CN103374258B - 非水系颜料墨及颜料复合物的制造方法 - Google Patents

非水系颜料墨及颜料复合物的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及非水系颜料墨及颜料复合物的制造方法,提供一种提高墨对记录介质的定影性且墨粘度低的非水系颜料墨。一种非水系颜料墨,其包含颜料复合物和非水系溶剂,所述颜料复合物由颜料、包含与多异氰酸酯化合物具有反应性的官能团的分散剂以及多异氰酸酯化合物形成。

Description

非水系颜料墨及颜料复合物的制造方法
技术领域
本发明涉及非水系颜料墨及颜料复合物的制造方法。
背景技术
喷墨记录系统是将流动性高的液体墨由微细的喷嘴喷射后,使其附着于纸张等记录介质从而进行印刷的印刷系统。该系统具有能够用较便宜的设备高速且低噪音地印刷高分辨率、高品质的图像的特征,最近正迅速普及起来。
作为用于该喷墨记录系统的墨的着色剂,大致分为使用颜料和使用染料的着色剂。其中,从高画质印刷所需要的耐光性、耐候性和耐水性优异的方面出发,存在以颜料为着色剂的墨增加的倾向。
从溶剂来看,墨大致可分为水系型墨和非水系型墨。水系型墨因为以水系溶剂和水作为墨的介质,因此存在难以使颜料微细地分散在其中且确保其稳定性的情况。
从这样的观点出发,专利文献1中提出了一种使颜料胶囊化从而能够在水系介质中分散的水系颜料墨。然而,由于是水系,因此不能否认会存在耐水性差这样的问题。
与此相对,如以挥发性溶剂为主体的溶剂系墨、以不挥发性溶剂为主体的油系墨之类,不使用水作为墨用溶剂的非水系墨正受到关注。非水性墨与水系墨相比,由于干燥性良好、纸张的卷曲较少,因此印刷适应性也优异。
该非水系墨由非水系溶剂、颜料、颜料分散剂等构成。与水系墨相比,由于非水系墨中的着色剂与溶剂的亲和性较高,墨附着于纸张时,会存在着色剂不停留在纸张表面而同溶剂一起浸透到纸张内部,导致印刷品的印刷面(表面)的墨浓度降低、透印到非印刷面(背面)的问题。
从这样的观点出发,专利文献2中提出了一种为了提高图像浓度而包含由颜料、分散剂和胺化合物形成的颜料复合物的墨。但是,对于专利文献2,有时会存在覆盖颜料的树脂成分的分子量较小、无法充分得到墨对记录介质的定影性、特别是对平滑的纸张的耐擦拭性的情况。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平9-151342号公报
专利文献2:日本特开2008-231364号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明的目的在于提供一种能够提高墨对记录介质的定影性且墨粘度低的非水系颜料墨及颜料复合物的制造方法。
用于解决问题的方案
根据本发明的一个技术方案,可以提供一种非水系颜料墨,其包含颜料复合物和非水系溶剂,所述颜料复合物由颜料、包含与多异氰酸酯化合物具有反应性的官能团的分散剂以及多异氰酸酯化合物形成。
根据本发明的其它技术方案,可以提供一种颜料复合物的制造方法,其包括使分散剂吸附于颜料的工序和前述分散剂之间用多异氰酸酯化合物进行交联的工序,前述分散剂为单体混合物的共聚物,所述单体混合物包含具有碳原子数12以上的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯(A)、以及具有能够与氨基反应的官能团的反应性(甲基)丙烯酸酯(B),该分散剂是通过前述能够与氨基反应的官能团和氨基醇之间的反应而导入了与多异氰酸酯具有反应性的官能团而成的。
作为本发明的其它技术方案,可以提供一种颜料复合物的制造方法,其包括使分散剂吸附于颜料的工序和前述分散剂之间用多异氰酸酯化合物进行交联的工序,前述分散剂为包含以下嵌段的嵌段共聚物:包含具有碳原子数12以上的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯(A)的单体混合物的嵌段A、以及包含具有能够与氨基反应的官能团的反应性(甲基)丙烯酸酯(B)的单体混合物的嵌段B,该分散剂是通过前述能够与氨基反应的官能团和氨基醇之间的反应而导入了与多异氰酸酯具有反应性的官能团而成的。
发明的效果
根据本发明,可以提供能够提高墨对记录介质的定影性且墨粘度低的非水系颜料墨及颜料复合物的制造方法。
具体实施方式
(第1实施方式)
本发明的一个实施方式的非水系颜料墨(以下,有时仅称“墨”)的特征在于,含有颜料复合物和非水系溶剂,所述颜料复合物由颜料、包含与多异氰酸酯化合物具有反应性的官能团的分散剂和多异氰酸酯化合物形成。由此,可以提供一种能够提高墨对记录介质的定影性且墨粘度低的非水系颜料墨。
此处,通过在非水系颜料墨中添加高分子量的树脂,可以提高颜料对记录介质的定影性。例如,若向墨中添加重均分子量为5万至数十万的树脂,可以提高颜料对记录介质的定影性。但是,有时会出现墨粘度变高,特别是喷墨用墨变得容易发生堵塞喷嘴的问题的情况。
另一方面,为了使墨低粘度化,适合使用重均分子量为1万至3万左右的树脂作为颜料分散剂。特别是对于喷墨用墨,为了调节至适合喷墨喷射的粘度而期望低粘度的墨。但是,使用重均分子量为1万至3万左右的树脂作为颜料分散剂的情况下,由于重均分子量较小,有时会无法充分得到颜料对记录介质的定影性。特别是在记录介质为平滑性较高的纸张的情况下,这会成为问题。
本发明中,作为非水系颜料墨的着色剂,使用由颜料、包含与多异氰酸酯化合物具有反应性的官能团的分散剂和多异氰酸酯化合物形成的颜料复合物。该颜料复合物是使分散剂吸附于颜料表面、在颜料表面用多异氰酸酯化合物将分散剂之间进行交联而得到的。由此,即使在分散剂的重均分子量较小的情况下,也可以提高颜料对记录介质的定影性。特别可以提高对光面纸等平滑的记录介质的定影性。另外,适于低粘度的喷墨用墨。
特别是通过使分散剂吸附于颜料表面、在颜料表面用多异氰酸酯化合物使分散剂进行交联,可以使颜料附近的树脂高分子化。通过在颜料附近存在高分子的树脂,颜料变得容易定影于记录介质表面,可以进一步提高颜料的定影性。另外,由于高分子的树脂停留在颜料附近而不扩散至墨整体,可以抑制墨整体的高粘度化、可以提供低粘度的墨。
如此,根据本发明可以提高颜料对记录介质的定影性且将墨低粘度化。另外,本发明的墨的颜料分散性良好且贮藏稳定性良好。
本实施方式的墨包含由颜料、包含与多异氰酸酯化合物具有反应性的官能团的分散剂和多异氰酸酯化合物形成的颜料复合物。该颜料复合物处于多异氰酸酯化合物将分散剂之间进行了交联的状态,更详细而言,优选分散剂吸附于颜料且多异氰酸酯化合物在颜料表面将分散剂之间进行了交联的状态。需要说明的是,颜料复合物是包含颜料、包含与多异氰酸酯化合物具有反应性的官能团的分散剂和多异氰酸酯化合物作为主成分的物质,在不损害本发明效果的范围内还可以包含其它成分。
对于分散剂和多异氰酸酯化合物,优选分别存在多个以上的反应位点、且在各分子的2处以上产生两者的键合。可以认为,通过如此操作,由分散剂和多异氰酸酯构成的树脂会覆盖颜料表面的至少一部分。如此,本实施方式的颜料复合物优选以该树脂为壳成分并覆盖颜料表面的至少一部分而成为胶囊化颜料的形态、或与此相近的形态。
作为颜料,例如可以使用偶氮系、酞菁系、染料系、缩合多环系、硝基系、亚硝基系等有机颜料(亮胭脂红6B、色淀红C、颜料红(watchung red)、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、金属氧化物及硫化物,以及黄土、群青、藏蓝等无机颜料;炉法炭黑、灯黑、乙炔黑、槽法炭黑等炭黑类。这些颜料除了可以单独使用任一种之外,也可以组合使用2种以上。
墨中颜料的含量通常为0.01~20质量%,从图像浓度和墨粘度的观点出发优选1~15质量%,进一步优选5~10质量%。
作为分散剂,只要为包含与多异氰酸酯化合物具有反应性的官能团的分散剂即可,例如可以使用包含羟基、羧基、二酮基等与多异氰酸酯化合物具有反应性的官能团的丙烯酸(系)聚合物。进而,为了防止颜料间聚合物发生交联而形成聚集物,与多异氰酸酯化合物具有反应性的官能团优选具有对颜料的吸附性。
作为分散剂优选的一例,可以使用属于包含具有碳原子数12以上的烷基的单元以及具有与多异氰酸酯化合物具有反应性的官能团的单元的共聚物的分散剂。
优选的是,相对于共聚物的全部单元,具有碳原子数12以上的烷基的单元为30摩尔%~80摩尔%,更优选的是40摩尔%~60摩尔%。作为碳原子数12以上的烷基,例如可列举出十二烷基、十六烷基、十八烷基、二十二烷基、异十二烷基、异十八烷基等,可以单独或组合使用。
另外,优选的是,相对于共聚物的全部单元,具有与多异氰酸酯化合物具有反应性的官能团的单元为20摩尔%~70摩尔%,更优选的是30摩尔%~50摩尔%。作为与多异氰酸酯化合物具有反应性的官能团,例如可列举出羟基、羧基、二酮基等,可以单独或组合使用。
