-6,ToagoseiChemical Industry Co.,Ltd.制造)、3.5份甲基丙烯酸正十二烷基酯、10份甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯、25份甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(NK Ester M40G,Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制造)、5份甲基乙基酮和0.3份偶氮二异丁腈,在70℃下加热。此后,将单独制备的15份苯乙烯、10份苯乙烯大分子单体(AS-6,Toagosei Chemical Industry Co.,Ltd.制造)、5份甲基丙烯酸正十二烷基酯、20份甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯、30甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(NK Bster M40G,Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制造)、50份甲基乙基酮和1.5份偶氮二异丁腈加入到滴液漏斗中,在4小时内滴加到该反应容器内,由此聚合一种分散聚合物。随后,将甲基乙基酮适当加入到反应容器内,制备浓度为40%的分散聚合物溶液。
取部分的这种分散聚合物溶液,在蒸馏除去溶剂组分之后,通过上文“芳环的量的测定”中所述的方法测定芳环相对于总重量的比值,结果,芳环的量相对于分散聚合物的总量为38%.
将40份上面所得分散聚合物溶液、25份是有机颜料的喹吖啶酮红颜料(C.I.颜料红122)、100份含0.1mol/L氢氧化钠的水溶液,和40份甲基乙基酮混合,用匀浆器分散30分钟或更长时间。向其中加入380份的离子交换水,所得溶液进一步分散1小时。利用旋转蒸发器蒸馏除去全部量的甲基乙基酮和部分水,随后残余物通过具有100,000的分级分子量的超滤系统Millitan(Millipore制造)进行超滤,同时适当加入水。向其中适当加入离子交换水和作为中和剂的氢氧化钠水溶液,同时搅拌调节至pH为7.5,随后所得溶液经平均孔径为5μm的滤膜过滤得到分散体P3,其含有20%的分散元素P3(其中喹吖啶酮红颜料被芳环量为38%的聚合物包封的分散元素)。
在表61中,给出了分散体P3中所用的颜料、分散聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比。聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比,与实施例P-1(1)相似,通过上述“芳环的量的测定”和“颜料/聚合物比的测定”中所述方法测定。
(2)水性油墨的制备
在实施例P-3中,使用实施例P-3(1)中获得的分散体P3,作为乙炔二醇基表面活性剂的Olfine E1010(Nissin ChemicalIndustry Co.,Ltd.制造)和Surfynol 104PG50(Air Products制造),作为烷二醇一烷基醚的三甘醇一丁醚,和作为1,2-烷二醇的1,2-己二醇。具体组成如下所述。
另外地,在水性油墨的制备中,加入分散体P3来获得7.5%的分散元素P3含量。<>中的值表示通过上面“平均粒度的测定”中所述方法测定的分散元素P3的平均粒度(单位:nm)。
另外,在实施例P-3的水性油墨组合物中作为“余量”加入的离子交换水是这样的离子交换水,与实施例P-1(2)相似,基于该水性油墨的总重量计,其中加入0.01%的Proxel XL-2,0.01%的苯并三唑和0.02%的EDTA 2Na盐。
分散元素P3<140>         7.5%
Olfine E1010            0.1%
Surfynol 104PG50        0.4%
三甘醇一丁醚            1.0%
1,2-己二醇             2.5%
三甘醇                  2.0%
2-吡咯烷酮              4.0%
甘油                    13.8%
三羟甲基丙烷            6.0%
离子交换水              余量
(3)分散元素中单价阴离子的量的测定
实施例P-3(2)中制备的水性油墨通过上述“分散元素中单价阴离子的量的测定”所述方法测定,结果,单价阴离子的总量为1,008ppm。测量结果的详情见表63.
(4)打印评估
实施例P-3(2)制备的水性油墨按照与实施例P-1(4)相同的评估标准进行打印评估,其中使用与实施例P-1(4)同样的水性喷墨打印机PM-950C(Seiko Epson Corporation制造)并且利用与实施例P-1(4)相同的评估纸张。打印评估结果如表62所示.
