CN116137841A - 喷墨用着色分散液、喷墨记录用油墨、及喷墨记录方法 - Google Patents
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Abstract
提供喷墨用着色分散液及其制造方法,喷墨用着色分散液含有着色剂、分散剂、碲化合物及水,上述分散剂为A‑B嵌段聚合物,构成A嵌段的单体为(甲基)丙烯酸及(甲基)丙烯酸丁酯,并且A嵌段中的(甲基)丙烯酸的含有率为26~42质量%,构成B嵌段的单体包含(甲基)丙烯酸环己酯,上述分散剂的酸值为100~159mgKOH/g,上述分散剂的质均分子量为10000~50000。此外,提供含有该分散液的喷墨记录用油墨、使用了该油墨的喷墨记录方法、附着有该油墨的记录介质、及装填有含有该油墨的容器的喷墨打印机。
Description
技术领域
本发明涉及喷墨用着色分散液、含有该分散液的喷墨记录用油墨、及使用了该油墨的喷墨记录方法。
背景技术
在各种彩色记录方法中,作为代表性方法之一的利用喷墨打印机进行的记录方法(喷墨记录方法)是产生油墨小滴、并使其附着于各种记录介质(纸、塑料膜、布帛等)而进行记录的方法。该记录方法具有容易小型化、高速化这样的特点,因此近年来迅速普及,并且今后也有望大幅提升。
喷墨记录方法中,除了具有油墨接受层的喷墨专用纸、光泽纸、通用普通纸等油墨吸收能力高的记录介质的以外,有时还使用铜板纸、塑料膜等油墨吸收能力低的油墨难吸收性的记录介质、完全不吸收油墨的油墨非吸收性的记录介质。对这样的油墨难吸收性或油墨非吸收性的记录介质用水性喷墨油墨进行印刷的情况下,由于油墨难以渗透至记录介质内,因此将会耗费很多时间进行干燥。因此,在进行使印刷于表面的记录介质在喷墨打印机内立即反转而印刷至背面的、高速自动两面印刷的情况下,有时会产生因未干燥的油墨而导致反转辊类被污染等问题。
为了解决上述的问题,提出了干燥性高的油墨。然而,对于这样的干燥性高的油墨,有在喷墨喷头的喷嘴附近容易发生堵塞的问题。若因油墨中的着色剂、树脂微粒等固形物而发生喷嘴的堵塞,则不能稳定地进行油墨的喷出,导致印刷图像的画质显著降低的问题。
这样的问题能够通过提高干燥后的油墨的再分散性来解决。这是因为,即使在喷嘴附近油墨干燥,如果利用从喷头内向喷嘴新供给的油墨本身使干燥油墨再分散、使堵塞不易发生,则能够解决上述问题,提高喷出稳定性。为了提高水性喷墨油墨的再分散性,提高在油墨中使着色剂分散的分散剂的亲水性是有效的。然而,提高分散剂的亲水性时,会使记录图像的耐水性降低,在印刷物上附着水并擦拭时可能容易引起图像的剥离。如此,再分散性和耐水性是相反的性能,强烈要求均衡性良好地同时实现这两种性能的油墨。
专利文献1中公开了一种油墨组合物,其在油墨难吸收性或油墨非吸收性的记录介质中,能够形成粘性、固定性、及耐水性优异的图像。
专利文献2中公开了一种油墨,其在非多孔性基材上印字时也显示出良好的干燥性,并且印字部位具有高光泽、耐摩擦性、及耐乙醇性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2017-66215号公报
专利文献2:日本特开2014-240451号公报
发明内容
发明所要解决的课题
本发明的课题在于提供干燥后的再分散性优异、并且记录图像的耐水性也优异的喷墨用着色分散液、含有该分散液的喷墨记录用油墨、及使用了该油墨的喷墨记录方法。
用于解决课题的手段
用于解决上述课题的具体手段中包括以下的实施方式。
1)喷墨用着色分散液,其含有着色剂、分散剂、碲化合物及水,
前述分散剂为A-B嵌段聚合物,构成该A-B嵌段聚合物的A嵌段的单体为(甲基)丙烯酸及(甲基)丙烯酸丁酯,并且构成A嵌段的单体的总质量中的(甲基)丙烯酸的含有率为26~42质量%,构成该A-B嵌段聚合物的B嵌段的单体包含(甲基)丙烯酸环己酯,
前述分散剂的酸值为100~159mgKOH/g,
前述分散剂的质均分子量为10000~50000。
2)如1)所述的喷墨用着色分散液,其中,以质量基准计,前述碲化合物的以金属碲换算计的总含有率为160ppm以下。
3)如1)或2)所述的喷墨用着色分散液,其中,前述分散剂的酸值为112~135mgKOH/g。
4)如1)~3)中任一项所述的喷墨用着色分散液,其中,前述分散剂的质均分子量为10000~30000。
5)如1)~4)中任一项所述的喷墨用着色分散液,其中,前述着色剂为选自由颜料及分散染料组成的组的着色剂。
6)如1)~5)中任一项所述的喷墨用着色分散液,其中,构成前述A-B嵌段聚合物的B嵌段的单体包含(甲基)丙烯酸。
7)喷墨记录用油墨,其含有1)~6)中任一项所述的喷墨用着色分散液。
8)喷墨记录方法,其使7)所述的喷墨记录用油墨的液滴从喷墨打印机喷出而在记录介质上进行记录。
9)如8)所述的喷墨记录方法,其中,前述记录介质是油墨难吸收性或油墨非吸收性的记录介质。
10)如9)所述的喷墨记录方法,其中,前述记录介质为实施了选自由电晕放电处理、等离子体处理及火焰处理组成的组中的至少1种表面改性处理的记录介质。
11)记录介质,其由7)所述的喷墨记录用油墨着色。
12)喷墨打印机,其装填有含有7)所述的喷墨记录用油墨的容器。
13)如1)~6)中任一项所述的喷墨用着色分散液的制造方法,其包括使前述分散剂被覆于前述着色剂的表面的工序。
14)如13)所述的制造方法,其中,利用转相乳化法使前述分散剂被覆于前述着色剂的表面。
发明效果
根据本发明,能够提供干燥后的再分散性优异、并且记录图像的耐水性也优异的喷墨用着色分散液、含有该分散液的喷墨记录用油墨、及使用了该油墨的喷墨记录方法。
具体实施方式
以下,对应用了本发明的具体实施方式进行详细地说明。
本说明书中,喷墨用着色分散液、喷墨记录用油墨中含有的各成分均可单独使用任1种,也可以将2种以上并用。
此外,本说明书中所谓“(甲基)丙烯酸”的术语以包含“丙烯酸”及“甲基丙烯酸”这两者的含义而使用。“(甲基)丙烯酸酯”等也是同样。
此外,本说明书中,“X~Y质量%”等这样仅在上下限的范围内的一者处记载有单位时,意味着范围的上下限的单位相同、即为“X质量%~Y质量%”等。
<喷墨用着色分散液>
本实施方式涉及的喷墨用着色分散液(以下,也简称为“分散液”)含有着色剂、分散剂、碲化合物及水,上述分散剂为A-B嵌段聚合物,构成该A-B嵌段聚合物的A嵌段的单体为(甲基)丙烯酸及(甲基)丙烯酸丁酯,并且构成A嵌段的单体的总质量之中的(甲基)丙烯酸的含有率为26~42质量%,构成该A-B嵌段聚合物的B嵌段的单体包含(甲基)丙烯酸环己酯,上述分散剂的酸值为100~159mgKOH/g,上述分散剂的质均分子量为10000~50000。以下,针对本实施方式涉及的分散液中所含的成分进行详细地说明。
