CN101560347A - 非水系颜料墨 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种非水系颜料墨，其包含颜料、颜料分散剂和非水系溶剂，作为所述非水系溶剂包含多元醇与支链脂肪族羧酸的二元酯以上的酯、或者支链脂肪族醇与多元脂肪族羧酸的二酯以上的酯。

Description

非水系颜料墨

技术领域

本发明涉及一种非水系颜料墨，特别涉及一种适于喷墨记录系统使用的非水系颜料墨。

背景技术

喷墨记录系统由于可以简便且价廉地形成图像，所以应用于各种印刷领域。期望在办公室中使用该系统，并对普通纸进行高速印刷。

通常喷墨用墨使用水系(水性)墨，但其产生这样的弊端：在普通纸上印刷时，由于墨中的水分导致用纸卷曲，特别是进行高速印刷的情况下，对用纸搬送造成很大的影响。

对此，非水系(油性)墨由于在墨中不含有水，所以即使在普通纸上印刷也不会导致用纸卷曲，因此适于高速印刷。

日本特开2003-261808号公报公开了一种墨的保存稳定性提高的非水系墨，其溶剂含有60重量％以上的极性有机溶剂，且极性有机溶剂含有10重量％以上的酯系溶剂。

日本特开2002-363465号公报公开了一种喷墨用非水系颜料墨，其通过使用由碳原子数10～22的支链酯形成的分散介质，所述墨具有高稳定性/高安全性，可以形成高浓度/高精细度且耐水性优异的图像。

专利文献1：日本特开2003-261808号公报

专利文献2：日本特开2002-363465号公报

发明内容

但是，已经表明如果将使用现有的非水系墨进行印刷的印刷物夹在办公室或家庭中通常使用的透明文件夹(clear file)中，则产生随着时间的经过文件起皱的问题。

因此，本发明的课题在于提供一种可以解决这样的透明文件夹的起皱问题的非水系颜料墨。

根据本发明的一个方面，提供一种非水系颜料墨，其包含颜料、颜料分散剂和非水系溶剂，作为所述非水系溶剂包含多元醇与支链脂肪族羧酸的二酯以上的酯、或者支链脂肪族醇与多元脂肪族羧酸的二酯以上的酯。

具体实施方式

本发明的非水系颜料墨(以下有时也简记为“墨”。)，其特征在于，作为所述非水系溶剂包含多元醇与支链脂肪族羧酸的二酯以上的酯、或者支链脂肪族醇与多元脂肪族羧酸的二酯以上的酯。通过该组成，可以实现不产生透明文件夹的起皱问题的墨。

本发明的墨，作为必须成分含有颜料、颜料分散剂和非水系溶剂。

作为颜料，可以使用例如偶氮系、酞菁系、染料系、稠多环系、硝基系、亚硝基系等有机颜料(亮洋红6B(brilliant carmine6B)、色淀红C、沃丘格红、双偶氮黄、汉撒黄、酞菁蓝、酞菁绿、碱性蓝、苯胺黑等)；钴、铁、铬、铜、锌、铅、钛、钒、锰、镍等金属类、金属氧化物和硫化物、以及褚黄、群青、绛蓝等无机颜料；炉炭黑、灯黑、乙炔黑、槽法炭黑等炭黑类。这些颜料可以单独使用任一种，此外，也可以2种以上组合使用。

从分散性和保存稳定性的观点考虑，颜料的平均粒径优选300nm以下，更优选150nm以下，进一步优选100nm以下，此处，颜料的平均粒径是利用(株)堀场制作所制造的光散射式粒度分布测定装置LB-500测定的值。