(5)喷射稳定性的评估
利用和实施例P-1(5)中同样的评估方法、使用与实施例P-3(4)相同的打印机和水性油墨、按照与实施例P-1(5)相同的评估标准进行喷射稳定性评估。喷射稳定性的评估结果如表63所示。
(6)储存稳定性的评估
上述实施例P-3(2)制备的水性油墨按照与实施例P-1(6)相同的评估方法、按照与实施例P-1(6)同样的评估标准对储存稳定性进行评估。储存稳定性的评估结果如表63所示。
<实施例P-4>
(1)分散体的制备
分散体P4:
对于实施例P-4中所用的分散体P4的制备,使用是有机颜料的酞菁蓝颜料(C.I.颜料蓝15:4)。
向安装有搅拌器、温度计、回流管和滴液漏斗的反应容器吹入氮气,向其中加入20份苯乙烯、10份甲基丙烯酸月桂基酯、15份甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(NK Ester M90G,Shin-Nakamura ChemicalCo.,Ltd.制造)、5份甲基丙烯酸异丁酯大分子单体(AW-6S,ToagoseiChemical Industry Co.,Ltd.制造)、10份苯乙烯大分子单体(AS-6,Toagosei Chemical Industry Co.,Ltd.制造)、5份甲基丙烯酸、5份甲基乙基酮和0.3份正十二烷基硫醇,在70℃下加热。此后,将单独制备的25份苯乙烯、30份甲基丙烯酸月桂基酯、20份甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(NK Ester M90G,Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制造)、15份甲基丙烯酸异丁酯大分子单体(AW-6S,ToagoseiChemical Industry Co.,Ltd.制造)、15份苯乙烯大分子单体(AS-6,Toagosei Chemical Industry Co.,Ltd.制造)、5份甲基丙烯酸、20份甲基乙基酮和1.5份正十二烷基硫醇加入到滴液漏斗中,在4小时内滴加到该反应容器内,由此聚合一种分散聚合物。随后,将甲基乙基酮加入到反应容器内,制备浓度为40%的分散聚合物溶液.
取部分的这种分散聚合物溶液,在蒸馏除去溶剂组分之后,通过上述“芳环的量的测定”中所述的方法测定芳环相对于总重量的比值,结果,芳环的量相对于分散聚合物的总量为45%。
将40份上面所得分散聚合物溶液、40份是有机颜料的酞菁蓝颜料(C.I.颜料蓝15:4)、100份含0.1mol/L氢氧化钠的水溶液,和40份甲基乙基酮混合,用匀浆器分散30分钟或更长时间.向其中加入350份的离子交换水,所得溶液进一步分散1小时。利用旋转蒸发器蒸馏除去全部量的甲基乙基酮和部分水,随后残余物通过具有100,000的分级分子量的超滤系统Millitan(Millipore制造)进行超滤,同时适当加入水.向其中适当加入离子交换水和作为中和剂的氢氧化钠水溶液,同时搅拌调节至pH为7.5,随后所得溶液经平均孔径为5μm的滤膜过滤得到分散体P4,其含有20%的分散元素P4(其中酞菁蓝颜料被芳环量为45%的聚合物包封的分散元素)。
在表61中,给出了分散体P4中所用的颜料、分散聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比.聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比,与实施例P-1(1)相似,通过上述“芳环的量的测定”和“颜料/聚合物比的测定”中所述方法测定.
(2)水性油墨的制备
在实施例P-4中,使用实施例P-4(1)中获得的分散体P4,作为乙炔二醇基表面活性剂的Acetylenol E100(Kawaken FineChemicals制造),作为烷二醇一烷基醚的丙二醇一丁醚,和作为1,2-烷二醇的1,2-己二醇。具体组成如下所述.
另外地,在水性油墨的制备中,加入分散体P4来获得8.0%的分散元素P4含量。<>中的值表示通过上面“平均粒度的测定”中所述方法测定的分散元素P4的平均粒度(单位:nm).
另外,在实施例P-4的水性油墨组合物中作为“余量”加入的离子交换水与实施例P-1(2)相似,基于水性油墨的总重量计,该离子交换水中加入0.01%的Proxel XL-2,0.01%的苯并三唑和0.02%的EDTA 2Na盐。
分散元素P4<100>        8.0%
Acetylenol E100        0.5%
丙二醇一丁醚           3.0%
1,2-己二醇            1.0%
三甘醇                 3.0%
甘油                   13.8%
三羟甲基丙烷           5.2%
三丙醇胺               0.2%
离子交换水             余量
(3)分散元素中单价阴离子的量的测定
实施例P-4(2)中制备的水性油墨通过上述“分散元素中单价阴离子的量的测定”所述方法测定,结果,单价阴离子的总量为1,982ppm.测量结果的详情见表63。
(4)打印评估
实施例P-4(2)中制备的水性油墨按照与实施例P-1(4)相同的评估标准进行打印评估,其中使用与实施例P-1(4)同样的水性喷墨打印机PM-950C(Seiko Epson Corporation制造)并且利用与实施例P-1(4)相同的评估纸张.打印评估结果如表62所示。
(5)喷射稳定性的评估
利用和实施例P-1(5)中同样的评估方法、使用与实施例P-4(4)相同的打印机和水性油墨、按照与实施例P-1(5)相同的评估标准进行喷射稳定性评估.喷射稳定性的评估结果如表63所示。
(6)储存稳定性的评估
上述实施例P-4(2)制备的水性油墨按照与实施例P-1(6)相同的评估方法、按照与实施例P-1(6)同样的评估标准对储存稳定性进行评估.储存稳定性的评估结果如表63所示.
<实施例P-5>
(1)分散体的制备
分散体P5:
对于实施例P-5中所用的分散体P5的制备,使用是perynone橙颜料(C.I.颜料橙43)。除此之外,以与实施例P-1(1)相同的方式得到分散体P5,其含有20%的分散元素P5(其中perynone橙颜料被芳环量为56%的聚合物包封的分散元素).