共聚物中还可以包含除了各自单元所具有的碳原子数12以上的烷基和与多异氰酸酯化合物具有反应性的官能团以外的其它基团。作为其它基团,可列举出碳原子数不足12的烷基、苄基等。
进而,作为分散剂的优选的一例,为在包含具有碳原子数12以上的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯(A)(以下,也称“单体(A)”。)和、具有能够与氨基反应的官能团的反应性(甲基)丙烯酸酯(B)(以下,也称“单体(B)”。)的单体混合物的共聚物(以下,该共聚物也简称为“丙烯酸(系)聚合物”。)中,通过能够与氨基反应的官能团和氨基醇之间的反应而导入与多异氰酸酯化合物具有反应性的官能团而成的分散剂。此处,“(甲基)丙烯酸酯”是指丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯。
该分散剂的向丙烯酸(系)聚合物导入的氨基醇部分成为颜料吸附基团,并且氨基醇中的羟基与多异氰酸酯化合物发生反应,从而如上所述,可以抑制聚合物的交联导致的颜料聚集物的形成。
作为具有碳原子数12以上的、优选碳原子数12~25的长链烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯(A),例如可例示出(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸鲸蜡酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯、(甲基)丙烯酸山嵛酯、(甲基)丙烯酸异月桂酯、(甲基)丙烯酸异硬脂酯等。这些也可以包含多种。
作为反应性(甲基)丙烯酸酯(B)中能够与氨基反应的官能团,可以优选例示出缩水甘油基、乙烯基以及(甲基)丙烯酰基等。作为具有缩水甘油基的单体(B),可列举出(甲基)丙烯酸缩水甘油酯等;作为具有乙烯基的单体(B),可列举出(甲基)丙烯酸乙烯酯、(甲基)丙烯酸-2-(2-乙烯氧基乙氧基)乙酯等。作为具有(甲基)丙烯酰基的单体(B),可列举出二丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯等。这些反应性(甲基)丙烯酸酯(B)也可以包含多种。
在不损害本发明效果的范围内,单体混合物可以包含除了上述单体(A)、(B)以外的、能够与它们共聚的单体(C)。
作为该单体(C),例如可列举出苯乙烯、α-甲基苯乙烯等苯乙烯系单体;乙酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯、丁基乙烯基醚等乙烯基醚系单体;马来酸酯、富马酸酯、丙烯腈、甲基丙烯腈、α-烯烃等。另外,也可以使用烷基链长的碳原子数低于12的(甲基)丙烯酸烷基酯,例如(甲基)丙烯酸-2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸叔辛酯等。它们可以单独使用或组合使用2种以上。
作为单体(C),优选使用具有β-二酮基(-C(=O)-C-C(=O)-)或β-酮酸酯基(-C(=O)-C-C(=O)OR,R为烃基)的(甲基)丙烯酸酯。通过包含该单体,可以降低墨粘度。因此,选择墨溶剂时,基于溶剂自身粘度值的制约变少、可以扩大非水系溶剂的选择幅度。另外,还能够扩大根据需要配混定影用树脂或添加剂等时的、配混成分引起的墨粘度增加的容许范围、扩大墨处方的自由度。并且,β-二酮基或β-酮酸酯基与多异氰酸酯化合物具有反应性,有助于提高颜料表面的树脂的交联密度。
作为具有β-二酮基或β-酮酸酯基的(甲基)丙烯酸酯,可列举出2-乙酰乙酸基(甲基)丙烯酸乙酯等乙酰乙酸基(甲基)丙烯酸烷基酯、己二酮(甲基)丙烯酸酯、乙酰乙酸基乙基(甲基)丙烯酰胺等乙酰乙酸基烷基(甲基)丙烯酰胺等。它们可以单独使用,或者将两种以上并用。
上述单体混合物中,(甲基)丙烯酸烷基酯(A)优选包含30质量%以上,更优选40~95质量%,进一步优选50~90质量%。
反应性(甲基)丙烯酸酯(B)优选包含1~30质量%,更优选3~25质量%。
单体(A)和(B)以外的单体(C)优选包含60质量%以下的量,更优选10~40质量%。
对于分散剂的合成,首先使上述单体(A)和(B)和任选的单体(C)聚合而得到丙烯酸(系)聚合物,接着使该丙烯酸(系)聚合物与二乙醇胺反应而得到胺改性丙烯酸(系)聚合物,由此可以合成分散剂。
上述单体(A)和(B)和任选的单体(C)通过公知的自由基共聚,可以容易地聚合。反应体系优选以溶液聚合或分散聚合来进行。根据需要而加热来进行聚合反应,由此可以促进聚合反应。作为加热温度,例如可以在40~130℃内、优选在80~130℃内进行适当的调节。
该情况下,为了使聚合后的丙烯酸(系)聚合物的分子量为后述的优选范围,聚合时并用链转移剂是有效的。作为链转移剂,例如可以使用正丁硫醇、月桂硫醇、硬脂硫醇、环己基硫醇等硫醇类。
作为聚合引发剂,可以使用AIBN(偶氮双异丁腈)等偶氮化合物、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化(2-乙基己酸)叔丁酯(PERBUTYL O、日本油脂株式会社制造)等过氧化物等公知的热聚合引发剂。其它还可以使用通过活性能量射线照射而产生自由基的光聚合型引发剂。
溶液聚合所用的聚合溶剂可以使用例如石油系溶剂(AromaFree(AF)系等)等。该聚合溶剂优选选自可以直接作为墨的非水系溶剂而使用的溶剂(后述)中的1种以上。另外,从单体的溶解性的观点出发,还可以添加己烷、氯仿、二氯甲烷、戊烷、吡啶、二乙醚、丙酮、甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、苯、乙酸乙酯、甲乙酮、1,4‐二噁烷、N,N-二甲基甲酰胺、二甲亚砜、甲苯、四氢呋喃等有机溶剂。这些有机溶剂可以在聚合后去除。
聚合反应时,也可以向反应体系中添加其它通常所使用的阻聚剂、聚合促进剂、分散剂等。
接着,对于得到的共聚物(丙烯酸(系)聚合物),通过能够与氨基反应的官能团和氨基醇之间的反应导入与多异氰酸酯化合物具有反应性的官能团,由此合成胺改性丙烯酸(系)聚合物,从而可以得到分散剂。氨基醇的氨基与单体(B)中的、能够与氨基反应的官能团发生反应并键合。为了促进反应,还可以任意地在70~120℃的范围内加热来进行反应。
作为氨基醇,可以例示出单甲基乙醇胺、二乙醇胺、二异丙醇胺等。其中,由于可以提供2个羟基而使反应位点的数量增加,优选以通式(HOR)2NH(R为2价烃基)所示的二链烷醇胺(仲链烷醇胺)。这些氨基醇也可以组合使用多种。
为了充分制作与多异氰酸酯化合物的反应位点、以及为了充分进行颜料分散,使该氨基醇相对于上述单体(B)的能够与氨基反应的官能团以0.05~1摩尔当量进行反应为优选,更优选以0.5~1摩尔当量进行反应。可以认为氨基醇少于1摩尔当量的情况下,单体(B)中会残留未反应的官能团,残留的官能团会作为颜料的吸附基团而发挥作用。
多异氰酸酯化合物为具有2个以上的异氰酸酯基的化合物,可以为脂肪族多异氰酸酯、脂环族多异氰酸酯、芳香族多异氰酸酯中的任一种。例如可列举出1,6-二异氰酸基己烷、1,3-双(异氰酸根合甲基)苯、1,3-双(异氰酸根合甲基)环己烷、1,5-萘二异氰酸酯、二苯基甲烷-4,4-二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯等二异氰酸酯;1-甲基苯-2,4,6-三基三异氰酸酯、十一烷基-1,6,11-三异氰酸酯等三异氰酸酯;聚亚甲基聚苯基多异氰酸酯等多异氰酸酯等。
另外,作为多异氰酸酯化合物,例如可以使用包含异氰脲酸酯环的多异氰酸酯化合物、包含加合结构的多异氰酸酯化合物、包含缩二脲结构的多异氰酸酯化合物、包含脲二酮结构的多异氰酸酯化合物等作为具有3个以上的异氰酸酯基的化合物。这些多异氰酸酯化合物优选相对于多异氰酸酯化合物整体包含异氰酸酯基的单元的比例(NCO)为5~50质量%。
作为包含异氰脲酸酯环的多异氰酸酯化合物,例如可列举出六亚甲基二异氰酸酯异氰脲酸酯、3-异氰酸根合甲基-3,5,5-三甲基环己基异氰酸酯异氰脲酸酯等。另外,作为包含加合结构的多异氰酸酯化合物,可列举出包含加合结构的六亚甲基二异氰酸酯等。特别优选包含异氰脲酸酯环的多异氰酸酯化合物,其中,优选六亚甲基二异氰酸酯异氰脲酸酯。
上述多异氰酸酯化合物可以单独使用或组合使用2种以上。
多异氰酸酯化合物在与分散剂中存在的羟基、羧基等与多异氰酸酯化合物具有反应性的官能团发生反应时,为了不残留未反应原料等,优选使多异氰酸酯化合物以相对于加入的原料所包含的与多异氰酸酯化合物具有反应性的官能团的大致当量(0.98~1.02摩尔当量)发生反应。
进而,更优选使多异氰酸酯化合物以相对于与多异氰酸酯化合物具有反应性的官能团为0.60当量以上发生反应。但是,使具有3个以上异氰酸酯基的化合物、特别是包含异氰脲酸酯环的化合物,通过以相对于与多异氰酸酯化合物具有反应性的官能团为0.30当量以上发生反应,由此可以提高墨的定影性。
