CN101568606A - 用于喷墨印刷的水基油墨 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及(1)制备含有含着色剂的聚合物颗粒的用于喷墨印刷的水分散体的方法,所述方法包括:步骤I,获得含着色剂的聚合物颗粒的分散体;步骤II,由在步骤I中获得的分散体获得含着色剂的聚合物颗粒的水分散体;步骤III,将在步骤II中获得的水分散体和有机溶剂(B)混合,以适当地控制得到的分散体中的混合溶剂的相对介电常数,从而沉淀含着色剂的聚合物颗粒;和步骤IV,将在步骤III中获得的沉淀物从所述分散体中分离,并将所述沉淀物再次分散于水基溶剂中;(2)喷射稳定性和光密度优异的用于喷墨印刷的水基油墨;(3)提纯用于喷墨印刷的水分散体的方法;和(4)制备含有细颗粒群的分散体的方法。
Description
技术领域
本发明涉及用于喷墨印刷的水基油墨、制备所述水基油墨中使用的水分散体的方法、提纯所述水分散体的方法、及制备含有细颗粒群(groups offine particles)的分散体的方法。
背景技术
在喷墨印刷方法中,墨滴从非常细小的喷嘴直接喷在记录介质上,并使其附着于记录介质以形成文字和图像。喷墨印刷方法因它们的多种优势而快速传播,比如易于完全着色,成本低,能够使用普通纸张作为记录介质,不与印刷的图像和文字接触等。
在这种印刷方法中,考虑到提高印刷的图象和文字的耐候性和耐水性,利用含有颜料作为着色剂的油墨的喷墨印刷方法目前正成为主流。
JP 10-292143A公开了感热式印刷方法(thermal printing method)中使用的水基油墨,所述感热式印刷方法在加热油墨时产生的气泡的作用下注入油墨,所述水基油墨包括含有着色微囊的水分散体,所述着色微囊通过用成膜树脂覆盖颜料而获得。然而,所述成膜树脂组分是溶于水的聚合物或可自分散的聚合物,因此,溶于油墨,从而无法使油墨显示令人满意的喷射性。
JP 2003-138176A公开了改善含有含着色剂的聚合物颗粒的水分散体的水基油墨的喷射性的方法,其通过对所述水基油墨进行膜处理或离心分离处理,从而从所述水分散体中除去可溶于水的聚合物或可自分散的聚合物。然而,该方法不能获得令人满意的提纯效率和生产效率。
JP 2006-152270A公开了一种方法,所述方法用具有特定的溶度参数的溶剂提纯含着色剂的不溶于水的聚合物,以改善油墨的光密度和防渗漏性。然而,通过该方法获得的油墨在喷射性上往往不能令人满意。
近年来,印刷头的结构非常精确,其中设置的喷嘴的直径趋于减小,此外,随着印刷速度的增大,进一步改善油墨的喷射性的需求越来越大。
发明内容
本发明涉及(1)制备含有含着色剂的聚合物颗粒的用于喷墨印刷的水分散体的方法,其包括下列步骤I到IV:
步骤I:分散含有聚合物、着色剂、有机溶剂(A)和水的混合物,以获得含着色剂的聚合物颗粒的分散体;
步骤II:从在步骤I中获得的分散体中除去有机溶剂(A),以获得含着色剂的聚合物颗粒的水分散体;
步骤III:将在步骤II中获得的水分散体和有机溶剂(B)混合,以控制所述水分散体的分散介质和有机溶剂(B)的混合溶剂的相对介电常数(α),从而沉淀聚合物颗粒;和
步骤IV:将在步骤III中获得的沉淀物从所述分散体中分离,并将所述沉淀物再次分散于水基溶剂中,
(2)含有所述水分散体的用于喷墨印刷的水基油墨;
(3)提纯所述水分散体的方法;和
(4)制备含有细颗粒群的分散体的方法。
发明详述
本发明涉及显示优异的喷射稳定性和光密度的用于喷墨印刷的水基油墨,用于所述水基油墨的含着色剂的聚合物颗粒的水分散体的制备方法,提纯所述水分散体的方法,以及制备适用于所述用于喷墨印刷的水基油墨的含有细颗粒群的分散体的方法等。
本发明人发现,当把含着色剂的聚合物颗粒的水分散体和有机溶剂混合以适当地控制得到的分散体中的混合溶剂的相对介电常数,从而沉淀聚合物颗粒时,获得的水基油墨可显示高喷射稳定性和高光密度。
因此,本发明涉及下列(1)到(4)方面:
(1)制备含有含着色剂的聚合物颗粒的用于喷墨印刷的水分散体的方法,其包括下列步骤I到IV:
步骤I:分散含有聚合物、着色剂、有机溶剂(A)和水的混合物,以获得含着色剂的聚合物颗粒的分散体;
步骤II:从在步骤I中获得的分散体中除去有机溶剂(A),以获得含着色剂的聚合物颗粒的水分散体;
步骤III:将在步骤II中获得的水分散体和有机溶剂(B)混合,以控制所述水分散体的分散介质和有机溶剂(B)的混合溶剂的相对介电常数(α),从而沉淀聚合物颗粒;和
步骤IV:将在步骤III中获得的沉淀物从所述分散体中分离,并将所述沉淀物再次分散于水基溶剂中。
(2)用于喷墨印刷的水基油墨,其包括在上面方面(1)中所限定的水分散体。
(3)提纯用于喷墨印刷的水分散体的方法,所述水分散体含有含着色剂的聚合物颗粒,所述方法包括下列步骤1和2:
步骤1:将含着色剂的聚合物颗粒的水分散体和有机溶剂(B)混合,以控制所述水分散体的分散介质和有机溶剂(B)的混合溶剂的相对介电常数(α),从而沉淀所述聚合物颗粒;和
步骤2:将在步骤1中获得的沉淀物从所述分散体中分离,并将所述沉淀物再分散在水基溶剂中。
(4)制备含有细颗粒群的分散体的方法,其包括下列步骤i、和ii或iii:
步骤i:将含有2种或更多种ζ电势彼此不同的细颗粒群的水分散体和有机溶剂混合,以控制所述水分散体的分散介质和有机溶剂的混合溶剂的相对介电常数(α),从而沉淀ζ电势绝对值小的细颗粒群;
步骤ii:将在步骤i中获得的沉淀物和所述分散体分离,并将所述沉淀物再次分散在相对介电常数大于所述混合溶剂的相对介电常数(α)的溶剂中,从而获得含有ζ电势绝对值小的细颗粒群的分散体;和
步骤iii:从所述分散体中分离并除去在步骤i中获得的沉淀物,以获得含有ζ电势绝对值大的细颗粒群的分散体。
根据本发明制备用于喷墨印刷的水分散体的方法的特征在于包括上述步骤I到IV。本发明中使用的各个组分说明如下。同时,含有着色剂的聚合物颗粒在下文中有时仅称作“含着色剂的聚合物颗粒”。
(着色剂)
对本发明中使用的着色剂没有特别限制,颜料、疏水染料、和水溶性染料(比如酸性染料、活性染料和直接染料)均可使用。考虑到良好的耐水性、良好的分散稳定性和良好的耐磨性,本发明中使用的着色剂优选为颜料或疏水染料。在这些着色剂中,为了满足最近对于高耐候性的强烈要求,优选颜料。
要求使用表面活性剂或聚合物以使水基油墨中使用的颜料或疏水染料以稳定细颗粒的形式存在。特别地,考虑到良好的防渗漏性和良好的耐水性,所述颜料和/或疏水染料优选包括在聚合物颗粒中。
所述颜料可以是无机的或有机的。如果需要,所述无机或有机颜料可以和体质颜料(extender pigment)组合使用。
所述无机颜料的实例包括碳黑、金属氧化物、金属硫化物和金属氯化物。在这些无机颜料中,碳黑优选用于黑色水基油墨中。碳黑可包括炉黑、热灯黑、乙炔黑和槽法炭黑。
所述有机颜料的实例包括偶氮颜料、重氮颜料、酞菁颜料、喹吖啶酮颜料、异吲哚啉酮颜料、二噁嗪颜料、茈颜料、紫环酮颜料、硫靛蓝颜料、蒽醌颜料和喹酞酮颜料。
优选的有机颜料的具体实例包括选自以下列商品名出售的市售产品中的一种或多种:C.I.Pigment Yellow、C.I.Pigment Red、C.I.Pigment Violet、C.I.Pigment Blue和C.I.Pigment Green等,具有多种产品编号。
所述体质颜料的实例包括二氧化硅、碳酸钙和滑石。
对疏水性染料没有特别限制,只要它们能被包括在聚合物颗粒内。为使染料有效地包括在聚合物内,基于在制备聚合物时使用的有机溶剂(比如优选地,甲乙酮(MEK)),疏水染料在25℃测得的溶解度优选为2g/L或更大,更优选为20到500g/L。
疏水性染料的实例包括油溶性染料和分散染料。在这些染料中,优选油溶性染料。油溶性染料的实例包括选自由Orient Chemical Co.,Ltd.、BASFAG等以下列商品名出售的市售产品中的一种或多种染料:C.I.SolventBlack、C.I.Solvent Yellow、CI.Solvent Red、C.I.Solvent Violet、C.I.SolventBlue、C.I.Solvent Green、及C.I.Solvent Orange等,具有多种产品编号。
上述着色剂可单独使用或以任选混合比含有它们中任何两种或多种的混合物的形式使用。
(聚合物)
本发明中使用的形成含着色剂的聚合物颗粒的聚合物优选为这样的水不溶性聚合物,当所述聚合物在105℃下干燥2小时然后在25℃下溶于100g水中时,在水中的溶解度为10g或更低,优选为5g或更低,更优选为1g或更低。具有成盐基团的聚合物的溶解度指的是根据该成盐基团的种类,用乙酸或氢氧化钠完全中和(即,100%)其成盐基团后的聚合物的溶解度。