在表61中,给出了分散体P5中所用的颜料、分散聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比。聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比,与实施例P-1(1)相似,通过上述“芳环的量的测定”和“颜料/聚合物比的测定”中所述方法测定。
(2)水性油墨的制备
在实施例P-5中,使用实施例P-5(1)中获得的分散体P5,作为乙炔二醇基表面活性剂的Surfynol 485和Surfynol TG(均由AirProducts制造),作为烷二醇一烷基醚的二丙二醇一丁醚,和作为1,2-烷二醇的1,2-戊二醇.具体组成如下所述。另外地,在水性油墨的制备中,加入分散体P5来获得10.0%的分散元素P5含量。<>中的值表示通过上面“平均粒度的测定”中所述方法测定的分散元素P5的平均粒度(单位:nm)。
另外,在实施例P-5的水性油墨组合物中作为“余量”加入的离子交换水是这样的离子交换水,与实施例P-1(2)相似,基于该水性油墨的总重量计,其中加入0.01%的Proxel XL-2,0.01%的苯并三唑和0.02%的EDTA 2Na盐。
分散元素P5<150>                10.0%
Surfynol 485                   0.5%
Surfynol TG                    0.2%
二丙二醇一丁醚                 2.0%
1,2-戊二醇                    2.0%
N-甲基-2-吡咯烷酮              5.0%
甘油                           11.2%
海藻糖                         5.8%
离子交换水                     余量
(3)分散元素中单价阴离子的量的测定
实施例P-5(2)中制备的水性油墨通过上述“分散元素中单价阴离子的量的测定”所述方法测定,结果,单价阴离子的总量为2,406ppm。测量结果的详情见表63。
(4)打印评估
实施例P-5(2)制备的水性油墨按照与实施例P-1(4)相同的评估标准进行打印评估,其中使用与实施例P-1(4)同样的水性喷墨打印机PM-950C(Seiko Epson Corporation制造)并且利用与实施例P-1(4)相同的评估纸张。打印评估结果如表62所示.
(5)喷射稳定性的评估
利用和实施例P-1(5)中同样的评估方法、使用与实施例P-5(4)相同的打印机和水性油墨、按照与实施例P-1(5)相同的评估标准进行喷射稳定性评估。喷射稳定性的评估结果如表63所示。
(6)储存稳定性的评估
上述实施例P-5(2)制备的水性油墨按照与实施例P-1(6)相同的评估方法、按照与实施例P-1(6)同样的评估标准对储存稳定性进行评估。储存稳定性的评估结果如表63所示。
<实施例P-6>
(1)分散体的制备
分散体P6:
对于实施例P-6中所用的分散体P6的制备,使用苝褐颜料(C.I.颜料褐26).除此之外,以与实施例P-1(1)相同的方式得到分散体P6,其含有20%的分散元素P6(其中苝褐颜料被芳环量为67%的聚合物包封的分散元素)。
在表61中,给出了分散体P6中所用的颜料、分散聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比。聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比,与实施例P-1(1)相似,通过上述“芳环的量的测定”和“颜料/聚合物比的测定”中所述方法测定。
(2)水性油墨的制备
在实施例P-6中,使用实施例P-6(1)中获得的分散体P6,作为乙炔二醇基表面活性剂的Surfynol 420,作为烷二醇一烷基醚的二甘醇一丁醚。具体组成如下所述。
另外地,在水性油墨的制备中,加入分散体P6来获得5.0%的分散元素P6含量.<>中的值表示通过上面“平均粒度的测定”中所述方法测定的分散元素P6的平均粒度(单位:nm)。
另外,在实施例P-6的水性油墨组合物中作为“余量”加入的离子交换水是这样的离子交换水,与实施例P-1(2)相似,基于该水性油墨的总重量计,其中加入0.01%的Proxel XL-2,0.01%的苯并三唑和0.02%的EDTA 2Na盐。
分散元素P6<140>           5.0%
Surfynol 420              0.1%
二甘醇一丁醚              3.0%
1,6-己二醇               2.0%
四甘醇                    5.5%
甘油                      13.5%
三乙醇胺                  0.5%
离子交换水                余量
(3)分散元素中单价阴离子的量的测定
实施例P-6(2)中制备的水性油墨通过上述“分散元素中单价阴离子的量的测定”所述方法测定,结果,单价阴离子的总量为2,563ppm.测量结果的详情见表63。
(4)打印评估
实施例P-6(2)制备的水性油墨按照与实施例P-1(4)相同的评估标准进行打印评估,其中使用与实施例P-1(4)同样的水性喷墨打印机PM-950C(Seiko Epson Corporation制造)并且利用与实施例P-1(4)相同的评估纸张.打印评估结果如表62所示。
(5)喷射稳定性的评估
利用和实施例P-1(5)中同样的评估方法、使用与实施例P-6(4)相同的打印机和水性油墨、按照与实施例P-1(5)相同的评估标准进行喷射稳定性评估。喷射稳定性的评估结果如表63所示.