作为颜料复合物的制造方法,例如,首先通过将颜料和分散剂混合后制备颜料分散体而使分散剂吸附于颜料,接着通过使该颜料分散体与多异氰酸酯化合物反应,在颜料表面所吸附的分散剂之间用多异氰酸酯化合物进行交联,从而可以得到颜料复合物。
制造颜料复合物的工序中,作为溶剂而使用后述的墨用非水系溶剂,另外,通过适当添加后述墨用的任意成分可以直接得到墨本身。根据期望,也可以用膜滤器等过滤得到的墨。
具体而言,首先,将上述颜料和由胺改性丙烯酸(系)聚合物构成的分散剂添加到溶剂中并进行颜料分散,得到颜料分散体。作为颜料分散,例如可以通过在珠磨机等任意的分散机中添加颜料、分散剂和溶剂并搅拌、混合而进行。
接着,将上述颜料分散体和多异氰酸酯化合物添加到溶剂中并进行反应,从而得到颜料复合物。例如,可以向颜料分散体和溶剂的混合物中滴加多异氰酸酯化合物和溶剂的混合物并进行反应。此时,为了促进反应,也可以在70~120℃的范围内进行加温。另外,也可以向反应体系添加二月桂酸二丁基锡等催化剂。
在上述反应中,使来自颜料表面所吸附的胺改性丙烯酸(系)聚合物中的氨基醇的羟基与多异氰酸酯化合物的异氰酸酯基(R1N=C=O)如下所述地发生加成反应,从而可以得到氨基甲酸酯键(氨基甲酸酯:R1NHCOOR)。
R1N=C=O+R-OH→ROCONHR1
此处,R-表示与丙烯酸(系)聚合物的官能团键合的氨基醇部分。
上述反应连续发生,在颜料表面上胺改性丙烯酸(系)聚合物之间通过多异氰酸酯化合物形成交联结构,变成树脂覆盖颜料表面的状态。
如此,以与作为颜料分散剂而发挥作用的胺改性丙烯酸(系)聚合物中的单体(B)键合了的氨基醇作为反应位点,通过多异氰酸酯化合物形成氨基甲酸酯键,在颜料表面上分散剂之间发生交联,由此可以形成颜料被树脂所覆盖的颜料复合物。
上述反应中,也优选进一步和多异氰酸酯化合物一起加入多元醇,并使多元醇与多异氰酸酯化合物反应。通过添加多元醇,可以重复形成氨基甲酸酯键,从而可以促进交联结构的形成,可以在颜料的周围得到更牢固的树脂层。
作为多元醇,可列举出乙二醇、丙二醇、二丙二醇、1,3-丙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇等,也可以使用多种。
多元醇对控制颜料表面的树脂量也是重要的,所含的多元醇多则颜料表面的树脂量变多,若过多则有时会在颜料间引起交联、成为墨凝胶化的原因,因此不优选。另一方面,若多元醇较少,则有时会不能充分得到增加颜料表面树脂量的效果、不能充分表现添加多元醇引起的定影性的作用。因此,相对于氨基醇,优选使多元醇以0.1~10摩尔当量反应,更优选以0.1~2.0摩尔当量反应,进一步优选0.25~1.0。
对于构成分散剂的胺改性丙烯酸(系)聚合物的分子量(重均分子量)并没有特别限定,作为喷墨用墨而使用的情况下,从墨的喷出性的观点出发,优选10000~100000左右,更优选10000~80000左右。进而,对于本实施方式的分散剂,在分子量为20000~50000左右可以得到优异的定影性。
该胺改性丙烯酸(系)聚合物的分子量与上述单体混合物的丙烯酸(系)共聚物的分子量大致相等,因此通过在丙烯酸(系)共聚物的聚合工序中调节分子量,可以得到分子量处于期望范围的胺改性丙烯酸(系)聚合物。
分散剂中,作为与多异氰酸酯化合物的反应位点,用构成分散剂的胺改性丙烯酸(系)聚合物中与多异氰酸酯化合物具有反应性的官能团的总量(个)来表示。作为与多异氰酸酯化合物具有反应性的官能团,有利用与单体(B)的能够与氨基反应的官能团的反应所导入的氨基醇而被导入的OH基、单体(C)所包含的β-二酮基及β-酮酸酯基等。
作为与分散剂的多异氰酸酯化合物的反应位点,若过剩则多异氰酸酯化合物的导入量变多而使墨粘度上升,另外,有时分散稳定性会下降;若过少则多异氰酸酯化合物的导入量变少而不能充分得到定影性的作用。这些作用也受分散剂分子量的影响。分散剂中包含反应位点的单体(B)及单体(C)与不包含反应位点的单体(A)的摩尔比优选20:80~70:30,更优选40:60~60:40。
颜料复合物中,相对于颜料的、包含分散剂和多异氰酸酯化合物的聚合物成分的总量的配混,从颜料分散性的观点出发,以质量比计,相对于1份颜料优选0.05~2.0份,更优选0.4~1.5份。
颜料复合物中,相对于包含分散剂和多异氰酸酯化合物的聚合物成分的总量,多异氰酸酯化合物的比例优选10~50质量%,更优选20~45质量%。
颜料复合物中,相对于1份颜料的多异氰酸酯化合物以质量比计优选0.05~1.0份,更优选0.1~0.6份。
通过在颜料复合物中配混多异氰酸酯化合物,从而在颜料表面使分散剂形成交联结构,因此可以得到优异的定影性。另一方面,若过量配混多异氰酸酯化合物,则有时会在颜料表面以外的位置引起交联,进而引起颜料之间的交联,由此有时墨粘度会提高,因此多异氰酸酯化合物的配混量优选在上述范围内进行调节。
颜料复合物的平均粒径优选300nm以下左右,更优选200nm以下,进一步优选150nm以下。另一方面,为了抑制印刷品的透印,该平均粒径优选50nm以上左右。此处,颜料复合物的平均粒径例如可以利用株式会社堀场制作所制造的动态光散射式粒度分布测定装置“LB-500”来进行测定。
本实施方式的墨,只要不损害本发明效果,还可以与上述颜料复合物一起还包含其它颜料分散剂。作为颜料分散剂并没有特别限定,只要使颜料在溶剂中稳定地分散即可。例如可以适当使用含羟基的羧酸酯、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、萘磺酸甲醛缩聚物盐、聚氧乙烯烷基磷酸酯、聚氧乙烯壬基苯基醚、聚酯多元胺、硬脂胺乙酸酯等,其中,优选使用高分子分散剂。它们可以单独使用,此外也可以组合使用多种。
本实施例的墨包含非水系溶剂。此处,非水系溶剂是指非极性有机溶剂及极性有机溶剂、50%馏出点为100℃以上的溶剂。50%馏出点是指按照JIS K0066“化学制品的蒸馏试验方法”而测定的、以质量计为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,例如可以优选列举出JX NIPPON OIL&ENERGY CORPORATION制造“TECLEAN N-16、TECLEANN-20、TECLEAN N-22、日石Naphtesol L、日石Naphtesol M、日石Naphtesol H、0号Solvent L、0号Solvent M、0号Solvent H、日石ISOSOL300、日石ISOSOL400、AF-4、AF-5、AF-6、AF-7”;Exxon Mobil Corporation制造“Isopar E、Isopar G、Isopar H、Isopar L、Isopar M、Exxsol DSP100/140、Exxsol D30、ExxsolD40、Exxsol D80、Exxsol D100、Exxsol D130、Exxsol D140”等。作为芳香族烃溶剂,可以优选列举出JX NIPPON OIL&ENERGY CORPORATION制造“日石CLEANSOL G”(烷基苯)、Exxon Mobil Corporation制造“Solvesso200”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、醚系溶剂以及这些的混合溶剂。例如可以优选使用选自由属于碳原子数8~20的高级脂肪酸与碳原子数1~24的醇的酯的酯系溶剂、碳原子数8~24的高级醇以及碳原子数8~20的高级脂肪酸组成的组中的一种以上。
作为极性有机溶剂,更具体而言,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、棕榈酸异辛酯、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、己二酸二异丙酯、癸二酸二异丙酯、癸二酸二乙酯、单癸酸丙二醇酯、三(2-乙基己酸)三羟甲基丙酯、三(2-乙基己酸)甘油酯等酯系溶剂;异肉豆蔻醇、异棕榈醇、异硬脂醇、油醇、己基癸醇、辛基十二醇、癸基十四醇等醇系溶剂;壬酸、异壬酸、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;二乙二醇单丁基醚、乙二醇单丁基醚、丙二醇单丁基醚、丙二醇二丁基醚等醚系溶剂。
除了以上各成分之外,根据需要,在不损害本发明目的的范围内,墨中可以包含该领域通常所使用的各种添加剂。
本实施方式的墨中,在不损害本发明效果的范围内,可以包含任意成分。例如可以适当添加上述分散剂以外的树脂、抗喷嘴堵塞剂、抗氧化剂、导电率调节剂、粘度调节剂、表面张力调节剂、吸氧剂等。对于它们的种类并没有特别限定,可以使用该领域所用的成分。