本发明中使用的聚合物的实例包括聚酯、聚氨酯和乙烯基聚合物。考虑到其良好的分散稳定性,在这些聚合物中,优选通过乙烯单体(比如乙烯化合物、次乙烯(vinylidene)化合物和亚乙烯(vinylene)化合物)的加聚而获得的乙烯基聚合物。
(乙烯基聚合物)
本发明中使用的乙烯基聚合物优选为通过共聚合含有下列成分的单体混合物(这样的混合物在下文中仅称作″单体混合物″)而制备的聚合物:(a)含有成盐基团的单体(在下文中有时仅称作“组分(a)”)、和(b)大分子单体(在下文中有时仅称作“组分(b)”)和/或(c)疏水单体(在下文中有时仅称作“组分(c)”)。所述乙烯基聚合物含有来自于组分(a)的结构单元、和来自于组分(b)的结构单元和/或来自于组分(c)的结构单元。所述乙烯基聚合物的形式更优选为接枝聚合物,所述接枝聚合物在其主链含有来自于组分(a)的结构单元,或同时含有来自于组分(a)的结构单元和来自于组分(c)的结构单元,且在其侧链含有来自于组分(b)的结构单元,且更优选的形式为在其主链含有来自于组分(a)和(c)的结构单元,且在其侧链含有来自于组分(b)的结构单元的接枝聚合物。
(含有成盐基团的单体(a))
含有成盐基团的单体(a)用于提高得到的水分散体的分散稳定性。所述成盐基团的实例包括羧基、磺基、磷基、氨基和铵基。在这些成盐基团中,特别优选羧基。
含有成盐基团的单体的实例包括在JP 9-286939A的[0022]段中描述的阳离子单体和阴离子单体等。
阳离子单体的典型实例包括不饱和的含胺单体和不饱和的含铵盐单体。在这些阳离子单体中,优选N,N-二甲基氨基乙基(甲基)丙烯酸酯、N-(N′,N′-二甲基氨基丙基)(甲基)丙烯酰胺和乙烯基吡咯烷酮。
阴离子单体的典型实例包括不饱和的羧酸单体、不饱和的磺酸单体和不饱和的磷酸单体。
不饱和的羧酸单体的实例包括丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、衣康酸、马来酸、富马酸、柠康酸和2-甲基丙烯酰氧基甲基琥珀酸。不饱和的磺酸单体的实例包括苯乙烯磺酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、3-磺丙基(甲基)丙烯酸酯和二(3-磺丙基)衣康酸酯。不饱和的磷酸单体的实例包括乙烯基膦酸、乙烯基磷酸酯、二(甲基丙烯酰氧基乙基)磷酸酯、联苯-2-丙烯酰氧基乙基磷酸酯、联苯-2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酸酯和联丁基-2-丙烯酰氧基乙基磷酸酯。
在上述阴离子单体中,考虑到得到的油墨的良好的分散稳定性和良好的喷出稳定性,优选不饱和的羧酸单体,更优选丙烯酸和甲基丙烯酸。
(大分子单体(b))
所述大分子单体(b)用于提高含着色剂聚合物颗粒的分散稳定性。大分子单体(b)的形式为含有可聚合不饱和基团的单体,所述可聚合不饱和基团的数均分子量为500到100,000,优选为1,000到10,000。同时,大分子单体(b)的数均分子量可通过凝胶层析来测量,使用含有1mmol/L的十二烷基二甲胺的氯仿作为溶剂,并使用聚苯乙烯作为标准物。
在这些大分子单体(b)中,考虑到所述含着色剂聚合物颗粒的良好的分散稳定性等,优选在其一端具有可聚合官能团的苯乙烯基大分子单体和含芳基的(甲基)丙烯酸酯基大分子单体。
苯乙烯基大分子单体的实例包括苯乙烯基单体的均聚物,和苯乙烯基单体与其他单体的共聚物。苯乙烯基单体的实例包括苯乙烯、2-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、乙基乙烯基苯、乙烯基萘和氯苯乙烯。
关于含芳基的(甲基)丙烯酸酯基大分子单体,使用含芳基的(甲基)丙烯酸酯的均聚物,和含芳基的(甲基)丙烯酸酯与其他单体的共聚物。所述含芳基的(甲基)丙烯酸酯的实例包括含有芳烷基的(甲基)丙烯酸酯,所述芳烷基具有7到22个碳原子,优选为7到18个碳原子,更优选为7到12个碳原子,所述(甲基)丙烯酸酯可具有含杂原子的取代基,或具有6到22个碳原子,优选为6到18个碳原子,更优选为6到12个碳原子的芳基,所述芳基可具有含杂原子的取代基。所述含杂原子的取代基的实例包括卤素原子、酯基、醚基和羟基。所述含芳基的(甲基)丙烯酸酯的实例包括苯甲基(甲基)丙烯酸酯、苯氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、2-羟基-3-苯氧基丙基丙烯酸酯和2-甲基丙烯酰氧基乙基-2-羟丙基邻苯二甲酸酯。在这些含芳基的(甲基)丙烯酸酯中,优选苯甲基(甲基)丙烯酸酯。
键联至这些大分子单体的一端的可聚合官能团优选为丙烯酰氧基或甲基丙烯酰氧基。可以和含芳基的(甲基)丙烯酸酯聚合的其他优选单体的实例包括丙烯腈等。
考虑到提高与颜料的亲合性,在苯乙烯基大分子单体中来自于苯乙烯基单体的结构单元的含量,或在含芳基的(甲基)丙烯酸酯基大分子单体中来自于含芳基的(甲基)丙烯酸酯的结构单元的含量优选为50重量%或更大,更优选为70重量%或更大。
大分子单体(b)还可含有由其他结构单元组成的侧链,所述其他结构单元来自于有机聚硅氧烷等。这种侧链可通过,例如将所述大分子单体与由下式(1)表示的在其一端具有可聚合官能团的硅酮基大分子单体共聚合而制备:
CH2=C(CH3)-COOC3H6-[Si(CH3)2-O]t-Si(CH3)3 (1)
其中t是8到40之间的数。
作为组分(b)的苯乙烯基大分子单体可从例如Toagosei Co.,Ltd.以AS-6(S)、AN-6(S)、HS-6(S)、AS-3(S)等的产品名称购得。
(疏水单体(c))
所述疏水单体(c)用于提高得到的油墨的光密度。所述疏水单体(c)的实例包括烷基(甲基)丙烯酸酯和含芳基的单体。
优选的烷基(甲基)丙烯酸酯含有具有1到22个碳原子,优选为6到18个碳原子的烷基。烷基(甲基)丙烯酸酯的实例包括甲基(甲基)丙烯酸酯、乙基(甲基)丙烯酸酯、(异)丙基(甲基)丙烯酸酯、(异或叔)丁基(甲基)丙烯酸酯、(异)戊基(甲基)丙烯酸酯、环己基(甲基)丙烯酸酯、2-乙基己基(甲基)丙烯酸酯、(异)辛基(甲基)丙烯酸酯、(异)癸基(甲基)丙烯酸酯、(异)十二烷基(甲基)丙烯酸酯和(异)十八烷基(甲基)丙烯酸酯。
同时,这里使用的术语“(异或叔)”和“(异)”表示以“异”和“叔”表示的基团同时存在的结构,以及不存在这些基团的结构(即,普通结构),且“(甲基)丙烯酸酯”表示丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯或这两者。
所述含芳基的单体可含有具有杂原子的取代基,优选为含有芳基的乙烯单体,所述芳基具有6到22个碳原子,优选为6到18个碳原子,更优选为6到12个碳原子。所述含芳基的单体的实例包括上述苯乙烯基单体(组分c-1),和上述含芳基的(甲基)丙烯酸酯(组分c-2)。具有杂原子的取代基的实例包括之前例证的那些。在这些组分(c)中,考虑到提高光密度,优选苯乙烯基单体(组分c-1)。在这些苯乙烯基单体(组分c-1)中,特别优选苯乙烯和2-甲基苯乙烯。考虑到提高光密度,组分(c-1)在组分(c)中的含量优选为10到100重量%,更优选为20到80重量%。
此外,作为组分(c-2)的优选的含芳基的(甲基)丙烯酸酯的实例包括苯甲基(甲基)丙烯酸酯和苯氧基乙基(甲基)丙烯酸酯。考虑到提高光密度和光泽,组分(c-2)在组分(c)中的含量优选为10到100重量%,更优选为20到80重量%。另外,组分(c-1)和(c-2)优选互相组合使用。
(含羟基单体(d))
所述单体混合物还可含有(d)含羟基单体(在下文中有时仅称作“组分(d)”)。所述含羟基单体(d)用于显示优异的提高分散稳定性的效果。
组分(d)的实例包括2-羟乙基(甲基)丙烯酸酯、3-羟丙基(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇(n=2到30,其中n表示加入氧化烯基的平均摩尔数:该定义类似地适用于下列描述)(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇(n=2到30)(甲基)丙烯酸酯、和聚乙二醇(n=1到15)/丙二醇(n=1到15)(甲基)丙烯酸酯。在这些含羟基单体中,优选2-羟乙基(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇单甲基丙烯酸酯和聚丙二醇甲基丙烯酸酯。
(由下式(2)表示的单体(e))
所述单体混合物还可含有由下式(2)表示的单体(e)(在下文中有时仅称作“组分(e)”):
