JP2020122072A - 油性インクジェットインク及び分散剤の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献2には、固体樹脂と酸性基を有する液体有機化合物とを含む着色樹脂粒子を含む着色樹脂粒子分散体、及びこれを含むインクジェットインクが開示されている。
本発明の実施形態は、凝集物を生じにくい油性インクジェットインクを提供することを目的とする。
本発明の他の実施形態は、非水系溶剤及び塩基性ポリマーを含む連続相と、水、酸性水分散性樹脂及び低分子アミン化合物を含む分散相とを含む油中水型エマルションを得る工程と、前記油中水型エマルションから水を除去する工程とを含む、分散剤の製造方法に関する。
以下、油性インクジェットインクを、「インク」又は「油性インク」という場合がある。
アゾ顔料としては、溶性アゾレーキ顔料、不溶性アゾ顔料及び縮合アゾ顔料等が挙げられる。フタロシアニン顔料としては、金属フタロシアニン顔料及び無金属フタロシアニン顔料等が挙げられる。多環式顔料としては、キナクリドン系顔料、ペリレン系顔料、ペリノン系顔料、イソインドリン系顔料、イソインドリノン系顔料、ジオキサジン系顔料、チオインジゴ系顔料、アンスラキノン系顔料、キノフタロン系顔料、金属錯体顔料及びジケトピロロピロール(DPP)等が挙げられる。カーボンブラックとしては、ファーネスカーボンブラック、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。金属酸化物としては、酸化チタン、酸化亜鉛等が挙げられる。これらの顔料は単独で用いてもよいし、2種以上組み合わせて使用してもよい。
高彩度の印刷物を得ることができる観点から、シアンインクは、銅フタロシアニンブルーを含むことが好ましい。イエローインクは、モノアゾイエロー、ジスアゾイエロー、ベンズイミダゾロンイエローのうちいずれかを含むことが好ましく、ジスアゾイエローを含むことがより好ましい。マゼンタインクは、アゾレーキレッド、ナフトールAS、ベンズイミダゾロンレッド、キナクリドンマゼンタのうちいずれかを含むことが好ましく、アゾレーキレッドを含むことがより好ましい。
顔料は、インク全量に対し、通常0.01〜20質量%であり、画像濃度とインク粘度の観点から、1〜15質量%であることが好ましい。
分散剤は、油性インクジェットインクの製造工程において、樹脂粒子の形態で使用することが好ましい。例えば、油中水(W/O)型エマルションの油中乾燥法を用いた方法で分散剤を製造する場合は、分散剤は、好ましくは樹脂粒子の形態で製造することができる。
分散剤は、油性インクジェットインク中では、顔料とともに着色樹脂粒子中に含まれることが好ましい。このような着色樹脂粒子において、顔料は分散剤に被覆されていてもよい。
(メタ)アクリルは、メタクリル、アクリル、またはこれらの組み合わせを含むことを意味し、(メタ)アクリル樹脂は、メタクリル単位を含む樹脂、アクリル単位を含む樹脂、またはこれらの単位をともに含む樹脂を意味する。
酸性樹脂は、裏抜け低減、及び画像濃度の向上の観点から、インクの非水系溶剤への溶解性が、23℃においてインクの非水系溶剤100gに対して溶解できる樹脂の量として、1g以下であることが好ましい。さらに、非水系溶剤中に酸性樹脂が溶けにくいことで、インクの低粘度化にも寄与しうる。
樹脂の重量平均分子量は、GPC法で標準ポリスチレン換算で求めた値である。以下で述べる樹脂等における重量平均分子量についても同様である。
ポリオールとしては、例えば、ポリテトラメチレングリコール、2、2−ジメチロールブタン酸、1,4−ブタンジオール、ジエタノールアミン等が挙げられる。また、ポリオールとしては、例えば、ジエタノールアミン等のジアルカノールアミンとアクリル酸等のアクリロイルオキシ基を有する化合物とをマイケル付加反応させて得られたジオールを用いてもよい。これらのポリオールは、1種を単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。用いられるポリオールの少なくとも1種が、酸性基を有することが好ましい。
ポリイソシアネートとしては、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート等のジイソシアネート等を用いることができる。ポリイソシアネートは、1種を単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。
酸性水分散性ウレタン(メタ)アクリル樹脂の水分散体の市販品としては、例えば、ダイセル・オルネクス株式会社製「DAOTAN VTW−1262」(商品名)等が挙げられる。
「WS5984」、「WS4022」、「スーパーフレックス740」、「スーパーフレックス150H」、「ユーコートUWS−145」、「DAOTAN TW−6493」、「DAOTAN TW−6490」、「DAOTAN VTW−1262」のウレタン樹脂は、ウレア基を有するウレタンウレア樹脂である。
酸性水分散性(メタ)アクリル樹脂の水分散体の市販品としては、例えば、ジャパンコーティングレジン株式会社製「モビニール6750」(商品名)、「モビニール6969D」(商品名)等が挙げられる。
低分子アミン化合物は、繰り返し単位を有していないことが好ましい。
第1級アミン化合物としては、例えば、モノメチルアミン、モノエチルアミン、モノブチルアミン、モノエタノールアミン等が挙げられる。