[着色剂]
作为本实施方式涉及的分散液中含有的着色剂,只要是水不溶性的着色剂则没有特别限定,能够使用已知的颜料、分散染料等。本说明书中,所谓水不溶性的着色剂,是指在25℃的水中的溶解度通常为5g/L以下、优选为3g/L以下、更优选为1g/L以下、进一步优选为0.5g/L以下的着色剂。溶解度的下限包括0g/L。需要说明的是,以下只要没有特别说明,“着色剂”是指“水不溶性的着色剂”。
作为颜料,可举出无机颜料、有机颜料、体质颜料等,任意颜料均可使用。此外,也可将这些颜料组合,例如,也能够在有机颜料中加入体质颜料来制备分散液。
作为无机颜料,例如,可举出炭黑、氧化钛、金属氧化物、金属氢氧化物、金属硫化物、金属亚铁氰化物、金属氯化物等。
制成黑色的分散液时,作为无机颜料,优选热炭黑(thermal black)、乙炔黑、油炉黑(oil-furnace black)、气炉黑(gas-furnace black)、灯黑、气黑(gas black)、槽黑(channel black)等炭黑。作为炭黑的市售品,例如,可举出哥伦比亚碳素公司制的Raven系列;Cabot公司制的Monarch系列、Regal系列、及Mogul系列;Orion Engineered Carbons公司制的HiBlack系列、ColorBlack系列、Printex系列、SpecialBlack系列、及Nerox系列;Mitsubishi Chemical Corporation制的MA系列、MCF系列、No.25、No.33、No.40、No.47、No.52、No.900、及No.2300;等等。
作为炭黑以外的无机颜料,例如,可举出C.I.颜料白6、27;氢氧化铝;等等。
作为有机颜料,例如,可举出偶氮、重氮、酞菁、喹吖啶酮、异吲哚啉酮、二噁嗪、苝、苝酮、硫靛、蒽醌、喹酞酮等各种颜料。该有机颜料也能够与上述无机颜料并用。例如,为了改善固体的流动性,也能够将有机颜料和体质颜料并用。
作为有机颜料的具体例,例如,可举出C.I.颜料黄1、2、3、12、13、14、16、17、24、55、73、74、75、83、93、94、95、97、98、108、114、128、129、138、139、150、151、154、180、185、193、199、202、213等黄色颜料;C.I.颜料红5、7、12、48、48:1、57、88、112、122、123、146、149、150、166、168、177、178、179、184、185、202、206、207、254、255、257、260、264、269、272等红色颜料;C.I.颜料蓝1、2、3、15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、22、25、60、66、80等蓝色颜料;C.I.颜料紫19、23、29、37、38、50等紫色颜料;C.I.颜料橙13、16、43、68、69、71、73等橙色颜料;C.I.颜料绿7、36、54等绿色颜料;C.I.颜料黑1等黑色颜料;等等。
作为体质颜料,例如可举出二氧化硅、碳酸钙、滑石、粘土、硫酸钡、白炭黑等。体质颜料大多与其他着色剂并用。
作为分散染料,可举出已知的分散染料。其中,优选为选自C.I.分散(C.I.Dispers)的染料。作为其具体例,例如,可举出C.I.分散黄9、23、33、42、49、54、58、60、64、66、71、76、79、83、86、90、93、99、114、116、119、122、126、149、160、163、165、180、183、186、198、200、211、224、226、227、231、237等黄色染料;C.I.分散红60、73、88、91、92,111、127、131、143、145、146、152、153、154、167、179、191、192、206、221、258、283等红色染料;C.I.分散橙9、25、29、30、31、32、37、38、42、44、45、53、54、55、56、61、71、73、76、80、96、97等橙色染料;C.I.分散紫25、27、28、54、57、60、73、77、79、79:1等紫色染料;C.I.分散蓝27、56、60、79:1、87、143、165、165:1、165:2、181、185、197、202、225、257、266、267、281、341、353、354、358、364、365、368等蓝色染料;等等。
着色剂的平均粒径通常为50~300nm、优选为60~250nm。本说明书中所谓“平均粒径”,是指使用激光散射法测定的粒子的平均粒径。
就着色剂而言,其表面以分散剂被覆是优选的。本说明书中所谓“被覆”,包括着色剂的表面的一部分以分散剂被覆着的状态、以及着色剂的表面的全部被分散剂被覆着的状态这两者。
相对于本实施方式涉及的分散液的总质量而言的着色剂的含有率通常为0.1~30质量%、优选为0.5~20质量%、更优选为1~15质量%。此外,相对于后述的本实施方式涉及的油墨的总质量而言的着色剂的含有率通常为1~30质量%、优选为1~10质量%、更优选为2~7质量%。
[分散剂]
本实施方式涉及的分散液中含有的分散剂为A-B嵌段聚合物。所谓A-B嵌段聚合物,是指A聚合物(以下,称为“A嵌段”)和B聚合物(以下,称为“B嵌段”)化学地键合而成的聚合物,A、B分别是指由1种以上的加成聚合性单体形成的聚合物。
以下,针对A-B嵌段聚合物(以下,也称为“嵌段共聚物”)对着色剂的分散所起的作用进行详细地说明。
作为在水中使着色剂的分散稳定化的方法,通常可使用树脂等高分子分散剂,利用熵斥力、离子斥力、或立体斥力来阻碍着色剂彼此的聚集,以使分散状态稳定化的方法。这里,所谓高分子分散剂,是指具有亲水性部分和疏水性部分、疏水性部分起到吸附于着色剂表面的作用且亲水性部分起到分散于水中的作用的聚合物。作为上述的高分子分散剂,主要使用亲水性部分及疏水性部分不规则地排列的无规聚合物(以下,也称为“无规共聚物”)、及上述的嵌段共聚物。
由于无规共聚物的亲水性部分及疏水性部分不规则地排列,因而稀疏地吸附于着色剂表面,结果无法充分地被覆着色剂表面,此外,有时对水、水溶性有机溶剂等液体介质的亲和性也不充分。若在该状态下受到油墨中的溶剂引起的侵蚀,则分散剂容易剥离,有可能引起着色剂的聚集。