CH2=C(R1)COO(R2O)qR3 (2)
其中R1是氢原子或具有1到5个碳原子的低级烷基;R2是可含有杂原子的具有1到30个碳原子的二价烃基;R3是具有1到30个碳原子的一价烃基,优选具有1到5个碳原子的一价烷基或具有6到30个碳原子的芳基或烷芳基,R3可含有杂原子;而q表示加入R2O基团的平均摩尔数,且是1到60,优选为1到30之间的数。
组分(e)用于显示提高得到的油墨的喷射性的优异效果。
在结构式(2)的组分(e)中含有的杂原子的实例包括氮原子、氧原子、卤素原子和硫原子。
合适的R1基团的实例包括甲基、乙基和(异)丙基。
合适的R2O基团的实例包括氧化乙烯基、氧三亚烷基(oxytrimethylene)、氧丙烷-1,2-二基、氧化丁烯基、氧化庚烯基、环氧己烯基、和由这些基团中的至少两个的组合构成的具有2到7个碳原子的氧化烷烃二基(氧化烯)。
合适的R3基团的实例包括具有1到30个碳原子,优选为1到20个碳原子,更优选为1到5个碳原子的脂肪族烷基,具有7到30个碳原子的含芳环烷基,具有4到30个碳原子的含杂环烷基,和可以含有具有1到8个碳原子的烷基的苯基(比如优选苯基和苯甲基)。
组分(e)的具体实例包括甲氧基聚乙二醇(式(2)中的q:1到30;该定义类似地适用于下列化合物)(甲基)丙烯酸酯、甲氧基聚丁二醇(q=1到30)(甲基)丙烯酸酯、乙氧基聚乙二醇(q=1到30)(甲基)丙烯酸酯、辛氧基聚乙二醇(q=1到30)(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇(q=1到30)(甲基)丙烯酸酯2-乙基己基醚、(异)丙氧基聚乙二醇(q=1到30)(甲基)丙烯酸酯、丁氧基聚乙二醇(q=1到30)(甲基)丙烯酸酯、甲氧基聚丙二醇(q=1到30)(甲基)丙烯酸酯、和甲氧基(乙二醇/丙二醇共聚物)(q=1到30:其中乙二醇结构单元的数量为1到29)(甲基)丙烯酸酯。在这些化合物中,优选辛氧基聚乙二醇(q=1到30)(甲基)丙烯酸酯和聚乙二醇(q=1到30)(甲基)丙烯酸酯2-乙基己基醚。
市售组分(d)和(e)的具体实例包括可由Shin-Nakamura Kagaku KogyoCo.,Ltd.获得的多官能丙烯酸酯单体(NK酯),比如″M-40G″、″M-90G″和″M-230G″;和可由NOF Corporation获得的BLEMMER系列,比如″PE-90″、″PE-200″、″PE-350″、″PME-100″、″PME-200″、″PME-400″、″PME-1000″、″PP-500″、″PP-800″、″PP-1000″、″AP-150″、″AP-400″、″AP-550″、″AP-800″、″50PEP-300″、″50POEP-800B″和″43PAPE-600B″。
这些组分(a)到(e)可单独使用或以它们的任意两种或多种的混合物的形式使用。
在制备所述乙烯基聚合物时,上述组分(a)到(e)在所述单体混合物中的含量(未中和组分的含量;该定义类似地适用于下列描述)或来自于组分(a)到(e)的结构单元在乙烯基聚合物中的含量如下。
考虑到得到的水分散体的良好的分散稳定性,组分(a)的含量优选为2到40重量%,更优选为2到30重量%,进一步优选为3到20重量%。
考虑到增强与着色剂的相互作用,组分(b)的含量优选为1到25重量%,更优选为5到20重量%。
考虑到提高光密度,组分(c)的含量优选为5到98重量%,更优选为10到60重量%。
考虑到得到的水分散体的良好的分散稳定性,组分(d)的含量优选为5到40重量%,更优选为7到20重量%。
考虑到得到的油墨的良好的喷射性质,组分(e)的含量优选为5到50重量%,更优选为10到40重量%。
考虑到得到的水分散体的良好的分散稳定性,组分(a)和(d)在所述单体混合物中的总含量优选为6到60重量%,更优选为10到50重量%。考虑到得到的水分散体的良好的分散稳定性和得到的油墨的良好的喷射性,组分(a)和(e)在所述单体混合物中的总含量优选为6到75重量%,更优选为13到50重量%。考虑到得到的水分散体的良好的分散稳定性和得到的油墨的良好的喷射性,组分(a)、(d)和(e)在所述单体混合物中的总含量优选为6到60重量%,更优选为7到50重量%。
此外,考虑到得到的水分散体的良好的分散稳定性和得到的油墨的良好的光密度,组分(a)与组分(b)、(c)的和的重量比[组分(a)/(组分(b)+组分(c))]优选为0.01到1,更优选为0.02到0.67,进一步优选为0.03到0.50。
(聚合物的制备)
本发明中使用的聚合物可通过根据已知的方法(比如本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合和乳液聚合)共聚合所述单体混合物而制备。在这些聚合方法中,优选溶液聚合。
用于溶液聚合方法的溶剂优选为有机极性溶剂,但不限于此。可与水混溶的有机极性溶剂可以以和水的混合物的形式使用。有机极性溶剂的实例包括具有1到3个碳原子的脂肪醇,比如甲醇、乙醇,和丙醇;酮,比如丙酮和甲乙酮;和酯,比如乙酸乙酯。在这些溶剂中,优选甲醇、乙醇、丙酮、甲乙酮和它们中的至少一种与水的混合溶剂。
所述聚合可在常规已知的自由基聚合引发剂的存在下进行,所述自由基聚合引发剂例如,偶氮化合物(比如2,2′-偶氮二异丁腈和2,2′-偶氮二(2,4-二甲基戊腈),和有机过氧化物(比如叔丁基过氧辛酸酯和联苯甲酰氧化物)。
用于所述聚合的自由基聚合引发剂的量优选为每1mol的所述单体混合物使用0.001到5mol,更优选为0.01到2mol。
所述聚合还可在常规已知的链转移剂的存在下进行,所述链转移剂例如,硫醇(比如辛基硫醇和2-巯基乙醇),和秋兰姆二硫化物(thiuramdisulfides)。
所述单体混合物的聚合条件根据所使用的自由基聚合引发剂、单体、溶剂等的种类而变化,因此没有特别限制。所述聚合通常在优选为30到100℃,更优选为50到80℃的温度下进行1到20小时。此外,所述聚合优选在惰性气体(比如氮气和氩气)的气氛下进行。
聚合反应完成后,可通过已知的方法(比如再沉淀)从反应溶液中分离由此制得的聚合物,并通过蒸馏除去溶剂。由此获得的聚合物可通过重复再沉淀、膜分离、层析、萃取等纯化,以从中除去未反应的单体等。
考虑到其中的着色剂的良好的光泽和良好的分散稳定性,本发明中使用的聚合物的重均分子量优选为5,000到500,000,更优选为10,000到400,000,进一步优选为10,000到300,000,更进一步优选为20,000到300,000。同时,所述聚合物的重均分子量可通过下列实施例中描述的方法测量。
当本发明中使用的乙烯基聚合物含有来自于含有成盐基团的单体(a)的成盐基团时,将所述成盐基团用中和剂中和。关于所述中和剂,可根据聚合物中的所述成盐基团的种类使用酸或碱。所述中和剂的实例包括酸(比如盐酸、乙酸、丙酸、磷酸、硫酸、乳酸、琥珀酸、乙醇酸、葡萄糖酸和甘油酸),和碱(比如氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、甲胺、二甲胺、三甲胺、乙胺、二乙胺、三乙胺、三乙醇胺和三丁胺)。
所述成盐基团的中和度优选为10到200%,更优选为20到150%,进一步优选为50到150%。
阴离子成盐基团的中和度根据下式计算:
{[中和剂重量(g)/中和剂当量]/[聚合物酸值(KOH mg/g)×聚合物重量(g)/(56×1000)]}×100
阳离子成盐基团的中和度根据下式计算:
{[中和剂重量(g)/中和剂当量]/[聚合物胺值(HCl mg/g)×聚合物重量(g)/(36.5×1000)]}×100
所述酸值或胺值可由聚合物的各个结构单元计算,或也可通过对通过将聚合物溶于合适的溶剂(例如甲乙酮)而制备的溶液进行滴定的方法来确定。
(含着色剂的聚合物颗粒的水分散体的制备)
制备根据本发明的含着色剂的聚合物颗粒的水分散体的方法包括下列步骤I到IV。
步骤I:分散含有聚合物、着色剂、有机溶剂(A)和水的混合物,以获得含着色剂的聚合物颗粒的分散体;和
步骤II:从步骤I获得的分散体中除去有机溶剂(A),以获得含着色剂的聚合物颗粒的水分散体。
步骤III:将在步骤II中获得的水分散体和有机溶剂(B)混合,以控制水分散体的分散介质和有机溶剂(B)的混合溶剂的相对介电常数(α),从而沉淀聚合物颗粒;和
步骤IV:从所述分散体中分离在步骤III中获得的沉淀物,并将所述沉淀物再分散在水基溶剂中。
(步骤I)
