DE69932052T2

DE69932052T2 - Wässrige pigmentdispersion, herstellungsverfahren dafür und wässrige tinte welche diese enthält

Info

Publication number: DE69932052T2
Application number: DE1999632052
Authority: DE
Inventors: Mikuni Shikiso K.K. Minoru Himeji-shi WAKI
Original assignee: Mikuni Color Ltd
Current assignee: Mikuni Color Ltd
Priority date: 1998-04-15
Filing date: 1999-04-13
Publication date: 2006-11-09
Anticipated expiration: 2019-04-14
Also published as: EP1086975A1; US7008994B1; DE69932052D1; JP4527281B2; EP1086975A4; WO1999052966A1; EP1086975B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine wasserhaltige Pigmentdispersion mit einem Pigment und einem vernetzten thermoplastischen Harz, das Carboxylgruppen enthält. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen derselben und eine dieselbe enthaltende wasserhaltige Tinte.
Genauer ausgedrückt, betrifft die vorliegende Erfindung eine wasserhaltige Pigmentdispersion, die hervorragende Lichtfestigkeit, Wasserfestigkeit, Alkalifestigkeit und Lösungsmittelfestigkeit aufweist, und darüber hinaus hervorragende Stabilität im Verlauf der Zeit zeigt, und die geeignet zum Beschichten von Materialien, Papierbeschichten, Textildruck, als Schreibtinte, Drucktinte, Tintenstrahldrucktinte, Farbfilter, Kosmetikmaterialien und Laserdrucktoner verwendet werden kann. Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum einfachen Herstellen der wasserhaltigen Pigmentdispersion und einer wasserhaltige Tinte, die die wasserhaltige Pigmentdispersion enthält.
Eine als eine Farbe geeignete wässrige Zusammensetzung, ein druckempfindlicher Klebstoff, ein Klebstoff und ein Beschichtungsmaterial sind bekannt (JP-A-9-255867). Die Zusammensetzung enthält ein Urethanpolymer oder Vorpolymer mit Selbstemulgiervermögen und ein klebrigmachendes Harz, und kann weiter ein Vernetzungs- und ein Färbemittel enthalten. Die bekannte wässrige Zusammensetzung enthält ein Vernetzungsmittel, und Vernetzen erfolgt in auf einem Substrat ausgebildeten festen Beschichtungen, nach der Aufbringung der Zusammensetzung auf das Substrat gefolgt durch Trocknen. Es ist nicht offenbart, eine wässrige Zusammensetzung zu verwenden, die ein vernetztes thermoplastisches Harz enthält.
Ein Verfahren zum Herstellen einer Beschichtungszusammensetzung vom wässrigen Dispersionstyp ist bekannt (JP-A-48-10181), das Dispergieren eines Pigments in Wasser mit einem Carboxylgruppen enthaltenden Dispergierharz, Hinzugeben eines polymerisierbaren Monomers zu der resultierenden Dispersion, und Polymerisieren des Monomers zum Bilden eines Harzbindemittels umfasst. Eine wässrige Dispersion, die ein vernetztes thermoplastisches Harz mit Carboxylgruppen enthält, ist nicht offenbart.
Eine bekannte Harzzusammensetzung (JP-A-50-087138) ist einfach durch eine ionisierte Bestrahlung vernetzbar und für die Herstellung gegossener Artikel geeignet, und weist ein Polyolefin oder ein Polyvinylchlorid und ein spezifisches Vernetzungsmittel auf. Nicht offenbart ist eine wasserhaltige Pigmentdispersion.
Es ist eine Pigmentdispersion bekannt ( EP 0395955 ), die ein Pigment, ein Oligourethan, und einen Zusatzstoff wie zum Beispiel ein Lösungsmittel aufweist. Die Pigmentdispersion wird zum Pigmentieren von Lederappretur verwendet. Das Oligourethan enthält keine Carboxylgruppe und die Pigmentdispersion enthält kein vernetztes Oligourethan.
Allgemein sind Pigmente zum Beschichten von Materialien als Drucktinte und Schreibtinte verwendet worden. Die meisten der Pigmente waren vom Lösungsmitteltyp. Unter Berücksichtigung des schlechten Einflusses aufgrund der Lösungsmittel für Menschen, der Einsparung von Ressourcen und einer Gegenmaßnahme gegen Umweltverschmutzung, werden in letzter Zeit Beschichtungsmaterialien vom Lösungsmitteltyp und Tinten vom Lösungsmitteltyp nach und nach in Beschichtungsmaterialien vom wasserhaltigen Typ bzw. Tinten vom wasserhaltigen Typ umgewandelt. Obwohl verschiedene physikalische Eigenschaften wie zum Beispiel Lichtfestigkeit, Wasserfestigkeit, Alkalifestigkeit und Lösungsmittelfestigkeit im Gebiet von Beschichtungsmaterialien und Tinten gefordert werden, bergen die Beschichtungsmaterialien des wasserhaltigen Typs und die Tinten des wasserhaltigen Typs viele Probleme hinsichtlich physikalischer Eigenschaften.
Wenn zum Beispiel im Gebiet von Beschichtungsmaterialien ein oberflächenaktives Mittel als ein Dispergiermittel für ein Pigment verwendet wird, wird die Beschichtungsfilmeigenschaft wie zum Beispiel Wasserfestigkeit von Beschichtungsmaterialien beträchtlich gesenkt. Dementsprechend ist allgemein ein wässriges Harz vom alkalineutralisierten Typ als ein Dispergiermittel verwendet worden. Selbst wenn das wässrige Harz verwendet wurde, waren jedoch die Beschichtungsfilmeigenschaften wie zum Beispiel Alkalifestigkeit und Lösungsmittelfestigkeit schlechter als die der Beschichtungsmaterialien vom Lösungsmitteltyp. Die Eigenschaften von Beschichtungsmaterialien, in denen das wässrige Harz verwendet wurde, waren unzureichend.
In ähnlicher Weise sind hinsichtlich Schreibtinte verschiedene physikalische Eigenschaften wie zum Beispiel Wasserfestigkeit, Alkalifestigkeit, und Lösungsmittelfestigkeit zusätzlich zum Schreibvermögen gefordert. Diese physikalischen Eigenschaften einschließlich Stabilität im Verlauf der Zeit sind jedoch tatsächlich unzureichend.
Zum Überwinden der oben aufgeführten Mängel, werden zum Beispiel die folgenden Zusammensetzungen vorgeschlagen.
Eine wasserhaltige Beschichtungszusammensetzung, deren Lösungsmittelfestigkeit verbessert ist, und in der Zusammenballung eines Pigments während Aufbewahrung durch Dispergieren des Pigments mit vernetzten Harzpartikeln mit einer Ionengruppe verhindert wird (Japanische Nichtgeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 22367/1990)
Eine Beschichtungszusammensetzung, die ein Pigment für Drucktinte enthält, welche durch Knetmischen einer wasserhaltigen vernetzten Harzdispersion, die durch Reagieren lassen einer Isocyanatgruppe (Endgruppe) in einem Urethanpolymer und Vernetzen hergestellt wird, und eines Pigments hergestellt wird (Japanische Nichtgeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 138518/1995).
Eine wasserhaltige Beschichtungszusammensetzung, deren Färbung und Glanz durch Ausführen von Mitfällung unter Verwendung von Polyurethan als anionische vernetzte Harzpartikeln im sauren Zustand und Wiederdispergierung verbessert werden (Japanischen Nichtgeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 170039/1996).
In den obigen Beschichtungszusammensetzungen wird jedoch ein vernetztes Harz als ein Dispergiermittel verwendet. Die Molekularkette des vernetzten Harzes ist lang, und es ist schwierig, das vernetzte Harz um ein Pigment herum zu adsorbieren. Wenn das Pigment mit dem vernetzten Harz dispergiert wird, ist es infolgedessen schwierig, Partikeln ausreichend zu dispergieren, und es gibt einen schlechten Einfluss auf die Stabilität im Verlauf der Zeit. Dementsprechend sind die oben aufgeführten Beschichtungszusammensetzungen unzureichend.
Zum Beispiel werden die folgenden verschiedenen Verfahren vorgeschlagen.
Ein Verfahren zum Verhindern von Auswaschen eines Pigments aus einer Drucktinten-Überzugsschicht sogar unter der Bedingung hoher Feuchtigkeit durch Wechselwirkung der spezifischen Carboxylsäure als ein Dispergiermittel für ein Pigment mit einem aliphatischen Polyol und einem Isocyanat (Japanische Nichtgeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 134635/1980).
Ein Verfahren zum Herstellen wasserhaltiger Schreibtinte, deren Lichtfestigkeit, Wasserfestigkeit und Lösungsmittelfestigkeit verbessert sind, und bei dem Dispergierstabilität eines Pigments durch Verwendung eines Polymers, das hauptsächlich ein Polyester mit sowohl hydrophilen Teilen als auch lipophilen Teile aufweist, als ein Dispergiermittel verbessert wird (Japanische Nichtgeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 26070/1985)
Eine Verbesserung der Wasserfestigkeit, Alkalifestigkeit und Lösungsmittelfestigkeit von Pigmenttinte, die gemäß den oben aufgeführten Verfahren hergestellt werden, ist jedoch unzureichend, und die Dispersion des Pigments ist unzureichend. Infolgedessen ist die Stabilität im Verlauf der Zeit schlecht, so dass ein Abscheideprodukt erzeugt wird. Außerdem ist Lichtstabilität schlecht. Dementsprechend ist die Qualität der oben aufgeführten Pigmenttinte unzureichend.
Es ist eine wasserhaltige Dispersion bekannt, die durch Wickeln eines Pigments in ein Harz zum Bilden einer Kapsel hergestellt wird (Japanische Nichtgeprüfte Patentveröffentlichung Nr.221137/1991 und Japanische Nichtgeprüfte Patentveröffentlichung Nr.151342/1997). Es gibt Charakteristiken, dass der Dispergierungsschritt während Ausfällung der wasserhaltigen Dispersion eingespart wird, und dass die wasserhaltige Dispersion hervorragende Wasserfestigkeit und hervorragendes Wiederdispergierungsvermögen aufweist. Es ist jedoch ein Phasenübergangs- und Emulgierungsschritt von einer organischen Phase erforderlich, wenn die obige wasserhaltige Dispersion hergestellt wird. Da außerdem ein Lösungsmittel in der organischen Phase entfernt und gesammelt werden muss, sind die Herstellungsschritte kompliziert.
Die vorliegende Erfindung ist unter Berücksichtigung der oben aufgeführten Dokumente des Standes der Technik angefertigt worden. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer wasserhaltigen Pigmentdispersion, die hervorragende Lichtfestigkeit, Wasserfestigkeit, Alkalifestigkeit und Lösungsmittelfestigkeit aufweist, und darüber hinaus hervorragende Stabilität im Verlauf der Zeit zeigt, und die geeignet zum Beschichten von Materialien, Papierbeschichtung, Textildruck, als Schreibtinte, Drucktinte, Tintenstrahldrucktinte, Farbfilter, Kosmetikmaterialien und Laserdrucktoner verwendet werden kann, und in der Schaffung eines Verfahrens zum einfachen Herstellen der wasserhaltigen Pigmentdispersion und einer die wasserhaltige Pigmentdispersion enthaltenden wasserhaltigen Tinte.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine wasserhaltige Pigmentdispersion mit einem Pigment und einem vernetzten thermoplastischen Harz, das Carboxylgruppe enthält, wobei das Pigment mit einem wasserlöslichen oder selbstemulgierenden Harz dispergiert wird, das Carboxylgruppen enthält, und, nachdem das Pigment dispergiert ist, das wasserlösliche oder selbstemulgierende thermoplastische Harz mit einem Vernetzungsmittel vernetzt wird, um das Carboxylgruppen enthaltende vernetzte thermoplastische Harz zu bilden, wobei das Verhältnis des Pigments zu dem wasserlöslichen oder selbstemulgierenden thermoplastischen Harz (Pigment/thermoplastisches Harz (Gewichtsverhältnis von effektiver Festsubstanz) 10/10 bis 10/1 ist, und das Verhältnis des Vernetzungsmittels zu dem wasserlöslichen oder selbstemulgierenden thermoplastischen Harz (Vernetzungsmittel/thermoplastisches Harz (Gewichtsverhältnis von effektiver Festsubstanz) 1/100 bis 50/100 beträgt.
Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Herstellen der oben genannten wasserhaltigen Pigmentdispersion, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren aufweist:

(1) einen Schritt zum Vordispergieren eines Pigments und eines wasserlöslichen oder selbstemulgierenden thermoplastischen Harzes, das eine Carboxylgruppe enthält, zum Erhalten einer Mischung,
(2) einen Schritt zum Behandeln der Mischung durch eine Dispergiermaschine, um so das Pigment mit einem thermoplastischen Harz zum Erhalten einer wasserhaltigen Dispersion zu dispergieren,
(3) einen Schritt zum Vernetzen des thermoplastischen Harzes in der Dispersion mit einem Vernetzungsmittel, und
(4) einen Schritt zum Einstellen des pH-Werts der das Pigment und das vernetzte thermoplastische Harz enthaltenden Dispersion auf einen alkalischen Bereich.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine wasserhaltige Tinte, die die oben genannte wasserhaltige Pigmentdispersion enthält.
BESTE ART ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
Die wie oben genannte wasserhaltige Pigmentdispersion der vorliegenden Erfindung ist eine Dispersion, in der ein Pigment mit einem thermoplastischen Harz dispergiert wird, das eine wasserlösliche oder selbstemulgierende Carboxylgruppe enthält (im Folgenden manchmal einfach als "thermoplastisches Harz" bezeichnet), das Verhältnis des Pigments zu dem thermoplastischen Harz (Pigment/thermoplastisches Harz (Gewichtsverhältnis von effektiver Festsubstanz) 10/10 bis 10/1 ist, das thermoplastische Harz mit einem Vernetzungsmittel vernetzt wird, nachdem das Pigment mit dem thermoplastischen Harz dispergiert wurde, und das Verhältnis des Vernetzungsmittels zum thermoplastischen Harz (Vernetzungsmittel/thermoplastisches Harz (Gewichtsverhältnis von effektiver Festsubstanz) 1/100 bis 50/100 beträgt.
Das in der vorliegenden Erfindung verwendete thermoplastische Harz wirkt als ein Dispergiermittel für das Pigment. Das thermoplastische Harz weist hervorragende Mischbarkeit und Dispergierfähigkeit für das Pigment auf. Unter Berücksichtigung von Dispergiervermögen im wasserhaltigen System und hervorragender Stabilisierung, wird das thermoplastische Harz verwendet, das Wasserlöslichkeits- oder Selbstemulgiervermögen aufweist.
Das thermoplastische Harz weist Carboxylgruppen auf. Die Anzahl von Carboxylgruppen in dem thermoplastisches Harz ist nicht besonders begrenzt. Außerdem kann das thermoplastische Harz die anderen funktionalen Gruppen wie zum Beispiel Hydroxylgruppen und Carbonylgruppen aufweisen.
Typische Beispiele des thermoplastischen Harzes sind zum Beispiel ein Vinylacetatharz so wie Polyvinylacetat, Polyvinylalkohol oder Acetalharz; Arcylharz so wie Polyacrylsäureester, Polyacrylnitryl oder Polyacrylamid; Terpenharz; Polyurethan; Polyamid wie zum Beispiel Nylon- oder Silikonharz. Insbesondere werden Acrylharz und Polyurethan geeignet verwendet.
Das Acrylharz ist besonders bevorzugt, da das Acrylharz hervorragende Lichtfestigkeit aufweist und einfach zu verarbeiten ist. Konkrete Beispiele des Acrylharzes sind, zum Beispiel, ein (Meth)Acrylsäure-Copolymer wie zum Beispiel Styrol-Acrylsäure-Copolymer, Styrol-Methylstyrol-Acrylsäure-Copolymer, Styrol-Acrylsäure-(Meth-) Acrylsäureester-Copolymer ("Ester" bezeichnet ein niedriges Alkylester, in dem die Anzahl von Kohlenstoffatomen einer Alkylgruppe etwa 1 bis 4 ist, im Folgenden auf das gleiche bezogen), Styrol-Methacrylsäure-Copolymer, Styrol-Methacrylsäure-(Meth-)Acrylsäureester-Copolymer, Acrylsäure-(Meth-)Acrylsäureester-Copolymer oder Methacrylsäure-(Meth-)Acrylsäureester-Copolymer; ein Maleinsäure-Copolymer wie zum Beispiel Styrol-Maleinsäure-Copolymer, Styrol-Methylstyrol-Maleinsäure-Copolymer, Styrol-Acrylsäureester-Maleinsäure-Copolymer oder Styrol-Methacrylsäureester-Maleinsäure-Copolymer; ein Styrolcopolymer wie zum Beispiel Styrol-Acrylsäureester-Styrolsulfonsäure-Copolymer; Styrol-Methacrylsulfonsäure-Copolymer oder Styrol-Acrylsäureester-Allylsulfonsäure-Copolymer. Diese können allein oder als Beimischung derselben verwendet werden.
Das Polyurethan ist besonders bevorzugt, da das Polyurethan hervorragendes Haftvermögen und hervorragende Flexibilität aufweist. Das Polyurethan wird basierend auf der Art von Polyol unter Harzkomponenten klassifiziert. Beispiele des Polyurethans sind zum Beispiel Polyurethan vom Polyestertyp, Polyurethan vom Polycarbonattyp und Polyurethan vom Polyethertyp. Diese können allein oder als Beimischung derselben verwendet werden.
Ein thermoplastisches Harz, das ein Molekulargewicht-Zahlenmittel von 2000 bis 20000 und einen Säurewert von 30 bis 300 aufweist, ist bevorzugt. Um hervorragendes Dispensiervermögen für das Pigment aufzuweisen, ist es erwünscht, dass das Molekulargewicht-Zahlenmittel mindestens 2000, vorzugsweise mindestens 2500, und höchstens 20000, vorzugsweise höchstens 15000 beträgt. Wenn das thermoplastische Harz zum Beispiel mit einem organischen Amin neutralisiert wird, ist es zum Verhindern eines Sinkens des Dispensiervermögens aufgrund einer Schwierigkeit hinsichtlich Wasserlöslichmachung erwünscht, dass der Säurewert mindestens 30, vorzugsweise mindestens 50 beträgt. Zum Verhindern eines Absinkens der Endwasserfestigkeit der wasserhaltige Pigmentdispersion ist es erwünscht, dass der Säurewert höchstens 300, vorzugsweise höchstens 250 beträgt.
Das in der vorliegenden Erfindung verwendete Pigment ist nicht besonders begrenzt. Verschiedene organische Pigmente und verschiedene anorganische Pigmente können verwendet werden.
Typische Beispiele des Pigments sind zum Beispiel verschiedene organische Pigmente wie zum Beispiel ein Azopigment so wie Beispiel Azolake, unlösliches Monoazopigment, unlösliches Disazopigment oder Chelatazopigment, und ein polyzyklisches Pigment so wie Phthalocyaninpigment, Perylenpigment, Perinonpigment, Anthraquinonpigment, Quinacridonpigment, Dioxadinpigment, Thioindigopigment, Isoindolinonpigment, Quionphthalonpigment, Diketo-Pyrrolo-Pyrrol-Pigment, Benzimidazolonpigment oder Threnpigment; zahlreiche anorganische Pigmente wie zum Beispiel ein Oxid so wie Titandioxid, Eisenoxid, Eisenoxidrot oder Chromoxid, Carbon-Black, Fluoreszenzpigment und Perlmuttpigment. Diese können allein oder als Beimischung derselben verwendet werden.
Konkrete Beispiele des organischen Pigments sind zum Beispiel Pigment Gelb 1 (Farbindex (im Folgenden als "C.I." bezeichnet) 11680), Pigment Gelb 3 (C.I.11710), Pigment Gelb 14 (C.I.21095), Pigment Gelb 42 (C.I.77492), Pigment Gelb 74 (C.I.11741), Pigment Gelb 83 (C.I.21108), Pigment Gelb 106, Pigment Gelb 108 (C.I.68240), Pigment Gelb 117, Pigment Gelb 126, Pigment Gelb 139, Pigment Gelb 185, Pigment Orange 5 (C.I.12075), Pigment Orange 67, Pigment Rot 3 (C.I.12120), Pigment Rot 22 (C.I.12315), Pigment Rot 48:1 (C.I.15865:1), Pigment Rot 48:4 (C.I.15865:4), Pigment Rot 101 (C.I.77491), Pigment Rot 112 (C.I.12370), Pigment Rot 123 (C.I.71145), Pigment Rot 169 (C.I.45160:2), Pigment Violet 23 (C.I.51319), Pigment Violet 27 (C.I.42555:3), Pigment Blau 1 (C.I.42595:2), Pigment Blau 15:1 (C.I.74160), Pigment Blau 15:3 (C.I.74160), Pigment Blau 15:6 (C.I.74160), Pigment Blau 61 (C.I.42765:1), Pigment Grün (C.I.74260) und Pigment Grün 36 (C.I.74265).
Konkrete Beispiele der anorganischen Pigmente sind zum Beispiel Pigment Gelb 42 (C.I.77492), Pigment Weiß 6 (C.I.77891), Pigment Blau 27 (C.I.77510), Pigment Blau 29 (C.I.77007) und Pigment Schwarz 7 (C.I.77266).
Da in der vorliegenden Erfindung die Partikelgröße leicht klein wird und die relative Dichte klein ist, wird das organische Pigment bevorzugt unter Berücksichtigung von Stabilität verwendet. Es gibt keine Begrenzung hinsichtlich der Form des Pigments. Verschiedene oberflächenbehandelte Pigmente, pulver- und wasserhaltige Pasten können angewendet werden. Unter Berücksichtigung des Dispergiervermögens ist es bevorzugt, dass die primäre Partikelgröße des Pigments allgemein höchstens etwa 0,1 μm beträgt.
Unter Berücksichtigung der Harzmenge für die größten Auswirkungen zur Dispersion des Pigments und zum Verhindern höherer Kosten aufgrund niedriger Auswirkungen trotz überschüssiger Menge, ist es erwünscht, dass das Verhältnis des Pigments zum thermoplastischen Harz (Pigment/thermoplastisches Harz (Gewichtsverhältnis von effektiver Festsubstanz) mindestens 10/10, vorzugsweise mindestens 10/7 ist. Unter Berücksichtigung der für die Dispergierung des Pigments benötigtes Harzmenge ist es erwünscht, dass das Verhältnis des Pigments zum thermoplastischen Harz (Pigment/thermoplastisches Harz (Gewichtsverhältnis von effektiver Festsubstanz) höchsten 10/1, bevorzugt höchstens 10/1,5 beträgt.