墨粘度根据喷墨记录系统喷出头的喷嘴径、喷出环境等而其适应性范围不同,通常在23℃下优选为5~30mPa·s,更优选5~15mPa·s,进一步优选13mPa·s以下,更进一步优选9mPa·s以下。此处的粘度表示在23℃下、以0.1Pa/s的速度使剪切应力从0Pa开始增加时的在10Pa下的值。
对于使用本实施方式的墨的印刷方法并没有特别限定,但优选使用喷墨记录设备来进行。喷墨打印机可以为压电方式、静电方式、热方式等任一种方式。使用喷墨印刷设备的情况下,优选基于数字信号而使本实施方式的墨从喷墨头喷出,使被喷出的墨液滴附着于记录介质。
<颜料复合物>
作为本实施方式的颜料复合物的制造方法,其包括使分散剂吸附于颜料的工序和分散剂之间用多异氰酸酯化合物进行交联的工序,该分散剂为单体混合物的共聚物,所述单体混合物包含具有碳原子数12以上的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯(A)、以及具有能够与氨基反应的官能团的反应性(甲基)丙烯酸酯(B),该分散剂是通过能够与氨基反应的官能团和氨基醇之间的反应而导入了与多异氰酸酯具有反应性的官能团而成的。由此,可以提供在提高墨对记录介质的定影性的同时可以降低墨粘度颜料复合物。
此处,分散剂对应于上述胺改性丙烯酸(系)聚合物,(甲基)丙烯酸烷基酯(A)和反应性(甲基)丙烯酸酯(B)分别对应于上述单体(A)和单体(B)。
(第2实施方式)
本发明的一个实施方式的非水系颜料墨,作为优选的分散剂的一例,可以使用如下分散剂(以下,有时称为“嵌段聚合物型分散剂”):其为具有第1嵌段和第2嵌段的嵌段共聚物,所述第1嵌段包含具有碳原子数12以上的烷基的单元、所述第2嵌段包含具有与多异氰酸酯化合物具有反应性的官能团的单元,相对于第1嵌段的全部单元,具有碳原子数12以上的烷基的单元为50摩尔%以上、具有与多异氰酸酯化合物具有反应性的官能团的单元为不足10摩尔%,相对于第2嵌段的全部单元,具有与多异氰酸酯化合物具有反应性的官能团的单元为10摩尔%以上。
该嵌段聚合物型分散剂可以与上述颜料和多异氰酸酯化合物一起制造颜料复合物,另外,可以与上述墨所包含的非水系溶剂等成分一起制造非水系颜料墨。使用嵌段聚合物型分散剂的颜料复合物(以下,有时称为嵌段颜料复合物。)和非水系颜料墨若无特别说明,则可以以同样比例包含与上述物质共通的成分,另外,其物性也是共通的。
该嵌段聚合物型分散剂与将上述单体成分一并进行自由基聚合而合成的分散剂(以下,有时称为无规聚合物型分散剂。)同样地、可以提供提高墨对记录介质的定影性且墨粘度低的非水系颜料墨。通过使用嵌段聚合物型分散剂,对非水系溶剂、特别是对非极性溶剂可以得到更加良好的分散稳定性。另外,可以进一步降低墨粘度。
嵌段颜料复合物中,该嵌段聚合物型分散剂以多异氰酸酯化合物将颜料表面的分散剂之间进行了交联的状态存在。
而且,多异氰酸酯化合物和嵌段聚合物型分散剂中分别存在多个以上的反应位点,因此通过在各分子的2处以上产生两者的键合,可以认为在至少一部分,该交联而成的交联聚合物覆盖嵌段聚合物型分散剂所吸附的颜料。
即,可以推测在至少一部分,该交联聚合物形成壳成分,成为胶囊化颜料的形态或与其类似的形态,其为本实施方式中的颜料复合物的优选形态。
上述无规聚合物型分散剂中,与多异氰酸酯化合物具有反应性的官能团无规地散布在聚合物中。
与此相对,嵌段聚合物型分散剂中,与多异氰酸酯化合物具有反应性的官能团密集在第2嵌段部分,由此第1嵌段部分变得容易因碳原子数12以上的烷基的作用而根据溶剂方向来取向。由此,可以提高与溶剂的溶解性。特别对非极性溶剂等极性低的溶剂是有效的,可以得到更良好的颜料分散性及贮藏稳定性。
第1嵌段和第2嵌段的摩尔比优选20:80~90:10,更优选30:70~70:30。
嵌段聚合物型分散剂可以为第1嵌段与第2嵌段分别单个键合而成的嵌段共聚物,另外,也可以为第1嵌段与第2嵌段交替键合多个而成的嵌段聚合物。
相对于第1嵌段的全部单元,具有碳原子数12以上的烷基的单元为50摩尔%以上即可,更优选为55摩尔%以上,进一步优选为60摩尔%以上。
相对于第1嵌段的全部单元,具有与多异氰酸酯化合物具有反应性的官能团的单元为不足10摩尔%即可,优选5摩尔%以下,更优选1摩尔%以下,更加优选实质上不包含。由此,可以提高第1嵌段的溶剂亲和性。
相对于第2嵌段的全部单元,具有与多异氰酸酯化合物具有反应性的官能团的单元为10摩尔%以上即可,更优选20摩尔%以上,进一步优选30摩尔%以上。另一方面,相对于第2嵌段的全部单元,具有与多异氰酸酯化合物具有反应性的官能团的单元优选95摩尔%以下,进一步优选70摩尔%以下。
相对于第2嵌段的全部单元,具有碳原子数12以上的烷基的单元优选10~90摩尔%,更优选20~80摩尔%,进一步优选30~70摩尔%。第2嵌段中也可以不包含具有碳原子数12以上的烷基的单元。
第1和第2嵌段中,还可以包含除了各自单元所具有的碳原子数12以上的烷基及与多异氰酸酯化合物具有反应性的官能团以外的其它基团。作为其它基团,可列举出碳原子数低于12的烷基、苄基等。
作为嵌段聚合物型分散剂,例如可以使用包含羟基、羧基、二酮基等与多异氰酸酯化合物具有反应性的官能团的嵌段丙烯酸(系)聚合物。进而,为了防止颜料间聚合物发生交联而形成聚集物,与多异氰酸酯具有反应性的官能团优选具有对颜料的吸附性。
作为嵌段聚合物型分散剂的优选的一例,其为包含具有碳原子数12以上的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯(A)(以下,也称为“单体(A)”。)的单体混合物a的嵌段A和、包含具有能够与氨基反应的官能团的反应性(甲基)丙烯酸酯(B)(以下,也称为“单体(B)”。)的单体混合物b的嵌段B的嵌段共聚物(以下,该嵌段共聚物也简称为“嵌段丙烯酸(系)聚合物”。),通过能够与氨基反应的官能团和氨基醇之间的反应导入与多异氰酸酯化合物具有反应性的官能团而成的分散剂。
该嵌段聚合物型分散剂中,向丙烯酸(系)聚合物中导入的氨基醇的部分成为颜料吸附基团,并且氨基醇中的羟基与多异氰酸酯化合物发生反应,从而如上所述,可以抑制聚合物的交联导致的颜料聚集物的形成。
为无规聚合物型分散剂的情况下,例如,在包含单体(A)和单体(B)的单体混合物的共聚物中,由于单体(B)无规地散布并聚合,因此利用与单体(B)的官能团之间的反应而导入的与多异氰酸酯化合物具有反应性的官能团无规地散布。
与此相对,嵌段聚合物型分散剂中,由于使单体(B)在嵌段B部分密集地制作了嵌段共聚物,因此可以使利用与单体(B)中的官能团之间的反应而导入的与多异氰酸酯化合物具有反应性的官能团在嵌段共聚物的嵌段B部分密集。
如上所述,由于该官能团对颜料的吸附性较高,因此该官能团在局部密集,与无规聚合物型分散剂相比,可以提高嵌段聚合物型分散剂对颜料的吸附性、可以使多异氰酸酯化合物引起的交联集中发生在颜料表面附近部分。由此,与使用无规聚合物型分散剂的情况相比,嵌段聚合物型分散剂可以提高交联聚合物覆盖颜料的强度。这样的嵌段颜料复合物可以进一步提高对记录介质的定影性。
另外,对于嵌段聚合物型分散剂,通过提高交联聚合物覆盖颜料的强度,与使用无规聚合物型分散剂的情况相比,可以将树脂成分集中在颜料表面附近、可以防止墨粘度的升高。
另外,对于嵌段聚合物型分散剂,通过将与多异氰酸酯化合物具有反应性的官能团密集在嵌段B部分,嵌段B取向于颜料侧、嵌段A取向于溶剂侧,与使用无规聚合物型分散剂的情况相比,可以防止其它颜料的接近、防止颜料之间发生交联而聚集。由此,可以进一步提高分散性。
嵌段A和嵌段B的摩尔比优选20:80~90:10,更优选30:70~70:30。
作为嵌段聚合物型分散剂的一例,为以基于单体(A)的单元为主的嵌段A和以基于单体(B)的单元为主的嵌段B,以A-B的方式键合而成的A-B嵌段共聚物。
另外,作为嵌段聚合物型分散剂,从分散剂和溶剂间的溶解性、对颜料的吸附性的观点出发,既可以为以基于单体(A)的单元为主的嵌段A与同时具有基于单体(B)的单元和基于单体(A)的单元的嵌段AB、以A-AB的方式键合而成的A-AB嵌段共聚物;也可以为以基于单体(A)的单元为主的嵌段A与以基于单体(B)的单元为主的嵌段B、以A-B-A的方式键合而成的A-B-A嵌段共聚物。嵌段的连接数并不限定于此。
从对非水系溶剂、特别是对非极性溶剂的溶解性的观点出发,也优选A-AB嵌段共聚物或A-B-A嵌段共聚物。
作为具有碳原子数12以上的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯(A),可以使用上述物质,优选碳原子数12~25。
作为反应性(甲基)丙烯酸酯(B)中的能够与氨基反应的官能团,可以使用上述物质。另外,作为反应性(甲基)丙烯酸酯(B),可以使用上述物质。
在不损害本发明效果的范围内,单体混合物a和b可以分别包含除了上述单体(A)、(B)以外的、能够与它们共聚的单体(C)。