在步骤I中,优选地,先将上述聚合物溶于有机溶剂(A),然后将着色剂和水,如果需要,连同中和剂、表面活性剂等加入得到的有机溶剂溶液中并混合在一起,从而获得水包油型分散体。着色剂在所述混合物中的含量优选为5到50重量%,更优选为10到40重量%;有机溶剂(A)在所述混合物中的含量优选为10到70重量%,更优选为10到50重量%;所述聚合物在所述混合物中的含量优选为2到40重量%,更优选为3到20重量%,而水在所述混合物中的含量优选为10到70重量%,更优选为20到70重量%。当所述聚合物含有成盐基团时,优选在所述混合物中使用中和剂。当使用中和剂时,对所述聚合物中的成盐基团的中和度没有特别限制。通常,中和度优选控制为使得最终获得的水分散体显示中性的液体性质,例如pH为4.5到10。分散体的pH还可由所述聚合物所需的中和度确定。本发明使用的中和剂的实例包括上面所例证的那些。此外,可预先中和所述聚合物。
有机溶剂(A)的实例优选包括选自下列组的一种或多种溶剂:醇溶剂(比如乙醇、异丙醇和异丁醇);酮溶剂(比如丙酮、甲乙酮、和二乙基酮);和醚溶剂(比如二丁醚、四氢呋喃和二氧六环)。这些有机溶剂在20℃测量的在100g水中的溶解度优选为5g或更高,更优选为10g或更高,更具体地优选为5到80g,更优选为10到50g。在这些有机溶剂中,优选甲乙酮。这些有机溶剂(A)可单独使用或以它们的任意两种或多种的混合物的形式使用。
对在步骤I中分散所述混合物的方法没有特别限制。聚合物颗粒可仅通过实质分散过程细分成具有所需的平均粒径的细颗粒。优选地,首先对所述混合物进行初步分散过程,然后通过对其施加剪切应力进行实质分散过程,以控制所获得的聚合物颗粒的平均粒径至所需值。步骤I中的分散过程优选在5到50℃的温度下进行,更优选在10到35℃的温度下进行。
在对混合物进行初步分散过程时,可使用普通的混合或搅拌装置,比如锚叶。优选的混合或搅拌装置的实例包括高速混合器或搅拌器,比如“Ultra Disper”(商品名:可由Asada Tekko Co.,Ltd.获得)、“Ebara Milder”(商品名:可由EBAKA Corp.获得)、“TK Homomixer”、“TK Pipeline Mixer”、“TKHomo Jetter”、“TK Homomic Line Flow”和“Filmix”(商品名:均可由PRIMIXCorp.获得)、“Clearmix”(商品名:可由M-Technic Co.,Ltd.获得)和“K.D.Mill”(商品名:可由Kinetics Dispersion Inc.获得)。
为了在实质分散过程中对所述混合物施加剪切应力,可使用例如捏和机器(比如辊磨机、珠磨机、捏和机和挤出机)、均匀阀型(homo-valve-type)高压均化器(典型的比如“High-Pressure Homogenizer”(商品名:可从IzumiFood Machinery Co.,Ltd.获得)和“Mini-Labo 8.3H Model”(商品名:可从Rannie Corp.获得)),和室型(chamber-type)高压均化器((比如“MicroFluidizer”(商品名:可从Microfluidics Inc.获得)、“Nanomizer”(商品名:可从Nanomizer Co.,Ltd.获得)、“Altimizer”(商品名:可从Sugino Machine Co.,Ltd.获得)、“Genus PY”(商品名:可从Hakusui Kagaku Co.,Ltd.获得)和“DeBEE 2000”(商品名:Nippon BEE Co.,Ltd.))。可组合使用这些设备中的任意两种或多种。在这些设备中,当所述混合物中含有颜料时,考虑到减小颜料的粒径,优选高压均化器。
(步骤II)
在步骤II中,通过已知方法从由此获得的分散体中除去有机溶剂(A),以使分散体含水,从而获得含着色剂的聚合物颗粒的水分散体。优选地,有机溶剂(A)基本上完全从由此获得的聚合物颗粒的水分散体中除去。然而,残留的有机溶剂可存在于所述水分散体中,除非本发明的目的和效果受所述残留的有机溶剂的负面影响。在得到的水分散体中残留的有机溶剂的含量优选为0.1重量%或更低,更优选为0.01重量%或更低。
在由此获得的含着色剂的聚合物颗粒的水分散体中,将由含着色剂的聚合物形成的固体组分分散在作为主溶剂的水中。对聚合物颗粒的构造没有特别限制,只要所述颗粒至少由着色剂和聚合物形成。所述聚合物颗粒的构造的实例包括其中着色剂被包围在各个聚合物颗粒中的颗粒构造,其中着色剂均匀地分散在各个聚合物颗粒中的颗粒构造,和其中着色剂暴露在各个聚合物颗粒的表面的颗粒构造。
(步骤III)
在步骤III中,将在步骤II中获得的含着色剂的聚合物颗粒的水分散体和有机溶剂(B)混合,以控制得到的分散体中的混合溶剂的相对介电常数(α),从而沉淀含着色剂的聚合物颗粒。从而,含着色剂的聚合物颗粒选择性地聚集在一起,并和分散体分离。同时,所述混合溶剂指的是由步骤II中获得的水分散体的分散介质(主要是水)和有机溶剂(B)组成的混合溶剂。
在步骤II中获得的水分散体除含着色剂的聚合物颗粒外,还可含有不含着色剂的聚合物颗粒、由于离心分离而和着色剂剥离并分离的聚合物颗粒等。此外,在水基油墨中,在某些情况下,在油墨中的赋形剂组分(vehiclecomponent)的作用下,聚合物可从着色剂剥离或分离,从而从着色剂脱离出来。这些聚合物在下文中一般称为“游离聚合物”。在感热式印刷型喷墨印刷机中,如果油墨中的游离聚合物的含量太大,则游离聚合物往往附着在加热器表面或头部,从而不能形成合适的气泡,造成印刷的图像或字符发生偏斜以及不能喷射油墨。因此,理想的,水基油墨中游离聚合物的含量小。
在步骤III中,所述混合溶剂优选形成均匀溶剂,并通过适当控制所述混合溶剂的相对介电常数,在保持游离聚合物处于分散在水分散体中的状态的同时,沉淀含着色剂的聚合物颗粒,从而有效地从分散体中分离含着色剂的聚合物颗粒。
在此情况下,在保持游离聚合物处于分散在水分散体中的状态的同时,含着色剂的聚合物颗粒聚集在一起的原因考虑如下。
也就是说,在分散体中使用的聚合物中,游离聚合物是对颜料的吸附性较低的组分。因此,认为所述游离聚合物包括大量来自于作为分散稳定基的上述组分(a)的带电组分,造成其ζ电势的绝对值比含着色剂的聚合物颗粒的大。另一方面,含着色剂的聚合物颗粒中含有的聚合物是在分散体中使用的聚合物中对颜料的吸附性较高的组分。因此,认为和游离聚合物相比,含着色剂的聚合物颗粒中含有的聚合物包括较大量来自于上述组分(b)和(c)的疏水组分,且ζ电势的绝对值小。根据这些观点,认为所述游离聚合物的分散稳定性比含着色剂的聚合物颗粒中含有的聚合物高。
因此,含着色剂的聚合物颗粒中含有的聚合物和游离聚合物可通过利用彼此间的分散稳定性差异(ζ电势差异)而彼此分离。更具体地说,当通过混合溶剂的相对介电常数适当控制含着色剂的聚合物颗粒中含有的聚合物和游离聚合物的ζ电势时,可确定混合溶剂的相对介电常数的边界区域,在该边界区域内,在保持游离聚合物仍然分散的同时,含着色剂的聚合物颗粒聚集在一起。因此,认为通过明显地分别混合溶剂的相对介电常数(α)的边界区域,可有效地从分散体除去游离聚合物。
含着色剂的聚合物颗粒的聚集基于根据DLVO理论的均匀-聚集(homo-aggregation)而发生,所述均匀-聚集的细节描述于KITAHARA,Fumioand WATANABE,Masaru″Electrical Surface Phenomenon-Fundamental Study/Measurement/Application-″,由Kyoritsu Shuppan Co.,Ltd.出版,第一版,1972。另一方面,在含着色剂的聚合物颗粒和游离聚合物之间的聚集(不同种类的颗粒之间的聚集),基于由Hogg、Hearly、Futerstenau等人建立的理论而研究。
所述混合溶剂的相对介电常数(α)的边界区域通过例如下述方法而确定。即,通过常规已知的方法(比如离心分离和膜分离)将所述水分散体强制分成含有游离聚合物的水分散体和含有含着色剂的聚合物颗粒的水分散体,将两种水分散体彼此隔离并分别和有机溶剂混合,以测量含着色剂的聚合物颗粒和游离聚合物分别聚集时各自的溶剂的相对介电常数。混合溶剂的相对介电常数(α)可确定为由此测得的相对介电常数之间的值。考虑到良好的可分离性,较容易聚集的含着色剂的聚合物颗粒的水分散体在发生聚集时溶剂的相对介电常数优选确定为混合溶剂的相对介电常数(α)。
可选地,基于上述理论,也可通过计算确定分散体系的最佳相对介电常数。
一旦确定混合溶剂的相对介电常数(α),可根据下式从已知的有机溶剂的相对介电常数估计与分散体混合的有机溶剂的量:
有机溶剂的量=[(混合溶剂的相对介电常数(α)×混合溶剂的量)-(水的相对介电常数×水的量)]/有机溶剂的相对介电常数