Bei dem Verfahren der vorliegenden Erfindung werden als der erste Schritt (1) das Pigment und das thermoplastische Harz vordispergiert, um eine Mischung zu erhalten.
Nachdem ein Pigment und ein Dispergiermittel in einem Lösungsmittel vorgerührt wurden, werden diese allgemein Dispersion ausgesetzt. Das Vorrühren weist Auswirkungen zum Verbessern der Benetzbarkeit des Pigments mit dem Dispergiermittel auf. Das Vorrühren ist jedoch unzureichend zum Herstellen kleiner Partikeln in dem nächsten Dispersionsschritt. Dementsprechend wird angenommen, dass der Vordispersionsschritt stärker erforderlich als der Vorrührschritt ist. Das heißt, bei der vorliegenden Erfindung werden das Pigment und das thermoplastische Harz vordispergiert, um wirksam grobe große Partikeln zu mahlen und einheitliche feine Partikeln in dem nächsten Dispersionsschritt zusätzlich dazu zu erhalten, dass ein Misch- und Benetzungseffekt des Pigments mit dem thermoplastischen Harz gezeigt wird.
Die Vordispergierung des Pigments und des thermoplastischen Harzes kann zum Beispiel durch Verwendung eines Mischers vom Porenschertyp ausgeführt werden.
Der Mischer vom Porenschertyp hat eine Struktur für größeres Scheren zwischen jedem Rührflügelblatt, und zwischen dem Rührflügelblatt und einem Behälter. Der Mischer vom Porenschertyp ist für äußerst dickflüssiges Material geeignet. Konkrete Beispiele des Mischers vom Porenschertyp sind zum Beispiel Mischknetmaschine, Planetenmischer und Butterflymischer.
Temperatur und Zeit für Vordispersion sind nicht besonders begrenzt. Zum Beispiel können Temperatur und Zeit für die Vordispersion entsprechend der Art des Pigments und des thermoplastischen Harzes eingestellt werden, so dass das Pigment und das thermoplastische Harz ausreichend vordispergiert werden.
Bei der vorliegenden Erfindung ist es zu bevorzugen, dass das thermoplastische Harz mit einem organischen Amin mit einem Siedepunkt von höchstens 200°C vor Vordispersion im ersten Schritt (1), oder von nach der Vordispersion bis vor Behandlung der Mischung durch eine Dispergiermaschine im zweiten Schritt (2) neutralisiert wird.
Das thermoplastische Harz wird mit dem organischen Amin im wasserhaltigen System neutralisiert. Wenn das thermoplastische Harz neutralisiert ist, besteht der Vorteil, dass das Dispergiervermögen des thermoplastischen Harzes beträchtlich verbessert wird. Zum Beispiel unter Berücksichtigung, dass das organische Amin während der Vernetzungsreaktion entfernt wird, um die Gefahr oder Schwierigkeit von Destillation zu beseitigen, ist es erwünscht, dass ein organisches Amin mit einem Siedepunkt von höchsten 200°C, vorzugsweise höchstens 180°C verwendet wird.
Konkrete Beispiele des organischen Amins sind, zum Beispiel, Ammoniak, Monoethylamin, Diethylamin, Triethylamin, Diisopropylamin, Isopropylamin, Monoethanolamin, 2-Amino-2-Methylpropanol, Morphinolin, N,N-Dimethylethanolamin und N-Methylethanolamin. Diese können allein oder als Beimischung derselben verwendet werden.
Die Menge des organischen Amins ist nicht besonders begrenzt. Zum Beispiel ist es zu bevorzugen, dass die Menge des organischen Amins so eingestellt wird, dass der Neutralisationsgrad des thermoplastischen Harzes 100 bis 150% oder dergleichen ist. Temperatur und Zeit zur Neutralisation sind nicht besonders begrenzt. Es ist zu bevorzugen, dass Temperatur und Zeit zur Neutralisation geeignet gemäß der Art des thermoplastischen Harzes und des organischen Amins angepasst werden.
Als der zweite Schritt (2) wird die so vordispergierte Mischung durch eine Dispergiermaschine behandelt und das Pigment wird mit dem thermoplastischen Harz dispergiert, um eine Dispersion zu erhalten.
Die obige Mischung wird in einem wasserhaltigen System behandelt. Beispiele der Dispergiermaschine zur Behandlung der Mischung sind, zum Beispiel, eine Dispergiermaschine vom Medientyp und eine Dispergiermaschine vom Kollisionstyp.
Die Dispergiermaschine vom Medientyp wirkt wie die folgende Dispergiermaschine. Das heißt, durch Verwendung dieser Dispergiermaschine werden Medien mit kleiner Größe, wie zum Beispiel Glas, Tonerde, Zirkonerde, Stahl oder Wolfram bei hoher Geschwindigkeit in einem Behälter bewegt, und die Medien durchquerender Schlamm wird mit Scherkraft zwischen den Medien gemahlen. Konkrete Beispiele der Dispergiermaschine vom Medientyp sind zum Beispiel Kugelmühle, Sandmühle, Perlmühle, Rührmühle, Schlagmühle, Ultraviskosmühle, Zahnscheibenmühle und Ultrafeinmühle.
Die Dispergiermaschine vom Kollisionstyp wirkt wie die folgende Dispergiermaschine. Das heißt, durch Verwendung dieser Dispergiermaschine kollidiert Fluid mit einer Wand bei hoher Geschwindigkeit, oder jedes Fluid kollidiert mit einander bei hoher Geschwindigkeit, so dass das Pigment im Fluid gemahlen wird. Konkrete Beispiele der Dispergiermaschine vom Kollisionstyp sind zum Beispiel Nanomizer, Homogenisator, Mikrofluidizer und Ultimizer.
In der vorliegenden Erfindung können zusätzlich zu den oben aufgeführten Dispergiermaschinen gut bekannte Dispergiermaschinen wie zum Beispiel eine Walzmühle und Ultraschall-Dispergiermaschine zur Herstellung der Dispersion verwendet werden.
Temperatur und Zeit zur Behandlung der Mischung durch Verwendung der Dispergiermaschine sind nicht besonders begrenzt. Zum Beispiel werden Temperatur und Zeit zur Behandlung gemäß der Art des Pigments und des thermoplastischen Harzes so eingestellt, dass das Pigment ausreichend fein mit dem thermoplastischen Harz dispergiert wird.
In der vorliegenden Erfindung kann zum weiteren Verbessern des Dispergiervermögens und der Benetzbarkeit des Pigments bedarfsgemäß ein anderes Harz als das thermoplastische Harz verwendet werden, und ein oberflächenaktives Mittel der Mischung während Dispersion des Pigments mit dem thermoplastischen Harz hinzugefügt werden.
Beispiele des anderen Harzes als dem thermoplastischen Harz sind zum Beispiel wässrige Harze so wie eine natürliche hochmolekulare Verbindung so wie Carboxylmethylzellulose, Hydroxyethylzellulose, Alginsäure und ein Salz derselben, Gum Guar oder Gelatine, eine synthetische hochmolekulare Verbindung wie zum Beispiel Polyacrylamid oder Polyvinylalkohol; und ein wärmehärtendes Acrylharz. Es ist erwünscht, dass die Menge des Harzes 1 bis 15 Gewichtsprozent oder dergleichen, vorzugsweise 2 bis 10 Gewichtsprozent oder dergleichen der Mischung nach Vordispersion beträgt.
Beispiele des oberflächenaktiven Mittels sind zum Beispiel ein anionisches oberflächenaktives Mittel so wie Alkylbenzol-Sulfonsäuresalz, Salz eines höheren Alkohols und Sulfats, höheres Fettsäuresalz, höheres Alkyldicarboxylsäuresalz, Alkylnaphthalen-Sulfonsäuresalz, Alkylsulfonsuccinsäuresalz, Kondensationssalz von Naphthalensulfonsäure und Formalin, Salz von Polyoxyethylenalkylether und Schwefelsäure oder Polyoxyethylenalkylphosphat; ein nichtionisches oberflächenaktives Mittel wie zum Beispiel Polyoxyethylenalkylether, Polyoxyethylenalkylphenylether, Fettsäuremonoglyzerid, Sorbitanfettsäureester, Polyoxyethylenfettsäureester, Polyglycerinfettsäureester oder Polyoxyethylen-Additionsacetylenglykol, und ein kationisches oberflächenaktives Mittel wie zum Beispiel aliphatisches Aminsalz, aliphatisches Phosphoniumsalz oder aliphatisches Sulfoniumsalz. Es ist erwünscht, dass die Menge des oberflächenaktiven Mittels 1 bis 20 Gewichtsprozent oder dergleichen, vorzugsweise 2 bis 15 Gewichtsprozent oder dergleichen der Mischung nach Vordispersion beträgt.
Wenn ein wässriges organisches Lösungsmittel mit höherem Siedepunkt während Dispersion verwendet wird, kann Trocknen verhindert werden, und Benetzbarkeit mit dem Pigment und Lagerstabilität können verbessert werden.
