DE69934213T2

DE69934213T2 - Wässrige tinte für die tintenstrahlaufzeichnung

Info

Publication number: DE69934213T2
Application number: DE1999634213
Authority: DE
Inventors: Yukihiro Wakayama-shi Nakano; Isao Wakayama-shi Tsuru; Kohji Wakayama-shi AZUMA; Michitaka Wakayama-shi Sawada; Takehiro Wakayama-shi Tsutsumi
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1998-12-28
Filing date: 1999-12-28
Publication date: 2007-09-27
Anticipated expiration: 2019-12-29
Also published as: US6852777B1; CN1188479C; ES2274650T3; EP1059341A1; CN1296519A; WO2000039226A1; EP1059341A4; EP1059341B1; DE69934213D1; JP3534395B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Tinte auf Wasserbasis zum Tintenstrahldrucken.
Das Tintenstrahldrucksystem ist ein Drucksystem, umfassend direktes Ausstoßen von Tintentröpfchen aus sehr feinen Düsen und Abscheiden der Tintentröpfchen auf einem Aufzeichnungsmedium, so dass sich Schriftzeichen und Bilder ergeben. Dieses System weist Vorteile dahingehend auf, dass nicht nur das verwendete Gerät ein sehr niedriges Lärmniveau zeigt und ausgezeichnete Funktionsfähigkeit aufweist, sondern auch die Einfärbung erleichtert wird und einfaches Papier als ein Aufzeichnungsmedium verwendet werden kann. Deshalb wurde dieses System in den letzten Jahren weit verbreitet verwendet.
Bei einer Tinte, die für Tintenstrahldrucker verwendet wird, werden wasserlösliche Farbstoffe und mehrwertige Alkohole verwendet, um zu verhindern, dass die Tinte sich in den Düsen zusammenballt. Jedoch ist diese Tinte hinsichtlich Wasserfestigkeit und Lichtechtheit schlecht. Insbesondere wenn die Tinte als eine Tinte für ein thermisches Ausstoßsystem verwendet wird, treten Mängel auf, wie dass der Farbstoff auf Grund der Wärme an einer Oberfläche eines Heizelements oxidiert wird und dass die Tinte leicht an der Oberfläche eines Heizelements versengt wird, wodurch sich die Ausstoßfähigkeit erniedrigt.
Um diesen Mangel zu beseitigen, wurde eine Tinte vorgeschlagen, umfassend eine Wasserdispersion eines Vinylpolymers mit einer bestimmten Struktur, in die ein hydrophober Farbstoff eingebracht ist (offengelegte japanische Patente Nrn. Hei 9-241565 und Hei 9-286939). Jedoch weist diese Tinte Mängel dahingehend auf, dass Lichtechtheit und Druckdichte ungenügend sind, da Farbstoff verwendet wird.
In EP0781819 und EP0879858 werden Pigment enthaltende Tintenstrahl-Tinten offenbart, die Copolymere enthalten, die aus einem Monomerengemisch, umfassend ein Monomer, das einen Salz bildenden Rest enthält, und ein Siliconmakromer, erhalten werden.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Tinte auf Wasserbasis zum Tintenstrahldrucken bereitzustellen, die hinsichtlich der Lichtechtheit ausgezeichnet ist, hohe Druckdichte verleiht, einem Aufzeichnungsmedium keine Verzerrungen verursacht und hinsichtlich Wasserfestigkeit, Abreibefestigkeit und Textmarkerbeständigkeit ausgezeichnet ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden bereitgestellt:

(1) eine Tinte auf Wasserbasis zum Tintenstrahldrucken, umfassend eine Wasserdispersion von Vinylpolymerteilchen, hergestellt durch Aufnehmen eines Pigments in ein Vinylpolymer, das durch Copolymerisieren eines (a) ein Monomer, das einen Salz bildenden Rest enthält, (b) ein Styrolmakromer mit einer polymerisierbaren funktionellen Gruppe an einem Ende und (c) ein mit dem Monomer, das den Salz bildenden Rest enthält, und dem Styrolmakromer copolymerisierbares Monomer, wobei das Monomer (c) ein Styrolmonomer ist, umfassenden Monomerengemisches hergestellt worden ist;
(2) ein Verfahren zur Herstellung einer Tinte auf Wasserbasis zum Tintenstrahldrucken, welche eine Wasserdispersion von durch Aufnehmen eines Pigments in ein Vinylpolymer hergestellten Vinylpolymerteilchen, umfasst, umfassend Lösen eines Vinylpolymers, das hergestellt wird durch Copolymerisieren eines (a) ein Monomer, das einen Salz bildenden Rest enthält, (b) das vorstehend erwähnte Makromer und (c) das mit dem Monomer, das den Salz bildenden Rest enthält, und dem Makromer copolymerisierbare, vorstehend erwähnte Monomer umfassenden Monomerengemisches in einem organischen Lösungsmittel; Zugeben eines Pigments zu der erhaltenen Lösung; Vorkneten des Gemisches; danach Zugeben eines Neutralisationsmittels und Wasser und Kneten des Gemisches, um eine Wasser-in-Öl-Dispersion zu erhalten; und Abdestillieren des organischen Lösungsmittels von dem erhaltenen gekneteten Produkt.