墨中颜料的含量通常为0.01～20重量％，从印刷浓度和墨的粘度的观点考虑，优选1～15重量％，进一步优选5～10重量％。

所配合的颜料分散剂没有特别限定，只要在溶剂中使颜料稳定分散即可。可适合使用例如，含羟基羧酸酯、长链聚氨基酰胺与高分子量酸酯的盐、高分子量聚羧酸的盐、长链聚氨基酰胺与极性酸酯的盐、高分子量不饱和酸酯、高分子共聚物、改性聚氨酯、改性聚丙烯酸酯、聚醚酯型阴离子系活性剂、萘磺酸甲醛缩合物盐、聚氧乙烯烷基磷酸酯、聚氧乙烯壬基苯基醚、聚酯聚胺、硬脂酰胺乙酸酯等，其中，优选使用高分子分散剂。它们可以单独使用，此外，也可以多种组合使用。

作为市售分散剂的具体例子，可以列举出，

Lubrizol Japan Ltd.制“SOLSPERSE-5000”(酞菁铵盐系)、13940(聚酯胺系)、17000、18000(脂肪酸胺系)、11200、22000、24000、28000”(均为商品名)，

Efka chemicals公司制的“Efka400、401、402、403、450、451、453(改性聚丙烯酸酯)、46、47、48、49、4010、4055(改性聚氨酯)”(均为商品名)，

花王株式会社制“(Demol P、EP、Poiz520、521、530、Homogenol L-18(聚羧酸型高分子表面活性剂)”(均为商品名)、

楠本化成株式会社制“(Disparlon KS-860、KS-873N4(高分子聚酯的胺盐)”(均为商品名)，

第一工业制药株式会社制的“Discol202、206、OA-202、OA-600(多链型高分子非离子系)”(均为商品名)等。

墨中颜料分散剂的配合量可以适宜设定，不过从颜料的分散性观点考虑，以重量比计，相对于1份颜料优选0.05～1.0份左右，更优选0.1～0.7份。

相对于墨总量，颜料分散剂优选含有0.5～10重量％左右，更优选1～5重量％。

然后，对非水系溶剂进行说明。所谓非水系溶剂是非极性有机溶剂和极性有机溶剂，是指50％馏出点为150℃以上的溶剂。50％馏出点的意思是根据JIS K 0066“化学制品的蒸馏试验方法”测得的、以重量计50％的溶剂挥发时的温度。

例如，作为非极性有机溶剂，可以优选列举出脂肪族烃溶剂、脂环式烃系溶剂、芳香族烃溶剂等。作为脂肪族烃溶剂、脂环式烃系溶剂可以优选列举出例如，新日本石油株式会社制的“Teclean N-16、Teclean N-20、Teclean N-22、Naphtesol L、Naphtesol M、Naphtesol H、0号Solvent L、0号Solvent M、0号Solvent H、isosol300、isosol400、AF-4、AF-5、AF-6、AF-7”、Exxon Mobil公司制“Isopar G、Isopar H、Isopar L、Isopar M、Exxsol D40、Exxsol D80、Exxsol D100、Exxsol D130、ExxsolD140”等。

作为极性有机溶剂，可以使用酯系溶剂、醇系溶剂、高级脂肪酸系溶剂、醚系溶剂、以及它们的混合溶剂。更具体可以优选列举出月桂酸甲酯、月桂酸异丙酯、肉豆蔻酸异丙酯、棕榈酸异丙酯、棕榈酸异硬脂酯、油酸甲酯、油酸乙酯、油酸异丙酯、油酸丁酯、亚油酸甲酯、亚油酸异丁酯、亚油酸乙酯、异硬脂酸异丙酯、大豆油甲酯、大豆油异丁酯、妥尔油甲酯、妥尔油异丁酯、癸二酸二乙酯、单癸酸丙二醇酯(Monocapricacid propylene glycol)、三(2-乙基)己酸三羟甲基丙烷、三(2-乙基)己酸甘油酯等酯系溶剂；异肉豆蔻醇、异棕榈醇、异硬酯醇、油醇等醇系溶剂；异壬酸(isononanoic acid)、异肉豆蔻酸、十六酸、异棕榈酸、油酸、异硬脂酸等高级脂肪酸系溶剂；二乙二醇单丁醚、乙二醇单丁醚、丙二醇单丁醚、丙二醇二丁醚等醚系溶剂。

