ES2901169T3 - Dispersión acuosa de pigmento - Google Patents

Dispersión acuosa de pigmento Download PDF

Info

Publication number
ES2901169T3
ES2901169T3 ES17766685T ES17766685T ES2901169T3 ES 2901169 T3 ES2901169 T3 ES 2901169T3 ES 17766685 T ES17766685 T ES 17766685T ES 17766685 T ES17766685 T ES 17766685T ES 2901169 T3 ES2901169 T3 ES 2901169T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
pigment
water
mass
less
dispersion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES17766685T
Other languages
English (en)
Inventor
Satoshi Kunii
Teruyuki Fukuda
Satoshi Tanaka
Yuki Suzuki
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kao Corp
Original Assignee
Kao Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kao Corp filed Critical Kao Corp
Application granted granted Critical
Publication of ES2901169T3 publication Critical patent/ES2901169T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00—Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00—Inks
    • C09D11/30—Inkjet printing inks
    • C09D11/32—Inkjet printing inks characterised by colouring agents
    • C09D11/324—Inkjet printing inks characterised by colouring agents containing carbon black
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F212/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring
    • C08F212/02—Monomers containing only one unsaturated aliphatic radical
    • C08F212/04—Monomers containing only one unsaturated aliphatic radical containing one ring
    • C08F212/06—Hydrocarbons
    • C08F212/08—Styrene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/04—Acids; Metal salts or ammonium salts thereof
    • C08F220/06—Acrylic acid; Methacrylic acid; Metal salts or ammonium salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G59/00—Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
    • C08G59/18—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing
    • C08G59/20—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing characterised by the epoxy compounds used
    • C08G59/22—Di-epoxy compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/24—Crosslinking, e.g. vulcanising, of macromolecules
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L63/00—Compositions of epoxy resins; Compositions of derivatives of epoxy resins
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00—Inks
    • C09D11/02—Printing inks
    • C09D11/10—Printing inks based on artificial resins
    • C09D11/102—Printing inks based on artificial resins containing macromolecular compounds obtained by reactions other than those only involving unsaturated carbon-to-carbon bonds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00—Inks
    • C09D11/30—Inkjet printing inks
    • C09D11/32—Inkjet printing inks characterised by colouring agents
    • C09D11/322—Pigment inks
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00—Inks
    • C09D11/30—Inkjet printing inks
    • C09D11/38—Inkjet printing inks characterised by non-macromolecular additives other than solvents, pigments or dyes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D17/00—Pigment pastes, e.g. for mixing in paints
    • C09D17/001—Pigment pastes, e.g. for mixing in paints in aqueous medium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00—Properties
    • C08L2201/54—Aqueous solutions or dispersions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00—Inks
    • C09D11/30—Inkjet printing inks
    • C09D11/32—Inkjet printing inks characterised by colouring agents
    • C09D11/324—Inkjet printing inks characterised by colouring agents containing carbon black
    • C09D11/326—Inkjet printing inks characterised by colouring agents containing carbon black characterised by the pigment dispersant

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Inks, Pencil-Leads, Or Crayons (AREA)
  • Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
  • Epoxy Resins (AREA)

Abstract

Dispersión en agua de pigmento que comprende partículas de polímero reticulado que contienen pigmento, en la que un polímero reticulado en las partículas es un producto reticulado de un polímero dispersable en agua que se obtiene reticulando el polímero dispersable en agua con al menos un compuesto seleccionado del grupo que consiste en diglicidil éter de etilenglicol, diglicidil éter de propilenglicol, diglicidil éter de dipropilenglicol, diglicidil éter de trietilenglicol y diglicidil éter de tripropilenglicol como agente de reticulación, el polímero dispersable en agua es un polímero de vinilo que comprende una unidad constitucional derivada de (a) un monómero hidrófobo, una unidad constitucional derivada de (b) un monómero iónico, y una unidad constitucional derivada de (c) un monómero no iónico que contiene al menos un grupo seleccionado del grupo que consiste en un grupo hidroxilo y un grupo polialquilenoxilo, el contenido de la unidad constitucional derivada del componente (c) en el polímero dispersable en agua es de no menos del 10% en masa, y el pigmento es un negro de carbono.