第2級アミン化合物としては、例えば、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジブチルアミン、ジエタノールアミン、ジイソプロパノールアミン、メチルプロパノールアミン等が挙げられる。
第3級アミン化合物としては、例えば、トリメチルアミン、トリエチルアミン、ジメチルエチルアミン等に例示される炭素数1〜4のアルキル基を有するトリアルキルアミン等のトリアルキルアミン;ジメチルエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン等のアルカノールアミン;N−アルキルモルホリン等に例示されるN−置換モルホリン化合物等のモルホリン化合物等の複素環式アミン等を用いることができる。
塩基性ポリマーの重量平均分子量は、例えば、5,000〜50,0000が好ましく、7,000〜30,000がより好ましい。
また、塩基性ポリマーをドデカンに5.0質量%溶解させたときのORP値は、0mV以下であることが好ましい。
また、塩基性ポリマーの塩基性基としては、例えば、ウレタン結合等を有する窒素含有の官能基を挙げることができる。また、ウレタン結合等の窒素含有の構成単位が塩基性分散剤に導入されていてもよい。
塩基性ポリマーは、塩基性基を1種のみ、または2種以上含んでよい。
塩基性基、β−ジカルボニル基及び/又はアルキル基を有する塩基性ポリマーは、例えば、塩基性基、β−ジカルボニル基及び/又はアルキル基を有する塩基性(メタ)アクリル系ポリマーであってもよい。
ポリエステル部の重合度はとくに限定されず、例えば、2〜80程度であってよい。塩基性櫛形ポリマーは、ポリエステル部を含む側鎖を複数有することが好ましい。
塩基性櫛形ポリマーが、主鎖に直接又は連結基を介して結合した塩基性基を含むとき、塩基性櫛形ポリマーは、塩基性基を1個以上有すればよいが、2個以上有することが好ましい。また、主鎖に直接又は連結基を介して結合した塩基性基の種類は、とくに限定されず、例えば、上述の塩基性基を用いることができるが、なかでもアミノ基、モルホリノ基が好ましく、アミノ基がより好ましい。
塩基性櫛形ポリマーとして、例えば、ポリアミン骨格を含む主鎖を有し、かつ、側鎖を複数有するポリマーである塩基性ポリマー(以下、「塩基性櫛形ポリマーa」という場合がある。)、及び、主鎖に直接又は連結基を介して結合した塩基性基を有し、側鎖を複数有するポリマーである塩基性ポリマー(以下、「塩基性櫛形ポリマーb」という場合がある。)等が挙げられる。
塩基性櫛形ポリマーaにおいて、主鎖のポリアミン骨格としては、例えば、ポリアルキレンイミン骨格が挙げられる。ポリアルキレンイミン骨格のポリアルキレンイミンの例としては、例えばエチレンイミン、プロピレンイミン、ブチレンイミン、ジメチルエチレンイミン、ペンチレンイミン、ヘキシレンイミン、ヘプチレンイミン、オクチレンイミン等の炭素数2〜8のアルキレンイミン、より好ましくは炭素数2〜4のアルキレンイミンの1種または2種以上を常法により重合して得られるポリマー、ならびにそれらを種々の化合物と反応させて化学的に変性させたポリマー等が挙げられる。
塩基性櫛形ポリマーaの例として、主鎖が、ポリアルキレンイミン等のポリアミン骨格を含み、グラフト鎖がポリエステル鎖を含むグラフトポリマーが挙げられる。主鎖である、ポリアミン骨格を含むポリマーの重量平均分子量はとくに限定されないが、60万以下であることが好ましい。
塩基性櫛形ポリマーaの製造方法は特に限定されない。例えば、ポリアルキレンイミン骨格等のポリアミン骨格を含む主鎖とポリエステル部を含む側鎖とを含む塩基性櫛形ポリマーは、例えば、ポリアルキレンイミン等のポリアミンと遊離のカルボキシ基を有するポリエステルとの反応を含む方法により得ることができる。
塩基性櫛形ポリマーaは、ポリアミン骨格を有するが、これ以外の塩基性基をさらに有してもよく、例えば、主鎖に直接又は連結基を介して結合した塩基性を有してもよい。
塩基性櫛形ポリマーbは、主鎖に直接又は連結基を介して結合した塩基性基を1個以上有すればよいが、2個以上有することが好ましい。また、塩基性基の種類は、とくに限定されず、例えば、上述の塩基性基を用いることができるが、なかでもアミノ基、モルホリノ基が好ましく、アミノ基がより好ましい。塩基性櫛形ポリマーbは、塩基性基を1種のみ又は2種以上が含んでよい。
塩基性櫛形ポリマーbの例としては、例えば、主鎖に直接又は連結基を介して結合した塩基性基を有する単位(以下、「単位Xa」という場合がある。)とポリエステル部を含む側鎖を有する単位(以下、「単位Xb」という場合がある。)とを含む共重合体が挙げられる。
単位Xaは、例えば、アクリル単位又はメタクリル単位であってよい。
単位Xaの例としては、例えば、主鎖の炭素鎖にカルボニル基が結合し、このカルボニル基に、直接又は連結基を介して塩基性基が結合している単位が挙げられる。このような単位として、例えば、アクリロイル基又はメタクリロイル基と塩基性基とを含むモノマーに由来する単位等が挙げられる。塩基性基は、アクリロイル基又はメタクリロイル基のカルボニル(CO)の炭素原子に直接または連結基を介して結合していることが好ましい。
アクリロイル基又はメタクリロイル基と塩基性基とを含むモノマーの具体例として、例えば、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
