CN102224206A - 喷墨记录用水性油墨 - Google Patents
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Abstract
本发明提供:〔1〕一种喷墨记录用水分散体,其含有包含阴离子性有机颜料粒子和阳离子性聚合物的链状粒子,其中,构成该链状粒子的有机颜料一次粒子在全部颜料一次粒子中所占的比例为10个数%以上;〔2〕含有该水分散体的喷墨记录用水性油墨;〔3〕上述〔1〕的喷墨记录用水分散体的制造方法;〔4〕含有通过该方法得到的水分散体的喷墨记录用水性油墨。该喷墨记录用水分散体及水性油墨的打印浓度优异。
Description
技术领域
本发明涉及喷墨记录用水分散体、含有该水分散体的喷墨记录用水性油墨以及喷墨记录用水分散体的制造方法。
背景技术
喷墨记录方式是从非常微细的喷嘴将油墨液滴直接喷出到记录部件上并使其附着,从而得到文字或图像的记录方式。该方式由于具有容易全色化、且廉价、能够使用普通纸作为记录部件、与被打印物是非接触的等许多优点,所以非常普及。
最近,为了对印刷物赋予耐气候性和耐水性,并进行彩色印刷,利用有机颜料作为着色剂的油墨被广泛使用。
日本特开平10-60352号中,为了改善颜料在OHP片材等上的定影性,公开了一种含有颜料、高分子分散剂、聚乙烯亚胺及水溶性溶剂的水性颜料油墨。
日本特开2004-123865号中,为了改善普通纸印刷中的彩度、浓度等,公开了一种由颜料、阴离子性分散剂、聚乙烯亚胺等阳离子性水溶性高分子化合物及水性介质组成的水性颜料油墨。
日本特开2004-149633号中,为了提高图像彩度等,公开了一种分散颜料粒子由粒径比该粒子的粒径小的颜料粒子以及分散剂的凝聚体形成的颜料系喷墨用油墨。
日本特开2006-169325号中公开了一种含有颜料、水溶性树脂、水溶性有机溶剂及水的喷墨用记录液,其中记载了在黑色颜料油墨中使用碳粒连成念珠状的高级结构类型的粒子。
日本特开2008-38090号中,为了提高打印浓度,公开了一种含有着色剂及多个一次粒子连接而成的念珠状或细长形状的金属氧化物二次粒子的喷墨水性油墨。
日本特开2006-82073号中公开了一种复合粒子的制造方法,其具有以下工序:表面电位调节工序,其对微粒的表面修饰高分子化合物,从而调节该微粒的表面电位;混合工序,其将含有表面电位为正值的微粒的流体与含有表面电位为负值的微粒的流体在微小流路内等进行混合。
日本特开2009-197097号中,为了得到粒径均匀的颜料微粒,公开了一种微粒的形成方法,其具有以下工序:使包含粒子形成材料溶液和不良溶媒溶液的2种以上的溶液在微反应器等的混合部内进行接触从而形成微粒的工序;使该微粒与凝聚剂在流路内接触从而形成凝聚体的工序;过滤工序;以及通过pH调节将该凝聚体进行再分散从而形成微粒的工序。
发明内容
本发明涉及下面的〔1〕~〔8〕。
〔1〕一种喷墨记录用水分散体,其含有包含阴离子性有机颜料粒子和阳离子性聚合物的链状粒子,其中,构成该链状粒子的有机颜料一次粒子在全部颜料一次粒子中所占的比例为10个数%以上。
〔2〕根据上述〔1〕的喷墨记录用水分散体,其中,阴离子性有机颜料粒子是含有有机颜料的水不溶性阴离子性聚合物粒子。
〔3〕一种喷墨记录用水性油墨,其含有上述〔1〕或〔2〕的水分散体。
〔4〕一种上述〔1〕的喷墨记录用水分散体的制造方法,其包括以下工序:工序(I),调制含有阴离子性有机颜料粒子、阳离子性聚合物及水的混合液,然后除去水而得到粘稠物或固态物的工序;以及工序(II),将所得到的粘稠物或固态物与水进行混合而得到水分散体(A)的工序。
〔5〕一种上述〔1〕的喷墨记录用水分散体的制造方法,其具有以下工序:将含有阴离子性有机颜料粒子的水分散体(A)与含有阳离子性聚合物的水溶液(B)在流路截面积为0.001~0.5mm2且流路长度为0.1~10mm的流路内进行混合,其中,该水分散体(A)与该水溶液(B)汇合的位置的孔内的线速度为1m/秒以上,且该阳离子性聚合物的阳离子性基团的量相对于该阴离子性有机颜料粒子的阴离子性基团为5~50摩尔%。
〔6〕一种上述〔2〕的喷墨记录用水分散体的制造方法,其具有以下工序:使用具有转子-定子结构的旋转剪切型搅拌装置,在剪切速度为1m/秒以上的剪切条件下,向包含含有有机颜料的水不溶性阴离子性聚合物粒子的水分散液中添加阳离子性聚合物,其中,在将从搅拌装置的转子旋转轴的中心起算的半径为转子半径2倍的圆作为底面的圆柱内的区域,向包含含有有机颜料的水不溶性阴离子性聚合物粒子的水分散液中添加阳离子性聚合物,并使它们进行接触。
〔7〕一种上述〔2〕的喷墨记录用水分散体的制造方法,其包括以下工序:工序(a),将包含含有有机颜料的水不溶性阴离子性聚合物粒子的水分散体的pH调节至8~12,然后添加阳离子性聚合物的工序;以及工序(b),降低工序(a)中得到的水分散体的pH,将pH调节至7~9的工序。
〔8〕一种喷墨记录用水性油墨,其含有通过上述〔4〕~〔7〕的制造方法得到的喷墨记录用水分散体。
附图说明
图1是调制例1中得到的含有有机颜料的阴离子性聚合物粒子的透射型电子显微镜(TEM)照片。
图2是实施例I-1中得到的链状粒子的TEM照片。
图3是对实施例I-1中得到的一个链状粒子进行放大得到的TEM照片。
图4是比较例I-1中得到的有机颜料粒子的TEM照片。
图5是比较例I-2中得到的有机颜料粒子的TEM照片。
图6的(a-1)、(a-2)、(a-3)是表示T型微通道(microchannel)的1个例子的示意图,(b)是表示Y型微通道的1个例子的示意图。
图7是实施例III-1~6、III-8及比较例III-1、III-3中使用的T型微通道的示意图。
具体实施方式
使用有机颜料作为喷墨记录用水性油墨的着色剂时,与使用染料时相比,存在打印浓度不充分的问题。
本发明的课题在于提供使用了有机颜料的打印浓度优异的喷墨记录用水分散体、含有该水分散体的水性油墨及该水分散体的制造方法。
本发明者认识到:使用了颜料的喷墨记录用油墨难以得到充分的打印浓度的原因在于,由于颜料为微细粒子所以容易向纸中渗透,进而进行了研究。其结果发现,阴离子性有机颜料粒子与阳离子性聚合物通过离子性相互作用而发生凝聚、作为连成链状的粒子的形式使用,由此能够抑制油墨在纸表面的渗透,从而能够提高打印浓度。
即,本发明涉及下面的〔1〕~〔8〕。
〔1〕一种喷墨记录用水分散体,其含有包含阴离子性有机颜料粒子和阳离子性聚合物的链状粒子,其中,构成该链状粒子的有机颜料一次粒子在全部颜料一次粒子中所占的比例为10个数%以上。
〔2〕根据上述〔1〕的喷墨记录用水分散体,其中,阴离子性有机颜料粒子是含有有机颜料的水不溶性阴离子性聚合物粒子。
〔3〕一种喷墨记录用水性油墨,其含有上述〔1〕或〔2〕的水分散体。
〔4〕一种上述〔1〕的喷墨记录用水分散体的制造方法,其具有下述工序(I)及(II):
工序(I):调制含有阴离子性有机颜料粒子、阳离子性聚合物及水的混合液,然后除去水而得到粘稠物或固态物的工序;
工序(II):将工序(I)中得到的粘稠物或固态物与水进行混合而得到水分散体(A)的工序。
〔5〕一种上述〔1〕的喷墨记录用水分散体的制造方法,其具有以下工序:将含有阴离子性有机颜料粒子的水分散体(A)与含有阳离子性聚合物的水溶液(B)在流路截面积为0.001~0.5mm2且流路长度为0.1~10mm的流路内进行混合,其中,该水分散体(A)与该水溶液(B)汇合的位置的孔内的线速度为1m/秒以上,且该阳离子性聚合物的阳离子性基团的量相对于该阴离子性有机颜料粒子的阴离子性基团的量为5~50摩尔%。
〔6〕一种上述〔2〕的喷墨记录用水分散体的制造方法,其具有以下工序:使用具有转子-定子结构的旋转剪切型搅拌装置,在剪切速度为1m/秒以上的剪切条件下,向包含含有有机颜料的水不溶性阴离子性聚合物粒子的水分散液中添加阳离子性聚合物,其中,在将从搅拌装置的转子旋转轴的中心起算的半径为转子半径2倍的圆作为底面的圆柱内的区域,向包含含有有机颜料的水不溶性阴离子性聚合物粒子的水分散液中添加阳离子性聚合物,并使它们进行接触。
〔7〕一种上述〔2〕的喷墨记录用水分散体的制造方法,其包括下述工序(a)及(b):
工序(a):将包含含有有机颜料的水不溶性阴离子性聚合物粒子的水分散体的pH调节至8~12,然后添加阳离子性聚合物的工序;
工序(b):降低工序(a)中得到的水分散体的pH,将pH调节至7~9的工序。
〔8〕一种喷墨记录用水性油墨,其含有通过上述〔4〕~〔7〕的制造方法得到的喷墨记录用水分散体。
以下,对本发明中所用的各成分、各工序进行说明。
[阴离子性有机颜料粒子]
在本发明的含有链状粒子的喷墨记录用水分散体中,使用阴离子性有机颜料粒子作为着色剂成分。
阴离子性有机颜料粒子通过对有机颜料实施分散处理等而达到所希望的粒径。
这里,“阴离子性”是指,在使未中和的物质分散或溶解到纯水中时pH低于7;或者是指在物质不溶于纯水中而无法明确测定pH时,使其分散于纯水中而得到的分散体的Zeta电位为负值。
从打印浓度的观点出发,阴离子性有机颜料粒子的平均粒径优选为40~200nm,更优选为50~150nm,进一步优选为60~100nm。
阴离子性有机颜料粒子的平均粒径是通过动态光散射法测定得到的,具体而言通过实施例的方法来进行测定。
(有机颜料)
阴离子性有机颜料粒子中所用的有机颜料没有特别限制。
有机颜料在用于水性油墨中时,优选使用表面活性剂、聚合物等而制成在油墨中稳定的微粒。特别是从分散稳定性、耐水性等观点出发,优选在聚合物的粒子中含有有机颜料。
作为有机颜料的具体例子,可列举出偶氮颜料、二偶氮颜料、酞菁颜料、喹吖啶酮颜料、异吲哚啉酮颜料、二噁嗪颜料、二萘嵌苯颜料、紫环酮颜料、硫靛颜料、蒽醌颜料、喹酞酮颜料等。
色调没有特别限定,红色、黄色、蓝色、橙色、绿色等有彩色颜料均可以使用。
作为优选的有机颜料的具体例子,可列举出选自由C.I.颜料黄、C.I.颜料红、C.I.颜料橙、C.I.颜料紫、C.I.颜料蓝、及C.I.颜料绿组成的组中的1种以上的各编号制品。这些当中,从显色性的观点出发,优选喹吖啶酮系颜料。
(固溶体颜料)
本发明中,也可以合适地使用含有二氯喹吖啶酮的固溶体颜料。
二氯喹吖啶酮在作为固溶体颜料的1个成分使用时,由于通过来自其氯基的电子状态的变化而显示出提高固溶体颜料自身的透明性和彩度的效果,所以其是从显色性的观点出发使用的。
作为二氯喹吖啶酮,可列举出2,9-二氯喹吖啶酮、3,10-二氯喹吖啶酮、4,11-二氯喹吖啶酮等。
作为与二氯喹吖啶酮固溶体化的颜料,可列举出β型、γ型等无取代喹吖啶酮、二甲基喹吖啶酮等。
固溶体颜料中,更优选由2,9-二氯喹吖啶酮(C.I.颜料红202)与无取代喹吖啶酮(C.I.颜料紫19)的组合构成的固溶体颜料。
固溶体颜料中,二氯喹吖啶酮的含量优选为5~95重量%,更优选为10~90重量%,进一步优选为15~85重量%。
上述的固溶体颜料可以单独使用,或者以任意的比例混合2种以上使用,在不损害本发明的效果的范围内,也可以并用其他的着色剂、例如颜料。
(自分散型有机颜料)
本发明中,也可以使用自分散型有机颜料。自分散型有机颜料是指,通过将亲水性官能团(羧基或磺酸基等阴离子性亲水基、或季铵基等阳离子性亲水基)中的1种以上直接或通过其他原子团键合到有机颜料的表面,从而在不使用表面活性剂或树脂的情况下也可以分散到水性介质中的有机颜料。这里,作为“其他原子团”,可列举出碳原子数为1~12的链烷二基、亚苯基或亚萘基等。用于阴离子性颜料粒子的情况下,亲水性官能团优选为羧基或磺酸基等阴离子性亲水基。为了将有机颜料制成自分散型有机颜料,例如只要通过常规方法在有机颜料表面化学键合必要量的亲水性官能团即可。
亲水性官能团的量没有特别限定,每1g自分散型有机颜料优选为100~3000μmol,亲水性官能团为羧基的情况下,每1g自分散型有机颜料优选为200~700μmol。
上述的有机颜料可以单独使用,或者以任意的比例混合2种以上使用。
[含有有机颜料的水不溶性阴离子性聚合物粒子]
作为阴离子性有机颜料粒子,没有特别限制,但优选自分散型有机颜料及含有有机颜料的阴离子性聚合物粒子,从提高水分散体及油墨的打印浓度的观点出发,更优选含有有机颜料的水不溶性阴离子性聚合物粒子(以下也称为“含有有机颜料的阴离子性聚合物粒子”,或简称为“阴离子性聚合物粒子”)。
本发明中,“水不溶性聚合物”是指,将在105℃下干燥2小时而达到恒重的聚合物溶解到25℃的100g水中时,其溶解量为10g以下的聚合物。水不溶性聚合物的上述溶解量优选为5g以下,更优选为1g以下。在阴离子性聚合物的情况下,上述溶解量是将聚合物的阴离子性基团用氢氧化钠100%中和时的溶解量。
作为所使用的聚合物,可列举出聚酯、聚氨酯、乙烯基系聚合物等,从水分散体及油墨的保存稳定性的观点出发,优选通过乙烯基单体(乙烯基化合物、乙烯叉化合物、1,2-亚乙烯基化合物)的加成聚合而得到的阴离子性乙烯基系聚合物。
作为阴离子性乙烯基系聚合物,优选为使包含(a)阴离子性单体(以下也称为“(a)成分”)、(b)大分子单体(以下也称为“(b)成分”)和/或(c)疏水性单体(以下也称为“(c)成分”)的单体混合物(以下也简称为“单体混合物”)进行共聚而成的乙烯基系聚合物。该乙烯基系聚合物具有来自(a)成分的结构单元、来自(b)成分的结构单元和/或来自(c)成分的结构单元。其中,优选含有来自(a)成分的结构单元、来自(b)成分的结构单元、来自(c)成分的结构单元这三者全部。
〔(a)阴离子性单体〕
对于(a)阴离子性单体,从使含有有机颜料的水不溶性阴离子性聚合物粒子在水分散体及油墨中稳定地分散的观点、及促进与阳离子性聚合物的离子性相互作用的观点出发,其可以作为阴离子性聚合物的单体成分。
作为阴离子性单体,可列举出羧酸单体、磺酸单体、磷酸单体等。
作为羧酸单体,可列举出丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、衣康酸、马来酸、富马酸、柠康酸、2-甲基丙烯酰氧基甲基琥珀酸等。
作为磺酸单体,可列举出苯乙烯磺酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸、3-磺基丙基(甲基)丙烯酸酯、双-(3-磺基丙基)-衣康酸酯等。
作为磷酸单体,可列举出乙烯基膦酸、乙烯基磷酸酯、双(甲基丙烯酰氧基乙基)磷酸酯、二苯基-2-丙烯酰氧基乙基磷酸酯、二苯基-2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酸酯、二丁基-2-丙烯酰氧基乙基磷酸酯等。
上述阴离子性单体中,从阴离子性聚合物粒子及所得到的链状粒子在水分散体及油墨中的分散稳定性的观点出发,优选羧酸单体,更优选丙烯酸及甲基丙烯酸。
〔(b)大分子单体〕
(b)大分子单体是在一个末端具有聚合性官能团的数均分子量为500~100000的化合物,从水不溶性阴离子性聚合物粒子和包含其的链状粒子在水分散体及水性油墨中的保存稳定性的观点出发,(b)大分子单体可以作为阴离子性聚合物的单体成分使用。作为存在于一个末端的聚合性官能团,优选为丙烯酰氧基或甲基丙烯酰氧基,更优选甲基丙烯酰氧基。
(b)大分子单体的数均分子量优选为500~100000,更优选为1000~10000。另外,数均分子量是通过使用了含有1mmol/L的十二烷基二甲基胺的氯仿作为溶媒的凝胶色谱法,使用聚苯乙烯作为标准物质来进行测定的。
(b)作为大分子单体,从阴离子性聚合物粒子及链状粒子在水分散体及油墨中的分散稳定性的观点出发,优选苯乙烯系大分子单体、含芳香族基团的(甲基)丙烯酸酯系大分子单体及硅酮系大分子单体。