Description

descripción
Dispersión acuosa de pigmento
Campo de la invención
La presente invención se refiere a una dispersión en agua de pigmento ya un procedimiento para producir la dispersión en agua de pigmento, tal como se definen en las reivindicaciones adjuntas.
Antecedentes de la invención
En los métodos de impresión por chorro de tinta, las gotitas de tinta se proyectan directamente sobre un medio de impresión desde boquillas muy finas aplicando calor o vibración mecánica a las mismas, y se dejan adherir al medio de impresión para obtener materiales impresos en los que se imprimen caracteres o imágenes. Los métodos de impresión por chorro de tinta se han extendido rápidamente debido a diversas ventajas, tales como la facilidad de coloración completa, el bajo coste, la capacidad de usar un papel normal como medio de impresión, el no contacto con caracteres o imágenes impresos, etc.
En particular, los aparatos de impresión por chorro de tinta de tipo térmico en los que se expulsa una tinta mediante una presión de espumación de la tinta que se genera calentando e hirviendo agua usando un calentador han prevalecido ampliamente porque un cabezal de impresión por chorro de tinta usado en ellos puede fabricarse a bajo coste usando tecnologías MEMs (sistema microelectromecánico) y, además, los aparatos de impresión por chorro de tinta son capaces de realizar impresiones de alta velocidad. En los últimos años, con el fin de conferir una buena resistencia a la alteración a la intemperie y resistencia al agua a los materiales impresos, se ha usado ampliamente una tinta que contiene un pigmento como colorante en los métodos de impresión por chorro de tinta. En consecuencia, se ha intentado mejorar la estabilidad en almacenamiento, etc., de la tinta reticulando un polímero como dispersante del pigmento.
Por ejemplo, el documento JP 2008-524369A (documento de patente 1) tiene como objetivo proporcionar un sólido particulado encapsulado estable finamente dispersado, y divulga un procedimiento para preparar un sólido particulado encapsulado reticulando un dispersante con un agente de reticulación en presencia de un sólido particulado y un medio líquido para encapsular así el sólido particulado en el dispersante reticulado, en el que el dispersante contiene un grupo ácido carboxílico y tiene un índice de acidez de al menos 125 mg de KOH/g y el agente de reticulación contiene al menos dos grupos epoxi y uno o más grupos dispersantes oligoméricos.
El documento JP 2013-511605A (documento de patente 2) tiene como objetivo proporcionar una tinta al agua que tiene una excelente estabilidad, etc., y divulga un sistema de dispersión acuosa que contiene partículas sólidas y un dispersante polimérico vinílico, en el que el dispersante polimérico vinílico contiene un segmento hidrófilo y un segmento hidrófobo, el segmento hidrófilo contiene al menos un resto reticulable y el resto reticulable se reticula con un agente de reticulación que es sustancialmente insoluble en un vehículo de tinta acuoso.
El documento JP 2007-314784A (documento de patente 3) tiene como objetivo proporcionar una tinta al agua que es excelente en cuanto a estabilidad en almacenamiento, etc., y divulga una dispersión en agua para impresión por chorro de tinta que contiene partículas de polímero reticulado insoluble en agua que contienen colorante y un compuesto orgánico insoluble en agua, en la que el polímero reticulado insoluble en agua es un polímero obtenido reticulando un polímero insoluble en agua con un agente de reticulación.
Además, el documento JP 9-132743A (documento de patente 4) divulga un líquido de impresión por chorro de tinta del tipo de calentamiento en forma de un sistema de dispersión acuosa que usa un negro de carbono que tiene buena estabilidad, en el que se reduce el contenido de PAH (hidrocarburo poliaromático) como impureza en el negro de carbono para suprimir la aparición de costra o deposición en un calentador, que es un problema a resolver propio de la impresión por chorro de tinta de tipo térmico.
El documento EP3392321A1 se refiere a [1] un procedimiento para producir una dispersión en agua de pigmento, que incluye una etapa 1 de mezclar una dispersión en agua (A) formada dispersando un pigmento (I) con un polímero dispersable en agua y una dispersión en agua (B) de un pigmento autodispersable (II) para obtener una dispersión en agua (C); y una etapa 2 de someter la dispersión en agua (C) obtenida en la etapa 1 a tratamiento térmico a un temperatura no menor de 40oC para obtener la dispersión en agua de pigmento, y [2] una dispersión en agua de pigmento que contiene un pigmento (I) dispersado con un polímero dispersable en agua y un pigmento autodispersable (II), en la que el polímero dispersable en agua se adsorbe sobre el pigmento (I) y el pigmento autodispersable (II).
El documento GB2528121A describe un pigmento encapsulado autodispersable que comprende un dispersante carboxifuncional reticulado alrededor del núcleo del pigmento mediante un agente de reticulación que tiene al menos dos grupos seleccionados de grupos oxetano, carbodiimida, hidrazida, oxazolina, aziridina, isocianato, N-metilol, cetenimina, isocianurato y epoxi.
El documento W02010010370A1 describe un procedimiento para preparar una dispersión de un sólido particulado que comprende: dispersar un sólido particulado con un dispersante y un medio líquido, en el que el dispersante es un copolímero al azar obtenido u obtenible a partir de la copolimerización de una composición que comprende: i) uno o más monómeros hidrófilos monoetilénicamente insaturados, ii) uno o más monómeros hidrófobos monoetilénicamente insaturados, iii) uno o más monómeros dietilénicamente insaturados y/o con insaturación etilenica superior, y iv) uno o más agentes de transferencia de cadena; en el que la etapa de dispersión se efectúa mediante un tratamiento mecánico que reduce el tamaño de partícula del sólido particulado.
Sumario de la invención
La presente invención se refiere a los siguientes aspectos [1] y [2].
[1] Una dispersión en agua de pigmento que contiene partículas de polímero reticulado que contienen pigmento, en la que un polímero reticulado en las partículas es un producto reticulado de un polímero dispersable en agua que se obtiene reticulando el polímero dispersable en agua con al menos un compuesto seleccionado del grupo que consiste en diglicidil éter de etilenglicol, diglicidil éter de propilenglicol, diglicidil éter de dipropilenglicol, diglicidil éter de trietilenglicol y diglicidil éter de tripropilenglicol como agente de reticulación,
el polímero dispersable en agua es un polímero de vinilo que comprende una unidad constitucional derivada de (a) un monómero hidrófobo, una unidad constitucional derivada de (b) un monómero iónico, y una unidad constitucional derivada de (c) un monómero no iónico que contiene al menos un grupo seleccionado del grupo que consiste en un grupo hidroxilo y un grupo polialquilenoxilo,
el contenido de la unidad constitucional derivada del componente (c) en el polímero dispersable en agua es de no menos del 10% en masa,
y el pigmento es un negro de carbono.
[2] Un procedimiento para producir una dispersión en agua de pigmento que contiene partículas de polímero reticulado que contienen pigmento, incluyendo las siguientes etapas:
Etapa (1): someter una mezcla de pigmento que contiene un polímero dispersable en agua, un pigmento y agua a un tratamiento de dispersión, obteniendo así una disolución de dispersión acuosa de pigmento que contiene partículas de polímero que contienen pigmento; y
Etapa (2): mezclar la disolución de dispersión acuosa de pigmento obtenida en la etapa (1) y al menos un compuesto seleccionado del grupo que consiste en diglicidil éter de etilenglicol, diglicidil éter de propilenglicol, diglicidil éter de dipropilenglicol, diglicidil éter de trietilenglicol y diglicidil éter de tripropilenglicol como agente de reticulación para hacer reaccionar el polímero dispersable en agua con el compuesto para preparar un polímero reticulado, obteniendo así la dispersión en agua de pigmento que contiene partículas de polímero reticulado que contienen pigmento,
en el que el polímero dispersable en agua es un polímero de vinilo que comprende una unidad constitucional derivada de (a) un monómero hidrófobo, una unidad constitucional derivada de (b) un monómero iónico y una unidad constitucional derivada de (c) un monómero no iónico que contiene al menos un grupo seleccionado del grupo que consiste en un grupo hidroxilo y un grupo polialquilenoxilo,
el contenido de la unidad constitucional derivada del componente (c) en el polímero dispersable en agua es de no menos del 10% en masa, y
el pigmento es un negro de carbono.
Descripción detallada de la invención
En las tintas de pigmento para impresión por chorro de tinta, el pigmento está muy disperso en forma de partículas que tienen un tamaño de partícula del orden de varias decenas a varios cientos de nanómetros (a continuación en el presente documento también denominadas simplemente “coloides”) en un vehículo usando un dispersante. Sin embargo, en los últimos años, con el notable aumento de la velocidad de impresión, las tintas tienden a estar expuestas a grandes esfuerzos térmicos o mecánicos. Como resultado, en la actualidad, con el fin de garantizar una buena estabilidad de expulsión de las tintas para expulsar las tintas de manera continua y estable (a continuación en el presente documento también denominada simplemente “estabilidad de expulsión continua”), existe una demanda creciente de una dispersión en agua de pigmento que tenga una alta estabilidad coloidal. En particular, en los aparatos de impresión por chorro de tinta de tipo térmico, la temperatura de un calentador en un cabezal de impresión térmica para expulsar una tinta del mismo se eleva momentáneamente a una temperatura tan alta como no inferior a 300oC, y tiende a producirse un fenómeno tal que los componentes de la tinta, tal como un pigmento, se queman sobre el calentador para formar depósitos en el mismo, es decir, la denominada costra, de modo que la tinta tiende a sufrir una reducción de la presión de espumación de la tinta, así como una mala propiedades de expulsión de la misma. Por este motivo, para suprimir la floculación o la deposición de Ios coloides en las proximidades de una superficie del calentador, se requiere que Ios coloides tengan una estabilidad térmica extremadamente alta.
Por otro lado, en las tecnologías descritas en Ios documentos de patente 1 a 3, las tintas usadas en ellas son insuficientes en cuanto a estabilidad térmica y, por tanto, estas tecnologías no han logrado mejorar completamente las propiedades de las tintas hasta el punto de suprimir la aparición de costra en la parte del calentador del cabezal de impresión térmica. En particular, cuando se usan tintas de pigmento que contienen negro de carbono como pigmento inorgánico que tienden a sufrir la formación de depósitos difícilmente solubles en agua, las tecnologías descritas en Ios documentos de patente 1 a 3 son incapaces de suprimir la aparición de costra. Además, la tecnología descrita en el documento de patente 4 no ha logrado hacer frente por completo a la impresión de alta velocidad.
La presente invención se refiere a una dispersión en agua de pigmento que es excelente en cuanto a estabilidad térmica, en particular, puede evitarse que sufra la aparición de costra en una parte del calentador de un cabezal de impresión térmica, y también es excelente en cuanto a estabilidad de expulsión continua, cuando se combina en una tinta y se usa para imprimir, y un procedimiento para producir la dispersión en agua de pigmento.
Los presentes inventores han descubierto que cuando se combina una dispersión en agua de pigmento que contiene partículas de polímero reticulado que contienen pigmento, en la que se produce un polímero reticulado contenido en las partículas reticulando un polímero con un compuesto específico que contiene un grupo etilenoxilo o un grupo propilenoxilo que tiene una longitud de cadena específica, en una tinta y se usa para imprimir, la tinta resultante es excelente en cuanto a estabilidad térmica, en particular, puede evitarse que sufra la aparición de costra en una parte del calentador de un cabezal de impresión térmica, y también es excelente en cuanto a estabilidad de expulsión continua.
Según la presente invención, es posible proporcionar una dispersión en agua de pigmento que sea excelente en cuanto a estabilidad térmica, en particular, puede evitarse que sufra la aparición de costra en una parte del calentador de un cabezal de impresión térmica, y también es excelente en cuanto a estabilidad de expulsión continua, cuando se combina en una tinta y se usa para imprimir, y un procedimiento para producir la dispersión en agua de pigmento.
[Dispersión en agua de pigmento]
La dispersión en agua de pigmento de la presente invención está en forma de una dispersión en agua de pigmento que contiene partículas de polímero reticulado que contienen un pigmento (a continuación en el presente documento también denominada simplemente “dispersión en agua de pigmento”) en la que un polímero reticulado contenido en las partículas es un polímero que se reticula con un compuesto representado por la siguiente fórmula general (1), y el pigmento es un negro de carbono:
Figure imgf000004_0001
en la que R es un grupo etileno o un grupo propileno, y n es un número entero de no menos de 1 y no más de 3,
en la que el compuesto (agente de reticulación) representado por la fórmula (1) mencionada anteriormente es al menos un compuesto seleccionado del grupo que consiste en diglicidil éter de etilenglicol, diglicidil éter de propilenglicol, diglicidil éter de dipropilenglicol, diglicidil éter de trietilenglicol y diglicidil éter de tripropilenglicol.
Las “partículas de polímero reticulado que contienen un pigmento” tal como se usa en la presente invención (a continuación en el presente documento también denominadas simplemente “partículas de polímero reticulado que contienen pigmento”) significan partículas obtenidas adsorbiendo un polímero dispersable en agua sobre la superficie del pigmento y haciendo reaccionar el polímero dispersable en agua con el agente de reticulación como el compuesto representado por la fórmula general (i), y las “partículas de polímero que contienen un pigmento” tal como se usan en la presente invención (a continuación en el presente documento también denominadas simplemente “partículas de polímero que contienen pigmento”) significan partículas antes de reticularse que se obtienen adsorbiendo el polímero dispersable en agua sobre la superficie del pigmento. Además, el “polímero no adsorbido” tal como se usa en la presente invención significa el polímero dispersable en agua que no está adsorbido sobre el pigmento en la dispersión en agua de pigmento o la tinta al agua.
Además, el “polímero que se reticula con el compuesto representado por la fórmula general ( i) ” tal como se usa en la presente invención significa un polímero que tiene una estructura reticulada derivada del compuesto representado por la fórmula general ( i) mencionada anteriormente (a continuación en el presente documento también denominado simplemente “polímero reticulado”).
Cuando la dispersión en agua de pigmento de la presente invención se combina en una tinta al agua (a continuación en el presente documento también denominada simplemente “tinta”) y se usa para imprimir, es posible producir buenos materiales impresos. Por tanto, la dispersión en agua de pigmento de la presente invención puede usarse de manera adecuada como dispersión en agua de pigmento para impresión flexográfica, impresión en huecograbado o impresión por chorro de tinta. Además, cuando la dispersión en agua de pigmento de la presente invención se combina en una tinta y se usa para imprimir, la tinta resultante es excelente en cuanto a estabilidad de expulsión continua cuando se usa en métodos de impresión por chorro de tinta, y por tanto la dispersión en agua de pigmento se usa preferiblemente como dispersión en agua de pigmento para la impresión por chorro de tinta. Además, debido a que puede impedir que la tinta que usa la dispersión en agua de pigmento sufra la aparición de costra, la dispersión en agua de pigmento se usa más preferiblemente como dispersión en agua de pigmento para la impresión por chorro de tinta térmica.
Mientras tanto, el “compuesto representado por la fórmula general (1)” tal como se usa en la presente memoria descriptiva también se denomina “agente de reticulación”.
El motivo por el que la dispersión en agua de pigmento de la presente invención es excelente en cuanto a estabilidad térmica, en particular, puede impedir que sufra la aparición de costra en una parte del calentador de un cabezal de impresión térmica, y también es excelente en cuanto a estabilidad de expulsión continua, cuando se combina en una tinta y se usa para imprimir, se considera de la siguiente manera, aunque aún no está claramente determinado.
Es decir, se considera que no sólo las partículas de polímero que contienen pigmento, sino que también el polímero no adsorbido, están presentes en la dispersión en agua de pigmento. El negro de carbono usado como pigmento es generalmente hidrófobo, pero se vuelve ligeramente hidrófilo de manera local debido a la presencia de varios grupos funcionales sobre la superficie del mismo.
Por este motivo, cuando se hace reaccionar un polímero no adsorbido de este tipo con un agente de reticulación a base de epoxi adecuadamente hidrófilo que contiene un grupo etilenoxilo o grupo propilenoxilo que tiene una longitud de cadena específica, se considera que el polímero no adsorbido puede adsorberse fácilmente sobre la superficie expuesta del negro de carbono que es localmente hidrófila y no cubierta con el polímero, y cuando se hace reaccionar adicionalmente el polímero ahora adsorbido sobre el negro de carbono con el polímero contenido en las partículas de polímero, el primer polímero se fija de manera firme sobre la superficie del pigmento, de manera que puede reducirse la cantidad del polímero no adsorbido dispersado en la dispersión en agua de pigmento.
Además, se considera que el polímero adsorbido sobre el pigmento se fija de manera firme sobre la superficie del pigmento y, por tanto, se impide la desorción del mismo a partir del pigmento incluso en condiciones de alta temperatura, de manera que es posible mejorar la estabilidad térmica de las partículas de polímero reticulado que contienen pigmento y como resultado, suprimir la aparición de costra.
Además, se considera que dado que se mejora la razón de recubrimiento del negro de carbono con el polímero y, por tanto, se impide que el negro de carbono entre en contacto directamente con una parte del calentador de un cabezal de impresión térmica, se inhibe la formación de depósitos difícilmente solubles en agua, y se suprime la aparición de costra sobre el mismo. Además, se considera que estos efectos de supresión de la aparición de costra actúan de manera sinérgica, de manera que puede conseguirse el excelente efecto de mejorar la estabilidad de expulsión continua de la tinta.
En este momento, si el agente de reticulación usado es excesivamente hidrófobo, la reactividad del agente de reticulación con el polímero no adsorbido tiende a reducirse, mientras que si el agente de reticulación usado es excesivamente hidrófilo, el agente de reticulación tiende a permanecer en la fase acuosa incluso después de hacerse reaccionar con el polímero no adsorbido. Por tanto, se considera que el uso del agente de reticulación a base de epoxi que contiene un grupo etilenoxilo o grupo propilenoxilo que tiene una longitud de cadena específica que se representa por la fórmula (1) mencionada anteriormente contribuye en gran medida a los efectos ventajosos de la presente invención mencionados anteriormente.
Un efecto tan notable de la presente invención, es decir la dispersión en agua de pigmento que es excelente en cuanto a estabilidad térmica y la estabilidad de expulsión continua, puede presentarse específicamente mediante la combinación mencionada anteriormente del negro de carbono como pigmento y el agente de reticulación específico. Es decir, en el caso de que el negro de carbono se use en combinación con el compuesto representado por la fórmula (1) mencionada anteriormente en la que n es no menos de 1 y no más de 3, es posible presentar el notable efecto de la presente invención.
<Pigmento>
Las partículas de polímero reticulado que contienen pigmento según la presente invención contienen el negro de carbono como pigmento y el polímero reticulado.
El negro de carbono puede incluir negros de horno, negros de lámpara térmica, negros de acetileno y negros de canal.
La absorción de aceite de DBP del negro de carbono es preferiblemente de no menos de 50 ml/100 g, más preferiblemente no menos de 70 ml/100 g, incluso más preferiblemente no menos de 80 ml/100 g, incluso aún más preferiblemente no menos de 90 ml/100 g y todavía incluso aún más preferiblemente no menos de 100 ml/100 g, y también es preferiblemente no más de 200 ml/100 g, más preferiblemente no más de 180 ml/100 g, incluso más preferiblemente no más de 150 ml/100 g e incluso aún más preferiblemente no más de 130 ml/100 g, desde el punto de vista de mejorar de manera adecuada la hidrofilicidad del negro de carbono para mejorar la absortividad del polímero sobre la superficie del pigmento así como desde el punto de vista de mejorar la estabilidad de expulsión continua de la tinta resultante.
La absorción de aceite de DBP tal como se usa en el presente documento significa una absorción de aceite tal como se mide mediante el método de DBP, más específicamente, el valor medido según la norma ASTM D2414-65T.
El contenido de compuestos volátiles del negro de carbono es preferiblemente de no más del 6,0% en masa y más preferiblemente no más del 3,0% en masa, y también es preferiblemente no menos del 0,5% en masa, más preferiblemente no menos del 1,0% en masa e incluso más preferiblemente no menos del 1,5% en masa, desde el punto de vista de suprimir la aparición de costra y mejorar la estabilidad de expulsión continua de la tinta resultante. El contenido de compuestos volátiles tal como se usa en el presente documento significa el valor calculado a partir de una cantidad residual del negro de carbono cuando se calienta el negro de carbono a 950oC durante 7 minutos (tal como se determina basándose en la norma ASTM D1620-60).
Los ejemplos específicos del negro de carbono comercialmente disponible incluyen “MONARCH 717” (absorción de aceite de DBP: 53; contenido de compuestos volátiles: 1,0% en masa), “MONARCH 800” (absorción de aceite de DBP: 68; contenido de compuestos volátiles: 1,5% en masa), “MONARCH 880” (absorción de aceite de DBP: 105; contenido de compuestos volátiles: 1,5% en masa), “MONARCH 1100” (absorción de aceite de DBP: 50; contenido de compuestos volátiles: 2,0% en masa), “REGAL 250” (absorción de aceite de DBP: 46; contenido de compuestos volátiles: 1,0% en masa), “REGAL 330R” (absorción de aceite de DBP: 70; contenido de compuestos volátiles: 1,0% en masa), “REGAL 415R” (absorción de aceite de DBP: 55; contenido de compuestos volátiles: 1,0% en masa) y “MOGUL L” (absorción de aceite de DBP: 60; contenido de compuestos volátiles: 4,5% en masa) todos disponibles de Cabot Corporation; y “NIPex 70” (absorción de aceite de DBP: i 23; contenido de compuestos volátiles: 1,2% en masa), “NIPex 60” (absorción de aceite de DBP: 114; contenido de compuestos volátiles: 1,0% en masa), “NIPex 160IQ” (absorción de aceite de DBP: 128; contenido de compuestos volátiles: 5,0% en masa), “NIPex 180IQ” (absorción de aceite de DBP: 160; contenido de compuestos volátiles: 5,0% en masa), “Printex 35” (absorción de aceite de DBP: 42; contenido de compuestos volátiles: 0,5% en masa), “Printex 55” (absorción de aceite de DBP: 46; contenido de compuestos volátiles: 1,2% en masa), “Printex 75” (absorción de aceite de DBP: 49; contenido de compuestos volátiles: 1,2% en masa) y “Printex 85” (absorción de aceite de DBP: 48; contenido de compuestos volátiles: 1,2% en masa) todos disponibles de Orion Engineered Carbons K.K.; y “#900” (absorción de aceite de DBP: 56; contenido de compuestos volátiles: 1,5% en masa), “#1000” (absorción de aceite de DBP: 56; contenido de compuestos volátiles: 3,0% en masa), “#2600” (absorción de aceite de DBP: 77; contenido de compuestos volátiles: 1,8% en masa), “#45L” (absorción de aceite de DBP: 45; contenido de compuestos volátiles: 1,1% en masa) y “MCF88” (absorción de aceite de DBP: 55; contenido de compuestos volátiles: 1,5% en masa) todos disponibles de Mitsubishi Chemical Corporation. La unidad de la absorción de aceite de DBP mencionada anteriormente es “ml/100 g”.
En la presente invención, también puede usarse un pigmento autodispersable. El pigmento autodispersable tal como se usa en el presente documento significa un pigmento sobre una superficie del cual al menos un grupo funcional hidrófilo (incluyendo un grupo hidrófilo aniónico tal como un grupo carboxilo y un grupo sulfónico o un grupo hidrófilo catiónico tal como un grupo amonio cuaternario) se une o bien directamente o bien a través de otro grupo de átomos para hacer de ese modo el pigmento dispersable en un medio acuoso sin usar un tensioactivo o una resina. Los ejemplos del otro grupo de átomos usado en el presente documento incluyen un grupo alcanodiilo que tiene no menos de 1 y no más de 12 átomos de carbono, un grupo fenileno y un grupo naftileno.
Para formar un pigmento en un pigmento autodispersable, por ejemplo, puede unirse químicamente una cantidad necesaria de un grupo funcional hidrófilo a la superficie del pigmento mediante un método habitual. Más específicamente, se usa preferiblemente un método para someter el pigmento a oxidación en fase líquida con ácidos tales como ácido nítrico, ácido sulfúrico, ácido peroxodisulfúrico, ácido hipocloroso y ácido crómico o un método para unir un grupo funcional hidrófilo al pigmento usando un agente de acoplamiento.
La cantidad del grupo funcional hidrófilo que va a unirse a la superficie del pigmento no está particularmente limitada, y es preferiblemente no menos de 100 |imol y no más de 3,000 |imol por 1 g del pigmento autodispersable. La cantidad del grupo carboxilo como grupo funcional hidrófilo unido a la superficie del pigmento es preferiblemente de no menos de 200 |imol y no más de 700 |imol por 1 g del pigmento autodispersable.
Los ejemplos específicos de productos comercialmente disponibles del pigmento autodispersable que contiene un grupo carboxilo incluyen “CAB-O-JET 200”, “CAB-O-JET 3o0” y “CAB-O-JET 352K” todos disponibles de Cabot Corporation, “BONJeT BLACK CW-1” y “BONJET BLACK CW-2” ambos disponibles de Orient Chemical Industries Co., Ltd., “Aqua-Black 162” disponible de Tokai Carbón Co., Ltd., y “Sensijet Black SDP100”, “Sensijet Black SDP1000” y “Sensijet Black SDP2000” todos disponibles de Sensient Technologies Corporation.
Los pigmentos mencionados anteriormente pueden usarse soIos o en forma de una mezcla de dos o más de Ios mismos en una razón de mezclado opcional.
<Polímero reticulado>
El polímero reticulado según la presente invención es un polímero que se reticula con el compuesto representado por la fórmula (1) mencionada anteriormente, y tiene una estructura reticulada derivada del compuesto. Desde el punto de vista de mejorar la estabilidad de dispersión de la dispersión en agua de pigmento y la supresión de la aparición de costra, así como desde el punto de vista de mejorar la estabilidad de expulsión continua de la tinta resultante, el polímero reticulado está preferiblemente en forma de un producto reticulado del polímero dispersable en agua que se obtiene reticulando el polímero dispersable en agua con el compuesto representado por la fórmula (1) mencionada anteriormente.
El polímero dispersable en agua tal como se usa en la presente invención significa un polímero antes de reticularse, y también significa un polímero que tiene la capacidad de dispersar el pigmento en agua o un medio acuoso que contiene agua como componente principal a una temperatura habitual.
Los ejemplos del polímero dispersable en agua incluyen poliésteres, poliuretanos y polímeros a base de vinilo. Entre estos polímeros, desde el punto de vista de mejorar la estabilidad de dispersión de la dispersión en agua de pigmento y suprimir la aparición de costra, se prefieren Ios polímeros a base de vinilo obtenidos sometiendo monómeros de vinilo a polimerización por adición.
El polímero dispersable en agua usado en la presente invención contiene un grupo reactivo (grupo funcional reticulable) capaz de reaccionar con el compuesto representado por la fórmula (1) mencionada anteriormente (un diglicidil éter de alcohol dihidroxilado). Los ejemplos del grupo reactivo incluyen grupos funcionales hidrófilos tales como un grupo carboxilo, un grupo sulfónico, un grupo fosfórico, un grupo amino y un grupo hidroxilo, etc. Entre estos grupos reactivos, desde el punto de vista de mejorar la estabilidad de reacción de la reacción de reticulación, se prefiere un grupo carboxilo. Los ejemplos del polímero que contiene grupos carboxilo incluyen polímeros a base de ácido (met)acrílico.
Mientras tanto, el término “ácido (met)acrílico” tal como se usa en la presente memoria descriptiva significa “al menos un compuesto seleccionado del grupo que consiste en ácido acrílico y ácido metacrílico”, y el “ácido (met)acrílico” tal como se describe a continuación en el presente documento también se define de la misma manera.
[Polímero dispersable en agua]