将步骤II中获得的水分散体和有机溶剂(B)混合时,考虑到有效地聚集含着色剂的聚合物颗粒,优选使用下述方法:将步骤II中获得的水分散体加入有机溶剂(B),同时优选搅拌有机溶剂(B)。
在水分散体和有机溶剂(B)之间的混合在优选为5到60℃的温度,更优选为10到50℃,进一步优选为20到40℃下,持续优选为约10分钟到约2小时,更优选为30分钟到1小时,从而将含着色剂的聚合物颗粒沉淀在混合溶剂中。
有机溶剂(B)的搅拌通过例如下述方法而进行:使用通过搅拌电机机械旋转的具有合适形状的叶片强制搅拌溶剂的方法,使用具有转子的磁力搅拌器搅拌溶剂的方法等。搅拌时使用的转速优选为50到300rpm,更优选为80到250rpm,最优选为100到200rpm。
在步骤III中,混合溶剂的相对介电常数(α)的合适范围可根据使用的聚合物种类、使用的着色剂种类和它们之间的重量比而确定。通常,混合溶剂的相对介电常数(α)优选为27或更大,更优选为30或更大,进一步优选为33或更大,优选为62或更小,更优选为57或更小,进一步优选为55或更小,更进一步优选为53或更小。根据这些观点,混合溶剂的相对介电常数(α)的合适的范围优选为27到62,更优选为27到57,进一步优选为30到55,最优选为33到53。
同时,当分散性比青色和黄色颜料更低的洋红颜料用作着色剂时,认为吸附在颜料中的聚合物的量小。因此,和使用其他颜料时相比,当使用洋红颜料时混合溶剂的相对介电常数(α)的优选范围往往较低。
当混合溶剂的相对介电常数(α)太低时,含着色剂的聚合物颗粒和游离聚合物都被沉淀。另一方面,当混合溶剂的相对介电常数(α)太高时,含着色剂的聚合物颗粒和游离聚合物都保持分散。即,当混合溶剂的相对介电常数(α)位于上述限定的范围内时,含着色剂的聚合物颗粒沉淀,而游离聚合物保持分散,从而容易地将含着色剂的聚合物颗粒和游离聚合物彼此分离。
当在25℃下测得的相对介电常数为78的水和相对介电常数优选为5到40的有机溶剂(B)之间控制混合比时,混合溶剂的相对介电常数(α)可调节至上述优选范围内。考虑到良好的可分离性,控制水和有机溶剂(B)之间的混合比,使得基于在步骤II中获得水分散体中含有100重量份的水时,有机溶剂(B)的用量优选为50到2,000重量份,更优选为100到1,000重量份,进一步优选为100到500重量份。同时,溶剂的相对介电常数根据下列实施例中描述的方法确定。
(有机溶剂(B))
有机溶剂(B)的相对介电常数优选为5到40,更优选为5到35,进一步优选为10到35,且考虑到将含着色剂的聚合物颗粒有效地分散在得到的混合溶剂中,有机溶剂(B)优选可以和水形成均匀的混合物。
相对介电常数为5到40的有机溶剂(B)的实例包括醇溶剂和酮溶剂,但不限于这些溶剂。
醇溶剂的具体实例包括甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、异丁醇、叔丁醇、1-戊醇、2-戊醇、3-戊醇、2-甲基-1-丁醇、3-甲基-1-丁醇、2-甲基-2-丁醇、3-甲基-2-丁醇、2,2-二甲基-1-丙醇、2-乙基-1-丁醇、1-庚醇、2-庚醇、3-庚醇、4-甲基-2--戊醇、苯甲醇、1-己醇、环己醇、1-甲基环己醇、2-甲基环己醇、3-甲基环己醇和4-甲基环己醇。在这些醇溶剂中,特别优选甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、异丁醇和叔丁醇。
酮溶剂的具体实例包括丙酮、甲乙酮、2-戊酮、3-戊酮、2-己酮、甲基异丁酮、2-庚酮、4-庚酮、二异丁酮、丙酮基丙酮、异亚丙基丙酮、佛尔酮、异佛尔酮、环己酮、甲基环己酮和苯乙酮。在这些酮溶剂中,特别优选丙酮、甲乙酮、2-戊酮、3-戊酮、2-己酮和甲基异丁酮。
在这些有机溶剂(B)中,考虑到和水分散体的良好混溶性,更适合使用那些在20℃测得的在100g水中的溶解度优选为5g或更大,更优选为10g或更大的醇和酮。此外,考虑到便于除去溶剂,优选那些沸点为150℃或更低的醇和酮。这些有机溶剂(B)可单独使用或以它们的任意两种或多种的混合物的形式使用。此外,当任何上述醇溶剂和酮溶剂用作有机溶剂(A)时,有机溶剂(A)和(B)可彼此相同,也可彼此不同。
在步骤II中获得的水分散体中,固体组分(聚合物和着色剂的总量)和有机溶剂(B)的重量比[固体组分/有机溶剂(B)]优选为1/70到1/3,更优选为1/50到1/5,进一步优选为1/40到1/7。当重量比在上述限定范围内时,含着色剂的聚合物颗粒聚集在一起,而游离聚合物保持分散,从而有效地将含着色剂的聚合物颗粒和游离聚合物彼此分离。同时,固体组分在水分散体中的量(固体含量)可根据下列实施例中描述的方法确定。
(步骤IV)
在步骤IV中,将在步骤III中获得的沉淀物从分散体中分离,并再分散在水基溶剂中。
在步骤III中获得的沉淀物的分离可通过已知的方法进行。其中,优选使用通过离心分离、过滤、压滤等除去含有游离聚合物的上层组分的方法,以从含着色剂的聚合物颗粒的沉淀物中分离游离聚合物。
离心分离在优选为500到10,000rpm,更优选为1,000到8,000的转速下进行优选为1到60分钟,更优选为5到30分钟。在分离过程中,少量的有机溶剂可保持在沉淀物中并可混入水基溶剂中,除非得到的油墨的性能受残留的有机溶剂的负面影响。然而,有机溶剂可在再分散处理之前之或后通过已知的方法基本上完全除去。在得到的分散体中残留的有机溶剂的量优选为0.1重量%或更低,更优选为0.01重量%或更低。
然后,优选通过将获得的沉淀物加入水中以将沉淀物分散在其中的方法将由此分离的沉淀物再分散在水基溶剂中。分散方法和上述步骤I所述相同。水基溶剂基本上含水作为主要组分,还可含有常用于油墨中的溶剂或添加剂。此外,含着色剂的聚合物颗粒的水分散体指的是这样的分散体,其中含着色剂的聚合物颗粒分散在含水作为主要成分的溶剂中。
制备根据本发明的用于喷墨印刷的水分散体的方法能从中有效地除去游离聚合物,且和常规方法相比,能基本完全地通过膜分离或离心分离提纯水分散体。
(提纯方法)
根据本发明的用于提纯含有含着色剂的聚合物颗粒的用于喷墨印刷的水分散体的方法包括下列步骤1和2,分别相应于上述步骤III和IV。
步骤1:将含着色剂的聚合物颗粒的水分散体和有机溶剂(B)混合,以控制所述水分散体的分散介质和有机溶剂(B)的混合溶剂的相对介电常数(α),从而沉淀所述聚合物颗粒;和
步骤2:从分散体中分离在步骤1中获得的沉淀物,并将所述沉淀物再分散在水基溶剂中。
在本发明的提纯方法中,通过利用如上所述的两者之间的分散稳定性差异而将含着色剂的聚合物颗粒和游离聚合物彼此分离。
进行步骤1的含着色剂的聚合物颗粒的水分散体可以是在上述制备方法的步骤I和II中获得的水分散体,也可以是通过其他已知的方法(比如通过酸沉淀)而获得的水分散体。水分散体含有含水作为主要组分的溶剂,还可含有其他剩余溶剂,除非本发明的目的和效果受所述剩余溶剂的负面影响。
提纯条件以及这些条件的优选范围和上述步骤III和IV中使用的相同。
根据本发明的提纯用于喷墨印刷的水分散体的方法能从中有效地除去游离聚合物,且和常规方法相比,能基本完全地通过膜分离或离心分离提纯水分散体。
(制备含有细颗粒群的分散体的方法)
制备含有细颗粒群的分散体的方法包括下列步骤i、和ii或iii:
步骤i:将含有2种或更多种ζ电势彼此不同的细颗粒群的水分散体和有机溶剂混合,以控制所述水分散体的分散介质和有机溶剂的混合溶剂的相对介电常数(α),从而沉淀ζ电势绝对值小的细颗粒群;
步骤ii:将在步骤i中获得的沉淀物和所述分散体分离,并将所述沉淀物再次分散在相对介电常数比所述混合溶剂的相对介电常数(α)大的溶剂中,从而获得含有ζ电势绝对值小的细颗粒群的分散体;和
步骤iii:从所述分散体中分离并除去在步骤i中获得的沉淀物,以获得含有ζ电势绝对值大的细颗粒群的分散体。
根据上述方法,ζ电势彼此不同的2种或更多种颗粒群以工业上便利的方法容易地分成各个细颗粒群,从而获得含有目标细颗粒群的分散体。例如,用于喷墨印刷的水分散体或水基油墨可有效地由这样的分散体制备,该分散体含有一组含着色剂的聚合物细颗粒和一组不含着色剂的聚合物细颗粒。
在步骤i中,使用含有2种或更多种ζ电势彼此不同的颗粒群的水分散体。水分散体的分散介质优选为含水作为主要组分的溶剂。此外,水分散体含有ζ电势绝对值大的细颗粒群和ζ电势绝对值小的细颗粒群(在下文中统称为“两个颗粒群”),且优选地,两个细颗粒群中的一个是一组含着色剂的聚合物颗粒,而两个细颗粒群中的另一个是一组基本不含着色剂的聚合物颗粒。所述含着色剂的聚合物颗粒和上面说明的相同。
所述细颗粒群指的是由两种或更多种颗粒组成的群。各个细颗粒群的ζ电势指的是各组中含有的颗粒的ζ电势的平均值,并可通过下列实施例中描述的方法确定。在两个细颗粒群之间的ζ电势的差异优选为5mV或更大,更优选为10mV或更大。