作为苯乙烯系大分子单体,可列举出苯乙烯系单体均聚物或苯乙烯系单体与其他单体的共聚物。共聚物的情况下,从阴离子性聚合物粒子及链状粒子在水分散体及油墨中的分散稳定性的观点出发,苯乙烯系单体的含量优选为50重量%以上,更优选为70重量%以上。作为苯乙烯系单体,可列举出苯乙烯、2-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、乙基乙烯基苯、乙烯基萘、氯苯乙烯等。作为共聚的其他单体,可列举出含芳香族基团的(甲基)丙烯酸酯或丙烯腈等。作为苯乙烯系大分子单体的具体例子,可列举出AS-6(S)、AN-6(S)、HS-6(S)(东亚合成株式会社的商品名)等。
作为含芳香族基团的(甲基)丙烯酸酯系大分子单体,可列举出含芳香族基团的(甲基)丙烯酸酯的均聚物或其与其他单体的共聚物。共聚物的情况下,从阴离子性聚合物粒子及链状粒子在水分散体及油墨中的分散稳定性的观点出发,含芳香族基团的(甲基)丙烯酸酯系单体的含量优选为50重量%以上,更优选为70重量%以上。
作为含芳香族基团的(甲基)丙烯酸酯,可列举出具有可以具有含杂原子的取代基的碳原子数为7~22的芳烷基、或可以具有含杂原子的取代基的碳原子数为6~22的芳基的(甲基)丙烯酸酯。作为其具体例子,可列举出(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯、2-羟基-3-苯氧基丙基丙烯酸酯、2-甲基丙烯酰氧基乙基-2-羟基丙基邻苯二甲酸酯等,优选(甲基)丙烯酸苄酯。作为共聚的其他单体,可列举出苯乙烯系单体或丙烯腈等。
(b)大分子单体也可以是硅酮系大分子单体,作为硅酮系大分子单体,可列举出在一个末端具有聚合性官能团的有机聚硅氧烷等。
〔(c)疏水性单体〕
(c)疏水性单体是从提高水分散体及油墨的打印浓度的观点出发而作为阴离子性聚合物的单体成分使用的。作为疏水性单体,可列举出(甲基)丙烯酸烷基酯、含芳香族基团的单体等。
作为(甲基)丙烯酸烷基酯,优选具有碳原子数为1~22、优选碳原子数为6~18的烷基,例如可列举出(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸(异)丙酯、(甲基)丙烯酸(异或叔)丁酯、(甲基)丙烯酸(异)戊酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸(异)辛酯、(甲基)丙烯酸(异)癸酯、(甲基)丙烯酸(异)十二烷基酯、(甲基)丙烯酸(异)硬脂酯等。
另外,本说明书中,“(异或叔)”及“(异)”是指这些基团存在的情况和不存在的情况这两者,在这些基团不存在的情况下,表示“正”。此外,“(甲基)丙烯酸酯”表示丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯。
作为含芳香族基团的单体,优选具有可以具有含杂原子的取代基的碳原子数为6~22的芳香族基团的乙烯基单体,更优选苯乙烯系单体、含芳香族基团的(甲基)丙烯酸酯,还优选将它们并用。
作为苯乙烯系单体,优选苯乙烯、2-甲基苯乙烯及二乙烯基苯,更优选苯乙烯。
此外,作为含芳香族基团的(甲基)丙烯酸酯,优选(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯等,更优选甲基丙烯酸苄酯和/或丙烯酸苄酯。
〔(d)非离子性单体〕
单体混合物中还可以含有(d)非离子性单体(以下也称为“(d)成分”)。
作为(d)成分,可列举出(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸3-羟基丙酯、聚乙二醇(n=2~30,n表示氧化烯基的平均加成摩尔数。以下相同)(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇(n=2~30)(甲基)丙烯酸酯、聚(乙二醇(n=1~15)/丙二醇(n=1~15))(甲基)丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇(1~30)(甲基)丙烯酸酯、甲氧基聚丁二醇(1~30)(甲基)丙烯酸酯、乙氧基聚乙二醇(1~30)(甲基)丙烯酸酯、辛氧基聚乙二醇(1~30)(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇(1~30)(甲基)丙烯酸酯2-乙基己基醚、(异)丙氧基聚乙二醇(1~30)(甲基)丙烯酸酯、丁氧基聚乙二醇(1~30)(甲基)丙烯酸酯、甲氧基聚丙二醇(1~30)(甲基)丙烯酸酯、甲氧基(乙二醇/丙二醇共聚)(1~30,其中的乙二醇:1~29)(甲基)丙烯酸酯、苯氧基(乙二醇/丙二醇共聚)(1~30,其中的乙二醇:1~29)(甲基)丙烯酸酯等。
作为商业上可以获得的(d)成分的具体例子,可列举出新中村化学工业株式会社的NK Ester M-20G、NK Ester M-40G、NK Ester M-90G、NK EsterM-230G;日油株式会社的Blenmer PE-90、Blenmer PE-200、Blenmer 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、43PAPE-600B等。
上述(a)~(d)成分可以分别单独使用,或混合2种以上使用。
制造阴离子性聚合物时,上述(a)~(c)成分在单体混合物中的含量(作为未中和量的含量。以下相同)或阴离子性聚合物中的来自(a)~(c)成分的结构单元的含量如下所述。
从使含有颜料的阴离子性聚合物粒子及所得到的链状粒子在水分散体及油墨中稳定地分散、促进阴离子性聚合物粒子与阳离子性聚合物的离子性相互作用的观点出发,(a)成分的含量优选为3~40重量%,更优选为4~30重量%,特别优选为5~25重量%。
从含有颜料的阴离子性聚合物粒子及所得到的链状粒子在水分散体及油墨中的分散稳定性的观点出发,(b)成分的含量优选为1~25重量%,更优选为5~20重量%。
从提高水分散体及油墨的打印浓度的观点出发,(c)成分的含量优选为5~98重量%,更优选为10~80重量%。
此外,从含有颜料的阴离子性聚合物粒子及所得到的链状粒子在水分散体及油墨中的分散稳定性、以及水分散体及油墨的打印浓度的观点出发,〔(a)成分/[(b)成分+(c)成分]〕的重量比优选为0.01~1,更优选为0.02~0.67,进一步优选为0.03~0.50。
特别是对于构成阴离子性聚合物粒子的聚合物,从彩度、保存稳定性、打印浓度的观点出发,优选含有30~80重量%、更优选含有40~80重量%、进一步优选含有50~75重量%、特别优选含有60~75重量%的来自作为(c)成分的甲基丙烯酸苄酯和/或丙烯酸苄酯的结构单元。
此外,从打印浓度及保存稳定性的观点出发,阴离子性聚合物粒子优选由来自全部具有相同的聚合性基团的单体的结构单元构成,相同的聚合性基团更优选为甲基丙烯酰基。认为这是由于,具有相同的聚合性基团的单体的聚合速度大致相等,所以得到的聚合物分子的组成均匀,能够以所设计的比率向聚合物分子中引入单体。
本发明中,可认为,由于能够兼顾来自甲基丙烯酸苄酯和/或丙烯酸苄酯的结构单元所带来的对固溶体颜料的吸附性、和阴离子性基团所带来的与阳离子性聚合物的相互作用,所以打印浓度及保存稳定性得到提高。
(阴离子性聚合物的制造)
上述阴离子性聚合物可以通过利用本体聚合法、溶液聚合法、悬浮聚合法、乳液聚合法等公知的聚合法,使单体混合物共聚而制造。这些聚合法中,优选溶液聚合法。
作为溶液聚合法中所用的溶媒,优选极性有机溶媒。在极性有机溶媒具有水混合性的情况下,也可以与水混合后使用。作为极性有机溶媒,例如可以列举出甲醇、乙醇、丙醇等碳原子数为1~3的脂肪族醇;丙酮、甲乙酮等酮类;乙酸乙酯等酯类等。它们之中,优选甲醇、乙醇、丙酮、甲乙酮或它们中的一种以上与水的混合溶剂。
在聚合时,可以使用2,2’-偶氮二异丁腈、2,2’-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)等偶氮化合物;或过氧化(2-乙基己酸)叔丁酯、过氧化二苯甲酰等有机过氧化物等公知的自由基聚合引发剂。自由基聚合引发剂的量为每1摩尔单体混合物(各单体的总计摩尔量的1摩尔)优选为0.001~5摩尔,更优选为0.01~2摩尔。
在聚合时,还可以进一步添加辛基硫醇、2-巯基乙醇等硫醇类、秋兰姆二硫化物类等公知的聚合链转移剂。
单体混合物的聚合条件因所使用的自由基聚合引发剂、单体、溶媒的种类等而异,无法一概而论,通常来说,聚合温度优选为30~100℃,更优选为50~80℃,聚合时间优选为1~20小时。另外,聚合气氛优选为氮气气氛、氩气等不活泼气体气氛。
聚合反应结束后,可以利用再沉淀、蒸馏除去溶剂等公知的方法,从反应溶液中离析出所生成的聚合物。此外,所得到的聚合物可以利用再沉淀、膜分离、色谱法、萃取法等除去未反应的单体等。
对于本发明中所用的阴离子性聚合物的重均分子量,从含有颜料的水不溶性阴离子性聚合物粒子和含有其的链状粒子在水分散体及水性油墨中的分散稳定性、和水分散体及水性油墨的打印浓度的观点出发,优选为5000~50万,更优选为1万~40万,更优选为1万~30万,进一步优选为2万~20万。另外,聚合物的重均分子量利用实施例中所示的方法来测定。
本发明中所用的含有颜料的水不溶性阴离子性聚合物优选利用中和剂对来自(a)阴离子性单体的阴离子性基团进行中和后使用。作为中和剂,例如可列举出氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、各种胺等碱。
从分散稳定性的观点出发,阴离子性聚合物的阴离子性基团的中和度优选为10~300%,更优选为20~200%,进一步优选为30~150%。
在使阴离子性聚合物交联的情况下,从分散稳定性和交联效率的观点出发,交联前的聚合物的阴离子性基团的中和度优选为10~90%,更优选20~80%,进一步优选30~70%。
这里,中和度可以利用下述式求得。
{[中和剂的重量(g)/中和剂的当量]/[聚合物的酸值(KOHmg/g)×聚合物的重量(g)/(56×1000)]}×100
酸值可以由聚合物的结构单元通过计算来算出。或者,也可以通过将聚合物溶解到适当的溶剂(例如甲乙酮)中再进行滴定的方法来求得。
[含有有机颜料的阴离子性聚合物粒子的制造]
含有有机颜料的阴离子性聚合物粒子的水分散体可以通过具有下述的工序(1)及(2)的方法而有效地制造。
工序(1):对含有阴离子性聚合物、有机溶媒、有机颜料及水的混合物进行分散处理,从而得到含有有机颜料的阴离子性聚合物粒子的分散体的工序
工序(2):从工序(1)中得到的分散体中除去上述有机溶媒,从而得到含有有机颜料的水不溶性阴离子性聚合物粒子的水分散体的工序
工序(1)
在工序(1)中,优选如下方法:首先,将阴离子性聚合物溶解到有机溶媒中,接着将有机颜料、水及根据需要使用的中和剂、表面活性剂等加入到所得到的有机溶媒溶液中并进行混合,从而得到水包油型的分散体。加入到阴离子性聚合物的有机溶媒溶液中的顺序没有限制,优选按照中和剂、水、有机颜料的顺序添加。
混合物中,有机颜料优选为5~50重量%,进一步优选为10~40重量%,有机溶媒优选为10~70重量%,进一步优选为10~50重量%,阴离子性聚合物优选为2~40重量%,进一步优选为3~20重量%,水优选为10~70重量%,进一步优选为20~70重量%。
从分散稳定性的观点出发,有机颜料的量相对于上述阴离子性聚合物的量的重量比〔有机颜料/阴离子性聚合物〕优选为50/50~90/10,更优选为70/30~85/15。
在使用中和剂进行中和的情况下,优选中和至最终得到的水分散体的pH为7~11。作为中和剂,可列举出氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、各种胺等碱。此外,也可以预先将阴离子性聚合物中和好。
作为有机溶媒,可列举出乙醇、异丙醇、异丁醇等醇系溶媒;丙酮、甲乙酮、甲基异丁基酮、二乙基酮等酮系溶媒;及二丁基醚、四氢呋喃、二噁烷等醚系溶媒。它们可以单独使用或组合2种以上使用。
该有机溶媒在100g水中的溶解量在20℃下优选为5g以上,进一步优选为10g以上,该有机溶媒优选为甲乙酮及甲基异丁基酮。
工序(1)中的混合物的分散方法没有特别限制。也可以仅通过主分散将含有颜料的阴离子性聚合物粒子的平均粒径微粒化到所希望的粒径,但优选在预备分散后,进一步施加剪切应力而进行主分散,将含有颜料的阴离子性聚合物粒子的平均粒径控制到所希望的粒径。工序(1)的分散中的温度优选为0~40℃,更优选为5~30℃,分散时间优选1~30小时,更优选2~25小时。
在将混合物预备分散时,优选锚桨、分散桨等常用的混合搅拌装置,作为具体例子,有Ultra Disper、Despa Mill(浅田铁工株式会社、商品名)、Milder(株式会社荏原制作所、太平洋机工株式会社、商品名)、TKHomomixer、TK Pipeline Mixer、TK HomoJetter、TK HOMOMIC LINE FLOW、FILMIX(以上,Primix株式会社、商品名)等高速搅拌混合装置。
作为施加主分散的剪切应力的手段,例如可列举出辊磨机、捏合机、挤压机等混炼机;以高压均化器(株式会社Izumi Food Machinery、商品名)为代表的均相阀式的高压均化器;Microfluidizer(Microfluidics公司、商品名)、Nanomizer(吉田机械兴业株式会社、商品名)、Ultimaizer、Starburst(Sugino Machine株式会社、商品名)等腔室式的高压均化器;油漆搅拌器、珠磨机等介质式分散机。作为市售的介质式分散机,可列举出ULTRA APEX MILL(寿工业株式会社制、商品名)、PICO MILL(浅田铁工株式会社制、商品名)、Dyno-mill(Shinmaru Enterprises公司制、商品名)等。这些装置也可以组合多个。这些当中,从将含有有机颜料的阴离子性聚合物粒子进行小粒径化的观点出发,优选并用介质式分散机和高压均化器。
工序(2)
工序(2)中,通过利用公知的方法从所得到的分散体中蒸馏除去有机溶媒,可以得到含有有机颜料的阴离子性聚合物粒子的水分散体。优选包含所得到的含有颜料的阴离子性聚合物粒子的水分散体中的有机溶媒被实质地除去,但只要不损害本发明的目的,也可以残存,在之后进行交联工序的情况下,只要根据需要在交联后进行再除去即可。残留有机溶媒的量优选为0.1重量%以下,更优选为0.01重量%以下。
此外,根据需要,也可以在蒸馏除去有机溶剂之前对分散体进行加热搅拌处理。
所得到的含有有机颜料的阴离子性聚合物粒子的水分散体是将含有有机颜料的该聚合物的固体成分分散到以水为主介质中而形成的。这里,聚合物粒子的形态没有特别限制,只要是至少利用有机颜料和阴离子性聚合物来形成粒子即可。例如,包括有机颜料内包于该聚合物中的粒子形态、有机颜料均匀分散于该聚合物中的粒子形态、在该聚合物粒子表面露出有机颜料的粒子形态等,也包括它们的混合物。
[阳离子性聚合物]
从打印浓度提高的观点出发,本发明的喷墨记录用水分散体使用包含上述阴离子性有机颜料粒子和阳离子性聚合物的链状粒子。
这里,所谓阳离子性聚合物的“阳离子性”,在使未中和的聚合物分散或溶解到纯水中的情况下,是指pH大于7;在具有季铵盐等的聚合物时以其平衡离子为氢氧离子的形式而分散或溶解到纯水中的情况下,是指pH大于7;或者在聚合物等不溶于纯水中而无法明确测定pH的情况下,是指将其分散于纯水中而得到的分散体的Zeta电位为正值。
此外,从与含有有机颜料的阴离子性聚合物粒子有效地产生相互作用、提高水分散体或油墨的打印浓度的观点出发,阳离子性聚合物优选为水溶性阳离子性聚合物。这里,“水溶性聚合物”是指,将阳离子性聚合物在105℃下干燥2小时而达到恒重的聚合物溶解到25℃的100g水中时其溶解量超过10g的聚合物,其溶解量优选为20g以上,更优选为100g以上。