另一方面,嵌段共聚物是亲水性部分连续地排列的聚合物与疏水性部分连续地排列的聚合物键合而成的结构,与无规共聚物相比,能够以更高的被覆面积吸附于着色剂表面,并且亲水性嵌段对液体介质具有良好的亲和性,因而即使受到溶剂等的侵蚀也不易引起分散剂的脱离,能够保持稳定的分散状态。此外,嵌段共聚物与无规共聚物相比亲水性高,即使油墨在喷嘴附近干燥,也易于通过新供给的油墨进行再分散,能够期待不易产生喷嘴的堵塞的效果。另一方面,由于嵌段共聚物的分散稳定性也高,因此即使在记录介质上干燥时油墨中的水分先蒸发而使油墨中的相对性的溶剂浓度变高,也可以在不引起着色剂的聚集的情况下进行涂膜化。其结果,形成平滑性高且表面经树脂被覆的涂膜,能够期待高耐水性的效果。
作为得到上述的嵌段共聚物的方法,已知有使用有机碲化合物的TERP(Organotellurium-Mediated Living Radical Polymerization,有机碲调控的活性自由基聚合)法。以下,对TERP法进行详细地说明。
所谓TERP法,是使用有机碲化合物作为链转移剂来使自由基聚合性化合物(乙烯基单体)聚合的聚合方法,例如,国际公开第2004/14848号、国际公开第2004/14962号、国际公开第2004/072126号、国际公开第2004/096870号等中也有记载。作为TERP法的具体的聚合方法,可举出下述(a)~(d)。
(a)使用下式(1)表示的有机碲化合物将乙烯基单体聚合。
(b)使用下式(1)表示的有机碲化合物和偶氮系聚合引发剂的混合物将乙烯基单体聚合。
(c)使用下式(1)表示的有机碲化合物和下式(2)表示的有机二碲化合物的混合物将乙烯基单体聚合。
(d)使用下式(1)表示的有机碲化合物与偶氮系聚合引发剂和下式(2)表示的有机二碲化合物的混合物将乙烯基单体聚合。
[化学式1]
R1-Te-Te-R1 (2)
[式(1)中,R1表示碳原子数1~8的烷基、芳基、或芳香族杂环基。R2及R3各自独立地表示氢原子、或碳原子数1~8的烷基。R4表示碳原子数1~8的烷基、芳基、取代芳基、芳香族杂环基、烷氧基、酰基、酰胺基、氧基羰基、氰基、烯丙基、或炔丙基。式(2)中,R1表示碳原子数1~8的烷基、芳基、或芳香族杂环基。]
作为上述式(1)表示的有机碲化合物的具体例,除了乙基-2-甲基-2-正丁基碲基-丙酸酯、乙基-2-正丁基碲基-丙酸酯、(2-羟基乙基)-2-甲基-甲基碲基-丙酸酯等以外,还可举出国际公开第2004/14848号、国际公开第2004/14962号、国际公开第2004/072126号、及国际公开第2004/096870号中记载的化合物。作为上述式(2)表示的有机二碲化合物的具体例,可举出二甲基二碲、二丁基二碲等。作为偶氮系聚合引发剂,只要是在通常的自由基聚合中使用的偶氮系聚合引发剂则没有特别限制,例如,可举出2,2’-偶氮双(异丁腈)(AIBN)、2,2’-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)(ADVN)、1,1’-偶氮双(1-环己烷甲腈)(ACHN)、2,2’-偶氮双(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)(V-70)等。
聚合工序中,在用非活性气体置换了的容器中,将下述物质混合:乙烯基单体;上述式(1)表示的有机碲化合物;和进一步根据乙烯基单体的种类,出于促进反应、控制分子量、分子量分布等目的的偶氮系聚合引发剂及/或上述式(2)表示的有机二碲化合物。作为非活性气体,可举出氮、氩、氦等,优选氩、氮。上述(a)~(d)中的乙烯基单体的使用量根据目标的共聚物的物性而适当调节即可。
聚合反应能够在无溶剂的条件下进行,但也可以使用自由基聚合中通常使用的非质子性溶剂或质子性溶剂,并搅拌上述混合物来进行。作为非质子性溶剂,例如,可举出苯甲醚、苯、甲苯、丙二醇单甲基醚乙酸酯、乙酸乙酯、四氢呋喃(THF)等。作为质子性溶剂,例如,可举出水、甲醇、1-甲氧基-2-丙醇等。溶剂可以单独使用1种,也可以将2种以上并用。溶剂的使用量没有特别限制,例如,优选相对于乙烯基单体1g为0.01~50mL。反应温度及反应时间根据得到的共聚物的分子量、分子量分布而适当调节即可,但通常于0~150℃搅拌1分钟~100小时。聚合反应结束后,通过通常的分离纯化方式,从得到的反应混合物中进行溶剂、残存乙烯基单体的除去等,能够分离出目标共聚物。
构成A-B嵌段聚合物的A嵌段的单体为(甲基)丙烯酸及(甲基)丙烯酸丁酯,优选为甲基丙烯酸及甲基丙烯酸丁酯的组合。此外,构成A-B嵌段聚合物的B嵌段的单体包含(甲基)丙烯酸环己酯,包含甲基丙烯酸环己酯是优选的。具有亲水性部分的A嵌段溶解于液体介质,并且具有疏水性部分的B嵌段吸附于着色剂表面,由此,形成稳定的分散状态。A嵌段具有羧基,通过用中和剂进行中和,能够使其溶解于液体介质。另一方面,B嵌段几乎不溶于液体介质,在液体介质中吸附于疏水性强的着色剂表面,保持被覆的状态。构成B嵌段的(甲基)丙烯酸环己酯具有6元环的单环式饱和烃基,疏水性高,具有柔软的分子结构。由此,与平面结构的环式芳香族烃、结构上可形成的构象方面有限制的多环式饱和烃相比,能够使着色剂的各种化学性表面修饰、在结构上灵活地改变结构,以通过更强的相互作用进行吸附,作为结果,即使受到油墨中的溶剂的侵蚀,也可得到强的分散稳定性。
构成A嵌段的单体的总质量中的(甲基)丙烯酸的含有率通常为26~42质量%、优选为31~40质量%、更优选为31~37质量%、进一步优选为33~35质量%。通过将含有率的下限设为上述各设定率,可得到作为分散剂的充分的亲水性,具有分散稳定性、再分散性变得良好的倾向。此外,通过将含有率的上限设为述各设定率,保持作为分散剂的适度的亲水性,不易发生分散剂从着色剂脱离,具有分散稳定性变得良好的倾向。
构成B嵌段的单体的总质量中的(甲基)丙烯酸环己酯的含有率通常为80~100质量%、优选为90~99.8质量%、更优选为95~99质量%。构成B嵌段的单体还可以含有追加的单体。相对于构成B嵌段的单体的总质量,追加的单体的含有率通常为0~20质量%、优选为0.2~10质量%、更优选为1~5质量%。追加的单体优选为(甲基)丙烯酸。构成B嵌段的单体的总质量中的(甲基)丙烯酸的含有率通常为0.1~10质量%、优选为0.5~5质量%。通过在疏水性的B嵌段中含有少量亲水性的(甲基)丙烯酸,液体介质中的分散剂的结构的柔软性增加,对着色剂的吸附变得容易,有能够提高分散稳定性的倾向。
A嵌段在A-B嵌段聚合物中所占的比例通常为10~90质量%、优选为20~80质量%、更优选为30~70质量%。
分散剂的酸值为100~159mgKOH/g、优选为112~135mgKOH/g。通过将酸值的下限设为上述各设定值,具有能够得到在液体介质中的充分的溶解性、再分散性变良好的倾向。此外,通过将酸值的上限设为上述各设定值,有能够使记录图像的耐水性、显色性变良好的倾向。需要说明的是,分散剂的酸值通过后述的实施例中记载的方法进行测定。
