JP2002338783A - 水系インク - Google Patents
水系インクInfo
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- JP2002338783A JP2002338783A JP2001144439A JP2001144439A JP2002338783A JP 2002338783 A JP2002338783 A JP 2002338783A JP 2001144439 A JP2001144439 A JP 2001144439A JP 2001144439 A JP2001144439 A JP 2001144439A JP 2002338783 A JP2002338783 A JP 2002338783A
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- Ink Jet (AREA)
- Ink Jet Recording Methods And Recording Media Thereof (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
保存安定性にも優れた水分散体及びそれが用いられた水
系インクを提供すること。 【解決手段】ポリマーの固形分100質量部に対して着
色剤20〜2000質量部を含有するポリマー粒子の水
分散体であって、着色剤の含有量が4.4質量%、n−
ペンタノールの含有量が10.0質量%となるように、
該ポリマー粒子の水分散体、n−ペンタノール及びイオ
ン交換水を混合してなる評価用組成物の20℃における
粘度を、該評価用組成物を60℃の雰囲気中で1週間保
存する前及び保存した後のそれぞれについて測定し、
式: 〔粘度保持率〕=〔保存後の20℃での粘度〕/〔保存
前の20℃での粘度〕×100 に従って求めた粘度保持率が75%以上でかつ115%
未満であることを満足する着色剤を含有してなるポリマ
ー粒子の水分散体。
Description
ポリマー粒子の水分散体及びそれを含有する水系インク
に関する。更に詳しくは、インクジェット記録用水系イ
ンクをはじめ、万年筆用インク、ボールペン用インク、
サインペン用インク等の筆記具用水系インク等として使
用しうる水系インク及びそれに用いられる着色剤を含有
するポリマー粒子の水分散体に関する。
なノズルからインク液滴を記録部材に直接吐出し、付着
させて、文字や画像を得る記録方式である。この方式に
よれば、使用する装置が低騒音で操作性がよいという利
点を有するのみならず、カラー化が容易であり、かつ記
録部材として普通紙を使用することができるという利点
があるため、近年広く用いられている。
クには溶剤が用いられているが、その溶剤の種類によっ
ては、インクとしての性能(吐出性、保湿性、印字濃度
等)を向上させる反面、着色剤の水分散体の安定性を低
下させ、凝集や増粘を発生させるものがある。特に粘度
を増大させるものは、吐出性等に対して大きな影響を与
えることになる。したがって、着色剤の水分散体には、
種々の溶剤に対する安定性が要求される。
るインクには、インクがノズルで目詰まりすることを防
止するために、水溶性染料及び多価アルコールを用いる
ことが考えられる。しかし、このインクには、耐水性に
劣るという欠点がある。
耐擦過性に優れ、更に耐溶剤性及び保存安定性にも優れ
た水分散体及びそれが用いられた水系インクを提供する
ことを課題とする。
に使用したときに吐出性が良好なインクジェット記録用
水系インクを提供することを課題とする。
ーの固形分100質量部に対して着色剤20〜2000
質量部を含有するポリマー粒子の水分散体であって、着
色剤の含有量が4.4質量%、n−ペンタノールの含有
量が10.0質量%となるように、該ポリマー粒子の水
分散体、n−ペンタノール及びイオン交換水を混合して
なる評価用組成物の20℃における粘度を、該評価用組
成物を60℃の雰囲気中で1週間保存する前及び保存し
た後のそれぞれについて測定し、式: 〔粘度保持率〕=〔保存後の20℃での粘度〕/〔保存
前の20℃での粘度〕×100 に従って求めた粘度保持率が75%以上でかつ115%
未満であることを満足する着色剤を含有してなるポリマ
ー粒子の水分散体、並びに(2)前記水分散体を含有し
てなる水系インクに関する。
して、着色剤の含有量が4.4質量%、n−ペンタノー
ルの含有量が10.0質量%となるように、着色剤を含
有するポリマー粒子の水分散体、n−ペンタノール及び
イオン交換水を混合して得られた組成物が用いられてい
るのは、実際に使用されている水系インクと同様の量で
着色剤を含有させるとともに、他の配合成分(例えば、
界面活性剤等)の使用を除くことにより、評価の標準化
及び簡便化を図るためである。
を測定したのは、実際に水系インクが使用されていると
きの環境温度を考慮したためである。
1週間保存する前及び保存した後のそれぞれについて、