(6)储存稳定性的评估
上述实施例P-6(2)制备的水性油墨按照与实施例P-1(6)相同的评估方法、按照与实施例P-1(6)同样的评估标准对储存稳定性进行评估.储存稳定性的评估结果如表63所示。
<实施例P-7>
(1)分散体的制备
分散体P7:
对于实施例P-7中所用的分散体P7的制备,使用是有机颜料的喹吖啶酮紫颜料(C.I.颜料紫19).除此之外,以与实施例P-1(1)相同的方式得到分散体P7,其含有20%的分散元素P7(其中喹吖啶酮紫颜料被芳环量为21%的聚合物包封的分散元素).
在表61中,给出了分散体P7中所用的颜料、分散聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比。聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比,与实施例P-1(1)相似,通过上述“芳环的量的测定”和“颜料/聚合物比的测定”中所述方法测定。
(2)水性油墨的制备
在实施例P-7中,使用实施例P-7(1)中获得的分散体P7,作为乙炔醇基表面活性剂的Surfynol 61,以及Surfynol TG(两者均由Air Products制造),作为烷二醇一烷基醚的三甘醇一丁醚,和作为1,2-烷二醇的1,2-戊二醇。具体组成如下所述。
另外地,在水性油墨的制备中,加入分散体P7来获得6.0%的分散元素P7含量。<>中的值表示通过上面“平均粒度的测定”中所述方法测定的分散元素P7的平均粒度(单位:nm)。
另外,在实施例P-7的水性油墨组合物中作为“余量”加入的离子交换水是这样的离子交换水,与实施例P-1(2)相似,基于该水性油墨的总重量计,其中加入0.01%的Proxel XL-2,0.01%的苯并三唑和0.02%的EDTA 2Na盐。
分散元素P7<120>        6.0%
Surfynol 61            0.3%
Surfynol TG            0.1%
三甘醇一丁醚           1.5%
1,2-戊二醇            2.0%
二甘醇                 2.0%
硫二甘醇               4.0%
甘油                   12.6%
三羟甲基乙烷           7.0%
离子交换水             余量
(3)分散元素中单价阴离子的量的测定
实施例P-7(2)中制备的水性油墨通过上述“分散元素中单价阴离子的量的测定”所述方法测定,结果,单价阴离子的总量为2,927ppm。测量结果的详情见表63。
(4)打印评估
实施例P-7(2)制备的水性油墨按照与实施例P-1(4)相同的评估标准进行打印评估,其中使用与实施例P-1(4)同样的水性喷墨打印机PM-950C(Seiko Epson Corporation制造)并且利用与实施例P-1(4)相同的评估纸张.打印评估结果如表62所示。
(5)喷射稳定性的评估
利用和实施例P-1(5)中同样的评估方法、使用与实施例P-7(4)相同的打印机和水性油墨、按照与实施例P-1(5)相同的评估标准进行喷射稳定性评估。喷射稳定性的评估结果如表63所示.
(6)储存稳定性的评估
上述实施例P-7(2)制备的水性油墨按照与实施例P-1(6)相同的评估方法、按照与实施例P-1(6)同样的评估标准对储存稳定性进行评估。储存稳定性的评估结果如表63所示。
<实施例P-8>
(1)分散体的制备
分散体P8:
对于实施例P-8中所用的分散体P8的制备,使用是有机颜料的紫蒽酮绿颜料(C.I.颜料绿47)。除此之外,以与实施例P-1(1)相同的方式得到分散体P8,其含有20%的分散元素P8(其中紫蒽酮绿颜料被芳环量为30%的聚合物包封的分散元素)。
在表61中,给出了分散体P8中所用的颜料、分散聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比。聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比,与实施例P-1(1)相似,通过上述“芳环的量的测定”和“颜料/聚合物比的测定”中所述方法测定。
(2)水性油墨的制备
在实施例P-8中,使用实施例P-8(1)中获得的分散体P8,作为乙炔二醇基表面活性剂的Olfine E1010(Nissin ChemicalIndustry Co.,Lted.制造)和Surfynol 104(Air Products制造),作为烷二醇一烷基醚的二丙二醇一丁醚,和作为1,2-烷二醇的1,2-戊二醇.具体组成如下所述。
另外地,在水性油墨的制备中,加入分散体P8来获得8.0%的分散元素P8含量.<>中的值表示通过上面“平均粒度的测定”中所述方法测定的分散元素P8的平均粒度(单位:nm)。
另外,在实施例P-8的水性油墨组合物中作为“余量”加入的离子交换水是这样的离子交换水,与实施例P-1(2)相似,基于该水性油墨的总重量计,其中加入0.01%的Proxel XL-2,0.01%的苯并三唑和0.02%的EDTA 2Na盐.