本发明的特征在于，这些非水系溶剂中，含有多元醇与支链脂肪羧酸的二酯以上的酯(1)或支链脂肪族醇与多元脂肪族羧酸的二酯以上的酯(2)。本发明的墨，通过使用该特定的酯(1)或(2)，可以抑制由于与获得的印刷物接触而导致的透明文件夹起皱。另外，目前办公室和家庭中使用的透明文件夹，其大部分是聚丙烯制的产品。

认为透明文件夹起皱，是由于在其内部夹持印刷物时，墨中的非水系溶剂浸透到构成文件夹的树脂内，其结果是文件夹膨润。这是因为与水系溶剂不同，非水系溶剂通常与树脂的亲和性高。

为了抑制向树脂浸透，例如，若使用粘度高的溶剂，则难于浸透到树脂内，不过，在喷墨用墨的情况下使用高粘度溶剂在喷出性上存在问题。

对此，多元醇与支链脂肪族羧酸的二酯以上的酯(1)或支链脂肪族醇与多元脂肪族羧酸的二酯以上的酯(2)，其特征是可以兼顾抑制墨粘度和抑制文件夹膨润。

作为支链脂肪族羧酸，可以列举出2-甲基丙酸、2-甲基丁酸、3-甲基丁酸、2-乙基丁酸、异庚酸、异辛酸、异壬酸、异癸酸、异十二酸、异肉豆蔻酸、异棕榈酸、异硬脂酸、异花生酸、异二十六酸等。支链的位置和支链数没有特别限定。

从墨粘度和抑制透明文件夹膨润的观点考虑，支链脂肪族羧酸优选碳原子数4～12的物质，更优选碳原子数6～10的物质。

进而，支链脂肪族羧酸，从墨的保存稳定性考虑，优选单羧酸，另外，从将墨放置于开放体系时的保存稳定性的观点考虑，优选饱和羧酸。

作为多元醇，优选脂肪族醇，可以例示乙二醇、丙二醇、异丙二醇、1，3-丙二醇、二乙二醇、1，3-丁二醇、1，4-丁二醇、2，3-丁二醇、1，2-戊二醇、2，2-二甲基丙烷1，3-二醇、1，5-戊二醇、二丙二醇、1，6-己二醇、1，4-环己烷二甲醇、1，3-环己烷二甲醇、1，9-壬二醇、1，10-癸二醇等2元醇，甘油、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷等三元醇，季戊四醇等四元醇。

从墨粘度的观点考虑，优选乙二醇、丙二醇、异丙二醇、1，3-丙二醇、二乙二醇、1，3-丁二醇、1，4-丁二醇以及2，3-丁二醇等的碳原子数2～4的多元醇。

从抑制透明文件夹起皱的观点考虑，上述支链脂肪族羧酸与多元醇的酯为二酯以上是必要的，从抑制透明文件夹膨润的观点考虑，3元以上的醇的情况下优选所有的羟基被酯化的中性酯。

作为特别优选的酯，可以使用二异辛酸的二酯，例如二异辛酸丙二醇酯、二异辛酸1，3-丁二醇酯。

作为支链脂肪族醇，可以列举出异丙醇、异丁醇、2-丁醇、叔丁醇、2-甲基-1-丁醇、3-甲基-1-丁醇、3-戊醇、4-甲基-2-戊醇、2-乙基丁醇、2-庚醇、3-庚醇、2-辛醇、2-乙基己醇、2，6-二甲基-4-庚醇、2-癸醇、三甲基壬醇等。支链位置和支链数没有特别限定。