在本发明的喷墨记录用水分散体中,通过使用水溶性阳离子性聚合物而提高打印浓度的原因并不清楚,但可认为,在印刷后的介质上,与含有有机颜料的阴离子性聚合物粒子产生离子性相互作用,含有有机颜料的阴离子性聚合物粒子不会渗透到介质、特别是纸中,有机颜料残存在介质表面,所以打印浓度提高。此外,可认为,在相互作用强固的情况下,在水分散体中,多个聚合物粒子形成链状的二次粒子,对作为介质的纸纤维的物理阻力、牵连增多,能够使介质表面上残留大量有机颜料,所以打印浓度优异。
从打印浓度的观点出发,水溶性阳离子性聚合物的数均分子量优选为1000~300000,更优选为10000~80000。
作为阳离子性聚合物,从提高水分散体或含有该水分散体的油墨的打印浓度的观点出发,优选具有伯~叔氨基、亚氨基、季铵盐基、肼等阳离子性基团的聚合物,更优选具有氨基和/或亚氨基的聚合物,进一步优选具有氨基的聚合物。该聚合物优选为具有阳离子性基团的单体的均聚物或其与其他单体的共聚物或缩聚物。
作为阳离子性聚合物的具体例子,可列举出聚乙烯亚胺、聚烯丙基胺、聚乙烯基胺、聚乙烯基吡啶、聚乙烯亚胺-环氧氯丙烷反应物、聚酰胺-聚胺树脂、聚酰胺-环氧氯丙烷树脂、壳聚糖类、阳离子化淀粉、聚胺砜、聚乙烯基咪唑、聚脒、二氰胺聚亚烷基多胺缩合物、聚亚烷基多胺双氰胺铵盐缩合物、双氰胺甲醛缩合物、二烯丙基二甲基氯化铵聚合物及共聚物、乙烯基吡咯烷酮-乙烯基咪唑共聚物、乙烯基苄基三甲基氯化铵聚合物及共聚物、二甲基氨基乙基(甲基)丙烯酸酯聚合物及共聚物、(甲基)丙烯酰氧基烷基三烷基氯化铵聚合物及共聚物、(甲基)丙烯酰氧基烷基二烷基苄基氯化铵聚合物及共聚物、或它们的酸中和物等。
作为具有氨基的阳离子性聚合物的优选例,可列举出聚乙烯亚胺、聚烯丙基胺、聚乙烯基胺等,更优选聚乙烯亚胺、聚烯丙基胺,进一步优选聚乙烯亚胺。
上述阳离子性聚合物可以单独使用,或组合2种以上使用。
(聚乙烯亚胺)
聚乙烯亚胺是由-(CH2CH2NH)n-所示的、乙烯亚胺单元聚合成直链状、支链状或网眼状的水溶性高分子化合物。可认为,当聚乙烯亚胺在水分散体中以聚阳离子的形式存在,且将水分散体的pH调节至7~9时,与含有有机颜料的聚合物粒子的阴离子性基团产生相互作用,促进因多个聚合物粒子彼此的离子性相互作用而产生的凝聚,从而抑制油墨在纸表面的渗透,所以使打印浓度提高。还认为,由于为聚阳离子,所以在聚合物粒子表面的吸附性高,在水分散体或油墨中溶解的部分变少。因此认为,水分散体或油墨的分散稳定性高,过滤性及保存稳定性也优异。
聚乙烯亚胺的由沸点上升法求得的数均分子量优选300~300000,更优选为300~100000,进一步优选为400~80000,特别优选为500~70000。数均分子量为300以上时,颜料在印刷纸面上的定影性提高,打印浓度的提高效果变高,如果数均分子量为100000以下,则水分散体或油墨的粘度低,分散稳定性优异。
聚乙烯亚胺的制法没有特别限制,可以通过公知的聚合法来进行制造。例如可列举出:〔1〕以二氧化碳、盐酸、氢溴酸等作为催化剂使乙烯亚胺开环聚合的方法、〔2〕使氯乙烯与乙二胺缩聚的方法、〔3〕对噁唑烷酮-2进行加热的方法等。
聚乙烯亚胺可以单独使用,或组合2种以上使用。
从油墨的基本物性与提高打印浓度的平衡的观点出发,相对于阴离子性有机颜料粒子,水分散体中的阳离子性聚合物、特别是聚乙烯亚胺的含量优选为0.01~10重量%,更优选为0.03~3重量%,进一步优选0.05~2重量%,特别优选为0.1~1重量%。
[链状粒子]
本发明中所用的链状粒子包含阴离子性有机颜料粒子和阳离子性聚合物,可认为,阳离子性聚合物与阴离子性有机颜料粒子间产生电相互作用,阴离子性有机颜料的粒子彼此被阳离子性聚合物连接,从而构成本发明中所用的链状粒子。
使用了该链状粒子的水分散体及油墨的打印浓度优异的原因并不清楚,但可认为,如果是有机颜料粒子或凝聚成块状的粒子,则油墨液滴弹落到纸上后,与油墨溶媒一起渗透到纸的纤维之间,因而打印浓度变低,但为链状粒子时,向纸纤维间的物理阻力变大,容易使有机颜料残留在纸表面。
链状粒子的形状可以通过透射型电子显微镜(TEM)来确认。另外,用TEM观察含有有机颜料的阴离子性聚合物粒子时,由于难以看到聚合物,所以实质上仅观察到有机颜料。
这里,作为“链状粒子”,可列举出颜料一次粒子连成直链状、弯曲状、支链状、环状等的粒子。更具体而言,本发明中所用的链状粒子是指由下述式(I)算出的二次粒子的面积占有率低于40%的粒子。
即,对TEM照片中的1个独立的二次粒子描绘外接圆,将该圆的面积设为A0(nm2)。接着,将对构成二次粒子的每一个颜料一次粒子(在TEM照片中,看上去是四方形的一个个粒子)的面积进行总计之后的总面积设为A1(nm2)。于是,外接圆中的二次粒子所占的部分的比率、所谓的面积占有率由下述式(I)表示。
二次粒子的面积占有率(%)=(A1/A0)×100 (I)
上述的二次粒子的形状为直链状的情况下,上述外接圆中的面积占有率最小,为块状的情况下,上述外接圆中的面积占有率最大。
在由阳离子性聚合物连接阴离子性有机颜料粒子而得到的二次粒子中,包含上述的链状粒子,但由于连接的程度存在分布,所以通常包含从链形状非常发达的链状粒子到保持颜料一次粒子的形状的粒子。
关于构成上述链状粒子的颜料一次粒子在全部颜料一次粒子中所占的比例(个数%),从打印浓度提高的观点出发,在本发明的水分散体中所含的颜料粒子中为10个数%以上,优选为20个数%以上,更优选为30个数%以上,进一步优选为50个数%以上。
为了测定链状粒子的比例(个数%),在电子显微镜观察下,首先计测构成100个以上的二次粒子的颜料一次粒子的数目,将其设为N0(个)。其中,数出构成链状粒子的颜料一次粒子的个数,当将其设为N1(个)时,链状粒子的比例(个数%)由下述式(II)表示。
链状粒子的比例(个数%)=(N1/N0)×100 (II)
从打印浓度提高的观点出发,该链状粒子的平均粒径优选为70~400nm,更优选为90~300nm,进一步优选120~250nm,进一步优选为150~200nm。
含有上述链状粒子的水分散体中的粒子的平均粒径相对于阴离子性有机颜料粒子的平均粒径的比值(含有链状粒子的水分散体中的粒子的平均粒径/阴离子性有机颜料粒子的平均粒径)优选为1.5~5.0,更优选为1.5~4.0,进一步优选为1.5~3.0。
这里,含有链状粒子的水分散体中的粒子的平均粒径是包含链状粒子及其他形状的二次粒子等的全部粒子的平均粒径。
上述平均粒径是通过动态光散射法测定得到的,具体而言通过实施例的方法来测定。
[喷墨记录用水分散体的制造法1]
对本发明的喷墨记录用水分散体的制造方法没有限制,但优选通过包含下述工序(I)及(II)的制造方法而得到。
工序(I):调制含有阴离子性有机颜料粒子、阳离子性聚合物及水的混合液,然后除去水而得到粘稠物或固态物工序
工序(II):将工序(I)中得到的粘稠物或固态物与水进行混合而得到水分散体(A)工序
本发明的喷墨记录用水分散体更优选通过进一步包含下述工序(III)的方法而得到。
工序(III):将工序(II)中得到的水分散体(A)与交联剂混合,并进行交联处理而得到水分散体(B)的工序。
(工序(I))
在工序(I)中,调制含有通过上述制造法等得到的阴离子性有机颜料粒子、特别是含有有机颜料的阴离子性聚合物粒子和阳离子性聚合物及水的混合液,然后除去水而得到粘稠物或固态物。
这里,“粘稠物”是指泥状、粘稠状的状态的物质,“固态物”是指在25℃下没有流动性的块状等的物质。
在工序(I)中,作为调制含有阴离子性有机颜料粒子、阳离子性聚合物及水的混合液的方法,可列举出:(i)向阴离子性有机颜料粒子的水分散体中添加阳离子性聚合物或阳离子性聚合物的水溶液的方法;(ii)向阳离子性聚合物或阳离子性聚合物的水溶液中添加阴离子性有机颜料粒子的水分散体的方法;(iii)向阴离子性有机颜料粒子的水分散体中添加阳离子性聚合物,再添加阴离子性有机颜料粒子的水分散体的方法等,可以分别分多次添加。这些当中,优选上述(iii)的方法。
此外,从提高水分散体的打印浓度的观点出发,本工序中所采用的阴离子性有机颜料粒子相对于阳离子性聚合物的重量比〔阴离子性有机颜料粒子/阳离子性聚合物〕优选为40~5000,更优选为80~2000,进一步优选100~1000。
作为除去水分的方法,可列举出通过减压法、加热法等而使水分蒸发的方法,优选加热法。作为加热温度,优选为50~100℃,更优选为60~90℃,进一步优选为70~85℃。
蒸发进行至变成粘稠物或固态物,但从通过工序(II)中的分散处理而得到均匀的粒径的观点出发,优选制成粘稠物。粘稠物或固态物的固态成分浓度优选为40~90重量%,更优选为45~80重量%,进一步优选为50~70重量%。
(工序(II))
在工序(II)中,将工序(I)中得到的粘稠物或固态物与水进行混合而得到水分散体(A)。
此外,关于本工序中所混合的水的量,从提高混合的效率、得到均匀的水分散体的观点出发,以相对于工序(I)中得到的粘稠物或固态物的重量比〔水/工序(I)中得到的粘稠物或固态物〕计,优选为0.5~45,更优选为1~25,进一步优选为2~15。
工序(II)中的混合方法没有特别限制,可以仅仅是向粘稠物或固态物中添加水,但为了得到均匀的粒径,可以采用含有有机颜料的阴离子性聚合物粒子的制造工序(1)中所采用的混合、分散方法、或使用超声波分散机、具备搅拌桨的Three-One Motor、磁搅拌器等搅拌机的方法等。
该工序(II)中得到的水分散体(A)是包含链状粒子的水分散体。包含该链状粒子的水分散体(A)、及含有该水分散体(A)的水性油墨的打印浓度优异。
(工序(III))
工序(III)是任意的工序,其是将工序(II)中得到的水分散体(A)与交联剂混合,并进行交联处理从而得到水分散体(B)的工序。从水分散体及油墨的保存稳定性的观点出发,优选进行工序(III)。
这里,作为交联剂,优选具有与阴离子性聚合物的阴离子性基团反应的官能团的化合物,更优选在分子中具有2个以上、优选2~6个该官能团的化合物。
此外,关于交联剂的溶解量,从有效地使聚合物、特别是水不溶性聚合物的表面进行交联的观点出发,溶解到25℃的100g水中时的溶解量优选为50g以下,更优选为40g以下,进一步优选为30g以下。此外,从反应的容易性及水分散体的保存稳定性的观点出发,其分子量优选为120~2000,更优选为150~1500,进一步优选为150~1000。
(交联剂)
作为交联剂的优选例,可列举出下面的(a)~(c)。
(a)在分子中具有2个以上的环氧基的化合物:例如乙二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、甘油三缩水甘油醚、丙三醇聚缩水甘油醚、聚丙三醇聚缩水甘油醚、三羟甲基丙烷聚缩水甘油醚、山梨糖醇聚缩水甘油醚、季戊四醇聚缩水甘油醚、间苯二酚二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、氢化双酚A型二缩水甘油醚等聚缩水甘油醚。
(b)在分子中具有2个以上的噁唑啉基的化合物:例如2,2’-二(2-噁唑啉)、1,3-亚苯基二噁唑啉、1,3-苯并二噁唑啉等二噁唑啉化合物;使该化合物与多元羧酸反应而得到的具有末端噁唑啉基的化合物。
(c)在分子中具有2以上的异氰酸酯基的化合物:例如有机聚异氰酸酯或异氰酸酯基末端预聚物。
这些当中,优选(a)在分子中具有2个以上的环氧基的化合物,更优选三羟甲基丙烷聚缩水甘油醚。
关于交联剂的使用量,从水分散体及油墨的保存稳定性的观点出发,以〔交联剂/阴离子性聚合物〕的重量比计优选为0.3/100~50/100,更优选为1/100~40/100,进一步优选为2/100~30/100,特别优选为5/100~25/100。
此外,关于交联剂的使用量,以每1g该阴离子性聚合物中的阴离子性基团量换算计,优选为与该聚合物的0.1~20mmol阴离子性基团反应的量,更优选为与0.5~15mmol反应的量,进一步优选为与1~10mmol反应的量。
进行交联处理而得到的交联聚合物,每1g交联聚合物中,优选含有0.5mmol以上被碱中和的阴离子性基团(特别优选为羧基)。可认为,所述交联聚合物中的被碱中和的阴离子性基团在水分散体中发生解离,通过阴离子彼此的电荷排斥,有助于含有有机颜料的交联聚合物粒子的稳定性。
这里,由下述式求出的交联聚合物的交联率(摩尔%)优选为10~80摩尔%,更优选为20~70摩尔%,进一步优选为30~60摩尔%。交联率可以由交联剂的使用量和反应性基团的摩尔数、聚合物的使用量和能与交联剂的反应性基团反应的聚合物的反应性基团的摩尔数,由下述式(III)而算出。
交联率(摩尔%)=[交联剂的反应性基团的摩尔数×100/聚合物所具有的能与交联剂反应的反应性基团的摩尔数] (III)
上述式(III)中,“交联剂的反应性基团的摩尔数”是所使用的交联剂的重量除以反应性基团的当量而得到的值。即,是所使用的交联剂的摩尔数乘以1分子交联剂中的反应性基团的数量而得到的值。
[喷墨记录用水分散体的制造法2]
本发明的喷墨记录用水分散体也可以通过以下的制造法2有效地制造。
即,该方法具有将含有阴离子性有机颜料粒子的水分散体(A)与含有阳离子性聚合物的水溶液(B)在流路截面积为0.001~0.5mm2且流路长度为0.1~10mm的流路内进行混合的工序,其中,该水分散体(A)与该水溶液(B)汇合的位置的孔内的线速度为1m/秒以上,按照该阳离子性聚合物的阳离子性基团的量相对于该阴离子性有机颜料粒子的阴离子性基团的量为5~50摩尔%的方式进行混合,根据需要也可以进一步包括交联工序。
在上述工序中,例如,通过将利用具有上述工序(1)及(2)的方法而得的包含含有有机颜料的水不溶性阴离子性聚合物粒子的水分散体等含有阴离子性有机颜料粒子的水分散体(A)与含有阳离子性聚合物的水溶液(B)在上述流路内、在上述条件下进行混合,从而能够在不引起聚合物粒子的局部凝聚的情况下,使阳离子性聚合物均匀地分散到水分散体中。其结果是,能够在不产生粗大粒子的情况下得到包含阴离子性有机颜料粒子连成链状的形态的粒子的水分散体。可认为,所得到的水分散体的打印浓度及过滤性优异。
(利用微通道的混合)
在制造法2中,从通过层流形成和不均匀混合而抑制凝聚物的生成、提高打印浓度及过滤性的观点出发,优选使用具有流路截面积为0.001~0.5mm2且流路长度为0.1~10mm的流路的微通道(微小流路)。
所使用的微通道的流路截面积优选为0.005~0.2mm2,更优选为0.01~0.1mm2,流路长度优选为0.2~8mm,更优选为0.5~5mm。这里,流路长度是指流路截面积为0.001~0.5mm2的范围的区间的流路的长度。
此外,从上述观点出发,在含有阴离子性有机颜料粒子的水分散体(A)与水溶性含有阳离子性聚合物的水溶液(B)汇合的位置的孔内的线速度为1m/秒以上。这里,孔内的线速度是该水分散体(A)与该水溶液(B)汇合的位置的孔内的平均线速度,是通过混合位置一定时间的液量除以流路截面积而得到的值。
上述孔内的线速度为1m/秒以上,从兼顾打印浓度和过滤性的观点、特别是提高打印浓度的观点出发,优选为2m/秒以上,更优选为4m/秒以上,进一步优选为10m/秒以上,从提高操作性和打印浓度的观点出发,优选为1000m/秒以下,更优选为100m/秒以下,进一步优选为30m/秒以下。
此外,关于在微通道内混合时的阳离子性聚合物的阳离子性基团的量,从提高打印浓度的观点出发,以其相对于阴离子性着色粒子的阴离子性基团的量的比率计为5~50摩尔%,优选为8~30摩尔%,更优选为10~25摩尔%,进一步优选为12~20摩尔%。