評価用組成物の20℃における粘度を測定して粘度保持
率を求めたのは、水系インクが実使用温度(20℃)の
雰囲気中で最低限必要な期間(120日間)は使用する
ことができるようにするために、その保存安定性を促進
試験で評価したことに基づく。
定の粘度保持率を満足する着色剤を含有するポリマー粒
子の水分散体が用いられている点に、1つの大きな特徴
がある。
いられていることにより、インクに種々の溶剤を使用す
ることが可能となる。具体的には、エーテル系溶剤、ア
ルコール系溶剤等のように、水分散体の安定性を低下さ
せるが、印字品質等の性質を向上させる溶剤を使用する
ことが可能となるので、印字品質等の諸性能を大幅に向
上させることができるという格別顕著に優れた効果が発
現される。
と吐出性及び印字特性が大きな影響を受けるが、粘度保
持率が75%以上であり、かつ115%未満である場合
には、吐出量が適切であるために印字濃度等の印字特性
の振れがなくなる。粘度保持率は、好ましくは80%以
上かつ110%未満、より好ましくは85%以上かつ1
05%未満である。
%以上であればよい。その例としては、トリエチレング
リコールドデシルエーテル、トリエチレングリコールモ
ノ−n−ブチルエーテル、トリエチレングリコールジメ
チルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエー
テル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、2
−(2−ブトキシエトキシ)エタノール、2−(2−エ
トキシエトキシ)エタノール、2−(2−メトキシエト
キシ)エタノール、2−(イソペンチルオキシ)エタノ
ール、2−ブトキシエタノール、2−イソプロポキシエ
タノール、2−(メトキシメトキシ)エタノール、2−
エトキシエタノール、2−メトキシエタノール、ジエチ
レングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコー
ルジメチルエーテル等のエーテル系溶剤、n−ペンタノ
ール、n−ヘキサノール、n−ヘプタノール等の1価ア
ルコール類、エチレングリコール、ジエチレングリコー
ル、グリセリン、プロピレングリコール、1,3-ブタンジ
オール、1,4-ブタンジオール、1,5 - ペンタンジオー
ル、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン等
の多価アルコール類、2-ピロリドン、γ- ブチロラクタ
ム等の含窒素環状化合物、アセトアミド、N-モノメチル
アセトアミド等の含窒素非環状化合物等が挙げられる。
これらは、それぞれ単独で又は2種以上を混合して用い
ることができる。なお、本明細書における「n−」は、
ノルマルを表す。
る溶剤の含有量は、特に限定はないが、耐乾燥性及びイ
ンク粘度の観点から、5〜40質量%、好ましくは10
〜30質量%であることが望ましい。
満足するように調整されていればよい。
る。着色剤の中では、耐水性、耐光性、耐オゾン性等の
点から顔料を好適に使用することができる。
しては、水に不溶のポリマーに染料又は顔料を含有させ
たポリマー粒子が挙げられる。このポリマー粒子は、印
字物に耐水性及び耐擦過性を付与するという優れた性質
を有するものである。
染料の種類には、特に限定がないが、疎水性染料が好ま
しい。
染料等が挙げられる。それらの中では、油性染料及び分
散染料がポリマー粒子中に良好に含有させることができ
ることから好ましい。
はないが、例えば、C.I.ソルベント・ブラック3、7、
27、29、34;C.I.ソルベント・イエロー14、16、29、5
6、82;C.I.ソルベント・レッド1、3、8、18、24、2
7、43、51、72、73;C.I.ソルベント・バイオレット
3;C.I.ソルベント・ブルー2、11、70;C.I.ソルベン
ト・グリーン3、7;C.I.ソルベント・オレンジ2等が
挙げられる。
はないが、好ましい例としては、C.I.ディスパーズ・イ
エロー5、42、54、64、79、82、83、93、99、100 、11
9 、122 、124 、126 、160 、184:1 、186 、198 、19
9 、204 、224 、237 ;C.I.ディスパーズ・オレンジ1
3、29、31:1、33、49、54、55、66、73、118 、119 、1
63 ;C.I.ディスパーズ・レッド54、60、72、73、86、8
8、91、93、111 、126、127 、134 、135 、143 、145
、152 、153 、154 、159 、164 、167:1 、177 、181
、204 、206 、207 、221 、239 、240 、258 、277
、278 、283 、311 、323 、343 、348 、356 、362
;C.I.ディスパーズ・バイオレット33;C.I.ディスパ
