JP2010083968A - 昇華性染料含有ポリマー粒子水分散体の製造方法及び水系昇華性染料インク組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】昇華性染料含有ポリマー粒子水分散体の製造方法及び昇華性染料含有ポリマー粒子水分散体を含有する水系昇華性染料インク組成物を提供すること。
【解決手段】エチレン性不飽和モノマー中に光安定剤及び紫外線吸収剤の少なくとも１種を溶解させてエチレン性不飽和モノマー溶液を調製し、該エチレン性不飽和モノマー溶液に昇華性染料を添加し、ホモジナイズ処理により昇華性染料が分散しているエチレン性不飽和モノマー溶液を調製し、該昇華性染料が分散しているエチレン性不飽和モノマー溶液を乳化剤水溶液中に添加し、ホモジナイズ処理により昇華性染料が分散しているエチレン性不飽和モノマー溶液を水中に分散させてミニエマルションを調製し、該ミニエマルションにラジカル開始剤を添加し、重合させることからなる昇華性染料含有ポリマー粒子水分散体の製造方法、及び昇華性染料含有ポリマー粒子水分散体を含有する水系昇華性染料インク組成物。
【選択図】 なし

Description

本発明は昇華性染料含有ポリマー粒子水分散体の製造方法及び水系昇華性染料インク組成物に関し、より詳しくは、インクジェット記録用水系昇華性染料インク組成物の調製に用いるのに適した昇華性染料含有ポリマー粒子水分散体の製造方法及び該製造方法で得られる昇華性染料含有ポリマー粒子水分散体を含有する耐候性、耐光性、耐水性に優れた水系昇華性染料インク組成物に関する。

インクジェット記録方式は記録部材として普通紙を使用することができ、また、カラー化が容易であるので、近年広く用いられている。

インクジェットに使用されるインクとして、インクがノズルに目詰まりするのを防止するために、水溶性染料及び多価アルコールを用いたものがある。しかし、この種のインクは耐水性や耐光性に劣り、特に熱ジェット方式のインクとして使用した場合には、ヒーター面の熱により染料が酸化され、インクがヒーター面に焦げつきやすく、吐出性が低下するという欠点がある。

本発明は上記の諸問題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、昇華性染料内包型のインクジェット記録用水系昇華性染料インク組成物の調製に用いるのに適した昇華性染料含有ポリマー粒子水分散体の製造方法及び該製造方法で得られる昇華性染料含有ポリマー粒子水分散体を含有する耐候性、耐光性、耐水性に優れた水系昇華性染料インク組成物を提供することである。

本発明の昇華性染料含有ポリマー粒子水分散体の製造方法は、
（１）エチレン性不飽和モノマー中に光安定剤及び紫外線吸収剤の少なくとも１種を溶解させてエチレン性不飽和モノマー溶液を調製する工程、
（２）該エチレン性不飽和モノマー溶液に昇華性染料を添加し、ホモジナイズ処理により昇華性染料が分散しているエチレン性不飽和モノマー溶液を調製する工程、
（３）該昇華性染料が分散しているエチレン性不飽和モノマー溶液を乳化剤水溶液中に添加し、ホモジナイズ処理により昇華性染料が分散しているエチレン性不飽和モノマー溶液を水中に分散させてミニエマルションを調製する工程、及び
（４）該ミニエマルションにラジカル開始剤を添加し、重合させる工程
からなることを特徴とする。

また、本発明の水系昇華性染料インク組成物は、上記の昇華性染料含有ポリマー粒子水分散体の製造方法で得られる昇華性染料含有ポリマー粒子水分散体を含有し、耐候性、耐光性、耐水性に優れたインク組成物であることを特徴とする。

本発明の製造方法で得られる昇華性染料含有ポリマー粒子水分散体は、耐候性、耐光性、耐水性に優れた昇華性染料内包型のインクジェット記録用水系昇華性染料インク組成物の調製に用いるのに特に適している。

本発明の昇華性染料含有ポリマー粒子水分散体の製造方法の第一工程は、エチレン性不飽和モノマー中に光安定剤及び紫外線吸収剤の少なくとも１種を溶解させてエチレン性不飽和モノマー溶液を調製する工程である。この第一工程においては分散剤を用いることができ、場合によっては分散剤を用いることが好ましい。エチレン性不飽和モノマー中に光安定剤及び紫外線吸収剤の少なくとも１種を添加し、攪拌することにより容易にエチレン性不飽和モノマー溶液を得ることができる。