Das Monomerengemisch umfasst (a) ein Monomer, das einen Salz bildenden Rest enthält, [nachstehend als Komponente (a) bezeichnet], (b) das Makromer [nachstehend als Komponente (b) bezeichnet] und (c) das mit Komponente (a) und Komponente (b) copolymerisierbare Monomer [nachstehend als Komponente (c) bezeichnet].
Die Komponente (a) schließt kationische Monomere und anionische Monomere ein. Beispiele dafür schließen diejenigen ein, die im offengelegten japanischen Patent Nr. Hei 9-286939, Seite 5, Spalte 7, Zeile 24 bis Spalte 8, Zeile 29, aufgeführt werden, und dergleichen ein.
Repräsentative Beispiele für die kationischen Monomere schließen ungesättigte, tertiäres Amin enthaltende Monomere, ungesättigte, Ammoniumsalz enthaltende Monomere und dergleichen ein. Davon werden N,N-Dimethylaminoethyl(meth)acrylat, N-(N',N'-Dimethylaminopropyl)(meth)acrylamid und Vinylpyrrolidon bevorzugt.
Repräsentative Beispiele für die anionischen Monomere schließen ungesättigte Carbonsäuremonomere, ungesättigte Sulfonsäuremonomere, ungesättigte Phosphorsäuremonomere und dergleichen ein. Davon werden ungesättigte Carbonsäuremonomere, wie Acrylsäure und Methacrylsäure, bevorzugt.
Das Monomerengemisch kann ferner Siliconmakromere mit einem Zahlenmittel des Molekulargewichts von 500 bis 100000, vorzugsweise 1000 bis 10000, der Formel (II) umfassen: X(Y)_qSi(R⁴)_3-r(Z)_r (II)wobei X ein polymerisierbarer ungesättigter Rest ist; Y ein zweiwertiger Rest ist; R⁴ jeweils unabhängig ein Wasserstoffatom, ein Niederalkylrest, ein Arylrest oder ein Alkoxyrest ist; Z ein einwertiger Rest eines Siloxanpolymers mit einem Zahlenmittel des Molekulargewichts von nicht weniger als 500 ist; q 0 oder 1 ist; und r eine ganze Zahl von 1 bis 3 ist.
Styrolmakromere (b) weisen eine polymerisierbare funktionelle Gruppe an einem Ende auf. Sie weisen ein Zahlenmittel des Molekulargewichts von 500 bis 100000, vorzugsweise 1000 bis 10000 auf.
Das Zahlenmittel des Molekulargewichts der Komponente (b) wird durch Gelchromatographie unter Verwendung von Chloroform, das 1 mmol/L Dodecyldimethylamin enthält, als einem Lösungsmittel mit Polystyrol als einer Standardsubstanz bestimmt.
Das Siliconmakromer kann vorteilhaft unter dem Gesichtspunkt des Verhinderns, dass der Druckkopf eines Tintenstrahldruckers versengt wird, zugegeben werden.
Bei den Siliconmakromeren der Formel (II) schließt X einwertige ungesättigte Kohlenwasserstoffreste mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen ein, wie die CH₂=CH-Gruppe und CH₂=C(CH₃)-Gruppe. Y schließt zweiwertige Reste ein, wie die Gruppe -COO-, den Rest -COOC_aH_2a- (wobei a eine ganze Zahl von 1 bis 5 ist) und die Phenylengruppe, und -COOC₃H_b- wird bevorzugt. R⁴ schließt ein Wasserstoffatom; Niederalkylreste mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen, wie die Methylgruppe und Ethylgruppe; Arylreste mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen, wie die Phenylgruppe; und Alkoxyreste mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, wie die Methoxygruppe, ein. Davon wird die Methylgruppe bevorzugt. Z ist vorzugsweise ein einwertiger Rest eines Dimethylsiloxanpolymers mit einem Zahlenmittel des Molekulargewichts von 500 bis 5000. Die Bedeutung von q ist 0 oder 1, vorzugsweise 1. Die Bedeutung von r ist eine ganze Zahl von 1 bis 3, vorzugsweise 1.
Repräsentative Beispiele für die Siliconmakromere schließen Siliconmakromere der Formel (II-1): CH₂=CR⁵-COOC₃H₆-[Si(R⁶)₂-O]_b-Si(R⁶)₃ (II-1)wobei R⁵ ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe ist; jeder der Reste R⁶ unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom oder ein Niederalkylrest mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen ist; b eine Zahl von 5 bis 60 ist;
Siliconmakromere der Formel (II-2): CH₂=CR⁵-COO-[Si(R⁶)₂-O]_b-Si(R⁶)₃ (II-2)wobei R⁵, R⁶ und b wie vorstehend definiert sind;
Siliconmakromere der Formel (II-3): CH₂=CR⁵-Ph-[Si(R⁶)₂-O]_b-Si(R⁶)₃ (II-3)wobei Ph eine Phenylengruppe ist; und R⁵, R⁶ und b wie vorstehend definiert sind;
Siliconmakromere der Formel (II-4): CH₂=CR⁵-COOC₃H₆-Si(OE)₃ (II-4)wobei R⁵ wie vorstehend definiert ist; und E ein -[Si(R⁵)₂O]_c-Si(R⁵)₃-Rest ist, wobei R⁵ wie vorstehend definiert ist und c eine Zahl von 5 bis 65 ist, und dergleichen ein.
Davon werden die Siliconmakromere der Formel (II-1) bevorzugt, und besonders bevorzugt werden die Siliconmakromere der Formel (II-1a): CH₂=C(CH₃)-COOC₃H₆-[Si(CH₃)₂-O]_d-CH₃ (II-1a)wobei d eine Zahl von 8 bis 40 ist. Ein Beispiel dafür schließt FM-0711 (Handelsname, hergestellt von CHISSO CORPORATION) und dergleichen ein.
Die Styrolmakromere werden unter dem Gesichtspunkt des ausreichenden Aufnehmens des Pigments in das Vinylpolymer verwendet.
Die Styrolmakromere schließen Styrolhomopolymere mit einer polymerisierbaren funktionellen Gruppe an einem Ende oder Copolymere aus Styrol und anderen Monomeren ein. Davon werden diejenigen mit einer Acryloyloxygruppe oder Methacryloyloxygruppe als einer polymerisierbaren funktionellen Gruppe an einem Ende bevorzugt. Es ist erwünscht, dass der Styrolgehalt in dem vorstehenden Copolymer unter dem Gesichtspunkt des ausreichenden Aufnehmens des Pigments in das Vinylpolymer nicht weniger als 60 Gew.%, vorzugsweise nicht weniger als 70 Gew.% beträgt. Die vorstehenden anderen Monomere schließen Acrylnitril und dergleichen ein.
Die Komponente (c) sind Styrolmonomere, wie Styrol, Vinyltoluol, 2-Methylstyrol und Chlorstyrol, und dergleichen, wovon jedes allein oder im Gemisch aus mindestens zwei Arten verwendet werden kann.
Die Komponente (c) steht unter den Gesichtspunkten von Verbesserungen der Druckdichte und Textmarkerbeständigkeit für das Styrolmonomer. Als die Styrolmonomere werden Styrol und 2-Methylstyrol bevorzugt, und diese können allein oder in Kombination verwendet werden. In diesem Fall ist es erwünscht, dass unter den Gesichtspunkten von Verbesserungen der Druckdichte und Textmarkerbeständigkeit der Gehalt an den Styrolmonomeren in der Komponente (c) 10 bis 100 Gew.%, vorzugsweise 40 bis 100 Gew.% beträgt.
Außerdem kann das Monomerengemisch mindestens einen aus (d) einem Hydroxylgruppen enthaltenden Monomer [nachstehend als „Komponente (d)" bezeichnet] und (e) einem Monomer der Formel (I): CH₂=C(R¹)COO(R²O)_pR³ (I)ausgewählten Bestandteil enthalten, wobei R¹ ein Wasserstoffatom oder ein Niederalkylrest ist; R² ein zweiwertiger Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen ist, welcher ein Heteroatom aufweisen kann; R³ ein einwertiger Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen ist, welcher ein Heteroatom aufweisen kann; und p eine Zahl von 1 bis 60 ist,
[nachstehend als „Komponente (e)" bezeichnet].
Die Komponente (d) schließt 2-Hydroxyethyl(meth)acrylat, 3-Hydroxypropyl(meth)acrylat, Polyethylenglykol(n = 2 bis 30)(meth)acrylat, Poly(ethylenglykol(n = 1 bis 15)·propylenglykol(n = 1 bis 15))(meth)acrylat und dergleichen ein. Davon wird 2-Hydroxyethyl(meth)acrylat bevorzugt.
Die Komponente (e) zeigt ausgezeichnete Wirkungen bei der Erhöhung der Ausstoßstabilität der Tinte auf Wasserbasis der vorliegenden Erfindung und bei der Unterdrückung der Erzeugung von Falten, selbst wenn damit kontinuierliches Drucken durchgeführt wird.
In der Formel (I) ist R¹ ein Wasserstoffatom oder ein Niederalkylrest. Der Niederalkylrest schließt einen Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen ein.
R² ist ein zweiwertiger Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen, der ein Heteroatom aufweisen kann. Das Heteroatom schließt beispielsweise ein Stickstoffatom, Sauerstoffatom, ein Halogenatom und ein Schwefelatom ein.
Repräsentative Beispiele für R² schließen einen aromatischen Ring mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen, der einen Substituenten aufweisen kann; einen heterocyclischen Ring mit 3 bis 30 Kohlenstoffatomen, der einen Substituenten aufweisen kann; einen Alkylenrest mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen, der einen Substituenten aufweisen kann, ein, und diese Ringe oder Reste können eine Kombination aus mindestens zwei Arten sein. Der Substituent schließt einen aromatischen Ring mit 6 bis 29 Kohlenstoffatomen; einen heterocyclischen Ring mit 3 bis 29 Kohlenstoffatomen; einen Alkylrest mit 1 bis 29 Kohlenstoffatomen; ein Halogenatom; eine Aminogruppe und dergleichen ein.
Geeignete Beispiele für R² schließen eine Phenylengruppe, die einen Substituenten mit 1 bis 24 Kohlenstoffatomen aufweisen kann; einen aliphatischen Alkylenrest mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 1 bis 20 Kohlenstoffatomen; einen Alkylenrest mit 7 bis 30 Kohlenstoffatomen mit einem aromatischen Ring; und einem Alkylenrest mit 4 bis 30 Kohlenstoffatomen mit einem heterocyclischen Ring ein.
Außerdem schließen bevorzugte Beispiele für den Rest R²O eine Ethylenoxidgruppe, (Iso)propylenoxidgruppe, Tetramethylenoxidgruppe, Heptamethylenoxidgruppe, Hexamethylenoxidgruppe und einen Alkylenoxidrest mit 2 bis 7 Kohlenstoffatomen, der aus Kombinationen von mindestens einem dieser Alkylenoxide besteht, und eine Phenylenoxidgruppe ein.