在所述细颗粒群之间是否存在ζ电势的任何差异可通过下列方法确认:先将各个细颗粒群通过已知方法(比如离心分离、膜分离和电泳)分成单独的群,然后测量由此分离的细颗粒群的ζ电势。
各个细颗粒群的ζ电势的绝对值的范围根据细颗粒群的种类、两个细颗粒群之间的重量比等而变化,因此没有特别限制。考虑到良好的可分离性,ζ电势绝对值大的细颗粒群的ζ电势绝对值优选为15到70mV,更优选为20到50mV,而ζ电势绝对值小的细颗粒群的ζ电势绝对值优选为0到15mV,更优选为5到12mV。
在两个细颗粒群中含有的细颗粒的平均粒径优选为0.01到0.5μm,更优选为0.03到0.3μm,进一步优选为0.05到0.2μm。同时,平均粒径可通过使用可由Otsuka Denshi Co.,Ltd.获得的激光颗粒分析系统“ELS-8000”(累积分析)在下列条件下测量:
测量条件:
温度:25℃;
入射光和检测器之间的角度:90°;且
累积频率:100倍
另外,将水的折射率(1.333)输入分析系统作为分散介质的折射率,待测量的水分散体的浓度通常约为5×10-3重量%。
在步骤i中,在改变两者之间的混合比的同时,将含有2种或更多种ζ电势彼此不同的细颗粒群的水分散体与有机溶剂混合,从而控制由水分散体的分散介质和有机溶剂组成的混合溶剂的相对介电常数(α)。因此,ζ电势绝对值小的细颗粒群可聚集并沉淀在一起,基本上不引起ζ电势绝对值小的细颗粒群和ζ电势绝对值大的细颗粒群之间的聚集。
可选地,如上所述,通过常规已知的方法(比如离心分离和膜分离)将ζ电势彼此不同的各个细颗粒群强制分成单独的组,将含有两个细颗粒群中的一个的水分散体与有机溶剂混合,以测量其中含有的细颗粒聚集时溶剂的相对介电常数。混合溶剂的相对介电常数(α)可从由此测得的相对介电常数之间的值确定。考虑到细颗粒群之间良好的可分离性,含有可容易地聚集的细颗粒群的水分散体在聚集时的相对介电常数优选确定为混合溶剂的相对介电常数(α)。同时,“容易聚集”指的是ζ电势的绝对值小,而发生细颗粒聚集时溶剂的相对介电常数大。
此外,即使当水分散体含有3个或更多个细颗粒群时,通过连续将有机溶剂混入水分散体中,从而依次减小混合溶剂的相对介电常数(α),细颗粒群可依次聚集,使得在溶剂的相对介电常数较大时聚集的细颗粒群较早聚集。可选地,可先将水分散体中含有的细颗粒群分成单独的组以确定各个细颗粒群聚集时溶剂的相对介电常数。然后,通过将有机溶剂混入水分散体,细颗粒群可依次聚集,使得在溶剂的相对介电常数较大时聚集的细颗粒群较早聚集,从而相似地进行各个细颗粒群的分离。
在步骤i中使用的有机溶剂可以和有机溶剂(B)相同,而混合方法、混合条件和控制混合溶剂的相对介电常数的方法也可以和上面步骤III中描述的相同。
在步骤ii中,将获得的沉淀物从分散体分离,并再分散在相对介电常数比混合溶剂的相对介电常数(α)大的溶剂中,从而获得含有ζ电势绝对值小的细颗粒群的分散体。沉淀物的分离和再分散的条件可以和上述步骤IV中使用的相同。相对介电常数比混合溶剂的相对介电常数(α)大的溶剂优选为水。溶剂的相对介电常数和混合溶剂的相对介电常数(α)之间的差优选为3或更大,更优选为5或更大。
在步骤iii中,和上述步骤ii相反,在步骤i中获得的聚集的沉淀物从分散体中分离并除去,从而可以容易地制备含有ζ电势绝对值大的细颗粒群的分散体。
在根据本发明制备含有细颗粒群的分散体的方法中,和常规的使用离心分离或膜分离的制备方法相比,可将ζ电势彼此不同的细颗粒群以工业上便利的方式分成单独的组,从而获得含有目标细颗粒群的分散体。
(含着色剂的聚合物颗粒的水分散体/水基油墨)
根据本发明的用于喷墨印刷的水基油墨含有根据本发明的制备方法制备的含着色剂的聚合物颗粒的水分散体。所述水基油墨含有水作为主要分散介质,且如果需要,还可含有多种添加剂(比如润湿剂、分散剂、消泡剂、防霉剂和螯合剂)。将各个组分混入水基油墨中的方法没有特别限制。
考虑到得到的油墨的良好的喷射稳定性和良好的光密度,在通过本发明的制备方法获得的含着色剂的聚合物颗粒的水分散体中,游离聚合物的含量优选为1.6重量%或更少,更优选为1.2重量%或更少。在所述水分散体中游离聚合物的含量的下限理想地为0重量%,但考虑到良好的生产效率,优选为0.0004重量%或更大,更优选为0.02重量%或更大。根据这些观点,在水分散体中游离聚合物的含量优选为0.0004到1.6重量%,更优选为0.02到1.2重量%。
考虑到得到的油墨的良好的喷射稳定性和良好的光密度,在本发明的水基油墨中游离聚合物的含量优选为0.4重量%或更少,更优选为0.3重量%或更少。在水基油墨中游离聚合物的含量的下限理想地为0重量%,但考虑到良好的生产效率,优选为0.0001重量%或更大,更优选为0.005重量%或更大。根据这些观点,在水基油墨中游离聚合物的含量优选为0.0001到0.4重量%,更优选为0.005到0.3重量%。同时,在所述水分散体或水基油墨中游离聚合物的含量可通过在下面的实施例中描述的方法测量。
考虑到改善其光密度和光泽,在用于喷墨印刷的水分散体和水基油墨中,含着色剂的聚合物颗粒和水的各自的含量如下。
即,在用于喷墨印刷的水分散体和水基油墨中,含着色剂的聚合物颗粒的含量优选为1到15重量%,更优选为2到12重量%,进一步优选为2到10重量%。
在用于喷墨印刷的水分散体和水基油墨中,水的含量优选为30到90重量%,更优选为40到80重量%。
考虑到改善其光密度和光泽,在水分散体和水基油墨中含有的含着色剂的聚合物颗粒的平均粒径优选为0.01到0.5μm,更优选为0.03到0.3μm,进一步优选为0.05到0.2μm。同时,含着色剂的聚合物颗粒的平均粒径可通过如上所述的方法测量,使用可由Otsuka Denshi Co.,Ltd.获得的激光颗粒分析系统“ELS-8000”(累积分析)。
本发明的水分散体在20℃测得的表面张力优选为30到72mN/m,更优选为35到72mN/m,且本发明的水基油墨在20℃测得的表面张力优选为20到60mN/m,更优选为22到55mN/m。
固体含量为10重量%的水分散体在20℃测得的粘度优选为2到6mPa·s,更优选为2到5mPa·s,以制备具有合适粘度的水基油墨。考虑到保持其良好的喷射可靠性,水基油墨在20℃测得的粘度优选为2到12mPa·s,更优选为2.5到10mPa·s。此外,水基油墨的pH优选为4到10。
根据本发明的用于喷墨印刷的水基油墨在印刷在普通纸张上时能得到具有高光密度的印刷图像或字符。普通纸张的实例包括市售普通纸张,比如可由Xerox Corp.获得的“Xerox 4024”(商品名)、可由Canon Corp.获得的“PB Paper”、和可由Ricoh Corp.获得的“PPC Paper MY-PAPER”。
对使用本发明的水基油墨的喷墨印刷方法没有特别限制,但特别适用于感热式印刷型的喷墨印刷机。
实施例
在下列制备实施例中、实施例和比较实施例中,“份”和“%”分别表示“重量份”和“重量%”,除非另作说明。
同时,聚合物的重均分子量、溶剂的相对介电常数、水分散体中含有的游离聚合物的量、和水分散体中的固体含量分别通过下列方法测量。
(1)聚合物重均分子量的测量
在下列制备实施例中制备的聚合物的重均分子量通过凝胶色谱法测量,使用含有60mmol/L的磷酸和50mmol/L的溴化锂的N,N-二甲基甲酰胺作为溶剂并使用聚苯乙烯作为标准物。此外,作为凝胶色谱柱,使用可由Tosoh Corporation获得的HLC-8120GPC。
(2)溶剂的相对介电常数的测量
溶剂的相对介电常数在100mV的交流电压、10kHz的频率和25℃的温度下测量,使用可由Wayne Kerr Electronics Corp.获得的LCR测量仪“6440B”。
(3)游离聚合物的量的测量
对在下列实施例和比较实施例中获得的各个含着色剂的聚合物颗粒的水分散体(固体含量:25重量%)使用可由Hitachi Koki Co.,Ltd.获得的超速离心机“CP56G”在30,000rpm×3h(20℃)的条件下进行超速离心,从而获得上层清液。在由此获得的上层清液中含有的游离聚合物的量通过下述测量固体含量的方法测量。同时,在表1和2中显示的游离聚合物的量是它们在水基油墨中的含量的值。在上面测量的在水分散体中的游离聚合物的量是它们在水基油墨中的量的四倍。
(4)测量固体含量的方法
在含着色剂的聚合物颗粒的水分散体中的固体含量如下测量。即,将1g的含着色剂的聚合物颗粒的水分散体和10g的硫酸钠(芒硝)均匀混合,在蒸发皿上将获得的混合物均匀地铺在10.5cm2的面积上,并在-0.07MPa的减压下在105℃使用干燥器干燥2小时。