分散剂的质均分子量为10000~50000、优选为10000~30000。通过将质均分子量设为上述各设定范围,有能够使分散液的稳定性变良好的倾向。需要说明的是,分散剂的质均分子量通过后述的实施例中记载的方法进行测定。
对于分散剂而言,能够使用中和剂来中和酸基。作为中和剂,例如可举出碱金属的氢氧化物、碱土金属的氢氧化物、氨、脂肪族胺化合物、醇胺化合物等。
作为碱金属的氢氧化物,例如,可举出氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾等。此外,作为碱土金属的氢氧化物,例如,可举出氢氧化铍、氢氧化镁、氢氧化钙、氢氧化锶等。其中,优选碱金属的氢氧化物,更优选氢氧化锂及氢氧化钠。
作为氨没有特别限制,可以是气体,也可以是溶解于水、有机溶剂的液体。其中,优选氨水。
作为脂肪族胺化合物,例如,可举出单甲基胺、二甲基胺、三甲基胺、单乙基胺、二乙基胺、三乙基胺等。
作为醇胺化合物,例如可举出单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、单丙醇胺、二丙醇胺、三丙醇胺、甲基乙醇胺、二甲基乙醇胺、N-甲基二乙醇胺等。
相对于分散剂的酸基的总量,经理论当量的中和剂中和的情况下为“100%中和度”。中和度的上限能够超过100%。分散剂的中和度通常为30~200%、优选为50~150%。
分散剂的总质量相对着色剂的总质量通常以称为分限比的数值来表示。该分限比能够通过下式求得。
分限比=分散剂的总质量/着色剂的总质量
本实施方式涉及的分散液及后述的本实施方式涉及的着油墨的分限比通常为0.1~1.0、优选为0.1~0.6、更优选为0.1~0.5。通过将分限比设为上述各设定范围,分散稳定性变得良好,有能够抑制记录图像的劣化的倾向。
[来自链转移剂的碲化合物]
通过TERP法得到的嵌段共聚物的生长末端为-TeR1(式中,R1与上述式(1)、(2)同义)的形态,利用聚合反应结束后的分离纯化方式从生长末端除去碲原子。除去上述的碲原子之后,有时来自链转移剂的碲化合物会残存于嵌段共聚物中。
本实施方式中,通过在聚合反应结束后将嵌段共聚物分离纯化,能够控制来自链转移剂的碲化合物的含有率。因此,分散液的总质量中的来自链转移剂的碲化合物的含有率没有特别限定。以质量为基准计,该碲化合物的以金属碲换算计的总含有率为0.01ppm以上、优选为0.1ppm以上、更优选为1ppm以上,优选为160ppm以下。
[水]
本实施方式涉及的分散液为含有水的水性分散液。对能够使用的水没有限制,但优选为无机离子等杂质少的水。作为这样的水,可举出离子交换水、蒸馏水等。
相对于本实施方式涉及的分散液的总质量而言,水的含有率通常为50~90质量%、优选为60~90质量%、更优选为70~90质量%。此外,相对于后述的本实施方式涉及的油墨的总质量而言的水的含有率通常为20~90质量%、优选为35~90质量%、更优选为50~90质量%。
[分散液的制造方法]
本实施方式涉及的分散液的制造方法包括使着色剂分散的工序。作为使着色剂分散的方法,能够使用已知的方法。作为其一例,可举出砂磨机(珠磨机)、辊磨机、球磨机、涂料搅拌器、超声波分散机、微流化器等方法。此外,优选的是,在制备分散液后,利用过滤、离心分离等将粒子尺寸大的成分除去。
为了抑制制备分散液时的发泡等,能够添加极微量的消泡剂。其中,消泡剂中也有阻碍分散、微粒化者,优选使用不影响分散、分散后的稳定性的消泡剂。作为消泡剂,例如,可举出有机硅系、乙炔二醇系等消泡剂。作为有机硅系的消泡剂,例如,可举出日信化学株式会社制的Surfinol DF-58、BYK Chemie公司制的BYK1770等。作为乙炔二醇系的消泡剂,例如,可举出日信化学株式会社制的Orfin SK-14等。
优选的是,本实施方式涉及的分散液的制造方法进一步包括使分散剂被覆于着色剂的表面的工序。由此,能够得到含有表面由分散剂被覆的着色剂的分散液。在着色剂的表面被覆分散剂的工序可以在使着色剂分散的工序之后进行,也可以与使着色剂分散的工序同时进行。
使分散剂被覆于着色剂的表面的方法可大致分为物理性·机械性方法和化学性方法。作为其具体的方法,例如,可举出表面析出法、界面聚合法(表面聚合法)等任何已知的方法。这里,所谓表面析出法,是指调节含有着色剂的液体介质的pH;利用着色剂在液体介质中的溶解性的差异等方法,使在着色剂的表面析出分散剂、从而被覆着色剂的方法。该方法包括酸析法、转相乳化法等。界面聚合法是使单体、低聚物、颜料衍生物等具有可聚合的官能团的化合物吸附或结合于着色剂的表面之后,与形成分散剂的其他单体进行聚合反应,以形成被覆着色剂的表面的分散剂的方法。其中,优选表面析出法、更优选转相乳化法。
转相乳化法是将着色剂及分散剂在有机溶剂中混合及分散,再加入水,由此使分散剂均匀地吸附在颜料表面的方法。作为具体的制造工序,已知有下述6种。
1.将分散有着色剂的、在水中分散或溶解的分散剂的亲水性有机溶剂的溶液与以水为主成分的液体混合,然后进行脱溶剂的工序。需要说明的是,作为“以水为主成分的液体”中的水以外的成分,例如,可举出表面活性剂、防腐剂等。
2.将分散有着色剂的、通过中和而分散或溶解于水的分散剂的亲水性有机溶剂的溶液与含有水及中和剂的混合液体混合,然后进行脱溶剂的工序。
3.将分散有着色剂的、在水中分散或溶解的分散剂的亲水性有机溶剂及疏水性有机溶剂的混合溶剂的溶液与以水为主成分的液体混合,然后进行脱溶剂的工序。
4.将分散有着色剂的、通过中和而分散或溶解于水的分散剂的亲水性有机溶剂及疏水性有机溶剂的混合溶剂的溶液与含有水及中和剂的混合液体混合,然后进行脱溶剂的工序。
5.将着色剂与在水中分散或溶解的分散剂的以亲水性有机溶剂和水为主成分的混合溶剂的溶液混合,使颜料分散于溶液,然后进行脱溶剂的工序。
6.将溶解有分散剂的疏水性有机溶剂的溶液、与含有中和剂的以水为主成分的液体混合而制成乳化(乳液或微乳液)液,在其中加入着色剂而混合及分散,然后再加水而进行脱溶剂的工序。
作为上述的有机溶剂,例如,可举出醇系溶剂、酮系溶剂、醚系溶剂、芳香族烃系溶剂、脂肪族烃系溶剂、卤代脂肪族烃系溶剂等。作为醇系溶剂,例如,可举出甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇等。作为酮系溶剂,例如,可举出丙酮、2-丁酮等。
作为上述的表面活性剂,例如能够使用上述的消泡剂,在转相乳化法中也能够添加不阻碍分散的程度的量。