分散元素P8<110>         8.0%
Olfine E1010            0.3%
Surfynol 104            0.1%
二丙二醇一丁醚          1.0%
1,2-戊二醇             3.0%
三甘醇                  2.0%
硫二甘醇                4.0%
甘油                    13.8%
三羟甲基丙烷            6.0%
三乙醇胺                0.1%
离子交换水              余量
(3)分散元素中单价阴离子的量的测定
实施例P-8(2)中制备的水性油墨通过上述“分散元素中单价阴离子的量的测定”所述方法测定,结果,单价阴离子的总量为3,429ppm。测量结果的详情见表63。
(4)打印评估
实施例P-8(2)制备的水性油墨按照与实施例P-1(4)相同的评估标准进行打印评估,其中使用与实施例P-1(4)同样的水性喷墨打印机PM-950C(Seiko Epson Corporation制造)并且利用与实施例P-1(4)相同的评估纸张。打印评估结果如表62所示。
(5)喷射稳定性的评估
利用和实施例P-1(5)中同样的评估方法、使用与实施例P-8(4)相同的打印机和水性油墨、按照与实施例P-1(5)相同的评估标准进行喷射稳定性评估.喷射稳定性的评估结果如表63所示.
(6)储存稳定性的评估
上述实施例P-8(2)制备的水性油墨按照与实施例P-1(6)相同的评估方法、按照与实施例P-1(6)同样的评估标准对储存稳定性进行评估。储存稳定性的评估结果如表63所示。
<对比实施例P-1>
(1)分散体的制备
分散体P9:
在对比实施例P-1中,类似于实施例P-1(1),利用颜料黑FW18(Degussa制造),它是一种无机颜料和炭黑颜料.
在对比实施例P-1中,故意利用不同于实施例P-1(1)的聚合条件聚合分散聚合物。
在该对比实施例中,向安装有搅拌器、温度计、回流管和滴液漏斗的反应容器吹入氮气,向其中加入25份苯乙烯、5份α-甲基苯乙烯、15份甲基丙烯酸丁酯、10份甲基丙烯酸月桂基酯、2份丙烯酸和0.5份叔十二烷基硫醇,在65℃下加热。此后,将单独制备的150份苯乙烯、15份丙烯酸、50份甲基丙烯酸丁醋、1份叔十二烷基硫醇、20份甲基乙基酮和3份偶氮二异丁腈加入到滴液漏斗中,在该对比实施例中在2小时内滴加到该反应容器内,由此聚合一种分散聚合物.随后,将甲基乙基酮加入到反应容器内,制备浓度为40%的分散聚合物溶液。
取部分的这种分散聚合物溶液,在蒸馏除去溶剂组分之后,通过上文“芳环的量的测定”中所述的方法测定芳环相对于总重量的比值,结果,芳环的量相对于该分散聚合物的总重量为20%。
将40份上面所得分散聚合物溶液、30份是炭黑颜料的颜料黑FW18(Degussa制造)、100份含0.1mol/L氢氧化钠的水溶液,和35份甲基乙基酮混合,用匀浆器分散30分钟或更长时间。向其中加入350份的离子交换水,所得溶液进一步分散1小时。利用旋转蒸发器蒸馏除去全部量的甲基乙基酮和部分水,在本对比实施例中,不进行超滤,适当加入离子交换水和作为中和剂的氢氧化钠水溶液,同时搅拌调节至pH为7.5,随后所得溶液经平均孔径为5μm的滤膜过滤得到分散体P9,其含有20%的分散元素P9(其中炭黑颜料被芳环量为20%的聚合物包封的分散元素)。
在表61中,给出了分散体P9中所用的颜料、分散聚合物中芳环的量和颜料/聚合物比。颜料/聚合物比通过上述“颜料/聚合物比的测定”中所述方法测定。
(2)水性油墨的制备
在对比实施例P-1中,使用对比实施例P-1(1)中获得的分散体P9制备水性油墨.具体组成如下所述.
另外地,在水性油墨的制备中,加入分散体P9来获得8.0%的分散元素P9含量.<>中的值表示通过上面“平均粒度的测定”中所述方法测定的分散元素P9的平均粒度(单位:nm)。
另外,在对比实施例P-1的水性油墨组合物中作为“余量”加入的离子交换水是这样的离子交换水,与实施例P-1(2)相似,基于该水性油墨的总重量计,其中加入0.01%的Proxel XL-2,0.01%的苯并三唑和0.02%的EDTA 2Na盐。
分散元素P9<140>        8.0%
非离子表面活性剂       1.0%
乙二醇                 5.0%
甘油                   15.0%
离子交换水             余量
在上述组合物中,作为非离子表面活性剂使用Epan 450(商品名,Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd.制造).