从提高水分散体的打印浓度的观点出发,阴离子性有机颜料粒子相对于阳离子性聚合物的重量比〔阴离子性有机颜料粒子/阳离子性聚合物〕优选为40~5000,更优选为80~2000,进一步优选为100~1000,特别优选为200~400。
在微通道内混合之前的、含有阴离子性有机颜料粒子的水分散体(A)的阴离子性有机颜料粒子的浓度优选为1~40重量%,更优选为10~35重量%,进一步优选为20~35重量%。
在微通道内混合之前的、含有阳离子性聚合物的水溶液(B)的阳离子性聚合物的浓度优选为0.01~5重量%,更优选为0.05~1重量%,进一步优选为0.1~0.5重量%。
像这样,通过使用微通道,向含有阴离子性有机颜料粒子的水分散体(A)中添加阳离子性聚合物,得到打印浓度及过滤性优异的水分散体的原因并不清楚,但可以如下考虑。
可认为,在微通道内,各溶液变成接触面积非常小的层流,形成极其接近的状态。可认为,通过该层流被从流路截面积小的流路放开而喷出时产生的散逸,含有阴离子性有机颜料粒子的水分散液(A)和含有阳离子性聚合物的水溶液(B)被均质化,在阴离子性有机颜料粒子上均质地附着阳离子性聚合物,进而粒子彼此反复冲撞而进行粒子的链化。
可认为,像这样微通道由于不会像其他搅拌机或分散机那样在被混合前与接触面积大的液滴接触或产生偏向一部分的剪切力,所以能够得到粒径均匀的连成链状的形态的聚合物粒子,从而得到打印浓度及过滤性优异的水分散体。
还可认为,如果使用含有有机颜料的水不溶性阴离子性聚合物粒子,则由于上述混合工序中的聚合物不会溶出,所以对阳离子性聚合物与粒子的相互作用有效地发挥作用,并且在微通道内能充分均质化,连成链状的粒子通过该聚合物彼此的缠绕或融合而形成强固的异型粒子,能够进一步抑制向纸中的渗透,所以打印浓度及过滤性优异。
本发明中使用的微通道只要至少混合2种液体的位置及混合后的流路的形状满足上述条件,则材质、内面的形状、混合角度等没有特别限制,但优选使用以下的微通道。
微通道的材质优选可在高压条件下对水溶液或水分散液的材质进行处理的材质,例如可列举出金属、玻璃等,优选不锈钢。
此外,从降低压力损失的观点出发,其内面的形状优选为摩擦低的形状。
关于使用微通道时的混合角度,优选为混合前的溶液相对于混合后的流动方向能够以0~90°的角度流入的结构,具体而言,可列举出T型结构(参照图6(a))、Y型结构(参照图6(b))及2层管结构。使用T型结构的情况下,存在图6的(a-1)、(a-2)、(a-3)所示的3种形式。这些当中,更优选Y型结构。
作为微通道,例如可以使用市售的微混合器或微反应器、或者作为细管连接构件的连接器或接合器等。具体而言,可以使用Swagelok公司制造的色谱仪用接头低死体积(Low Dead Volume)型Union Tee SS-1F0-3GC(T型、流路截面积为0.07mm2、流路长度为1.25mm)、GL Sciences公司制造的微体积连接器MT1XCS6(T型、流路截面积为0.018mm2、流路长度为1.25mm)及MY1XCS6(Y型、流路截面积为0.018mm2、流路长度为1.25mm)等接头构件、或IMM公司制造的缺口型Micro Mixers SSIMM、株式会社山武制造的微混合器YM-2等。
此外,优选使用向微通道内的送液的脉动少的泵,优选使用注射泵。注射泵优选能够进行压力为1MPa以上的高压供给,例如可以使用TORAY Engineering株式会社、Harvard Aparatus公司等的注射泵。此外,也可以使用株式会社Tacmina、Fuji Techno工业株式会社等的低脉动型隔膜泵或柱塞泵。
[喷墨记录用水分散体的制造法3]
本发明的喷墨记录用水分散体也可以通过以下的制造法3有效地进行制造。
即,其是包括如下工序的方法:使用具有转子-定子结构的旋转剪切型搅拌装置,在剪切速度为1m/秒以上的剪切条件下,向包含含有有机颜料的水不溶性阴离子性聚合物粒子的水分散液中添加阳离子性聚合物工序;以及根据需要进一步实施的交联工序。
剪切速度是转子的最大圆周长乘以转速而得到的数值。例如,使用直径8mm的转子,以20000转/分钟旋转时的剪切速度如下而算出。
(0.008(m)×3.14)×333(转/秒)=8.37(m/秒)
(阳离子性聚合物的添加工序)
制造法3中,在阳离子性聚合物的添加工序中,例如,向通过具有上述工序(1)及(2)的方法得到的包含含有有机颜料的水不溶性阴离子性聚合物粒子的水分散体中,使用具有转子-定子结构的旋转剪切型搅拌装置,在剪切速度为1m/秒以上、优选为2m/秒以上、更优选为4m/秒以上、进一步优选为8~40m/秒的剪切条件下,添加阳离子性聚合物(溶液或分散液)。通过在上述剪切条件下添加阳离子性聚合物,不会引起局部的凝聚,能够将阳离子性聚合物均匀地分散到水分散体中。其结果是,能够得到包含含有有机颜料的水不溶性阴离子性聚合物粒子连成链状的形态的聚合物粒子的水分散体,而不会产生粗大粒子。所得到的含有有机颜料的聚合物粒子的水分散体的打印浓度及过滤性优异。
添加阳离子性聚合物的场所也可以是在混合后达到上述剪切条件的场所,但从过滤性的观点出发,优选为水分散体在上述剪切条件下流动的场所,优选在将从搅拌装置的转子旋转轴的中心起算的半径为转子半径2倍的圆作为底面的圆柱内的区域添加。
具有为了达到上述剪切条件而使用的转子-定子结构的旋转剪切型搅拌装置可以单独使用,或组合多个使用。
此外,从提高水分散体的打印浓度的观点出发,本工序中所用的含有有机颜料的水不溶性阴离子性聚合物粒子相对于阳离子性聚合物的重量比〔含有有机颜料的水不溶性阴离子性聚合物粒子/阳离子性聚合物〕优选为40~5000,更优选为80~2000,进一步优选为100~1000,进一步优选为200~600,进一步优选为200~400。
(具有转子-定子结构的旋转剪切型搅拌装置)
具有转子-定子结构的旋转剪切型搅拌装置是具备转子和定子、且在转子与定子的间隙及转子的缺口部对流体施加剪切力的搅拌装置。更具体而言,其由固定于搅拌室内的也起到挡板作用的圆筒状的定子(固定环)、和被收纳在该定子的中空部内并利用马达而提供规定转速的转子(涡轮桨)构成,定子及转子中以放射状形成多个流路。
通过使用该旋转剪切型搅拌装置来添加阳离子性聚合物,从而可以得到打印浓度及过滤性优异的水分散体的原因并不清楚,但可以如下考虑。
使用该旋转剪切型搅拌装置来添加阳离子性聚合物时,在包含含有有机颜料的阴离子性聚合物粒子的水分散液中设置该旋转剪切型搅拌装置,边使转子旋转,边将阳离子性聚合物的溶液或分散液供给到转子的中空部附近。于是,离心力对阳离子性聚合物的溶液或分散液发挥作用,从转子中形成的放射状的流路喷出,浸入到转子与定子的间隙,进一步浸入到定子的放射状流路中。由于定子不旋转而是被固定,所以当转子旋转时,存在于转子及定子的放射状流路内的液体中产生涡流,此外,与转子的旋转速度相应的剪切力作用于浸入到转子与定子的间隙的液体。因此,通过这些涡流、剪切的能量,包含含有有机颜料的阴离子性聚合物粒子的水分散液和阳离子性聚合物的溶液或分散液被均质化。
可认为,这样具有转子-定子结构的旋转剪切型搅拌装置由于与其他搅拌机、分散机不同,在添加的同时溶液整体被均匀地扩散并均质化,进而也不会像介质型分散机那样产生偏向一部分的剪切力,所以能够得到粒径均匀的连成链状的形态的聚合物粒子,因而得到打印浓度及过滤性优异的水分散体。
还认为,本发明中,通过使用含有有机颜料的水不溶性阴离子性聚合物粒子,由于添加工序中的聚合物不会溶出,所以不易引起凝聚,能够通过旋转剪切型搅拌装置而充分均质化,连成链状的粒子由于该聚合物彼此的缠绕、融合而形成强固的粒子,所以打印浓度及过滤性优异。
添加阳离子性聚合物的溶液或分散液时,优选在将从该搅拌装置的转子旋转轴的中心起算的半径为转子半径2倍的圆作为底面的圆柱内的区域,将阳离子性聚合物的溶液或分散液添加到包含含有有机颜料的阴离子性聚合物粒子的水分散液中,并使它们进行接触。上述区域更优选为从以半径为转子半径的1.8倍的圆作为底面的圆柱中除去以半径为转子半径的0.5倍的圆作为底面的圆柱以外的区域,进一步优选为从以半径为转子半径的1.7倍的圆作为底面的圆柱中除去以半径为转子半径的1.0倍的圆作为底面的圆柱以外的区域,更进一步优选为从以半径为转子半径的1.6倍的圆作为底面的圆柱中除去以半径为转子半径的1.4倍的圆作为底面的圆柱以外的区域。通过将阳离子性聚合物的溶液或分散液添加到上述区域,在与包含含有有机颜料的阴离子性聚合物粒子的水分散液接触的同时,阳离子性聚合物在溶液中均匀地扩散,能够得到粗大粒子少、过滤性优异的喷墨记录用水分散体。
在该旋转剪切型搅拌装置中,为了更有效地进行均质分散,优选对被导入到转子与定子之间的液体作用较大的剪切力,为此,优选将定子的内周面和转子的外周面所形成的间隙设定得较小、并且提高转子的涡轮桨圆周速度(转速)。从该观点出发,定子的内周面与转子的外周面之间的间隙优选为5mm以下,更优选为0.01~2mm,进一步优选为0.1~0.2mm。此外,转子的涡轮桨圆周速度优选为2m/秒以上,更优选为4m/秒以上,进一步优选为8~40m/秒。
作为上述旋转剪切型搅拌装置的市售品例子,可列举出Bio Mixer BM及MBM系列(株式会社日本精机制作所、商品名)、作为均化器的TKHomomixer、TK Pipeline Mixer、TK HomoJetter、TK HOMOMIC LINE FLOW(以上、Primix株式会社、商品名)等、Milder(株式会社荏原制作所、太平洋机工株式会社、商品名)、ULTRA-TURRAX(IKAJapan株式会社、商品名)等,更优选株式会社日本精机制作所制造的Bio Mixer(商品名)、Primix株式会社制造的TK Homomixer(商品名)、IKA Japan株式会社制造的ULTRA-TURRAX(商品名)等,进一步优选株式会社日本精机制作所制造的Bio Mixer。
使用Bio Mixer时的转子的转速优选为10000转/分钟以上,更优选为15000转/分钟以上,进一步优选为20000转/分钟以上。
[喷墨记录用水分散体的制造法4]
本发明的喷墨记录用水分散体也可以通过包括下述的工序(a)、(b)、及根据需要进一步实施的工序(c)的制造法4而有效地制造。
工序(a):将包含含有有机颜料的水不溶性阴离子性聚合物粒子的水分散体的pH调节至8~12,然后添加阳离子性聚合物的工序;
工序(b):降低工序(a)中得到的水分散体的pH,将pH调节至7~9的工序;
工序(c):向工序(b)中得到的含有有机颜料的水不溶性阴离子性聚合物粒子的水分散体中添加交联剂,从而得到含有有机颜料的阴离子性交联聚合物粒子的工序
工序(a)
在工序(a)中,将通过上述制造法得到的包含含有有机颜料的水不溶性阴离子性聚合物粒子的水分散体的pH调节至8~12,然后添加阳离子性聚合物。
作为将包含含有有机颜料的水不溶性阴离子性聚合物粒子的水分散体的pH调节至8~12的方法,可列举出添加碱的方法等。作为碱,可列举出氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铯、氢氧化铵、各种胺等。
工序(a)中,为了防止之后添加的阳离子性聚合物与构成含有有机颜料的水不溶性阴离子性聚合物粒子的阴离子性聚合物发生反应,而均匀地分散到水分散体中,将包含含有有机颜料的水不溶性阴离子性聚合物粒子的水分散体的pH调节至8~12、优选9~12、更优选10~12、进一步优选10.5~11.5,将构成含有有机颜料的水不溶性阴离子性聚合物粒子的聚合物所具有的阴离子性基团转变成盐。
构成含有有机颜料的水不溶性阴离子性聚合物粒子的聚合物具有羧基,以使用聚乙烯亚胺作为阳离子性聚合物的情况为例进行说明的话,使用氢氧化钠作为碱,将pH调节至8~12、优选9~12,将阴离子性聚合物中的羧基转变为钠盐(-COONa),然后添加聚乙烯亚胺时,由于聚乙烯亚胺在羧基变成钠盐的程度的pH下不与羧基反应,所以不会引起局部的凝聚,聚乙烯亚胺可以均匀地溶解或分散于水分散体中。
工序(b)
在工序(b)中,将工序(a)中得到的阳离子性聚合物均匀地溶解或分散到水分散体中而得到的水分散体的pH降低,将pH调节至7~9。
以工序(a)中所示的例子来说明该工序的话,上述羧基的钠盐(-COONa)再次变成羧基,与作为阳离子性的聚乙烯亚胺产生相互作用。
可认为,其结果是,与含有有机颜料的水不溶性阴离子性聚合物粒子的阴离子性基团产生相互作用,可以促进多个水不溶性阴离子性聚合物粒子彼此的凝聚,抑制印刷后向纸中的渗透,从而提高打印浓度。还认为,通过降低pH而调节至本工序的pH范围内,阳离子性聚合物向聚合物粒子表面的吸附性增高,在水分散体或油墨中单独溶解或分散的阳离子性聚合物变少。因此认为,可以得到水分散体或油墨的分散稳定性高、过滤性及保存稳定性也优异的水分散体。
作为降低水分散体的pH而将pH调节至7~9的方法,可列举出酸或酸性水溶液的添加、利用固体酸或与阳离子交换树脂的接触处理的方法等。
作为酸或酸性水溶液中所用的酸成分,例如可列举出盐酸、醋酸、丙酸、磷酸、硫酸等无机酸;柠檬酸、乳酸、酒石酸、琥珀酸、苹果酸、抗坏血酸、乙醇酸、葡糖酸、甘油酸等有机酸。
作为固体酸,可列举出活性白土、酸性白土、二氧化硅、氧化铝等。
作为阳离子交换树脂,可列举出具有磺酸基、羧基、磷酸基等的合成树脂。作为市售品,可列举出三菱化学株式会社制造的DIAION SK1B、SK1BH、SK102等SK系列;DIAION PK208、PK212等PK系列;DIAIONCR10等螯合树脂;美国Rohm and Haas公司制造的Amberlite 200CT、IR120B、IR124、IR118等100号系列;Dow Chemical公司制造的DOWEX50W·X1等W系列等。
其中,磺酸基由于具有强离子阳离子交换能力,所以优选具有磺酸基的阳离子交换树脂。具有磺酸基的阳离子交换树脂大致分为氢离子型和钠离子、钾离子等金属离子型,从pH调节效率的观点出发,优选氢离子型。作为这种强离子阳离子交换树脂,可列举出美国Rohm and Haas公司制造的Amberlite IR120B、三菱化学株式会社制造的DIAION SK-1B或预先进行了氢离子交换的SK-1BH。
与阳离子交换树脂的接触处理可以以间歇式、半间歇式、半连续式或连续式进行,例如可列举出将阳离子交换树脂粒子投入到水分散体中并进行搅拌的方法、向阳离子交换树脂的填充层中连续地通入水分散体的方法等。
从pH调节的操作性、工艺的简便性的观点、以及盐等副产物少、提高保存稳定性的观点出发,优选水分散体与阳离子交换树脂的接触处理。
工序(c)
工序(c)中,向工序(b)中得到的含有有机颜料的水不溶性阴离子性聚合物粒子的水分散体中添加交联剂,可以以含有有机颜料的阴离子性交联聚合物粒子的水分散体的形式得到。通过对阴离子性聚合物进行交联处理,能够提高含有有机颜料的水不溶性阴离子性聚合物粒子在水分散体中的保存稳定性。阴离子性聚合物的交联处理可以在上述工序(2)的前后、或在有机溶媒残存的状态下进行交联处理,但在工序(c)中进行交联处理时,能够进一步提高含有有机颜料的水不溶性阴离子性聚合物粒子在水分散体中的保存稳定性。另外,也可以并用上述交联处理和工序(c)的交联处理。
这里,作为交联剂,优选是具有可与阴离子性聚合物的阴离子性基团反应的官能团的化合物,更优选在分子中具有2个以上、优选2~6个该官能团的化合物。
从有效地使水不溶性阴离子性聚合物粒子的表面进行交联的观点出发,本发明中所用的交联剂在溶解到25℃的100g水中时的溶解量优选为50g以下,更优选为40g以下,进一步优选为30g以下。此外,从反应的容易性及水分散体的保存稳定性的观点出发,其分子量优选为120~2000,更优选为150~1500,进一步优选为150~1000。