アクリロイル基又はメタクリロイル基とエポキシ基とを有するモノマーにおいて、エポキシ基は、アクリロイル基又はメタクリロイル基のカルボニル(CO)の炭素原子に直接または連結基を介して結合していることが好ましい。アクリロイル基又はメタクリロイル基とエポキシ基とを有するモノマーの例として、例えば、グリシジル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートグリシジルエーテル、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
エポキシ基を有するモノマーに付加するアミン化合物としては、ヒドロキシ基を有するアミン化合物(例えばアルカノールアミン等)が好ましい。ヒドロキシ基を有するアミン化合物としては、例えば、ベンジルエタノールアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン等が挙げられ、ジエタノールアミンが特に好ましい。
アクリロイル基又はメタクリロイル基とエポキシ基とを有するモノマーにアミン化合物を付加したモノマーとしては、例えば、グリシジル(メタ)アクリレートのジエタノールアミン付加物、グリシジル(メタ)アクリレートのベンジルエタノールアミン付加物等が挙げられる。
エポキシ基を有するモノマーにアミン化合物を付加したモノマーに由来する単位は、例えば、エポキシ基を有するモノマーに由来する単位にアミン化合物を付加することで得ることもでき、そのようにして得られた単位であってもよい。
単位Xbの例として、例えば、主鎖の炭素鎖にカルボニル基が結合し、このカルボニル基に、直接又は連結基を介してポリエステル部が結合している単位が挙げられる。このような単位として、例えば、アクリロイル基又はメタクリロイル基とポリエステル部とを含むモノマーに由来する単位が挙げられる。ポリエステル部は、アクリロイル基又はメタクリロイル基のカルボニル(CO)の炭素原子に直接または連結基を介して結合していることが好ましい。
アクリロイル基又はメタクリロイル基とポリエステル部とを含むモノマーは、例えば、アクリロイル基又はメタクリロイル基とエポキシ基とを有するモノマーと、ヒドロキシカルボン酸縮合物等とを反応させることで得ることができる。アクリロイル基又はメタクリロイル基とエポキシ基とを有するモノマーとしては、例えば、上述のアクリロイル基又はメタクリロイル基とエポキシ基とを有するモノマーの例として挙げたものを用いることができる。ヒドロキシカルボン酸縮合物としては、例えば、12ヒドロキシステアリン酸6縮合物等を用いることができる。反応には、例えば、テトラブチルアンモニウムブロミド等の触媒、及び/又は、N−ニトロソフェニルヒドロキシアミンアルミニウム塩等の重合禁止剤等を用いてもよい。
炭素数1〜8のアルキル基を有する単位(単位Xc)は、例えば、アクリル単位又はメタクリル単位であってよい。
単位Xcの例としては、例えば、(メタ)アクリル樹脂の主鎖の炭素原子に、−COORdで表される基が結合した単位であって、Rdが炭素数1〜8(より好ましくは炭素数1〜4)のアルキル基である単位が挙げられる。
単位Xcとしては、例えば、後述するモノマーXcに由来する単位を用いることができる。
単位Xbは、重合体全体に対し、例えば10〜95質量%が好ましく、20〜90質量%がより好ましく、40〜85質量%がさらに好ましい。
単位Xcが含まれるとき、単位Xcは、重合体全体に対し、例えば1〜90質量%が好ましく、5〜50質量%がより好ましく、5〜30質量%がさらに好ましい。
ここで、重合体全体は、塩基性櫛形ポリマーbを構成する全単位を基準とする。
塩基性基を有するモノマー(モノマーXa)の例として、例えば、上述の、アクリロイル基又はメタクリロイル基と塩基性基とを含むモノマーが挙げられる。ポリエステル部を含む側鎖を有するモノマー(モノマーXb)の例として、例えば、上述の、アクリロイル基又はメタクリロイル基とポリエステル部とを含むモノマーが挙げられる。
モノマー混合物は、例えば、塩基性基を有するモノマー(モノマーXa)に加えて、または、それに代えて、上述のエポキシ基を有するモノマー(例えば、アクリロイル基又はメタクリロイル基とエポキシ基とを有するモノマー)を含んでもよく、モノマー混合物の重合後に、エポキシ基を有するモノマーに由来する構造に、アミン化合物を反応させて塩基性基を有する単位(単位Xa)を得てもよい。
モノマー混合物は、他のモノマーを含んでよく、他のモノマーとして、たとえば、炭素数1〜8のアルキル基を有するモノマー(以下、「モノマーXc」という場合がある)が挙げられる。炭素数1〜8のアルキル基を有するモノマー(モノマーXc)としては、例えば、アクリロイル基又はメタクリロイル基と炭素数1〜8のアルキル基とを有するモノマーが好ましい。モノマーXcとしては、例えば、炭素数1〜8のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート等が好ましい例として挙げられる。モノマーXcの具体例として、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート等を挙げることができる。
モノマー混合物中の各モノマーの配合量は、例えば、上記の各単位の好ましい割合となるように、調整することができる。