ーズ・ブルー56、60、73、87、113 、128 、143 、148
、154 、158 、165 、165:1 、165:2 、176 、183 、1
85 、197 、198 、201 、214 、224 、225 、257 、266
、267 、287 、354 、358 、365 、368 ;C.I.ディス
パーズ・グリーン6:1 、9等が挙げられる。
含有させる観点から、20℃において、一般に乳化の際
に使用される有機溶媒に対する溶解度が2g/L以上、
好ましくは20〜500 g/Lであることが望ましい。
できる顔料の種類にも特に制限がなく、公知の無機顔料
及び有機顔料のいずれも使用することができる。
属酸化物、金属硫化物、金属塩化物等が挙げられる。黒
色においては、カーボンブラックが好ましい。カーボン
ブラックとしては、ファーネスブラック、ランプブラッ
ク、アセチレンブラック、チャンネルブラック等が挙げ
られる。
料、フタロシアニン顔料、キナクリドン顔料、イソイン
ドリノン顔料、ジオキサジン顔料、ペリレン顔料、ペリ
ノン顔料、チオインジゴ顔料、アンソラキノン顔料、キ
ノフタロン顔料等が挙げられ、特にピグメント・イエロ
ー17, 74, 83, 93, 97, 110, 124, 128, 138, 139, 15
1, 154, 180等、ピグメント・レッド57:1, 122, 146, 1
84, 202, 224, 238, 245等、ピグメント・バイオレット
19等、ピグメント・ブルー15, 15:1, 15:2, 15:3, 15:
4, 16, 60, 76等、ピグメント・グリーン7, 36 等、及
びこれらを含む固溶体が好ましい。
は、体質顔料と併用することもできる。体質顔料として
は、シリカ、炭酸カルシウム、タルク等が挙げられる。
は、水に不溶なポリマーを好適に使用することができ
る。水に不溶なポリマーの例としては、水に不溶な、ビ
ニルポリマー、エステル系ポリマー、ウレタン系ポリマ
ー等が挙げられる。これらポリマーの中では、水に不溶
なビニルポリマーが好ましい。
(a)塩生成基含有モノマー〔以下、(a)成分とい
う〕と、(b)マクロマー〔以下、(b)成分という〕
と、(c)塩生成基含有モノマー及びマクロマーと共重
合可能なモノマー〔以下、(c)成分という〕とを含む
モノマー混合物を共重合させてなるビニルポリマーに、
着色剤を含有させたビニルポリマー粒子の水分散体が好
ましく、(a)成分と、(b)成分と、(c)成分とを
含むモノマー混合物を共重合させてなるビニルポリマー
に、着色剤として顔料を含有させたビニルポリマー粒子
の水分散体がより好ましい。
ー、アニオン性モノマー等が挙げられる。その例とし
て、特開平9−286939号公報5頁7欄24行〜8欄29行に
記載されているもの等が挙げられる。
飽和3級アミン含有モノマー、不飽和アンモニウム塩含
有モノマー等が挙げられる。それらの中では、N,N−
ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N−
(N’,N’−ジメチルアミノプロピル)(メタ)アク
リルアミド及びビニルピロリドンが好ましい。
飽和カルボン酸モノマー、不飽和スルホン酸モノマー、
不飽和リン酸モノマー等が挙げられる。それらの中で
は、アクリル酸、メタクリル酸等の不飽和カルボン酸モ
ノマーが好ましい。
100000、好ましくは1000〜10000 の片末端に重合性官能
基を有するモノマーであるマクロマーが挙げられる。マ
クロマーの代表例としては、シリコーンマクロマー、ス
チレンマクロマー及びメタクリル酸アルキルエステルマ
クロマーからなる群より選ばれた1種以上が挙げられ
る。その中では、式(I): X1(Y1)q Si(R1 )3-r (Z1)r (I) (式中、X1 は重合可能な不飽和基、Y1 は2価の結合
基、R1 はそれぞれ独立して水素原子、低級アルキル
基、アリール基又はアルコキシ基、Z1 は500以上の
数平均分子量を有する1価のシロキサンポリマーの残
基、qは0又は1、rは1〜3の整数を示す)で表され
るシリコーンマクロマー、片末端に重合性官能基を有す
るスチレン系マクロマー及びメタクリル酸アルキルエス
テルマクロマーが好ましい。
1mmol/Lのドデシルジメチルアミン含有クロロホルムを
用いたゲルクロマトグラフィーにより、標準物質として
ポリスチレンを用いて測定される。
プリンターのヘッドの焦げ付きを防止する観点から、好
適に使用しうるものである。
において、X1 としては、CH2 =CH−基、CH2 =
C(CH3 )−基等の炭素数2〜6の1価の不飽和炭化
水素基が挙げられる。Y1 としては、−COO−基、−
COOCa H2a−基(aは1〜5の整数を示す)、フェ
ニレン基等の2価の結合基が挙げられ、−COOC3H
6 −が好ましい。R1 としては、水素原子;メチル基、
エチル基等の炭素数1〜5の低級アルキル基;フェニル