[喷墨记录用水分散体]
通过上述的制造方法得到的本发明的水分散体是包含阴离子性有机颜料粒子、特别是含有有机颜料的水不溶性阴离子性(交联)聚合物粒子和阳离子性聚合物的链状粒子的固体成分分散到以水为主介质中而得到的水分散体。链状粒子如上所述。
为了防止干燥,本发明的水分散体中可以添加保湿剂、有机溶媒,也可以直接作为水性油墨使用。
本发明的水分散体中的各成分的含量如下所述。
关于本发明的水分散体中所用的阴离子性有机颜料粒子中所含的有机颜料的含量,从提高水分散体的打印浓度的观点出发,在水分散体中优选为2~35重量%,更优选为3~30重量%,进一步优选为5~25重量%。
此外,从提高水分散体及含有其的水性油墨的打印浓度的观点出发,阴离子性有机颜料粒子(含有有机颜料的水不溶性阴离子性聚合物粒子等)相对于阳离子性聚合物的重量比〔阴离子性有机颜料粒子/阳离子性聚合物〕优选为40~5000,更优选为80~2000,进一步优选为100~1000,特别优选为200~600。
水的含量优选为20~90重量%,更优选为30~80重量%,进一步优选为40~70重量%。
本发明的水分散体的优选的表面张力(20℃)为30~70mN/m,更优选为35~65mN/m。
本发明的水分散体的20重量%(固态成分)的粘度(20℃)优选为1~12mPa·s,更优选为1~9mPa·s,更优选为2~6mPa·s,进一步优选为2~5mPa·s。
[喷墨记录用水性油墨]
本发明的喷墨记录用水性油墨含有本发明的水分散体,可以添加水性油墨中通常使用的湿润剂、渗透剂、分散剂、表面活性剂、粘度调节剂、消泡剂、防腐剂、防霉剂、防锈剂等。
本发明的水性油墨中的各成分的含量如下所述。
关于本发明的水性油墨中使用的阴离子性有机颜料粒子中所含的有机颜料的含量,从提高水性油墨的打印浓度的观点出发,在水性油墨中优选为1~25重量%,更优选为2~20重量%,更优选为4~15重量%,进一步优选为5~12重量。
水的含量优选为20~90重量%,更优选为30~80重量%,进一步优选为40~70重量%。
本发明的水性油墨的优选的表面张力(20℃)为23~50mN/m,更优选为23~45mN/m,进一步优选为25~40mN/m。
为了维持良好的喷出可靠性,本发明的水性油墨的粘度(20℃)优选为2~20mPa·s,更优选为2.5~16mPa·s,进一步优选为2.5~12mPa·s。
适用本发明的水性油墨的喷墨的方式没有限制,但特别优选压电方式的喷墨打印机。
实施例
在以下的调制例、实施例及比较例中,只要没有特别标记,“份”及“%”为“重量份”及“重量%”。另外,聚合物的重均分子量、平均粒径、二次粒子的面积占有率(%)、链状粒子的比例(个数%)的测定通过以下的方法来进行,对水性油墨,通过以下的印刷方法进行印刷并评价打印浓度。
(1)阴离子性聚合物的重均分子量的测定
以在N,N-二甲基甲酰胺中分别以60mmol/L和50mmol/L的浓度溶解磷酸及溴化锂而得到的溶液作为溶媒,利用凝胶色谱法〔Tosoh株式会社制GPC装置(HLC-8120GPC)、Tosoh株式会社制柱(TSK-GEL、α-M×2根)、流速:1mL/min〕,使用聚苯乙烯作为标准物质来进行测定。
(2)含有有机颜料的阴离子性聚合物粒子的平均粒径及含有链状粒子等二次粒子的水分散体的平均粒径的测定
使用大塚电子株式会社的激光粒子分析系统ELS-8000(累积分析)进行测定。使用将测定的粒子的浓度用水稀释至约5×10-3重量%的分散液。测定条件为:温度为25℃,入射光和检测器的角度为90°,累积次数为100次,输入水的折射率(1.333)作为分散溶媒的折射率。
(3)二次粒子的面积占有率(%)、链状粒子的比例(个数%)的测定
向实施例中得到的水分散体中添加离子交换水,将含有有机颜料的阴离子性聚合物粒子的固态成分浓度调节至0.01%,在火棉胶支持膜(应研商事株式会社制造、栅距为150μm)上展开并干燥后,用透射型电子显微镜(TEM)(使用日本电子株式会社制造的“JEM-2100型”、加速电压为80KV)拍摄TEM照片。
使用二维图像分析软件WinROOF(三谷商事株式会社制),对所得到的TEM照片中的1个独立的二次粒子描绘外接圆,将该圆的面积设为A0(nm2)。接着,将对与每一个构成二次粒子的一次粒子(在TEM照片中,看上去是四方形的一个个粒子)的面积近似地描绘的椭圆的面积进行共计之后的总面积设为A1(nm2)。由这里求得的A0及A1求出二次粒子的面积占有率(%)〔=(A1/A0)×100〕。
此外,使用相同的软件,计测100~150个颜料一次粒子的数目并设为N0(个),将构成链状粒子的颜料一次粒子的数目设为N1(个),求出链状粒子的比例(个数%)〔=(N1/N0)×100〕。
(4)过滤性
将水分散体用安装有5μm的过滤器〔醋酸纤维素膜、外径:2.5cm、Sartorius Stedim Biotech公司制造〕的容量为25mL的无针注射器〔Terumo株式会社制〕过滤,通过直至1个过滤器堵塞为止的通液量进行评价。到堵塞为止的通液量越大,表示过滤性越良好。
(5)保存稳定性
将水性油墨填充到玻璃制密闭容器中,在70℃下保存14天,对于保存前后的水性油墨的粘度,用E型粘度计(东机产业株式会社制、RE80L、转子1),在20℃、50r/min的条件下测定粘度,由下述式求出粘度变化率。
使用测定得到的粘度的值,由下述式算出粘度变化率,根据以下的评价基准来评价保存稳定性。粘度变化率的绝对值越小,保存稳定性越良好。
粘度变化率(%)=((〔保存后的粘度〕-〔保存前的粘度〕)/〔保存前的粘度〕)×100
(6)印刷方法
将水性油墨通过硅胶管填充到喷墨打印机(Seiko Epson株式会社制、型号:EM-930C、压电方式)的黑色墨头上部的油墨注入口中。接着,通过Photoshop(Adobe公司制造、商品名)制作整面打印的印刷图案(横204mm×纵275mm的大小),试着使整面的Duty变化并进行打印〔打印条件为:用纸种类:普通纸、模式设定:黑色、精细、双向〕,调整Duty使实际的喷出量达到0.75±0.01mg/cm2。对于喷出量,测定装有油墨的螺旋管的重量变化。使用调整后的Duty的整面图像,在市售的普通纸(商品名:XEROX4200、XEROX公司制造、优质普通纸)上进行打印。
(7)打印浓度的测定
将打印物在25℃、湿度50%下放置24小时后,测定打印面的打印浓度。打印浓度的测定中,使用Macbeth浓度计(Gretag Macbeth公司制造、型号:RD914),测定条件为:观测光源为D65,观测视野为2度,浓度基准为DIN16536,读取品红的色浓度成分的数值。关于测定次数,改变测定的场所,从双向打印的去路中的打印部分随机选择5点,从回路中的打印部分随机选择5点,求出总计10点的平均值。
(8)彩度的测定
将打印物在25℃、湿度50%下放置24小时后,使用上述的Macbeth浓度计,将测定模式设定为L*a*b*,设观测光源为D65,设观测视野为2度,以CIELAB基准,测定打印面的a*值、b*值,算出彩度(测量彩度)。关于测定次数,改变测定的场所,从双向打印的去路中的打印部分随机选择5点,从回路中的打印部分中随机选择5点,求出总计10点的平均值。
如下述式所示,彩度以L*a*b*表色体系中距离中心(a*、b*均为0的位置:无彩色)的距离来表示。彩度的数值越大,则颜色鲜艳且良好。
彩度=〔(a*)2+(b*)2〕1/2
调制例1(含有有机颜料的阴离子性聚合物粒子的水分散体的调制)
(1)阴离子性聚合物的合成
将甲基丙烯酸苄酯58份、甲基丙烯酸42份、苯乙烯20份、苯乙烯大分子单体(东亚合成株式会社制、商品名:AS-6S)(固态成分50%)40份、聚乙二醇甲基丙烯酸酯(日油株式会社、商品名:Blenmer PP-800)30份、苯氧基聚(乙二醇/丙二醇)甲基丙烯酸酯(日油株式会社、商品名:Blenmer43PAPE-600B)30份混合,调制单体混合液。
向反应容器内加入甲乙酮18份及聚合链转移剂(2-巯基乙醇)0.03份、上述单体混合液的10%,将它们进行混合,并充分进行氮气置换。
另一方面,向滴液漏斗中加入单体混合液的剩余的90%以及通过加入上述聚合链转移剂0.27份、甲乙酮42份及聚合引发剂(和光纯药工业株式会社制、商品名:V-65、2,2′-偶氮双(2,4-二甲基戊腈))1.2份并进行混合而得到的混合液,在氮气氛下,边搅拌反应容器内的混合溶液边升温至75℃,用3小时滴加滴液漏斗中的混合溶液。滴加结束后在75℃下经过2小时后,加入将上述聚合引发剂0.3份溶解到甲乙酮5份中而得到的溶液,再在75℃下熟化2小时,在80℃下熟化2小时,得到聚合物溶液(聚合物的重均分子量:100000)。
(2)含有有机颜料的阴离子性聚合物粒子的水分散体的调制
将使上述(1)中得到的聚合物溶液减压干燥而得到的聚合物45份溶解到甲乙酮300份中,向其中加入作为中和剂的5N氢氧化钠水溶液10.2份和25%氨水12.2份、及离子交换水1150份,再加入品红颜料(由无取代喹吖啶酮和2,9-二氯喹吖啶酮构成的固溶体颜料、Ciba Japan株式会社制、商品名:クロモフタルジェットマゼンタ2BC)135份,使用分散桨在转速为7000rpm、20℃的条件下混合1小时后,用珠磨机型分散机(寿工业株式会社制、ULTRAAPEX MILL、型号UAM-05、介质粒子:氧化锆微珠、粒径:0.05mm)在20℃下混合分散40分钟。将所得到的分散液用Microfluidizer(Microfluidics公司制造、高压均化器、商品名、型号M-140K)在180MPa的压力下进一步进行5次通过的分散处理。
将所得到的分散液在减压下60℃下除去甲乙酮,再除去部分水,进行离心分离,用过滤器(Sartorius Stedim Biotech公司制造、Mini Sarto注射过滤器、孔径:5μm、材质:醋酸纤维素)过滤而除去粗大粒子,得到含有有机颜料的阴离子性聚合物粒子的水分散体〔固态成分浓度:30.0%、平均粒径为75nm〕。将所得到的TEM照片示于图1中。
实施例I-1(含有链状粒子的喷墨记录用水分散体(1)的调制)
将调制例1中得到的含有有机颜料的阴离子性聚合物粒子的水分散体50g加入到烧杯中,边搅拌边滴加用离子交换水稀释到10%的聚乙烯亚胺(型号:SP-006、株式会社日本触媒制、数均分子量(Mn)为600)0.73g。进而,向所得到的分散液中添加调整例1中得到的上述水分散体50g,在80℃的温浴中边搅拌边使水分蒸发,得到固态成分浓度为约60%的粘稠状物,然后将该粘稠状物冷却,得到固态成分〔工序(I)〕。
向工序(I)中得到的固态成分中加入离子交换水50份,用磁搅拌器(Yamato科学株式会社制、MD-41型)分散后,用上述过滤器(Sartorius Stedim Biotech公司制造、孔径:5μm)过滤而除去粗大粒子,得到固态成分浓度调节为30%的水分散体〔工序(II)〕。
向工序(II)中得到的水分散体40g中加入环氧系交联剂(商品名:Denacol EX321、环氧当量140、Nagasechemtex株式会社制)0.53g,在90℃温浴中边搅拌边保持1小时而进行交联处理〔工序(III)〕。
冷却后,用上述过滤器(Sartorius Stedim Biotech公司制造、孔径:5μm)过滤而除去粗大粒子,得到含有平均粒径181nm的链状粒子的喷墨记录用水分散体(1)(固态成分浓度:30%、利用上述式(1)算出的交联聚合物的交联率:51.4摩尔%)。
将所得到的水分散体(1)中含有的链状粒子的TEM照片示于图2中。
此外,将所得到的一个链状粒子进行放大得到的TEM照片示于图3中。
图3中,二次粒子的面积占有率为(A1/A0)×100=(17085nm2/46860nm2)×100=37.9%,该粒子为链状粒子。
实施例I-1中,链状粒子的比例(个数%)为60%。
比较例I-1(喷墨记录用水分散体(2)的调制)
将调制例1中得到的含有有机颜料的阴离子性聚合物粒子的水分散体50g加入到烧杯中,边搅拌边滴加用离子交换水稀释到10%的聚乙烯亚胺(型号:SP-006、株式会社日本触媒制、数均分子量(Mn)为600)0.73g。进而,向所得到的分散液中添加调整例1中得到的上述水分散体50g并进行搅拌,然后在不使水分蒸发的情况下,用上述过滤器(Sartorius StedimBiotech公司制造、孔径:5μm)过滤而除去粗大粒子,得到水分散体。
对所得到的水分散体与实施例I-1中的工序(III)同样地进行交联处理,调制喷墨记录用水分散体(2)。
所得到的水分散体(2)中含有的有机颜料粒子的平均粒径为100nm。
将所得到的水分散体(2)中含有的有机颜料粒子的TEM照片示于图4中。
比较例I-2(喷墨记录用水分散体(3)的调制)
实施例I-1中,除了不添加聚乙烯亚胺以外,与实施例I-1同样地调制了喷墨记录用水分散体(3)。
所得到的水分散体(3)中含有的有机颜料粒子的平均粒径为100nm。
将所得到的水分散体(3)中含有的有机颜料粒子的TEM照片示于图5中。
实施例I-2(水性油墨的制造)
按照以固态成分换算为13.3份、以颜料成分换算为10.0份的方式准备实施例I-1中得到的喷墨记录用水分散体(1)。
将1,2-己二醇(东京化成工业株式会社制)2.0份、2-吡咯烷酮(和光纯药株式会社制)2.0份、Surfynol 465(日信化学工业株式会社制)0.5份、OLFINE E1010(日信化学工业株式会社制)0.5份、甘油(花王株式会社制)2.0份、三乙二醇单丁基醚(商品名:Butyl triglycol、日本乳化剂株式会社制)10.0份、Proxel XL2(Avecia株式会社制)0.3份、及离子交换水边用磁搅拌器搅拌边混合,再在室温下搅拌15分钟,得到混合溶液。这里,离子交换水的配合量是将混合溶液和上述的喷墨记录用水分散体(1)相加之后的总量调整为100份的量。
接着,边用磁搅拌器搅拌预先准备的喷墨记录用水分散体(1)边添加上述混合溶液,用1.2μm的过滤器(醋酸纤维素膜、Sartorius Stedim Biotech公司制造)过滤而得到水性油墨。将结果示于表1中。
比较例I-3(水性油墨的制造)
实施例I-2中,代替实施例I-1中得到的含有链状粒子的喷墨记录用水分散体(1),使用比较例1中得到的喷墨记录用水分散体(2),除此以外按照与实施例I-2同样的操作制造水性油墨。将结果示于表1中。
比较例I-4(水性油墨的制造)
实施例I-2中,代替实施例I-1中得到的含有链状粒子的喷墨记录用水分散体(1),使用比较例I-2中得到的喷墨记录用水分散体(3),除此以外按照与实施例I-2同样的操作制造水性油墨。将结果示于表1中。
比较例I-5(水性油墨的制造)
实施例I-2中,代替实施例I-1中得到的含有链状粒子的喷墨记录用水分散体(1),使用调制例1中得到的含有有机颜料的阴离子性聚合物粒子的水分散体,除此以外按照与实施例I-2同样的操作制造水性油墨。将结果示于表1中。
[表1]
*1:含有有机颜料的阴离子性聚合物粒子
*2:(含有链状粒子的水分散体的平均粒径/阴离子有机颜料粒子的平均粒径)的比值
*3:工序(I)中,仅进行调制含有阴离子性有机颜料粒子、阳离子性聚合物及水的混合液的部分,不进行水分除去。但进行了工序(III)。
由表1可知,含有实施例I-1的水分散体的实施例I-2的水性油墨与含有比较例I-1或I-2的水分散体的比较例I-3或I-4的水性油墨、及仅包含含有有机颜料的阴离子性聚合物粒子的比较例I-5的水性油墨相比,打印浓度优异。
调制例2(含有固溶体颜料的阴离子性聚合物粒子的水分散体的调制)
(1)阴离子性聚合物的合成