塩基性(メタ)アクリル系ポリマーは、塩基性基を含み、β−ジカルボニル基及び/又はアルキル基をさらに有することがより好ましく、例えば、インクの低粘度化、画像濃度向上、発色性の向上及び裏抜け低減の観点から、塩基性基、β−ジカルボニル基、及びアルキル基を有することが好ましい。塩基性基、β−ジカルボニル基、及びアルキル基は、例えば、そのうちの2つまたは3つが同じ単位に含まれてもよいが、塩基性基、β−ジカルボニル基、及びアルキル基が互いに異なる単位に含まれることが好ましい。このような塩基性(メタ)アクリル系ポリマーとして、例えば、塩基性基を有する単位(以下、「単位Ya」という場合がある)、β−ジカルボニル基を有する単位(以下、「単位Yb」という場合がある)、及びアルキル基を有する単位(以下、「単位Yc」という場合がある)を含む塩基性(メタ)アクリル系ポリマーが挙げられる。
単位Ycの例としては、例えば、塩基性(メタ)アクリル系ポリマーの主鎖の炭素原子に、−COOReで表される基が結合した単位であって、Reが、アルキル基(好ましくは炭素数8〜22、より好ましくは炭素数12〜22のアルキル基)である単位が挙げられる。
単位Ycとしては、例えば、後述するモノマーYcに由来する単位を用いることができる。
塩基性(メタ)アクリル系ポリマーは、単位Ycを、1種のみ又は2種以上含んでよい。
単位Ybの例としては、例えば、主鎖の炭素原子にカルボニル基が結合し、そのカルボニル基の炭素原子に直接または連結基を介してβ−ジカルボニル基が結合している単位が挙げられる。
単位Ybとしては、β−ジカルボニル基を有する(メタ)アクリレートに由来する単位、β−ジカルボニル基を有する(メタ)アクリルアミドに由来する単位等が好ましい。β−ジカルボニル基を有する(メタ)アクリレートとしては、たとえば、アクリロイル基又はメタクリロイル基のカルボニル(CO)の炭素原子に間接的に結合したβ−ジケトン基またはβ−ケト酸エステル基を有する(メタ)アクリレートが好ましい例として挙げられる。β−ジカルボニル基を有する(メタ)アクリルアミドとしては、例えば、アクリロイル基又はメタクリロイル基のカルボニル(CO)の炭素原子に間接的に結合したβ−ジケトン基またはβ−ケト酸エステル基を有する(メタ)アクリルアミドが好ましい例として挙げられる。単位Ybとしては、例えば、後述するモノマーYbに由来する単位を用いることができる。
塩基性(メタ)アクリル系ポリマーは、単位Ybを1種のみ又は2種以上含んでよい。
アルキル基を有する単位(単位Yc)は、重合体全体に対し40〜90質量%であることが好ましく、50〜90質量%がより好ましく、60〜80質量%以上がさらに好ましい。
β−ジカルボニル基を有する単位(単位Yb)は、重合体全体に対し、5〜30質量%であることが好ましく、10〜20質量%であることがより好ましい。
ここで、重合体全体は、塩基性(メタ)アクリル系ポリマーを構成する全単位を基準とする。
モノマーYaの例として、例えば、上述の、モノマーXaの例として挙げたモノマー等が挙げられる。
モノマーYcは、例えば、アクリロイル基又はメタクリロイル基とアルキル基とを有するモノマーが好ましい。モノマーYcの例として、例えば、アルキル(メタ)アクリレート等が挙げられ、炭素数8〜22のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレートが好ましく、炭素数12〜22のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレートがより好ましい。モノマーYcの具体例として、例えば、ベヘニル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)クリレート等が挙げられる。
モノマーYbは、例えば、アクリロイル基又はメタクリロイル基とβ−ジカルボニル基とを有するモノマーが好ましい。モノマーYbとしては、β−ジカルボニル基を有する(メタ)アクリレート、β−ジカルボニル基を有する(メタ)アクリルアミド等が好ましい例として挙げられる。モノマーYbの具体例として、例えば、アセトアセトキシエチル(メタ)アクリレート等のアセトアセトキシアルキル(メタ)アクリレート、ヘキサジオン(メタ)アクリレート、アセトアセトキシエチル(メタ)アクリルアミド等のアセトアセトキシアルキル(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。
モノマー混合物は、その他のモノマーを含んでよい。
モノマー混合物は、例えば、塩基性基を有するモノマー(モノマーYa)に加えて、または、それに代えて、上述のエポキシ基を有するモノマー(例えば、アクリロイル基又はメタクリロイル基とエポキシ基とを有するモノマー)を含んでもよく、モノマー混合物の重合後に、エポキシ基を有するモノマーに由来する構造に、上述のエポキシ基を有するモノマーに付加することができるアミン化合物として説明したアミン化合物を反応させて塩基性基を有する単位(単位Ya)を得てもよい。
モノマー混合物中の各モノマーの配合量は、例えば、上記の各単位の好ましい割合となるように、調整することができる。モノマー混合物は、公知のラジカル共重合により、重合させることができる。重合方法としては、例えば、上記の塩基性櫛形ポリマーbにおいて説明した方法等を用いることができる。