本発明の製造方法で用いるエチレン性不飽和モノマーとして、例えば、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸ｎ−プロピル、（メタ）アクリル酸イソプロピル、（メタ）アクリル酸（ｎ−、ｉ−、ｔ−）ブチル、（メタ）アクリル酸へキシル、（メタ）アクリル酸２−エチルへキシル、（メタ）アクリル酸ｎ−オクチル、（メタ）アクリル酸デシル、（メタ）アクリル酸ラウリル、（メタ）アクリル酸ステアリル、（メタ）アクリル酸シクロヘキシル等のアクリル酸又はメタクリル酸のアルキルエステル又はシクロアルキルエステル；（メタ）アクリル酸メトキシエチル、（メタ）アクリル酸エトキシエチル、（メタ）アクリル酸エトキシブチル等のアクリル酸又はメタクリル酸のアルコキシアルキル；アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸等のカルボキシル基含有不飽和モノマー；２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−又は３−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート等のアクリル樹脂又はメタクリル酸の炭素数２〜８のヒドロキシアルキルエステル；Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノエチル（メタ）アクリレート等の含窒素アルキル（メタ）アクリレート；アクリルアミド、メタクリルアミド、Ｎ−ブトキシメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチル（メタ）アクリルアミド等の重合性アミド類；グリシジル（メタ）アクリレート、アリルグリシジルエーテル等のエポキシ基含有不飽和モノマー；酢酸ビニル、スチレン、α−クロロスチレン、アクリロニトリル等を挙げることができる。

本発明の製造方法で用いる光安定剤として当業界で周知のもの、例えばヒンダードアミン系化合物、ベンゾエート系化合物を用いることができ、紫外線吸収剤として当業界で周知のもの、例えばベンゾトリアゾール系化合物、ベンゾフェノン系化合物、サリシレート系化合物、オギザリニド系化合物等を挙げることができる。

本発明の昇華性染料含有ポリマー粒子水分散体の製造方法の第二工程は、上記のようにして得たエチレン性不飽和モノマー溶液に昇華性染料を添加し、ホモジナイズ処理により昇華性染料が分散しているエチレン性不飽和モノマー溶液を調製する工程である。ホモジナイズ処理は、例えば、超音波、ビーズミル、剪断混合装置等で実施することができる。このホモジナイズ処理により、昇華性染料をエチレン性不飽和モノマー溶液中に均一に分散させることができる。

本発明の製造方法で用いる昇華性染料にはカチオン染料又は分散染料がある。例えば分散染料として、アゾ系及びアゾ誘導体、ジアリールメタン系、トリアリールメタン系、チアゾール系、メチン系、アゾメチン系、キサンテン系、アントラキノン誘導体、キノフタロン誘導体、スチロジピラン系、インドリノスピロピラン系、フルオラン系、スチリル系、ジフェニルメタン系、トリフェニルメタン系、オキサジン系、トリアジン系、チクリジン系、ジアジン系、ローダミンラクタム系等の染料を挙げることができる。また、これらの染料は１成分のみでなく、２種以上を混合して用いても良い。

本発明の昇華性染料含有ポリマー粒子水分散体の製造方法の第三工程は、上記のようにして得た昇華性染料が分散しているエチレン性不飽和モノマー溶液を乳化剤水溶液中に添加し、ホモジナイズ処理により昇華性染料が分散しているエチレン性不飽和モノマー溶液を水中に分散させてミニエマルションを調製する工程である。このホモジナイズ処理は第二工程におけるホモジナイズ処理と同様に実施することができ、このホモジナイズ処理により、上記のようにして得た昇華性染料が分散しているエチレン性不飽和モノマー溶液が水中に微分散されてミニエマルションとなる。

本発明の製造方法では種々の乳化剤を用いることができる。例えば、ステアリルアミン塩酸塩、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド、トリメチルオクタデシルアンモニウムクロライド等のカチオン乳化剤、オレイン酸カリウム、ラウリル酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、アルカンスルホン酸ナトリウム、アルキルナフタレンスルホン酸ナトリウム、ジアルキルスルホコハク酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキル燐酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアリル燐酸エステル等のアニオン系乳化剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル、ポリオキシエチレンプロピルブロックポリマー、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル等のノニオン系乳化剤、ラウリルペタイン、ラウリルジメチルアミンオキサイド等の両イオン性乳化剤等を用いることができる。しかし、本発明の製造方法ではアニオンノニオンタイプの乳化剤、特に反応性乳化剤を用いることが好ましい。

本発明の昇華性染料含有ポリマー粒子水分散体の製造方法の第四工程は、上記のようにして得たミニエマルションにラジカル開始剤を添加し、重合させる工程である。この重合工程を好ましくは３０〜９５℃の範囲内の温度で実施することができる。この重合により昇華性染料の周りに樹脂が付着した昇華性染料含有ポリマー粒子が形成され、この昇華性染料含有ポリマー粒子は水中に分散している。即ち、昇華性染料含有ポリマー粒子水分散体が得られる。このポリマー粒子のガラス転移温度Ｔｇは好ましくは−２０〜８０℃である。