Konkrete Beispiele des wässrigen organischen Lösungsmittels mit höherem Siedepunkt sind, zum Beispiel, Monoethylenglykol, Diethylenglykol, Triethylenglykol, Propylenglykol, Hexylenglykol, Glyzerin, 1,3-Butandiol, Polyglyzerin, Thiodiglykol, Polyethylenglykol, N-Methyl-2-Pyrrolidon, 1,3-Dimethyl-2-Imidazolydinon, Monoethylenglykol-Monomethylether, Diethylenglykol-Monoethylether, Diethylenglykol-Monobutylether, Triethylenglykol-Monoethylether, und Triethylenglykol-Monobutylether. Beispiele des wässrigen organischen Lösungsmittels mit höherem Siedepunkt sind nicht auf die oben aufgeführten begrenzt. Es ist erwünscht, dass die Menge des wässrigen organischen Lösungsmittels mit höherem Siedepunkt 3 bis 30 Gewichtsprozent oder dergleichen, vorzugsweise 5 bis 15 Gewichtsprozent oder dergleichen der Mischung nach Vordispersion beträgt.
Außerdem können allgemeine Zusätze wie zum Beispiel ein antiseptisches und rosthemmendes Mittel so wie Methylbenzoat, Natriumdehydroacetat oder 1,2-Benzothiazolin-3-on, ein pH-Anpassungsmittel wie zum Beispiel Kaliumdihydrophosphat; Emulsion; ein Viskositätsanpassungsmittel und ein Entschäumungsmittel geeignet der Mischung während Dispersion des Pigments mit dem thermoplastischen Harz hinzugegeben werden.
Als der dritte Schritt (3) wird das thermoplastische Harz in der Dispersion, die durch Dispergieren des Pigments mit dem thermoplastischen Harz hergestellt wird, mit einem Vernetzungsmittel vernetzt.
Hinsichtlich der Dispersion wird der pH-Wert am Ende der Vernetzungsreaktion innerhalb des Bereichs von 6,0 bis 8,0 angepasst. Die Gründe zum Anpassen des pH-Werts am Ende der Vernetzungsreaktion sind wie folgt:
Wenn der pH-Wert höher als 8,0 ist, kann die Vernetzungsreaktion des thermoplastischen Harzes nicht ausreichend fortschreiten und eine wasserhaltige Pigmentdispersion, die hervorragende Eigenschaften wie zum Beispiel Wasserfestigkeit, Alkalifestigkeit und Lösungsmittelfestigkeit aufweist, kann nicht erhalten werden. Wenn der pH-Wert niedriger als 6,0 ist, wird gelöstes thermoplastisches Harz ausgefällt. Es ist zu bevorzugen, dass der pH-Wert der Dispersion höchstens 7,8 und wenigstens 6,3 beträgt.
Wenn das thermoplastische Harz mit dem organischen Amin mit einem Siedepunkt von höchsten 200°C neutralisiert wird, ist ein Beispiel eines Prozesses zum Anpassen des pH-Werts der Dispersion am Ende der Vernetzungsreaktion auf den Bereich von 6,0 bis 8,0, zum Beispiel ein Verfahren, bei dem die Menge des organischen Amins vorhergehend angepasst wird, oder das organische Amin entfernt wird. Ferner kann ein Verfahren verwendet werden, bei dem die Dispersion mit einer sauren Verbindung behandelt wird.
Entfernung des organischen Amins kann durch einen Verdampfer ausgeführt werden. Wenn überschüssiges organisches Amin während Neutralisierung entfernt wird, kann eine Behinderung der Vernetzungsreaktion des thermoplastischen Harzes verhindert werden.
Beispiele der sauren Verbindung sind zum Beispiel eine anorganische Säure wie zum Beispiel Salzsäure, Schwefelsäure oder Salpetersäure; eine niedere organische Säure wie zum Beispiel Essigsäure, Buttersäure, Milchsäure oder Apfelsäure; eine organische Verbindung vom Ethertyp oder Estertyp wie zum Beispiel höhere Fettsäure, Benzolsulfonsäure, Ester von höherem Alkohohl und Schwefelsäure, höhere Alkyldicarboxylsäure, Alkylnaphthalen-Sulfonsäure, Alkylsulfonsuccinsäure, Polyoxyethylen-Alkylschwefelsäureester oder Polyoxyethylen-Alkylphosphorsäure. Diese können geeignet gemäß der Art des thermoplastischen Harzes ausgewählt und verwendet werden. Die Menge der sauren Verbindung ist nicht besonders begrenzt. Die Menge kann geeignet so eingestellt werden, dass der pH-Wert der Dispersion am Ende der Vernetzungsreaktion innerhalb des Bereichs von 6,0 bis 8,0 angepasst wird.
Allgemein stellen Beispiele eines Aushärtungsprozesses eines Carboxylgruppen enthaltenden thermoplastischen Harzes, das zum Beschichten von Material oder Drucktinte verwendet wird, einen Prozess, in dem Feuchtigkeit, Lösungsmittel und organische Amine unter der Bedingung von Erhitzung zerstreut werden, und gleichzeitig funktionale Gruppen die Aushärtungsreaktion beginnen; und einen Prozess dar, bei dem Feuchtigkeit, Lösungsmittel und organische Amine unter der Bedingung von Erhitzung zerstreut werden, und gleichzeitig Polymerisationsaushärtung basierend auf Radikalquellen wie zum Beispiel organischen Aminen erfolgt. In beiden Prozessen schreitet Vernetzung dreidimensional fort, so dass ein starker Film gebildet wird.
In der vorliegenden Erfindung härtet das Harz unter Aufrechterhaltung seiner Funktion als ein Dispergiermittel ohne Adsorption und Zusammenballung der Pigmentpartikeln miteinander in dem wasserhaltigen System aus. Zusätzlich wird Stabilität gegeben. Das heißt, keine funktionalen Gruppen in dem Harz gehen perfekte Reaktionen ein, aber es ist erforderlich, dass wesentliche funktionale Gruppen zum Aufrechterhalten des gelösten Zustands der eigenen Carboxylgruppen des Harzes nach Vernetzung übrig bleiben.
Eins der wichtigen Elemente besteht darin, dass Steuerung hinsichtlich der wesentlichen funktionalen Gruppen durch Verwendung des pH-Werts der Dispersion am Ende der Vernetzungsreaktion untersucht wird.
In der vorliegenden Erfindung wird das thermoplastische Harz vernetzt, nachdem das Pigment mit dem thermoplastischen Harz dispergiert wurde. Dementsprechend kann die wasserhaltige Pigmentdispersion, die hohe Dispergierwirkung zeigt, kleine Partikelgröße aufweist und hervorragende Stabilität im Verlauf der Zeit hat, anders als konventionelle Dispersionen des Pigments mit einem vorhergehend vernetzten Harz erhalten werden.
Da die Dispersion auf Wasser basiert, ist es unter dem Gesichtspunkt von Verwendungsleichtigkeit zu bevorzugen, dass ein zum Vernetzen des thermoplastischen Harzes verwendetes Vernetzungsmittel ein wässriges Polymer oder ein wässriges Oligomer ist.
Es ist zu bevorzugen, dass das wässrige Polymer mit einer Carboxylgruppe als eine Vernetzungsstelle reagiert und bei niedrigerer Temperatur vernetzbar ist. Typische Beispiele des wässrigen Polymers sind zum Beispiel wässriges Polymer vom Polycarbodiimid-Typ, wässriges Polymer vom Oxazolin-Typ und wässriges Polymer vom Polyethylenimin-Typ.
Es ist zu bevorzugen, dass das wässrige Oligomer eine (Meth-)Acrylgruppe enthält und bei niedrigerer Temperatur vernetzbar ist. Typische Beispiele des wässrigen Oligomers sind zum Beispiel Oligoester-(Meth-)Acrylat hauptsächlich mit Esterbindung, Urethan-(Meth-)Acrylat mit Urethanbindung, und Epoxid-(Meth-)Acylat mit Hauptgerüst aus Epoxidharz.
Zum ausreichenden Fortschreiten der Vernetzungsreaktion beträgt das Verhältnis des Vernetzungsmittels zu dem thermoplastischen Harz (Vernetzungsmittel/thermoplastisches Harz (Gewichtsverhältnis von effektiver Festsubstanz)) mindestens 1/100, vorzugsweise mindestens 2/100. Zum Beseitigen der Gefahr, dass die Vernetzungswirkung nicht verbessert werden kann und dass Qualität der wasserhaltigen Pigmentdispersion aufgrund überschüssigem Vernetzungsmittel gesenkt wird, beträgt das Verhältnis des Vernetzungsmittels zum thermoplastischen Harz (Vernetzungsmittel/thermoplastisches Harz (Gewichtsverhältnis von effektiver Festsubstanz)) höchstens 50/100, vorzugsweise höchsten 45/100.
Die Temperatur und Zeit zum Vernetzen des thermoplastischen Harzes sind nicht besonders begrenzt. Zum Beispiel werden Temperatur und Zeit zum Vernetzen geeignet gemäß der Art des thermoplastischen Harzes und des Vernetzungsmittels angepasst. Der Vernetzungsgrad des thermoplastischen Harzes in der Dispersion wird durch Zusätze in dem wasserhaltigen System beeinflusst. Unter Berücksichtigung, dass die Carboxylgruppe in dem Harz bei äquivalenten Mol reagiert, ist es zu bevorzugen, dass der Vernetzungsgrad 20 bis 100 oder dergleichen beträgt.
Unter dem Gesichtspunkt betrachtet, dass hervorragende physikalische Eigenschaften wie zum Beispiel Alkalifestigkeit und Lösungsmittelfestigkeit gezeigt werden können, ist es erwünscht, dass der Gelanteil des vernetzten thermoplastischen Harzes wenigstens 30%, vorzugsweise wenigstens 35% beträgt. Die Obergrenze des Gelanteils ist 100. Ein höherer Gelanteil ist stärker bevorzugt.