固体含量(重量%)由下式计算:
(干燥后水分散体的重量/干燥前水分散体的重量)×100
(5)测量ζ电势的方法
分散体的ζ电势在20℃使用装有标准元件(用完即弃型;容量:0.5mL)的可由Otsuka Denshi Co.,Ltd.获得的ζ电势测量设备“ELS-Z1”测量。
制备实施例1
向反应容器中加入二十一份苯乙烯、15份可由Shin-Nakamura KagakuKogyo Co.,Ltd.获得的聚乙二醇单甲基丙烯酸酯“NK Ester EH-4E”(商品名)(加入氧化乙烯的平均摩尔数:4;端基:2-乙基己基)、10份可由ToagoseiCo.,Ltd.获得的苯乙烯大分子单体的溶液“Macro-Monomer AS-3(S)”(商品名)(数均分子量:3,000;净重含量:50%)和0.2份2-巯基乙醇作为链转移剂,然后用氮气充分吹扫反应容器,从而获得混合溶液。
另外,向滴液漏斗加入189份苯乙烯、90份甲基丙烯酸、135份上述聚乙二醇单甲基丙烯酸酯、90份上述苯乙烯大分子单体的溶液、1.8份2-巯基乙醇作为链转移剂、5份可由Wako Pure Chemical Industries,Ltd.获得的2,2′-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)“V-65”(商品名)作为聚合引发剂、和131份甲乙酮,以获得混合溶液。
在氮气氛下在搅拌下将反应容器中的混合溶液加热至65℃,然后往其中逐渐滴加滴液漏斗中的混合溶液3小时。滴加完成2小时后,将通过把4.5重量份的上述聚合引发剂溶于203份甲乙酮中而制备的溶液加入所获得的溶液,并在65℃将得到的反应溶液进一步陈化2小时,然后在70℃陈化1小时,以获得不溶于水的乙烯基聚合物的甲乙酮溶液。
结果证实由此获得的乙烯基聚合物通过上述方法测量的重均分子量为40,000。
实施例1
[含颜料的聚合物颗粒的水分散体的制备/分散步骤(步骤I和II)]
向玻璃容器中称量并加入35.3份上面获得的不溶于水的乙烯基聚合物的甲乙酮溶液(调至固体含量为50%)、60份甲乙酮、7份可由Wako PureChemical Industries,Ltd.获得的氢氧化钠水溶液(用于滴定的标准溶液:5N)、和250份离子交换水。使用可由PRIMLX Corp.获得的高速搅拌分散器(“T.K.Robomix”+“T.K.Homodisper 2.5Model”)在1500rpm下混合得到的混合物15分钟。
将由此获得的混合物和100份可由Dainichiseika Color & ChemicalsMfg.Co.,Ltd.获得的洋红颜料(Pigment Red 122;“CROMOFINE RED”(商品名))混合,并在8,000rpm下搅拌60分钟。将得到的混合物在200MPa的高压下通过可由Microfluidics Corp.获得的分散设备“MICROFLUIDIZERMF-140K”(商品名)分散19次,从而获得含颜料的乙烯基聚合物颗粒的分散体。
在减压下将得到的含颜料乙烯基聚合物颗粒的分散体置于60℃下以完全从中除去甲乙酮,然后从中除去一部分水以浓缩分散体,从而获得400份固体含量为25%的含颜料乙烯基聚合物颗粒的水分散体。
(两个细颗粒群的ζ电势的测定)
将十五克在上述分散步骤中获得的含颜料乙烯基聚合物颗粒的水分散体(固体含量:25%)装入离心沉降管(刻度:40mL),并使用可由HitachiLimited获得的离心分离机“CG56G”在30,000rpm下进行离心分离3小时,从而将水分散体分成9.5g的上层清液组分和5.5g的沉淀物。
将由此分离的沉淀物装入20mL玻璃试管中,和20g水混合,然后使用可由Aiwa Ika Kogyo Co.,Ltd.获得的超声波清洁器“AU-16C”进行超声波再分散过程10分钟。结果,将沉淀物完全再分散。使用旋转蒸发器浓缩得到的再分散溶液以再次调节其固体含量至25%,然后过滤通过5μm筛膜过滤器,从而获得不含游离聚合物的含颜料乙烯基聚合物颗粒的水分散体。将因此获得的含颜料乙烯基聚合物颗粒的水分散体和离子交换水混合,以调节其固体含量至2%。通过上述方法测量聚合物颗粒的ζ电势。结果证实聚合物颗粒的ζ电势为-12mV(20℃)。
此外,将上面获得的上层清液组分过滤通过5μm筛膜过滤器,从而获得固体含量为2.0%的游离聚合物。通过上述方法测量固体含量为2.0%的游离聚合物的ζ电势。结果证实游离聚合物的ζ电势为-25mV(20℃)。
根据上述结果,证实在实施例1的分散步骤中获得的含颜料乙烯基聚合物颗粒的水分散体中含有ζ电势彼此不同的细颗粒群。
[含颜料的聚合物颗粒的水分散体的制备/提纯步骤(步骤III和IV)]
然后,向可由Hitachi Koki Co.,Ltd.获得的用于离心分离的1L角转子(angle rotor)“R7AF2”装入400份甲醇(相对介电常数:33),然后向其中滴入200份在上述分散步骤中获得的水分散体。在25℃下以150rpm搅拌由水分散体和甲醇组成的混合溶液5分钟,以聚集并沉淀含颜料乙烯基聚合物颗粒。同时,表1显示了在水分散体中的固体组分与甲醇之间的重量比和得到的混合溶剂的相对介电常数。混合溶剂的相对介电常数通过下述方法确定。将在上面分离的用于测量ζ电势的含颜料乙烯基聚合物颗粒的水分散体和甲醇以多种混合比混合,以观察在甲醇/水混合溶剂中的分散和聚集条件,从而确定在含颜料乙烯基聚合物颗粒聚集时甲醇和水之间的混合比。届时,使用相对介电常数测量仪测量混合溶剂的相对介电常数,以得到待设定的混合溶剂的相对介电常数(α)。
然后,将所述角转子载入可由Hitachi Koki Co.,Ltd.获得的高速冷却离心机“himac CR7”(控制至20℃),以对角转子的内含物以6,000rpm进行离心分离10分钟,从而丢弃含有悬浮组分的上层(含游离聚合物的组分),并回收玻璃容器中的下方固体层。
将由此获得的固体和200份离子交换水混合,使用高速搅拌分散器以6,000rpm搅拌得到的混合物20分钟,然后加热至60℃,以完全从中除去甲醇,从而获得水分散体。使由此获得的水分散体在150MPa的高压下通过可由Microfluidics Corp.获得的分散设备“MICROFLUIDIZERMF-140K”(商品名)分散10次,从而获得再分散的固体组分的量为20%的含颜料乙烯基聚合物颗粒的水分散体。
使用上述高速冷却离心机以6,000rpm再次处理所获得的水分散体10分钟,以使仍然没有再分散的聚集体分散在水分散体中,并进一步过滤通过上述可由Saltrius Inc.获得的5μm筛孔注射过滤器“SM17594K”(由纤维素乙酸酯制成),从而获得水分散体。
在和上面使用的相同的条件下测量由此获得的水分散体的ζ电势。结果证实水分散体在20℃测得的ζ电势为-12mV,该值和通过上述离心分离而分离得到的聚合物颗粒的值相同。此外,在和上面使用的相同的条件下测量丢弃的悬浮组分(含游离聚合物的组分)的ζ电势。结果证实悬浮组分在20℃测得的ζ电势为-25mV,该值和通过上述离心分离而分离得到的上层清液的值相同。
同时,甲醇的上述相对介电常数是在ASAHARA,Shozo等人的“Handbook for Solvents”,Kodan-sha,1976中描述的值(在25℃测得)。
实施例2到5:(含颜料的聚合物颗粒的水分散体的制备)
重复和实施例1相同的过程,区别在于使用表1所示的各种有机溶剂代替甲醇,从而获得固体含量为25%的含颜料乙烯基聚合物颗粒的水分散体。
实施例6:(含颜料的聚合物颗粒的水分散体的制备)
重复和实施例1相同的过程,区别在于使用黄色颜料(Pigment Yellow74;可由Sanyo Color Works,Ltd.获得的“Fast Yellow”(商品名))代替洋红颜料,并进一步使用异丙醇代替甲醇,从而获得固体含量为25%的含颜料乙烯基聚合物颗粒的水分散体。
实施例7:(含颜料的聚合物颗粒的水分散体的制备)重复和实施例1相同的过程,区别在于使用铜酞菁颜料(Pigment Blue 15∶4;可由Toyo Ink Mfg.Co.,Ltd.获得的“Lionol Blue”(商品名))代替洋红颜料,并进一步使用异丙醇代替甲醇,从而获得固体含量为25%的含颜料乙烯基聚合物颗粒的水分散体。
实施例8:(含颜料的聚合物颗粒的水分散体的制备)
重复和实施例1相同的过程,区别在于使用碳黑颜料(Pigment Black 7;可由Cabot Speciality Chemicals Inc.获得的“Monarch 880”(商品名))代替洋红颜料,并进一步使用异丙醇代替甲醇,从而获得固体含量为25%的含颜料乙烯基聚合物颗粒的水分散体。