R³ ist ein einwertiger Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen, der ein Heteroatom aufweisen kann. Das Heteroatom schließt beispielsweise ein Stickstoffatom, Sauerstoffatom und ein Schwefelatom ein.
Repräsentative Beispiele für R³ schließen einen aromatischen Ring mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen, der einen Substituenten aufweisen kann; einen heterocyclischen Ring mit 3 bis 30 Kohlenstoffatomen, der einen Substituenten aufweisen kann; oder einen Alkylrest mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen, der einen Substituenten aufweisen kann, ein. Der Substituent schließt einen aromatischen Ring mit 6 bis 29 Kohlenstoffatomen; einen heterocyclischen Ring mit 4 bis 29 Kohlenstoffatomen; ein Halogenatom; eine Aminogruppe und dergleichen ein.
Geeignete Beispiele für R³ schließen eine Phenylgruppe; einen aliphatischen Alkylrest mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 1 bis 20 Kohlenstoffatomen; einen Alkylrest mit 7 bis 30 Kohlenstoffatomen mit einem aromatischen Ring; und einen Alkylrest mit 4 bis 30 Kohlenstoffatomen mit einem heterocyclischen Ring ein.
Stärker bevorzugte Beispiele für R³ schließen Alkylreste mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, wie eine Methylgruppe, Ethylgruppe, (Iso)propylgruppe, (Iso)butylgruppe, (Iso)pentylgruppe und (Iso)hexylgruppe, eine Phenylgruppe und dergleichen ein.
Die Bedeutung von p ist eine Zahl von 1 bis 60, und insbesondere eine Zahl von 1 bis 30 wird bevorzugt.
Konkrete Beispiele für die Komponente (e) schließen Methoxypolyethylenglykol(1 bis 30: zeigt den Wert für p in der Formel (I), nachstehend wird auf denselben Bezug genommen)(meth)acrylat, Methoxypolytetramethylenglykol(1 bis 30)(meth)acrylat, Ethoxypolyethylenglykol(1 bis 30)(meth)acrylat, (Iso)propoxypolyethylenglykol(1 bis 30)(meth)acrylat, Butoxypolyethylenglykol(1 bis 30)(meth)acrylat, Methoxypolypropylenglykol(1 bis 30)(meth)acrylat, Methoxypoly(ethylenglykol·propylenglykol)(1 bis 30, wobei für die Ethylenglykoleinheit 1 bis 29 gilt)(meth)acrylat und dergleichen ein. Jede davon kann allein oder im Gemisch aus mindestens zwei Arten verwendet werden. Davon wird Methoxypolyethylenglykol(1 bis 30)(meth)acrylat bevorzugt. Der Begriff „(Meth)acrylat" in der vorliegenden Beschreibung bedeutet Acrylat oder Methacrylat. Außerdem bedeutet der Begriff „(Iso)propoxy" n-Propoxy oder Isopropoxy.
Es ist erwünscht, dass unter dem Gesichtspunkt der Dispersionsstabilität der erhaltenen Dispersion der Gehalt an der Komponente (a) in dem Vinylpolymer 1 bis 50 Gew.%, vorzugsweise 2 bis 40 Gew.% beträgt.
Es ist erwünscht, dass unter den Gesichtspunkten der Unterdrückung des Versengens der Oberfläche eines Heizelements des Tintenstrahldruckers und der Stabilität der Gehalt an der Komponente (b) in dem Vinylpolymer 1 bis 25 Gew.%, vorzugsweise 5 bis 20 Gew.% beträgt.
Es ist erwünscht, dass unter den Gesichtspunkten der Unterdrückung des Versengens der Oberfläche eines Heizelements des Tintenstrahldruckers und der Stabilität der Gehalt an der Komponente (c) in dem Vinylpolymer 5 bis 93 Gew.%, vorzugsweise 10 bis 80 Gew.% beträgt. Wenn die Komponente (c), die ein Styrolmonomer enthält, verwendet wird, wird es bevorzugt, dass der Gehalt an der Komponente (c) in dem Vinylpolymer 10 bis 60 Gew.% beträgt.
Es ist erwünscht, dass unter den Gesichtspunkten der Ausstoßstabilität und Druckdichte der Gehalt an der Komponente (d) in dem Vinylpolymer 5 bis 40 Gew.%, vorzugsweise 7 bis 20 Gew.% beträgt. Außerdem ist es erwünscht, dass unter den Gesichtspunkten der Stabilität in Wasser und der Wasserfestigkeit der Gesamtgehalt an der Komponente (a) und der Komponente (d) 6 bis 60 Gew.%, vorzugsweise 10 bis 50 Gew.% beträgt.
Es ist erwünscht, dass unter den Gesichtspunkten der Ausstoßstabilität und Dispersionsstabilität der Gehalt an der Komponente (e) in dem Vinylpolymer 5 bis 50 Gew.%, vorzugsweise 10 bis 40 Gew.% beträgt.
Außerdem wird bevorzugt, dass unter den Gesichtspunkten der Dispersionsstabilität in Wasser und Ausstoßstabilität ein Gesamtgehalt an der Komponente (a) und der Komponente (e) 6 bis 75 Gew.% beträgt.
Außerdem ist es erwünscht, dass unter den Gesichtspunkten der Dispersionsstabilität in Wasser und der Ausstoßstabilität ein Gesamtgehalt an der Komponente (a), der Komponente (d) und der Komponente (e) 6 bis 60 Gew.%, vorzugsweise 7 bis 50 Gew.% beträgt.
Das Vinylpolymer wird durch Copolymerisieren des Monomerengemisches mit einem bekannten Polymerisationsverfahren, wie Massepolymerisationsverfahren, Lösungspolymerisationsverfahren, Suspensionspolymerisationsverfahren oder Emulsionspolymerisationsverfahren, hergestellt. Von diesen Polymerisationsverfahren wird das Lösungspolymerisationsverfahren bevorzugt.
Das Lösungsmittel, das in dem Lösungspolymerisationsverfahren verwendet wird, ist vorzugsweise ein polares organisches Lösungsmittel, und ein mit Wasser mischbares organisches Lösungsmittel kann auch durch Mischen mit Wasser verwendet werden. Das organische Lösungsmittel schließt beispielsweise aliphatische Alkohole mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen, wie Methanol, Ethanol und Propanol; Ketone, wie Aceton und Methylethylketon; Ester, wie Ethylacetat, und dergleichen ein. Davon werden Methanol, Ethanol, Aceton, Methylethylketon oder ein flüssiges Gemisch dieser Lösungsmittel mit Wasser bevorzugt.
Während der Polymerisation kann ein Radikalpolymerisationsinitiator verwendet werden. Als der Radikalpolymerisationsinitiator werden Azoverbindungen, wie 2,2'-Azobisisobutyronitril, 2,2'-Azobis(2,4-dimethylvaleronitril), Dimethyl-2,2'-azobisbutyrat, 2,2'-Azobis(2-methylvaleronitril) und 1,1'-Azobis(1-cyclohexancarbonitril) bevorzugt. Außerdem können auch organische Peroxide, wie t-Butylperoxyoctoat, Di-t-butylperoxid und Dibenzoyloxid, verwendet werden.
Es wird bevorzugt, dass die Menge an dem Polymerisationsinitiator 0,001 bis 5 mol-%, insbesondere 0,01 bis 2 mol-% des Monomerengemisches beträgt.
Während der Polymerisation kann weiter ein Polymerisationskettenübertragungsmittel zugegeben werden. Konkrete Beispiele für das Polymerisationskettenübertragungsmittel schließen Mercaptane, wie Octylmercaptan, n-Dodecylmercaptan, t-Dodecylmercaptan, n-Tetradecylmercaptan und Mercaptoethanol; Xanthogendisulfide, wie Dimethylxanthogendisulfid und Diisopropylxanthogendisulfid; Thiuramdisulfide, wie Tetramethylthiuramdisulfid und Tetrabutylthiuramdisulfid; halogenierte Kohlenwasserstoffe, wie Tetrachlorkohlenstoff und Ethylenbromid; Kohlenwasserstoffe, wie Pentaphenylethan; ungesättigte cyclische Kohlenwasserstoffverbindungen, wie Acrolein, Methacrolein, Allylalkohol, 2-Ethylhexylthioglykolat, Terpinolen, α-Terpinen, γ-Terpinen, Diterpen, α-Methylstyroldimer, 9,10-Dihydroanthracen, 1,4-Dihydronaphthalin, Inden und 1,4-Cyclohexadien; ungesättigte heterocyclische Verbindungen, wie 2,5-Dihydrofuran, und dergleichen ein. Diese können allein oder in Kombination von mindestens zwei Arten verwendet werden.
Auch wenn die Bedingungen zum Polymerisieren des Monomerengemisches sich in Abhängigkeit von den Arten der verwendeten Radikalpolymerisationsinitiatoren, der Monomeren und des Lösungsmittels unterscheiden, ist die Polymerisationstemperatur üblicherweise 30 °C bis 100 °C, vorzugsweise 50 °C bis 80 °C und ist die Polymerisationsdauer 1 bis 20 Stunden. Außerdem wird es bevorzugt, dass die Atmosphäre bei der Polymerisation eine Inertgasatmosphäre, wie Stickstoffgas, ist.
Nach dem Ende der Polymerisationsreaktion kann das Copolymer aus der Reaktionslösung mit einem bekannten Verfahren isoliert werden, wie Umfällen und Abdestillieren des Lösungsmittels. Außerdem kann das erhaltene Copolymer durch Entfernen der nicht umgesetzten Monomeren durch Wiederholen von Umfällen, Membrantrennung, Chromatographie, Extraktionsverfahren oder dergleichen gereinigt werden.
Das Gewichtsmittel des Molekulargewichts des Vinylpolymers (bestimmt gemäß dem Verfahren, das in den nachfolgenden Herstellungsbeispielen 1 bis 11, die nachstehend angegeben sind, beschrieben ist) beträgt unter den Gesichtspunkten der Ausstoßeigenschaften, Verhinderung von Versengen auf dem Druckerkopf, Haltbarkeit der Tinte nach dem Drucken und Stabilität der Dispersion vorzugsweise 3000 bis 200000, stärker bevorzugt 5000 bis 100000.
Das Pigment kann ein anorganisches Pigment oder ein organisches Pigment sein. Außerdem kann zusammen damit gegebenenfalls ein Streckmittel verwendet werden.
Das anorganische Pigment schließt Ruß, Metalloxide, Metallsulfide, Metallchloride und dergleichen ein. Davon wird Ruß besonders unter den schwarzen Tinten auf Wasserbasis bevorzugt. Der Ruß schließt Furnaceruß, thermischen Flammruß, Acetylenruß, Channelruß und dergleichen ein.
Das organische Pigment schließt Azopigmente, Diazopigmente, Phthalocyaninpigmente, Chinacridonpigmente, Isoindolinonpigmente, Dioxazinpigmente, Perylenpigmente, Perinonpigmente, Thioindigopigmente, Anthrachinonpigmente, Chinophthalonpigmente und dergleichen ein.
Das Streckmittel schließt Siliciumdioxid, Calciumcarbonat, Talkum und dergleichen ein.