作为该单体(C),可以使用上述物质。另外,作为单体(C),与上述相同,可以使用具有β-二酮基(-C(=O)-C-C(=O)-)或β-酮酸酯基(-C(=O)-C-C(=O)OR,R为烃基)的(甲基)丙烯酸酯。由于β-二酮基或β-酮酸酯基作为与多异氰酸酯化合物具有反应性的官能团而发挥作用,可以更优选添加至单体混合物b中,优选单体混合物a中所添加的量受到限制。
作为单体(C),从与使用的溶剂的亲和性、调节分子量的观点出发,可以优选使用烷基链长的碳原子数不足12的(甲基)丙烯酸烷基酯。
上述单体混合物a中,(甲基)丙烯酸烷基酯(A)优选包含30质量%以上,更优选40~95质量%,进一步优选50~90质量%。
单体混合物a中,优选不包含反应性(甲基)丙烯酸酯(B),例如不足10质量%,更优选5质量%以下,进一步优选1质量%以下。
单体混合物a中,单体(A)和(B)以外的单体(C)优选包含60质量%以下的量,更优选10~40质量%。另外,关于单体(C)中具有羟基、羧基、二酮基等与多异氰酸酯化合物具有反应性的官能团,优选不足10质量%,更优选5质量%以下,进一步优选1质量%以下。
上述单体混合物b中,反应性(甲基)丙烯酸酯(B)优选包含10质量%以上,优选包含15~50质量%,更优选20~40质量%。
另外,对于单体混合物b,从与使用的溶剂的亲和性、调节分子量的观点出发,优选包含单体(A)。单体混合物b中,单体(A)优选包含5~80质量%,更优选10~50质量%。
单体混合物b中,作为单体(A)和(B)以外的单体(C),可以优选包含碳原子数低于12的(甲基)丙烯酸烷基酯,该情况下,优选以60质量%以下的量被包含,更优选10~40质量%。
作为嵌段聚合物型分散剂的合成方法的一例,首先,在第1阶段中,将包含单体(A)的单体混合物a和包含单体(B)的单体混合物b中的一者进行聚合而得到一者的嵌段;在第2阶段中,在该第1嵌段的存在下,将另一者的单体混合物进行聚合,从而得到另一者的嵌段连接于一者的嵌段的端部并聚合而成的嵌段丙烯酸(系)聚合物;接着,使该嵌段丙烯酸(系)聚合物与二乙醇胺反应而得到胺改性嵌段丙烯酸(系)聚合物,由此可以合成嵌段聚合物型分散剂。
以下,关于如下方法进行说明:作为第1阶段而聚合包含单体(A)的单体混合物a从而聚合嵌段A后,作为第2阶段而添加包含单体(B)的单体混合物b从而从嵌段A的末端部开始聚合嵌段B,从而合成嵌段丙烯酸(系)聚合物的方法。需要说明的是,虽然根据单体的种类而不同,但也可以先聚合嵌段B,再聚合嵌段A。
首先,在第1阶段中,单体混合物a中在不损害本发明效果的范围内还可以与单体(A)一起包含除了单体(A)和单体(B)以外的任意单体(C)。作为单体(C),可以使用上述物质。优选的是,单体(C)中可以使用碳原子数低于12的(甲基)丙烯酸烷基酯。
这些单体混合物a可以通过公知的自由基聚合进行聚合。反应体系优选以溶液聚合或分散聚合来进行。根据需要而加热来进行聚合反应,由此可以促进聚合反应。作为加热温度,例如可以在40~130℃内、优选在80~130℃内进行适当调节。
聚合反应时,与上述无规聚合物型分散剂同样地、也可以向反应体系中添加链转移剂、聚合引发剂、阻聚剂、聚合促进剂、分散剂等。
对于用于溶液聚合的聚合溶剂并没有特别限定,可以使用一般的有机溶剂、高沸点溶剂。作为高沸点溶剂的一例,可以使用例如石油系溶剂(AromaFree(AF)系)等。该聚合溶剂优选选自可以直接作为墨的非水系溶剂而使用的溶剂(后述)中的1种以上。另外,从单体的溶解性的观点出发,还可以添加己烷、氯仿、二氯甲烷、戊烷、吡啶、二乙醚、丙酮、甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、苯、乙酸乙酯、甲乙酮、1,4‐二噁烷、N,N-二甲基甲酰胺、二甲亚砜、甲苯、四氢呋喃等有机溶剂。这些有机溶剂可以在聚合后去除。
接着,在第2阶段中,单体混合物b中也可以与单体(B)一起包含单体(A),进而,在不损害本发明效果的范围内还可以包含单体(C)。单体(C)如上所述。优选的是,单体(C)中可以使用碳原子数低于12的(甲基)丙烯酸烷基酯、包含β-二酮基和/或β-酮酸酯基的化合物。
在上述合成的嵌段A的存在下,通过将单体混合物b聚合而在嵌段A的末端部键合单体B,从而可以得到嵌段共聚物。聚合条件和添加物等与上述嵌段A的聚合是共通的。
本实施方式中,优选通过精密聚合的一种即活性聚合方法来聚合嵌段聚合物型分散剂。上述例子中,通过与合成的嵌段A一起使包含单体(B)的单体混合物b进行活性聚合,可以制作嵌段聚合物。需要说明的是,也可以先聚合嵌段B再使包含单体(A)的单体混合物a进行活性聚合。
为了得到嵌段聚合物型分散剂,本实施方式中,活性聚合方法中优选利用活性自由基聚合。关于活性自由基聚合,已知有原子转移自由基聚合(ATRP)、使用氮氧自由基的活性自由基聚合(NMP)、可逆加成断裂型链转移聚合(RAFT聚合)等,虽然能够使用任一种方法但更优选通过RAFT聚合来进行聚合。
RAFT聚合以使用聚合引发剂和可逆加成断裂型链转移剂(以下,称为RAFT剂。)为特征,是可以赋予自由基聚合以活性的方法。作为RAFT剂,可以使用二硫代酯、二硫代氨基甲酸酯、三硫代碳酸酯、黄原酸酯等硫代羰基硫基化合物。作为市售品,例如可以优选使用4-氰基-4-(苯基硫代羰基硫基)戊酮酸(Sigma-Aldrich Co.LLC.制造“722995”)、2-氰基-2-丙基十二烷基三硫代碳酸酯(Sigma-Aldrich Co.LLC.制造“723037”)等。
接着,在得到的共聚物(嵌段丙烯酸(系)聚合物)中,通过能够与氨基反应的官能团和氨基醇之间的反应而导入与多异氰酸酯化合物具有反应性的官能团,由此合成胺改性嵌段丙烯酸(系)聚合物,从而可以得到分散剂。详细而言,与上述无规聚合物型分散剂相同。
关于使用该胺改性嵌段丙烯酸(系)聚合物、与颜料和多异氰酸酯化合物一起制作颜料复合物的方法,也与上述无规聚合物型分散剂相同。
对于构成嵌段聚合物型分散剂的胺改性嵌段丙烯酸(系)聚合物的分子量(重均分子量)并没有特别限定,作为喷墨用墨而使用的情况下,从墨的喷出性的观点出发优选10000~100000左右,更优选10000~80000左右。进而,对于本实施方式的分散剂,分子量为20000~50000左右可以得到优异的定影性。
该胺改性嵌段丙烯酸(系)聚合物的分子量与嵌段丙烯酸(系)聚合物的分子量大致相等,因此通过在嵌段丙烯酸(系)单体的聚合工序中调节分子量,可以得到分子量处于期望范围的胺改性嵌段丙烯酸(系)聚合物。
胺改性嵌段丙烯酸(系)聚合物中,由包含单体(A)的单体混合物a聚合而成的嵌段A部分的重均分子量优选5000~40000左右,更优选8000~30000左右。由此,可以使嵌段A部分的溶剂亲和性在更适当的范围。
该嵌段A部分的分子量可以在聚合单体混合物a的阶段进行调节。
嵌段颜料复合物中,相对于颜料的、包含分散剂和多异氰酸酯化合物的聚合物成分的总量的配混,从颜料分散性的观点出发,以质量比计,相对于1份颜料优选0.05~2.0份,更优选0.4~1.5份。
嵌段颜料复合物中,相对于包含嵌段聚合物型分散剂和多异氰酸酯化合物的聚合物成分的总量,多异氰酸酯化合物的比例优选10~50质量%,更优选20~45质量%。
嵌段颜料复合物中,相对于1份颜料的多异氰酸酯化合物,以质量比计,优选0.05~1.0份,更优选0.1~0.6份。
嵌段颜料复合物的平均粒径优选300nm以下左右,更优选200nm以下,进一步优选150nm以下。另一方面,为了抑制印刷品的透印,优选该平均粒径为50nm以上左右。此处,颜料复合物的平均粒径例如可以利用株式会社堀场制作所制造的动态光散射式粒度分布测定装置“LB-500”来进行测定。
另外,由嵌段聚合物型分散剂构成的嵌段颜料复合物,可以得到在墨中对非水系溶剂、特别是对非极性溶剂更加良好的分散稳定性。这是由于通过嵌段化,具有碳原子数12以上的烷基的嵌段A取向于溶剂侧,对于非极性溶剂也可以提高分散性。
另外,通过组合使用嵌段聚合物型分散剂和非极性溶剂,可以在使分散稳定性变良好的同时,提高记录介质与墨的定影性。
与嵌段颜料复合物一起使用的情况下,非水系溶剂的蒸馏范围优选150℃以上,更优选170℃以上。由此,可以提高定影性。另外,可以得到良好的墨机中稳定性。例如,喷出墨时,可以防止墨中溶剂的蒸发、并可以防止喷嘴堵塞。另外,非水系溶剂的蒸馏范围优选270℃以下,更优选250℃以下,进一步优选200℃以下。由此,在墨印刷后,可以促进涂布于印刷品的墨中的溶剂蒸发,防止透印。
作为上述蒸馏范围的溶剂,相对于墨所包含的溶剂整体,优选60质量%以上,更优选80质量%以上,进一步优选90质量%以上。更进一步优选墨溶剂整体用非极性溶剂构成。