El polímero dispersable en agua es un polímero a base de vinilo que contiene una unidad constitucional derivada de (a) un monómero hidrófobo (a continuación en el presente documento también denominada simplemente “componente (a)”) y una unidad constitucional derivada de (b) un monómero iónico (a continuación en el presente documento también denominada simplemente “componente (b)”) y más preferiblemente un polímero a base de vinilo que contiene además una unidad constitucional derivada de (c) un monómero no iónico (a continuación en el presente documento también denominada simplemente “componente (c)”) además de Ios componentes (a) y (b), desde el punto de vista de mejora la estabilidad de dispersión de la dispersión en agua de pigmento y suprimir la aparición de costra, así como desde el punto de vista de mejorar la estabilidad de expulsión continua de la tinta resultante. El polímero a base de vinilo se produce copolimerizando una mezcla de monómeros que contiene el componente (a) y el componente (b), y que contiene además el componente (c), si se requiere (a continuación en el presente documento una mezcla de este tipo también se denomina simplemente “mezcla de monómeros”).
((a) Monómero hidrófobo)
El polímero dispersable en agua contiene una unidad constitucional derivada del monómero hidrófobo (a) desde el punto de vista de mejorar la capacidad de adsorción del polímero sobre la superficie del pigmento. El monómero hidrófobo (a) significa un monómero tal que tiene una solubilidad en agua de menos de 10 g tal como se mide disolviendo el monómero en 100 g de agua sometida a intercambio iónico a 250C. La solubilidad en agua del monómero hidrófobo (a) tal como se mide disolviendo el monómero en 100 g de agua sometida a intercambio iónico a 25oc es de preferiblemente no más de 5 g y más preferiblemente no más de 1 g desde el punto de vista de mejorar la capacidad de adsorción del polímero sobre la superficie del pigmento. Como monómero hidrófobo (a), puede mencionarse un monómero que contiene un grupo aromático, un (met)acrilato que contiene un grupo hidrocarbonado derivado de un alcohol alifático y similares.
El monómero que contiene un grupo aromático es preferiblemente un monómero vinílico que contiene un grupo aromático que tiene no menos de 6 y no más de 22 átomos de carbono, y más preferiblemente al menos un monómero seleccionado del grupo que consiste en un monómero a base de estireno y un (met)acrilato que contiene un grupo aromático. El peso molecular del monómero que contiene un grupo aromático es preferiblemente de menos de 500.
Como monómero a base de estireno, se prefiere al menos un monómero seleccionado del grupo que consiste en estireno y 2-metil-estireno, y es más preferido el estireno. Como (met)acrilato que contiene un grupo aromático, se prefiere al menos un monómero seleccionado del grupo que consiste en (met)acrilato de bencilo y (met)acrilato de fenoxietilo, y es más preferido el (met)acrilato de bencilo.
Entre estos monómeros, desde el punto de vista de mejorar la capacidad de adsorción del polímero sobre la superficie del pigmento, se usa preferiblemente el (met)acrilato que contiene un grupo aromático. Además, el (met)acrilato que contiene un grupo aromático también puede usarse en combinación con el monómero a base de estireno.
Mientras tanto, el término “(met)acrilato” tal como se usa en la presente memoria descriptiva significa “al menos un compuesto seleccionado del grupo que consiste en un acrilato y un metacrilato”, y el “(met)acrilato” tal como se describe a continuación en el presente documento también se define de la misma manera.
Como el (met)acrilato que contiene un grupo hidrocarbonado derivado de un alcohol alifático, se prefieren los (met)acrilatos que contienen un grupo hidrocarbonado derivado de un alcohol alifático que tiene no menos de 1 y no más de 22 átomos de carbono, más preferidos son los (met)acrilatos que contienen un grupo alquilo que tiene no menos de 1 y no más de 22 átomos de carbono, e incluso más preferidos son los (met)acrilatos que contienen un grupo alquilo que tiene no menos de 6 y no más de 18 átomos de carbono.
Los ejemplos del (met)acrilato que contiene un grupo hidrocarbonado derivado de un alcohol alifático incluyen (met)acrilatos que contienen un grupo alquilo lineal, tales como (met)acrilato de metilo, (met)acrilato de etilo, (met)acrilato de propilo, (met)acrilato de butilo, (met)acrilato de pentilo, (met)acrilato de octilo, (met)acrilato de decilo, (met)acrilato de dodecilo y (met)acrilato de estearilo; (met)acrilatos que contienen un grupo alquilo ramificado, tales como (met)acrilato de isopropilo, (met)acrilato de isobutilo, (met)acrilato de ferc-butilo, (met)acrilato de isoamilo, (met)acrilato de isooctilo, (met)acrilato de isodecilo, (met)acrilato de isododecilo, (met)acrilato de isoestearilo y (met)acrilato de 2-etilhexilo; y (met)acrilatos que contienen un grupo alquilo alicíclico, tal como (met)acrilato de ciclohexilo.
Como monómero hidrófobo (a), también se usa preferiblemente un macrómero. El macrómero está en forma de un compuesto que contiene un grupo funcional polimerizable en un extremo terminal del mismo y que tiene un peso molecular promedio en número de no menos de 500 y no más de 100.000. Desde el punto de vista de mejorar la estabilidad de dispersión de la dispersión en agua de pigmento y suprimir la aparición de costra, el macrómero está preferiblemente en forma de un compuesto que tiene un peso molecular promedio en número de no menos de 1.000 y no más de 10.000. Mientras tanto, el peso molecular promedio en número del macrómero es el valor que se mide mediante cromatografía de permeación en gel usando cloroformo que contiene 1 mmol/l de dodecildimetilamina como disolvente y usando un poliestireno como sustancia patrón de referencia.
Como grupo funcional polimerizable unido a un extremo terminal del macrómero, se prefiere un grupo acriloiloxilo o un grupo metacriloiloxilo, y más preferido es un grupo metacriloiloxilo.
Como macrómero, desde el punto de vista de mejorar la capacidad de adsorción del polímero sobre la superficie del pigmento, se prefiere al menos un macrómero seleccionado del grupo que consiste en un macrómero a base de monómeros que contienen un grupo aromático y un macrómero a base de silicona, y más se prefiere un macrómero a base de monómeros que contienen un grupo aromático.
Los ejemplos de un monómero que contiene un grupo aromático que constituye el macrómero a base de monómeros que contienen un grupo aromático incluyen los mismos monómeros que contienen un grupo aromático que se describen con respecto al monómero hidrófobo (a) mencionado anteriormente. Entre estos monómeros que contienen un grupo aromático, se prefieren el estireno y el (met)acrilato de bencilo, y se prefiere más el estireno.
Los ejemplos específicos del macrómero a base de estireno incluyen “AS-6(S)”, “AN-6(S)” y “HS-6(S)” (nombres comerciales) todos disponibles de Toagosei Co., Ltd., etc.
Los ejemplos del macrómero a base de silicona incluyen organopolisiloxanos que contienen un grupo funcional polimerizable en un extremo terminal de los mismos, etc.
Desde el punto de vista de mejorar la estabilidad de dispersión de la dispersión en agua de pigmento y suprimir la aparición de costra, así como desde el punto de vista de mejorar la estabilidad de expulsión continua de la tinta resultante, el monómero hidrófobo (a) es preferiblemente al menos un monómero seleccionado del grupo que consiste en un monómero que contiene un grupo aromático, un (met)acrilato que contiene un grupo hidrocarbonado derivado de un alcohol alifático y un macrómero a base de monómeros que contienen un grupo aromático, más preferiblemente al menos un monómero seleccionado del grupo que consiste en un monómero que contiene un grupo aromático y un macrómero a base de monómeros que contienen un grupo aromático, incluso más preferiblemente al menos un monómero seleccionado del grupo que consiste en un (met)acrilato que contiene un grupo aromático y un macrómero a base de estireno, e incluso aún más preferiblemente una combinación de un (met)acrilato que contiene un grupo aromático y un macrómero a base de estireno.
((b) Monómero iónico)
El polímero dispersable en agua contiene una unidad constitucional derivada del monómero iónico (b) desde el punto de vista de mejorar la estabilidad de dispersión de la dispersión en agua de pigmento y suprimir la aparición de costra, así como desde el punto de vista de mejorar la estabilidad de expulsión continua de la tinta resultante. El monómero iónico (b) es un monómero que contiene un grupo que puede convertirse en un ion baja cualquier condición ácido, neutra y alcalina (a continuación en el presente documento también denominado simplemente “grupo iónico”), y preferiblemente un monómero tal que una solubilidad de o bien el monómero o bien una sal del mismo tal como se mide disolviendo el monómero o la sal en 100 g de agua sometida a intercambio iónico a 250C es de más de 1 g. La solubilidad del monómero iónico (b) tal como se mide disolviendo el monómero o la sal en 100 g de agua sometida a intercambio iónico a 25oc es preferiblemente de más de 5 g y más preferiblemente no menos de 10 g desde el punto de vista de mejorar la estabilidad de dispersión de la dispersión en agua de pigmento y suprimir la aparición de costra, así como desde el punto de vista de mejorar la estabilidad de expulsión continua de la tinta resultante. El monómero iónico (b) contiene preferiblemente un grupo reactivo capaz de reaccionar con el agente de reticulación mencionado anteriormente desde el punto de vista de mejorar la estabilidad de dispersión de la dispersión en agua de pigmento y suprimir la aparición de costra, así como desde el punto de vista de mejorar la estabilidad de expulsión continua de la tinta resultante. Como grupo reactivo, pueden usarse los mismos grupos reactivos tal como se describió anteriormente. Los ejemplos del monómero iónico incluyen un monómero aniónico y un monómero catiónico que contienen respectivamente el grupo reactivo mencionado anteriormente. Entre estos monómeros iónicos, desde el punto de vista de mejorar la estabilidad de dispersión de la dispersión en agua de pigmento y suprimir la aparición de costra, así como desde el punto de vista de mejorar la estabilidad de expulsión continua de la tinta resultante, se prefiere el monómero aniónico que contiene el grupo reactivo mencionado anteriormente.
Los ejemplos del monómero aniónico que contiene el grupo reactivo incluyen un monómero de ácido carboxílico, un monómero de ácido sulfónico y un monómero de ácido fosfórico.
Los ejemplos específicos del monómero de ácido carboxílico incluyen ácido (met)acrílico, ácido crotónico, ácido itacónico, ácido maleico, ácido fumárico, ácido citracónico y ácido 2-metacriloiloximetilsuccínico.
Los ejemplos específicos del monómero de ácido sulfónico incluyen ácido estirenosulfónico, ácido 2-acrilamido-2-metilpropanosulfónico y (met)acrilato de 3-sulfopropilo.
Los ejemplos específicos del monómero de ácido fosfórico incluyen ácido vinilfosfónico, fosfato de vinilo, fosfato de bis(metacriloxietilo), fosfato de difenil-2-acriloiloxietilo y fosfato de difenil-2-metacriloiloxietilo.
Entre los monómeros iónicos (b) mencionados anteriormente, desde el punto de vista de mejorar la estabilidad de dispersión de la dispersión en agua de pigmento y suprimir la aparición de costra, así como desde el punto de vista de mejorar la estabilidad de expulsión continua de la tinta resultante, se prefiere el monómero aniónico, se prefiere más el monómero de ácido carboxílico, se prefiere incluso más el ácido (met)acrílico, y se prefiere todavía incluso más el ácido metacrílico.
((c) Monómero no iónico)
El monómero no iónico (c) es un monómero que no contiene ningún grupo iónico descrito anteriormente, y la solubilidad del monómero tal como se mide disolviendo el monómero en 100 g de agua sometida a intercambio iónico a 25oc no es de menos de 10 g. El monómero no iónico (c) contiene al menos un grupo seleccionado del grupo que consiste en un grupo hidroxilo y un grupo polialquilenoxilo.
Los ejemplos del monómero no iónico (c) incluyen (met)acrilatos de hidroxialquilo tales como (met)acrilato de 2-hidroxietilo y (met)acrilato de 3-hidroxipropilo; (met)acrilatos de polialquilenglicol tales como (met)acrilatos de polipropilenglicol (m = de 2 a 30, en el que m representa un número molar promedio de adición de un óxido de alquileno: a continuación en el presente documento definido de la misma manera); (met)acrilatos de alcoxipolialquilenglicol tales como (met)acrilatos de metoxipolietilenglicol (m = de 1 a 30) y (met)acrilatos de octoxipolietilenglicol (m = de 1 a 30); y (met)acrilatos de aralcoxipolialquilenglicol tales como (met)acrilatos de fenoxi-(copolímero de etilenglicol/propilenglicol) (m = de 1 a 30, en el que m para etilenglicol: de 1 a 29). Entre estos monómeros no iónicos, se prefieren (met)acrilatos de alcoxipolialquilenglicol, y se prefieren más los (met)acrilatos de octoxipolietilenglicol (m = de 1 a 30).
Los ejemplos específicos de productos comercialmente disponibles del componente (c) incluyen “NK ESTER M-20G”, “NK ESTER M-40G”, “NK ESTER M-90G” y “NK ESTER EH-4E” (nombres comerciales) todos disponibles de Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.; así como “BLEMMER PE-90”, “BLEMMER PE-200” y “BLEMMER PE-350”; “BLEMMER PME-100”, “BLEMMER PME-200” y “BLEMMER PME-400”; “BLEMMER PP-500” y “BLEMMER PP-800”; “BLEMMER AP-150”, “BLEMMER AP-400” y “BLEMMER AP-550”; y “BLEMMER 50PEP-300”, “BLEMMER 50POEP-800B” y “BLEMMER 43PAPE-600B” (nombres comerciales) todos disponibles de NOF Corporation. De estos productos comercialmente disponibles del componente (c), desde el punto de vista de mejorar la estabilidad de dispersión de la dispersión en agua de pigmento y suprimir la aparición de costra, se usa preferiblemente “NK ESTER EH-4E” (metacrilato de octoxipolietilenglicol; número molar promedio de adición de óxido de etileno: 4).
Desde el punto de vista de mejorar la estabilidad de dispersión de la dispersión en agua de pigmento y suprimir la aparición de costra, así como desde el punto de vista de mejorar la estabilidad de expulsión continua de la tinta resultante, el monómero no iónico (c) puede contener un grupo hidroxilo capaz de reaccionar con el agente de reticulación mencionado anteriormente.
Los componentes (a) a (c) mencionados anteriormente pueden usarse respectivamente solos o en combinación de dos o más cualesquiera de los mismos.
Tras la producción del polímero dispersable en agua, el contenido de los componentes (a) a (c) mencionados anteriormente en la mezcla de monómeros (contenido de componentes no neutralizados; a continuación en el presente documento definido de la misma manera), es decir, el contenido de las unidades constitucionales derivadas de los componentes (a) a (c), respectivamente, en el polímero dispersable en agua es el siguiente.
El contenido del componente (a) es preferiblemente de no menos del 40% en masa, más preferiblemente no menos del 45% en masa, incluso más preferiblemente no menos del 48% en masa e incluso aún más preferiblemente no menos del 50% en masa, y también es preferiblemente no más del 85% en masa, más preferiblemente no más del 80% en masa, incluso más preferiblemente no más del 75% en masa, incluso aún más preferiblemente no más del 70% en masa, todavía incluso aún más preferiblemente no más del 65% en masa y todavía incluso aún más preferiblemente no más del 60% en masa, desde el punto de vista de mejorar la capacidad de adsorción del polímero sobre la superficie del pigmento.
El contenido del componente (b) es preferiblemente de no menos del 10% en masa, más preferiblemente no menos del 13% en masa e incluso más preferiblemente no menos del 15% en masa, y también preferiblemente no más del 25% en masa, más preferiblemente no más del 23% en masa e incluso más preferiblemente no más del 21% en masa, desde el punto de vista de mejorar la estabilidad de dispersión de la dispersión en agua de pigmento y suprimir la aparición de costra, así como desde el punto de vista de mejorar la estabilidad de expulsión continua de la tinta resultante.
El contenido del componente (c) es de no menos del 10% en masa, preferiblemente no menos del 20% en masa y más preferiblemente no menos del 25% en masa, y también es preferiblemente no más del 40% en masa, más preferiblemente no más del 35% en masa e incluso más preferiblemente no más del 31% en masa, desde el punto de vista de mejorar la estabilidad de dispersión de la dispersión en agua de pigmento y suprimir la aparición de costra, así como desde el punto de vista de mejorar la estabilidad de expulsión continua de la tinta resultante.
La razón en masa del componente (a) con respecto al componente (b) [componente (a)/componente (b)] es preferiblemente no menos de 0,5, más preferiblemente no menos de 1,0, incluso más preferiblemente no menos de 1,5, incluso aún más preferiblemente no menos de 2,0 y todavía incluso aún más preferiblemente no menos de 2,5, y también es preferiblemente no más de 5,0, más preferiblemente no más de 4,0 e incluso más preferiblemente no más de 3,5, desde el punto de vista de mejorar la estabilidad de dispersión de la dispersión en agua de pigmento y suprimir la aparición de costra, así como desde el punto de vista de mejorar la estabilidad de expulsión continua de la tinta resultante.
(Producción de polímero dispersable en agua)
El polímero dispersable en agua puede producirse copolimerizando una mezcla de monómeros que contiene el monómero hidrófobo (a) y el monómero iónico (b) mencionados anteriormente, y si se requiere, que contiene además el monómero no iónico (c) y los otros monómeros mencionados anteriormente, mediante métodos de polimerización conocidos. Entre los métodos de polimerización, se prefiere un método de polimerización en disolución.
El disolvente orgánico usado en el método de polimerización en disolución no está particularmente limitado, y se usan preferiblemente metil etil cetona, metil isobutil cetona, tolueno, etc. desde el punto de vista de lograr una buena capacidad de copolimerización de los monómeros.
La polimerización puede llevarse a cabo en presencia de un iniciador de polimerización o un agente de transferencia de cadena. Como iniciador de polimerización, se prefieren los compuestos azoicos, y se prefiere más preferido el 2,2'-azobis(2,4-dimetilvaleronitrilo).
Como agente de transferencia de cadena, se prefieren los mercaptanos y se prefiere más el 2-mercaptoetanol.
Las condiciones de polimerización preferidas no están particularmente limitadas. La temperatura de polimerización es preferiblemente no inferior a 50oC, más preferiblemente no inferior a 60oC e incluso más preferiblemente no inferior a 70oC, y también es preferiblemente no superior a 90oc y más preferiblemente no superior a 85oc. El tiempo de polimerización es preferiblemente de no menos de 1 hora, más preferiblemente no menos de 4 horas e incluso más preferiblemente no menos de 6 horas, y también es preferiblemente no más de 20 horas, más preferiblemente no más de 15 horas e incluso más preferiblemente no más de 10 horas. Además, la polimerización se realiza preferiblemente en una atmósfera de gas nitrógeno o una atmósfera de un gas inerte tales como argón.
Una vez completada la reacción de polimerización, los monómeros sin reaccionar, etc., pueden retirarse de la disolución de reacción obtenida mediante reprecipitación, separación por membranas, cromatografía, extracción, etc.
Desde el punto de vista de mejorar la estabilidad de dispersión de la dispersión en agua de pigmento, así como desde el punto de vista de mejorar la estabilidad de expulsión continua de la tinta resultante, el peso molecular promedio en peso del polímero dispersable en agua es preferiblemente de no menos de 3.000, más preferiblemente no menos de 5.000, incluso más preferiblemente no menos de 10.000 e incluso aún más preferiblemente no menos de 30.000, y también es preferiblemente no más de 200.000, más preferiblemente no más de 100.00o, incluso más preferiblemente no más de 8o.000 e incluso aún más preferiblemente no más de 60,00o.
Mientras tanto, el peso molecular promedio en peso del polímero dispersable en agua puede medirse mediante el método descrito en los ejemplos siguientes.
El índice de acidez del polímero dispersable en agua es preferiblemente de no menos de 100 mg de KOH/g y más preferiblemente no menos de 120 mg de KOH/g, y también es preferiblemente no más de 300 mg de KOH/g, más preferiblemente no más de 280 mg de KOH/g, incluso más preferiblemente no más de 250 mg de KOH/g e incluso aún más preferiblemente no más de 200 mg de KOH/g.
Mientras tanto, el índice de acidez del polímero dispersable en agua puede calcularse a partir de una razón entre los componentes monoméricos usados en la producción del polímero. Alternativamente, el índice de acidez del polímero dispersable en agua también puede determinarse mediante el método de someter una disolución preparada disolviendo el polímero dispersable en agua en un disolvente capaz de disolver el polímero en el mismo, tal como metil etil cetona, a titulación con un agente alcalino.
<Agente de reticulación>
El agente de reticulación es un diglicidil éter representado por la siguiente fórmula general (1):
Figure imgf000011_0001
en la que R es un grupo etileno o un grupo propileno, y n es un número entero de no menos de 1 y no más de 3.
En la fórmula (1) mencionada anteriormente, R es un grupo etileno o un grupo propileno que se derivan respectivamente de un alcohol dihidroxilado. De estos grupos como R, se prefiere un grupo etileno.
En el caso en el que la unidad de repetición -RO- en la fórmula (1) mencionada anteriormente es un grupo propilenoxilo, la estructura del grupo propilenoxilo puede representarse por cualquiera de -CH2CH2CH20-, -c H(CH3)CH2O-y -CH2CH(CH3)0 -, y es preferiblemente al menos un grupo seleccionado del grupo que consiste en -CH(CH3)CH20- y -CH2CH(CH3)0-.
En la fórmula (1) mencionada anteriormente, n representa el número de unidades de repetición del grupo etilenoxilo o grupo propilenoxilo, y es un número entero de no menos de 1 y preferiblemente no menos de 2, y también no más de 3 y preferiblemente no más de 2, y n adicionalmente es más preferiblemente 2, desde el punto de vista de mejorar la capacidad de adsorción del polímero sobre la superficie del pigmento.
Según la invención tal como se define por la reivindicaciones adjuntas, el compuesto (agente de reticulación) representado por la fórmula (1) mencionada anteriormente es al menos un compuesto seleccionado del grupo que consiste en diglicidil éter de etilenglicol, diglicidil éter de propilenglicol, diglicidil éter de dipropilenglicol, diglicidil éter de trietilenglicol y diglicidil éter de tripropilenglicol; se prefiere más al menos un compuesto seleccionado del grupo que consiste en diglicidil éter de etilenglicol y diglicidil éter de dipropilenglicol.
Los ejemplos específicos de los agentes de reticulación disponibles comercialmente incluyen “DENACOL EX-810” (diglicidil éter de etilenglicol), “DENACOL EX-811” (diglicidil éter de etilenglicol), “DENACOL EX-911” (diglicidil éter de propilenglicol), “DENACOL EX-850” (diglicidil éter de dietilenglicol), “DENACOL EX-850L” (diglicidil éter de dietilenglicol), “DENACOL EX-851” (diglicidil éter de dietilenglicol), “DENACOL EX-941” (diglicidil éter de polipropilenglicol; n = 2 (valor de catálogo)) y “DENACOL EX-920” (diglicidil éter de polipropilenglicol; n = 3 (valor de catálogo)) todos disponibles de Nagase ChemteX Corporation; “Ep OLIGHT 40E” (diglicidil éter de etilenglicol) y “EPOLIGHT 100E” (diglicidil éter de dietilenglicol) ambos disponibles de KYOEISHA CHEMICAL Co., Ltd.; y similares.
El agente de reticulación se produce habitualmente a partir de epiclorhidrina y, por tanto, puede incluirse cloro (ion cloro) como impureza en el agente de reticulación. Sin embargo, desde el punto de vista de suprimir la corrosión de un aparato de impresión tales como una impresora de chorro de tinta, así como la aparición de costra en una parte del calentador de un cabezal de impresión térmica usado en el caso en el que la tinta se expulsa mediante un método térmico en métodos de impresión por chorro de tinta, se prefiere que el contenido de cloro en la dispersión en agua de pigmento sea bajo. Además, desde el punto de vista de mejorar la productividad de la dispersión en agua de pigmento, el método de usar un agente de reticulación cuyo contenido de cloro se ha reducido previamente como materia prima del mismo se usa más preferiblemente en lugar del método de reducir el contenido de cloro en la dispersión en agua de pigmento resultante. Desde estos puntos de vista, el contenido del ion cloro como impureza en el agente de reticulación como el compuesto representado por la fórmula (1) mencionada anteriormente (contenido de cloro) es preferiblemente no más del 8,0% en masa, más preferiblemente no más del 5,0% en masa, incluso más preferiblemente no más del 3,0% en masa, incluso aún más preferiblemente no más del 1,0% en masa, todavía incluso aún más preferiblemente no más del 0,6% en masa, todavía incluso aún más preferiblemente no más del 0,5% en masa y todavía incluso aún más preferiblemente no más del 0,4% en masa. Además, desde el punto de vista de mejorar la productividad del agente de reticulación, el contenido del ion cloro en el agente de reticulación es preferiblemente no menos del 0% en masa y más preferiblemente no menos del 0,1% en masa.
Se considera que el cloro contenido en el agente de reticulación está presente en forma de ion cloruro (Cl-) como impureza. El contenido del ion cloro en el agente de reticulación puede determinarse a partir de la concentración de ion cloruro del mismo que puede medirse mediante un método de titulación o una cromatografía iónica.
[Procedimiento para producir dispersión en agua de pigmento]
La dispersión en agua de pigmento de la presente invención puede producirse de manera eficiente mediante el procedimiento que incluye las siguientes etapas:
Etapa (1): someter una mezcla de pigmento que contiene el polímero dispersable en agua, el pigmento y agua a un tratamiento de dispersión, obteniendo así una disolución de dispersión acuosa de pigmento que contiene partículas de polímero que contienen pigmento; y
Etapa (2): mezclar la disolución de dispersión acuosa de pigmento obtenida en la etapa (1) y el compuesto representado por la fórmula (1) mencionada anteriormente para hacer reaccionar el polímero dispersable en agua con el compuesto para preparar un polímero reticulado, obteniendo así la dispersión en agua de pigmento que contiene partículas de polímero reticulado que contienen pigmento.
<Etapa (1)>
La etapa (1) es la etapa de someter una mezcla de pigmento que contiene el polímero dispersable en agua, el pigmento y agua a un tratamiento de dispersión, obteniendo así una disolución de dispersión acuosa de pigmento que contiene partículas de polímero que contienen pigmento.
La etapa (1) es preferiblemente la etapa de mezclar el polímero dispersable en agua, el pigmento y agua, si se requiere, añadir además un agente neutralizante, un tensioactivo, etc., para obtener la mezcla de pigmento, y luego someter la mezcla de pigmento así obtenida a un tratamiento de dispersión, obteniendo así la disolución de dispersión acuosa de pigmento. El orden de adición de los componentes respectivos no está particularmente limitado, y se prefiere que el agente neutralizante, agua y el pigmento se añadan de manera sucesiva en este orden.
(Agente neutralizante)
En la etapa (1), desde el punto de vista de mejorar la estabilidad de dispersión de la disolución de dispersión acuosa de pigmento, así como desde el punto de vista de mejorar la estabilidad de expulsión continua de la tinta resultante, se usa preferiblemente un agente neutralizante. Cuando se usa el agente neutralizante, la neutralización se realiza preferiblemente de manera que el valor de pH de la disolución de dispersión acuosa de pigmento resultante esté dentro del intervalo de no menos de 7 y no más de 11.
Los ejemplos del agente neutralizante usados en la etapa (1) incluyen hidróxidos de metales alcalinos, amoniaco y aminas orgánicas. De estos agentes neutralizantes, desde el punto de vista de mejorar la estabilidad de dispersión de la disolución de dispersión acuosa de pigmento, así como desde el punto de vista de mejorar la estabilidad de expulsión continua de la tinta resultante, se prefiere al menos un compuesto seleccionado del grupo que consiste en hidróxidos de metales alcalinos y amoniaco, y se prefieren más hidróxidos de metales alcalinos.
Los ejemplos específicos de los hidróxidos de metales alcalinos incluyen hidróxido de litio, hidróxido de sodio, hidróxido de potasio e hidróxido de cesio. De estos hidróxidos de metales alcalinos, se prefiere el hidróxido de sodio.
El agente neutralizante se usa preferiblemente en forma de una disolución acuosa de agente neutralizante desde el punto de vista de promover suficientemente la neutralización del polímero. Desde el punto de vista de promover suficientemente la neutralización del polímero, la concentración de la disolución acuosa de agente neutralizante es preferiblemente de no menos del 3% en masa, más preferiblemente no menos del 10% en masa e incluso más preferiblemente no menos del 15% en masa, y también preferiblemente no más del 30% en masa y más preferiblemente no más del 25% en masa.
El agente neutralizante y la disolución acuosa de agente neutralizante se usan respectivamente solos o en forma de una mezcla de cualesquiera dos o más clases de los mismos.
El grado de neutralización del polímero dispersable en agua es preferiblemente no menos del 60% en moles, más preferiblemente no menos del 80% en moles e incluso más preferiblemente no menos del 100% en moles, y también es preferiblemente no más del 400% en moles, más preferiblemente no más del 200% en moles e incluso más preferiblemente no más del 150% en moles, desde el punto de vista de mejorar la estabilidad de dispersión de la disolución de dispersión acuosa de pigmento, así como desde el punto de vista de mejorar la estabilidad de expulsión continua de la tinta resultante.