作为上述的防腐剂,例如,可举出有机硫系、有机氮硫系、有机卤素系、卤代芳砜系、碘代炔丙基系、卤代烷基硫基系、腈系、吡啶系、8-氧基喹啉系、苯并噻唑系、异噻唑啉系、二硫醇系、氧化吡啶系、硝基丙烷系、有机锡系、酚系、季铵盐系、三嗪系、噻嗪系、苯胺系、金刚烷系、二硫代氨基甲酸酯系、溴化茚满酮系、溴乙酸苄酯系、无机盐系等的化合物。作为防腐剂的市售品的具体例,可举出Arch Chemical公司制的Proxel GXL(S)、ProxelXL-2(S)、Dow Chemical公司制的Roshima 640等。
通过使用上述的方法,能够容易地得到在表面具有分散剂且平均粒径为250nm以下的着色剂。通过对着色剂的种类;分散剂的种类、酸值、质均分子量;等进行选择,能够控制着色剂的平均粒径。着色剂的平均粒径通常为50~180nm、优选为60~150nm。
<喷墨记录用油墨>
本实施方式涉及的喷墨记录用油墨(以下,也简称为“油墨”)含有上述的本实施方式涉及的分散液,可以根据需要而进一步含有其他油墨调制剂。作为这样的油墨调制剂,可举出溶剂、表面活性剂、防腐剂、防霉剂、pH调节剂、螯合剂、防锈剂、水溶性紫外线吸收剂、抗氧化剂、树脂乳液、蜡剂、滑爽剂等。
作为溶剂,优选有机溶剂。作为有机溶剂,例如,可举出甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、仲丁醇、叔丁醇、1,2-己二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、三羟甲基丙烷、己烷-1,2,6-三醇等具有1~3个羟基的C1-C6烷醇;N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺等酰胺类;2-吡咯烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮、N-甲基吡咯烷-2-酮等内酰胺;1,3-二甲基咪唑烷-2-酮、1,3-二甲基六氢吡啶-2-酮等环式尿素;丙酮、2-甲基-2-羟基戊烷-4-酮、碳酸亚乙酯等酮或酮醇;四氢呋喃、二噁烷等环状醚;乙二醇、二乙二醇、丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,4-丁二醇、1,2-己二醇、1,6-己二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、二丙二醇、分子量为400以上的聚乙二醇或聚丙二醇、硫二乙二醇、二硫二乙二醇等具有C2-C6亚烷基单元的单、寡、或聚亚烷基二醇或硫乙二醇;甘油、二甘油、己烷-1,2,6-三醇、三羟甲基丙烷等多元醇(三醇);乙二醇单甲基醚、乙二醇单乙基醚、二乙二醇单甲基醚、二乙二醇单乙基醚、二乙二醇单丁基醚(丁基卡必醇)、三乙二醇单甲基醚、三乙二醇单乙基醚、乙二醇单烯丙基醚、乙二醇单异丙基醚、二乙二醇单甲基醚、丙二醇正丁基醚、丙二醇单丙醚、三乙二醇单丁基醚、三丙二醇甲基醚、乙二醇二甲基醚、二乙二醇二甲基醚、三乙二醇二甲基醚、二乙二醇甲基乙基醚、二乙二醇二乙基醚、二乙二醇二丁基醚、二乙二醇二甲基亚丙基醚、二丙二醇甲基醚、二丙二醇正丁基醚、二丙二醇正丙基醚、3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇(3-Methoxy-3-methyl-1-butanol)等二醇醚(优选的是,作为重复单元具有1~5个(更优选为1~4个、进一步优选为1~3个)C2-C4烷二醇的亚烷基二醇的烷基醚或烯基醚);γ-丁内酯、二甲基亚砜;等等。
这些溶剂中,包含选自二醇醚类的溶剂、选自烷醇类的溶剂是优选的。
相对于油墨的总质量而言,溶剂的含有率通常为3~50质量%、优选为5~40质量%。
作为上述的溶剂,不仅能够使用水溶性有机溶剂,也能够使用非水溶性有机溶剂。作为非水溶性有机溶剂,例如,可举出具有羟基及酰氧基的C8-C16(优选为C8-12)烷基。作为其具体例,例如可举出Texanol。使用非水溶性有机溶剂时,为了不发生从油墨的分离等,例如优选调节与水溶性有机溶剂的含有比等。
产业用喷墨打印机的印刷速度通常是可变的。因此,根据印刷速度而适当调节油墨的表面张力是优选的。油墨的表面张力能够通过表面活性剂来调节。
作为表面活性剂,可举出阴离子、阳离子、非离子、两性、有机硅系、及氟系的各表面活性剂。
作为阴离子表面活性剂,例如,可举出烷基磺基羧酸盐、α-烯烃磺酸盐、聚氧乙烯烷基醚乙酸盐、N-酰基氨基酸或其盐、N-酰基甲基牛磺酸盐、烷基硫酸盐聚氧烷基醚硫酸盐、烷基硫酸盐聚氧乙烯烷基醚磷酸盐、松香皂、蓖麻油硫酸酯盐、月桂醇硫酸酯盐、烷基酚型磷酸酯、烷基型磷酸酯、烷基芳基磺酸盐、二乙基磺基琥珀酸盐、二乙基己基磺基琥珀酸盐、二辛基磺基琥珀酸盐等。
作为阳离子表面活性剂,例如,可举出2-乙烯基吡啶衍生物、聚4-乙烯基吡啶衍生物等。
作为两性表面活性剂,例如,可举出月桂基二甲基氨基乙酸甜菜碱、2-烷基-N-羧基甲基-N-羟基乙基咪唑啉鎓甜菜碱、椰子油脂肪酰胺丙基二甲基氨基乙酸甜菜碱、聚辛基聚氨基乙基甘氨酸、咪唑啉衍生物等。
作为非离子表面活性剂,例如,可举出聚氧乙烯壬基苯基醚、聚氧乙烯辛基苯基醚、聚氧乙烯十二烷基苯基醚、聚氧乙烯十三烷基醚、聚氧乙烯油烯基醚、聚氧乙烯月桂基醚、聚氧乙烯烷基醚等聚氧化烯烷基醚;聚氧乙烯油酸酯、聚氧乙烯二硬脂酸酯、山梨糖醇酐月桂酸酯、山梨糖醇酐单硬脂酸酯、山梨糖醇酐单油酸脂、山梨糖醇酐倍半油酸酯、聚氧乙烯单油酸脂、聚氧乙烯硬脂酸酯等聚氧化烯酰化物;聚氧亚烷基苯乙烯化苯基醚等聚氧乙烯芳基醚;2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇、3,6-二甲基-4-辛炔-3,6-二醇、3,5-二甲基-1-己炔-3-醇等炔二醇(醇)系;聚二醇醚系,等等。非离子表面活性剂例如能够以日信化学株式会社制的Surfinol 465等Surfinol系列、Orfin系列;花王株式会社制的Emargen系列;日本乳化剂株式会社制的New Call系列;第一工业制药株式会社制的Neugen系列;等形式,容易地购入各种种类的制品。
作为有机硅系表面活性剂,例如,可举出聚醚改性硅氧烷、聚醚改性聚二甲基硅氧烷等。作为其中一例,可举出Air Products公司制的Dynol 960、Dynol 980;日信化学株式会社制的Silface SAG001、Silface SAG002、Silface SAG003、Silface SAG005、SilfaceSAG503A、Silface SAG008、Silface SAG009、Silface SAG010;BYK Chemie公司制的BYK-345、BYK-347、BYK-348、BYK-349、BYK-3450、BYK-3451、BYK-3455、BYK-LPX23288、BYK-LPX23347、BYK-LP G20726;等等。