比较实施例1:(含颜料的聚合物颗粒的水分散体的制备)
进行和实施例1相同的分散步骤,以获得400份固体含量为25%的含颜料乙烯基聚合物的水分散体。
然后,不进行实施例1中进行的“提纯步骤”,使用上述高速冷却离心机以6,000rpm处理获得的水分散体10分钟,以使水分散体中含有的粗颗粒分散在其中,过滤通过上述5μm筛孔注射器过滤器,然后和离子交换水混合以控制其浓度,从而获得固体含量为25%的含颜料乙烯基聚合物颗粒的水分散体。
比较比较实施例2:(含颜料的聚合物颗粒的水分散体的制备)
重复和实施例1相同的过程,区别在于使用甲苯(相对介电常数:2)代替甲醇,从而获得固体含量为25%的含颜料的聚合物颗粒的水分散体。
比较实施例3:(含颜料的聚合物颗粒的水分散体的制备)
进行和实施例1相同的分散步骤,区别在于使用70份黄色颜料(PigmentYellow 74;可由Sanyo Color Works,Ltd.获得的“Fast Yellow”(商品名))代替100份洋红颜料,从而获得固体含量为25%的含颜料乙烯基聚合物颗粒的水分散体。
然后,进行和实施例1相同的提纯步骤,区别在于将水分散体中的固体组分与异丙醇的重量比[水分散体中的固体组分/异丙醇]变为1/1,以调节混合溶剂的相对介电常数至70。然而,此时,在分散体系中不发生聚合物颗粒的聚集,从而不能对分散体进行分离过程。此后,使用旋转蒸发器将异丙醇从分散体中蒸出以控制水分散体中的固体含量为25%。
比较实施例4:(含颜料的聚合物颗粒的水分散体的制备)
重复和实施例1相同的过程,区别在于使用4,000份异丙醇代替400份甲醇,从而获得固体含量为25%的含颜料的聚合物颗粒的水分散体。
实施例9到16和比较实施例5到8:(水基油墨的制备)
将四重量份2-吡咯烷酮、4份1,5-戊二醇、1份乙炔二醇的氧化乙烯加合物(可由Kawaken Fine Chemicals Co.,Ltd.获得的“ACETYLENOLE100”(商品名);加入氧化乙烯的平均摩尔数:10)和28.5份离子交换水加入12.5份在各个实施例1到8和比较实施例1到4中获得的固体含量为25%的含颜料的聚合物颗粒的水分散体中,并混合。将得到的混合物过滤通过可由Saltrius Inc.获得的1.2μm筛网过滤器(由纤维素乙酸酯制成),从而获得含各个含颜料的聚合物颗粒的水分散体的水基油墨。
通过下列方法对在实施例9到16和比较实施例5到8中获得的水基油墨进行喷射稳定性和其光密度的评价。结果显示于表1和2中。
(1)喷射稳定性
将油墨装入可购自Hewlett Packard Corp.的感热式印刷型喷墨印刷机“Model No.Deskjet 6840”(模式设置:高图像质量模式)的黑色头部,以在可由Xerox Corp.获得的普通纸张“Xerox 4024”(商品名)上每喷嘴印刷一行线形图案,并印刷实心图像(solid image)(duty:100%)。在用于印刷所述一行线形图案的640个喷嘴中,计算发生油墨的喷射偏斜或喷射失败的喷嘴数以根据下列评价标准评价油墨的喷射稳定性。
◎:在少于5个喷嘴发生喷射缺陷;
○:在不少于5个但少于10个喷嘴发生喷射缺陷;
△:在不少于10个但少于50个喷嘴发生喷射缺陷;和
×:在不少于50个喷嘴发生喷射缺陷。
(2)光密度
在Xerox Corp.出售的普通纸张“XEROX 4024(商品名)”上使用和上述(1)所使用的相同的喷墨印刷机进行实心图像印刷(负荷:100%)。将印刷纸置于25℃24小时后,在经印刷的纸(5.1cm×8.0cm))的五个位置(包括其中心和四角),使用可由Gretag-Macbeth Corp.获得的Macbeth光密度计“SPECTRO-EYE”(产品名称)测量光密度,以计算测量值的平均。
表1-1
表1-2
注:
*1:异丙醇
*2:甲乙酮
*3:在ASAHAEA,Shozo等人的“Handbook for Solvents”,Kodan-sha,1976中描述的值(25℃)
*4:由水分散体的分散介质和有机溶剂(B)组成的混合溶剂的相对介电常数
*5:在提纯步骤中使用的水分散体中含有的固体组分与有机溶剂(B)的重量比
表2
注:
*1:异丙醇
*2:在ASAHARA,Shozo等人的“Handbook for Solvents”,Kodan-sha,1976中描述的值(25℃)
*3:由水分散体的分散介质和有机溶剂(B)组成的混合溶剂的相对介电常数
*4:在提纯步骤中使用的水分散体中含有的固体组分与有机溶剂(B)的重量比
根据表1和2中显示的结果,证实在实施例9到16中获得的水基油墨的游离聚合物含量较少,且和那些在比较实施例5到8中所获得的相比,喷射稳定性和光密度优异。在比较实施例2到4中,基本上没有从中分离出游离聚合物。
工业实用性
根据本发明的用于喷墨印刷的水基油墨喷射稳定性优异,且在普通纸张上印刷时能产生具有高光密度的印刷图像和字符,因此特别适用于感热式印刷型喷墨印刷机。此外,在根据本发明用于制备用于喷墨印刷的水分散体的方法和用于提纯水分散体的方法中,可以有效地制备上述水基油墨中包括的用于喷墨印刷的含着色剂的聚合物颗粒的水分散体。此外,在根据本发明用于制备含细颗粒群的分散体的方法中,可将ζ电势绝对值彼此不同的细颗粒群,从而可以以工业上便利的方式分成单独的群。此外,当将这些单独的细颗粒群加入用于喷墨印刷的水分散体或含有水分散体的水基油墨中,得到的分散体和油墨可用于大范围的应用中,比如油墨、油漆、药物、化妆品和涂料组合物。
Claims (13)
1、制备含有聚合物颗粒的用于喷墨印刷的水分散体的方法,所述聚合物颗粒含有着色剂,所述方法包括下列步骤I到IV:
步骤I:分散含有聚合物、着色剂、有机溶剂(A)和水的混合物,以获得含着色剂的聚合物颗粒的分散体;
步骤II:从在步骤I中获得的分散体中除去有机溶剂(A),以获得含着色剂的聚合物颗粒的水分散体;
步骤III:将在步骤II中获得的水分散体和有机溶剂(B)混合,以控制所述水分散体的分散介质和有机溶剂(B)的混合溶剂的相对介电常数(α),从而沉淀聚合物颗粒;和
步骤IV:将在步骤III中获得的沉淀物从所述分散体中分离,并将所述沉淀物再次分散于水基溶剂中。
2、权利要求1的方法,其中所述步骤III中的混合溶剂的相对介电常数(α)控制在27到62。
3、权利要求1或2的方法,其中所述有机溶剂(B)的相对介电常数为5到40。
4、权利要求1到3任意一项的方法,其中在所述步骤II中获得的水分散体中含有的固体组分与有机溶剂(B)的重量比,即固体组分/有机溶剂(B)的重量比在所述步骤III中为1/70到1/3。
5、权利要求1到4任意一项的方法,其中在步骤III中,在所述步骤II中获得的水分散体和有机溶剂(B)通过将所述水分散体加入有机溶剂(B)而彼此混合。
6、权利要求1到5任意一项的方法,其中所述着色剂是颜料。
7、权利要求1到6任意一项的方法,其中所述聚合物是接枝聚合物,该接枝聚合物在其主链含有来自于含有成盐基团的单体(a)的结构单元和来自于疏水单体(c)的结构单元,并在其侧链含有来自于大分子单体(b)的结构单元。
8、用于喷墨印刷的水基油墨,其包含由权利要求1到7任意一项限定的所述水分散体。
9、提纯含有聚合物颗粒的用于喷墨印刷的水分散体的方法,所述聚合物颗粒含有着色剂,所述方法包括下列步骤1和2:
步骤1:将含着色剂的聚合物颗粒的水分散体和有机溶剂(B)混合,以控制所述水分散体的分散介质和有机溶剂(B)的混合溶剂的相对介电常数(α),从而沉淀所述聚合物颗粒;和
步骤2:从所述分散体中分离在步骤1中获得的沉淀物,并将所述沉淀物再分散在水基溶剂中。
10、制备含有细颗粒群的分散体的方法,其包括下列步骤i、和ii或iii:
步骤i:将含有2种或更多种ζ电势彼此不同的细颗粒群的水分散体和有机溶剂混合,以控制所述水分散体的分散介质和有机溶剂的混合溶剂的相对介电常数(α),从而沉淀ζ电势绝对值小的细颗粒群;
步骤ii:将在步骤i中获得的沉淀物从所述分散体中分离,并将所述沉淀物再次分散在相对介电常数比所述混合溶剂的相对介电常数(α)大的溶剂中,从而获得含有ζ电势绝对值小的细颗粒群的分散体;和
步骤iii:从所述分散体中分离并除去在步骤i中获得的沉淀物,以获得含有ζ电势绝对值大的细颗粒群的分散体。
11、权利要求10的方法,其中较大的ζ电势绝对值和小ζ电势绝对值之间的差为5mV或更大。
12、权利要求10或11的方法,其中所述细颗粒群中的至少一个群是含着色剂的聚合物颗粒的群。
13、通过权利要求1到7任意一项限定的方法制备的水分散体作为喷墨印刷用水基油墨使用的用途。
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