El grado de neutralización, tal como se usa en el presente documento, significa el valor obtenido dividiendo un valor equivalente en moles del agente neutralizante entre una cantidad molar del grupo aniónico en el polímero dispersable en agua. El grupo aniónico mencionado anteriormente puede incluir un grupo carboxilo del monómero iónico, etc. De manera inherente, el grado de neutralización del polímero no excede del 100% en moles. Sin embargo, en la presente invención, ya que el grado de neutralización del polímero se calcula a partir de la cantidad del agente neutralizante usado, si el agente neutralizante se usa en una cantidad excesiva en relación con el polímero, el grado de neutralización del polímero excederá del 100% en moles.
Además, en el caso en el que se use una base volátil como agente neutralizante, es posible controlar de manera adecuada no sólo el grado de neutralización de la mezcla de pigmento en el transcurso de la etapa (1), sino también el grado de neutralización de cada una de la disolución de dispersión acuosa de pigmento producida en una fase final de la etapa (1) y la dispersión en agua de pigmento obtenida en la etapa (2). Más específicamente, la base volátil tal como amoniaco, etc., usada como agente neutralizante se carga en una cantidad excesiva en relación con la cantidad molar del grupo aniónico del polímero dispersable en agua en el transcurso de la etapa (1), y luego se retira en la fase final de la etapa (1), mediante lo cual es posible obtener la disolución de dispersión acuosa de pigmento que tiene un grado de neutralización deseado. En un caso de este tipo, la cantidad de la base volátil usada como agente neutralizante es de no menos del 0% en moles, y también es preferiblemente no más del 300% en moles, más preferiblemente no más del 100% en moles e incluso más preferiblemente no más del 50% en moles.
El contenido del pigmento en la mezcla de pigmento es preferiblemente no menos del 5,0% en masa, más preferiblemente no menos del 8,0% en masa e incluso más preferiblemente no menos del 10% en masa, y también es preferiblemente no más del 30% en masa, más preferiblemente no más del 25% en masa e incluso más preferiblemente no más del 20% en masa, desde el punto de vista de mejorar la estabilidad de dispersión de la disolución de dispersión acuosa de pigmento y mejorar la productividad de la disolución de dispersión acuosa de pigmento, así como desde el punto de vista de mejorar la estabilidad de expulsión continua de la tinta resultante.
La razón en masa del pigmento con respecto al polímero dispersable en agua [pigmento/polímero dispersable en agua] en la mezcla de pigmento es preferiblemente de desde 80/20 hasta 50/50, más preferiblemente desde 75/25 hasta 60/40 e incluso más preferiblemente desde 70/30 hasta 65/35, desde el punto de vista de mejorar la estabilidad de dispersión de la disolución de dispersión acuosa de pigmento, así como desde el punto de vista de mejorar la estabilidad de expulsión continua de la tinta resultante.
En la etapa (1), la mezcla de pigmento resultante se somete a un tratamiento de dispersión para obtener la disolución de dispersión acuosa de pigmento. El método de dispersión para obtener la disolución de dispersión acuosa de pigmento no está particularmente limitado. Las partículas de pigmento pueden atomizarse para dar partículas finas que tienen un tamaño de partícula promedio deseado sometiendo la mezcla de pigmento a un tratamiento de dispersión sustancial sólo. Sin embargo, se prefiere que la mezcla de pigmento se someta en primer lugar a un tratamiento de dispersión preliminar, y luego al tratamiento de dispersión sustancial aplicando una tensión de cizalladura a la misma para controlar el tamaño de partícula promedio de las partículas de pigmento obtenidas en un valor deseado.
La temperatura usada en el tratamiento de dispersión preliminar en la etapa (1) es preferiblemente no menor de 0oC, y también preferiblemente no mayor de 40oc, más preferiblemente no mayor de 30oc e incluso más preferiblemente no mayor de 20oc. El tiempo de dispersión del tratamiento de dispersión mencionado anteriormente es preferiblemente no menos de 1 hora y más preferiblemente no menos de 2 horas, y también es preferiblemente no más de 30 horas, más preferiblemente no más de 10 horas e incluso más preferiblemente no más de 5 horas.
Cuando se somete la mezcla de pigmento mencionada anteriormente a un tratamiento de dispersión preliminar, pueden usarse dispositivos de mezclado y agitación habituales tales como una paleta de ancla y una paleta dispersora. De estos dispositivos de mezclado y agitación, se prefieren las mezcladoras de agitación de alta velocidad.
Como medios para aplicar una tensión de cizalladura a la mezcla de pigmento en el tratamiento de dispersión sustancial, pueden usarse, por ejemplo, máquinas amasadoras tales como molinos de cilindros, amasadoras y similares, homogeneizadores de alta presión tales como “Microfluidizer” (nombre comercial) disponible de Microfluidics Corporation, y dispersores de tipo medio tales como agitadores de pinturas y molinos de perlas. Los ejemplos de los dispersores de tipo medio disponibles comercialmente incluyen “Ultra Apex Mili” (nombre comercial) disponible de Kotobuki Industries Co., Ltd., y “Pico Mili” (nombre comercial) disponible de Asada Iron Works Co., Ltd. Estos dispositivos pueden usarse en combinación de cualesquiera dos o más de los mismos. Entre estos dispositivos, los homogeneizadores de alta presión se usan preferiblemente desde el punto de vista de reducir el tamaño de partícula del pigmento.
En el caso en el que el tratamiento de dispersión sustancial se realice usando el homogeneizador de alta presión, el tamaño de partícula del pigmento puede ajustarse a un valor deseado controlando la presión de tratamiento y la frecuencia de paso de la mezcla de pigmento a través del homogeneizador usado en el tratamiento de dispersión sustancial. La presión de tratamiento usada en el tratamiento de dispersión sustancial es preferiblemente de no menos de 60 MPa, más preferiblemente no menos de 100 MPa e incluso más preferiblemente no menos de 150 MPa, y también es preferiblemente no más de 250 MPa, más preferiblemente no más de 200 MPa e incluso más preferiblemente no más de 180 MPa. Además, la frecuencia de paso de la mezcla de pigmento a través del homogeneizador usado en el tratamiento de dispersión sustancial es preferiblemente de no menos de 3 veces, más preferiblemente no menos de 10 veces e incluso más preferiblemente no menos de 15 veces, y también es preferiblemente no más de 30 veces, más preferiblemente no más de 25 veces e incluso más preferiblemente no más de 20 veces.
La etapa (1) incluye preferiblemente las siguientes etapas (1-1) y (1-2) como método en el que antes de someter la mezcla de pigmento al tratamiento de dispersión, se disuelve el polímero dispersable en agua en un disolvente orgánico, y luego se realiza el tratamiento de dispersión para obtener un producto de tratamiento de dispersión, seguido por la eliminación del disolvente orgánico del mismo.
Etapa (1-1): disolver el polímero dispersable en agua en un disolvente orgánico y luego añadir el pigmento y agua a la disolución resultante para preparar la mezcla de pigmento, y después de esto someter la mezcla de pigmento resultante a un tratamiento de dispersión, obteniendo así el producto de tratamiento de dispersión que contiene partículas de polímero que contienen pigmento; y
Etapa (1-2): eliminar el disolvente orgánico del producto de tratamiento de dispersión obtenido en la etapa (1-1), obteniendo así la disolución de dispersión acuosa de pigmento que contiene partículas de polímero que contienen pigmento.
[Etapa (1-1)]
En la etapa (1-1), se prefiere que el polímero dispersable en agua se disuelva en primer lugar en un disolvente orgánico, y luego se añaden y se mezclan el pigmento y agua, si se requiere, junto con el agente neutralizante, el tensioactivo, etc., en la disolución resultante para preparar una mezcla de pigmento, y después de esto la mezcla de pigmento resultante se somete a un tratamiento de dispersión para obtener el producto de tratamiento de dispersión en forma de una dispersión de aceite en agua. El orden de adición de los componentes respectivos en la etapa (1-1) no está particularmente limitado, y se prefiere que el agente neutralizante, agua y el pigmento se añadan de manera sucesiva en este orden. Además, el método de dispersión usado en la etapa (1-1) es el mismo que el método de dispersión descrito previamente, y el contenido del pigmento en la mezcla de pigmento, así como la razón en masa del pigmento con respecto al polímero dispersable en agua, también son los mismos que se han descrito previamente.
(Disolvente orgánico)
Se prefiere que el disolvente orgánico usado en la etapa (1-1) tenga una alta afinidad por el polímero dispersable en agua, y por otro lado, tenga una baja solubilidad en agua usada como disolvente principal en la etapa (1-1). Más específicamente, se prefiere que la solubilidad del disolvente orgánico en agua tal como se mide a 20oC sea de menos del 40% en masa.
Los ejemplos del disolvente orgánico preferido incluyen al menos un disolvente seleccionado del grupo que consiste en alcoholes alifáticos, cetonas, éteres y ésteres. Entre estos disolventes orgánicos, desde el punto de vista de mejorar la humectabilidad del pigmento y la capacidad de adsorción del polímero dispersable en agua al pigmento, se prefieren más las cetonas, e incluso se prefiere más la metil etil cetona.
La razón en masa del polímero dispersable en agua con respecto al disolvente orgánico [polímero dispersable en agua/disolvente orgánico] en la etapa (1-1) es preferiblemente de no menos de 0,10, más preferiblemente no menos de 0,20 e incluso más preferiblemente no menos de 0,25, y también es preferiblemente no más de 0,60, más preferiblemente no más de 0,50 e incluso más preferiblemente no más de 0,45, desde el punto de vista de mejorar la humectabilidad del pigmento y la capacidad de adsorción del polímero dispersable en agua al pigmento.
La razón en masa del agente neutralizante con respecto al disolvente orgánico [agente neutralizante/disolvente orgánico] en la etapa (1-1) es preferiblemente de no menos de 0,010, más preferiblemente no menos de 0,020 e incluso más preferiblemente no menos de 0,025, y también es preferiblemente no más de 0,10, más preferiblemente no más de 0,060 e incluso más preferiblemente no más de 0,050, desde el punto de vista de mejorar la capacidad de adsorción del polímero dispersable en agua al pigmento y promover la neutralización del polímero dispersable en agua para potenciar la dispersabilidad de las partículas de polímero que contienen pigmento, y como resultado, desde el punto de vista de prevenir la formación de partículas gruesas para mejorar la estabilidad de expulsión continua de la tinta resultante.
[Etapa (1-2)]
La etapa (1-2) es la etapa de eliminar el disolvente orgánico mencionado anteriormente del producto de tratamiento de dispersión obtenido en la etapa (1-1) mediante métodos convencionalmente conocidos para obtener así la disolución de dispersión acuosa de pigmento que contiene las partículas de polímero que contienen pigmento.
Desde el punto de vista de suprimir la formación de agregados en el transcurso de la eliminación del disolvente orgánico, desde el punto de vista de mejorar la estabilidad de dispersión de la disolución de dispersión acuosa de pigmento, así como desde el punto de vista de mejorar la estabilidad de expulsión continua de la tinta resultante, se prefiere que se añada agua al producto de tratamiento de dispersión antes de eliminar el disolvente orgánico del mismo para controlar de manera adecuada la razón en masa del disolvente orgánico con respecto al agua en el producto de tratamiento de dispersión. La razón en masa del disolvente orgánico con respecto al agua [disolvente orgánico/agua] en el producto de tratamiento de dispersión después de controlarse es preferiblemente de no menos de 0,15 y más preferiblemente no menos de 0,20, y también es preferiblemente no más de 0,40 y más preferiblemente no más de 0,30.
Además, la concentración de componentes no volátiles (contenido de sólidos) en el producto de tratamiento de dispersión obtenida después de controlar la razón en masa del disolvente orgánico con respecto al agua en el mismo es de preferiblemente no menos del 5,0% en masa, más preferiblemente no menos del 10% en masa e incluso más preferiblemente no menos del 15% en masa, y también es preferiblemente no más del 30% en masa, más preferiblemente no más del 20% en masa e incluso más preferiblemente no más del 18% en masa, desde el punto de vista de suprimir la formación de agregados en el transcurso de la eliminación del disolvente orgánico, así como desde el punto de vista de potenciar la productividad de la disolución de dispersión acuosa de pigmento. mientras tanto, en la etapa (1-2), una parte de agua contenida en la dispersión mencionada anteriormente puede eliminarse simultáneamente con la retirada del disolvente orgánico.
Los ejemplos del aparato para eliminar el disolvente orgánico usado en la presente etapa (1-2) incluyen un aparato de destilación de película delgada tales como dispositivo de destilación simple discontinuo, un dispositivo de destilación a presión reducida y un evaporador de vacío, un dispositivo de destilación rotatorio y un evaporador con agitación. Entre estos aparatos, desde el punto de vista de eliminar de manera eficaz el disolvente orgánico, se prefieren un dispositivo de destilación rotatorio y un evaporador con agitación, se prefiere más un dispositivo de destilación rotatorio, e incluso se prefiere más un evaporador rotatorio.
La temperatura del producto de tratamiento de dispersión tras la eliminación del disolvente orgánico del mismo puede seleccionarse de manera apropiada dependiendo de la clase de disolvente orgánico que va a eliminarse. La temperatura del producto de tratamiento de dispersión tras la eliminación del disolvente orgánico del mismo a presión reducida es preferiblemente no menor de 40oC, y también es preferiblemente no mayor de 80oC, más preferiblemente no mayor de 70oc e incluso más preferiblemente no mayor de 65oc. La presión del sistema de reacción tras la eliminación del disolvente orgánico es preferiblemente de no menos de 0,005 MPa y más preferiblemente no menos de 0,01 MPa, y también es preferiblemente no más de 0,5 MPa, más preferiblemente no más de 0,2 MPa e incluso más preferiblemente no más de 0,1 MPa. El tiempo requerido tras la eliminación del disolvente orgánico es preferiblemente de no menos de 1 hora, más preferiblemente no menos de 2 horas e incluso más preferiblemente no menos de 5 horas, y también es preferiblemente no más de 24 horas, más preferiblemente no más de 12 horas e incluso más preferiblemente no más de 10 horas.
El disolvente orgánico se elimina preferiblemente de manera sustancialmente completa de la disolución de dispersión acuosa de pigmento así obtenida. Sin embargo, el disolvente orgánico residual puede estar presente en la disolución de dispersión acuosa de pigmento a menos que los objetos y efectos ventajosos de la presente invención se vean afectados de manera adversa por el disolvente orgánico residual. El contenido del disolvente orgánico residual en la disolución de dispersión acuosa de pigmento resultante es preferiblemente de no más del 0,9% en masa, más preferiblemente no más del 0,1% en masa e incluso más preferiblemente no más del 0,01% en masa.
La concentración de los componentes no volátiles (contenido de sólidos) en la disolución de dispersión acuosa de pigmento obtenida en la etapa (1) es preferiblemente de no menos del 10% en masa, más preferiblemente no menos del 15% en masa e incluso más preferiblemente no menos del 18% en masa, y también es preferiblemente no más del 30% en masa, más preferiblemente no más del 25% en masa e incluso más preferiblemente no más del 22% en masa, desde el punto de vista de mejorar la estabilidad de dispersión de la disolución de dispersión acuosa de pigmento, así como desde el punto de vista de facilitar la producción de la dispersión en agua de pigmento.
El tamaño de partícula promedio de las partículas de polímero que contienen pigmento que están contenidas en la disolución de dispersión acuosa de pigmento obtenida en la etapa (1) es preferiblemente de no menos de 40 nm, más preferiblemente no menos de 50 nm e incluso más preferiblemente no menos de 60 nm, y también es preferiblemente no más de 200 nm, más preferiblemente no más de 150 nm e incluso más preferiblemente no más de 130 nm, desde el punto de vista de mejorar la estabilidad de dispersión de la disolución de dispersión acuosa de pigmento, así como desde el punto de vista de mejorar la estabilidad de expulsión continua de la tinta resultante. El tamaño de partícula promedio de las partículas de polímero que contienen pigmento puede medirse mediante el método descrito en los ejemplos a continuación.
<Etapa (2)>
La etapa (2) es la etapa de mezclar la disolución de dispersión acuosa de pigmento obtenida en la etapa (1) y el compuesto (agente de reticulación) representado por la fórmula (1) mencionada anteriormente para hacer reaccionar el polímero dispersable en agua contenido en la disolución de dispersión acuosa de pigmento con el compuesto para preparar un polímero reticulado, obteniendo así la dispersión en agua de pigmento que contiene las partículas de polímero reticulado que contienen pigmento según la presente invención.
El catalizador, disolvente, temperatura de reacción y tiempo de reacción usados en la reacción de reticulación, etc., puede determinarse de manera apropiada según el agente de reticulación usado en la misma. La temperatura usada en la reacción de reticulación es preferiblemente no menor de 40oC y más preferiblemente no menor de 60oC, y también es preferiblemente no mayor de 95oc y más preferiblemente no mayor de 80oc. El tiempo de la reacción de reticulación es preferiblemente de no menos de 0,5 horas y más preferiblemente no menos de 1 hora, y también es preferiblemente no más de 10 horas y más preferiblemente no más de 5 horas.
La cantidad del compuesto representado por la fórmula (1) mencionada anteriormente que se usa en la reacción de reticulación es preferiblemente de no menos de 0,50 partes en masa, más preferiblemente no menos de 1,0 parte en masa, incluso más preferiblemente no menos de 2,0 partes en masa e incluso aún más preferiblemente no menos de 3,0 partes en masa sobre la base de 100 partes en masa del polímero dispersable en agua desde el punto de vista de mejorar la estabilidad de expulsión continua de la tinta resultante, y también es preferiblemente no más de 15 partes en masa, más preferiblemente no más de 13 partes en masa, incluso más preferiblemente no más de 10 partes en masa e incluso aún más preferiblemente no más de 8,0 partes en masa sobre la base de 100 partes en masa del polímero dispersable en agua desde el punto de vista de mejorar la estabilidad de expulsión continua de la tinta resultante.
La tasa de reticulación del polímero reticulado es preferiblemente de no menos del 10% en equivalentes y más preferiblemente no menos del 15% en equivalentes, y también es preferiblemente no más del 90% en equivalentes, más preferiblemente no más del 70% en equivalentes, incluso más preferiblemente no más del 50% en equivalentes e incluso aún más preferiblemente no más del 30% en equivalentes.
Mientras tanto, la tasa de reticulación es el valor obtenido dividiendo el número de equivalentes de grupos epoxi en el agente de reticulación entre el número de equivalentes de grupos reactivos (por ejemplo, grupos iónicos) en el polímero dispersable en agua que son capaces de reaccionar con el agente de reticulación.
La dispersión en agua de pigmento de la presente invención está en forma de una dispersión en la que se dispersan el pigmento y el polímero reticulado como componentes sólidos en un medio acuoso que contiene agua como medio principal.
En este caso, la configuración de la dispersión en agua de pigmento no está particularmente limitada. Los ejemplos de la configuración de la dispersión en agua de pigmento incluyen (1) la configuración en la que el polímero reticulado está adsorbido sobre la superficie de las partículas respectivas del pigmento para formar partículas dispersadas que contienen una pluralidad de las partículas de pigmento, (2) la configuración en la que el pigmento está encerrado o encapsulado en el polímero reticulado y dispersado en la dispersión en agua de pigmento, (3) la configuración en la que el pigmento está expuesto sobre la superficie de las partículas respectivas de polímero reticulado y dispersado en la dispersión en agua de pigmento, y (4) una combinación de estas configuraciones tales como la configuración en la que el polímero reticulado está parcialmente adsorbido sobre la superficie de las partículas respectivas del pigmento y dispersado en la dispersión en agua de pigmento, y similares.
(Composición y propiedades de la dispersión en agua de pigmento)
El contenido del pigmento en la dispersión en agua de pigmento es de preferiblemente no menos del 3,0% en masa, más preferiblemente no menos del 5,0% en masa, incluso más preferiblemente no menos del 7,0% en masa e incluso aún más preferiblemente no menos del 9,0% en masa, y también es preferiblemente no más del 20% en masa, más preferiblemente no más del 17% en masa, incluso más preferiblemente no más del 15% en masa e incluso aún más preferiblemente no más del 13% en masa, desde el punto de vista de mejorar la estabilidad de dispersión de la dispersión en agua de pigmento y suprimir la aparición de costra, así como desde el punto de vista de mejorar la estabilidad de expulsión continua de la tinta resultante.
El contenido del polímero reticulado en la dispersión en agua de pigmento es de preferiblemente no menos del 0,5% en masa, más preferiblemente no menos del 1,0% en masa, incluso más preferiblemente no menos del 3,0% en masa e incluso aún más preferiblemente no menos del 5,0% en masa, y también es preferiblemente no más del 15% en masa, más preferiblemente no más del 10% en masa e incluso más preferiblemente no más del 7,0% en masa, desde el punto de vista de mejorar la estabilidad de dispersión de la dispersión en agua de pigmento y suprimir la aparición de costra así, como desde el punto de vista de mejorar la estabilidad de expulsión continua de la tinta resultante.
El contenido de agua en la dispersión en agua de pigmento es de preferiblemente no menos del 50% en masa, más preferiblemente no menos del 6o% en masa e incluso más preferiblemente no menos del 75% en masa, y también es preferiblemente no más del 95% en masa, más preferiblemente no más del 90% en masa e incluso más preferiblemente no más del 85% en masa, desde el punto de vista de mejorar la estabilidad de expulsión continua de la tinta resultante.
La razón en masa del pigmento con respecto al polímero reticulado [pigmento/polímero reticulado] en la dispersión en agua de pigmento es preferiblemente de desde 85/15 hasta 50/50, más preferiblemente desde 80/20 hasta 55/45, incluso más preferiblemente desde 80/20 hasta 60/40, incluso aún más preferiblemente desde 75/25 hasta 65/35 y todavía incluso aún más preferiblemente desde 70/30 hasta 65/35 desde el punto de vista de mejorar la estabilidad de expulsión continua de la tinta resultante, así como desde el punto de vista de potenciar la densidad óptica de la tinta.
El tamaño de partícula promedio de las partículas de polímero reticulado que contienen pigmento que están contenidas en la dispersión en agua de pigmento de la presente invención es preferiblemente de no menos de 40 nm, más preferiblemente no menos de 5o nm e incluso más preferiblemente no menos de 60 nm, y también es preferiblemente no más de 200 nm, más preferiblemente no más de 150 nm e incluso más preferiblemente no más de 130 nm, desde el punto de vista de mejorar la estabilidad de dispersión de la dispersión en agua de pigmento y suprimir la aparición de costra, así como desde el punto de vista de mejorar la estabilidad de expulsión continua de la tinta resultante.
Mientras tanto, el tamaño de partícula promedio de las partículas de polímero reticulado que contienen pigmento en la dispersión en agua de pigmento puede medirse mediante el método descrito en los ejemplos a continuación.
La tensión superficial estática de la dispersión en agua de pigmento tal como se mide a 20oC es de preferiblemente no menos de 23 mN/m y más preferiblemente no menos de 25 mN/m, y también es preferiblemente no más de 50 mN/m y más preferiblemente no más de 48 mN/m, desde el punto de vista de mejorar la estabilidad de expulsión continua de la tinta resultante.
Mientras tanto, la tensión superficial estática de la dispersión en agua de pigmento tal como se mide a 20oc puede medirse mediante el método descrito en los ejemplos a continuación.
La viscosidad de la dispersión en agua de pigmento tal como se mide a 35oc es de preferiblemente no menos de 1,0 mPa^s, más preferiblemente no menos de 1,5 mPâ s e incluso más preferiblemente no menos de 2,0 mPâ s, y también es preferiblemente no más de 10 mPâ s, más preferiblemente no más de 7,0 mPa^s e incluso más preferiblemente no más de 4,0 mPa^s, desde el punto de vista de mejorar la estabilidad de expulsión continua de la tinta resultante.
Mientras tanto, la viscosidad de la dispersión en agua de pigmento tal como se mide a 35oc puede medirse mediante el método descrito en los ejemplos a continuación.
La dispersión en agua de pigmento de la presente invención puede incluir diversos aditivos usados habitualmente en una tinta al agua, por ejemplo, tal como un disolvente, un penetrante, un dispersante, un tensioactivo, un controlador de la viscosidad, un agente antiespumante, un agente de prevención del óxido, un agente antiséptico, un agente a prueba de moho y similares, y puede usarse directamente como tinta al agua para impresión flexográfica, impresión en huecograbado o impresión por chorro de tinta, preferiblemente como tinta al agua para impresión por chorro de tinta.
[Tinta al agua para impresión por chorro de tinta]
La tinta al agua para impresión por chorro de tinta según la presente invención contiene la dispersión en agua de pigmento mencionada anteriormente, un disolvente y agua. La tinta al agua puede contener adicionalmente, además del disolvente, diversos otros aditivos tales como un penetrante, un dispersante, un tensioactivo, un controlador de la viscosidad, un agente antiespumante, un agente de prevención del óxido, un agente antiséptico, un agente a prueba de moho y similares.
La tinta al agua para impresión por chorro de tinta según la presente invención se produce combinando la dispersión en agua de pigmento mencionada anteriormente, el disolvente y agua entre sí. La cantidad de la dispersión en agua de pigmento combinada en la tinta al agua es tal como se describe a continuación, y se prefiere que el disolvente y agua se combinen en la dispersión en agua de pigmento de manera que el contenido del disolvente y agua en la tinta al agua resultante respectivamente se encuentre dentro de los siguientes intervalos predeterminados.
<Dispersión en agua de pigmento>
La cantidad de la dispersión en agua de pigmento de la presente invención combinada en la tinta al agua es preferiblemente de no menos del 15% en masa, más preferiblemente no menos del 20% en masa e incluso más preferiblemente no menos del 25% en masa, y también es preferiblemente no más del 60% en masa, más preferiblemente no más del 55% en masa e incluso más preferiblemente no más del 50% en masa, desde el punto de vista de suprimir la aparición de costra, así como desde el punto de vista de mejorar la estabilidad de expulsión continua de la tinta resultante.
El contenido del pigmento en la tinta al agua es de preferiblemente no menos del 1,0% en masa, más preferiblemente no menos del 2,0% en masa e incluso más preferiblemente no menos del 3,0% en masa, y también es preferiblemente no más del 20% en masa, más preferiblemente no más del 15% en masa, incluso más preferiblemente no más del 10% en masa e incluso aún más preferiblemente no más del 8,0% en masa, desde el punto de vista de potenciar la densidad óptica de la tinta resultante, desde el punto de vista de suprimir la aparición de costra, así como desde el punto de vista de mejorar la estabilidad de expulsión continua de la tinta.
El contenido del polímero reticulado en la tinta al agua es preferiblemente de no menos del 0,10% en masa, más preferiblemente no menos del 0,15% en masa e incluso más preferiblemente no menos del 0,20% en masa, y también es preferiblemente no más del 5,0% en masa, más preferiblemente no más del 3,5% en masa e incluso más preferiblemente no más del 2,5% en masa, desde el punto de vista de suprimir la aparición de costra, así como desde el punto de vista de mejorar la estabilidad de expulsión continua de la tinta resultante.
<Disolvente>
El término “disolvente”, tal como se usa en la presente invención, significa aquellos disolventes distintos de agua.
Desde el punto de vista de suprimir el aumento excesivo de la viscosidad de la tinta resultante debido al polímero reticulado, desde el punto de vista de prevenir que la tinta se seque y mejorar la estabilidad de expulsión continua de la tinta, la tinta al agua contiene preferiblemente un disolvente orgánico como disolvente.
Los ejemplos del disolvente orgánico incluyen éteres de glicol, alcoholes polihidroxilados, alcoholes monohidroxilados, alquil éteres de estos alcoholes, compuestos heterocíclicos que contienen nitrógeno, amidas, aminas y compuestos que contienen azufre. Entre estos disolventes orgánicos, desde el punto de vista de mejorar la estabilidad de expulsión continua de la tinta resultante, se prefiere al menos un disolvente orgánico seleccionado del grupo que consiste en éteres de glicol, alcoholes polihidroxilados y compuestos heterocíclicos que contienen nitrógeno.