(3)分散元素中单价阴离子的量的测定
对比实施例P-1(2)中制备的水性油墨通过上述“分散元素中单价阴离子的量的测定”所述方法测定,结果,单价阴离子的量为5,059ppm。测量结果的详情见表63。
(4)打印评估
对比实施例P-1(2)制备的水性油墨按照与实施例P-1(4)相同的评估标准进行打印评估,其中使用与实施例P-1(4)同样的水性喷墨打印机PM-950C(Seiko Epson Corporation制造)并且利用与实施例P-1(4)相同的评估纸张。打印评估结果如表62所示.
(5)喷射稳定性的评估
利用和实施例P-1(5)中同样的评估方法、使用与对比实施例P-1(4)相同的打印机和水性油墨、按照与实施例P-1(5)相同的评估标准进行喷射稳定性评估.喷射稳定性的评估结果如表63所示.
(6)储存稳定性的评估
对比实施例P-1(2)制备的水性油墨按照与实施例P-1(6)相同的评估方法、按照与实施例P-1(6)同样的评估标准对储存稳定性进行评估.储存稳定性的评估结果如表63所示.
<对比实施例P-2>
(1)分散体的制备
分散体P10:
为了制备对比实施例P-2中使用的分散体P10,将是有机颜料的紫蒽酮绿颜料(C.I.颜料绿47)用Solsperse 12000(Avecia Limited制造)分散。
将15份紫蒽酮绿颜料、5份Solsperse 12000、5份二乙醇胺、0.5份2-丙醇和74.5份离子交换水在珠磨MINIZETOR(Ajisawa制造)中分散2小时,得到对比实施例P-2的分散体P10,其含有20%的分散元素P9(颜料:15%,分散树脂:5%)。
(2)水性油墨的制备
在对比实施例P-2中,使用对比实施例P-2(1)中获得的分散体P10制备水性油墨。该对比实施例的具体组成如下所述。
另外地,在水性油墨的制备中,加入分散体P10来获得8.0%的分散元素P9含量。<>中的值表示通过上面“平均粒度的测定”中所述方法测定的分散元素P9的平均粒度(单位:nm)。
另外,在对比实施例P-2的水性油墨组合物中作为“余量”加入的离子交换水是这样的离子交换水,与实施例E-1(2)相似,基于该水性油墨的总重量计,其中加入0.01%的Proxel XL-2,0.01%的苯并三唑和0.02%的EDTA 2Na盐.
分散元素P10<150>        20.0%
非离子表面活性剂        1.0%
乙二醇                  5.0%
甘油                    15.0%
离子交换水              余量
在上述组合物中,作为非离子表面活性剂使用Noigen EA160(商品名,Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd.制造)。
(3)分散元素中单价阴离子的量的测定
对比实施例P-2(2)中制备的水性油墨通过上述“分散元素中单价阴离子的量的测定”所述方法测定,结果,单价阴离子的总量为5,393ppm.测量结果的详情见表63.
(4)打印评估
对比实施例P-2(2)制备的水性油墨按照与实施例P-1(4)相同的评估标准进行打印评估,其中使用与实施例P-1(4)同样的水性喷墨打印机PM-950C(Seiko Epson Corporation制造)并且利用与实施例P-1(4)相同的评估纸张.打印评估结果如表62所示.
(5)喷射稳定性的评估
利用和实施例P-1(5)中同样的评估方法、使用与对比实施例P-2(4)相同的打印机和水性油墨、按照与实施例P-1(5)相同的评估标准进行喷射稳定性评估。喷射稳定性的评估结果如表63所示。
(6)储存稳定性的评估
对比实施例P-2(2)制备的水性油墨按照与实施例P-1(6)相同的评估方法、按照与实施例P-1(6)同样的评估标准对储存稳定性进行评估.储存稳定性的评估结果如表63所示。
从表61和62中的结果看出,当使用对比实施例的水性油墨盒时打印质量不好,当使用本发明的水性油墨盒时打印质量良好。
这揭示了通过使用本发明的水性油墨盒,可以在任何种类的纸张上获得模糊减小了的高质量打印记录.
Figure C02825419D03901
从表63中的结果看出,本发明的分散元素中单价阴离子的含量减小至3,500ppm或更小的水性油墨确保了优异的喷射稳定性和高储存稳定性,并且从表62看,还确保了优异的打印质量。此外,可以看出,当单价阴离子的量为2,500ppm或更小时,可以获得非常优异的喷射稳定性和储存稳定性.另一方面,当单价阴离子的量超过5,000ppm如同对比实施例那样,打印质量、喷射稳定性和储存稳定性均无法达到可行水平。
这些结果揭示了利用本发明的水性油墨可以得到良好的打印质量和喷射稳定性,并且,该油墨的储存稳定性也优良.
工业实用性
本发明提供一种水性油墨,其确保了在平面纸张上几乎不模糊、高色彩形成,以及在专业纸张上满意的色彩形成和固定性质,而且还确保了优良的喷射稳定性.