将甲基丙烯酸苄酯142份、甲基丙烯酸38份、在末端具有甲基丙烯酰基的苯乙烯大分子单体(东亚合成株式会社制、商品名:AS-6S)(固态成分50%)40份混合,调制单体混合液。
向反应容器内加入甲乙酮18份及聚合链转移剂(2-巯基乙醇)0.03份、上述单体混合液的10%,将它们进行混合,并充分进行氮气置换。
另一方面,向滴液漏斗中加入单体混合液的剩余的90%以及通过加入上述聚合链转移剂0.27份、甲乙酮42份及聚合引发剂(和光纯药工业株式会社制、商品名:V-65、2,2′-偶氮双(2,4-二甲基戊腈))1.2份并混合而得到的混合液,在氮气氛下,边搅拌反应容器内的混合溶液边升温至75℃,用3小时滴加滴液漏斗中的混合溶液。滴加结束后在75℃下经过2小时后,加入将上述聚合引发剂0.3份溶解到甲乙酮5份中而得到的溶液,再在75℃下熟化2小时,在80℃下熟化2小时,得到含有71重量%的来自甲基丙烯酸苄酯的结构单元的阴离子性聚合物溶液(聚合物的重均分子量:90000)。
(2)含有固溶体颜料的阴离子性聚合物粒子的水分散体的调制
将使上述(1)中得到的阴离子性聚合物溶液减压干燥而得到的阴离子性聚合物45份溶解到甲乙酮300份中,向其中加入中和剂5N氢氧化钠水溶液10.2份、25%氨水12.2份及离子交换水1150份,再加入品红颜料(由2,9-二氯喹吖啶酮和无取代喹吖啶酮构成的固溶体颜料、Ciba Japan株式会社制、商品名:クロモフタルジェットマゼンタ2BC)180份,用分散桨以7000rpm的转速在20℃下混合1小时后,用珠磨机型分散机(寿工业株式会社制、ULTRA APEX MILL、型号UAM-05、介质粒子:氧化锆微珠、粒径:0.05mm)在20℃下混合分散40分钟。将所得到的分散液用Microfluidizer(Microfluidics公司制造、高压均化器、商品名、型号M-140K)在180MPa的压力下进一步进行5次通过的分散处理。
将所得到的分散液在减压下、60℃下除去甲乙酮,再除去部分水,进行离心分离,用过滤器(Sartorius Stedim Biotech公司制造、Mini Sarto注射过滤器、孔径:5μm、材质:醋酸纤维素)过滤而除去粗大粒子,得到含有固溶体颜料的阴离子性聚合物粒子的水分散体(固态成分浓度:30.0%、平均粒径为80nm)。
实施例II-1(喷墨记录用水分散体的调制)
将调制例2(2)中得到的含有固溶体颜料的阴离子性聚合物粒子的水分散体50g加入到烧杯中,浸渍到0℃的水浴中,边用均化器以7000rpm的转速进行分散,边以20ml/分钟的速度滴加聚乙烯亚胺(株式会社日本触媒制、EPOMIN SP-200、数均分子量为1万)的0.3%水溶液9.5g。将所得到的分散液用上述过滤器(Sartorius Stedim Biotech公司制造、孔径:5μm)过滤而除去粗大粒子,得到平均粒径110nm的喷墨记录用水分散体。进而,向所得到的水分散体40g中加入环氧系交联剂(Nagasechemtex株式会社制、商品名:Denacol EX321、环氧当量140)0.47g和离子交换水1.07g,在90℃温浴中边搅拌边保持1小时。冷却后,用上述过滤器(Sartorius StedimBiotech公司制造、孔径:5μm)过滤而除去粗大粒子,得到含有平均粒径为115nm的含有固溶体颜料的阴离子性交联聚合物粒子(由上述式(1)得到的交联聚合物的交联率:56.8摩尔%)和聚乙烯亚胺的喷墨记录用水分散体。
实施例II-2(喷墨记录用水分散体的调制)
(1)阴离子性聚合物的合成
调制例2(1)中,除了将甲基丙烯酸苄酯替换成丙烯酸苄酯以外,按照与调制例2(1)同样的操作得到阴离子性聚合物溶液(聚合物的重均分子量:90000)。
(2)含有固溶体颜料的阴离子性聚合物粒子的水分散体的调制
调制例2(2)中,除了将上述(1)中得到的阴离子性聚合物溶液替换成调制例2(1)中得到的阴离子性聚合物溶液以外,按照与调制例2(2)同样的操作得到含有固溶体颜料的阴离子性聚合物粒子的水分散体(固态成分浓度:30.0%、平均粒径为80nm)。
(3)喷墨记录用水分散体的调制
实施例II-1中,除了将调制例2(2)中得到的含有固溶体颜料的阴离子性聚合物粒子的水分散体替换成上述(2)中得到的含有固溶体颜料的阴离子性聚合物粒子的水分散体以外,按照与实施例II-1同样的操作得到喷墨记录用水分散体。
比较例II-1(喷墨记录用水分散体的调制)
(1)阴离子性聚合物的合成
调制例2(1)中,除了将甲基丙烯酸苄酯替换成苯乙烯以外,按照与调制例2(1)同样的操作得到阴离子性聚合物溶液(聚合物的重均分子量:90000)。
(2)含有固溶体颜料的阴离子性聚合物粒子的水分散体的调制
调制例2(2)中,除了将调制例2(1)中得到的阴离子性聚合物溶液替换成比较例II-1(1)中得到的阴离子性聚合物溶液以外,按照与调制例2(2)同样的操作得到含有固溶体颜料的阴离子性聚合物粒子的水分散体(固态成分浓度:30.0%、平均粒径为85nm)。
(3)喷墨记录用水分散体的调制
实施例II-1中,除了将调制例2(2)中得到的含有颜料的阴离子性聚合物粒子的水分散体替换成比较例II-1(2)中得到的含有固溶体颜料的阴离子性聚合物粒子的水分散体以外,按照与实施例II-1同样的操作得到喷墨记录用水分散体。
比较例II-2(喷墨记录用水分散体的调制)
(1)阴离子性聚合物的合成
按照与调制例2(1)同样的操作得到阴离子性聚合物溶液(聚合物的重均分子量:90000)。
(2)含有固溶体颜料的阴离子性聚合物粒子的水分散体的调制
调制例2(2)中,除了将固溶体颜料替换成由2,9-二甲基喹吖啶酮和无取代喹吖啶酮构成的固溶体颜料(DIC株式会社制、商品名:Fastgen Super Magenta RY)以外,按照与调制例2(2)同样的操作得到含有固溶体颜料的阴离子性聚合物粒子的水分散体(固态成分浓度:30.0%、平均粒径为85nm)。
(3)喷墨记录用水分散体的调制
实施例II-1中,除了使用比较例II-2(2)中得到的含有固溶体颜料的阴离子性聚合物粒子的水分散体以外,按照与实施例II-1同样的操作得到喷墨记录用水分散体。
比较例II-3(喷墨记录用水分散体的调制)
(1)阴离子性聚合物的合成
按照与调制例2(1)同样的操作得到阴离子性聚合物溶液(聚合物的重均分子量:90000)。
(2)含有喹吖啶酮颜料的阴离子性聚合物粒子的水分散体的调制
调制例2(2)中,除了将固溶体颜料替换成由2,9-二甲基喹吖啶酮构成的颜料(DIC株式会社制、商品名:Fastgen Super Magenta RG)以外,按照与调制例2(2)同样的操作得到含有喹吖啶酮颜料的阴离子性聚合物粒子的水分散体〔固态成分浓度:30.0%、平均粒径为90nm〕。
(3)喷墨记录用水分散体的调制
实施例II-1中,除了使用比较例II-3(2)中得到的含有喹吖啶酮颜料的阴离子性聚合物粒子的水分散体以外,按照与实施例II-1同样的操作得到喷墨记录用水分散体。
比较例II-4(喷墨记录用水分散体的调制)
(1)阴离子性聚合物的合成
按照与调制例2(1)同样的操作得到阴离子性聚合物溶液(聚合物的重均分子量:90000)。
(2)含有喹吖啶酮颜料的阴离子性聚合物粒子的水分散体的调制
按照与调制例2(2)同样的操作得到含有固溶体颜料的阴离子性聚合物粒子的水分散体(固态成分浓度:30.0%、平均粒径80nm)。
(3)喷墨记录用水分散体的调制
除了在实施例II-1中不添加聚乙烯亚胺以外,按照与实施例II-1同样的操作得到喷墨记录用水分散体。
实施例II-3〔油墨的制造〕
将1,2-己二醇(东京化成工业株式会社制)2.0份、2-吡咯烷酮(和光纯药株式会社制)2.0份、Surfynol 465(日信化学工业株式会社制)0.5份、OLFINE E1010(日信化学工业株式会社制)0.5份、甘油(花王株式会社制)2.0份、三乙二醇单丁基醚(商品名:Butyl triglycol、日本乳化剂株式会社制)10.0份、PROXEL XL2(Avecia株式会社制)0.3份及离子交换水边用磁搅拌器搅拌边混合,再在室温下搅拌15分钟,得到混合溶液。这里,离子交换水的配合量是将混合溶液和上述实施例II-1中得到的喷墨记录用水分散体相加之后的总量调整为100份的量。
接着,边用磁搅拌器搅拌实施例II-1中得到的喷墨记录用水分散体41.7份(以固态成分换算为12.5份、以颜料成分换算为10.0份)边添加上述混合溶液,用1.2μm的过滤器(醋酸纤维素膜、Sartorius Stedim Biotech公司制造)过滤,得到水性油墨。将所得到的水性油墨的评价结果示于表2中。
实施例II-4〔油墨的制造〕
实施例II-3中,除了使用实施例II-2中调制的水分散体以外,按照与实施例II-3同样的操作得到水性油墨。将评价结果示于表2中。
比较例II-5〔油墨的制造〕
实施例II-3中,除了使用比较例II-1中调制的水分散体以外,按照与实施例II-3同样的操作得到水性油墨。将评价结果示于表2中。
比较例II-6〔油墨的制造〕
实施例II-3中,除了使用比较例II-2中调制的水分散体以外,按照与实施例II-3同样的操作得到水性油墨。将评价结果示于表2中。
比较例II-7〔油墨的制造〕
实施例II-3中,除了使用比较例II-3中调制的水分散体以外,按照与实施例II-3同样的操作得到水性油墨。将评价结果示于表2中。
比较例II-8〔油墨的制造〕
实施例II-3中,除了使用比较例II-4中调制的水分散体以外,按照与实施例II-3同样的操作得到水性油墨。将评价结果示于表2中。
[表2]
*2BC:由2,9-二氧喹吖啶酮和无取代喹吖啶酮构成的固溶体颜料、Ciba Japan株式会社制、间品名:クロモフタルジェットマゼンタ2BC
*RY:由2,9-二甲基喹吖啶酮和无取代喹吖啶酮构成的固溶体颜料、DIC株式会社制、商品名:Fastgen Super Magenta RY
*RG:由2,9-二甲基喹吖啶酮构成的颜料、DIC株式会社制、商品名:Fastgen Super Magenta RG
*BzMA:甲基丙烯酸苄酯
*BzA:丙烯酸苄酯
*聚乙烯亚胺:株式会社日本触媒制、EPOMIN SP-200、数均分子量为1万
由表2可知,实施例II-3~II-4的油墨与比较例II-5~II-8的油墨相比,打印浓度、保存稳定性优异,彩度高。
调制例3(含有固溶体颜料的阴离子性聚合物粒子的水分散体的调制)
进行与调制例2同样的基本操作,得到含有颜料的阴离子性聚合物粒子的水分散体(A-1)〔固态成分浓度:28.5%、平均粒径为77nm〕。
实施例III-1(喷墨记录用水分散体的制造)
用聚乙烯管将2台Harvard Aparatus公司制造的注射泵PHD-4400、图2所示的微通道(Swagelok公司制造、色谱仪用接头低死体积型Union TeeSS-1F0-3GC、内径为0.3mm、流路截面积为0.071mm2、流路长度为1.25mm、不锈钢制)连接。按照从2台注射泵输送的溶液在微通道内以最小角度180度被送液而接触的方式连接,且按照混合液以混合前的溶液所通过的流路为基准以最小角度90度从微通道内向烧杯内送液的方式连接。
接着,将调制例3中得到的含有固溶体颜料的阴离子性聚合物粒子的水分散体(A-1)50.0g加入到Harvard Aparatus公司制造的不锈钢注射器DCI70-2255中,安装到Harvard Aparatus公司制造的注射泵PHD-4400上。另一方面,将聚乙烯亚胺(数均分子量(Mn)为70000、和光纯药工业社制)的0.105重量%水溶液(B-1)50g同样地安装到另外的注射泵PHD-4400上。
然后,同时启动注射泵,分别以10mL/分钟的速度从图7中左侧注入水分散体(A-1),从右侧注入水溶液(B-1)(微通道内的孔内线速度为4.7m/秒)。
向所得到的分散液80g中加入环氧系交联剂(商品名:Denacol EX321、环氧当量为140、Nagasechemtex株式会社制)0.4g,在90℃温浴中边搅拌边保持1.5小时。冷却后,浓缩至颜料的固态成分浓度达到16%,用上述孔径为5μm的过滤器(Sartorius Stedim Biotech公司制造)过滤而除去粗大粒子,得到平均粒径为145nm的喷墨记录用水分散体。
将过滤性评价的结果示于表3中。过滤性评价中的通液量为10g。
实施例III-2(喷墨记录用水分散体的制造)
实施例III-1中,除了将注入速度分别变更为60mL/分钟(孔内线速度为28.3m/秒)以外,进行与实施例III-1同样的操作,得到喷墨记录用水分散体。过滤性评价中的通液量为20g。
实施例III-3(喷墨记录用水分散体的制造)
实施例III-1中,除了将调制例3中得到的含有固溶体颜料的阴离子性聚合物粒子的水分散体(A-1)的注入速度变更为60mL/分钟,将聚乙烯亚胺水溶液(B-1)的注入速度变更为40mL/分钟(孔内线速度23.6m/秒)以外,进行与实施例III-1同样的操作,得到喷墨记录用水分散体。过滤性评价中的通液量为25g以上(25g全量通液)。
实施例III-4(喷墨记录用水分散体的制造)
除了使用将调制例3中得到的含有固溶体颜料的阴离子性聚合物粒子的水分散体(A-1)用离子交换水稀释到15.0重量%而得到的溶液,将聚乙烯亚胺水溶液(B-1)的浓度设为0.055重量%以外,进行与实施例III-1同样的操作,得到喷墨记录用水分散体。过滤性评价中的通液量为25g以上(25g全量通液)。
实施例III-5(喷墨记录用水分散体的制造)
实施例III-2中,除了将聚乙烯亚胺变更为数均分子量(Mn)10000的聚乙烯亚胺(和光纯药工业株式会社制)以外,进行与实施例III-2同样的操作,得到喷墨记录用水分散体。过滤性评价中的通液量为25g以上(25g全量通液)。
实施例III-6(喷墨记录用水分散体的制造)
除了将实施例III-1中使用的聚乙烯亚胺变更为数均分子量(Mn)1800的聚乙烯亚胺(和光纯药工业株式会社制),将浓度变更为0.070%以外,进行与实施例III-1同样的操作,得到喷墨记录用水分散体。过滤性评价中的通液量为25g以上(25g全量通液)。
实施例III-7(喷墨记录用水分散体的制造)
除了将实施例III-1中使用的微通道变更为GL Sciences公司制造的微体积连接器MY1XCS6(Y型、流路截面积为0.018mm2、流路长度为1.25mm)(孔内线速度为18.9m/秒)以外,进行与实施例III-1同样的操作,得到喷墨记录用水分散体。过滤性评价中的通液量为25g以上(25g全量通液)。
实施例III-8(喷墨记录用水分散体的制造)
除了将实施例III-1的聚乙烯亚胺水溶液(B-1)的浓度变更为0.210重量%,将注入速度变更为40mL/分钟(孔内线速度为18.9m/秒)以外,进行与实施例III-1同样的操作,得到喷墨记录用水分散体。过滤性评价中的通液量为5g。
实施例III-9(喷墨记录用水分散体的制造)
除了将实施例III-1中使用的微通道变更为株式会社山武制的微混合器YM-2(流路截面积为0.126mm2、流路长度为约8mm、不锈钢制),将注入速度变更为80mL/分钟(孔内线速度为21.2m/秒)以外,进行与实施例III-1同样的操作,得到喷墨记录用水分散体。过滤性评价中的通液量为5g。
比较例III-1(喷墨记录用水分散体的制造)
除了将调制例3中得到的含有固溶体颜料的阴离子性聚合物粒子的水分散体(A-1)用离子交换水稀释,将固态成分浓度调节为20重量%以外,进行与实施例III-1同样的操作,得到喷墨记录用水分散体。过滤性评价中的通液量为25g以上(25g全量通液)。
比较例III-2(喷墨记录用水分散体的制造)