作为氟系表面活性剂,例如,可举出全氟烷基磺酸化合物、全氟烷基羧酸系化合物、全氟烷基磷酸酯化合物、全氟烷基环氧乙烷加成物、及在侧链具有全氟烷基醚基的聚氧亚烷基醚聚合物化合物等。作为其中一例,可举出DuPont公司制的Zonyl TBS、FSP、FSA、FSN-100、FSN、FSO-100、FSO、FS-300、CApstone FS-30、FS-31;OMNOVA公司制的PF-151N、PF-154N;DIC株式会社制的F-114、F-410、F-444、EXP.TF-2066、EXP.TF-2148、EXP.TF-2149、F-430、F-477、F-552、F-553、F-554、F-555、F-556、F-557、F-558、F-559、F-561、F-562、R-40、R-41、RS-72-K、RS-75、RS-76-E、RS-76-NS、RS-77、EXP.TF-1540、EXP.TF-1760;BYK Chemie公司制的BYK-3440、BYK-3441;等等。
其中,优选为选自非离子及有机硅系的表面活性剂。
作为防腐剂,能够同样地使用上述的防腐剂。
作为防霉剂,例如,可举出脱氢乙酸钠、苯甲酸钠、吡啶硫酮钠–1–氧化物、对羟基苯甲酸乙酯、1,2-苯并异噻唑啉-3-酮及其盐等。
作为pH调节剂,只要是不对所制备的油墨产生不良影响而能够将其pH控制在5~11的pH调节剂,则能够使用任意的物质。作为其具体例,例如,可举出二乙醇胺、三乙醇胺、N-甲基二乙醇胺等烷醇胺;氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾等碱金属的氢氧化物;氢氧化铵(氨水);碳酸锂、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾等碱金属的碳酸盐;硅酸钠、醋酸钾等有机酸的碱金属盐;磷酸二钠等无机碱;等等。
作为螯合剂,例如,可举出乙二胺四乙酸二钠、次氮基三乙酸钠、羟基乙基乙二胺三乙酸钠、二亚乙基三胺五乙酸钠、尿嘧啶二乙酸钠等。
作为防锈剂,例如,可举出酸性亚硫酸盐、硫代硫酸钠、巯基乙酸铵、二异丙基铵亚硝酸盐、季戊四醇四硝酸酯、二环己基铵亚硝酸盐等。
作为水溶性紫外线吸收剂,例如,可举出经磺化的二苯甲酮系化合物、苯并三唑系化合物、水杨酸系化合物、肉桂酸系化合物、三嗪系化合物。
作为抗氧化剂,能够使用各种的有机系及金属络合物系的褪色防止剂。作为有机系的褪色防止剂,例如,可举出氢醌类、烷氧基苯酚类、二烷氧基苯酚类、苯酚类、苯胺类、胺类、茚满类、色满类(chromane)、烷氧基苯胺类、杂环类等。
为了去除夹杂物,本实施方式涉及的油墨进行精密过滤是优选的。进行精密过滤时,能够使用膜滤器、玻璃滤纸等。进行精密过滤时的过滤器等的孔径通常为0.5~20μm、优选为0.5~10μm。
从提高保存稳定性的观点考虑,本实施方式涉及的油墨的pH通常为5~11、优选为6~10。本实施方式涉及的油墨在25℃的表面张力通常为10~50mN/m、优选为20~40mN/m。本实施方式涉及的油墨在25℃的粘度通常为30mPa·s以下、优选为20mPa·s以下。粘度的下限没有特别限制,通常为2mPa·s左右。
<喷墨记录方法、记录介质、喷墨打印机>
本实施方式涉及的喷墨记录方法是使上述的本实施方式涉及的油墨的液滴从喷墨打印机喷出、而在记录介质上进行记录的方法。
对于喷墨打印机的油墨喷嘴、喷头等没有特别限制,能够根据目的而适当选择。近年来,广泛开发了具有通过使油墨循环至喷嘴附近来防止喷嘴附近的油墨干燥的机构的循环喷头。本实施方式涉及的喷墨记录方法也合适地适用于这样的喷头。
作为喷墨记录方式,能够采用已知的方式。作为喷墨记录方式的具体例,例如,可举出利用静电吸引力使油墨喷出的电荷控制方式;压电元件的振动压力的按需喷墨方式(也称为压力脉冲方式);将电信号变为声束并照射至油墨,利用其辐射压而使油墨喷出的声波喷墨方式;将油墨加热而形成气泡,并利用所产生的压力的热喷墨方式;等等。
喷墨记录方式中还包括:以小体积大量喷射称为光油墨的、油墨中的着色剂的含量低的油墨的方式;以实质相同的色调,使用油墨中的着色剂的含量不同的多种油墨来改善画质的方式;通过将无色透明的油墨和含有着色剂的油墨并用来提高着色剂对记录介质的固定性的方式;等等。
作为记录介质没有特别限制,但优选油墨难吸收性或油墨非吸收性的记录介质。作为油墨难吸收性的记录介质,例如,可举出不具有油墨接受层的普通纸;用于凹版印刷、胶版印刷等的记录介质;美术纸、铜板纸、哑光纸、铸纸;等等。此外,作为油墨非吸收性的记录介质,可举出PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)片、PP(聚丙烯)片、氯乙烯片、玻璃、橡胶等。需要说明的是,所谓油墨难吸收性或油墨非吸收性的记录介质,是指具有水透过性、吸收性、及/或吸附性低的表面的记录介质,也包括即使在内部存在多个空洞也不向外部开口的材质。更定量地说,是指Bristow法中从开始接触至30msec1/2为止的水吸收量为10mL/m2以下的记录介质。
使用上述的记录介质时,通过实施表面改性处理,能够得到更良好的图像。
作为表面改性处理,使用选自由电晕放电处理、等离子体处理、及火焰处理组成的组中的处理是优选的。就经表面改性处理的记录介质而言,通常已知其效果经时地减少。因此,优选的是,记录介质的表面改性处理和对该记录介质的喷墨记录连续地进行。尤其是,记录介质的表面改性处理在即将进行喷墨记录之前进行是优选的。就记录介质的表面改性处理而言,也能够通过对处理的次数、处理时间、及处理的条件等进行调节,从而改变表面处理的效果的强弱。
在利用本实施方式涉及的喷墨记录方法记录于记录介质时,例如,能够将含有本实施方式涉及的油墨的容器装填于喷墨打印机的规定的位置,并通过上述的记录方法记录于记录介质。
本实施方式涉及的喷墨记录方法也能够将黄色、品红色、青色、黑色这4色的油墨和根据需要的绿色、蓝色(或紫色)、红色(或橙色)等各种颜色的油墨并用。各种颜色的油墨能够被注入各自的容器,并将该各容器装填至喷墨打印机的规定的位置而用于喷墨记录。产业用喷墨打印机出于使印刷速度高速化的目的,也优选利用行式喷头型的喷墨打印机的构成进行单程的印刷。本实施方式涉及的油墨在这样的印刷条件下也能得到优异的喷出性。
对于上述的全部事项等,优选的方式彼此的组合是更优选的,更优选的方式彼此的组合是进一步优选的。优选的方式和更优选的方式的组合、更优选的方式和进一步优选的方式的组合等也是同样的。