Los ejemplos específicos de los éteres de glicol incluyen monoalquil éteres de alquilenglicol, dialquil éteres de alquilenglicol y similares. Entre estos éteres de glicol, desde el punto de vista de mejorar la estabilidad de expulsión continua de la tinta resultante, se prefieren monoalquil éteres de alquilenglicol. El número de átomos de carbono en un grupo alquilo de los monoalquil éteres de alquilenglicol es preferiblemente no menos 1, más preferiblemente no menos de 2 e incluso más preferiblemente no menos de 3, y también es preferiblemente no más de 6 y más preferiblemente no más de 4. El grupo alquilo de los monoalquil éteres de alquilenglicol puede estar en forma de o bien una cadena lineal o bien una cadena ramificada.
Los ejemplos específicos de los monoalquil éteres de alquilenglicol incluyen etil éter de etilenglicol, isopropil éter de etilenglicol, propil éter de etilenglicol, butil éter de etilenglicol, metil éter de dietilenglicol, etil éter de dietilenglicol, isopropil éter de dietilenglicol, isobutil éter de dietilenglicol, butil éter de dietilenglicol, metil éter de trietilenglicol, metil éter de dipropilenglicol, etil éter de dipropilenglicol, butil éter de dipropilenglicol y metil éter de tripropilenglicol, etc.
De estos monoalquil éteres de alquilenglicol, desde el punto de vista de mejorar la calidad de los caracteres o imágenes impresos, se prefiere al menos un compuesto seleccionado del grupo que consiste en isopropil éter de etilenglicol, propil éter de etilenglicol, metil éter de dietilenglicol, isopropil éter de dietilenglicol, isobutil éter de dietilenglicol y butil éter de dietilenglicol, y se prefiere más al menos un compuesto seleccionado del grupo que consiste en isopropil éter de etilenglicol, isopropil éter de dietilenglicol e isobutil éter de dietilenglicol.
Los ejemplos de los alcoholes polihidroxilados incluyen 1,2-alcanodioles tales como etilenglicol, propilenglicol, 1,2-butanodiol, 1,2-pentanodiol y 1,2-hexanodiol; polietilenglicoles tales como dietilenglicol, trietilenglicol y tetraetilenglicol; dipropilenglicol, polipropilenglicoles, 1,3-propanodiol, 1,3-butanodiol, 1,4-butanodiol, 3-rnetil-1,3-butanodiol, 1,5-pentanodiol, 2-metil-2,4-pentanodiol, 1,2,6-hexanotriol, 1,2,4-butanotriol, 1,2,3-butanotriol y petriol, etc.
Los ejemplos de los compuestos heterocíclicos que contienen nitrógeno incluyen 2-pirrolidona, W-metil-2-pirrolidona, 1,3-dimetilimidazolidinona, s-caprolactama, etc.
De estos compuestos heterocíclicos que contienen nitrógeno, desde el punto de vista de mejorar la estabilidad de expulsión continua de la tinta resultante, se prefiere la 2-pirrolidona.
Entre los disolventes mencionados anteriormente, desde el punto de vista de mejorar la estabilidad de expulsión continua de la tinta resultante, se prefiere al menos un compuesto seleccionado del grupo que consiste en butil éter de dietilenglicol, metil éter de dipropilenglicol, etil éter de dipropilenglicol, butil éter de dipropilenglicol, y alcanodioles que tienen no menos de 2 y no más de 6 átomos de carbono, tales como propilenglicol, dietilenglicol, polietilenglicoles, polipropilenglicoles y 1,2-hexanodiol, y se prefiere más al menos un compuesto seleccionado del grupo que consiste en propilenglicol y polietilenglicoles.
Mientras tanto, el peso molecular promedio de los polietilenglicoles es preferiblemente de no menos de 150, más preferiblemente no menos de 200 e incluso más preferiblemente no menos de 400, y también es preferiblemente no más de 2.000 y más preferiblemente no más de 1.000. El peso molecular promedio de los polipropilenglicoles es preferiblemente de no menos de 300 y más preferiblemente no menos de 4o0, y también es preferiblemente no más de 1,000 y más preferiblemente no más de 800.
El contenido del disolvente en la tinta al agua es preferiblemente de no menos del 5,0% en masa y más preferiblemente no menos del 8,0% en masa, y también es preferiblemente no más del 60% en masa, más preferiblemente no más del 50% en masa, incluso más preferiblemente no más del 40% en masa, incluso aún más preferiblemente no más del 30% en masa, todavía incluso aún más preferiblemente no más del 20% en masa y todavía incluso aún más preferiblemente no más del 15% en masa, desde el punto de vista de mejorar la estabilidad de expulsión continua de la tinta resultante.
El contenido del disolvente orgánico en la tinta al agua es preferiblemente de no menos del 4,0% en masa, más preferiblemente no menos del 5,0% en masa e incluso más preferiblemente no menos del 8,0% en masa, y también es preferiblemente no más del 55% en masa, más preferiblemente no más del 50% en masa, incluso más preferiblemente no más del 40% en masa, incluso aún más preferiblemente no más del 30% en masa, todavía incluso aún más preferiblemente no más del 20% en masa, todavía incluso aún más preferiblemente no más del 15% en masa y todavía incluso aún más preferiblemente no más del 12% en masa, desde el punto de vista de mejorar la estabilidad de expulsión continua de la tinta resultante.
<Tensioactivo>
La tinta al agua de la presente invención puede contener además un tensioactivo desde el punto de vista de mejorar la estabilidad de expulsión continua de la tinta resultante. Como tensioactivo, puede usarse al menos un tensioactivo seleccionado del grupo que consiste en un tensioactivo a base de silicona modificado con poliéter y un tensioactivo no iónico.
El tensioactivo a base de silicona modificado con poliéter tiene una estructura tal que un grupo hidrocarbonado unido a una cadena lateral y/o un extremo terminal de un aceite de silicona se sustituye con un grupo poliéter. Los ejemplos del grupo poliéter adecuado del tensioactivo a base de silicona modificado con poliéter incluyen un grupo polietilenoxilo, un grupo polipropilenoxilo y un grupo polialquilenoxilo formado mediante la unión por adición de un grupo etilenoxilo y un grupo propilenoxilo (un grupo trimetilenoxilo o un grupo propano-1,2-diiloxilo) entre sí en forma de bloque o forma al azar. Más específicamente, como tensioactivo a base de silicona modificado con poliéter, puede usarse un compuesto formado mediante injerto de un grupo poliéter en una cadena principal de una silicona, un compuesto formado uniendo una silicona y un grupo poliéter entre sí en forma de bloque, etc.
Los ejemplos del tensioactivo no iónico incluyen (1) alquil éteres, alquenil éteres, alquinil éteres o aril éteres de polioxialquilenos que se producen añadiendo óxido de etileno, óxido de propileno u óxido de butileno (a continuación en el presente documento denominados de manera colectiva “óxido de alquileno”) a un alcohol superior saturado o insaturado, lineal o ramificado que tiene no menos de 8 y no más de 22 átomos de carbono, un alcohol polihidroxilado o un alcohol aromático, (2) ésteres de un alcohol superior que contienen un grupo hidrocarbonado saturado o insaturado, lineal o ramificado que tiene no menos de 8 y no más de 22 átomos de carbono, y un ácido graso polivalente, (3) aminas alifáticas de polioxialquileno que contienen un grupo alquilo o grupo alquenilo lineal o ramificado que tiene no menos de 8 y no más de 20 átomos de carbono, y (4) compuestos de éster de un ácido graso superior que tiene no menos de 8 y no más de 22 átomos de carbono y un alcohol polihidroxilado, o compuestos producidos añadiendo un óxido de alquileno a los compuestos de éster.
Los ejemplos de productos de tensioactivo no iónico comercialmente disponibles incluyen productos de la serie “SURFYNOL” disponibles de Air Products & Chemicals, Inc., productos de la serie “ACETYLENOL” disponibles de Kawaken Fine Chemicals Co., Ltd., y “EMULGEN 120” (un aducto de óxido de etileno de alcohol laurílico) disponible de Kao Corporation, etc.
El contenido del tensioactivo en la tinta al agua es de preferiblemente no menos del 0,10% en masa, más preferiblemente no menos del 0,20% en masa e incluso más preferiblemente no menos del 0,30% en masa, y también es preferiblemente no más del 5,0% en masa, más preferiblemente no más del 3,0% en masa e incluso más preferiblemente no más del 2,5% en masa, desde el punto de vista de suprimir el aumento de la viscosidad de la tinta resultante y mejorar la estabilidad de expulsión continua de la tinta, así como desde el punto de vista de obtener buenos materiales impresos que están libres de contaminación por transferencia de rodillo y el sangrado entre colores.
<Agua>
El contenido de agua en la tinta al agua es de preferiblemente no menos del 50% en masa, más preferiblemente no menos del 60% en masa e incluso más preferiblemente no menos del 75% en masa, y también es preferiblemente no más del 95% en masa y más preferiblemente no más del 90% en masa, desde el punto de vista de mejorar la estabilidad de expulsión continua de la tinta resultante.
Se prefiere que las partículas de polímero reticulado que contienen pigmento en la tinta al agua estén libres de hinchamiento o contracción de las partículas y floculación entre las partículas. Es más preferido que el tamaño de partícula promedio de las partículas de polímero reticulado que contienen pigmento en la tinta al agua sea igual que el tamaño de partícula promedio de las partículas en la dispersión en agua de pigmento mencionada anteriormente. El intervalo preferido del tamaño de partícula promedio de las partículas de polímero reticulado que contienen pigmento en la tinta al agua también es igual que el intervalo preferido del tamaño de partícula promedio de las partículas en la dispersión en agua de pigmento mencionada anteriormente. El tamaño de partícula promedio de las partículas de polímero reticulado que contienen pigmento en la tinta al agua puede medirse mediante el método descrito en los ejemplos a continuación.
Desde el punto de vista de mejorar la estabilidad de expulsión continua de la tinta resultante, la tensión superficial estática de la tinta al agua tal como se mide a 20oC es preferiblemente de no menos de 23 mN/m y más preferiblemente no menos de 25 mN/m, y también es preferiblemente no más de 45 mN/m y más preferiblemente no más de 40 mN/m.
Mientras tanto, la tensión superficial estática de la tinta al agua tal como se mide a 20oc puede medirse mediante el método descrito en los ejemplos a continuación.
La viscosidad de la tinta al agua tal como se mide a 35oc es de preferiblemente no menos de 1,0 mPâ s, más preferiblemente no menos de 1,5 mPâ s e incluso más preferiblemente no menos de 2,0 mPa^s, y también es preferiblemente no más de 10 mPâ s, más preferiblemente no más de 7,0 mPâ s e incluso más preferiblemente no más de 4,0 mPâ s, desde el punto de vista de mejorar la estabilidad de expulsión continua de la tinta resultante.
Mientras tanto, la viscosidad de la tinta al agua tal como se mide a 35oc puede medirse mediante el método descrito en los ejemplos a continuación.
Como método de expulsión de una tinta en el método de impresión por chorro de tinta, se conocen un método piezoeléctrico que utiliza energía mecánica y un método térmico que utiliza energía térmica. En el método de impresión por chorro de tinta térmica, la tinta puede expulsarse mediante el método térmico. En el método térmico, la tinta experimenta un cambio rápido en el volumen de la misma cuando se aplica una energía térmica a la misma, y el cambio rápido en el volumen de la tinta provoca una fuerza de acción tal que expulsa la tinta desde las boquillas. Por ejemplo, el método térmico se realiza preferiblemente según un principio básico de este tipo tal como se describe en las memorias descriptivas de los documentos USP 4.723.129 y Us P 4.740.796. Más específicamente, como método térmico, pueden mencionarse los métodos descritos en el documento JP 61-59911B, etc.
La tinta al agua en la que se combina la dispersión en agua de pigmento de la presente invención es capaz de lograr una estabilidad de expulsión continua estable incluso cuando se usa el método térmico que el método para expulsar la tinta y, por tanto, puede usarse de manera adecuada como tinta al agua para impresión por chorro de tinta térmica. Se considera que el motivo es que la tinta al agua en la que se combina la dispersión en agua de pigmento de la presente invención tiene un contenido reducido del polímero no adsorbido, y contiene las partículas de polímero reticulado que contienen pigmento que pueden mejorarse en cuanto a estabilidad térmica, y además puede evitarse que el negro de carbono contenido en la misma entre en contacto directo con una parte del calentador de un cabezal de impresión térmica de manera que hace posible suprimir la aparición de costra en el mismo.
Además, la tinta al agua que usa la dispersión en agua de pigmento de la presente invención es excelente en cuanto a estabilidad de expulsión continua y, por tanto, puede usarse de manera adecuada en impresión de alta velocidad, por ejemplo, en los métodos de impresión por chorro de tinta en los que la impresión se realiza preferiblemente a una velocidad de no menos de 50 hojas de papel de tamaño A4 por minuto y más preferiblemente no menos de 60 hojas de papel de tamaño A4 por minuto.
Con respecto a las realizaciones mencionadas anteriormente, la presente invención proporciona además los siguientes aspectos en relación con la dispersión en agua de pigmento y el procedimiento para producir la dispersión en agua de pigmento, así como la tinta al agua que contiene la dispersión en agua de pigmento y el método de impresión por chorro de tinta usando la tinta al agua.
<1> Una dispersión en agua de pigmento que contiene partículas de polímero reticulado que contienen pigmento, en la que un polímero reticulado en las partículas es un producto reticulado de un polímero dispersable en agua que se obtiene reticulando el polímero dispersable en agua con al menos un compuesto seleccionado del grupo que consiste en diglicidil éter de etilenglicol, diglicidil éter de propilenglicol, diglicidil éter de dipropilenglicol, diglicidil éter de trietilenglicol y diglicidil éter de tripropilenglicol como agente de reticulación,
el polímero dispersable en agua es un polímero de vinilo que comprende una unidad constitucional derivada de (a) un monómero hidrófobo, una unidad constitucional derivada de (b) un monómero iónico, y una unidad constitucional derivada de (c) un monómero no iónico que contiene al menos un grupo seleccionado del grupo que consiste en un grupo hidroxilo y un grupo polialquilenoxilo,
el contenido de la unidad constitucional derivada del componente (c) en el polímero dispersable en agua es de no menos del 10% en masa,
y el pigmento es un negro de carbono.
<2> La dispersión en agua de pigmento según el aspecto <1>, en la que el polímero dispersable en agua es un polímero que contiene un grupo carboxilo.
<3> La dispersión en agua de pigmento según uno cualquiera de los aspectos <1> o <2>, en la que el monómero hidrófobo (a) es preferiblemente al menos un monómero seleccionado del grupo que consiste en un monómero que contiene un grupo aromático, un (met)acrilato que contiene un grupo hidrocarbonado derivado de un alcohol alifático y un macrómero a base de monómeros que contienen un grupo aromático, más preferiblemente al menos un monómero seleccionado del grupo que consiste en un monómero que contiene un grupo aromático y un macrómero a base de monómeros que contienen un grupo aromático, incluso más preferiblemente al menos un monómero seleccionado del grupo que consiste en un (met)acrilato que contiene un grupo aromático y un macrómero a base de estireno, e incluso aún más preferiblemente una combinación de un (met)acrilato que contiene un grupo aromático y un macrómero a base de estireno.
<4> La dispersión en agua de pigmento según uno cualquiera de los aspectos <1> a <3>, en la que el monómero iónico (b) es preferiblemente un monómero aniónico, más preferiblemente un monómero de ácido carboxílico, incluso más preferiblemente ácido (met)acrílico, e incluso aún más preferiblemente ácido metacrílico.
<5> La dispersión en agua de pigmento según uno cualquiera de los aspectos <1> a <4>, en la que el monómero no iónico (c) es preferiblemente un (met)acrilato de alcoxilpolialquilenglicol y más preferiblemente (met)acrilato de octoxipolietilenglicol (m = de 1 a 30).
<6> La dispersión en agua de pigmento según uno cualquiera de los aspectos <1> a <5>, en la que el contenido de la unidad constitucional derivada del componente (a) en el polímero dispersable en agua es preferiblemente de no menos del 40% en masa, más preferiblemente no menos del 45% en masa, incluso más preferiblemente no menos del 48% en masa e incluso aún más preferiblemente no menos del 50% en masa, y también es preferiblemente no más del 85% en masa, más preferiblemente no más del 80% en masa, incluso más preferiblemente no más del 75% en masa, incluso aún más preferiblemente no más del 70% en masa, todavía incluso aún más preferiblemente no más del 65% en masa y todavía incluso aún más preferiblemente no más del 60% en masa.
<7> La dispersión en agua de pigmento según uno cualquiera de los aspectos <1> a <6>, en la que el contenido de la unidad constitucional derivada del componente (b) en el polímero dispersable en agua es preferiblemente de no menos del 10% en masa, más preferiblemente no menos del l3% en masa e incluso más preferiblemente no menos del 15% en masa, y también es preferiblemente no más del 25% en masa, más preferiblemente no más del 23% en masa e incluso más preferiblemente no más del 21% en masa.
<8> La dispersión en agua de pigmento según uno cualquiera de los aspectos <1> a <7>, en la que el contenido de la unidad constitucional derivada del componente (c) en el polímero dispersable en agua es preferiblemente no menos del 20% en masa y más preferiblemente no menos del 25% en masa, y también es preferiblemente no más del 40% en masa, más preferiblemente no más del 35% en masa e incluso más preferiblemente no más del 31% en masa.
<9> La dispersión en agua de pigmento según uno cualquiera de los aspectos <1> a <8>, en la que la razón en masa del componente (a) con respecto al componente (b) [componente (a)/componente (b)] es preferiblemente de no menos de 0,5, más preferiblemente no menos de 1,0, incluso más preferiblemente no menos de 1,5, incluso aún más preferiblemente no menos de 2,0 y todavía incluso aún más preferiblemente no menos de 2,5, y también es preferiblemente no más de 5,0, más preferiblemente no más de 4,0 e incluso más preferiblemente no más de 3,5.
<10> La dispersión en agua de pigmento según uno cualquiera de los aspectos <1> a <9>, en la que un peso molecular promedio en peso del polímero dispersable en agua es preferiblemente de no menos de 3.000, más preferiblemente no menos de 5.000, incluso más preferiblemente no menos de 10.000 e incluso aún más preferiblemente no menos de 30.000, y también es preferiblemente no más de 200.000, más preferiblemente no más de 100.000, incluso más preferiblemente no más de 80.000 e incluso aún más preferiblemente no más de 60.000.
<11> La dispersión en agua de pigmento según uno cualquiera de los aspectos <1> a <10>, en la que el índice de acidez del polímero dispersable en agua es preferiblemente de no menos de 100 mg de KOH/g y más preferiblemente no menos de 120 mg de KOH/g, y también es preferiblemente no más de 300 mg de KOH/g, más preferiblemente no más de 280 mg de KOH/g, incluso más preferiblemente no más de 250 mg de KOH/g e incluso aún más preferiblemente no más de 200 mg de KOH/g.
<12> La dispersión en agua de pigmento según uno cualquiera de los aspectos <1> a <11>, en la que la absorción de aceite de DBP del negro de carbono es preferiblemente de no menos de 50 ml/100 g, más preferiblemente no menos de 70 ml/100 g, incluso más preferiblemente no menos de 80 ml/100 g, incluso aún más preferiblemente no menos de 90 ml/100 g y todavía incluso aún más preferiblemente no menos de 100 ml/100 g, y también es preferiblemente no más de 200 ml/100 g, más preferiblemente no más de 180 ml/100 g, incluso más preferiblemente no más de 150 ml/100 g e incluso aún más preferiblemente no más de 130 ml/100 g.
<13> La dispersión en agua de pigmento según uno cualquiera de los aspectos <1> a <12>, en la que el contenido de un ion cloruro como impureza (contenido de cloro) en el compuesto (agente de reticulación) representado por la fórmula (1) mencionada anteriormente es preferiblemente de no más del 8,0% en masa, más preferiblemente no más del 5,0% en masa, incluso más preferiblemente no más del 3,0% en masa, incluso aún más preferiblemente no más del 1,0% en masa, todavía incluso aún más preferiblemente no más del 0,6% en masa, todavía incluso aún más preferiblemente no más del 0,5% en masa y todavía incluso aún más preferiblemente no más del 0,4% en masa, y también es no menos del 0% en masa y preferiblemente no menos del 0,1% en masa.
<14> La dispersión en agua de pigmento según uno cualquiera de los aspectos <1> a <13>, en la que el contenido del pigmento en la dispersión en agua de pigmento es preferiblemente de no menos del 3,0% en masa, más preferiblemente no menos del 5,0% en masa, incluso más preferiblemente no menos del 7,0% en masa e incluso aún más preferiblemente no menos del 9,0% en masa, y también es preferiblemente no más del 20% en masa, más preferiblemente no más del 17% en masa, incluso más preferiblemente no más del 15% en masa e incluso aún más preferiblemente no más del 13% en masa.
<15> La dispersión en agua de pigmento según uno cualquiera de los aspectos <1> a <14>, en la que el contenido del polímero reticulado en la dispersión en agua de pigmento es preferiblemente de no menos del 0,5% en masa, más preferiblemente no menos del 1,0% en masa, incluso más preferiblemente no menos del 3,0% en masa e incluso aún más preferiblemente no menos del 5,0% en masa, y también es preferiblemente no más del 15% en masa, más preferiblemente no más del 10% en masa e incluso más preferiblemente no más del 7,0% en masa.
<16> La dispersión en agua de pigmento según uno cualquiera de los aspectos <1> a <15>, en la que la razón en masa del pigmento con respecto al polímero reticulado [pigmento/polímero reticulado] en la dispersión en agua de pigmento es preferiblemente de desde 85/15 hasta 50/50, más preferiblemente desde 80/20 hasta 55/45, incluso más preferiblemente desde 80/20 hasta 60/40, incluso aún más preferiblemente desde 75/25 hasta 65/35 y todavía incluso aún más preferiblemente desde 70/30 hasta 65/35.
<17> La dispersión en agua de pigmento según uno cualquiera de los aspectos <1> a <16>, en la que el tamaño de partícula promedio de las partículas de polímero reticulado que contienen pigmento que están contenidas en la dispersión en agua de pigmento es preferiblemente de no menos de 40 nm, más preferiblemente no menos de 50 nm e incluso más preferiblemente no menos de 60 nm, y también es preferiblemente no más de 200 nm, más preferiblemente no más de 150 nm e incluso más preferiblemente no más de 130 nm.
<18> Un procedimiento para producir una dispersión en agua de pigmento que contiene partículas de polímero reticulado que contienen pigmento, incluyendo las siguientes etapas:
Etapa (1): someter una mezcla de pigmento que contiene un polímero dispersable en agua, un pigmento y agua a un tratamiento de dispersión, obteniendo así una disolución de dispersión acuosa de pigmento que contiene partículas de polímero que contienen pigmento; y
Etapa (2): mezclar la disolución de dispersión acuosa de pigmento obtenida en la etapa (1) y al menos un compuesto seleccionado del grupo que consiste en diglicidil éter de etilenglicol, diglicidil éter de propilenglicol, diglicidil éter de dipropilenglicol, diglicidil éter de trietilenglicol y diglicidil éter de tripropilenglicol como agente de reticulación para hacer reaccionar el polímero dispersable en agua con el compuesto como agente de reticulación para preparar un polímero reticulado, obteniendo así la dispersión en agua de pigmento que contiene partículas de polímero reticulado que contienen pigmento,
en el que el polímero dispersable en agua es un polímero de vinilo que comprende una unidad constitucional derivada de (a) un monómero hidrófobo, una unidad constitucional derivada de (b) un monómero iónico, y una unidad constitucional derivada de (c) un monómero no iónico que contiene al menos un grupo seleccionado del grupo que consiste en un grupo hidroxilo y un grupo polialquilenoxilo,
el contenido de la unidad constitucional derivada del componente (c) en el polímero dispersable en agua es de no menos del 10% en masa, y
el pigmento es un negro de carbono.
<19> El procedimiento para producir una dispersión en agua de pigmento según el aspecto <18>, en el que la cantidad del agente de reticulación como compuesto representado por la fórmula (1) mencionada anteriormente que se usa en la reacción de reticulación es preferiblemente de no menos de 0,50 partes en masa, más preferiblemente no menos de 1,0 parte en masa, incluso más preferiblemente no menos de 2,0 partes en masa e incluso aún más preferiblemente no menos de 3,0 partes en masa, y también es preferiblemente no más de 15 partes en masa, más preferiblemente no más de 13 partes en masa, incluso más preferiblemente no más de 10 partes en masa e incluso aún más preferiblemente no más de 8,0 partes en masa, sobre la base de 100 partes en masa del polímero dispersable en agua.
<20> El procedimiento para producir una dispersión en agua de pigmento según el aspecto <18> o <19>, en el que la tasa de reticulación del polímero reticulado es preferiblemente de no menos del 10% en equivalentes y más preferiblemente no menos del 15% en equivalentes, y también es preferiblemente no más del 90% en equivalentes, más preferiblemente no más del 70% en equivalentes, incluso más preferiblemente no más del 50% en equivalentes e incluso aún más preferiblemente no más del 30% en equivalentes.
<21> Un uso de la dispersión en agua de pigmento según uno cualquiera de los aspectos <1> a <20> para una tinta al agua para impresión por chorro de tinta.
<22> Un uso de la dispersión en agua de pigmento según uno cualquiera de los aspectos <1> a <20> en un método de impresión por chorro de tinta en el que se expulsa una tinta mediante un método térmico.
<23> Una tinta al agua para impresión por chorro de tinta, que contiene la dispersión en agua de pigmento según uno cualquiera de los aspectos <1> a <20>, un disolvente y agua.
<24> La tinta al agua para impresión por chorro de tinta según el aspecto <23>, en la que la tinta al agua contiene un disolvente orgánico como disolvente, y el contenido del disolvente orgánico en la tinta al agua es preferiblemente de no menos del 4,0% en masa, más preferiblemente no menos del 5,0% en masa e incluso más preferiblemente no menos del 8,0% en masa, y también es preferiblemente no más del 55% en masa, más preferiblemente no más del 50% en masa, incluso más preferiblemente no más del 40% en masa, incluso aún más preferiblemente no más del 30% en masa, todavía incluso aún más preferiblemente no más del 20% en masa, todavía incluso aún más preferiblemente no más del 15% en masa y todavía incluso aún más preferiblemente no más del 12% en masa.
<24> Un uso de la tinta al agua según el aspecto <23> o <24> en un método de impresión por chorro de tinta en el que la tinta al agua se expulsa mediante un método térmico.
<25> Un método de impresión por chorro de tinta que incluye la etapa de expulsar la tinta al agua según el aspecto <23> o <24> sobre un medio de impresión mediante un método térmico para imprimir caracteres o imágenes sobre el medio de impresión.
Ejemplos
En el siguiente ejemplo de producción, ejemplos y ejemplos comparativos, la(s) “parte(s)” y “%” indican “parte(s) en masa” y “% en masa”, respectivamente, a menos que se especifique lo contrario.
Mientras tanto, diversas propiedades se midieron mediante los siguientes métodos.
(1) Medición del peso molecular promedio en peso del polímero dispersable en agua
Se midió el peso molecular promedio en peso del polímero dispersable en agua mediante cromatografía de permeación en gel [aparato de CPG: “HLC-8120GPC” disponible de Tosoh Corporation; columnas: “TSK-GEL, a-M” * 2 disponibles de Tosoh Corporation; velocidad de flujo: 1 ml/min)] usando una disolución preparada disolviendo ácido fosfórico y bromuro de litio en N,N-dimetilformamida, de manera que la concentraciones de ácido fosfórico y bromuro de litio en la disolución eran de 60 mmol/l y 50 mmol/l, respectivamente, como eluyente, y usando un poliestireno monodisperso que tiene un peso molecular conocido (500, 4.000 , 30.000, 9,64 * 104, 9,00 * 105 y 8,42 * 106) como sustancia patrón de referencia.
(2) Medición de los contenidos de sólidos de disolución de polímero dispersable en agua, disolución de dispersión acuosa de pigmento y dispersión en agua de pigmento
Se pesó el sulfato de sodio secado hasta peso constante en un desecador en una cantidad de 10,0 g y se cargó en un recipiente de polipropileno de 30 mi (O: 40 mm; altura: 30 mm), y se añadió 1,0 g de una muestra que va a medirse al recipiente. Se mezcló el contenido del recipiente y luego se pesó con precisión. Se mantuvo la mezcla resultante en el recipiente a 105oC durante 2 horas para eliminar los componentes volátiles de la misma, y se dejó reposar adicionalmente en un desecador durante 15 minutos para medir el peso de la misma. El peso de la muestra después de eliminar los componentes volátiles de la misma se consideró como el peso de sólidos en la misma. Se calculó el contenido de sólidos de la muestra dividiendo el peso de los sólidos entre el peso de la muestra añadida inicialmente.
(3) Tensiones superficiales estáticas de la dispersión en agua de pigmento y la tinta al agua