与嵌段颜料复合物一起使用的情况下,由于与上述蒸馏范围相同的理由,非水系溶剂的沸点优选100℃以上,更优选120℃以上。由此,可以得到良好的墨机中稳定性。另外,非水系溶剂的沸点优选300℃以下,更优选250℃以下,进一步优选200℃以下。
作为这样的非水系溶剂,上述非水系溶剂中可以优选列举出烃系溶剂,更优选脂肪族、脂环式烃系溶剂,进一步优选正链烷烃系溶剂、异链烷烃系溶剂、环烷烃系溶剂。作为市售品,可列举出上述0号Solvent L、0号Solvent M、0号Solvent H、ISOSOL300、ISOSOL400、AF-4、IP Solvent1620、IP Solvent2028、IP Clean LX、Isopar G、Isopar H、Isopar L、Isopar M等。
<嵌段颜料复合物>
作为本实施方式的颜料复合物的制造方法,其特征在于,包含使分散剂吸附于颜料的工序和上述分散剂之间用多异氰酸酯化合物进行交联的工序,分散剂为包含如下嵌段的嵌段共聚物:包含具有碳原子数12以上的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯(A)的单体混合物的嵌段、以及包含具有能够与氨基反应的官能团的反应性(甲基)丙烯酸酯(B)的单体混合物的嵌段,通过能够与氨基反应的官能团和氨基醇之间的反应导入与多异氰酸酯具有反应性的官能团。
由此,可以提供一种在提高墨对记录介质的定影性的同时可以降低墨粘度的颜料复合物。另外,对非水系溶剂、特别是对极性低的溶剂也可以得到更加良好的贮藏稳定性。
此处,分散剂对应于上述胺改性嵌段丙烯酸(系)聚合物,(甲基)丙烯酸烷基酯(A)和反应性(甲基)丙烯酸酯(B)分别对应于上述单体(A)和单体(B)。
实施例
以下,利用实施例更详细地说明本发明,但本发明并不限定于这些实施例。需要说明的是,若无特别说明,实施例中共通的成分使用同样的物质。
<实施例1>
(工序(1):丙烯酸(系)聚合物(a)的制造)
分散剂制备用丙烯酸(系)聚合物的配混和物性示于表1。
向500ml的四口烧瓶中加入100g AF4(石油系烃溶剂、NIPPON OIL&ENERGY CORPORATION制造),边通入氮气并搅拌,边升温至110℃。接着,边将温度保持在110℃边用3小时向下述组成的各单体混合物中滴加25g的AF4和0.67g的PERBUTYL O(过氧化(2-乙基已酸)叔丁酯、日本油脂株式会社制造)的混合物。然后,边保持110℃边在1小时和2小时后添加0.5g的PERBUTYL O。
“单体”
单体(A):甲基丙烯酸山嵛酯    70.00g
单体(B):甲基丙烯酸缩水甘油酯    15.00g
单体(C):2-乙酰乙酸基甲基丙烯酸乙酯    15.00g
上述单体的详细内容如下所述。
甲基丙烯酸山嵛酯(VMA):分子量339、烷基的碳原子数22、日本油脂株式会社制造
甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA):分子量142、和光纯药工业株式会社制造
2-乙酰乙酸基甲基丙烯酸乙酯(AAEM):分子量214、日本合成化学工业株式会社制造
进而,在110℃下进行1小时熟化后,用剩余的AF4(27.00g)进行稀释,得到不挥发成分为40质量%的丙烯酸(系)聚合物a。
得到的丙烯酸(系)聚合物a的重均分子量(GPC法、标准聚苯乙烯换算、以下同样)为40000。
单体B和C:单体A的摩尔比例根据所配混的量中单体B和C的总量与单体A的量的摩尔比例而求出。一并示于表1。
(工序(2):胺改性丙烯酸(系)聚合物(A-a)的制造)
构成分散剂的胺改性丙烯酸(系)聚合物的配混和物性示于表2。
向100ml的四口烧瓶中添加50.00g丙烯酸(系)聚合物a和2.19g二乙醇胺(和光纯药工业株式会社制造),边通入氮气并搅拌,边在110℃下进行2小时熟化,然后用3.30g的AF4进行稀释,得到不挥发成分为40质量%的胺改性丙烯酸(系)聚合物A-a。
得到的胺改性丙烯酸(系)聚合物A-a的重均分子量为40000。
另外,相对于单体B的二乙醇胺的摩尔比例根据所配混的量中相对于单体B的二乙醇胺的摩尔比例而求出,结果示于表2。
(工序(3):颜料分散体的制备)
墨处方和评价结果示于表3。
表3所示的成分中,作为颜料分散体成分,将作为颜料的MA11(炭黑、三菱化学株式会社制造)、作为分散剂的胺改性丙烯酸(系)聚合物和作为溶剂的棕榈酸异辛酯(NIKKOL-IOP、酯系溶剂、NIKKO CHEMICALS CO,LTD制造)按照表3所示比例进行预混料,制造配制液,将35g得到的配制液投入玻璃容器,向其中投入100g氧化锆珠(φ0.5mm),用摇摆磨机(SEIWAGIKEN Co.,Ltd.制造、RM05S型)在频率65Hz下运转2小时。多次重复该操作,从而制备颜料分散体。
(工序(4):墨的制备)
按照表3所示比例,向四口烧瓶中加入上述颜料分散体和一部分AF4(47.41质量%中的40质量%),升温至110℃。然后,添加催化剂二月桂酸二丁基锡(和光纯药工业株式会社制造),用30分钟滴加丙二醇(分子量76.1、和光纯药工业株式会社制造)、1,3-双(异氰酸根合甲基)环己烷(TAKENATE600、分子量192、三井化学聚氨酯株式会社制造)和剩余的AF4(剩余的7.41质量%)的混合物。滴加后,使反应进行3小时。催化剂二月桂酸二丁基锡以相对于表3所示成分的100质量%为0.03质量%进行配混。
<实施例2~16>
与上述实施例1同样操作,以表1所示处方制造各丙烯酸(系)聚合物,按照表2所示处方制造胺改性丙烯酸(系)聚合物,按照表3至表5所示处方制造各墨。
实施例4中,使用1,3-双(异氰酸根合甲基)苯(分子量188.18、和光纯药工业株式会社制造)作为多异氰酸酯化合物。实施例11~15中,使用DURANATE TSA-100(六亚甲基二异氰酸酯(三聚体的异氰脲酸酯结构)、NCO:20.6质量%、旭化成化学株式会社制造)作为多异氰酸酯化合物。实施例16中,使用DURANATEAE700-100(六亚甲基二异氰酸酯(加合结构)、NCO:12质量%、旭化成化学株式会社制造)。
<比较例1和2>
比较例1和2的墨处方及评价结果示于表6。
比较例1中,使丙烯酸(系)聚合物g吸附于颜料,使吸附于颜料表面的丙烯酸(系)聚合物g与二胺反应从而形成桥联结构。
首先,与上述工序(1)同样操作,从而得到丙烯酸(系)聚合物g。丙烯酸(系)聚合物g中,除了单体A和B之外使用甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯(分子量143.18、和光纯药工业株式会社制造)作为单体混合物。
表6所示成分中,作为颜料分散体成分,将颜料、丙烯酸(系)聚合物g和溶剂按照表6所示比例进行预混料,制造配制液,将35g得到的配制液投入玻璃容器,向其中投入100g氧化锆珠(φ0.5mm),用摇摆磨机在频率65Hz下运转2小时。多次重复该操作,从而制备颜料分散体。
将得到的颜料分散体和二胺(DUOMEEN T、化合物名:N-牛脂烷基-1,3-二氨基丙烷、LION AKZO Co.,Ltd.制造)投入烧杯,在80℃下搅拌3小时,从而得到比较例1的墨。
在上述比较例1中按照表6所示比例使用三胺(TRIAMINEY12D、烷基组成C12为98%的胺值335~365的烷基三胺、LIONAKZO Co.,Ltd.制造),除此之外,与比较例1同样操作而得到比较例2的墨。
<比较例3~6>
比较例3~6的氨基甲酸酯改性丙烯酸(系)聚合物的处方和状态示于表7,比较例3的墨处方和评价结果示于表8。
比较例3中,首先合成氨基甲酸酯改性丙烯酸(系)聚合物U-a,以此作为分散剂来配制墨。氨基甲酸酯改性丙烯酸(系)聚合物U-a的合成中,与上述工序(1)同样操作从而得到丙烯酸(系)聚合物d,接着,向15g的丙烯酸(系)聚合物d中加入0.16g的二乙醇胺并升温至110℃,熟化1小时后,添加0.11g的丙二醇和0.01g的二月桂酸二丁基锡,用30分钟滴加0.57g的1,3-双(异氰酸根合甲基)环己烷和1.26g的AF4的混合物。滴加后,使反应进行3小时,得到氨基甲酸酯改性丙烯酸(系)聚合物U-a。氨基甲酸酯改性丙烯酸(系)聚合物U-a中,在作为主链聚合物的丙烯酸(系)聚合物d上,作为支链聚合物的二乙醇胺、丙二醇和多异氰酸酯化合物形成氨基甲酸酯键而键合着。
接着,按照表7所示比例,将颜料、氨基甲酸酯改性丙烯酸(系)聚合物U-a和溶剂进行预混料从而制造配制液,将35g得到的配制液投入玻璃容器,向其中投入100g氧化锆珠(φ0.5mm),用摇摆磨机在频率65Hz下运转2小时。多次重复该操作,从而得到比较例3的墨。
比较例4~6的氨基甲酸酯改性丙烯酸(系)聚合物的合成中,除了按照表7所示比例配混成分之外,与比较例3同样操作,从而得到氨基甲酸酯改性丙烯酸(系)聚合物U-b、U-c和U-d。
得到的比较例4~6的氨基甲酸酯改性丙烯酸(系)聚合物U-b、U-c和U-d的聚合物本身发生凝胶化。因此,无法使用这些聚合物来制造墨。