本発明の製造方法で用いるラジカル開始剤として、例えば、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル、２，２’− アゾビス−（２−メチルプロパンニトリル） 、２，２’−アゾビス−（２，４−ジメチルペンタンニトリル）、２，２’−アゾビス−（２−メチルブタンニトリル）、１，１’−アゾビス−（シクロヘキサンカルボニトリル）、２，２’−アゾビス−（２，４−ジメチル−４−メトキシバレロニトリル）、２，２’−アゾビス−（２，４−ジメチルバレロニトリル）、２，２’−アゾビス−（２−アミジノプロパン）ヒドロクロリド等のアゾ（アゾビスニトリル）タイプの開始剤、過酸化ベンゾイル、クメンヒドロペルオキシド、過酸化水素、過酸化アセチル、過酸化ラウロイル、過硫酸塩（例えば過硫酸アンモニウム）、過酸化エステル（例えばｔ−ブチルペルオクテート、α−クミルペルオキシピバレート及びｔ−ブチルペルオクテート）等の過酸化物タイプの開始剤を挙げることができる。

上記のようにして得た昇華性染料含有ポリマー粒子水分散体に、必要に応じて湿潤剤、分散剤、消泡剤、キレート剤、防黴剤等の添加剤を適量で添加することにより、水系昇華性染料インク組成物を得ることができる。かくして得られた水系昇華性染料インク組成物は、分散安定性、耐候性、耐光性、耐水性及び印字特性に優れたものである。

実施例１
メタクリル酸メチル６０ｇ、メタクリル酸ブチル２０ｇ、メタクリル酸ラウリル１９．５ｇ及びアクリル酸０．５ｇからなるエチレン性不飽和モノマー１００ｇに光安定剤ＬＡ８２（アデカ社製）２ｇ及び紫外線吸収剤ＲＵＶＡ９３（大塚化学社製）２ｇを添加し、攪拌して均一に溶解させてエチレン性不飽和モノマー溶液を得た。

上記のエチレン性不飽和モノマー溶液に昇華性染料としてカヤセットエローＡ−Ｒ（日本化薬製）３０ｇ及びポリビニールピロリドンＫ−３０（日本触媒製）を添加し、ビーズミルに３０分間かけ、分散させて昇華性染料が分散しているエチレン性不飽和モノマー溶液を調製した。

上記の昇華性染料が分散しているエチレン性不飽和モノマー溶液を乳化剤水溶液中に添加し、超音波ホモジナイザー（日機装株式会社製、ＵＳ−６００ＴＣＶＰ）にかけて昇華性染料が分散しているエチレン性不飽和モノマー溶液が水中に分散したＯ／Ｗ型ミニエマルションを得た。この乳化剤水溶液として反応性乳化剤ＳＥ１０２５Ａ（アデカ社製）の２％水溶液を３００ｇ使用した 。

攪拌機、温度センサー及びコンデンサーを備えた反応器をウォーターバス中にセットし、この反応器に上記のミニエマルションを移し、撹拌しながら７０℃まで昇温させた。７０℃に到達した時点で、過硫酸アンモニウム０．８ｇを溶解した水溶液を注入して重合をスタートさせた。その後５時間、７０℃に保ち、更に８０℃に昇温させて３時間保って重合を完結させた。

このようにして得られた昇華性染料含有ポリマー粒子（昇華性染料−ポリマー複合粒子）水分散体は、固形分濃度が３２．５％で、固形分の平均粒子径が１５０ｎｍであり、このポリマー粒子のガラス転移温度Ｔｇは３６℃であった。

また、この昇華性染料含有ポリマー粒子水分散体に表面調整剤、消泡剤を適量添加した水系昇華性染料インク組成物は、分散安定性、耐候性、耐光性、耐水性及び印字特性に優れたものであった。

Claims (5)

1. （１）エチレン性不飽和モノマー中に光安定剤及び紫外線吸収剤の少なくとも１種を溶解させてエチレン性不飽和モノマー溶液を調製する工程、
   （２）該エチレン性不飽和モノマー溶液に昇華性染料を添加し、ホモジナイズ処理により昇華性染料が分散しているエチレン性不飽和モノマー溶液を調製する工程、
   （３）該昇華性染料が分散しているエチレン性不飽和モノマー溶液を乳化剤水溶液中に添加し、ホモジナイズ処理により昇華性染料が分散しているエチレン性不飽和モノマー溶液を水中に分散させてミニエマルションを調製する工程、及び
   （４）該ミニエマルションにラジカル開始剤を添加し、重合させる工程
   からなることを特徴とする昇華性染料含有ポリマー粒子水分散体の製造方法。
2. ホモジナイズ処理を超音波、ビーズミル又は剪断混合装置で実施することを特徴とする請求項１記載の昇華性染料含有ポリマー粒子水分散体の製造方法。
3. 乳化剤としてアニオン及び／又はノニオンタイプの乳化剤を用いることを特徴とする請求項１又は２記載の昇華性染料含有ポリマー粒子水分散体の製造方法。
4. 重合を３０〜９５℃の範囲の温度で実施することを特徴とする請求項１、２又は３記載の昇華性染料含有ポリマー粒子水分散体の製造方法。
5. 請求項１、２、３又は４記載の製造方法で得られる昇華性染料含有ポリマー粒子水分散体を含有することを特徴とする水系昇華性染料インク組成物。