Claims (56)

1.一种水性油墨,其含有用聚合物包封使之可分散于水中的色料的分散元素,其中该聚合物中芳环的量是该聚合物的20-70重量%,并且该聚合物包含苯乙烯或(α,2,3,或4)-烷基苯乙烯作为构成单体,或者该聚合物是聚丙烯酸酯或苯乙烯-丙烯酸共聚物;
该水性油墨还含有进一步加入的聚合物细微粒,且在所述分散元素和所述聚合物细微粒混合的状态下的ζ电势的绝对值为30mV或更高。
2.权利要求1的水性油墨,其中该分散元素和该聚合物细微粒各自独立地具有30mV或更高的绝对ζ电势,且该分散元素的ζ电势值与该聚合物细微粒的ζ电势值之间的差为±10mV或更小。
3.权利要求1的水性油墨,其中该聚合物细微粒的离子具有与该分散元素相同的极性。
4.权利要求1的水性油墨,其中该色料与该聚合物的重量比为10:90-90:10。
5.权利要求1所述的水性油墨,其中该色料与该聚合物的重量比对于黑色类色料为40:60-90:10,对于黄色类色料为50:50-90:10,对于红色类色料为50:50-90:10,对于蓝色类色料为20:80-70:30。
6.权利要求1的水性油墨,其中该水性油墨的液体组分中包含的多价金属离子的总量为200ppm或更小。
7.权利要求1的水性油墨,其中该水性油墨的液体组分中Si,Ca,Mg,Fe,Cr,N和Zr离子的含量各自为50ppm或更小。
8.权利要求1的水性油墨,其中该水性油墨的液体组分中包含的多价阴离子的总量为1,000ppm或更小。
9.权利要求8的水性油墨,其中所述的多价阴离子是硫酸离子、磷酸离子、或低分子多羧酸离子。
10.权利要求1的水性油墨,其中该水性油墨的液体组分中包含的单价阳离子的总量为5,000ppm或更小。
11.权利要求10的水性油墨,其中所述的单价阳离子是碱金属离子。
12.权利要求11的水性油墨,其中所述的碱金属离子是锂离子、钠离子和钾离子的任意一种。
13.权利要求10的水性油墨,其中所述的单价阳离子是铵离子。
14.权利要求1的水性油墨,其中该水性油墨的液体组分中包含的单价阴离子的总量为3,000ppm或更小。
15.权利要求14的水性油墨,其中该单价阴离子为卤素离子。
16.权利要求15的水性油墨,其中该卤素离子是氯离子、溴离子和碘离子的任意一种。
17.权利要求1的水性油墨,其中该水性油墨的液体组分中游离聚合物的含量为3%或更小。
18.权利要求1的水性油墨,其中在该水性油墨的液体组分中多价金属离子的总量为200ppm或更小,多价阴离子的总量为1,000ppm或更小,单价阳离子的总量为5,000ppm或更小,单价阴离子的总量为3,000ppm或更小,游离聚合物的含量为2%或更小.
19.权利要求1的水性油墨,其进一步含有表面活性剂。
20.权利要求19的水性油墨,其中所述的表面活性剂是选自乙炔二醇基表面活性剂、乙炔醇基表面活性剂和含硅表面活性剂的一种或多种。
21.权利要求1的水性油墨,其进一步含有烷二醇一烷基醚和/或1,2-烷二醇。
22.权利要求21的水性油墨,其中该烷二醇一烷基醚包括具有10个或更少重复单元的烷二醇和具有4-10个碳原子的烷基醚。
23.权利要求22的水性油墨,其中所述的烷二醇一烷基醚是二(三)乙二醇一丁基醚和/或(二)丙二醇一丁基醚。
24.权利要求21的水性油墨,其中该1,2-烷二醇是1,2-己二醇和/或1,2-戊二醇。
25.权利要求1的水性油墨,其中该水性油墨含有包括选自二(三)乙二醇一丁基醚、(二)丙二醇一丁基醚和1,2-烷二醇的一种或多种的物质,并且该物质的加入量为0.5-30重量%。
26.权利要求1的水性油墨,其至少含有一种或多种选自乙炔二醇基表面活性剂、乙炔醇基表面活性剂和含硅表面活性剂的成员以及一种或多种选自二(三)乙二醇一丁基醚、(二)丙二醇一丁基醚和1,2-烷二醇的成员。
27.权利要求1-26任一项的水性油墨,其中该色料为颜料。
28.权利要求27的水性油墨,其中该颜料是选自C.I.颜料黑、C.I.颜料黄、C.I.颜料红、C.I.颜料紫、C.I.颜料蓝、C.I.颜料橙、C.I.颜料绿和C.I.颜料褐的一种或多种。
29.权利要求27的水性油墨,其中该颜料是选自炭黑颜料、酞菁染料,喹吖啶酮染料,一偶氮颜料、偶氮色淀颜料、缩合偶氮染料,异吲哚啉酮颜料,醌酞酮颜料,蒽醌颜料,苯并咪唑酮颜料、二噁嗪颜料、苝颜料和perynone颜料的一种或多种。
30.一种水性油墨组,其含有至少黑色水性油墨、黄色水性油墨、品红水性油墨和青色水性油墨,其中各水性油墨包括用聚合物包封使之可分散于水中的色料的分散元素,并且芳环在该聚合物中的含量为该聚合物的20-70重量%,该聚合物包含苯乙烯或(α,2,3,或4)-烷基苯乙烯作为构成单体,或者该聚合物是聚丙烯酸酯或苯乙烯-丙烯酸共聚物;
该水性油墨还含有进一步加入的聚合物细微粒,且在所述分散元素和所述聚合物细微粒混合的状态下的ζ电势的绝对值为30mV或更高.