日本ルーブリゾール株式会社製「ソルスパース11200」、「ソルスパース13940」、「ソルスパース16000」、「ソルスパース17000」、「ソルスパース18000」、「ソルスパース19000」、「ソルスパース24000」、「ソルスパース32000」、「ソルスパース38500」、「ソルスパース39000」、「ソルスパース71000」、「ソルスパース22000」、「ソルスパース28000」(いずれも商品名);
ビックケミー・ジャパン株式会社製「DISPERBYK109」(商品名);
花王株式会社製「アセタミン24」、「アセタミン86」(いずれも商品名);
クローダジャパン株式会社製「HYPERMER KD3」、「HYPERMER KD11」(いずれも商品名);
味の素ファインテクノ株式会社製「アジスパーPB−821」(商品名);
ISP社製「ANTARON V−216」、「ANTARON V−220」(いずれも商品名)等を挙げることができる。
脂肪族炭化水素溶剤及び脂環式炭化水素溶剤としては、パラフィン系、イソパラフィン系、ナフテン系等の非水系溶剤を挙げることができる。市販品としては、0号ソルベントL、0号ソルベントM、0号ソルベントH、カクタスノルマルパラフィンN−10、カクタスノルマルパラフィンN−11、カクタスノルマルパラフィンN−12、カクタスノルマルパラフィンN−13、カクタスノルマルパラフィンN−14、カクタスノルマルパラフィンN−15H、カクタスノルマルパラフィンYHNP、カクタスノルマルパラフィンSHNP、アイソゾール300、アイソゾール400、テクリーンN−16、テクリーンN−20、テクリーンN−22、AFソルベント4号、AFソルベント5号、AFソルベント6号、AFソルベント7号、ナフテゾール160、ナフテゾール200、ナフテゾール220(いずれもJXTGエネルギー株式会社製);アイソパーG、アイソパーH、アイソパーL、アイソパーM、エクソールD40、エクソールD60、エクソールD80、エクソールD95、エクソールD110、エクソールD130(いずれもエクソンモービル社製);モレスコホワイトP−40、モレスコホワイトP−60、モレスコホワイトP−70、モレスコホワイトP−80、モレスコホワイトP−100、モレスコホワイトP−120、モレスコホワイトP−150、モレスコホワイトP−200、モレスコホワイトP−260、モレスコホワイトP−350P(いずれも株式会社MORESCO製)等を好ましく挙げることができる。
芳香族炭化水素溶剤としては、グレードアルケンL、グレードアルケン200P(いずれもJXTGエネルギー株式会社製)、ソルベッソ100、ソルベッソ150、ソルベッソ200、ソルベッソ200ND(いずれもエクソンモービル社製)等を好ましく挙げることができる。
石油系炭化水素溶剤の蒸留初留点は、100℃以上であることが好ましく、150℃以上であることがより好ましく、200℃以上であることがいっそう好ましい。蒸留初留点はJIS K0066「化学製品の蒸留試験方法」に従って測定することができる。
例えば、イソノナン酸イソノニル、イソノナン酸イソデシル、イソノナン酸イソトリデシル、ラウリン酸メチル、ラウリン酸イソプロピル、ラウリン酸ヘキシル、ミリスチン酸イソプロピル、パルミチン酸イソプロピル、パルミチン酸ヘキシル、パルミチン酸イソオクチル、パルミチン酸イソステアリル、オレイン酸メチル、オレイン酸エチル、オレイン酸イソプロピル、オレイン酸ブチル、オレイン酸ヘキシル、リノール酸メチル、リノール酸エチル、リノール酸イソブチル、ステアリン酸ブチル、ステアリン酸ヘキシル、ステアリン酸イソオクチル、イソステアリン酸イソプロピル、ピバリン酸2−オクチルデシル、大豆油メチル、大豆油イソブチル、トール油メチル、トール油イソブチル等の1分子中の炭素数が13以上、好ましくは16〜30の脂肪酸エステル系溶剤;イソミリスチルアルコール、イソパルミチルアルコール、ステアリルアルコール、イソステアリルアルコール、オレイルアルコール、イソエイコシルアルコール、デシルテトラデカノール等の1分子中の炭素数が6以上、好ましくは12〜20の高級アルコール系溶剤;ラウリン酸、イソミリスチン酸、パルミチン酸、イソパルミチン酸、α−リノレン酸、リノール酸、オレイン酸、イソステアリン酸等の1分子中の炭素数が12以上、好ましくは14〜20の高級脂肪酸系溶剤等が挙げられる。
脂肪酸エステル系溶剤、高級アルコール系溶剤、高級脂肪酸系溶剤等の極性有機溶剤の沸点は、150℃以上であることが好ましく、200℃以上であることがより好ましく、250℃以上であることがさらに好ましい。なお、沸点が250℃以上の非水系溶剤には、沸点を示さない非水系溶剤も含まれる。
インク中全量に対する酸性樹脂と低分子アミン化合物と顔料との合計量は、1〜40質量%が好ましく、5〜30質量%がより好ましい。インク中の分散剤と顔料との合計量は、インク全量に対する、顔料と酸性樹脂と低分子アミン化合物と塩基性ポリマーとの合計量として、1〜40質量%が好ましく、5〜30質量%がより好ましい。
油中水型エマルションの油中乾燥法を用いたこの方法は、揮発性の有機溶剤を使用する必要がなく、安全性に優れている。
水としては、水道水、イオン交換水、脱イオン水等を使用することができる。
油中水型エマルションにおいて、水の量は、分散相全量に対して、40〜99質量%が好ましく、50〜90質量%がより好ましく、60〜80質量%がさらに好ましい。水の量は、油中水型エマルション全量に対して、1〜50質量%が好ましく、5〜50質量%がより好ましく、10〜40質量%がさらに好ましい。