Es ist erwünscht, dass die Menge an dem Pigment unter dem Gesichtspunkt der Druckdichte und Erleichterung des Aufnehmens des Pigments in das Vinylpolymer 20 bis 400 Gewichtsteile, vorzugsweise 50 bis 300 Gewichtsteile, bezogen auf 100 Gewichtsteile der festen Harzbestandteile des Vinylpolymers, beträgt.
Die Wasserdispersion der Vinylpolymerteilchen, die das Pigment enthalten, kann beispielsweise durch Lösen eines Vinylpolymers in einem organischen Lösungsmittel; Zugeben eines Pigments zu der erhaltenen Lösung; Vorkneten des Gemisches; danach Zugeben eines Neutralisationsmittels und Wasser und Kneten des erhaltenen Gemisches, um eine Öl-in-Wasser-Dispersion herzustellen; und Abdestillieren des organischen Lösungsmittels von dem gekneteten Gemisch erhalten werden.
Das organische Lösungsmittel ist vorzugsweise ein Alkohollösungsmittel, ein Ketonlösungsmittel und ein Etherlösungsmittel, und ein hydrophiles organisches Lösungsmittel wird stärker bevorzugt.
Das Alkohollösungsmittel schließt Methanol, Ethanol, Isopropanol, n-Butanol, tertiäres Butanol, Isobutanol, Diacetonalkohol und dergleichen ein. Das Ketonlösungsmittel schließt Aceton, Methylethylketon, Diethylketon, Methylisobutylketon und dergleichen ein. Das Etherlösungsmittel schließt Dibutylether, Tetrahydrofuran, Dioxan und dergleichen ein. Von diesen Lösungsmitteln werden Isopropanol, Aceton und Methylethylketon bevorzugt.
Außerdem kann das vorstehende organische Lösungsmittel gegebenenfalls zusammen mit einem hochsiedenden hydrophilen organischen Lösungsmittel verwendet werden. Das hochsiedende hydrophile organische Lösungsmittel schließt Phenoxyethanol, Ethylenglykolmonomethylether, Diethylenglykolmonomethylether, Diethylenglykolmonoethylether, Diethylenglykoldiethylether und dergleichen ein.
Als das Neutralisationsmittel kann eine Säure oder Base in Abhängigkeit von den Arten der Salz bildenden Reste verwendet werden. Die Säure schließt anorganische Säuren, wie Salzsäure und Schwefelsäure; und organische Säuren, wie Essigsäure, Propionsäure, Milchsäure, Bernsteinsäure, Glykolsäure, Gluconsäure und Glycerinsäure, ein. Die Base schließt tertiäre Amine, wie Trimethylamin und Triethylamin, Ammoniak, Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid und dergleichen ein.
Der Neutralisationsgrad ist nicht auf die angegebenen begrenzt. Es wird bevorzugt, das die erhaltene Wasserdispersion üblicherweise neutral ist, beispielsweise ist der pH-Wert 4,5 bis 9.
Der Teilchendurchmesser der Vinylpolymerteilchen, die das Pigment enthalten, beträgt unter dem Gesichtspunkt der Verhinderung von Verstopfen der Düsen und der Dispersionsstabilität vorzugsweise 0,01 bis 0,50 µm, stärker bevorzugt 0,02 bis 0,20 µm.
Es ist erwünscht, dass der Gehalt an der Wasserdispersion des Vinylpolymers in der Tinte auf Wasserbasis unter den Gesichtspunkten von Druckdichte und Ausstoßstabilität so eingestellt ist, dass der Gehalt an den Vinylpolymerteilchen in der Tinte auf Wasserbasis üblicherweise 1 bis 30 Gew.%, vorzugsweise 2 bis 15 Gew.% beträgt.
Es können Zusatzstoffe, wie Benetzungsmittel, Dispergiermittel, Entschäumungsmittel, Schimmelschutzmittel und Chelatbildner, zu der Tinte auf Wasserbasis zum Tintenstrahldrucken der vorliegenden Erfindung gegeben werden.
Als die Benetzungsmittel können mehrwertige Alkohole und Ether davon, wie Ethylenglykol, Propylenglykol, Diethylenglykol, Triethylenglykol, Polyethylenglykole, Glycerin, Diethylenglykoldiethylether und Diethylenglycerinmono-n-butylether; Acetate; Stickstoff enthaltende Verbindungen, wie N-Methyl-2-pyrrolidon und 1,3-Dimethylimidazolidinon, verwendet werden. Der Gehalt an dem Benetzungsmittel in der Tinte auf Wasserbasis beträgt vorzugsweise 0,1 bis 50 Gew.%, stärker bevorzugt 0,1 bis 30 Gew.%.
Außerdem können als das Dispergiermittel anionische, nicht-ionische, kationische und amphotere Dispergiermittel verwendet werden.
Ebenso wird es bevorzugt, dass als das Entschäumungsmittel die Verbindung der Formel (III) verwendet wird:
in der jeder der Reste R⁷, R⁸, R⁹ und R¹⁰ unabhängig voneinander ein Alkylrest mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen oder eine Phenylgruppe, die einen Substituenten aufweisen kann, ist; jeder der Reste R¹¹ und R¹² unabhängig voneinander ein Alkylrest mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, eine Phenylgruppe, die einen Substituenten aufweisen kann, Hydroxylgruppe, Aminogruppe, Carboxylgruppe bzw. Epoxygruppe ist; jede der Zahlen x und y unabhängig voneinander eine Zahl von of 0 bis 1000, vorzugsweise 10 bis 100 ist, unter den Gesichtspunkten der Unterdrückung der Erzeugung von Schäumen während der Herstellung der Tinte auf Wasserbasis und der Einstellung der Oberflächenspannung der Tinte auf Wasserbasis.
Der Gehalt an dem Entschäumungsmittel in der Tinte auf Wasserbasis beträgt vorzugsweise 0,001 bis 2,0 Gew.%, stärker bevorzugt 0,005 bis 0,5 Gew.%.
Herstellungsbeispiele 1 bis 3
Ein Reaktionsgefäß wurde mit 20 Gewichtsteilen Methylethylketon, Monomeren und einem Polymerisationskettenübertragungsmittel befüllt, die in der Spalte „Anfangs eingefüllte Monomere" von Tabelle 1 aufgeführt sind, und Verdrängung mit Stickstoffgas wurde in ausreichender Weise durchgeführt.
Andererseits wurde ein Tropftrichter mit Monomeren und einem Polymerisationskettenübertragungsmittel, die in der Spalte „Zugetropfte Monomere" von Tabelle 1 aufgeführt sind, 60 Gewichtsteilen Methylethylketon und 1,2 Gewichtsteilen 2,2'-Azobis(2,4-dimethylvaleronitril) befüllt, und Verdrängung mit Stickstoffgas wurde in ausreichender Weise durchgeführt.
Die gemischte Lösung im Inneren des Reaktionsgefäßes wurde unter Rühren unter einer Stickstoffatmosphäre auf 65 °C erhitzt, und die gemischte Lösung im Inneren des Tropftrichters wurde über einen Zeitraum von 3 Stunden langsam zugetropft. Nachdem 2 Stunden vom Beginn des Zutropfens vergangen waren, wurde eine Lösung, die durch Zugeben von 0,1 Gewichtsteilen 2,2'-Azobis(2,4-dimethylvaleronitril) zu 5 Gewichtsteilen Methylethylketon hergestellt worden war, zugegeben. Das Gemisch wurde weiter 2 Stunden bei 65 °C und dann 2 Stunden bei 70 °C gealtert, wodurch sich eine Copolymerlösung ergab.
Ein Teil der erhaltenen Copolymerlösung wurde isoliert, indem er 2 Stunden bei 105 °C unter vermindertem Druck getrocknet wurde, um das Lösungsmittel vollständig zu entfernen. Das Gewichtsmittel des Molekulargewichts wurde durch Gelpermeationschromatographie unter Verwendung von Polystyrol als einer Standardsubstanz und Chloroform, das 1 mmol/L Dodecyldimethylamin enthält, als einem Lösungsmittel, bestimmt. Als ein Ergebnis wies jedes der erhaltenen Copolymere ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts von etwa 10000 auf.
Fünf Gewichtsteile des Copolymers, das durch Trocknen der erhaltenen Copolymerlösung unter vermindertem Druck erhalten worden war, wurden in 25 Gewichtsteilen eines organischen Lösungsmittels, das in Tabelle 1 aufgeführt ist, gelöst, und 2 Gewichtsteile eines Neutralisationsmittels (30%ige wässrige Lösung), das in Tabelle 1 aufgeführt ist, wurden dazu gegeben, um einen Teil des Copolymers zu neutralisieren. Ferner wurden 30 Gewichtsteile demineralisiertes Wasser und 5 Gewichtsteile eines Pigments dazu gegeben, und das Gemisch wurde mit einer Kugelmühle geknetet.
Das organische Lösungsmittel wurde unter vermindertem Druck bei 60 °C vollständig aus dem erhaltenen gekneteten Produkt entfernt, und ferner wurde ein Teil des Wassers entfernt, wodurch sich eine Wasserdispersion von Pigment enthaltenden Vinylpolymerteilchen ergab, deren Konzentration an den festen Bestandteilen 20 Gew.% betrug.
Herstellungsbeispiel 4
Eine Copolymerlösung wurde in der gleichen Weise wie in Herstellungsbeispiel 1 unter Verwendung der Monomeren und eines Polymerisationskettenübertragungsmittels, die in Tabelle 1 aufgeführt sind, erhalten. Das Gewichtsmittel des Molekulargewichts des erhaltenen Copolymers wurde in der gleichen Weise wie in Herstellungsbeispiel 1 erhalten. Als ein Ergebnis wurde gefunden, dass es etwa 10000 betrug.
Fünfundzwanzig Gewichtsteile eines organischen Lösungsmittels, das in Tabelle 1 aufgeführt ist, und 5 Gewichtsteile eines Farbstoffs oder Pigments wurden zu 5 Gewichtsteilen des Copolymers gegeben, das durch Trocknen der erhaltenen Copolymerlösung unter vermindertem Druck erhalten wurde, und vollständig gelöst. Zwei Gewichtsteile eines Neutralisationsmittels (30%ige wässrige Lösung), das in Tabelle 1 aufgeführt ist, wurden dazu gegeben, wodurch ein Teil des Salz bildenden Rests des Copolymers neutralisiert wurde. Ferner wurden 300 Gewichtsteile demineralisiertes Wasser dazu gegeben, und das Gemisch wurde gerührt. Danach wurde das Gemisch 30 Minuten unter Verwendung eines Mikrofluidizers (hergestellt von Microfluidics International Corporation) emulgiert.
Das organische Lösungsmittel wurde unter vermindertem Druck bei 60 °C vollständig aus der erhaltenen Emulsion entfernt, und ferner wurde ein Teil des Wassers entfernt, um das Gemisch einzuengen, wodurch sich eine Wasserdispersion von Farbstoff enthaltenden Vinylpolymerteilchen ergab, deren Konzentration an den festen Bestandteilen 20 Gew.% betrug.