31.权利要求30的水性油墨组,其中该分散元素和该聚合物细微粒各自独立地具有30mV或更高的绝对ζ电势,且该分散元素的ζ电势值与该聚合物细微粒的ζ电势值之间的差为±10mV或更小。
32.权利要求30的水性油墨组,其中该聚合物细微粒的离子具有与该分散元素相同的极性。
33.权利要求30的水性油墨组,其进一步含有表面活性剂。
34.权利要求33的水性油墨组,其中所述的表面活性剂是选自乙炔二醇基表面活性剂、乙炔醇基表面活性剂和含硅表面活性剂的一种或多种。
35.权利要求30的水性油墨组,其进一步含有烷二醇一烷基醚和/或1,2-烷二醇。
36.权利要求35的水性油墨组,其中该烷二醇一烷基醚包括具有10个或更少重复单元的烷二醇和具有4-10个碳原子的烷基醚。
37.权利要求36的水性油墨组,其中所述的烷二醇一烷基醚是二(三)乙二醇一丁基醚和/或(二)丙二醇一丁基醚。
38.权利要求35的水性油墨组,其中该1,2-烷二醇是1,2-己二醇和/或1,2-戊二醇。
39.权利要求30的水性油墨组,其至少含有一种或多种选自乙炔二醇基表面活性剂、乙炔醇基表面活性剂和含硅表面活性剂的成员以及一种或多种选自二(三)乙二醇一丁基醚、(二)丙二醇一丁基醚和1,2-烷二醇的成员。
40.权利要求30的水性油墨组,其进一步含有红色水性油墨。
41.权利要求30的水性油墨组,其进一步含有蓝色水性油墨。
42.权利要求30的水性油墨组,其进一步含有绿色水性油墨。
43.含有深色水性油墨和浅色水性油墨的组合的水性油墨组,其中该深色水性油墨包括至少深黑色水性油墨、深黄色水性油墨、深品红水性油墨和深青色水性油墨,该浅色水性油墨包括至少一种浅品红水性油墨和浅青色水性油墨,各水性油墨包括用聚合物包封使之可分散于水中的色料的分散元素,并且该聚合物中芳环的量是20-70重量%,并且该聚合物包含苯乙烯或(α,2,3,或4)-烷基苯乙烯作为构成单体,或者该聚合物是聚丙烯酸酯或苯乙烯-丙烯酸共聚物;
该水性油墨还含有进一步加入的聚合物细微粒,且在所述分散元素和所述聚合物细微粒混合的状态下的ζ电势的绝对值为30mV或更高。
44.权利要求43的水性油墨组,其中该分散元素和该聚合物细微粒各自独立地具有30mV或更高的绝对ζ电势,且该分散元素的ζ电势值与该聚合物细微粒的ζ电势值之间的差为±10mV或更小。
45.权利要求43的水性油墨组,其中该聚合物细微粒的离子具有与该分散元素相同的极性。
46.权利要求43的水性油墨组,其中该色料与该聚合物的重量比为10:90-90:10。
47.权利要求43的水性油墨组,其进一步含有表面活性剂。
48.权利要求47的水性油墨组,其中所述的表面活性剂是选自乙炔二醇基表面活性剂、乙炔醇基表面活性剂和含硅表面活性剂的一种或多种。
49.权利要求43的水性油墨组,其进一步含有烷二醇一烷基醚和/或1,2-烷二醇。
50.权利要求49的水性油墨组,其中该烷二醇一烷基醚包括具有10个或更少重复单元的烷二醇和具有4-10个碳原子的烷基醚。
51.权利要求50的水性油墨组,其中所述的烷二醇一烷基醚是二(三)乙二醇一丁基醚和/或(二)丙二醇一丁基醚。
52.权利要求49的水性油墨组,其中该1,2-烷二醇是1,2-己二醇和/或1,2-戊二醇。
53.权利要求43-52任一项的水性油墨组,其中该色料为颜料。
54.权利要求43的水性油墨组,其进一步含有作为浅色水性油墨的浅黑色水性油墨。
55.权利要求43的水性油墨组,其进一步含有作为浅色水性油墨的浅黄色水性油墨。
56.水性喷墨记录方法,包括将能量施加给权利要求1所述的水性油墨或权利要求30所述的水性油墨组,使水性油墨从记录头喷射并且附着在记录介质上,由此进行打印记录。
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