Mediante el uso de un medidor de tensión superficial “CBVP-Z” (nombre comercial) disponible de Kyowa Interface Science Co., Ltd., se sumergió una placa de platino en 5 g de la dispersión en agua de pigmento o la tinta al agua cargada en un recipiente cilindrico de polietileno (3,6 cm de diámetro x 1,2 cm de profundidad), y la tensión superficial estática de la dispersión en agua de pigmento o la tinta al agua asi cargada se midió a 20oc mediante el medidor de tensión superficial.
(4) Viscosidades de la dispersión en agua de pigmento y la tinta al agua
La viscosidad de la dispersión en agua de pigmento o la tinta al agua se midió a 35oc usando un viscosimetro de tipo E “n.o de modelo: TV-25” (equipado con un rotor de cono convencional (1034' * R24); velocidad de rotación: 50 rpm) disponible de Toki Sangyo Co., Ltd.
(5) Tamaño de partícula promedio de las partículas de polímero que contienen pigmento en la disolución de dispersión acuosa de pigmento y tamaños de partícula promedios de las partículas de polímero reticulado que contienen pigmento en la dispersión en agua de pigmento y la tinta
Se midieron los tamaños de partícula promedios de las partículas respectivas de polímero usando un sistema de análisis de partículas por láser “ELS-800o” (análisis de cumulantes) disponible de Otsuka Electrics Co., Ltd. Se realizó la medición a una temperatura de 25oc, un ángulo entre la luz incidente y el detector de 90o y un número acumulado de 100 veces, y un se introdujo un índice de refracción del agua (1,333) al sistema de análisis como índice de refracción del medio de dispersión. Además, se realizó la medición ajustando la concentración de la dispersión que va a medirse a 5 * 10-3o%.
<Producción del polímero dispersable en agua>
Ejemplo de producción 1
Se cargaron los monómeros, el disolvente orgánico y el agente de transferencia de cadena tal como se muestran en “Disolución de monómeros inicialmente cargada” en la tabla 1 en un recipiente de reacción equipado con dos embudos 1 y 2 de goteo y se mezclaron entre sí, y se reemplazó la atmósfera interior del recipiente de reacción con gas nitrógeno, obteniendo así una disolución de monómeros inicialmente cargada.
Por otro lado, se mezclaron los monómeros, el disolvente orgánico, el iniciador de polimerización y el agente de transferencia de cadena tal como se muestran en “Disolución 1 de monómeros de goteo” en la tabla 1 entre sí para obtener una disolución 1 de monómeros de goteo.
Además, se mezclaron los monómeros, el disolvente orgánico, el iniciador de polimerización y el agente de transferencia de cadena tal como se muestran en “Disolución 2 de monómeros de goteo” en la tabla 1 entre sí para obtener una disolución 2 de monómeros de goteo.
Se cargaron las disoluciones 1 y 2 de monómeros de goteo en los embudos 1 y 2 de goteo, respectivamente. En una atmósfera de nitrógeno, se mantuvo la disolución de monómeros inicialmente cargada en el recipiente de reacción a 75oc mientras se agitaba, y se añadió la disolución 1 de monómeros de goteo en el embudo 1 de goteo de manera gradual gota a gota en el recipiente de reacción a lo largo de 3 horas. Luego, se añadió la disolución 2 de monómeros de goteo en el embudo 2 de goteo de manera gradual gota a gota en el recipiente de reacción a lo largo de 2 horas. Después de completarse la adición gota a gota de las disoluciones 1 y 2 de monómeros de goteo, se agitó la disolución mixta resultante en el recipiente de reacción a 75oc durante 2 horas.
A continuación, se añadió una disolución de iniciador de polimerización preparada disolviendo 1,35 partes del iniciador de polimerización tal como se muestra en la tabla 1 en 18 partes de metil etil cetona (a continuación en el presente documento también denominada simplemente “MEK”) a la disolución mixta mencionada anteriormente, y se sometió la disolución de reacción resultante al envejecimiento a 75oc durante 1 hora mientras se agitaba. Se repitió el procedimiento mencionado anteriormente incluyendo la preparación y adición de la disolución de iniciador de polimerización y el envejecimiento de la disolución de reacción dos veces más. Luego, se mantuvo la disolución de reacción en el recipiente de reacción a 85oc durante 2 horas, obteniendo así una disolución de polímero dispersable en agua. Se midió la concentración de componentes sólidos en la disolución de polímero dispersable en agua así obtenida, y se diluyó la disolución de polímero dispersable en agua con MEK para ajustar el contenido de sólidos de la misma al 38%.
Además, se secó una parte del polímero dispersable en agua resultante para medir el peso molecular del polímero mediante el método mencionado anteriormente. Como resultado, se confirmó que el peso molecular promedio en peso del polímero dispersable en agua era de 50.000.
t a b l a 1
Figure imgf000025_0001
Los detalles de los respectivos signos de asterisco que se muestran en la tabla 1 son los siguientes.
*1: “AS-6S” (nombre comercial; peso molecular promedio en número: 6.000; poli(metacrilato de estireno); grupo terminal: grupo metacriloílo; segmento: estireno; disolución de tolueno; contenido de sólidos: 51%) disponible de Toagosei Co., Ltd.
*2: monometacrilato de octoxipolietilenglicol; “NK ESTER EH-4E” (nombre comercial; número molar promedio de adición de óxido de etileno: 4; grupo terminal: grupo 2-etilhexilo) disponible de Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd. *3: Metil etil cetona
*4: 2,2-azobis(2,4-dimetilvaleronitrilo); “V-65” (nombre comercial) disponible de Wako Pure Chemical Industries, Ltd. <Producción de las dispersiones en agua de pigmento>
Ejemplo 1-1
(Etapa (1-1))
Se cargó un dispersor de 2 l de capacidad “T.K. ROBOMIX” (equipado con “HOMODISPER modelo 2.5” como dispositivo de agitación; diámetro de pala: 40 mm) disponible de Primix Corporation con 34 partes de la disolución de polímero dispersable en agua (contenido de sólidos: 38%) obtenida en el ejemplo de producción 1. Mientras se agitaba la disolución de polímero en el dispersor a 1400 rpm, se añadieron 11 partes de MEK como disolvente orgánico a la disolución de polímero, y luego se añadieron adicionalmente a la misma 100 partes de agua sometida a intercambio iónico y 5,7 partes de una disolución acuosa de hidróxido de sodio 5 N (16,9%). Se agitó la disolución de reacción resultante a 1400 rpm durante 15 minutos mientras se enfriaba la disolución en un baño de agua a 0oC. Después de la agitación, se añadieron 30 partes de negro de carbono “Nlpex 160IQ” (absorción de aceite de DBP: 128 ml/100 g) disponible de Orion Engineered Carbons K.K., como el pigmento a la disolución resultante para obtener una mezcla de pigmento, y se agitó la mezcla de pigmento resultante a 8.000 rpm durante 1 hora para someter la mezcla de pigmento a un tratamiento de dispersión preliminar. Luego se sometió la dispersión así obtenida a un tratamiento de dispersión haciendo pasar la dispersión a través de un dispositivo Microfluidizer “n.0 de modelo: M-140K” (nombre comercial) disponible de Microfluidics Corporation bajo una presión de 150 MPa 15 veces, obteniendo así un producto de tratamiento de dispersión.
(Etapa (1-2))
Luego, usando un aparato de destilación a vacío (evaporador rotatorio) “N-1000S” (nombre comercial) disponible de Tokyo Rikakikai Co., Ltd., se mantuvo el producto de tratamiento de dispersión obtenido en la etapa (1-1) en un baño caliente ajustado hasta 40oc bajo una presión de 0,02 MPa durante 2 horas para eliminar el disolvente orgánico (MEK) del mismo. Se mantuvo adicionalmente la disolución de reacción obtenida en el baño caliente ajustado hasta 62oc durante 4 horas bajo una condición tal que la presión dentro del aparato se redujo hasta 0,01 MPa para eliminar el disolvente orgánico (MEK) y una parte de agua de la misma, controlando así la concentración total del pigmento y el polímero dispersable en agua en la disolución resultante al 20%. A continuación, se filtró la mezcla de reacción resultante a través de un filtro de malla de 2,5 |im “20L-MPX-025XS” (nombre comercial) disponible de ROKI Co., Ltd., obteniendo así una disolución de dispersión acuosa de pigmento (contenido de sólidos: 20%).
El tamaño de partícula promedio de las partículas de polímero que contienen pigmento en la disolución de dispersión acuosa de pigmento fue de 118 nm.
(Etapa (2))
A continuación, se añadieron 0,27 partes de “DENACOL EX-850L” (diglicidil éter de dietilenglicol; equivalente de epoxi: 120) como agente de reticulación disponible de Nagase ChemteX Corporation y 0,2 partes de “Ploxel LVS” (1,2-bencisotiazol-3(2H)-ona; contenido de principio activo: 20%; un agente a prueba de moho) disponible de Arch Chemicals Japan Inc., a 80 partes de la disolución de dispersión acuosa de pigmento obtenida en la etapa (1-2) (entre la que el contenido del polímero dispersable en agua era de 4,8 partes), y luego se añadió de manera adicional agua sometida a intercambio iónico a la mezcla resultante para ajustar el contenido de sólidos de la misma al 18%, seguido por agitación de la dispersión resultante a 70oc durante 1,5 horas para hacer reaccionar el polímero dispersable en agua con el agente de reticulación, obteniendo así una dispersión en agua de pigmento que contienen partículas de polímero reticulado que contienen pigmento que tiene una tasa de reticulación del 20% en equivalentes. En este momento, la cantidad del agente de reticulación usada fue de 5,6 partes sobre la base de 100 partes del polímero dispersable en agua.
El tamaño de partícula promedio de las partículas de polímero reticulado que contienen pigmento en la dispersión en agua de pigmento fue de 118 nm.
Ejemplo 1-2
Se repitió el mismo procedimiento que en el ejemplo 1-1 excepto que se reemplazó “DENACOL EX-850L” con 0,27 partes de “DENACOl EX-850” (diglicidil éter de dietilenglicol; equivalente de epoxi: 122) disponible de Nagase ChemteX Corporation, obteniendo así una dispersión en agua de pigmento que contiene partículas de polímero reticulado que contienen pigmento. En este momento, la cantidad del agente de reticulación usada fue de 5,6 partes sobre la base de 100 partes del polímero dispersable en agua.
Ejemplo 1-3
Se repitió el mismo procedimiento que en el ejemplo 1-1 excepto que se reemplazó “DENACOl EX-850L” con 0,39 partes de “DENACOl EX-941” (diglicidil éter de polipropilenglicol; n = 2 (valor de catálogo); equivalente de epoxi: 173) disponible de Nagase ChemteX Corporation, obteniendo así una dispersión en agua de pigmento que contiene partículas de polímero reticulado que contienen pigmento. En este momento, la cantidad del agente de reticulación usada fue de 8,1 partes sobre la base de 100 partes del polímero dispersable en agua.
Ejemplo 1-4
Se repitió el mismo procedimiento que en el ejemplo 1-1 excepto que se reemplazó “DENACOl EX-850L” con 0,25 partes de “DENACOl EX-810” (diglicidil éter de etilenglicol; equivalente de epoxi: 113) disponible de Nagase ChemteX Corporation, obteniendo así una dispersión en agua de pigmento que contiene partículas de polímero reticulado que contienen pigmento. En este momento, la cantidad del agente de reticulación usada fue de 5,2 partes sobre la base de 100 partes del polímero dispersable en agua.
Ejemplo 1-5
Se repitió el mismo procedimiento que en el ejemplo 1-1 excepto que se reemplazó “DENACOl EX-850L” con 0,39 partes de “DENACOL EX-920” (diglicidil éter de polipropilenglicol; n = 3 (valor de catálogo); equivalente de epoxl: 176) disponible de Nagase ChemteX Corporation, obteniendo así una dispersión en agua de pigmento que contiene paRtículas de polímero reticulado que contienen pigmento. En este momento, la cantidad del agente de reticulación usada fue de 8,1 partes sobre la base de 100 partes del polímero dispersable en agua.
Ejemplo 1-6
Se repitió el mismo procedimiento que en el ejemplo 1-1 excepto que se reemplazó el negro de carbono usado en el mismo con “MONARCH 717” (absorción de aceite de DBP: 53 ml/100 g) disponible de Cabot Corporation, obteniendo así una dispersión en agua de pigmento que contiene partículas de polímero reticulado que contienen pigmento.
Ejemplo 1-7
Se repitió el mismo procedimiento que en el ejemplo 1-2 excepto que se reemplazó el negro de carbono usado en el mismo con “MONARc H 717” (absorción de aceite de DBP: 53 ml/100 g) disponible de Cabot Corporation, obteniendo así una dispersión en agua de pigmento que contiene partículas de polímero reticulado que contienen pigmento.
Ejemplo 1-8
Se repitió el mismo procedimiento que en el ejemplo 1-3 excepto que se reemplazó el negro de carbono usado en el mismo con “MONARc H 717” (absorción de aceite de DBP: 53 ml/100 g) disponible de Cabot Corporation, obteniendo así una dispersión en agua de pigmento que contiene partículas de polímero reticulado que contienen pigmento.
Ejemplo 1-9
Se repitió el mismo procedimiento que en el ejemplo 1-4 excepto que se reemplazó el negro de carbono usado en el mismo con “MONARc H 717” (absorción de aceite de DBP: 53 ml/100 g) disponible de Cabot Corporation, obteniendo así una dispersión en agua de pigmento que contiene partículas de polímero reticulado que contienen pigmento.
Ejemplo 1-10
Se repitió el mismo procedimiento que en el ejemplo 1-5 excepto que se reemplazó el negro de carbono usado en el mismo con “MONARc H 717” (absorción de aceite de DBP: 53 ml/100 g) disponible de Cabot Corporation, obteniendo así una dispersión en agua de pigmento que contiene partículas de polímero reticulado que contienen pigmento.
Ejemplo comparativo 1-1
Se repitió el mismo procedimiento que en el ejemplo 1-1 excepto que se reemplazó “DENACOL EX-850L” con 0,41 partes de “DENACOL EX-821” (diglicidil éter de polietilenglicol; n = 4 (valor de catálogo); equivalente de epoxi: 185) disponible de Nagase ChemteX Corporation, obteniendo así una dispersión en agua de pigmento que contiene partículas de polímero reticulado que contienen pigmento. En este momento, la cantidad del agente de reticulación usada fue de 8,5 partes sobre la base de 100 partes del polímero dispersable en agua.
Ejemplo comparativo 1-2
Se repitió el mismo procedimiento que en el ejemplo 1-6 excepto que se reemplazó “DENACOL EX-850L” con 0,41 partes de “DENACOL EX-821” (diglicidil éter de polietilenglicol; n = 4 (valor de catálogo); equivalente de epoxi: 185) disponible de Nagase ChemteX Corporation, obteniendo así una dispersión en agua de pigmento que contiene partículas de polímero reticulado que contienen pigmento. En este momento, la cantidad del agente de reticulación usada fue de 8,5 partes sobre la base de 100 partes del polímero dispersable en agua.
Ejemplo comparativo 1-3
Se repitió el mismo procedimiento que en el ejemplo 1-1 excepto que se reemplazó “DENACOL EX-850L” con 0,60 partes de “DENACOL EX-830” (diglicidil éter de polietilenglicol; n = 9 (valor de catálogo); equivalente de epoxi: 268) disponible de Nagase ChemteX Corporation, obteniendo así una dispersión en agua de pigmento que contiene partículas de polímero reticulado que contienen pigmento. En este momento, la cantidad del agente de reticulación usada fue de 12,5 partes sobre la base de 100 partes del polímero dispersable en agua.
Ejemplo comparativo 1-4
Se repitió el mismo procedimiento que en el ejemplo 1-1 excepto que se reemplazó el negro de carbono usado en el mismo con pigmento C.l. amarillo 74 “Fast Yellow 840” disponible de Dainichiseika Color & Chemicals Mfg. Co., Ltd., obteniendo así una dispersión en agua de pigmento que contiene partículas de polímero reticulado que contienen pigmento.
Ejemplo comparativo 1-5
Se repitió el mismo procedimiento que en el ejemplo 1-1 excepto que se reemplazó el negro de carbono usado en el mismo con pigmento C.l. rojo 122 “CFR611i T” disponible de Dainichiseika Color & Chemicals Mfg. Co., Ltd., obteniendo así una dispersión en agua de pigmento que contiene partículas de polímero reticulado que contienen pigmento.
Ejemplo comparativo 1-6
Se repitió el mismo procedimiento que en el ejemplo 1-1 excepto que se reemplazó el negro de carbono usado en el mismo con pigmento C.l. azul 15:3 “CFB6338JC” disponible de Dainichiseika Color & Chemicals Mfg. Co., Ltd., obteniendo así una dispersión en agua de pigmento que contiene partículas de polímero reticulado que contienen pigmento.
Las dispersiones en agua de pigmento obtenidas en los ejemplos 1-1 a 1-10 y los ejemplos comparativos 1-1 a 1-6 tenían todas una tensión superficial estática de 43 mN/m.
Las dispersiones en agua de pigmento obtenidas en los ejemplos 1-1 a 1-10 y los ejemplos comparativos 1-1 a 1-3 tenían una viscosidad de 2,3 mPa • s; la dispersión en agua de pigmento obtenida en el ejemplo comparativo 1-4 tenía una viscosidad de 2,8 mPa • s; la dispersión en agua de pigmento obtenida en el ejemplo comparativo 1-5 tenía una viscosidad de 2,6 mPa • s; y la dispersión en agua de pigmento obtenida en el ejemplo comparativo 1-6 tenía una viscosidad de 2,2 mPa • s.
<Producción de tintas al agua>
Ejemplos 2-1 a 2-10 y ejemplos comparativos 2-1 a 2-3
(Tintas al agua que contienen negro de carbono)
Se combinaron las dispersiones en agua de pigmento obtenidas en los ejemplos 1-1 a 1-10 y los ejemplos comparativos 1-1 a 1-3 respectivamente con “polietilenglicol 400” como disolvente y “SURFYNOL 104 PG-50” y “EMULGEN 120” ambos como tensioactivo, y se combinaron adicionalmente con agua como el resto. Se filtraron respectivamente las disoluciones mixtas resultantes a través de un filtro de malla de 0,3 |im “20L-MBP-003XS” (nombre comercial) disponible de ROKl Co., Ltd., obteniendo así tintas al agua.
Mientras tanto, el contenido de los componentes respectivos en las tintas al agua así obtenidas fue los siguientes. Es decir, el contenido total del pigmento y el polímero reticulado en las respectivas tintas al agua fue del 7,1%; el contenido de “polietilenglicol 400” (a continuación en el presente documento también denominado simplemente “PEG400”) en las mismas fue del 10%; el contenido de “SURFYNOL 104 PG-50” (una disolución de propilenglicol de un tensioactivo a base de acetilenglicol; contenido de principio activo: 50%) disponible de Air Products & Chemicals, lnc., en las mismas fue del 0,5%; y el contenido de “EMULGEN 120” (lauril éter de polioxietileno) disponible de Kao Corporation en las mismas fue del 0,5%. Además, el contenido del disolvente en las respectivas tintas al agua fue del 10,25% cuando se calculó suponiendo que la cantidad de propilenglicol derivado de “SURFYNOL 104 PG-50” también se incluyó en la cantidad del disolvente.
Las tintas al agua obtenidas en los ejemplos 2-1 a 2-10 y los ejemplos comparativos 2-1 a 2-3 tenían una tensión superficial estática de 31 mN/m y una viscosidad de 2,3 mPa • s, y el tamaño de partícula promedio de las partículas de polímero reticulado que contienen pigmento en las respectivas tintas al agua fue de 119 nm.
Ejemplo comparativo 2-4
(Tinta al agua que contiene pigmento C.l. amarillo 74)
Se combinó la dispersión en agua de pigmento obtenida en el ejemplo comparativo 1-4 con un disolvente y un tensioactivo y además con agua como el resto, y se filtró la disolución mixta resultante a través de un filtro de malla de 0,3 |im “20L-MBP-003XS” (nombre comercial) disponible de ROKl Co., Ltd., obteniendo así una tinta al agua.
El contenido de los componentes respectivos en la tinta al agua así obtenida fue el siguiente. Es decir, el contenido total del pigmento y el polímero reticulado en la tinta al agua fue del 5,7%; el contenido de “PEG400” en la misma fue del 10%; el contenido de “SURFYNOL 104 PG-50” (una disolución de propilenglicol de un tensioactivo a base de acetilenglicol; contenido de principio activo: 50%) disponible de Air Products & Chemicals, lnc., en la misma fue del 0,5%; y el contenido de “EMULGEN 120” (lauril éter de polioxietileno) disponible de Kao Corporation en la misma fue del 0,5%.
La tinta al agua obtenida en el ejemplo comparativo 2-4 tenía una tensión superficial estática de 28 mN/m y una viscosidad de 2,3 mPa • s, y el tamaño de partícula promedio de las partículas de polímero reticulado que contienen pigmento en la tinta al agua era de 129 nm.
Ejemplo comparativo 2-5
(Tinta al agua que contiene pigmento C.l. rojo 122)
Se combinó la dispersión en agua de pigmento obtenida en el ejemplo comparativo 1-5 con un disolvente y un tensioactivo y además con agua como el resto, y se filtró la disolución mixta resultante a través de un filtro de malla de 0,3 |im “20L-MBP-003XS” (nombre comercial) disponible de ROKI Co., Ltd., obteniendo así una tinta al agua. El contenido de los componentes respectivos en la tinta al agua así obtenida fue el siguiente. Es decir, el contenido total del pigmento y el polímero reticulado en la tinta al agua fue del 7,1%; el contenido de “PEG400” en la misma fue del 10%; el contenido de “SURFYNOL 104 PG-50” disponible de Air Products & Chemicals, Inc., en la misma fue del 0,5%; y el contenido de “EMULGEN 120” disponible de Kao Corporation en la misma fue del 0,5%.
La tinta al agua obtenida en el ejemplo comparativo 2-5 tenía una tensión superficial estática de 28 mN/m y una viscosidad de 2,3 mPa • s, y el tamaño de partícula promedio de las partículas de polímero reticulado que contienen pigmento en la tinta al agua fue de 116 nm.
Ejemplo comparativo 2-6
(Tinta al agua que contiene pigmento C.l. azul 15:3)
Se combinó la dispersión en agua de pigmento obtenida en el ejemplo comparativo 1-6 con un disolvente y un tensioactivo y además con agua como el resto, y se filtró la disolución mixta resultante a través de un filtro de malla de 0,3 |im “20L-MBP-003XS” (nombre comercial) disponible de ROKl Co., Ltd., obteniendo así una tinta al agua. El contenido de los componentes respectivos en la tinta al agua así obtenida fue el siguiente. Es decir, el contenido total del pigmento y el polímero reticulado en la tinta al agua fue del 5,0%; el contenido de “PEG400” en la misma fue del 18%; el contenido de “SURFYNOL 104 PG-50” disponible de Air Products & Chemicals, lnc., en la misma fue del 0,5%; y el contenido de “EMULGEN 120” disponible de Kao Corporation en la misma fue del 0,5%.
La tinta al agua obtenida en el ejemplo comparativo 2-6 tenía una tensión superficial estática de 28 mN/m y una viscosidad de 2,3 mPa • s, y el tamaño de partícula promedio de las partículas de polímero reticulado que contienen pigmento en la tinta al agua fue de 86 nm.
Las tintas al agua obtenidas en los respectivos ejemplos y ejemplos comparativos se evaluaron para determinar los siguientes puntos.
<Evaluación de la estabilidad de expulsión continua>
Mediante el uso de una impresora de chorro de tinta “LPP-6010N” equipada con un cabezal de impresión térmica disponible de LG Electronics lnc., que se modificó sacando un tubo de alimentación de la impresora e introduciendo el tubo en un tanque de tinta para permitir que la impresora esté lista para imprimir, la impresión al 100% se realizó en el mejor modo a una resolución de 1600 ppp en dirección vertical * 1600 ppp en dirección lateral en condiciones ambientales de una temperatura de 25±10C y una humedad relativa de 30±5% .
Se determinó la estabilidad de expulsión continua de la tinta al agua realizando la impresión continua mencionada anteriormente en hojas de papel normal de tamaño A4 para contar y medir el número de hojas de papel normal de tamaño A4 impresas hasta que el valor de densidad óptica de la tinta impresa sobre una hoja predeterminada de papel normal de tamaño A4 era menor que la impresa en la primera hoja de papel normal de tamaño A4, y se evaluó según las siguientes calificaciones de evaluación. Como papel normal, se usó “All-in One paper” disponible de Office Maxs. Si la calificación de evaluación era A, B o C, era posible usar la tinta al agua en aplicaciones prácticas. Los resultados se muestran en la tabla 2.
Mientras tanto, la densidad óptica se determinó de la siguiente manera. Es decir, la densidad óptica (como valor generado como densidad óptica de imágenes negras) del material impreso preparado anteriormente sobre el papel normal se midió en cinco puntos en total usando un densitómetro Macbeth "SpectroEye" (número de pieza) disponible de GretagMacbeth GmbH. en las siguientes condiciones de medición: ángulo de visión de observación: 20; fuente de luz de observación: D65; nivel de blanco de referencia: Abs; filtro polarizador: ninguno; patrón de densidad: DIN, y se calculó un valor promedio de los cinco valores así medidos y se usó como densidad óptica del material impreso. (Calificaciones de evaluación)
A: No menos de 15.000 hojas de papel de tamaño A4;
B: No menos de 10.000 hojas y menos de 15.000 hojas de papel de tamaño A4;
C: No menos de 5.000 hojas y menos de 10.000 hojas de papel de tamaño A4;
D: No menos de 1.000 hojas y menos de 5.000 hojas de papel de tamaño A4; y
E: Menos de 1.000 hojas de papel de tamaño A4.
<Evaluación de costra>
Se realizó la misma impresión continua que se describe en la “Evaluación de la estabilidad de expulsión continua" mencionada anteriormente en 10.000 hojas de papel normal. A continuación, se lavó una parte del calentador dentro de una cámara del cabezal de impresión térmica con agua pura, y luego se observó la superficie de la parte del calentador usando un microscopio óptico para evaluar la aparición de costra según las siguientes calificaciones de evaluación. La calificación de evaluación de A, B o C indica que la tinta al agua obtenida era utilizable en aplicaciones prácticas. Los resultados se muestran en la Tabla 2.
(Calificaciones de evaluación)
A: Los depósitos sólo estaban presentes en no menos del 0% y menos del 5% de la superficie de la parte del calentador.
B: Los depósitos estaban presentes en no menos del 5% y menos del 30% de la superficie de la parte del calentador. C: Los depósitos estaban presentes en no menos del 30% y menos del 60% de la superficie de la parte del calentador. D: Los depósitos estaban presentes en no menos del 60% y no más del 100% de la superficie de la parte del calentador.
Mientras tanto, los detalles de los pigmentos y los agentes de reticulación mostrados en la tabla 2 son los siguientes. (Pigmento)
• 160IQ: Negro de carbono “Nlpex 160IQ” (absorción de aceite de DBP: 128 ml/100 g; contenido de compuestos volátiles: 5,0%) disponible de Orion Engineered Carbons K.K.
• M717: Negro de carbono “MONARCH 717” (absorción de aceite de DBP: 53 ml/100 g; contenido de compuestos volátiles: 1,0%) disponible de Cabot Corporation
• PY74: pigmento C.l. amarillo 74 “Fast Yellow 840” disponible de Dainichiseika Color & Chemicals Mfg. Co., Ltd.
• PR122: pigmento C.l. rojo 122 “CFR6111T” disponible de Dainichiseika Color & Chemicals Mfg. Co., Ltd. • PB15:3: pigmento C.l. azul 15:3 “CFB6338JC” disponible de Dainichiseika Color & Chemicals Mfg. Co., Ltd. (Agente de reticulación)
• EX-850L: “DENACOL EX-850L” (diglicidil éter de dietilenglicol; n = 2; equivalente de epoxi: 120; contenido de cloro: 0,4% en masa) disponible de Nagase ChemteX Corporation
• EX-850: “DENACOL EX-850” (diglicidil éter de dietilenglicol; n = 2; equivalente de epoxi: 122; contenido de cloro: 0,5% en masa) disponible de Nagase ChemteX Corporation
• EX-941: “DENACOL EX-941” (diglicidil éter de polipropilenglicol; n = 2 (valor de catálogo); equivalente de epoxi: 173; contenido de cloro: 7,1% en masa) disponible de Nagase ChemteX Corporation
• EX-810: “DENACOL EX-810” (diglicidil éter de etilenglicol; n = 1; equivalente de epoxi: 113; contenido de cloro: 0,6% en masa) disponible de Nagase ChemteX Corporation
• EX-920: “DENACOL EX-920” (diglicidil éter de polipropilenglicol; n = 3 (valor de catálogo); equivalente de epoxi: 176; contenido de cloro: 0,8% en masa) disponible de Nagase ChemteX Corporation •
• EX-821: “DENACOL EX-821” (diglicidil éter de polietilenglicol; n = 4 (valor de catálogo); equivalente de epoxi: 185; contenido de cloro: 4,5% en masa) disponible de Nagase ChemteX Corporation
• EX-830: “DENACOL EX-830” (diglicidil éter de polietilenglicol; n = 9 (valor de catálogo); equivalente de epoxl: 268; contenido de cloro: 0,3% en masa) disponible de Nagase ChemteX Corporation
A partir de la tabla 2, se confirmó que las tintas al agua que contenían las respectivas dispersiones en agua de pigmento obtenidas en los ejemplos 1-1 a 1-10 eran excelentes en cuanto a estabilidad de expulsión continua, y se impidió completamente que sufran la aparición de costra en comparación con las tintas al agua que contenían las respectivas dispersiones en agua de pigmento obtenidas en los ejemplos comparativos 1-1 a 1-3 ya que los agentes de reticulación representados por la fórmula (1) mencionada anteriormente en la que n no es más de 3 se usaron en las primeras tintas al agua.
También se confirmó que las tintas al agua que contenían las respectivas dispersiones en agua de pigmento obtenidas en los ejemplos 1-1 a 1-10 eran excelentes en cuanto a estabilidad de expulsión continua, y se impidió completamente que sufran la aparición de costra en comparación con las tintas al agua que contenían las respectivas dispersiones en agua de pigmento obtenidas en los ejemplos comparativos 1-4 a 1-6 en las que se usaron pigmentos cromáticos distintos de negros de carbono.
A partir de estos resultados, se reconoce que los efectos notables de la presente invención, que incluyen una estabilidad térmica y estabilidad de expulsión continua excelentes, pueden presentarse especialmente debido a la combinación del negro de carbón como pigmento y el agente de reticulación específico mencionado anteriormente.
Aplicabilidad industrial
La dispersión en agua de pigmento de la presente invención es excelente en cuanto a estabilidad de expulsión continua de una tinta cuando se combina en la tinta y, por tanto, puede usarse de manera adecuada como dispersión en agua de pigmento para impresión flexográfica, impresión en huecograbado o impresión por chorro de tinta. Además, se impide que la dispersión en agua de pigmento de la presente invención sufra la aparición de costra y, por tanto, puede usarse de manera adecuada como dispersión en agua de pigmento para la impresión por chorro de tinta térmica.