<比较例7和8>
比较例7和8的墨处方示于表9。
比较例7中,将胺改性丙烯酸(系)聚合物A-a作为分散剂来配制墨。
比较例7的墨制备中,按照表9所示比例,将颜料、胺改性丙烯酸(系)聚合物A-a和溶剂进行预混料从而制造配制液,将35g得到的配制液投入玻璃容器,向其中投入100g氧化锆珠(φ0.5mm),用摇摆磨机在频率65Hz下运转2小时。多次重复该操作,从而得到墨。
比较例8的墨除了使用胺改性聚丙烯酸(系)聚合物A-b之外,与上述比较例7同样操作并制备。
[表1]
[表1]丙烯酸(系)聚合物的配混和物件
[表2]
[表2]胺改性丙烯酸(系)聚合物的配混和物性
[表3]
[表3]实施例的墨处方和评价结果
[表4]
[表4]实施例的墨处方和评价结果
[表5]
[表5]实施例的墨处方和评价结果
[表6]
[表6]比较例1和2的墨处方及评价结里
[表7]
[表7]比较例3~6的氨基甲酸酯改性丙烯酸(系)聚合物的处方和状态
[表8]
[表8]比较例3的墨处方和评价结果
[表9]
【表9】比较例7和8的墨处方和评价结果
<评价>
使用上述各墨,对墨粘度、贮藏稳定性、定影性、图像浓度和透印进行评价。结果一并示于各表。
(墨粘度)
墨粘度是指墨中的颜料浓度为10质量%时的粘度。墨粘度是在23℃下、以0.1Pa/s的速度使剪切应力从0Pa开始增加时的在10Pa下的粘度,使用TA Instruments Japan Inc.制造的流变仪(rheometer)AR-G2(锥形角度2°、直径40mm)进行测定,按照以下基准进行评价。
AA:墨粘度为9mPa·s以下
A:墨粘度为超过9且13mPa·s以下
B:墨粘度为超过13且低于15mPa·s
C:墨粘度为15mPa·s以上
(贮藏稳定性)
对上述各墨测定初期粘度后,将各墨分别投入密闭容器,在70℃的环境下放置1周,然后测定墨粘度,求出粘度变化率(1-(放置后的粘度)/(初期粘度)×100(%)),按照以下基准进行评价。墨粘度与上述墨粘度的评价同样进行测定。
A:粘度变化率为±2%以内
B:粘度变化率超过2%且低于5%
C:粘度变化率为5%以上
(印刷品的定影性)
将上述各墨装填至线式喷墨打印机“ORPHIS-X9050”(理想科学工业株式会社制造、以下相同),通过在光面纸(Canon照片用纸、光泽Pro[Platinum grade]、PT-101、佳能株式会社制造)上以300×300dpi印刷全黑图像,得到印刷品。用手指摩擦得到的印刷品的印刷部分,目视观察用手指摩擦前后的印刷部分的变化,对印刷品的定影性按照以下基准进行评价。需要说明的是,“ORPHIS-X9050”是使用线型喷墨头,沿与主扫描方向(喷嘴排列的方向)相正交的副扫描方向输送纸张并进行印刷的系统。
AA:即使摩擦同一部分10次,印刷部分也没有变化的印刷品
A:摩擦同一部分的情况下,摩擦至9次,印刷部分没有变化的印刷品
B:摩擦同一部分的情况下,摩擦至9次,印刷部分颜色变浅的印刷品
C:摩擦同一部分的情况下,摩擦至9次,印刷部分剥落的印刷品
(图像浓度/透印)
将上述各墨装填至线式喷墨打印机“ORPHIS-X9050”,在普通纸(理想用纸薄口、理想科学工业株式会社制造)上印刷全黑图像,得到印刷品。用光学浓度计(RD920、Macbeth公司制造)测定印刷品的全黑图像部分的表面和背面的OD值,对图像浓度和透印按照以下基准进行评价。背面OD值越低,透印的评价越好。
“图像浓度”
AA:表面OD值为1.15以上
A:表面OD值为1.05以上且低于1.15
B:表面OD值为0.95以上且低于1.05
C:低于0.95
“透印”
A:背面OD值低于0.26
B:背面OD值为0.26以上且低于0.30
C:背面OD值为0.30以上
如表3和表4所示,各实施例的墨的墨粘度、贮藏稳定性、定影性、图像浓度和透印良好。
实施例1和2中,分散剂的分子量较高,定影性以及墨粘度和贮藏稳定性也良好。
实施例4~6中,与使用相同的分散剂的实施例3相比,墨粘度更低并为良好。可以认为这是因为相对于颜料的多异氰酸酯化合物的配混量较少。
实施例7和8的分散剂的分子量较小,定影性良好。并且,实施例8中,相对于颜料的多异氰酸酯化合物的配混量较少,墨粘度更加良好。
实施例9和10中,使用不包含单体C的胺改性丙烯酸(系)聚合物A-h和A-i作为分散剂。实施例9中,相对于颜料的多异氰酸酯化合物的配混量较多,定影性提高。
实施例11~16是使用包含异氰脲酸酯环或加合结构的六亚甲基二异氰酸酯作为多异氰酸酯化合物的墨,与实施例1~10相比,定影性进一步提高。实施例11~15使用包含异氰脲酸酯环的六亚甲基二异氰酸酯,与使用了加合结构的异氰酸酯的实施例16相比,墨粘度和贮藏稳定性良好。
比较例1和2是吸附于颜料的丙烯酸(系)聚合物g与二胺或三胺发生交联而成的,定影性下降。
比较例3中,使用氨基甲酸酯改性丙烯酸(系)聚合物U-a来制备墨,定影性下降。聚合物U-a的重均分子量为25000,由于聚合物U-a为未形成颜料复合物的形态,因此颜料在记录介质的定影作用减弱,定影性下降。另外,由于聚合物U-a分散于墨整体,定影性下降的同时墨粘度还上升。比较例4~6中,聚合物中的多异氰酸酯化合物的比例较高,由于在聚合物之间引起交联,在聚合物U-b~U-d的合成阶段发生凝胶化而无法制造墨。
比较例7和8中,使用胺改性丙烯酸(系)聚合物作为分散剂,定影性、图像浓度和透印下降。与此相对,实施例1~4中,使用使相同的胺改性丙烯酸(系)聚合物吸附于颜料并用多异氰酸酯化合物交联而成颜料复合物,定影性、图像浓度和透印良好。
接着,关于将胺改性嵌段丙烯酸(系)聚合物用于分散剂的实施例进行说明。
<实施例17>
(工序(1-1):第1阶段、丙烯酸(系)聚合物(PA)的制造)
分散剂制备用的丙烯酸(系)聚合物的配混和物性示于表10。
按照表10所示第1阶段的配混,向茄型烧瓶中加入甲基丙烯酸十二烷基酯、2-氰基-2-丙基十二烷基三硫代碳酸酯(SIGMA-ALDRICH CO.LLC.制造)、AIBN(和光纯药工业株式会社制造)、乙酸乙酯(和光纯药工业株式会社制造)。充分脱气后,用非活性气体(氩气)进行置换,在60℃下、用24小时进行加热及搅拌。得到的聚合物PA1的溶液的固体成分(不挥发成分)为40质量%。反应后的聚合物PA1的重均分子量为15000。
(工序(1-2):第2阶段、嵌段丙烯酸(系)聚合物(PA-(A)B)的制造)
分散剂制备用的嵌段丙烯酸(系)聚合物的配混和物性一并示于表10。
在聚合物PA1的反应后,按照表10所示第2阶段的配混,向聚合物PA1中加入甲基丙烯酸十二烷基酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、AIBN、乙酸乙酯。同样进行脱气及用非活性气体置换,在60℃下、用24小时进行加热及搅拌。得到的聚合物PA1-B1的溶液的固体成分(不挥发成分)为40质量%。反应后的聚合物PA1-B1的重均分子量为35000。需要说明的是,表中的聚合物PA1的配混量用溶液整体的值表示。
表10中,嵌段丙烯酸(系)聚合物中的单体A的比例根据相对于所配混的总单体量的单体A的摩尔比例而求出。嵌段丙烯酸(系)聚合物中的单体B的比例根据相对于所配混的总单体量的单体B的摩尔比例而求出。
嵌段A:嵌段B的摩尔比例根据第1阶段中所用单体的总摩尔和第2阶段中所用的单体的总摩尔量之间的比例而求出。
相对于嵌段A的单体A的比例为相对于第1阶段中所用单体的总摩尔数的单体A的摩尔数的比例。相对于嵌段B的单体B的比例为相对于第2阶段中所用单体的总摩尔数的单体B的摩尔数的比例。
表10所示单体构成中,A-AB表示包含单体A的嵌段以及包含单体A和单体B的嵌段的共聚物,A-B表示包含单体A的嵌段和包含单体B的嵌段的共聚物。
(工序(2):胺改性嵌段丙烯酸(系)聚合物(AmPA-(A)B)的制造)
构成分散剂的胺改性嵌段丙烯酸(系)聚合物的配混和物性示于表11。
在嵌段丙烯酸(系)聚合物PA1-B1的反应后,从聚合物溶液中去除乙酸乙酯。接着,按照表11所示配混,向茄型烧瓶中加入不包括乙酸乙酯在内的固体成分100%的嵌段丙烯酸(系)聚合物PA1-B1、二乙醇胺(和光纯药工业株式会社制造),用AF4进行稀释。然后,在110℃下加热搅拌3小时,得到固体成分(不挥发成分)40%的胺改性嵌段丙烯酸(系)聚合物AmPA1-B1。
得到的胺改性嵌段丙烯酸(系)聚合物AmPA1-B1的重均分子量与嵌段丙烯酸(系)聚合物PA1-B1相同。
表11中,相对于单体B的二乙醇胺的摩尔比例根据所配混的量中相对于单体B的二乙醇胺的摩尔比例而求出。
(工序(3):颜料分散体的制备)
实施例和比较例的墨处方和评价结果示于表14。
表14所示成分中,作为颜料分散体成分,将作为颜料的MA11(炭黑、三菱化学株式会社制造)、作为分散剂的胺改性嵌段丙烯酸(系)聚合物和作为溶剂的AF4按照表14所示比例进行预混料,制造配制液。将得到的配制液用珠磨机充分分散,并制备颜料分散体。