油中水型エマルションにおいて、塩基性ポリマーの量は、油中水型エマルション全量に対して1〜40質量%が好ましく、5〜30質量%がより好ましく、10〜20質量%がさらに好ましい。
油中水型エマルションにおいて、非水系溶剤の量は、油中水型エマルション全量に対して、30〜90質量%が好ましく、40〜80質量%がより好ましい。
油中水型エマルションは、例えば、分散相の成分と連続相の成分とを混合、乳化させることにより製造することができる。
インクの分散安定性の向上とそれによる耐擦過性向上の観点から、連続相の成分を含む連続相用混合物と分散相の成分を含む分散相用混合物とを、あらかじめ別々に調製することが好ましい。次いで、連続相用混合物に分散相用混合物を添加し、乳化処理することが好ましい。乳化処理は、例えば、超音波ホモジナイザー等の乳化機を用いて行ってもよい。乳化処理は、例えば、連続相用混合物に分散相用混合物を添加しながら行ってもよく、また、例えば、連続相用混合物に分散相用混合物を添加後に行ってもよい。
生産効率向上の観点からは、工程1は、例えば、酸性水分散性樹脂、低分子アミン化合物、水、塩基性ポリマー、及び非水系溶剤を混合して混合物を得る工程(以下、工程「b−1」という場合もある。)と、得られた混合物を乳化する工程(以下、工程「b−2」という場合もある。)とを含む工程であることが好ましい。分散相及び/又は連続相がその他の成分を含む場合、工程b−1では、酸性水分散性樹脂、低分子アミン化合物、水、塩基性ポリマー、及び非水系溶剤とともにその他の成分を混合してもよい。工程b−2では、乳化処理は、例えば、超音波ホモジナイザー等の乳化機を用いて行ってもよい。
工程2で得られる分散剤分散体において、分散剤の量は、油中水型エマルションの分散相成分の固形分の量及び連続相成分の固形分の量の合計として、20〜60質量%が好ましく、30〜50質量%がより好ましい。
工程3では、分散剤分散体と顔料とを混合するが、必要に応じて、上述のように、分散剤分散体及び顔料とともに、塩基性ポリマー及び/又は非水系溶剤等を混合してもよい。工程3等において加える塩基性ポリマーは、工程1の油中水型エマルションに含まれる塩基性ポリマーと同じであってもよく、異なってもよい。工程3等において加える非水系溶剤は、工程1の油中水型エマルションに含まれる非水系溶剤と同じであってもよく、異なってもよい。
工程3で用いる各材料の量はとくに限定されないが、インク中の各成分の量を考慮して適宜決定することができる。
分散剤分散体と、顔料と、必要に応じて塩基性ポリマー及び/又は非水系溶剤等とを混合し、顔料を分散し、必要に応じて他の工程を行うことで、油性インクジェットインクを得ることができる。油性インクジェットインク中では、顔料と分散剤とが、着色樹脂粒子を形成していてもよく、このような着色樹脂粒子において、顔料が分散剤に被覆されていてもよい。
この分散剤の製造方法により、上記の油性インクジェットインクに用いることができる分散剤を得ることができる。しかし、上記の油性インクジェットインクの分散剤の製造方法はこの方法に限定されない。
工程Bにおいて、油中水型エマルションの分散相の水が除去され、これにより、残りの分散相成分と連続相成分の塩基性ポリマーとにより樹脂粒子が形成され、酸性樹脂、低分子アミン化合物、及び塩基性ポリマーによって形成される分散剤を、この樹脂粒子として含有する分散剤分散体を得ることができる。工程Bで得られた分散剤分散体中では、酸性樹脂の酸性基と低分子アミン化合物の塩基性とが結合するととともに、酸性樹脂の酸性基に塩基性ポリマーの塩基性基が結合することができる。
分散剤の製造方法は、さらに塩基性ポリマーを添加する工程等の他の工程を含んでもよい。
以下の実施例及び比較例を通して、特に説明のない限り、共通する成分は同一のものである。特に説明のない限り、「%」は「質量%」を示す。
実施例及び比較例のインクの原材料を下記に示す。
ジスアゾイエロー:エローAP22(大日精化工業株式会社製)
ベンズイミダゾロンイエロー:Hostaperm Yellow H4G(クラリアントジャパン株式会社製)
アゾレーキレッド:Permanent Rubine P−L5b01(クラリアントジャパン株式会社製)
カーボンブラック:MOGUL L(キャボットスペシャリティーケミカルズ製)
ウレタンウレア樹脂水分散体2:下記記載の方法で製造(酸性ウレタンウレア樹脂及びジメチルエタノールアミンを含む水分散体、有効成分30%)
ウレタンウレア樹脂水分散体3:下記記載の方法で製造(酸性ウレタンウレア樹脂及びトリエチルアミンを含む水分散体、有効成分30%)
ウレタン樹脂水分散体1:下記記載の方法で製造(酸性ウレタン樹脂及びジメチルエタノールアミンを含む水分散体、有効成分30%)
塩基性ポリマー2:下記記載の方法で製造(塩基性(メタ)アクリル系ポリマーの溶液、有効成分40%、溶媒は脂肪酸エステル系溶剤)
塩基性ポリマー3:ソルスパース13940(日本ルーブリゾール株式会社製)(塩基性櫛形ポリマーの溶液、有効成分40%、溶媒は石油系溶剤)
塩基性ポリマー4:HYPERMER KD11(クローダジャパン株式会社製)(塩基性櫛形ポリマーの溶液、有効成分40%、溶媒は高沸点パラフィン油)
酸性ポリマー1:ソルスパース21000(日本ルーブリゾール株式会社製)(有効成分100%)
石油系炭化水素溶剤1:エクソールD130(エクソンモービル社製)
高級アルコール系溶剤1:オレイルアルコール(富士フイルム和光純薬株式会社製)