基等の炭素数6〜20のアリール基、メトキシ基等の炭素
数1〜20のアルコキシ基等が挙げられる。それらの中で
は、メチル基が好ましい。Z1 は、好ましくは数平均分
子量500 〜5000のジメチルシロキサンポリマーの1価の
残基である。qは0又は1であるが、好ましくは1であ
る。rは1〜3の整数であるが、好ましくは1である。
式(I−1): CH2 =CR2-COOC3H6-[Si(R3)2-O]b -Si(R3)3 (I−1) (式中、R2 は水素原子又はメチル基、R3 はそれぞれ
独立して水素原子又は炭素数1〜5の低級アルキル基、
bは5〜60の数を示す)で表されるシリコーンマクロマ
ー、
リコーンマクロマー、
と同じ)で表されるシリコーンマクロマー、
i(R2)3基(R2 は前記と同じ。cは5〜65の数を示す)
を示す〕で表されるシリコーンマクロマー等が挙げられ
る。
シリコーンマクロマーが好ましく、特に、式(I−1
a): CH2 =C(CH3)-COOC3H6-[Si(CH3)2-O]d -CH3 (I−1a) (式中、dは8〜40の数を示す)で表されるシリコーン
マクロマーが好ましい。その例として、FM−0711(チ
ッソ(株)製、商品名)等が挙げられる。
に顔料を十分に含有させる観点から、好適に使用しうる
ものである。
重合性官能基を有するスチレン単独重合体又はスチレン
と他のモノマーとの共重合体が挙げられる。前記共重合
体におけるスチレン含量は、顔料が十分にポリマー粒子
に含有されるようにする観点から、60重量%以上、好ま
しくは70重量%以上であることが望ましい。前記他のモ
ノマーとしては、アクリロニトリル等が挙げられる。ア
クリロニトリルとしては、片末端に重合性官能基として
アクリロイルオキシ基又はメタクリロイルオキシ基を有
するものが好ましい。
は、ビニルポリマーに顔料を十分に含有させるという観
点及びポリマー粒子の水分散体の安定性を向上させると
いう観点から、好適に使用しうるものである。メタクリ
ル酸アルキルエステルマクロマーとしては、メタクリル
酸メチルマクロマー、メタクリル酸イソブチルマクロマ
ー及びメタクリル酸ドデシルマクロマーからなる群より
選ばれた1種以上が挙げられる。
リレート、エチル(メタ)アクリレート、(イソ)プロ
ピル(メタ)アクリレート、(イソ又はターシャリー)
ブチル(メタ)アクリレート、(イソ)アミル(メタ)
アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、
ベンジル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル
(メタ)アクリレート、(イソ)オクチル(メタ)アク
リレート、(イソ)デシル(メタ)アクリレート、(イ
ソ)ドデシル(メタ)アクリレート、(イソ)ステアリ
ル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸エステ
ル類;スチレン、ビニルトルエン、2−メチルスチレ
ン、クロロスチレン等のスチレン系モノマー等が挙げら
れる。これらは、それぞれ単独で又は2種以上を混合し
て用いることができる。
リレート」は、アクリレート又はメタクリレートを示
す。また、「(イソ)プロポキシ」は、n−プロポキシ
又はイソプロポキシを示す。
性向上の観点から、スチレン系モノマーが含まれている
ことが好ましい。スチレン系モノマーとしては、スチレ
ン及び2−メチルスチレンが好ましい。これらは、単独
で用いてもよく、併用してもよい。(c)成分における
スチレン系モノマーの含有量は、印字濃度及び耐マーカ
ー性向上の観点から、10〜100 重量%、好ましくは40〜
100 重量%であることが望ましい。
含有モノマー〔以下、(d)成分という〕及び(e)式
(II): CH2 =C(R4 )COO(R5 O)p R6 (II) (式中、R4 は水素原子又は低級アルキル基、R5 はヘ
テロ原子を有していてもよい炭素数1〜30の2価の炭化
水素基、R6 は水素原子、又はヘテロ原子を有していて
もよい炭素数1〜30の1価の炭化水素基、pは1〜60の
数を示す)で表されるモノマー〔以下、(e)成分とい
う〕からなる群より選ばれた1種以上が含まれていても
よい。
ル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピル(メ
タ)アクリレート、ポリエチレングリコール(n=2〜
30)(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール
(n=2〜30)(メタ)アクリレート、ポリ(エチレン
グリコール(n=1〜15)・プロピレングリコール(n
=1〜15))(メタ)アクリレート等が挙げられる。そ
れらの中では、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレ
ートが好ましい。
の吐出安定性を高め、連続印字してもヨレの発生を抑制