实施例
以下,通过实施例来更详细地说明本发明,但本发明并不由实施例限定。
实施例中,除非特别说明、“份”、“%”、“ppm”均为质量基准。实施例中的各合成反应、晶析等操作除非特别说明,均在搅拌下进行。此外,需要测定分散液的颜料固态成分时,使用MS-70(株式会社A&D制)并以干燥重量法求出。需要说明的是,所谓实施例中的颜料固态成分,是指通过干燥重量法求得的测定值中的仅颜料固态成分的换算值。
本实施例中,嵌段共聚物的质均分子量(Mw)、分子量分布(PDI)、酸值、聚合率按照下述的方法进行评价。
[质均分子量(Mw)及分子量分布(PDI)]
使用高效液相色谱(东曹株式会社制,型号:HLC-8320),通过凝胶渗透色谱(GPC)求出。测定试样(聚合生成物)在测定前使用三甲基甲硅烷基重氮甲烷·己烷溶液(浓度:0.6mol/L)来将羧基甲基化。色谱柱使用2根TSKgel SuperMultipore HZ-H(Φ4.6mm×150mm)(东曹株式会社制),流动相使用四氢呋喃,检测器使用示差折射率检测器。测定条件设为:色谱柱温度为40℃、试样浓度为10mg/mL、试样注入量为10μL、流速为0.35mL/分钟。使用聚苯乙烯(东曹株式会社制、TSK Standerd)作为标准物质来制作标准曲线(校正曲线),测定质均分子量(Mw)、数均分子量(Mn)。根据这些测定值算出分子量分布(PDI=Mw/Mn)。
[酸值]
酸值表示中和每1g固态成分的酸性成分所需的氢氧化钾的质量。将测定试样溶解于四氢呋喃,加入数滴作为指示剂的酚酞乙醇溶液,用0.1mol/L氢氧化钾/2-丙醇溶液进行中和滴定,通过下式算出酸值(A)。
A=56.11×Vs×0.1×f/w
A:酸值(mgKOH/g)
Vs:滴定所需的0.1mol/L氢氧化钾/2-丙醇溶液的使用量(mL)
f:0.1mol/L氢氧化钾/丙醇溶液的效价(日文:力価)
w:测定试样的质量(g)(经固态成分换算)
[聚合率]
使用核磁共振(NMR)测定装置(Bruker公司制,型号:AVANCE500(频率500MHz))来测定1H-NMR(溶剂:氘代氯仿,内标:四甲基硅烷)。对于所得到的NMR波谱,求出来自单体的乙烯基和来自聚合物的酯侧链的峰的积分比,算出单体的聚合率。
<分散剂(嵌段共聚物)的合成>
[合成例1:分散剂a的合成]
在经氮置换的手套箱内,装入预先进行了氮置换的表1所示的比例的B嵌段单体、乙基-2-甲基-2-正丁基碲基-丙酸酯(BTEE)、二丁基二碲(DBDT)、2,2’-偶氮双(异丁腈)(AIBN)、及甲基乙基酮(MEK),并使其反应。在该反应液中加入预先进行了氮置换的表1所示的比例的A嵌段单体,并使其反应。反应结束后,用THF稀释反应液,并注入到搅拌下的庚烷中。将析出的聚合物抽滤并进行干燥,由此得到目标分散剂a。将所得到的分散剂a进行灰化处理,通过电感耦合等离子体质量分析(ICP/MS)进行测定,以金属碲换算来算出碲化合物的总含有率。Mw为18613、PDI为1.22、酸值为105mgKOH/g、碲化合物的以金属碲换算计的总含有率(以下,也称为“金属碲含有率”)为7519ppm。
[合成例2~19:分散剂b~s的合成]
分别使用表1~表3所示的比例的B嵌段单体及A嵌段单体,除此以外,与合成例1进行同样的操作,分别得到对应的分散剂b~s。所得到的分散剂b~s的Mw、PDI、酸值、及金属碲含有率为如表1~表3所示的值。
<分散剂(无规共聚物)的合成>
[合成例20:分散剂t的合成]
在经氮置换的手套箱内,加入预先进行了氮置换的表4所示的比例的单体、BTEE、DBDT、AIBN、及MEK,并使其反应。反应结束后,用THF稀释反应液,并注入到搅拌下的庚烷中。将析出的聚合物抽滤并进行干燥,得到目标分散剂t。将所得到的分散剂t进行灰化处理,通过电感耦合等离子体质量分析(ICP/MS)进行测定,以金属碲换算来算出碲化合物的总含有率。Mw为19603、PDI为1.33、酸值为121mgKOH/g、金属碲含有率为297ppm。
[表1]
[表2]
[表3]
[表4]
表1~表4中的缩写的含义如下所述。
BMA:甲基丙烯酸丁酯
MAA:甲基丙烯酸
CHMA:甲基丙烯酸环己酯
BzMA:甲基丙烯酸苄基酯
IBXMA:甲基丙烯酸异冰片酯
DCPMA:甲基丙烯酸双环戊酯
<分散液的制备>
[制备例1:分散液a的制备]
将合成例1中得到的分散剂a(5.4份)溶解于2-丁酮(12.5份),制成均匀的溶液。向其中加入使28%氨水溶液(0.6份)溶解于离子交换水(62.7份)而得的液体,再加入Surfinol DF-58(日信化学工业株式会社制)(0.3份)及Roshima 640(Dow Chemical公司制)(0.5份),然后搅拌1小时,由此制备溶解有分散剂的乳化溶液。此时,没有结晶析出。以分限比成为0.3的方式向其中加入C.I.颜料红122(Clariant公司制,Ink Jet Magenta E02)(18.0份),用砂磨机(IMEX株式会社制,6TSG-1/8型)进行分散。分散以1500rpm进行10小时。之后,滴加离子交换水(100份),进行过滤来除去分散用珠,然后用蒸发仪将2-丁酮及一部分水减压蒸馏除去,得到颜料固态成分为12%的分散液a。由于如上所述分限比为0.3,因此分散液a中的分散剂浓度计算后为3.6%,由于分散剂a中的金属碲含有率如上所述为7519ppm,因此分散液a的总质量中的金属碲含有率计算后求出为271ppm。
[制备例2~20:分散液b~t的制备]
与制备例1同样地,将下述表5~表7中记载的成分混合来制备分散液b~t。
[表5]
[表6]
[表7]
<油墨的制备>
[实施例1~12及比较例1~8]
将上述分散例1~20中得到的分散液a~t和表8~表10中记载的各成分混合后,通过以孔径5μm的注射过滤器(Sartorius公司制,MiniSart)进行过滤,得到实施例1~12及比较例1~8的各油墨。以各油墨的颜料固态成分成为5%的方式,剩余部分用离子交换水进行调节。
[表8]
[表9]
[表10]
表8~表10中的缩写的含义如下所述。
BYK3450:有机硅系表面活性剂(BYK Chemie公司制)
<透明油墨的制备>
将二丙二醇正丙基醚(30.0份)、乙二醇单异丙基醚(30.0份)、3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇(15.0份)、BYK 3450(BYK Chemie公司制)(2.1份)、及离子交换水(207.9份)混合后,用孔径0.45μm的膜过滤器(东洋滤纸株式会社制,Advantech Dismic-25CS)进行过滤,由此得到无色透明的透明油墨。