Allgemein stellt der Gelanteil einen Standardwert für den Vernetzungsgrad des Harzes dar. In der vorliegenden Erfindung wurde die wasserhaltige Pigmentdispersion pulverisiert und getrocknet, und die ausgewaschene Menge des Harzes wurde mit Tetrahydrofuran als ein Lösungsmittel gemessen. So, dass der Gelanteil in Übereinstimmung mit diesem gemessenen Wert berechnet wurde.
Unter dem Gesichtspunkt betrachtet, dass Eigenschaften der gewünschten wasserhaltigen Pigmentdispersion ausreichend verbessert werden, ist es erwünscht, dass das Molekulargewicht-Zahlenmittel des vernetzten thermoplastischen Harzes mehr als 100000, vorzugsweise mindestens 200000 beträgt. Ein höheres Molekulargewicht-Zahlenmittel ist stärker bevorzugt.
Das thermoplastische Harz wird vernetzt, so dass eine das Pigment und das vernetzte thermoplastische Harz enthaltende Dispersion erhalten werden kann. Unter dem Gesichtspunkt betrachtet, dass Stabilität im Verlauf der Zeit für eine lange Zeitspanne verbessert wird, ist es zu bevorzugen, dass das vernetzte thermoplastische Harz stark an dem Pigment adsorbiert wird.
Als der vierte Schritt (4) wird der pH-Wert der das Pigment und das vernetzte thermoplastische Harz enthaltenden Dispersion auf Alkalibereich angepasst, um die wasserhaltige Pigmentdispersion der vorliegenden Erfindung zu erhalten.
Zum Verbessern von Stabilität der wasserhaltigen Pigmentdispersion im Verlauf der Zeit, wird der pH-Wert der Dispersion auf Alkalibereich angepasst.
Zum Anpassen des pH-Werts der Dispersion auf Alkalibereich, kann zum Beispiel ein alkalisierendes Mittel verwendet werden. Das alkalisierende Mittel ist nicht besonders begrenzt. Als das alkalisierende Mittel werden zum Beispiel ein organisches Amin so wie Ammoniak, Monoethanolamin, Diethanolamin, Triethanolamin, Triethylamin, Diethylamin, N,N-Dimethylethanolamin, N,N-Diethylethanolamin, 2-Dimethylamino-2-Methyl-1-Propanol, Monoisopropanolamin, Diisopropanolamin, Triisopropanolamin, N-Ethyldiethanolamin, N-Methyldiethanolamin oder Morpholin; ein Alkalimetallsalz wie zum Beispiel Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid oder Lithiumhydroxid verwendet.
Die Menge des alkalisierenden Mittels ist nicht besonders begrenzt.
Zum Anpassen des pH-Werts der wasserhaltigen Pigmentdispersion auf Alkalibereich von mindestens 8, vorzugsweise 8,5 bis 10 oder dergleichen, ist es zu bevorzugen, dass die Menge des alkalisierenden Mittels 0,1 bis 0,5 Gewichsprozent oder dergleichen der Dispersion beträgt.
Die Temperatur und Zeit zum Anpassen des pH-Werts der Dispersion auf Alkalibereich sind nicht besonders begrenzt. Zum Beispiel werden die Temperatur und Zeit zum Anpassen des pH-Werts geeignet gemäß der Art des Pigments und des vernetzten thermoplastischen Harzes, die in der Dispersion enthalten sind, und der Art des alkalisierenden Mittels angepasst.
Die wasserhaltige Pigmentdispersion wird Zentrifugaltrennung oder Filterbehandlung unterzogen, und grobe große Partikeln werden entfernt. Infolgedessen kann die Qualität der wasserhaltigen Pigmentdispersion weiter verbessert werden.
Unter Berücksichtigung, dass hervorragende Stabilität im Verlauf der Zeit gezeigt werden kann, ist es erwünscht, dass eine mittlere Partikelgröße des dispergierten Pigments in der wasserhaltigen Pigmentdispersion der vorliegenden Erfindung höchstens bei 200 nm, vorzugsweise bei 170 nm liegt.
Unter Berücksichtigung, dass Ausfällung kaum erfolgt und hervorragende Stabilität im Verlauf der Zeit gezeigt werden kann, ist es erwünscht, dass die wasserhaltige Pigmentdispersion der vorliegenden Erfindung einen Absorptionsgrad aufweist, der gemäß der folgenden Gleichung (I) berechnet wird:
von mindestes 10, vorzugsweise mindestens 15, und höchstens 100. Hinsichtlich des oben genannten Absorptionsgrads, wird Zentrifugalbehandlung der wasserhaltigen Pigmentdispersion der vorliegenden Erfindung unter der Bedingung von 8000 Umdrehungen/5 Min. und 10000 G ausgeführt. Ferner ist das Absorptionsvermögen ein gemessener Wert oberer Spitze in einer verdünnten Lösung, die durch Verdünnen von 1 g der Pigmentmenge mit 5 L Ionenaustauschwasser erhalten wird.
Die Festsubstanzkonzentration der wasserhaltigen Pigmentdispersion der vorliegenden Erfindung beträgt allgemein 5 bis 40 Gewichtsprozent oder dergleichen.
Dem Verfahren der vorliegenden Erfindung zufolge, kann die wasserhaltige Pigmentdispersion, die hervorragende Lichtfestigkeit, Wasserfestigkeit, Alkalifestigkeit und Lösungsmittelfestigkeit aufweist, und zusätzlich hervorragende Stabilität im Verlauf der Zeit zeigt, einfach hergestellt werden.
Da die wasserhaltige Pigmentdispersion der vorliegenden Erfindung die oben aufgeführten hervorragenden physikalischen Eigenschaften gleichzeitig aufweist, kann die Dispersion geeignet für Beschichtung von Materialien; Papierbeschichtung, Textildruck; wasserhaltige Tinte wie zum Beispiel Schreibtinte, Drucktinte oder Tintenstrahldrucktinte; Farbfilter, Kosmetikmaterialien wie zum Beispiel Eyeliner; und Aufzeichnungsmaterialien wie zum Beispiel Toner für Laserdruck verwendet werden.
Die wasserhaltige Tinte der vorliegenden Erfindung enthält die oben aufgeführte wasserhaltige Pigmentdispersion.
Zum deutlichen Erfüllen der Funktion als ein Färbemittel, ist es erwünscht, dass der Gehalt der wasserhaltigen Pigmentdispersion in der wasserhaltigen Tinte mindestens 5 Gewichtsprozent, vorzugsweise mindestens 10 Gewichtsprozent, als 20 Gewichtsprozent der Festsubstanzkonzentration aufweist. Zum Verhindern eines zu starken Anstiegs von Viskosität der wasserhaltigen Tinte und unter Berücksichtigung der Zugabe anderer, später genannter Zusätze zu der wasserhaltigen Tinte, ist es erwünscht, dass der Gehalt der wasserhaltigen Pigmentdispersion in der wasserhaltige Tinte höchstens 70 Gewichtsprozent, vorzugsweise höchstens 60 Gewichtsprozent, als 20 Gewichtsprozent der Festsubstanzkonzentration aufweist.
Zusätzlich zu der oben genannten wasserhaltigen Pigmentdispersion kann die wasserhaltige Tinte der vorliegenden Erfindung verschiedene Lösungsmittel und andere Zusätze enthalten, die gewöhnlich in der allgemeinen wasserhaltigen Tinte enthalten sind. Beispiele der Lösungsmittel und der anderen Zusätze sind zum Beispiel ein Lösungsmittel vom wasserhaltigen Typ so wie Ionenaustauschwasser; ein organisches Lösungsmittel so wie Monoethylenglykol; Diethylenglykol, Triethylenglykol, Polyethylenglykol, Glyzerin, Polyglyzerin, Propylenglykol, 1,3-Butandiol, Thiodiglykol, N-Methyl-2-Pyrrolidon, Monoethylenglykol-Monomethylether, Diethylenglykol-Monomethylether oder Triethylenglykol-Monomethylether; und die Zusätze wie zum Beispiel ein Zucker so wie Glukose, Galaktose, Maltit oder Cyklodextrin; ein antiseptisches und rosthemmendes Mittel wie zum Beispiel Methylbenzoat, Natriumdehydroacetat oder 1,2-Benzothiazolin-3-on; ein pH-Anpassungsmittel wie zum Beispiel Kaliumdihydrophosphat; ein Viskositätsanpassungsmittel wie zum Beispiel Polyvinylalkohol oder Methylzellulose; ein Entschäumungsmittel wie zum Beispiel eine Silikonverbindung; oder Emulsion. Die Menge des Lösungsmittels vom wasserhaltigen Typ, organischen Lösungsmittels und der Zusätze kann geeignet so angepasst werden, dass die Gesamtmenge der wasserhaltigen Pigmentdispersion und diese 100 Gewichtsprozent erreichen.
Ein Verfahren zum Herstellen der wasserhaltigen Tinte der vorliegenden Erfindung ist nicht besonders begrenzt. Zum Beispiel werden die wasserhaltige Pigmentdispersion und das Lösungsmittel vom wasserhaltigen Typ, das organische Lösungsmittel und die Zusatzstoffe, die bedarfsgemäß verwendet werden, einheitlich verrührt und miteinander vermischt.
Die wasserhaltige Tinte der vorliegenden Erfindung weist die oben aufgeführten hervorragenden physikalischen Eigenschaften gleichzeitig auf und kann geeignet für Schreibtinte, Drucktinte und Tintenstrahldrucktinte verwendet.
Die wasserhaltige Pigmentdispersion, das Verfahren zum Herstellen derselben und die dieselbe enthaltende wasserhaltige Tinte der vorliegenden Erfindung sollen spezifischer aufgrund von Beispielen erklärt werden. Der Umfang der vorliegenden Erfindung ist jedoch nicht nur auf die Beispiele begrenzt.
BEISPIEL 1
[VORDISPERGIERUNGSCHRITT]