Die Namen, die in den Tabellen 1 und 3 aufgeführt sind, bedeuten Folgendes.

Siliconmakromer:	Hergestellt von Chisso Corporation unter dem Handelsnamen: FM-0711 (Zahlenmittel des Molekulargewichts: 1000, eine Verbindung der Formel (II-1a))
Pigment Red 122:	Hergestellt von Toyo Ink Manufacturing Co., Ltd., unter dem Handelsnamen: LIONOGEN Magenta R
Pigment Yellow 17:	Hergestellt von DAINICHISEIKA COLOR & CHEMICALS MFG. CO., LTD., unter dem Handelsnamen: ECY-215
Ruß:	Hergestellt von Degussa unter dem Handelsnamen: Printex-90
Spilon Red:	Hergestellt von Hodogaya Chemical Co., Ltd., unter dem Handelsnamen: Spilon Red C-BR
Styrolmakromer A:	Hergestellt von TOAGOSEI CO., LTD., unter dem Handelsnamen: AN-6 (Styrol-Acrylnitril-Makromer, Styrolgehalt: 75 Gew.%, Zahlenmittel des Molekulargewichts: 6000, polymerisierbare funktionelle Gruppe: Methacroyloxygruppe)
Styrolmakromer B:	Hergestellt von TOAGOSEI CO., LTD., unter dem Handelsnamen: AS-6 (Styrolmakromer, Zahlenmittel des Molekulargewichts: 6000, polymerisierbare funktionelle Gruppe: Methacroyloxygruppe)