从墨粘度和抑制透明文件夹膨润的观点出发，支链脂肪族醇优选碳原子数为3～12的脂肪族醇，更优选碳原子数为6～10的脂肪族醇。

进而，从墨的保存稳定性的观点出发，支链脂肪族醇优选一元醇，另外，从将墨放置在开放体系时的保存稳定性的观点出发，支链脂肪族醇优选饱和醇。

作为多元脂肪族羧酸，可以例示出草酸、丙二酸、富马酸、马来酸、琥珀酸、戊二酸、戊烯二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、苯二甲酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸等二元羧酸；偏苯三酸等三元羧酸。

从墨粘度的观点以及将墨放置在开放体系时的保存稳定性的观点出发，优选草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸等二元羧酸。

上述特定的酯(1)和(2)可以多种组合使用。墨中该酯的含量在含多种酯时以其总量计，优选为50～80重量％。

墨还可以含有作为非水系溶剂的上述非极性有机溶剂。墨中的非极性有机溶剂的含量优选30重量％以下。

进而，在不妨碍本发明效果的范围内，可以在墨中以30重量％以下的量使用上述特定的酯以外的极性有机溶剂。

除以上各成分，在墨中，可根据需要在不妨碍本发明目的的范围内包含本领域通常使用的各种添加剂。

具体地，在墨中可以含有作为消泡剂、表面张力降低剂等的阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性表面活性剂、非离子表面活性剂、或高分子系、硅酮系、氟系的表面活性剂。

通过配合抗氧化剂，可以防止墨成分氧化，使墨的保存稳定性提高。作为抗氧化剂可以使用例如，L-抗坏血酸、L-抗坏血酸钠、异抗坏血酸钠、亚硫酸钾、亚硫酸钠、硫代硫酸钠、连二亚硫酸钠、焦亚硫酸钠。

通过配合防腐剂，可以防止墨的腐坏并提高保存稳定性。作为防腐剂，可以使用例如5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮、1，2-苯并异噻唑啉-3-酮等异噻唑酮系防腐剂，六氢-1，3，5-三(2-羟乙基)均三嗪等三嗪系防腐剂，2-吡啶硫醇钠-1-氧化物、8-羟基喹啉等吡啶/喹啉系防腐剂，二甲基二硫代氨基甲酸钠等二硫代氨基甲酸盐系防腐剂，2，2-溴-3-次氮基丙酰胺、2-溴-2-硝基-1，3-丙二醇、2，2-二溴-2-硝基乙醇、1，2-二溴-2，4-二氨基丁烷等有机溴系防腐剂，对羟基苯甲酸甲酯、对羟基苯甲酸乙酯、山梨酸钾、脱氢乙酸钠、水杨酸。

墨可以如下制造，例如，首先调制含有颜料、颜料分散剂和非水系溶剂的颜料分散体，再加入非水系溶剂与其它的任意成分而制造，或者也可以将所有的配合成分一次性混合。

含有颜料、分散剂和非水系溶剂的颜料分散体或墨优选可通过将它们三者混合，并使用球磨、珠磨等任意的分散方法将颜料分散而获得。

作为喷墨记录装置用途而使用时墨的粘度，根据喷头的喷嘴直径和喷出环境等，其适应范围不同，一般优选23℃时为2～30mPa·s，更优选5～15mPa·s，此处的粘度表示在23℃时，用1分钟使剪切应力从0Pa增加到10Pa时的值。

使用本发明的墨的印刷方法，没有特别限定，优选使用喷墨记录装置进行印刷。喷墨打印机可以是压电方式、静电方式、热方式等任意方式的打印机。使用喷墨记录装置时，根据数字信号从喷墨头喷出本发明的墨，并使喷出的墨液滴附着在记录介质上。