Die folgenden Komponenten wurden durch Knetmischen mit einem Knetmischer bei Raumtemperatur 1 Stunde lang hergestellt und vordispergiert, um eine Mischung zu erhalten.

Komponente	Menge (Teil(e)nach Gewicht)
	(im Folgenden als
	"Teil(e)" bezeichnet)
Gelbes Pigment	65
(Pigment Gelb 14 (C.I.21095)
Styrol-Acrylsäure-Copolymer	30
(Styrol/Acrylsäure (Gewichts
verhältnis) = 88/12; Säurewert: 94
(Molekulargewicht-Zahlenm.:12000)
Ethylenglykol	5

Dann wurden 5 Teile von 25% Ammoniakwasser und 370 Teile Ionenaustauschwasser der Mischung hinzugefügt. Diese wurden bei 80°C 3 Stunden lang gerührt, so dass das Styrol-Acrylsäure-Copolymer neutralisiert und gelöst wurde (Neutralisationsgrad: etwa 150%).
[Dispergierungsschritt]
Die somit vordispergierte und neutralisierte Mischung wurde Behandlung in drei Durchläufen in einer Sandmühle unterzogen, die mit Glaskügelchen mit einem Durchmesser von 0,7 mm in einem Volumen von 80% gefüllt war. Infolgedessen wurde das gelbe Pigment fein mit dem Styrol-Acrylsäure-Copolymer dispergiert, so dass eine Dispersion erhalten wurde.
Dann wurde der Teil von Ammoniak in der obigen Dispersion durch einen Verdampfer entfernt und der pH-Wert der Dispersion wurde auf 7,0 angepasst.
[Vernetzungsbehandlungsschritt]
Der obigen Dispersion mit einem pH-Wert von 7,0 wurden 5 Teile von 30% wässrigem Carbodiimidharz (Carbodiimidäquivalent: 300) hinzugegeben, und diese wurden bei 90°C 5 Stunden lang gerührt. Infolgedessen wurden das Styrol-Acrylsäure-Copolymer in der Dispersion vernetzt (Gelanteil von vernetztem Styrol-Acrylsäure-Copolymer: 40%, Molekulargewicht-Zahlenmittel des vernetzten Styrol-Acrylsäure-Copolymers: 500000). Dann wurde das vernetzte Styrol-Acrylsäure-Copolymer stark an dem gelben Pigment adsorbiert. Der pH-Wert der Dispersion am Ende der Vernetzungsreaktion betrug 6,8.
[Anpassungsschritt von pH-Wert]
Der Dispersion, die das gelbe Pigment und das stark an demselben adsorbierte vernetzte Styrol-Acrylsäure-Copolymer enthielt, wurde Triethanolamin in einer Menge von 0,3 Gewichtsprozent hinzugegeben, so dass der pH-Wert der Dispersion auf 8,7 angepasst wurde.
Die Dispersion wurde Zentrifugaltrennung bei 25000 G 5 Minuten lang unterzogen und grobe große Partikeln wurden entfernt. Infolgedessen wurde eine gelbe wasserhaltige Pigmentdispersion mit einer Festsubstanzkonzentration von 20 Gewichtsprozent hergestellt.
Die mittlere Partikelgröße des Pigments in der gelben wasserhaltigen Pigmentdispersion betrug 130 nm und der gemäß der oben aufgeführten Gleichung (I) berechnete Absorptionsgrad war 30.
Dann wurden 105 Teile der oben genannten gelben wasserhaltigen Pigmentdispersion mit 35 Teilen Diethylenglykol und 110 Teilen Ionenaustauschwasser miteinander vermischt und verrührt, um eine gelbe wasserhaltige Tinte zum Schreiben zu erhalten. Unter Verwendung der wasserhaltigen Tinte wurde ein Schreibtest durchgeführt. Infolgedessen wies die wasserhaltige Tinte hervorragendes Ausflussvermögen aus der Spitze eines Stifts und Austrocknungsvermögen auf. Ferner wurde unter Verwendung der wasserhaltigen Tinte ein Zeichentest durchgeführt. Infolgedessen wurde sie während Zeichnen für 500 m nicht kratzig.
Hinsichtlich der wasserhaltige Pigmentdispersion wurden Lichtfestigkeit, Wasserfestigkeit, Alkalifestigkeit, Lösungsmittelfestigkeit und Stabilität im Verlauf der Zeit in Übereinstimmung mit den folgenden Verfahren untersucht. Dies Ergebnisse sind in TABELLE 1 gezeigt.
(i) Lichtfestigkeitsprüfung
Die wasserhaltige Pigmentdispersion wurde auf Kent-Papier durch einen Barcoater Nr. 10 geschichtet, und das Kent-Papier wurde bei 120°C 10 Minuten getrocknet, um ein Teststück zu erhalten.
Das Teststück wurde mit Ultraviolettstrahlung 300 Stunden lang unter Verwendung eines Kohlebogen-Lichtbeständigkeitsprüfers bestrahlt, und die Farbdifferenz (ΔE) wurde durch Verwendung von CCM (ACS-2018 Modell 55SX, hergestellt durch ACS Company) gemessen. Dann wurde das Ausmaß von Farbtonänderung untersucht.
Wenn die Farbdifferenz weniger als 3,0 beträgt, ist die Lichtfestigkeit hervorragend.
(ii) Wasserfestigkeitsprüfung
Unter Verwendung des gleichen Teststücks wie in der (i) Lichtfestigkeitsprüfung, wurde das Teststück 1 Minute lang in Wasser eingetaucht und das Vorliegen von Auswaschen des Pigments wurde untersucht.
In TABELLE 1 ist die Markierung "O", wenn überhaupt kein Auswaschen erfolgt. Wenn selbst nur geringes Auswaschen vorliegt, ist die Markierung "X".
(iii) Alkalifestigkeitsprüfung
Unter Verwendung des gleichen Teststücks wie in der (i) Lichtfestigkeitsprüfung, wurde das Teststück 1 Minute lang in 1% Natriumhydroxidlösung eingetaucht, und das Vorliegen von Auswaschen des Pigments wurde untersucht.
In TABELLE 1 ist die Markierung "O", wenn überhaupt kein Auswaschen erfolgt. Wenn selbst nur geringes Auswaschen vorliegt, ist die Markierung "X".
(iv) Lösungsmittelfestigkeitsprüfung
Unter Verwendung des gleichen Teststücks wie in der (i) Lichtfestigkeitsprüfung, wurde das Teststück 1 Minute lang in 10% Methylethylketonlösung eingetaucht, und das Vorliegen von Auswaschen des Pigments wurde untersucht.
In TABELLE 1 ist die Markierung "O", wenn überhaupt kein Auswaschen erfolgt. Wenn selbst nur geringes Auswaschen vorliegt, ist die Markierung "X".
(v) Stabilität im Verlauf der Zeit
Nachdem die wasserhaltige Pigmentdispersion in einem temperaturgeregelten Raum 1 Monat lang bei 20°C stehen gelassen wurde, wurde das Vorliegen von Trennung des Pigments, Wasseraufschwimmen und Ausfällung untersucht. Wenn selbst eine geringe Trennung, Wasseraufschwimmen oder Ausfällung des Pigments vorliegt, ist die Bewertung ungewöhnlich.
In TABELLE 1 ist die Markierung "O", wenn die Bewertung nicht ungewöhnlich ist. Wenn die Bewertung ungewöhnlich ist, ist die Markierung "X".
VERGLEICHSBEISPIEL 1
Eine gelbe wasserhaltige Pigmentdispersion wurde in der gleichen Weise wie in BEISPIEL 1 hergestellt, außer dass ein wässriges Epoxidharz, das keine Carboxylgruppe enthielt, anstelle des Styrol-Acrylsäure-Copolymers verwendet wurde, und Triethanolamin wurde einer Dispersion mit einem pH-Wert von 7,0 ohne Vernetzungsbehandlungsschritt hinzugefügt.
Hinsichtlich der wasserhaltigen Pigmentdispersion wurden Lichtfestigkeit, Wasserfestigkeit, Alkalifestigkeit, Lösungsmittelfestigkeit und Stabilität im Verlauf der Zeit in der gleichen Weise wie in BEISPIEL 1 untersucht. Die Ergebnisse sind in TABELLE 1 gezeigt.
BEISPIEL 2
[Vordispergierungsschritt]