四つ口フラスコに、ポリテトラメチレングリコール(三菱ケミカル株式会社製)を767.6質量部、2、2−ジメチロールブタン酸(ハイケム株式会社製)55.5質量部、1,4−ブタンジオール(三菱ケミカル株式会社製)23.7質量部、およびヘキサメチレンジイソシアネート(東京化成工業株式会社製)203.2質量部をメチルエチルケトン(東京化成工業株式会社製)724.4質量部中で80℃で6時間反応させた。その後、そこにヘキサンジアミン(東京化成工業株式会社製)21.8質量部を添加した。この溶液に50℃のイオン交換水を2000質量部添加し、さらに、トリエタノールアミン(東京化成工業株式会社製)でpHを8に調整した。その後、50℃及び減圧下にてメチルエチルケトンを除去した。そこにイオン交換水を追加して固形分を30質量%に調整し、酸性ウレタンウレア樹脂、及び、低分子アミン化合物としてトリエタノールアミンを含む水分散体(有効成分30%)を得た。これをウレタンウレア樹脂水分散体1とする。
メチルメタクリレート(東京化成工業株式会社製)95質量部及びブチルアクリレート(東京化成工業株式会社製)5質量部からなるモノマー混合物Aを、イオン交換水40質量部にエマルゲン 1135S−70(花王株式会社製ノニオン性非反応性界面活性剤)を2質量部、Emulsogen EPA073(クラリアントジャパン株式会社製アニオン性非反応性界面活性剤)を1.5質量部溶解した水溶液中に添加し、撹拌することで乳化モノマー組成物を作製した。次いで、四つ口フラスコにイオン交換水を173質量部、及びEmulsogen EPA073を1質量部仕込み、撹拌して溶解させ、73℃まで昇温した。そこに上記の乳化モノマー組成物の5%を投入して撹拌し、過硫酸カリウム(富士フイルム和光純薬株式会社製)の3%水溶液(以下「3%過硫酸カリウム」という場合もある)を1.3質量部添加し、初期重合を行った。その後、80℃に温度を保ちつつ3%過硫酸カリウム5.3質量部と残りの乳化モノマー組成物を3時間30分かけて滴下しながら重合反応を進行させた。滴下終了後、60分間反応を行ない1段目の重合を終了した。次いで、メチルメタクリレート2.8質量部及びメタクリル酸(富士フイルム和光純薬株式会社製)2.4質量部からなるモノマー混合物Bを3%過硫酸カリウム0.87質量部と同時に添加し2段目の重合を開始させた。滴下終了後、ジメチルエタノールアミン(東京化成工業株式会社製)を用いてpH8に調整した後1時間反応を熟成した。その後50℃に冷却し更に1時間撹拌を続けた後、イオン交換水を追加して固形分を30質量%に調整し、酸性(メタ)アクリル樹脂、及び低分子アミン化合物としてジメチルエタノールアミンを含む水分散体(有効成分30%)を得た。これを(メタ)アクリル樹脂水分散体1とする。
四つ口フラスコにジエタノールアミン(富士フイルム和光純薬株式会社製)を105.1質量部仕込み、窒素ガスを通気し攪拌しながら、110℃まで昇温した。これに、アクリル酸(富士フイルム和光純薬株式会社製)72.1質量部を30分かけて滴下した。110℃に2時間保ちマイケル付加反応を完結させ、液状のジオールを得た。別の四つ口フラスコに、上記で得られたジオール溶液35.4質量部と、他のジオール成分としてプロピレングリコール(富士フイルム和光純薬株式会社製)を15.2質量部仕込み、錫触媒としてジブチル錫ジラウレート(東京ファインケミカル株式会社製)を0.15質量部添加し、窒素ガスを通気し攪拌しながら、78℃まで昇温した。そして、ヘキサメチレンジイソシアネート(東京化成工業株式会社製)67.3質量部とメチルエチルケトン(東京化成工業株式会社製)118.1質量部との混合物を30分かけて滴下した。滴下後、温度78℃から80℃の還流下で24時間反応させた後、冷却して、固形分50質量%の酸性ウレタン樹脂の溶液を得た。これをウレタン樹脂溶液1とする。ウレタン樹脂溶液1は、低分子アミン化合物を含まない。
表1にポリマーA及びBのモノマー組成を示す。表1に示すモノマーを表1に示す割合で混合し、モノマー混合物を調製した。表1に記載の各モノマーの配合量は質量%で表す。それとは別にオレイン酸メチル(富士フイルム和光純薬株式会社製)を仕込み、窒素ガスを通気し撹拌しながら、110℃まで昇温した。次いで、温度を100℃に保ちながらパーブチルO(t−ブチルパーオキシ2−エチルヘキサノエート:日油株式会社製)を添加し、モノマー混合物を3時間かけて滴下した。その後、110℃に保ちながら1時間後及び2時間後にパーブチルOを添加した。さらに110℃で1時間液温を保った。このようにしてポリマーA及びポリマーBそれぞれの溶液を得た。得られたポリマーBの溶液を塩基性ポリマー2とした。得られたポリマーAの溶液に、ジエタノールアミン(富士フイルム和光純薬株式会社製)を、グリシジルメタクリレートに対して1当量加えて、110℃で3時間撹拌し、塩基性ポリマー1とした。このようにして、塩基性ポリマー1及び2(固形分40%の溶液)を得た。なお、塩基性ポリマー1及び2のそれぞれの製造において、固形分40%になるようにオレイン酸メチルの量を調整した。
ベヘニルメタクリレート:日油株式会社製
アセトアセトキシエチルメタクリレート:日本合成化学工業株式会社製
ラウリルメタクリレート:花王株式会社製
ジメチルアミノエチルメタクリレート:富士フイルム和光純薬株式会社製
グリシジルメタクリレート:富士フイルム和光純薬株式会社製
実施例1〜14及び比較例1及び2のインクを下記のように製造した。