するという優れた効果を発現するものである。
アルキル基である。低級アルキル基としては、炭素数1
〜4のアルキル基が挙げられる。
素数1〜30の2価の炭化水素基である。ヘテロ原子とし
ては、例えば、窒素原子、酸素原子、ハロゲン原子及び
硫黄原子が挙げられる。
てもよい炭素数6〜30の芳香族環、置換基を有していて
もよい炭素数3〜30のヘテロ環及び置換基を有していて
もよい炭素数1〜30のアルキレン基が挙げられ、これら
の環又は基は2種以上を組合せたものであってもよい。
置換基としては、炭素数6〜29の芳香族環、炭素数3〜
29のヘテロ環、炭素数1〜29のアルキル基、ハロゲン原
子、アミノ基等が挙げられる。
置換基を有していてもよいフェニレン基、炭素数1〜3
0、好ましくは炭素数1〜20の脂肪族アルキレン基、芳
香族環を有する炭素数7〜30のアルキレン基及びヘテロ
環を有する炭素数4〜30のアルキレン基が挙げられる。
レンオキサイド基、(イソ)プロピレンオキサイド基、
テトラメチレンオキサイド基、ヘプタメチレンオキサイ
ド基、ヘキサメチレンオキサイド基及びこれらアルキレ
ンオキサイドの1種以上の組合せからなる炭素数2〜7
のアルキレンオキサイド基やフェニレンオキサイド基が
挙げられる。
素数1〜30の1価の炭化水素基である。ヘテロ原子とし
ては、例えば、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子が挙げ
られる。
てもよい炭素数6〜30の芳香族環、置換基を有していて
もよい炭素数3〜30のヘテロ環、又は置換基を有してい
てもよい炭素数1〜30のアルキル基が挙げられる。置換
基としては、炭素数6〜29の芳香族環、炭素数4〜29の
ヘテロ環、ハロゲン原子、アミノ基等が挙げられる。
素数1〜30、好ましくは炭素数1〜20の脂肪族アルキル
基、芳香族環を有する炭素数7〜30のアルキル基及びヘ
テロ環を有する炭素数4〜30のアルキル基が挙げられ
る。
エチル基、(イソ)プロピル基、(イソ)ブチル基、
(イソ)ペンチル基、(イソ)ヘキシル基等の炭素数1
〜6のアルキル基、フェニル基等が挙げられる。pは1
〜60の数であるが、中でも1〜30の数が好ましい。
リエチレングリコール(1〜30:式(II)中のpの値を示
す。以下同じ)(メタ)アクリレート、メトキシポリテ
トラメチレングリコール(1〜30)(メタ)アクリレー
ト、エトキシポリエチレングリコール(1〜30)(メ
タ)アクリレート、(イソ)プロポキシポリエチレング
リコール(1〜30)(メタ)アクリレート、ブトキシポ
リエチレングリコール(1〜30)(メタ)アクリレー
ト、メトキシポリプロピレングリコール(1〜30)(メ
タ)アクリレート、メトキシ(エチレングリコール・プ
ロピレングリコール共重合)(1〜30、その中のエチレ
ングリコール:1〜29)(メタ)アクリレート等が挙げ
られ、これらはそれぞれ単独で又は2種以上を混合して
使用することができる。それらの中では、メトキシポリ
エチレングリコール(1〜30)(メタ)アクリレートが
好ましい。
は、得られる分散体の分散安定性の観点から、1〜40重
量%、好ましくは2〜40重量%が望ましい。
は、インクジェットプリンターのヒーター面の焦げ付き
を抑制する観点及び安定性の観点から、1〜25重量%、
好ましくは5〜20重量%が望ましい。
は、インクジェットプリンターのヒーター面の焦げ付き
を抑制する観点及び安定性の観点から、5〜93重量%、
好ましくは10〜80重量%が望ましい。なお、スチレン系
モノマーを含む(c)成分を用いる場合、ビニルポリマ
ーにおける(c)成分の含量は、10〜70重量%が好まし
い。
は、吐出安定性及び印字濃度の観点から、5〜40重量
%、好ましくは7〜20重量%が望ましい。
量は、水中での安定性及び耐水性の観点から、6〜60重
量%、好ましくは10〜50重量%が望ましい。
は、吐出安定性及び分散安定性の観点から、5〜50重量
%、好ましくは10〜40重量%であることが望ましい。
と(e)成分との合計含量は、水中での分散安定性及び
吐出安定性の観点から、6〜75重量%が好ましい。
と(d)成分と(e)成分との合計含量は、水中での分
散安定性及び吐出安定性の観点から、6〜60重量%、好
ましくは7〜50重量%が望ましい。
法、懸濁重合法、乳化重合法等の公知の重合法により、
モノマー混合物を共重合させることによって製造され
る。それらの重合法の中では、溶液重合法が好ましい。
性有機溶媒が好ましく、水混和性有機溶媒を水と混合し
て用いることもできる。
エタノール、プロパノール等の炭素数1〜3の脂肪族ア
ルコール;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン
類;酢酸エチル等のエステル類;トルエン、キシレン等
の芳香族炭化水素等が挙げられる。それらの中では、メ
タノール、エタノール、アセトン、メチルエチルケト