将调制例3中得到的含有固溶体颜料的阴离子性聚合物粒子的水分散体(A-1)50.0g和聚乙烯亚胺的0.105重量%水溶液50.0g加入到烧杯中(聚乙烯亚胺的阳离子性基团的量相对于该阴离子性有机颜料粒子的阴离子性基团的量为15摩尔%),用磁搅拌器混合,但由于粗大的凝聚物较多,无法过滤。
比较例III-3(喷墨记录用水分散体的制造)
除了将实施例III-1的注入速度分别变更为2mL/分钟(孔内线速度为0.9m/秒)以外,进行与实施例III-1同样的操作,但由于粗大的凝聚物较多,无法过滤。
比较例III-4(喷墨记录用水分散体的制造)
除了将实施例III-2的聚乙烯亚胺水溶液(B-1)变更为离子交换水以外,进行与实施例III-2同样的操作,得到喷墨记录用水分散体。过滤性评价中的通液量为25g以上(25g全量通液)。
比较例III-5(喷墨记录用水分散体的制造)
除了将实施例III-1的微通道变更为Microchemical Technology株式会社制造的Microchemical Chip ICC-SY-10(流路截面积为0.004mm2、流路长度为80mm),将注入速度分别变更为0.3mL/分钟(孔内线速度2.0m/秒)以外,进行与实施例III-1同样的操作,但在流路内生成凝聚物,流路堵塞,因而无法得到水分散体。
实施例III-10〔水性油墨的制造〕
将1,2-己二醇(东京化成工业株式会社制)2.0份、2-吡咯烷酮(和光纯药株式会社制)2.0份、Surfynol 465(日信化学工业株式会社制)0.5份、OLFINE E1010(日信化学工业株式会社制)0.5份、甘油(花王株式会社制)2.0份、三乙二醇单丁基醚(商品名:Butyl triglycol、日本乳化剂株式会社制)10.0份、Proxel XL2(Avecia株式会社制)0.3份及离子交换水边用磁搅拌器搅拌边混合,再在室温下搅拌15分钟,得到混合溶液。这里,离子交换水的配合量是将混合溶液和实施例III-1中得到的喷墨记录用水分散体相加之后的总量调整为100份的量。
接着,边用磁搅拌器搅拌实施例III-1中得到的喷墨记录用水分散体62.5份(颜料分换算为10.0份(水性油墨中))边添加上述混合溶液,用上述孔径为5μm的过滤器过滤,得到水性油墨。将结果示于表3中。
实施例III-11~18、比较例III-6~9〔水性油墨的制造〕
除了使用实施例III-2~III-9及比较例III-1~III-4中得到的喷墨记录用水分散体,如表3所示组合以外,按照与实施例III-10同样的操作得到水性油墨。将结果示于表3中。
由表3可知,实施例III-1~III-9的水分散体的过滤性及实施例III-10~III-18的水性油墨的打印浓度与比较例的水分散体的过滤性及水性油墨的打印浓度相比均优异,可以兼顾这些性能。
实施例IV-1(喷墨记录用水分散体的制造)
将调制例2中得到的含有固溶体颜料的阴离子性聚合物粒子的水分散体50.0g加入到100ml高型烧杯中,在定子外部设置粘接有内径为0.7mm的不锈钢管的Bio Mixer(株式会社日本精机制作所、型号:BM-2、发电机轴型号:NS-10、转子直径为8mm、定子的内周面与转子的外周面的间隙为0.14mm),浸渍到5℃的水浴中,边以转速20000转/分钟搅拌边以3.5mL/分钟的速度注入聚乙烯亚胺(数均分子量为约10000)(和光纯药工业株式会社制)的0.45重量%水溶液6.1g。将所得到的分散液用上述孔径为5μm的过滤器(Sartorius Stedim Biotech公司制造)过滤而除去粗大粒子。
向所得到的分散液中加入环氧系交联剂(商品名:Denacol EX321、环氧当量140、Nagasechemtex株式会社制)0.31g,在90℃温浴中边搅拌边保持1.5小时。冷却后,用上述孔径为5μm的过滤器过滤而除去粗大粒子,得到包含平均粒径为115nm的含有颜料的聚合物粒子的喷墨记录用水分散体。将过滤性的评价结果示于表4中。
另外,剪切速度为(0.008(m)×3.14)×333(转/秒)=8.4(m/秒),添加阳离子性聚合物而使它们进行接触的位置为(不锈钢管的溶液接触面距转子旋转轴的中心的距离)/(转子半径)=6mm/4mm、将从转子旋转轴的中心起算的半径为转子半径的1.5倍的圆作为底面的圆柱内。
实施例IV-2(喷墨记录用水分散体的制造)
除了将实施例IV-1的Bio Mixer的转速设定为10000转/分钟以外,与实施例IV-1同样地进行操作,得到包含平均粒径为116nm的含有颜料的聚合物粒子的喷墨记录用水分散体。
实施例IV-3(喷墨记录用水分散体的制造)
除了将实施例IV-1的聚乙烯亚胺(数均分子量为约10000)(和光纯药工业株式会社制)的0.45重量%水溶液变更为0.35重量%水溶液14.2g以外,与实施例IV-1同样地进行操作,得到包含平均粒径为125nm的含有颜料的聚合物粒子的喷墨记录用水分散体。
实施例IV-4(喷墨记录用水分散体的制造)
代替实施例IV-1的Bio Mixer,使用均化器(Primix株式会社制、型号:TK Homomixer、旋转部使用TK ROBOMIX,转速:7500rpm、转子径:26mm、定子的内周面与转子的外周面之间的间隙为1.3mm),除此以外与实施例IV-1同样地进行操作,得到包含平均粒径为105nm的含有颜料的聚合物粒子的喷墨记录用水分散体。
另外,剪切速度为(0.026(m)×3.14)×125(转/秒)=10.2(m/秒),添加阳离子性聚合物,并使它们进行接触的位置为(不锈钢管的溶液接触面距转子旋转轴的中心的距离)/(转子半径)=18mm/13mm、将从转子旋转轴的中心起算的半径为转子半径的1.38倍的圆作为底面的圆柱内。
比较例IV-1(喷墨记录用水分散体的制造)
除了将实施例IV-1的Bio Mixer的转速设定为2000转/分钟以外,与实施例IV-1同样地进行操作,但过滤性差,无法得到能够评价的量的色材。
比较例IV-2(喷墨记录用水分散体的制造)
代替实施例IV-1的Bio Mixer,使用分散器(Primix株式会社制、型号:TK HOMODISPER 2.5型、转速:3000rpm、桨直径:28mm),除此以外与实施例IV-1同样地进行操作,得到包含平均粒径为96nm的含有颜料的聚合物粒子的喷墨记录用水分散体。
另外,剪切速度为(0.028(m)×3.14)×50(转/秒)=4.4(m/秒),添加阳离子性聚合物,并使它们进行接触的位置为(不锈钢管的溶液接触面距旋转桨旋转轴的中心的距离)/(旋转桨半径)=20mm/14mm、从旋转桨旋转轴的中心以半径为旋转桨半径的1.43倍的圆作为底面的圆柱内。
比较例IV-3(喷墨记录用水分散体的制造)
代替实施例IV-1的Bio Mixer,使用珠磨机型分散机(IMEX株式会社)制砂磨机(型号:砂磨机6TSG-1/4)、介质粒子:氧化锆微珠、粒径:0.05mm、微珠填充率:65%、转速:1500rpm、桨直径:70mm),加上利用离心分离机(6000G、20分钟)来除去杂质的工序作为交联反应前的过滤的前处理,除此以外与实施例IV-1同样地进行操作,得到包含平均粒径为85nm的含有颜料的聚合物粒子的喷墨记录用水分散体。
另外,剪切速度为(0.7(m)×3.14)×25(转/秒)=5.5(m/秒),添加阳离子性聚合物,并使它们进行接触的位置为(不锈钢管的溶液接触面距旋转桨旋转轴的中心的距离)/(旋转桨半径)=45mm/35mm、从旋转桨旋转轴的中心以半径为旋转桨半径的1.29倍的圆作为底面的圆柱内。
比较例IV-4(喷墨记录用水分散体的制造)
代替实施例IV-1的Bio Mixer,使用磁搅拌器(AS ONE公司制、型号:REXIM RS-6A、转速:300rpm、Teflon(注册商标)搅拌棒:20mm×直径8mm),除此以外与实施例IV-1同样地进行操作,但过滤性差,无法得到能够评价的量的色材。
另外,剪切速度为(0.02(m)×3.14)×5(转/秒)=0.3(m/秒),添加阳离子性聚合物,并使它们进行接触的位置为(不锈钢管的溶液接触面距搅拌棒旋转轴的中心的距离)/(搅拌棒的长度/2)=12.5mm/10mm、从搅拌棒旋转轴的中心以半径为搅拌棒旋转半径的1.25倍的圆作为底面的圆柱内。
比较例IV-5(喷墨记录用水分散体的制造)
代替实施例IV-1的Bio Mixer,通过下面的方法进行混合,加入利用离心分离机(6000G、20分钟)来除去杂质的工序作为交联反应前的过滤的前处理,除此以外,与实施例IV-1同样地进行操作,得到包含平均粒径为88nm的含有颜料的聚合物粒子的喷墨记录用水分散体。
混合方法:与比较例4同样地边用磁搅拌器搅拌边向调制例2中得到的含有颜料的阴离子性聚合物粒子的水分散体500g中加入0.45重量%聚乙烯亚胺(数均分子量为约10000)水溶液61g,使用Microfluidizer(Microfluidics公司制造、高压均化器、商品名、型号M-140K),以150MPa的压力进行5次通过的分散处理。
比较例IV-6(喷墨记录用水分散体的制造)
代替实施例IV-1的Bio Mixer,通过下面的方法进行混合,除此以外与实施例IV-1同样地进行操作,但过滤性差,无法得到能够评价的量的色材。
混合方法:将调制例2中得到的含有固溶体颜料的阴离子性聚合物粒子的水分散体50.0g加入到100ml螺旋管中,再加入0.45重量%聚乙烯亚胺(数均分子量为约10000)(和光纯药工业株式会社制)水溶液6.1g,盖上盖子,用手振荡约1分钟进行混合。
比较例IV-7(喷墨记录用水分散体的制造)
除了将实施例IV-1的0.45重量%聚乙烯亚胺(数均分子量约10000)(和光纯药工业株式会社制)水溶液6.1g替换成离子交换水6.1g以外,与实施例IV-1同样地进行操作。得到包含平均粒径为83nm的含有颜料的聚合物粒子的喷墨记录用水分散体。
实施例IV-5〔油墨的制造〕
将1,2-己二醇(东京化成工业株式会社制)2.0份、2-吡咯烷酮(和光纯药株式会社制)2.0份、Surfynol 465(日信化学工业株式会社制)0.5份、OLFINE E1010(日信化学工业株式会社制)0.5份、甘油(花王株式会社制)2.0份、三乙二醇单丁基醚(商品名:Butyl triglycol、日本乳化剂株式会社制)10.0份、Proxel XL2(Avecia株式会社制)0.3份、及离子交换水边用磁搅拌器搅拌边混合,再在室温下搅拌15分钟,得到混合溶液。这里,离子交换水的配合量是将混合溶液和实施例IV-1中得到的喷墨记录用水分散体相加之后的总量调整为100份的量。
接着,边用磁搅拌器搅拌实施例IV-1中得到的喷墨记录用水分散体41.7份(颜料成分换算为10.0份)边添加上述混合溶液,用上述孔径为5μm的过滤器过滤,得到水性油墨。将打印浓度的评价结果示于表4中。
实施例IV-6~IV-8、及比较例IV-8~IV-14〔油墨的制造〕
代替实施例IV-5的实施例IV-1中得到的喷墨记录用水分散体,如表4所示那样使用实施例IV-2~4及比较例1~7中得到的喷墨记录用水分散体,除此以外与实施例IV-5同样地得到水性油墨。
由表4可知,实施例IV-1~IV-4的水分散体与比较例IV-1、IV-2、IV-4、IV-6的水分散体相比过滤性优异,此外,实施例IV-5~IV-8的油墨与比较例IV-9、IV-10、IV-12、IV-14的油墨相比打印浓度优异,实施例的水分散体及水性油墨的打印浓度及过滤性优异。
实施例V-1(喷墨记录用水分散体(3)的调制)
工序(a):将调制例2中得到的含有固溶体颜料的阴离子性聚合物粒子的水分散体50份加入到容量为100ml的玻璃制烧杯中,边在20℃下搅拌边加入1N氢氧化钠水溶液,边用pH计(商品名:F-23型、株式会社堀场制作所制)确认体系中的pH边将水分散体的pH调节为11。
工序(b):接着,作为阳离子性聚合物,添加2.8份聚乙烯亚胺(商品名:EPOMIN SP-200、数均分子量(Mn)为1万、株式会社日本触媒制)的固态成分浓度为1%水溶液。搅拌10分钟后,添加3.5份阳离子交换树脂(商品名:Amberlite IR120 BNA、Rohm and Haas公司制)。边用上述pH计(商品名:F-23型)确认体系中的pH边进一步搅拌至水分散体的pH达到8为止,pH达到8后立即用网眼200目的金属制的网分离阳离子交换树脂,得到包含含有颜料的阴离子性聚合物粒子和聚乙烯亚胺的喷墨记录用水分散体(2)。
工序(c):向工序(b)中得到的水分散体(2)40g中加入环氧系交联剂(商品名:Denacol EX321、环氧当量为140、Nagasechemtex株式会社制)0.47g和离子交换水1.07g,在90℃温浴中,边搅拌边保持1小时。冷却后,用上述过滤器(Sartorius Stedim Biotech公司制造、孔径:5μm)过滤而除去粗大粒子,得到含有平均粒径为147nm的含有颜料的阴离子性交联聚合物粒子(由上述式(3)得到的交联聚合物的交联率:56.8摩尔%)和聚乙烯亚胺的喷墨记录用水分散体(3)。
实施例V-2(喷墨记录用水分散体(4)的调制)
代替实施例V-1的工序(b)中的聚乙烯亚胺,添加2.5份聚烯丙基胺(商品名:PAA-15、分子量为1.5万、日东纺公司制)的固态成分浓度为1%水溶液,除此以外与实施例V-1同样地得到包含含有颜料的阴离子性聚合物粒子和聚烯丙基胺的喷墨记录用水分散体(4)。
实施例V-3(喷墨记录用水分散体(5)的调制)
代替实施例V-1的工序(b)中的阳离子交换树脂,添加1N盐酸水溶液至体系中的pH达到8为止,除此以外与实施例V-1同样地得到包含含有颜料的阴离子性聚合物粒子和聚乙烯亚胺的喷墨记录用水分散体(5)。
实施例V-4(喷墨记录用水分散体(6)的调制)
添加实施例V-1的工序(a)中的1N氢氧化钠水溶液至体系中的pH达到9为止,除此以外与实施例V-1同样地得到包含含有颜料的阴离子性聚合物粒子和聚乙烯亚胺的喷墨记录用水分散体(6)。
比较例V-1(喷墨记录用水分散体(7)的调制)
实施例V-1的工序(a)及工序(b)中,未使用1N氢氧化钠水溶液,未进行体系中的pH的调节,除此以外与实施例V-1同样地得到包含含有颜料的阴离子性聚合物粒子和聚乙烯亚胺的喷墨记录用水分散体(7)。
比较例V-2(喷墨记录用水分散体(8)的调制)
实施例V-1的工序(a)中,未添加聚乙烯亚胺,除此以外与实施例V-1同样地得到包含含有颜料的阴离子性聚合物粒子的喷墨记录用水分散体(8)。
比较例V-3(喷墨记录用水分散体(9)的调制)
实施例V-1的工序(b)中,未使用阳离子交换树脂,未进行体系中的pH的调节,除此以外与实施例V-1同样地得到包含含有颜料的阴离子性聚合物粒子和聚乙烯亚胺的喷墨记录用水分散体(9)。
比较例V-4(喷墨记录用水分散体(10)的调制)
实施例V-1的工序(a)及工序(b)中,添加阳离子交换树脂后,搅拌至体系中的pH达到5为止,pH达到5后立即用网眼为200目的金属制的网分离阳离子交换树脂,除此以外与实施例V-1同样地得到包含含有颜料的阴离子性聚合物粒子和聚乙烯亚胺的喷墨记录用水分散体(10)。
比较例V-5(喷墨记录用水分散体(11)的调制)
添加实施例V-1的工序(a)中的1N氢氧化钠水溶液至体系中的pH达到8为止,在实施例V-1的工序(b)中,未使用阳离子交换树脂,未进行体系中的pH的调节,除此以外与实施例V-1同样地得到包含含有颜料的阴离子性聚合物粒子和聚乙烯亚胺的喷墨记录用水分散体(11)。
配合例(水性油墨的制造)
准备实施例V-1~4及比较例1及3~5中得到的包含含有颜料的阴离子性聚合物粒子和阳离子性聚合物的喷墨记录用水分散体(3)~(7)、(9)及(10)、以及比较例2中得到的包含含有颜料的阴离子性聚合物粒子的喷墨记录用水分散体(8),使得以固态成分换算为12.5份,以颜料成分换算为10.0份。