表2及び3のEM1〜EM9及びEM11に示す配合量で、非水系溶剤と、塩基性ポリマー又は酸性ポリマーとを混合して連続相用混合物を調製した。このようにして調製した連続相用混合物に、分散相用混合物として、表2及び3のEM1〜EM9及びEM11に記載する酸性樹脂及び低分子アミン化合物を含む水分散体(ウレタンウレア樹脂水分散体1〜3、(メタ)アクリル樹脂水分散体1、又はウレタン樹脂水分散体1)を滴下しながら、氷冷下、超音波ホモジナイザー「Ultrasonic processor VC−750」(ソニックス社製)を10分間照射し、油中水(W/O)型エマルション(EM1〜9及び11)を得た。この油中水型エマルション(EM1〜9及び11)のそれぞれを、ロータリーエバポレーター「RE601」(ヤマト化学株式会社製)を用い、80℃の水浴で、真空度100hpaで減圧し、エマルション100gあたり1時間処理し、エマルション中の水を除去して、固形分40%の樹脂粒子分散体として、分散剤分散体を得た。水の除去率は、ほぼ100質量%であった。EM1〜9及び11を用いて、このように水を除去して得られた分散剤分散体を、それぞれ分散剤含有液1〜9及び11(いずれも固形分40%)(以下、それぞれ、分散剤1〜9及び11という場合もある。)とする。
表3のML10に示す配合量で、非水系溶剤と塩基性ポリマー1とを混合した。ここに、表3のML10に示す量で酸性樹脂の溶液(ウレタン樹脂溶液1)を添加し、混合液を得た。この混合液をML10とする。このML10について、ロータリーエバポレーター「RE601」(ヤマト化学株式会社製)にて、60℃の水浴で、真空度100hPaで減圧し、メチルエチルケトンを除去して、低分子アミン化合物を含まない分散剤含有液10(固形分40%)(以下、分散剤10という場合もある。)を得た。なお、表2及び3の「油中水型エマルション中の水の量」は、ML10については、混合液ML10中の水の量を示す。
表4及び5に示す配合量で、顔料を、分散剤含有液及び非水系溶剤と混合し、ビーズミル「ダイノーミル Multi LAB」(株式会社シンマルエンタープライゼス製)にて分散し、実施例1〜14及び比較例1及び2のインクを得た。
以下の評価方法に従って評価を行った。結果を表4及び5に示す。
インクジェットプリンタ「オルフィスGD9630」(理想科学工業株式会社製)にインクを導入し、インク経路内にインクを循環させた状態で2週間放置した。インク経路からインクを1ml抜き出して光学顕微鏡で観察し、下記の評価基準により凝集物の評価を行った。
A:凝集物が観察されない
B:凝集物が観察される
各インクをインクジェットプリンタ「オルフィスGD9630」(理想科学工業株式会社製)に装填し、普通紙「理想用紙マルチ」(理想科学工業株式会社製)にベタ画像を印刷した。印刷物表面の彩度(表面彩度値)と、印刷物裏面の画像濃度(裏面OD値)とをそれぞれ測定し、表面彩度値及び裏面OD値から、表面彩度及び裏抜けを以下の基準で評価した。彩度及びOD値の測定装置には、ビデオジェット・エックスライト株式会社製「X−Rite eXact」を用いた。
AA:表面彩度が60以上である。
A:表面彩度が60未満である。
(イエローインクの表面彩度 評価基準)
AA:表面彩度が70以上である。
A:表面彩度が70未満である。
AA:裏面OD値が0.15未満である。
A:裏面OD値が0.15以上である。
上記表面彩度及び画像裏抜けの評価方法と同様にして印刷物を作製した。印刷から24時間後に、印刷物表面のベタ画像部を、クロックメーター(アトラスエレクトリック デバイス社製「CM−1」)を用い白綿布で5秒間に5回擦って、画像周辺の汚染を以下の基準で評価した。
AA:画像周辺の汚染がほとんど見られない
A:画像周辺の汚染がわずかに見られる
B:画像周辺の汚染が見られる
酸性樹脂として、酸性ウレタンウレア樹脂が用いられた分散剤1〜3及び6〜9のいずれかを用いた実施例1〜3及び6〜14では、耐擦過性が向上していた。
シアンインクを用いた実施例1〜10のうち、塩基性基、β−ジカルボニル基、及びアルキル基を有する塩基性ポリマーが用いられた分散剤1〜6及び9のいずれかを用いた実施例1〜6、9及び10では、表面彩度(発色性)が向上し、裏抜けがさらに低減されていた。
Claims (6)
- 顔料と、
酸性樹脂、低分子アミン化合物、及び塩基性ポリマーによって形成される分散剤と、
非水系溶剤とを含む、油性インクジェットインク。 - 前記低分子アミン化合物は、アルカノールアミンを含む、請求項1に記載の油性インクジェットインク。
- 前記塩基性ポリマーは、塩基性基、β−ジカルボニル基、及びアルキル基を有する塩基性ポリマーを含む、請求項1又は2に記載の油性インクジェットインク。
- 前記酸性樹脂は、酸性(メタ)アクリル樹脂及び酸性ウレタン樹脂からなる群から選択される少なくとも1種を含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載の油性インクジェットインク。
- 前記酸性ウレタン樹脂は、酸性ウレタンウレア樹脂を含む、請求項4に記載の油性インクジェットインク。
- 非水系溶剤及び塩基性ポリマーを含む連続相と、水、酸性水分散性樹脂及び低分子アミン化合物を含む分散相とを含む油中水型エマルションを得る工程と、
前記油中水型エマルションから水を除去する工程とを含む、
分散剤の製造方法。
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