Claims (13)

  1. reivindicacio nes
    i . Dispersión en agua de pigmento que comprende partículas de polímero reticulado que contienen pigmento, en la que un polímero reticulado en las partículas es un producto reticulado de un polímero dispersable en agua que se obtiene reticulando el polímero dispersable en agua con al menos un compuesto seleccionado del grupo que consiste en diglicidil éter de etilenglicol, diglicidil éter de propilenglicol, diglicidil éter de dipropilenglicol, diglicidil éter de trietilenglicol y diglicidil éter de tripropilenglicol como agente de reticulación, el polímero dispersable en agua es un polímero de vinilo que comprende una unidad constitucional derivada de (a) un monómero hidrófobo, una unidad constitucional derivada de (b) un monómero iónico, y una unidad constitucional derivada de (c) un monómero no iónico que contiene al menos un grupo seleccionado del grupo que consiste en un grupo hidroxilo y un grupo polialquilenoxilo,
    el contenido de la unidad constitucional derivada del componente (c) en el polímero dispersable en agua es de no menos del 10% en masa, y
    el pigmento es un negro de carbono.
  2. 2. Dispersión en agua de pigmento según la reivindicación 1, en la que la razón en masa de la unidad constitucional derivada del componente (a) con respecto a la unidad constitucional derivada del componente (b) [componente (a)/componente (b)] es de no más de 3,5.
  3. 3. Dispersión en agua de pigmento según la reivindicación 1 ó 2, en la que el contenido de la unidad constitucional derivada del componente (b) en el polímero dispersable en agua es de no menos del 10% en masa, y no más del 25% en masa.
  4. 4. Dispersión en agua de pigmento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que el polímero dispersable en agua es un polímero que contiene grupos carboxilo.
  5. 5. Dispersión en agua de pigmento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en la que la absorción de aceite de DBP del negro de carbono es de no menos de 50 ml/100 g y no más de 200 ml/100 g.
  6. 6. Dispersión en agua de pigmento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en la que la absorción de aceite de DBP del negro de carbono es de no menos de 70 ml/100 g y no más de 200 ml/100 g.
  7. 7. Dispersión en agua de pigmento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en la que el contenido de un ion cloruro como impureza en el agente de reticulación (el contenido de cloro) es de no más del 8,0% en masa y no menos del 0% en masa.
  8. 8. Dispersión en agua de pigmento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en la que el contenido del polímero reticulado en la dispersión en agua de pigmento es de no menos del 0,5% en masa y no más del 15% en masa.
  9. 9. Dispersión en agua de pigmento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en la que la razón en masa del pigmento con respecto al polímero reticulado [pigmento/polímero reticulado] en la dispersión en agua de pigmento es de desde 85/15 hasta 50/50.
  10. 10. Dispersión en agua de pigmento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en la que el tamaño de partícula promedio de las partículas de polímero reticulado que contienen pigmento en la dispersión en agua de pigmento es de no menos de 40 nm y no más de 200 nm.
  11. 11. Uso de la dispersión en agua de pigmento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, para una tinta al agua para impresión por chorro de tinta.
  12. 12. Uso de la dispersión en agua de pigmento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en un método de impresión por chorro de tinta en el que se expulsa la tinta mediante un método térmico.
  13. 13. Procedimiento para producir una dispersión en agua de pigmento que comprende partículas de polímero reticulado que contienen pigmento, que comprende las siguientes etapas:
    Etapa (1): someter una mezcla de pigmento que comprende un polímero dispersable en agua, un pigmento y agua a un tratamiento de dispersión, obteniendo así una disolución de dispersión acuosa de pigmento que comprende partículas de polímero que contienen pigmento; y
    Etapa (2): mezclar la disolución de dispersión acuosa de pigmento obtenida en la etapa (1) y al menos un compuesto seleccionado del grupo que consiste en diglicidil éter de etllengllcol, diglicidil éter de propllengllcol, diglicidil éter de dipropilenglicol, diglicidil éter de trietilenglicol y diglicidil éter de tripropilenglicol como agente de reticulación para hacer reaccionar el polímero dispersable en agua con el compuesto para preparar un polímero reticulado, obteniendo así la dispersión en agua de pigmento que comprende partículas de polímero reticulado que contienen pigmento,
    en el que
    el polímero dispersable en agua es un polímero de vinilo que comprende una unidad constitucional derivada de (a) un monómero hidrófobo, una unidad constitucional derivada de (b) un monómero iónico, y una unidad constitucional derivada de (c) un monómero no iónico que contiene al menos un grupo seleccionado del grupo que consiste en un grupo hidroxilo y un grupo polialquilenoxilo,
    el contenido de la unidad constitucional derivada del componente (c) en el polímero dispersable en agua es de no menos del 10% en masa, y
    el pigmento es un negro de carbono.
    Procedimiento para producir una dispersión en agua de pigmento según la reivindicación 13, en el que el agente de reticulación se usa en una cantidad de no menos de 0,50 partes en masa y no más de 15 partes en masa sobre la base de 100 partes en masa del polímero dispersable en agua.
    Procedimiento para producir una dispersión en agua de pigmento según la reivindicación 13 ó 14, en el que la tasa de reticulación del polímero reticulado es de no menos del 10% en equivalentes y no más del 90% en equivalentes.
ES17766685T 2016-03-14 2017-03-14 Dispersión acuosa de pigmento Active ES2901169T3 (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016050142 2016-03-14
PCT/JP2017/010223 WO2017159687A1 (ja) 2016-03-14 2017-03-14 顔料水分散体