ン、トルエン、これらの混合液又はこれらと水との混合
液が好ましい。
を用いることができる。ラジカル重合開始剤としては、
2, 2' −アゾビスイソブチロニトリル、2, 2' −ア
ゾビス(2, 4−ジメチルバレロニトリル)、ジメチル
−2, 2' −アゾビスブチレート、2, 2' −アゾビス
(2−メチルブチロニトリル)、1, 1' −アゾビス
(1−シクロヘキサンカルボニトリル)等のアゾ化合物
が好適である。また、重合開始剤として、t−ブチルペ
ルオキシオクトエート、ジ−t−ブチルペルオキシド、
ジベンゾイルオキシド等の有機過酸化物を使用すること
もできる。
て0.001 〜5モル%、特に0.01〜2モル%であることが
好ましい。
をモノマー混合物に添加してもよい。重合連鎖移動剤の
具体例としては、オクチルメルカプタン、n−ドデシル
メルカプタン、t−ドデシルメルカプタン、n−テトラ
デシルメルカプタン、メルカプトエタノール等のメルカ
プタン類;ジメチルキサントゲンジスルフィド、ジイソ
プロピルキサントゲンジスルフィド等のキサントゲンジ
スルフィド類;テトラメチルチウラムジスルフィド、テ
トラブチルチウラムジスルフィド等のチウラムジスルフ
ィド類;四塩化炭素、臭化エチレン等のハロゲン化炭化
水素類;ペンタフェニルエタン等の炭化水素類;及びア
クロレイン、メタクロレイン、アリルアルコール、2−
エチルヘキシルチオグリコレート、タービノーレン、α
−テルピネン、γ−テルピネン、ジペンテン、α−メチ
ルスチレンダイマー、更に9, 10−ジヒドロアントラセ
ン、1, 4−ジヒドロナフタレン、インデン、1, 4−
シクロヘキサジエン等の不飽和環状炭化水素化合物;
2, 5−ジヒドロフラン等の不飽和ヘテロ環状化合物等
が挙げられ、これらは単独で又は2種以上を組合せて使
用することができる。
ジカル重合開始剤、モノマー、有機溶媒の種類等によっ
て異なるので一概には決定することができないが、通
常、重合温度は30〜100 ℃、好ましくは50〜80℃であ
り、重合時間は1〜20時間である。また、重合雰囲気
は、窒素ガス等の不活性ガス雰囲気であることが好まし
い。
有機溶媒の留去等の公知の方法によって共重合体を単離
することができる。また、得られた共重合体は、再沈澱
を繰り返したり、膜分離、クロマトグラフ法、抽出法等
により、未反応のモノマー等を除去することにより、精
製することができる。
000 、より好ましくは10,000〜150,000 であることが、
印刷後の耐久性及び分散安定性の点から好ましい。
は、公知の乳化法によって製造することができる。例え
ば、ポリマー及び疎水性染料を有機溶媒に溶解させ、必
要に応じて中和剤を加えてポリマー中の塩生成基をイオ
ン化し、これに水を添加した後、必要に応じて超音波乳
化機を用いて乳化を行ない、その有機溶媒を留去して水
系に転相することによって得ることができる。
散体を得る方法としては、ポリマーを有機溶媒に溶解さ
せ、顔料、水、中和剤及び必要に応じ界面活性剤を加え
て混練しペーストとした後、必要に応じて該ペーストを
水で希釈し、有機溶媒を留去して水系にする方法が好ま
しい。ポリマーを溶解させる有機溶媒としては、先に述
べた溶液重合法で用いる有機溶媒と同様のものが用いら
れる。
粒子への着色剤の含有のさせやすさの観点及び印字濃度
の観点から、ポリマーの固形分100質量部に対して2
0〜2000質量部、好ましくは40〜900質量部、
より好ましくは40〜600質量部である。
粒径は、分散安定性の観点から10〜500nmである
ことが好ましい。
な印字濃度が得られるのであればよく、特に限定がな
い。通常、該含有量は、十分な吐出性及び印字濃度を付
与する観点から、1〜30重量%、好ましくは2〜20
重量%、より好ましくは4〜15重量%である。
公知の各種添加剤、例えば、多価アルコール類のような
湿潤剤、分散剤、消泡剤、防黴剤及び/又はキレート
剤、pH調整剤等を添加することによって得ることがで
きる。
ェット記録用水系インクとして好適に使用しうるもので
ある。
混合物及び重合連鎖移動剤を表1の初期仕込みモノマー
の欄に示すように仕込み、窒素ガス置換を十分に行なっ
た。
の欄に示すようにモノマー混合物、重合連鎖移動剤、メ
チルエチルケトン60質量部及び2, 2' −アゾビス
(2,4−ジメチルバレロニトリル)1.2質量部を入
れ、十分に窒素置換を行なった。
拌しながら70℃まで昇温し、滴下ロート中の混合溶液
を3時間かけて徐々に滴下した。滴下終了から2時間経
過後、2, 2' −アゾビス(2, 4−ジメチルバレロニ
トリル)0.3質量部をメチルエチルケトン5質量部に
溶解した溶液を加え、更に70℃で2時間、75℃で2時
間熟成させ、共重合体溶液を得た。
105℃で2時間乾燥させ、溶剤を除去することによっ
て単離し、標準物質としてポリスチレン、溶剤として5
0mmol/Lの酢酸含有テトラヒドロフランを用いた
ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより重量平
均分子量を測定した。その結果を表1に示す。
られた共重合体4.5質量部を、表1に示す有機溶媒2
5質量部に溶かし、その中に表1に示す中和剤の水溶液
(5mol/L)を所定量加えて共重合体の塩生成基の
一部を中和し、更に表1に示す顔料5.5質量部を加
え、ビーズミルで混練した。
部を加え、十分に攪拌した後、エバポレーターを用いて
該有機溶媒及び水を留去し、固形分濃度が20重量%の
顔料含有ポリマー粒子の水分散体を得た。
製造例1と同様にして共重合体溶液を得た。製造例1と
同様にして得られた共重合体の重量平均分子量を測定し
た。その結果を表1に示す。
られた共重合体4.5質量部に、表1に示す有機溶媒25
質量部及び表1に示す疎水性染料5.5質量部を加え、
完全に溶解させ、表1に示す中和剤の水溶液(5mol
/L)を所定量加えて共重合体の塩生成基の一部を中和
し、これにイオン交換水300質量部を加え、十分に攪
拌した後、超音波乳化機を用いて、30分間分散した。
いて該有機溶媒及び水を留去し、固形分濃度が20重量
%の染料含有ポリマー粒子の水分散体を得た。
製造例1と同様にして共重合体溶液を得た。製造例1と
同様にして、得られた共重合体の重量平均分子量を測定
した。その結果を表1に示す。
られた共重合体4.5質量部を、表1に示す有機溶媒2
5質量部に溶かし、その中に表1に示す中和剤の水溶液
(5mol/L)を所定量加えて共重合体の塩生成基の
一部を中和し、更に表1に示す顔料5.5質量部を加
え、ビーズミルで混練した。
部を加え、十分に攪拌した後、エバポレーターを用いて
該有機溶媒及び水を留去し、固形分濃度が20重量%の
顔料含有ポリマー粒子の水分散体を得た。
意味する。 スチレンマクロマー:東亜合成(株)製、商品名:AS-6
S (スチレン単独重合マクロマー、数平均分子量:600
0、重合性官能基:メタクリロイルオキシ基) メタクリル酸イソブチルマクロマー:東亜合成(株)
製、商品名:AW-6S (メタクリル酸イソブチル単独重合
マクロマー、数平均分子量:6000、重合性官能基:メタ
クリロイルオキシ基)
商品名:FM-0711 (数平均分子量:1000、式 (I−1
a)で表される化合物)
品名:Printex-L ピグメント・ブルー 15:3 :大日本インキ化学工業
(株)製、商品名:FastogenBlue TGR ピグメント・イエロー 74 :山陽色素(株)製、商品
名:Pigment Yellow 7409 C:I:ソルベント・ブラック 3:オリエント化学工業
(株)製、商品名:OIL BLACK 860
レンスルホン酸・ホルマリン縮合物のナトリウム塩〔花
王(株)製、商品名:デモールN〕9質量部及びイオン
交換水80質量部を加え、ビーズミルで混練して分散さ
せ、固形分濃度が20重量%の顔料の水分散体を得た。
体又は染料含有ポリマー粒子の水分散体並びに水系イン
クの物性を下記の評価方法に基づいて評価した。その結
果を表2に示す。
ポリマー粒子の水分散体、n−ペンタノール10.0質
量%及びイオン交換水を混合することにより、調製し
た。
に、製造例1〜4で得られた顔料含有ポリマー粒子の水
分散体又は染料含有ポリマー粒子の水分散体40質量
部、グリセリン10質量部、アセチレングリコール・ポ
リエチレンオキサイド付加物〔川研ファインケミカル
(株)製、商品名:アセチレノールEH〕1質量部及びイ
オン交換水49質量部を混合し、得られた混合液を5μ
mのフィルター〔アセチルセルロース膜、外径:2.5
cm、富士写真フィルム(株)製〕を取り付けた容量2
5mLの針なしシリンジ〔テルモ(株)製〕で濾過によ
り、粗大粒子を除去することによって得た。
分散体の代わりにC.I.アシッドレッド52(水溶性染料)
4.4質量%を用いた以外は、実施例1と同様にして評
価用組成物を得た。
52 (水溶性染料) 4.4質量部、グリセリン10質量
部、アセチレングリコール・ポリエチレンオキサイド付
加物1質量部及びイオン交換水85.6質量部を混合
し、得られた混合液を5μmのフィルター〔アセチルセ
ルロース膜、外径:2.5cm、富士写真フィルム
(株)製〕を取り付けた容量25mLの針なしシリンジ
〔テルモ(株)製〕で濾過によって得た。
系インクの物性を実施例1〜4と同様にして評価した。
その結果を表2に示す。
ー粒子の水分散体の代わりに製造例7で得られた顔料の
水分散体を用いた以外は、実施例1と同様にして評価用
組成物を得た。
ッド52を4.4質量部使用した代わりに、製造例7で得
られた顔料の水分散体を固形分量で8質量部用いた以外
は、比較例1と同様にして水系インクを得た。
系インクの物性を実施例1〜4と同様にして評価した。
その結果を表2に示す。
ー粒子の水分散体の代わりに、製造例5〜6で得られた
顔料含有ポリマー粒子の水分散体を用いた以外は、実施
例1と同様にして物性を評価した。その結果を表2に示