Die folgenden Komponenten wurden durch Knetmischen in einem Knetmischer bei Raumtemperatur 1 Minute lang hergestellt und vordispergiert, um eine Mischung zu erhalten.

Komponente	Menge (Teil(e))
Rotes Pigment	70
(Pigment Rot 22 (C.I.12315))
Styrol-α-Methylstyrol-Acrylsäure-Copolymer	28
(Styrol/α-Methylstyrol/Acrylsäure
(Gewichtsverhältnis) = 40/30/30,
Säurewert: 234,
Molekulargewicht-Zahlenmittel: 9000)
Glyzerin	2

Dann wurden 12 Teile Triethylamin und 345 Teile Ionenaustauschwasser der Mischung hinzugegeben. Diese wurden bei 70°C 3 Stunden lang gerührt, so dass das Styrol-α-Methylstyrol-Acrylsäure-Copolymer neutralisiert und gelöst wurde (Neutralisationsgrad: etwa 100%).
[Dispergierungsschritt]
Die somit vordispergierte und neutralisierte Mischung wurde Behandlung in drei Durchläufen in einer Sandmühle unterzogen, die mit Zirkonkügelchen mit einem Durchmesser von 0,5 mm in einem Volumen von 80% gefüllt war. Infolgedessen wurde das rote Pigment fein mit dem Styrol- α-Methylstyrol-Acrylsäure-Copolymer dispergiert, um eine Dispersion zu erhalten.
Dann wurden 1,5 Teile Polyoxyethylenalkylphosphat der obigen Dispersion hinzugegeben und der pH-Wert der Dispersion wurde auf 6,5 angepasst.
[Vernetzungsschritt]
Der obigen Dispersion mit einem pH-Wert von 6,5 wurden 5 Teile von 30% wässrigem Carbodiimidharz (Carbodiimidäquivalent: 300) hinzugefügt, und diese wurden bei 80°C 7 Stunden lang gerührt. Infolgedessen wurde das Styrol-α-Methylstyrol-Acrylsäure-Copolymer in der Dispersion vernetzt (Gelanteil des vernetzten Styrol-α-Methylstyrol-Acrylsäure-Copolymers: 70%, Molekulargewicht-Zahlenmittel des vernetzten Styrol-α-Methylstyrol-Acrylsäure-Copolymers: 800000). Dann wurde das vernetzte Styrol-α-Methylstyrol-Acrylsäure-Copolymer stark an dem roten Pigment adsorbiert. Der pH-Wert der Dispersion betrug am Ende der Vernetzungsreaktion 6,4.
[Anpassungsschritt von pH-Wert]
Der Dispersion, die das rote Pigment und das stark daran adsorbierte vernetzte Styrol-α-Methylstyrol-Acrylsäure-Copolymer enthielt, wurde Ammoniakwasser in einer Menge von 0,5 Gewichtsprozent hinzugefügt, so dass der pH-Wert der Dispersion auf 9,2 angepasst wurde.
Die Dispersion wurde 5 Minuten lang Zentrifugaltrennung bei 25000 G unterzogen, und grobe große Partikeln wurden entfernt. Infolgedessen wurde eine rote wasserhaltige Pigmentdispersion mit einer Festsubstanzkonzentration von 20 Gewichtsprozent hergestellt.
Die mittlere Partikelgröße des Pigments in der roten wasserhaltigen Pigmentdispersion betrug 163 nm und der gemäß der obigen Gleichung (I) berechnete Absorptionsgrad betrug 55.
Dann wurden 10 Teile der obigen roten wasserhaltigen Pigmentdispersion, 80 Teile einer Textildruckpaste (Testbenzinemulsion) und 10 Teile eines Haftmittels (Acrylemulsion) zusammengegeben und miteinander zum Erhalten einer Mischung verrührt. Die Mischung wurde Drucken durch ein Siebdruckverfahren ausgesetzt. Als Ergebnis erfolgte kein Zusetzen in dem Sieb durch Pigment.
Hinsichtlich der wasserhaltigen Pigmentdispersion wurden Lichtfestigkeit, Wasserfestigkeit, Alkalifestigkeit, Lösungsmittelfestigkeit und Stabilität im Verlauf der Zeit in der gleichen Weise wie in BEISPIEL 1 untersucht. Die Ergebnisse sind in TABELLE 1 gezeigt.
VERGLEICHSBEISPIEL 2
Eine rote wasserhaltige Pigmentdispersion wurde in der gleichen Weise wie in BEISPIEL 2 hergestellt, außer dass die Behandlung in drei Durchläufen unter Verwendung einer Sandmühle ohne Anpassung des pH-Werts vor dem Vernetzungsbehandlungsschritt zum Erhalten einer Dispersion durchgeführt wurde, und das Carbodiimidharz direkt der Dispersion hinzugegeben wurde, und der pH-Wert der Dispersion am Ende der Vernetzungsreaktion 8,2 betrug.
Hinsichtlich der wasserhaltigen Pigmentdispersion wurden Lichtfestigkeit, Wasserfestigkeit, Lösungsmittelfestigkeit und Stabilität im Verlauf der Zeit in der gleichen Weise wie in BEISPIEL 1 untersucht. Die Ergebnisse sind in TABELLE 1 gezeigt.
BEISPIEL 3
[Vordispergierungsschritt]

Die folgenden Komponenten wurden hergestellt und durch Knetmischen in einem Butterflymischer bei Raumtemperatur 5 Stunden lang vordispergiert, um eine Mischung zu erhalten.

Komponente	Menge (Teil(e))
Blaues Pigment	40,0
(Pigment Blau 15:1 (C.I.74160)
Styrol-Maleinsäure-Copolymer	7,0
(Styrol-Maleinsäure(Gewichtsverh.)
= 60/40, Säurewert: 190,
Molekulargewicht-Zahlenmittel: 3000)
Ethylenglykol	5,0
Diethylamin	2,5
Ionenaustauschwasser	45,5

Dann wurden 150 Teile Ionenaustauschwasser der Mischung hinzugegeben. Diese wurden 30 Minuten lang gerührt, so dass das Styrol-Maleinsäure-Copolymer neutralisiert und gelöst wurde (Neutralisationsgrad: etwa 120%).
[Dispergierungsschritt]
Die somit vordispergierte und neutralisierte Mischung wurde Behandlung in fünf Durchläufen in einer Sandmühle unterzogen, die mit Glaskügelchen mit einem Durchmesser von 1,0 mm in einem Volumen von 80% gefüllt war. Infolgedessen wurde das blaue Pigment fein mit Styrol-Maleinsäure-Copolymer zum Erhalten einer Dispersion dispergiert.
Dann wurde ein Teil des Morpholins in der oben beschriebenen Dispersion durch einen Verdampfer entfernt und der pH-Wert der Dispersion wurde auf 7,2 angepasst.
[Vernetzungsschritt]
Der obigen Dispersion mit einem pH-Wert von 7,2 wurden 5 Teile eines 35% wässrigen, Oxazolingruppen enthaltenden Harzes (Oxazolinäquivalent: 200) hinzugefügt und diese wurde bei 90°C 3,5 Stunden lang gerührt. Infolgedessen wurden das Styrol-Maleinsäure-Copolymer in der Dispersion vernetzt (Gelanteil des vernetzten Styrol-Maleinsäure-Copolymers: 50%; Molekulargewicht-Zahlenmittel des vernetzten Styrol-Maleinsäure-Copolymers: 550000). Dann wurde das vernetzte Styrol-Maleinsäure-Copolymer stark an dem blauen Pigment adsorbiert. Der pH-Wert der Dispersion betrug am Ende der Vernetzungsreaktion 7,0.
[Anpassungsschritt des pH-Werts]
Der Dispersion, die das blaue Pigment und das daran adsorbierte vernetzte Styrol-Maleinsäure-Copolymer enthielt, wurde N-Methyl-Diethanolamin in einer Menge von 0,3 Gewichtsprozent hinzugegeben, so dass der pH-Wert der Dispersion auf 9,5 angepasst wurde.
Die Dispersion wurde 5 Minuten lang Zentrifugaltrennung bei 25000 G unterzogen und grobe große Partikeln wurden entfernt. Infolgedessen wurde eine blaue wasserhaltige Pigmentdispersion mit einer Festsubstanzkonzentration von 20 Gewichtsprozent hergestellt.
Die mittlere Partikelgröße des Pigments in der blauen wasserhaltigen Pigmentdispersion betrug 138 nm und der gemäß der oben angeführten Gleichung (I) berechnete Absorptionsgrad betrug 43.
Dann wurden 20 Teile der oben aufgeführten blauen wasserhaltigen Pigmentdispersion, 15 Teile von Acrylharz des gewöhnlichen trockenen Typs (Festsubstanzgehalt: 45% Gewichtsprozent) und 150 Teile Ionenaustauschwasser miteinander vermischt und verrührt, um ein blaues wasserhaltiges Beschichtungsmaterial zu erhalten. Nach Schichten des wasserhaltigen Beschichtungsmaterials auf eine Platte, wurde die beschichtete Platte bei 120°C 10 Minuten lang getrocknet, um einen Beschichtungsfilm zu erhalten. Es war kein Abschälen und Abblättern auf dem Beschichtungsfilm vorhanden, und der Beschichtungsfilm zeigte starke Färbung und hervorragenden Oberflächenglanz.
Hinsichtlich der wasserhaltigen Pigmentdispersion wurden Lichtfestigkeit, Wasserfestigkeit, Alkalifestigkeit, Lösungsmittelfestigkeit und Stabilität im Verlauf der Zeit in der gleichen Weise wie in BEISPIEL 1 untersucht. Die Ergebnisse sind in TABELLE 1 gezeigt.
VERGLEICHSBEISPIEL 3
Eine blaue wasserhaltige Pigmentdispersion wurde in der gleichen Weise wie in BEISPIEL 3 hergestellt, außer dass jede der Komponenten ohne Vordispersionsschritt in einem Butterflymischer beigemischt wurde, um eine Mischung zu erhalten.
Hinsichtlich der wasserhaltigen Pigmentdispersion wurden Lichtfestigkeit, Wasserfestigkeit, Alkalifestigkeit, Lösungsmittelfestigkeit und Stabilität im Verlauf der Zeit in der gleichen Weise wie in BEISPIEL 1 untersucht. Die Ergebnisse sind in TABELLE 1 gezeigt.
BEISPIEL 4
[Vordispergierungsschritt]

Die folgenden Komponenten wurden durch Knetmischen in einem Butterflymischer bei Raumtemperatur 4 Stunden lang hergestellt und vordispergiert, um eine Mischung zu erhalten.