(工序(4):墨的制备)
按照表14所示比例,向四口烧瓶中投入上述颜料分散体和一部分AF4(40质量%),升温至110℃。然后,添加催化剂二月桂酸二丁基锡,用30分钟滴加多异氰酸酯化合物DURANATETSA-100(六亚甲基二异氰酸酯(三聚体的异氰脲酸酯结构)、NCO:20.6质量%、旭化成化学株式会社制造)和剩余的AF4的混合物。滴加后,使反应进行3小时。催化剂二月桂酸二丁基锡以相对于表14所示成分的100质量%为0.01质量%进行配混。
<实施例18~20>
实施例18~20的墨,按照表14所示配混,与上述实施例1同样操作来制备。需要说明的是,实施例20中,使用DURANATEAE700-100(六亚甲基二异氰酸酯(加合结构)、NCO:12质量%、旭化成化学株式会社制造)作为多异氰酸酯化合物。
实施例18~20中所用的胺改性嵌段丙烯酸(系)聚合物,按照表10所示配混制造嵌段丙烯酸(系)聚合物,接着按照表11所示配混制造胺改性嵌段丙烯酸(系)聚合物。
嵌段丙烯酸(系)聚合物PA2-B1和PA2-B2是将AF4用于溶剂,胺改性嵌段丙烯酸(系)聚合物AmPA2-B1和AmPA2-B2的合成中,以不去除嵌段丙烯酸(系)聚合物PA2-B1和PA2-B2的溶剂且固体成分为40质量%的溶液的状态来使用。
其它,与上述实施例1同样操作。
<比较例9>
比较例9的墨中,作为分散剂,使用无规丙烯酸(系)聚合物PAB2,并使用二胺(DUOMEEN T、化合物名:N-牛脂烷基-1,3-二氨基丙烷、LION AKZO Co.,Ltd.制造)代替多异氰酸酯化合物。其它,按照表14所示配混,与上述实施例17同样操作从而制备。
无规丙烯酸(系)聚合物PAB2为向茄型烧瓶中加入所有表12所示的各成分,充分脱气后,用非活性气体(氩气)进行置换,在65℃下、用24小时进行加热和搅拌而成的。得到的无规聚合物PAB2的固体成分(不挥发成分)为40质量%。
<比较例10>
比较例10的墨中,作为分散剂,使用胺改性嵌段丙烯酸(系)聚合物AmPA2-B1且不使用多异氰酸酯化合物。其它,按照表14所示配混,与上述的实施例17同样操作从而制备。
<实施例21~24>
实施例21~24的墨处方和评价结果示于表15。
实施例21中,作为分散剂使用胺改性嵌段丙烯酸(系)聚合物AmPA1-B1,作为溶剂使用AF4。
实施例22中,作为分散剂使用胺改性嵌段丙烯酸(系)聚合物AmPA1-B1,作为溶剂使用AF4和棕榈酸异辛酯(IOP)。
实施例23中,作为分散剂使用胺改性无规丙烯酸(系)聚合物AmPAB1,作为溶剂使用AF4。
实施例24中,作为分散剂使用胺改性无规丙烯酸(系)聚合物AmPAB1,作为溶剂使用AF4和棕榈酸异辛酯(IOP)。
其它,按照表15所示配混,与上述实施例1同样操作从而制备。
实施例22和24中所用的胺改性无规丙烯酸(系)聚合物AmPAB1如下合成:首先,按照表12所示配混,其它与上述实施例1同样操作,从而合成无规丙烯酸(系)聚合物PAB1;接着,按照表13所示配混,其它与上述实施例1同样操作,从而合成胺改性无规丙烯酸(系)聚合物AmPAB1。
无规丙烯酸(系)聚合物PAB1是将乙酸乙酯用于溶剂,胺改性无规丙烯酸(系)聚合物AmPAB1的合成中,去除无规丙烯酸(系)聚合物PAB1的溶剂后用AF4进行稀释,以固体成分为40质量%的溶液的状态来使用。
表14和表15中,分散剂的重均分子量为作为分散剂所使用的聚合物的重均分子量。分散剂为胺改性(嵌段)丙烯酸(系)聚合物的情况下,与(嵌段)丙烯酸(系)聚合物的重均分子量相同。
[表10]
【表10】
(第1阶段::丙烯酸(系)聚合物PA的配混和物性)
(第2阶段:嵌段丙烯酸(系)聚合物PA-(A)B的配混和物性)
[表11]
【表11】胺改性嵌段丙烯酸(系)聚合物的配混和物性
[表12]
【表12】无规丙烯酸(系)聚合物的配混和物性
[表13]
【表13】胺改性无规丙烯酸(系)聚合物的配混和物性
[表14]
【表14】实施例和比较例的墨处方及评价结果
[表15]
【表15】实施例的墨处方及评价结果
<评价>
使用上述各墨,对墨粘度、贮藏稳定性、定影性、图像浓度和透印进行评价。评价方法和评价基准如上所述。结果一并示于各表。
如表14所示,实施例17~20的墨的墨粘度、贮藏稳定性、定影性、图像浓度和透印的结果良好。
比较例9中,使用将无规丙烯酸(系)聚合物PAB2用二胺进行交联而成的分散剂,无法充分得到墨粘度和定影性。
比较例10中,虽然与实施例9使用相同的胺改性嵌段丙烯酸(系)聚合物AmPA2-B2,但不用异氰酸酯化合物进行交联,无法充分得到定影性。
如表15所示,实施例21至24的墨,用由非极性溶剂形成的溶剂和非极性溶剂与高级脂肪酸酯的混合物的溶剂中的任一种均可以得到良好的结果。
实施例21和22中,使用嵌段聚合物作为分散剂,墨粘度、贮藏稳定性、定影性更优异。

Claims (10)

1.一种非水系颜料墨,其包含颜料复合物和非水系溶剂,所述颜料复合物由颜料、包含与多异氰酸酯化合物具有反应性的官能团的分散剂以及多异氰酸酯化合物形成,且所述多异氰酸酯化合物在所述颜料表面将所述分散剂之间进行交联。
2.根据权利要求1所述的非水系颜料墨,其中,所述分散剂为包含以下单元的共聚物:具有碳原子数12以上的烷基的单元、以及具有与多异氰酸酯化合物具有反应性的官能团的单元,
相对于共聚物的全部单元,具有碳原子数12以上的烷基的单元为30摩尔%~80摩尔%、具有与多异氰酸酯化合物具有反应性的官能团的单元为20摩尔%~70摩尔%。
3.根据权利要求1所述的非水系颜料墨,其中,所述分散剂为具有第1嵌段和第2嵌段的嵌段共聚物,所述第1嵌段包含具有碳原子数12以上的烷基的单元、所述第2嵌段包含具有与多异氰酸酯化合物具有反应性的官能团的单元,
相对于第1嵌段的全部单元,具有碳原子数12以上的烷基的单元为50摩尔%以上、具有与多异氰酸酯化合物具有反应性的官能团的单元为不足10摩尔%,
相对于第2嵌段的全部单元,具有与多异氰酸酯化合物具有反应性的官能团的单元为10摩尔%以上。
4.根据权利要求1所述的非水系颜料墨,其中,所述分散剂为单体混合物的共聚物,所述单体混合物包含具有碳原子数12以上的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯(A)、以及具有能够与氨基反应的官能团的反应性(甲基)丙烯酸酯(B),
该分散剂是通过所述能够与氨基反应的官能团和氨基醇之间的反应而导入了与多异氰酸酯化合物具有反应性的官能团而成的。
5.根据权利要求1所述的非水系颜料墨,其中,所述分散剂为包含以下嵌段的嵌段共聚物:包含具有碳原子数12以上的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯(A)的单体混合物的嵌段、以及包含具有能够与氨基反应的官能团的反应性(甲基)丙烯酸酯(B)的单体混合物的嵌段,
该分散剂是通过所述能够与氨基反应的官能团和氨基醇之间的反应而导入了与多异氰酸酯化合物具有反应性的官能团而成的。
6.根据权利要求4或5所述的非水系颜料墨,其中,所述单体混合物还包含具有β-二酮基或β-酮酸酯基的(甲基)丙烯酸酯(C)。
7.根据权利要求1~5中任一项所述的非水系颜料墨,其中,所述多异氰酸酯化合物为包含异氰脲酸酯环的化合物。
8.根据权利要求1~5中任一项所述的非水系颜料墨,其中,所述颜料复合物还包含多元醇化合物。
9.一种颜料复合物的制造方法,
其包括使分散剂吸附于颜料的工序和在所述颜料表面将所述分散剂之间用多异氰酸酯化合物进行交联的工序,
所述分散剂为单体混合物的共聚物,所述单体混合物包含具有碳原子数12以上的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯(A)、以及具有能够与氨基反应的官能团的反应性(甲基)丙烯酸酯(B),
该分散剂是通过所述能够与氨基反应的官能团和氨基醇之间的反应而导入了与多异氰酸酯具有反应性的官能团而成的。
10.一种颜料复合物的制造方法,
其包括使分散剂吸附于颜料的工序和在所述颜料表面将所述分散剂之间用多异氰酸酯化合物进行交联的工序,
所述分散剂为包含以下嵌段的嵌段共聚物:包含具有碳原子数12以上的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯(A)的单体混合物的嵌段A、以及包含具有能够与氨基反应的官能团的反应性(甲基)丙烯酸酯(B)的单体混合物的嵌段B,
该分散剂是通过所述能够与氨基反应的官能团和氨基醇之间的反应而导入了与多异氰酸酯具有反应性的官能团而成的。
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