す。
を用いて製造直後の平均粒径を測定した。
〜6で得られた固形分濃度が20重量%のポリマー粒子
の水分散体及び製造例7で得られた固形分濃度が20重
量%の顔料の水分散体に、イオン交換水を添加し、十分
に攪拌して固形分濃度が8重量%となるように調整した
ポリマー粒子の水分散体を用いた。このサンプルを、6
0℃の温度で1カ月間保存後の平均粒径をコールターカ
ウンターN4(コールター社製、商品名)を用いて測定
し、保存前の平均粒径に対する保存後の平均粒径の平均
粒径保持率を式: 〔平均粒径保持率〕=〔保存後の平均粒径〕/〔保存前
の平均粒径〕×100 に従って求め、以下の評価基準に基づいて保存安定性を
評価した。
120 %以上140 %未満 ×:平均粒径保持率が60%未満であるか、又は140 %以
上
用いられており、染料が水に溶解しているため、保存安
定性の評価を行なっていない。
で1週間保存する前及び保存した後のそれぞれについて
測定し、粘度保持率を式: 〔粘度保持率〕=〔保存後の20℃での粘度〕/〔保存
前の20℃での粘度〕×100 に従って求め、以下の評価基準に基づいて耐溶剤性を評
価した。
%以上120 %未満 ×:粘度保持率が70%未満であるか、又は120 %以上
BJC-430J〕の純正インク、又は各実施例若しくは各比較
例で得られた水系インクを1ヵ月間、60℃の雰囲気中
で保持する試験を行った。
クで普通紙〔ゼロックス(Xerox) 社製、商品名:4024 D
P 20 lb.Paper 〕にベタ印字した時の吐出率を式: 〔吐出率〕=〔試験後の実施例又は比較例における水系
インクの吐出重量〕÷〔純正インクの吐出重量〕×10
0 に従って求め、以下の評価基準に基づいて吐出性を評価
した。
ブルジェットプリンター (型番:Desk Jet-720C)を用
い、各実施例又は各比較例で得られたインクで普通紙
〔ゼロックス(Xerox) 社製、商品名:4024 DP 20 lb.Pa
per 〕にベタ印字し、25℃で1時間乾燥させた試料の
特定の印字箇所の印字濃度をマクベス濃度計(マクベス
社製、品番:RD914)で測定後、静水中に垂直に10秒間浸
漬し、そのまま垂直に引き上げた。
前と同じ箇所の印字濃度を測定し、浸漬前の印字濃度に
対する浸漬後の印字濃度の印字濃度保持率を式: 〔印字濃度保持率〕=〔浸漬後の印字濃度〕/〔浸漬前
の印字濃度〕×100 に従って求め、以下の評価基準に基づいて耐水性を評価
した。
水系インク及び普通紙を用い、ベタ印字し、25℃で2
4時間乾燥させた後、指で強く印字面を擦った。その印
字のとれ具合を以下の評価基準に基づいて評価した。
汚れる。 ×:かなり印字が擦りとられ、周りがかなりひどく汚
れ、指も相当汚れる。
れた、着色剤を含有するポリマー粒子の水分散体の内、
各実施例の該水分散体は、いずれも、耐溶剤性に優れ、
これらの該水分散体を用いた水系インクは吐出性、耐水
性及び耐擦過性にも優れたものであることがわかる。
耐溶剤性に優れた、着色剤を含有するポリマー粒子の水
分散体が用いられているので、耐水性及び耐擦過性にも
優れたものである。
優れているので、インクジェット記録用水系インク等と
して好適に使用しうるものである。
Claims (5)
- 【請求項1】 ポリマーの固形分100質量部に対して
着色剤20〜2000質量部を含有するポリマー粒子の
水分散体であって、着色剤の含有量が4.4質量%、n
−ペンタノールの含有量が10.0質量%となるよう
に、該ポリマー粒子の水分散体、n−ペンタノール及び
イオン交換水を混合してなる評価用組成物の20℃にお
ける粘度を、該評価用組成物を60℃の雰囲気中で1週
間保存する前及び保存した後のそれぞれについて測定
し、式: 〔粘度保持率〕=〔保存後の20℃での粘度〕/〔保存
前の20℃での粘度〕×100 に従って求めた粘度保持率が75%以上でかつ115%
未満であることを満足する着色剤を含有してなるポリマ
ー粒子の水分散体。 - 【請求項2】 ポリマーが、シリコーンマクロマー、ス
チレンマクロマー及びメタクリル酸アルキルエステルマ
クロマーからなる群より選ばれた1種以上を構成成分と
するものである請求項1記載の水分散体。 - 【請求項3】 着色剤が、顔料である請求項1又は2記
載の水分散体。 - 【請求項4】 請求項1〜3いずれか記載の水分散体を
含有してなる水系インク。 - 【請求項5】 水系インクがインクジェット記録用水系
インクである請求項4記載の水系インク。
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2001
- 2001-05-15 JP JP2001144439A patent/JP4012374B2/ja not_active Expired - Fee Related
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