Komponente	Menge (Teil(e))
Grünes Pigment	35,0
(Pigment Grün 7 (C.I.74260)
Styrol-Methacrylsäure-Copolymer	8,5
(Styrol-Methacrylsäure
(Gewichtsverhältnis) = 78/22,
Säurewert: 170,
Molekulargewicht-Zahlenmittel: 85000)
Diethylenglykol	10,0
Isopropylamin	2,0
Ionenaustauschwasser	43,5

Dann wurden 110 Teile Ionenaustauschwasser der Mischung hinzugegeben. Diese wurde 30 Minuten lang gerührt, so dass das Styrol-Methalcrylsäure-Copolymer neutralisiert und gelöst wurde (Neutralisationsgrad: etwa 130%).
[Dispergierungsschritt]
Die somit vordispergierte und neutralisierte Mischung wurde Behandlung in drei Durchgängen in einer Sandmühle ausgesetzt, die mit Zirkonkügelchen mit einem Durchmesser von 0,5 mm in einem Volumen von 80% gefüllt war. Infolgedessen wurde das grüne Pigment fein mit dem Styrol-Methacrylsäure-Copolymer dispergiert, um eine Dispersion zu erhalten (pH-Wert 8,2).
[Vernetzungsschritt]
Der oben aufgeführten Dispersion mit einem pH-Wert von 8,2 wurden 5 Teile von 100% wässrigem Polyoxyethylen-Oligoesteracrylat (Difunktionalität in einem Molekül) hinzugegeben, und diese wurden 8 Stunden lang bei 85°C gerührt. Infolgedessen wurde das Styrol-Methacrylsäure-Copolymer in der Dispersion vernetzt (Gelanteil von vernetztem Styrol-Methacrylsäure-Copolymer: 60%, Molekulargewicht-Zahlenmittel des vernetzten Styrol-Methacrylsäure-Copolymers: 70000). Dann wurde das vernetzte Styrol-Methacrylsäure-Copolymer stark an dem grünen Pigment adsorbiert. Der pH-Wert der Dispersion betrug am Ende der Vernetzungsreaktion 7,5.
[Anpassungsschritt des pH-Werts]
Der Dispersion, die das grüne Pigment und das stark daran adsorbierte vernetzte Styrol-Methacrylsäure-Copolymer enthielt, wurde Triethanolamin in einer Menge von 0,3 Gewichtsprozent hinzugegeben, so dass der pH-Wert der Dispersion auf 9,1 angepasst wurde.
Die Dispersion wurde Zentrifugaltrennung bei 25000 G 5 Minuten lang unterzogen und grobe große Partikeln wurden entfernt. Infolgedessen wurde eine grüne wasserhaltige Pigmentdispersion mit einer Festsubstanzkonzentration von 20 Gewichtsprozent hergestellt.
Die mittlere Partikelgröße des Pigments in der grünen wasserhaltigen Pigmentdispersion war 117 nm und der gemäß der oben aufgeführten Gleichung (I) berechnete Absorptionsgrad betrug 37.
Dann wurden 20 Teile der oben aufgeführten grünen wasserhaltigen Pigmentdispersion, 75 Teile von 5% wässriger Gelatinelösung, 5 Teile eines photopolymerisierbaren ungesättigten Acrylharzes, 0,2 Teile von Acetophenon als ein Photopolymerisationshemmer und 40 Teile Ionenaustauschwasser miteinander gemischt und verrührt, um eine Mischung zu erhalten. Die Mischung wurde durch eine Spinauftragsmaschine auf eine Glasplatte geschichtet, und die beschichtete Glasplatte wurde zum Erhalten eines Beschichtungsfilms getrocknet. Der getrocknete Beschichtungsfilm wurde Licht ausgesetzt, und anschließend wurde der belichtete Beschichtungsfilm zum Erhalten eines Farbfilters gebacken. Der Farbfilter war durchsichtig und wies hervorragende Transparenz auf.
Hinsichtlich der wasserhaltigen Pigmentdispersion wurden Lichtfestigkeit, Wasserfestigkeit, Alkalifestigkeit, Lösungsmittelfestigkeit und Stabilität im Verlauf der Zeit in der gleichen Weise wie in BEISPIEL 1 untersucht. Die Ergebnisse sind in TABELLE 1 gezeigt.
VERGLEICHSBEISPIEL 4
Eine grüne wasserhaltige Pigmentdispersion wurde in der gleichen Weise wie in BEISPIEL 4 hergestellt, außer dass die Dispersion, die das grüne Pigment und das stark daran adsorbierte vernetzte Styrol-Methacrylsäure-Copolymer enthielt und einen pH-Wert von 7,0 aufwies, direkt Zentrifugaltrennung ohne den Anpassungsschritt des pH-Werts ausgesetzt wurde.
Hinsichtlich der wasserhaltigen Pigmentdispersion wurden Lichtfestigkeit, Wasserfestigkeit, Alkalifestigkeit, Lösungsmittelfestigkeit und Stabilität im Verlauf der Zeit in der gleichen Weise wie in BEISPIEL 1 untersucht. Die Ergebnisse sind in TABELLE 1 gezeigt.
TABELLE 1
Aus den in Tabelle 1 gezeigten Ergebnissen kann verstanden werden, dass die in den BEISPIELEN 1 bis 4 gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellten wasserhaltigen Pigmentdispersionen hervorragende Lichtfestigkeit, Wasserfestigkeit, Alkalifestigkeit und Lösungsmittelfestigkeit und zusätzlich hervorragende Stabilität im Verlauf der Zeit zeigen.
Im Gegensatz dazu ist ersichtlich, dass die wasserhaltigen Pigmentdispersionen, die in den VERGLEICHSBEISPIELEN 1 bis 4 ohne einige Schritte in dem Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellt wurden, wenigstens einen schlechten Wert hinsichtlich Wasserfestigkeit, Alkalifestigkeit, Lösungsmittelfestigkeit und Stabilität im Verlauf der Zeit zeigen, die Dispersionen daher keine gleichzeitig vorhandenen hervorragenden Eigenschaften zeigen.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Dem Verfahren der vorliegenden Erfindung zufolge, kann die wasserhaltige Pigmentdispersion, die hervorragende Lichtfestigkeit, Wasserfestigkeit, Alkalifestigkeit und Lösungsmittelfestigkeit und zusätzlich hervorragende Stabilität im Verlauf der Zeit zeigt, einfach hergestellt werden.
Da die wasserhaltige Pigmentdispersion der vorliegenden Erfindung die oben aufgeführten hervorragenden physikalischen Eigenschaften gleichzeitig aufweist, kann die Dispersion geeignet zum Beschichten von Materialien verwendet werden: Papierbeschichtung; Textildruck; wasserhaltige Tinte wie zum Beispiel Schreibtinte, Drucktinte oder Tintenstrahldrucktinte; Farbfilter; Kosmetikmaterialien wie zum Beispiel Eyeliner; und Aufzeichnungsmaterialien wie zum Beispiel Laserdrucktoner.
Die wasserhaltige Tinte der vorliegenden Erfindung zeigt hervorragende physikalische Eigenschaften gleichzeitig basierend auf der oben aufgeführten wasserhaltigen Pigmentdispersion.

Claims

Wasserhaltige Pigmentdispersion mit einem Pigment und einem vernetzten thermoplastischen Harz, das Carboxylgruppen enthält, wobei das Pigment mit einem wasserlöslichen oder selbstemulgierenden thermoplastischen Harz dispergiert wird, das Carboxylgruppen enthält, und, nachdem das Pigment dispergiert ist, das wasserlösliche oder selbstemulgierende thermoplastische Harz mit einem Vernetzungsmittel vernetzt wird, um das Carboxylgruppen enthaltende vernetzte thermoplastische Harz zu bilden, wobei das Verhältnis des Pigments zu dem wasserlöslichen oder selbstemulgierenden thermoplastischen Harz (Pigment/thermoplastisches Harz (Gewichtsverhältnis von effektiver Festsubstanz) 10/10 bis 10/1 ist, und das Verhältnis des Vernetzungsmittels zu dem wasserlöslichen oder selbstemulgierenden Harz (Vernetzungsmittel/thermoplastisches Harz (Gewichtsverhältnis von effektiver Festsubstanz) 1/100 bis 50/100 beträgt.
Wasserhaltige Pigmentdispersion nach Anspruch 1, bei der das eine Carboxylgruppe enthaltende wasserlösliche oder selbstemulgierende thermoplastische Harz ein Acrylharz oder ein Polyurethan ist, und das thermoplastische Harz ein Molekulargewicht-Zahlenmittel von 2000 bis 20000 und einen Säurewert von 30 bis 300 aufweist.
Wasserhaltige Pigmentdispersion nach Anspruch 1, bei der das Vernetzungsmittel ein wässriges Polymer ist, das mit Carboxylgruppen als eine Vernetzungsstelle reagieren kann.
Wasserhaltige Pigmentdispersion nach Anspruch 1, bei der das Vernetzungsmittel ein wässriges Oligomer ist, das (Meth)Acryloylgruppen enthält.
Wasserhaltige Pigmentdispersion nach Anspruch 1, bei der das wasserlösliche oder selbstemulgierende thermoplastische Harz mit einem organischen Amin mit einem Siedepunkt von höchstens 200°C vor Dispergieren des Pigments neutralisiert wird.
Wasserhaltige Pigmentdispersion nach Anspruch 1, bei der das vernetzte thermoplastische Harz einen Gelanteil von mindestens 30% und ein Molekulargewicht-Zahlenmittel von mehr als 100000 aufweist.
Wasserhaltige Pigmentdispersion nach Anspruch 1, bei der das Pigment, das dispergiert wurde, eine mittlere Partikelgröße von höchstens 200 nm hat, und der Absorptionsgrad der Dispersion berechnet gemäß der Gleichung (I):
wobei Zentrifugalbehandlung unter der Bedingung von 8000 Umdrehungen/5 Minuten und 10000 G ausgeführt wird, und das Absorptionsvermögen ein gemessener Wert einer oberen Spitze in einer verdünnten Lösung ist, welche durch Verdünnen von 1 g der Pigmentmenge mit 5 1 Ionenaustauschwasser hergestellt wird, 10 bis 100 ist.
Verfahren zum Herstellen einer wasserhaltigen Pigmentdispersion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren aufweist: (1) einen Schritt zum Vordispergieren eines Pigments und eines wasserlöslichen oder selbstemulgierenden thermoplastischen Harzes, das eine Carboxylgruppe enthält, zum Erhalten einer Mischung, (2) einen Schritt zum Behandeln der Mischung durch eine Dispergiermaschine, um so das Pigment mit dem thermoplastischen Harz zum Erhalt einer wasserhaltigen Dispersion zu dispergieren, (3) einen Schritt zum Vernetzen des thermoplastischen Harzes in der Dispersion mit einem Vernetzungsmittel, und (4) einen Schritt zum Einstellen des pH-Werts der das Pigment und das vernetzte thermoplastische Harz enthaltenden Dispersion auf einen alkalischen Bereich.
Verfahren nach Anspruch 8, bei dem der pH-Wert der Dispersion nach Beenden der Vernetzung im Schritt (3) von 6,0 bis 8,0 beträgt.
Wasserhaltige Tinte, die die wasserhaltige Pigmentdispersion von Anspruch 1 enthält.