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2901169T3 true ES2901169T3 (es) 2022-03-21

Family

ID=59851286

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES17766685T Active ES2901169T3 (es) 2016-03-14 2017-03-14 Dispersión acuosa de pigmento

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10883007B2 (es)
EP (1) EP3431559B1 (es)
JP (1) JP6958798B2 (es)
ES (1) ES2901169T3 (es)
WO (1) WO2017159687A1 (es)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6388243B1 (ja) * 2017-12-25 2018-09-12 東洋インキＳｃホールディングス株式会社 前処理液、及び前記前処理液を含むインキセット
JP7005359B2 (ja) * 2018-01-25 2022-01-21 キヤノン株式会社 インクジェット記録装置
US10807377B2 (en) 2018-03-07 2020-10-20 Ricoh Company, Ltd. Ink, ink cartridge, image forming method, and printed matter
WO2020059837A1 (ja) * 2018-09-20 2020-03-26 キヤノン株式会社 水性インク、インクカートリッジ、インクジェット記録方法、及び水性インクの製造方法
JP7511442B2 (ja) 2020-10-26 2024-07-05 花王株式会社 水系インク

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5459936A (en) 1977-10-03 1979-05-15 Canon Inc Recording method and device therefor
CA1127227A (en) 1977-10-03 1982-07-06 Ichiro Endo Liquid jet recording process and apparatus therefor
JPH09132743A (ja) 1995-09-06 1997-05-20 Mitsubishi Chem Corp 記録液及びインクジェット記録方法
GB0427747D0 (en) 2004-12-18 2005-01-19 Avecia Ltd Process
WO2007053563A2 (en) * 2005-10-31 2007-05-10 Cabot Corporation Modified colorants and inkjet ink compositions comprising modified colorants
JP4077021B2 (ja) 2006-04-28 2008-04-16 花王株式会社 インクジェット記録用水系インク
JP5118330B2 (ja) * 2006-11-14 2013-01-16 花王株式会社 インクジェット記録用水系インク
GB0704335D0 (en) * 2007-03-07 2007-04-11 Fujifilm Imaging Colorants Ltd Process for preparing an encapsulated particulate solid
JP5166846B2 (ja) * 2007-12-12 2013-03-21 花王株式会社 インクジェット記録用水系インク
GB0813433D0 (en) * 2008-07-23 2008-08-27 Fujifilm Imaging Colorants Ltd Process
JP5330814B2 (ja) * 2008-11-26 2013-10-30 花王株式会社 インクジェット記録用水系インク
JP5364357B2 (ja) * 2008-12-11 2013-12-11 花王株式会社 サーマルインクジェット記録用水分散体の製造方法
JP2013511605A (ja) 2009-11-23 2013-04-04 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー 構造化ビニルポリマー分散剤に基づく架橋顔料分散系
GB2528121A (en) * 2014-07-11 2016-01-13 Fujifilm Imaging Colorants Inc Printing process
CN108368369B (zh) * 2015-12-18 2022-02-11 花王株式会社 颜料水分散体的制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20190390074A1 (en) 2019-12-26
EP3431559A4 (en) 2019-10-16
EP3431559B1 (en) 2021-11-17
WO2017159687A1 (ja) 2017-09-21
EP3431559A1 (en) 2019-01-23
JP6958798B2 (ja) 2021-11-02
JP2017165965A (ja) 2017-09-21
US10883007B2 (en) 2021-01-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2901169T3 (es) Dispersión acuosa de pigmento
ES2876438T3 (es) Tinta de huecograbado acuosa
ES2901534T3 (es) Dispersión acuosa de pigmento
CN108350298B (zh) 水基颜料分散体
US10968358B2 (en) Aqueous pigment dispersion
ES2835775T3 (es) Método para producir una dispersión acuosa de pigmentos
ES2902531T3 (es) Dispersión acuosa de pigmento
ES2915829T3 (es) Método de producción de una dispersión acuosa de pigmento
US11220611B2 (en) Water-based ink for ink-jet recording
WO2016035787A1 (ja) 水性顔料分散体、インクジェット記録用インク及び印字物
EP3564327B1 (en) Aqueous pigment dispersion
EP3699243B1 (en) Aqueous ink
JP6870261B2 (ja) インクジェット記録用水性インク及びインクカートリッジ
JP2018109094A (ja) 水系インク
JP2011127064A (ja) インクジェット記録用水系インク
JP7340444B2 (ja) 顔料水分散体
JP6294658B2 (ja) インクジェット記録用顔料水分散体の製造方法
JP7272513B1 (ja) キナクリドン顔料、顔料分散体、及び水性インクジェットインク
JP2013237823A (ja) インクジェット記録用水系インク
JP5898917B2 (ja) インクジェット記録用水分散体の製造方法
JP2015183161A (ja) インクジェットインク用水性顔料分散体
WO2023105844A1 (ja) キナクリドン顔料、顔料分散体、及び水性インクジェットインク
JP5718566B2 (ja) インクジェット記録用水系インク