Tabelle 1

(Anmerkung): Die Mengen jedes Bestandteils in Klammern sind Gewichtsteile.

Beispiele 1 bis 3 (Vergleich)
Vierzig Gewichtsteile der Wasserdispersion der Pigment enthaltenden Vinylpolymerteilchen, die in den Herstellungsbeispielen 1 bis 3 erhalten wurden, 5 Gewichtsteile Glycerin, 10 Gewichtsteile Harnstoff, 1 Gewichtsteil Acetylenglykol-Polyethylenoxid-Addukt (hergestellt von Kawaken Fine Chemicals Co., Ltd., unter dem Handelsnamen: Acetylenol EH) und 44 Gewichtsteile demineralisiertes Wasser wurden gemischt, und das erhaltene flüssige Gemisch wurde mit einer nadellosen Spritze [hergestellt von TERUMO CORPORATION] mit einem Volumen von 25 mL, an der ein 0,5-µm-Filter [Acetylcellulosemembran, äußerer Durchmesser: 2,5 cm, hergestellt von Fuji Photo Film Co., Ltd.] befestigt war, filtriert, wodurch grobe Körnchen entfernt wurden, wodurch sich die Tinten auf Wasserbasis der Beispiele 1 bis 3 ergaben, die jeweils den Herstellungsbeispielen 1 bis 3 entsprechen.
Vergleichsbeispiel A
Eine Tinte auf Wasserbasis wurde mit der folgenden Formulierung erhalten.
Vergleichsbeispiel B
Eine Tinte auf Wasserbasis wurde in der gleichen Weise wie in Vergleichsbeispiel 1 erhalten, ausgenommen dass 4 Gewichtsteile Ruß an Stelle von C. I. Acid Red 52 verwendet wurden und unter Verwendung eines Natriumsalzes eines Kondensationsprodukts aus einer aromatischen Sulfonsäure und Formalin (hergestellt von Kao Corporation unter dem Handelsnamen: Demole C) dispergiert wurde.
Vergleichsbeispiel C
Eine Tinte auf Wasserbasis wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 erhalten, ausgenommen dass 40 Gewichtsteile einer Wasserdispersion der Farbstoff enthaltenden Vinylpolymerteilchen, die in Herstellungsbeispiel 4 erhalten wurden, an Stelle der Wasserdispersion der Pigment enthaltenden Vinylpolymerteilchen, die in Herstellungsbeispiel 1 erhalten wurden, verwendet wurden.
Die physikalischen Eigenschaften der Tinten auf Wasserbasis, die in den Beispielen 1 bis 3 und den Vergleichsbeispielen 1 bis 3 erhalten wurden, wurden mit den folgenden Verfahren bewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 aufgeführt.
(1) Druckdichte
Das Drucken eines einfarbigen Bilds wurde auf im Handel erhältlichen Kopierpapier unter Verwendung eines im Handel erhältlichen Bubblejet-Druckers, hergestellt von HEWLETT PACKARD (Modellnummer: Desk Jet-720C) durchgeführt, und das gedruckte Bild wurde dann 1 Stunde bei 25 °C stehen gelassen, und danach wurde die Druckdichte unter Verwendung eines Macbeth-Densitometers (hergestellt von Macbeth Process Measurements Co., Produkt Nummer: RD914) bestimmt und mit den folgenden Bewertungskriterien bewertet:
[Bewertungskriterien]

o:

Druckdichte beträgt nicht weniger als 1,1

Δ:

Druckdichte beträgt nicht weniger als 1,0 und weniger als 1,1

x:

Druckdichte beträgt weniger als 1,0

(2) Lichtechtheit
Das einfarbige, bedruckte Objekt, an dem vorstehend die Druckdichte bestimmt worden war, wurde weiter 10000 Zähleinheiten lang mit einem Xenon Fade Meter (Handelsname, hergestellt von ATLAS) bestrahlt. Danach wurde die Druckdichte desselben Druckbereichs, die vor dem Bestrahlen bestimmt wurde, wiederum mit dem Macbeth-Densitometer RD914 bestimmt. Der Restquotient der Druckdichte nach dem Bestrahlen zu der Druckdichte vor dem Bestrahlen wurde mit der folgenden Gleichung berechnet:
Die Lichtechtheit wurde auf der Grundlage der folgenden Bewertungskriterien bewertet:
[Bewertungskriterien]

o:

Restquotient beträgt nicht weniger als 95 %

Δ:

Restquotient beträgt nicht weniger als 80 % und weniger als 95 %

x:

Restquotient beträgt weniger als 80 %

(3) Wasserfestigkeit
Das Drucken eines einfarbigen Bilds wurde auf im Handel erhältlichen Kopierpapier unter Verwendung des vorstehend erwähnten Druckers durchgeführt, und die Druckdichte eines bestimmten bedruckten Bereichs der Probe, die 1 Stunde bei 25 °C getrocknet worden war, wurde bestimmt. Danach wurde das bedruckte Papier 10 Sekunden vertikal in stehendes Wasser eingetaucht und dann daraus vertikal in diesem Zustand heraus gezogen. Das eingetauchte Papier wurde 24 Stunden bei 25 °C an Luft getrocknet, und die Druckdichte desselben bedruckten Bereichs, die vor dem Eintauchen bestimmt worden war, wurde wiederum bestimmt. Der Restquotient der Druckdichte nach dem Eintauchen zu der Druckdichte vor dem Eintauchen wurde mit der Gleichung berechnet:
Die Wasserfestigkeit wurde auf der Grundlage der folgenden Bewertungskriterien bewertet:
[Bewertungskriterien]

⌾:

Restquotient beträgt nicht weniger als 95 %

o:

Restquotient beträgt nicht weniger als 90 % und weniger als 95 %

Δ:

Restquotient beträgt nicht weniger als 70 % und weniger als 90 %

x:

Restquotient beträgt weniger als 70 %

(4) Abreibefestigkeit
Das Drucken eines einfarbigen Bilds wurde auf im Handel erhältlichen Kopierpapier unter Verwendung des vorstehend erwähnten Druckers durchgeführt, und die bedruckte Oberfläche wurde fest mit einem Finger gerieben. Das Ausmaß des Abreibens des gedruckten Bilds wurde mit den folgenden Bewertungskriterien bewertet:
[Bewertungskriterien]

o:

Im Wesentlichen kein gedrucktes Bild wird abgerieben und seine Periphere wird nicht verschmiert

Δ:

Etwas gedrucktes Bild wird abgerieben, seine Peripherie wird geringfügig verschmiert und der Finger wird auch geringfügig verschmiert

x:

Gedrucktes Bild wird merklich abgerieben, seine Peripherie wird merklich verschmiert und der Finger wird auch merklich verschmiert

(5) Textmarkerbeständigkeit
Textdruck wurde auf im Handel erhältlichen Kopierpapier unter Verwendung des vorstehend erwähnten Druckers durchgeführt, und nach dem Verstreichen von 6 Stunden bei 25 °C wurde das Ausmaß des Verschmierens der gedruckten Probe mit dem bloßen Auge betrachtet, als sie mit einem im Handel erhältlichen, wässrigen fluoreszierenden Marker nachgezogen wurde, und die Bewertung wurde auf Grundlage der folgenden Bewertungskriterien durchgeführt:
[Bewertungskriterien]

⌾:

Kein Verschmieren, wie abgeriebene Flecken, wurde beobachtet, selbst wenn mit einem fluoreszierenden Marker nachgezogen wurde.

o:

Einige abgeriebene Flecken wurden erzeugt, wenn mit einem fluoreszierenden Marker nachgezogen wurde, aber in einem Ausmaß ohne praktische Probleme.

x:

Erzeugung von abgeriebenen Flecken wurde beobachtet, wenn mit einem fluoreszierenden Marker nachgezogen wurde, was nicht tolerierbar war.

Tabelle 2

(Anmerkung) In der Tabelle bedeutet die Bewertung „x" nicht verwendbar.

Aus den Ergebnissen, die in Tabelle 2 aufgeführt sind, ist klar, dass alle die Tinten auf Wasserbasis, die in jedem Beispiel erhalten wurden, hinsichtlich Lichtechtheit ausgezeichnet sind und eine hohe Druckdichte ergeben und ferner hinsichtlich Wasserfestigkeit, Abreibefestigkeit und Textmarkerbeständigkeit ausgezeichnet sind.
Herstellungsbeispiele 5 bis 11
Ein Reaktionsgefäß wurde mit 20 Gewichtsteilen eines organischen Lösungsmittels, das in Tabelle 3 aufgeführt ist, Monomeren und einem Polymerisationskettenübertragungsmittel befüllt, die in der Spalte „Anfangs eingefüllte Monomere" von Tabelle 3 aufgeführt sind, und Verdrängung mit Stickstoffgas wurde in ausreichender Weise durchgeführt.
Andererseits wurde ein Tropftrichter mit Monomeren und einem Polymerisationskettenübertragungsmittel, die in der Spalte „Zugetropfte Monomere" von Tabelle 3 aufgeführt sind, 60 Gewichtsteilen Methylethylketon und 1,2 Gewichtsteilen 2,2'-Azobis(2,4-dimethylvaleronitril) befüllt, und Verdrängung mit Stickstoffgas wurde in ausreichender Weise durchgeführt.
Die gemischte Lösung im Inneren des Reaktionsgefäßes wurde unter Rühren unter einer Stickstoffatmosphäre auf 65 °C erhitzt, und die gemischte Lösung im Inneren des Tropftrichters wurde über einen Zeitraum von 3 Stunden langsam zugetropft. Nachdem 2 Stunden vom Beginn des Zutropfens vergangen waren, wurde eine Lösung, die durch Zugeben von 0,3 Gewichtsteilen 2,2'-Azobis(2,4-dimethylvaleronitril) zu 5 Gewichtsteilen Methylethylketon hergestellt worden war, zugegeben. Das Gemisch wurde weiter 2 Stunden bei 65 °C und dann 2 Stunden bei 70 °C gealtert, wodurch sich eine Copolymerlösung ergab.
Ein Teil der erhaltenen Copolymerlösung wurde isoliert, indem er 2 Stunden bei 105 °C unter vermindertem Druck getrocknet wurde, um das Lösungsmittel vollständig zu entfernen. Das Gewichtsmittel des Molekulargewichts wurde durch Gelpermeationschromatographie unter Verwendung von Polystyrol als einer Standardsubstanz und Chloroform, das 1 mmol/L Dodecyldimethylamin enthält, als einem Lösungsmittel, bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 aufgeführt.
Fünf Gewichtsteile des Copolymers, das durch Trocknen der erhaltenen Copolymerlösung unter vermindertem Druck erhalten worden war, wurden in 25 Gewichtsteilen eines organischen Lösungsmittels, das in Tabelle 3 aufgeführt ist, gelöst, und eine gegebene Menge eines Neutralisationsmittels (30%ige wässrige Lösung), das in Tabelle 3 aufgeführt ist, wurden dazu gegeben, um einen Teil des Copolymers zu neutralisieren. Ferner wurden 5 Gewichtsteile eines Pigments dazu gegeben, und das Gemisch wurde mit einer Kugelmühle geknetet.
Dreißig Gewichtsteile demineralisiertes Wasser wurden zu dem erhaltenen gekneteten Produkt gegeben, und das Gemisch wurde gerührt. Danach wurde das organische Lösungsmittel unter vermindertem Druck bei 60 °C aus dem erhaltenen gekneteten Produkt entfernt, und ferner wurde ein Teil des Wassers entfernt, wodurch sich eine Wasserdispersion von Pigment enthaltenden Vinylpolymerteilchen ergab, deren Konzentration an den festen Bestandteilen 20 Gew.% betrug.
Beispiele 4 bis 10
Vierzig Gewichtsteile der Wasserdispersion der Pigment enthaltenden Vinylpolymerteilchen, die in den Herstellungsbeispielen 5 bis 11 erhalten wurden, 5 Gewichtsteile Glycerin, 10 Gewichtsteile Harnstoff, 1 Gewichtsteil Acetylenglykol-Polyethylenoxid-Addukt (hergestellt von Kawaken Fine Chemicals Co., Ltd., unter dem Handelsnamen: Acetylenol EH) und 44 Gewichtsteile demineralisiertes Wasser wurden gemischt, und das erhaltene flüssige Gemisch wurde mit einer nadellosen Spritze [hergestellt von TERUMO CORPORATION] mit einem Volumen von 25 mL, an der ein 0,5-µm-Filter (Acetylcellulosemembran, äußerer Durchmesser: 2,5 cm, hergestellt von Fuji Photo Film Co., Ltd.) befestigt war, filtriert, wodurch grobe Körnchen entfernt wurden, wodurch sich die Tinten auf Wasserbasis der Beispiele 4 bis 10 ergaben, die jeweils den Herstellungsbeispielen 5 bis 11 entsprechen.
Druckdichte, Lichtechtheit, Wasserfestigkeit, Abreibefestigkeit und Textmarkerbeständigkeit wurden bei den Tinten auf Wasserbasis, die in den Beispielen 4 bis 10 erhalten worden waren, in der gleichen Weise wie in den Beispielen 1 bis 3 bewertet.
Außerdem wurden die Verzerrungen des Aufzeichnungsmediums bei den Tinten auf Wasserbasis, die in den Beispielen 4 bis 10 erhalten worden waren, und den Tinten auf Wasserbasis, die in den Vergleichsbeispielen 1 bis 3 erhalten worden waren, gemäß den folgenden Verfahren bewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 aufgeführt.
(6) Verzerrung gedruckter Objekte
Das Ausmaß der Verzerrung, wenn eine gerade Linie unter Verwendung des vorstehend erwähnten Druckers gedruckt wurde, wurde mit dem bloßen Auge beobachtet und mit den folgenden Bewertungskriterien bewertet:
[Bewertungskriterien]