将1,2-己二醇(东京化成工业株式会社制)2.0份、2-吡咯烷酮(和光纯药株式会社制)2.0份、Surfynol 465(日信化学工业株式会社制)0.5份、OLFINE E1010(日信化学工业株式会社制)0.5份、甘油(花王株式会社制)2.0份、三乙二醇单丁基醚(商品名:Butyl triglycol、日本乳化剂株式会社制)10.0份、Proxel XL2(Avecia株式会社制)0.3份及离子交换水边用磁搅拌器搅拌边混合,再在室温下搅拌15分钟,得到混合溶液。这里,离子交换水的配合量是将混合溶液和上述的喷墨记录用水分散体(3)~(11)相加之后的总量调整为100份的量。
接着,边用磁搅拌器搅拌预先准备的喷墨记录用水分散体(3)~(11)边添加上述混合溶液,用1.2μm的过滤器(醋酸纤维素膜、Sartorius Stedim Biotech公司制造)过滤,得到水性油墨。
[表5]
*聚乙烯亚胺:日本触媒株式会社制、EPOMIN SP-200、分子量为1万
*阳离子交换树脂:Rohm and Haas公司制、Amberlite IR120B NA
*聚烯丙基胺:日东纺株式会社制、PAA-15、分子量为15000、含氨基
*盐酸:和光纯药工业株式会社制、1N-盐酸
由表5可知,实施例V-1~V-4的水分散体及油墨与比较例V-1~V-5的水分散体及油墨相比,过滤性、保存稳定性及打印浓度优异。
产业上的可利用性
本发明的喷墨记录用水分散体及含有其的水性油墨的打印浓度优异,过滤性、保存稳定性等也优异。因此,作为喷墨记录用途,能够在宽范围内合适地使用。
Claims (20)
1.一种喷墨记录用水分散体,其含有包含阴离子性有机颜料粒子和阳离子性聚合物的链状粒子,其中,构成该链状粒子的有机颜料一次粒子在全部颜料一次粒子中所占的比例为10个数%以上。
2.根据权利要求1所述的喷墨记录用水分散体,其中,阴离子性有机颜料粒子是含有有机颜料的水不溶性阴离子性聚合物粒子。
3.根据权利要求1或2所述的喷墨记录用水分散体,其中,利用动态光散射法得到的、含有所述链状粒子的水分散体中的粒子的平均粒径相对于阴离子性有机颜料粒子的平均粒径的比值即含有链状粒子的水分散体中的粒子的平均粒径/阴离子性有机颜料粒子的平均粒径为1.5~5.0。
4.根据权利要求2或3所述的喷墨记录用水分散体,其中,构成水不溶性阴离子性聚合物粒子的聚合物是利用交联剂交联而成的聚合物。
5.根据权利要求2~4中任一项所述的喷墨记录用水分散体,其中,构成水不溶性阴离子性聚合物粒子的聚合物是含有30~80重量%的来自甲基丙烯酸苄酯和/或丙烯酸苄酯的结构单元的聚合物。
6.根据权利要求2~5中任一项所述的喷墨记录用水分散体,其中,构成水不溶性阴离子性聚合物粒子的聚合物是由来自全部具有相同的聚合性基团的单体的结构单元形成的聚合物。
7.根据权利要求6所述的喷墨记录用水分散体,其中,具有聚合性基团的单体的聚合性基团为甲基丙烯酰基。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的喷墨记录用水分散体,其中,阳离子性聚合物为水溶性阳离子性聚合物。
9.根据权利要求8所述的喷墨记录用水分散体,其中,水溶性阳离子性聚合物为聚乙烯亚胺。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的喷墨记录用水分散体,其中,有机颜料是含有二氯喹吖啶酮的固溶体颜料。
11.根据权利要求10所述的喷墨记录用水分散体,其中,固溶体颜料由二氯喹吖啶酮及无取代喹吖啶酮构成。
12.一种喷墨记录用水性油墨,其含有权利要求1~11中任一项所述的水分散体。
13.一种权利要求1所述的喷墨记录用水分散体的制造方法,其包括下述工序(I)及(II):
工序(I):调制含有阴离子性有机颜料粒子、阳离子性聚合物及水的混合液,然后除去水而得到粘稠物或固态物的工序;
工序(II):将工序(I)中得到的粘稠物或固态物与水进行混合而得到水分散体(A)的工序。
14.一种权利要求1所述的喷墨记录用水分散体的制造方法,其具有以下工序:将含有阴离子性有机颜料粒子的水分散体(A)和含有阳离子性聚合物的水溶液(B)在流路截面积为0.001~0.5mm2且流路长度为0.1~10mm的流路内进行混合,其中,该水分散体(A)与该水溶液(B)汇合的位置的孔内的线速度为1m/秒以上,且该阳离子性聚合物的阳离子性基团的量相对于该阴离子性有机颜料粒子的阴离子性基团的量为5~50摩尔%。
15.一种权利要求2所述的喷墨记录用水分散体的制造方法,其具有以下工序:使用具有转子-定子结构的旋转剪切型搅拌装置,在剪切速度为1m/秒以上的剪切条件下向包含含有有机颜料的水不溶性阴离子性聚合物粒子的水分散液中添加阳离子性聚合物,其中,在将从搅拌装置的转子旋转轴的中心起算的半径为转子半径2倍的圆作为底面的圆柱内的区域,向包含含有有机颜料的水不溶性阴离子性聚合物粒子的水分散液中添加阳离子性聚合物,并使它们进行接触。
16.根据权利要求15所述的喷墨记录用水分散体的制造方法,其中,在添加阳离子性聚合物的工序中,含有有机颜料的水不溶性阴离子性聚合物粒子相对于阳离子性聚合物的重量比即含有有机颜料的水不溶性阴离子性聚合物粒子/阳离子性聚合物为100~1000。
17.根据权利要求15或16所述的喷墨记录用水分散体的制造方法,其中,定子的内周面与转子的外周面之间的间隙为50μm以下。
18.一种权利要求2所述的喷墨记录用水分散体的制造方法,其包括下述工序(a)及(b):
工序(a):将包含含有有机颜料的水不溶性阴离子性聚合物粒子的水分散体的pH调节至8~12,然后添加阳离子性聚合物的工序;
工序(b):降低工序(a)中得到的水分散体的pH,将pH调节至7~9的工序。
19.根据权利要求18所述的喷墨记录用水分散体的制造方法,其中,工序(b)中的pH的调节通过与阳离子交换树脂的接触处理来进行。
20.一种喷墨记录用水性油墨,其含有通过权利要求13~19中任一项所述的制造方法得到的喷墨记录用水分散体。
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US9376591B2 (en) * | 2014-02-19 | 2016-06-28 | Golden Artist Colors, Inc. | Water color paint system |
AR100280A1 (es) * | 2014-05-22 | 2016-09-21 | Rohm & Haas | Aglutinantes poliméricos para impresoras de chorro de tinta |
KR101629329B1 (ko) * | 2014-12-05 | 2016-06-10 | 엘지전자 주식회사 | 미네랄수 공급모듈 |
JP6695041B2 (ja) | 2015-09-15 | 2020-05-20 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | インクジェット印刷用インク |
JP7252707B2 (ja) * | 2017-12-27 | 2023-04-05 | 花王株式会社 | 水系インク |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4455167A (en) * | 1983-07-05 | 1984-06-19 | Mpd Technology Corporation | Nickel-zinc dust-iron-nickel powder pigment system |
US20020077385A1 (en) * | 2000-09-14 | 2002-06-20 | Seiko Epson Corporation | Ink jet recording method and ink set therefor |
US20030097958A1 (en) * | 2001-10-17 | 2003-05-29 | Yuan Yu | Dispersions comprising modified pigments |
JP2003301141A (ja) * | 2002-04-11 | 2003-10-21 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 低透過率透明導電層形成用塗液及び表示装置前面板 |
US20040244622A1 (en) * | 2002-12-27 | 2004-12-09 | Canon Kabushiki Kaisha | Dispersible colorant and method for producing the same, and aqueous ink, ink tank, ink jet recorder, ink jet recording method and inkjet recorded image using the same |
CN1643057A (zh) * | 2002-03-06 | 2005-07-20 | 佳能株式会社 | 含功能性物质的分散组合物和使用前述组合物的图像形成方法与图像形成装置 |
WO2006086660A1 (en) * | 2005-02-11 | 2006-08-17 | Cabot Corporation | Inkjet inks comprising modified pigments having attached polymeric groups |
CN101278013A (zh) * | 2005-07-29 | 2008-10-01 | 富士胶片株式会社 | 有机颗粒的制备方法、有机颗粒分散组合物的制备方法、以及含有该方法制得的有机颗粒分散组合物的记录用喷墨墨水 |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1060352A (ja) | 1996-08-19 | 1998-03-03 | Kao Corp | 水系顔料インク |
JP3644498B2 (ja) * | 2000-09-14 | 2005-04-27 | セイコーエプソン株式会社 | インクジェット記録方法、並びに、それに用いるインクジェト記録用インクセット |
JP4190246B2 (ja) | 2002-10-01 | 2008-12-03 | 大日精化工業株式会社 | 水性顔料インク |
JP2004149633A (ja) | 2002-10-29 | 2004-05-27 | Ricoh Co Ltd | 顔料系インクジェット用インク及び該インクの製造方法 |
JP2005162899A (ja) | 2003-12-03 | 2005-06-23 | Canon Inc | インクジェット記録用インク及び記録方法 |
US7351278B2 (en) | 2004-06-09 | 2008-04-01 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Additive for high optical density inkjet ink |
JP4882307B2 (ja) | 2004-08-20 | 2012-02-22 | 東ソー株式会社 | 複合粒子の製造方法 |
JP2006169325A (ja) | 2004-12-14 | 2006-06-29 | Sony Corp | インクジェット用記録液、インクカートリッジ、およびインクジェット記録方法 |
JP2006301307A (ja) * | 2005-04-20 | 2006-11-02 | Seiko Epson Corp | インクジェット方式カラーフィルタ用樹脂組成物、カラーフィルタおよびカラーフィルタの製造方法 |
JP2007253360A (ja) | 2006-03-20 | 2007-10-04 | Kao Corp | インクジェット印刷方法 |
JP2008038090A (ja) | 2006-08-09 | 2008-02-21 | Kao Corp | インクジェット記録用水系インク |
JP2008081545A (ja) | 2006-09-26 | 2008-04-10 | Dainippon Ink & Chem Inc | 水性着色材料及び粉末状着色材料 |
JP5284581B2 (ja) | 2006-12-19 | 2013-09-11 | 花王株式会社 | インクジェット記録用水系インク |
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-
2009
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Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4455167A (en) * | 1983-07-05 | 1984-06-19 | Mpd Technology Corporation | Nickel-zinc dust-iron-nickel powder pigment system |
US20020077385A1 (en) * | 2000-09-14 | 2002-06-20 | Seiko Epson Corporation | Ink jet recording method and ink set therefor |
US20030097958A1 (en) * | 2001-10-17 | 2003-05-29 | Yuan Yu | Dispersions comprising modified pigments |
CN1643057A (zh) * | 2002-03-06 | 2005-07-20 | 佳能株式会社 | 含功能性物质的分散组合物和使用前述组合物的图像形成方法与图像形成装置 |
JP2003301141A (ja) * | 2002-04-11 | 2003-10-21 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 低透過率透明導電層形成用塗液及び表示装置前面板 |
US20040244622A1 (en) * | 2002-12-27 | 2004-12-09 | Canon Kabushiki Kaisha | Dispersible colorant and method for producing the same, and aqueous ink, ink tank, ink jet recorder, ink jet recording method and inkjet recorded image using the same |
WO2006086660A1 (en) * | 2005-02-11 | 2006-08-17 | Cabot Corporation | Inkjet inks comprising modified pigments having attached polymeric groups |
CN101278013A (zh) * | 2005-07-29 | 2008-10-01 | 富士胶片株式会社 | 有机颗粒的制备方法、有机颗粒分散组合物的制备方法、以及含有该方法制得的有机颗粒分散组合物的记录用喷墨墨水 |
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