实施例

以下通过实施例对本发明进行详细说明，不过本发明并不限定于这些。

<实施例和比较例>

将表1所示的各配合成分放入250ml的聚丙烯制容器中混合，并放入450g氧化锆珠粒(直径0.5mm)，利用摇摆磨机(Rocking mill)(SEIWA GIKEN CO.，LTD.)分散60分钟，然后，过滤氧化锆珠粒，将得到的内容物用3.0μm和0.8μm的膜滤器过滤，除去灰尘和粗大颗粒，得到各个墨。

使用的炭黑是三菱化学株式会社制的“MA11”，颜料分散剂是Lubrizol Japan Ltd.制“SOLSPERSE S-11200”，石油系烃溶剂为日石三菱株式会社制的“AF7(萘系溶剂)”。

所得的墨全部具有作为喷墨用墨的适当范围的颜料粒径。

<粘度的测定>

使用Haake公司制造的应力控制式流变仪(Rheomate)RS75(锥角为1°，直径60mm)测定上述获得的墨的粘度(在23℃时，用1分钟使剪切应力从0Pa增加到10Pa时的粘度)。

<喷出性>

作为喷墨记录装置使用“HC5500”(理想科学工业株式会社)，将喷出性进行如下评价。HC5500使用300dpi的线型喷墨头(各喷嘴以约85μm间隔排列)，并向与主扫描方向(喷嘴排列的方向)垂直的副扫描方向搬运用纸，进行打印的系统。

将各墨装填到喷墨记录装置，印刷相当于300dpi的满图像，目视评价在印刷图像中由喷出不良导致的白线的有无。完全没有白线的记为A，有白线的记为C。

<透明文件夹膨润性>

与上述同样操作，对A4大小的普通纸，在其1/3面积上印刷满图像，在得到的印刷物上放上聚丙烯制的薄片(厚度140μm)，以加上500g的载荷的状态下，30℃放置10天。

将放置后的聚丙烯制的薄片静置于水平面时的翘曲不足1cm的评价为AA，翘曲1cm以上且不足2cm的评价为A，翘曲2cm以上的评价为C。

将以上的结果同样示于表1。

明确了实施例的墨喷出性良好，透明文件夹的膨润性(起皱)也没有问题。

相对于此，明确了使用现有技术的极性有机溶剂的比较例1和比较例2的墨，引起明显的透明文件夹的膨润。明确了比较例3的墨虽然没有透明文件夹的膨润问题，但在喷出性上作为喷墨用途不适合。

本申请的公开与2008年4月18日申请的日本特愿2008-109095号以及2009年3月3日申请的日本特愿2009-049479号记载的主题相关。其所有公开的内容通过引用援引在此。

注意，除了以上已经提到的那些之外，在不脱离本发明的新颖性和有利特征的情况下，可以对上述实施方案进行各种改进和变化。因此，所有这些改进和变化意欲包括在所附的权利要求书内。

Claims (7)

1.一种非水系颜料墨，其包含颜料、颜料分散剂和非水系溶剂，作为所述非水系溶剂包含多元醇与支链脂肪族羧酸的二酯以上的酯、或者支链脂肪族醇与多元脂肪族羧酸的二酯以上的酯。

2.根据权利要求1所述的非水系颜料墨，其中，墨中所述酯的含量为50～80重量％。

3.根据权利要求1或2所述的非水系颜料墨，其中，所述支链脂肪族羧酸为碳原子数4～12的脂肪族羧酸。

4.根据权利要求1或2所述的非水系颜料墨，前述支链脂肪族醇为碳原子数3～12的脂肪族醇。

5.根据权利要求1或2所述的非水系颜料墨，所述多元醇为选自乙二醇、丙二醇、异丙二醇、1，3-丙二醇、二乙二醇、1，3-丁二醇、1，4-丁二醇和2，3-丁二醇所组成的组中的至少一种。

6.根据权利要求1或2所述的非水系颜料墨，所述多元脂肪族羧酸选自草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸和癸二酸所组成的组中的至少1种。

7.根据权利要求1或2所述的非水系颜料墨，所述非水系溶剂进一步含有非极性有机溶剂。