⌾:

Keine Verzerrung

o:

Fast keine Verzerrung

Δ:

Einige Verzerrungen

x:

Viel Verzerrungen

Tabelle 4

(Anmerkung) In der Tabelle bedeutet die Bewertung „x" nicht verwendbar.

Aus den Ergebnissen, die in Tabelle 4 aufgeführt sind, ist klar, dass alle die Tinten auf Wasserbasis, die in jedem Beispiel erhalten wurden, hinsichtlich Lichtechtheit ausgezeichnet sind und eine hohe Druckdichte ohne Verzerrungen der gedruckten Objekte ergeben und hinsichtlich Wasserfestigkeit, Abreibefestigkeit und Textmarkerbeständigkeit ausgezeichnet sind.
Die Tinte auf Wasserbasis zum Tintenstrahldrucken der vorliegenden Erfindung ist hinsichtlich der Lichtechtheit ausgezeichnet, ergibt eine hohe Druckdichte ohne Verzerrung der gedruckten Objekte und ist ferner hinsichtlich Wasserfestigkeit, Abreibefestigkeit und Textmarkerbeständigkeit ausgezeichnet.

Claims

Tinte auf Wasserbasis zum Tintenstrahldrucken, umfassend eine Wasserdispersion von Vinylpolymerteilchen, hergestellt durch Aufnehmen eines Pigments in ein Vinylpolymer, das durch Copolymerisieren eines (a) ein Monomer, das einen Salz bildenden Rest enthält, (b) ein Styrolmakromer mit einer polymerisierbaren funktionellen Gruppe an einem Ende und (c) ein mit dem Monomer, das den Salz bildenden Rest enthält, und dem Styrolmakromer copolymerisierbares Monomer umfassenden Monomerengemisches hergestellt worden ist, wobei das Monomer (c) ein Styrolmonomer ist.
Tinte auf Wasserbasis gemäß Anspruch 1, wobei in dem Vinylpolymer der Gehalt des Monomers (a), das den Salz bildenden Rest enthält, 1 bis 50 Gew.% beträgt, der Gehalt des Styrolmakromers (b) 1 bis 25 Gew.% beträgt und der Gehalt des copolymerisierbaren Monomers (c) 10 bis 80 Gew.% beträgt.
Tinte auf Wasserbasis gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Monomerengemisch weiterhin mindestens einen aus (d) Hydroxylgruppen enthaltenden Monomeren, und (e) Monomeren der Formel (I): CH₂=C(R¹)COO(R²O)_pR³ (I)ausgewählten Bestandteil umfasst, wobei R¹ ein Wasserstoffatom oder ein Niederalkylrest ist; R² ein zweiwertiger Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen ist, welcher ein Heteroatom aufweisen kann; R³ ein einwertiger Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen ist, welcher ein Heteroatom aufweisen kann; und p eine Zahl von 1 bis 60 ist.
Tinte auf Wasserbasis gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Monomerengemisch weiterhin Siliconmakromere der Formel (II) umfasst: X(Y)_pSi(R⁴)_3-r(Z)_r (II)wobei X ein polymerisierbarer ungesättigter Rest ist; Y ein zweiwertiger Rest ist; R⁴ jeweils unabhängig ein Wasserstoffatom, ein Niederalkylrest, ein Arylrest oder ein Alkoxyrest ist; Z ein einwertiger Rest eines Siloxanpolymers mit einem Zahlenmittel des Molekulargewichts von nicht weniger als 500 ist; q 0 oder 1 ist; und r eine ganze Zahl von 1 bis 3 ist.
Tinte auf Wasserbasis gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das copolymerisierbare Monomer (c) mindestens eines aus Styrol und 2-Methylstyrol umfasst.
Tinte auf Wasserbasis gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Gewichtsmittel des Molekulargewichts des Vinylpolymers 3.000 bis 200.000 beträgt.
Verfahren zur Herstellung einer Tinte auf Wasserbasis zum Tintenstrahldrucken, welche eine Wasserdispersion von durch Aufnehmen eines Pigments in ein Vinylpolymer hergestellten Vinylpolymerteilchen umfasst, umfassend Lösen eines Vinylpolymers, das hergestellt wird durch Copolymerisieren eines (a) ein Monomer, das einen Salz bildenden Rest enthält, (b) ein Styrolmakromer mit einer polymerisierbaren funktionellen Gruppe an einem Ende, und (c) ein mit dem Monomer, das den Salz bildenden Rest enthält, und dem Styrolmakromer copolymerisierbares Monomer umfassenden Monomerengemisches, wobei das Monomer (c) ein Styrolmonomer ist, in einem organischen Lösungsmittel; Zugeben eines Pigments zu der erhaltenen Lösung; Vorkneten des Gemisches; danach Zugeben eines Neutralisationsmittels und Wasser und Kneten des Gemisches, um eine Öl-in-Wasser-Dispersion zu erhalten; und Abdestillieren des organischen Lösungsmittels von dem erhaltenen gekneteten Produkt.
Verfahren zur Herstellung einer Tinte auf Wasserbasis gemäß Anspruch 7, wobei das Monomerengemisch weiterhin mindestens einen aus (d) Hydroxylgruppen enthaltenden Monomeren und (e) Monomeren der Formel (I): CH₂=C(R¹)COO(R²O)_pR³ (I)ausgewählten Bestandteil umfasst, wobei R¹ ein Wasserstoffatom oder ein Niederalkylrest ist; R² ein zweiwertiger Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen ist, welcher ein Heteroatom aufweisen kann; R³ ein einwertiger Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen ist, welcher ein Heteroatom aufweisen kann; und p eine Zahl von 1 bis 60 ist.