该透明油墨是设想从上述实施例及比较例的油墨中除去颜料固态成分后的组成的液体组合物。即使油墨在喷墨喷头的喷嘴附近干燥,也可由喷头内供给的油墨本身来使干燥油墨再分散,从而变得不易发生堵塞、能够确保喷出稳定性。因此,在油墨干燥后形成的物质中添加上述透明油墨的情况下越容易再分散,则意味着干燥后越不易发生喷嘴的堵塞,可以说是优异的。
<评价>
[再分散性评价]
将上述实施例1~12及比较例1~8的油墨在的玻璃皿之上滴加20μL,用45℃的恒温恒湿机静置干燥10分钟,得到油墨的干燥物。之后,向干燥后的油墨中分别滴加上述透明油墨10mL,将玻璃皿缓慢振荡,静置1小时。之后,再次将玻璃皿缓慢振荡,目视观察是否进行了再分散,按照以下的基准进行评价。将结果示于表11及表12。由于再分散后的溶液不产生残渣、着色溶液如渗透般扩散,因此能够通过目视进行判断。可以说残渣越多,再分散性越不良。下述评价为3以上的情况是实用上理想的。
-评价基准-
5:没有残渣,油墨的干燥物完全再分散。
4:确认到极少的残渣,但油墨的干燥物近乎再分散。
3:存在少量残渣,但油墨的干燥物有一定程度的再分散。
2:确认到大量残渣,油墨的干燥物几乎没有再分散。
1:油墨的干燥物没有变化,近乎没有再分散。
[耐水性评价]
将上述实施例1~12及比较例1~8的油墨在PET膜(东洋纺株式会社制,E5102)之上滴加20μL,在自动涂布机(Teste产业株式会社制,PI-1210)中使用棒涂机No.3(株式会社安田精机制作所制)进行涂布。之后,将经涂布的PET膜在70℃的恒温恒湿机中静置干燥3分钟。然后,使用以离子交换水润湿的棉棒,以1cm宽度往复擦拭油墨涂布膜,测定直至擦拭处的油墨涂布膜完全剥离时的往复次数。测定在同一涂布膜内合计进行5处,以该往复次数的平均值评价耐水性。将结果示于表11及表12。直至油墨涂布膜剥离的往复次数越大,表示耐水性越优异,实用上期望为6个往复以上。表11及表12中,“耐水性”一栏的数值为该往复次数。
[表11]
[表12]
由表11可知,实施例1是同时实现了良好的再分散性和耐水性的例子。此外,可知实施例2~4是与实施例1相比分散液中的金属碲含有率低的例子,在维持同等的再分散性的情况下,耐水性进一步提高。认为这是由于来自分散剂的金属碲含有率低,分散剂对着色剂的吸附力增加,分散稳定性提高,因此即使经过油墨涂布后的干燥,着色剂也不会聚集,能够在更良好的分散状态下形成平滑的涂膜。
与实施例4相比可知,实施例5~8虽然是Mw、酸值、A嵌段中的MAA含有比率这样的嵌段共聚物结构的物性值分别高的例子,但与实施例4同样地同时实现了良好的再分散性和耐水性。
实施例9~12是特别优选的方式,是同时实现优异的再分散性和耐水性的例子。
另一方面,比较例8是具有与实施例9的嵌段共聚物大致同等的单体比率及物性的无规共聚物的例子,但再分散性及耐水性与实施例相比均为非常差的结果。认为这是由于亲水性部分和疏水性部分无序地排列,因此对液体介质的亲水性低,并且分散稳定性也差,因而在干燥时分散剂容易脱离、着色剂聚集而导致的。根据该例子,显示出嵌段共聚物的结构对再分散性及耐水性发挥优异的效果。
比较例1是Mw、酸值、及A嵌段中的MAA含有比率与实施例相比均低的例子,结果再分散性非常差,耐水性也差。
对于比较例2,其也是酸值、及A嵌段中的MAA含有比率低的例子,结果再分散性及耐水性均差。
比较例3是酸值低的例子,结果耐水性差。由以上的比较例1~3可知,通过使用针对Mw、酸值及A嵌段中的MAA含有比率、与聚合物结构、物性分别取得了平衡的分散剂,能够同时实现良好的油墨的再分散性及耐水性。
比较例4、5是B嵌段由作为具有平面结构的环式芳香族烃的、甲基丙烯酸苄基酯构成的例子,结果与实施例相比再分散性变差。
比较例6是B嵌段由作为结构上可取得的构象中受限制的多环式饱和烃的、甲基丙烯酸异冰片酯构成的例子,与实施例相比,再分散性及耐水性均为非常差的结果。同样地,比较例7是B嵌段由甲基丙烯酸二环戊酯构成的例子,其再分散性也为差的结果。
由以上的比较例4~7可知,即使嵌段共聚物的结构、物性满足条件,若改变构成疏水性部分的单体种类,则会变得难以同时实现再分散性及耐水性。因此,本实施例的B嵌段单体即甲基丙烯酸环己酯为优选的方式。
由以上的表11及表12的结果显示,与各比较例的油墨相比,各实施例的油墨是兼具高再分散性和高耐水性的优异油墨。
Claims (14)
1.喷墨用着色分散液,其含有着色剂、分散剂、碲化合物及水,
所述分散剂为A-B嵌段聚合物,构成该A-B嵌段聚合物的A嵌段的单体为(甲基)丙烯酸及(甲基)丙烯酸丁酯,并且构成A嵌段的单体的总质量中的(甲基)丙烯酸的含有率为26~42质量%,构成该A-B嵌段聚合物的B嵌段的单体包含(甲基)丙烯酸环己酯,
所述分散剂的酸值为100~159mgKOH/g,
所述分散剂的质均分子量为10000~50000。
2.如权利要求1所述的喷墨用着色分散液,其中,以质量基准计,所述碲化合物的以金属碲换算计的总含有率为160ppm以下。
3.如权利要求1或2所述的喷墨用着色分散液,其中,所述分散剂的酸值为112~135mgKOH/g。
4.如权利要求1~3中任一项所述的喷墨用着色分散液,其中,所述分散剂的质均分子量为10000~30000。
5.如权利要求1~4中任一项所述的喷墨用着色分散液,其中,所述着色剂为选自由颜料及分散染料组成的组的着色剂。
6.如权利要求1~5中任一项所述的喷墨用着色分散液,其中,构成所述A-B嵌段聚合物的B嵌段的单体包含(甲基)丙烯酸。
7.喷墨记录用油墨,其含有权利要求1~6中任一项所述的喷墨用着色分散液。
8.喷墨记录方法,其中,使权利要求7所述的喷墨记录用油墨的液滴从喷墨打印机喷出而附着于记录介质来进行记录。
9.如权利要求8所述的喷墨记录方法,其中,所述记录介质是油墨难吸收性或油墨非吸收性的记录介质。
10.如权利要求9所述的喷墨记录方法,其中,所述记录介质为实施了选自由电晕放电处理、等离子体处理及火焰处理组成的组中的至少1种表面改性处理的记录介质。
11.记录介质,其附着有权利要求7所述的喷墨记录用油墨。
12.喷墨打印机,其装填有含有权利要求7所述的喷墨记录用油墨的容器。
13.权利要求1~6中任一项所述的喷墨用着色分散液的制造方法,其包括使所述分散剂被覆于所述着色剂的表面的工序。
14.如权利要求13所述的制造方法,其中,利用转相乳化法使所述分散剂被覆于所述着色剂的表面。
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