JP7286804B2 - 樹脂を含む水性インクジェットインク - Google Patents
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Description
本発明の目的は、ポリ(尿素)、ポリ(ウレタン)及びそれらの組み合わせからなる群から選択される樹脂粒子と、キナクリドン及びジケトピロロピロール顔料からなる群から
選択される顔料と、一般式I又は一般式IIで表される化合物とを含む水性インクジェットインクによって実現される。
A.1. 一般式I又は一般式IIで表される化合物
R1、R2、R3及びR4は、独立して、水素、置換又は非置換アルキル基、置換又は非置換アリール基、ハロゲン及びアルコキシ基からなる群から選択され、
L1は、20個以下の炭素原子を含む2価の連結基を表し、
A1は、カルボン酸又はその塩、スルホン酸又はその塩、ホスホン酸又はその塩、リン酸のモノエステル又はその塩、及び硫酸のモノエステル又はその塩からなる群から選択される官能基を表す)
R5、R6、R7、R8、R9及びR10は、独立して、水素、置換又は非置換アルキル基、置換又は非置換アリール基、ハロゲン、ニトリル基及びアルコキシ基からなる群から選択され、
L2は、20個以下の炭素原子を含む2価の連結基を表し、
A2は、カルボン酸又はその塩、スルホン酸又はその塩、ホスホン酸又はその塩、リン酸のモノエステル又はその塩、及び硫酸のモノエステル又はその塩からなる群から選択される官能基を表す。)
本発明によるインク中に含まれる顔料は、キナクリドン又はジケトピロロピロールであ
り、好ましくは発色団を通してC2対称軸を有するものである。
好ましい態様では、本発明のインクジェットインク中に含まれる前記樹脂粒子は、イオン性及び非イオン性親水性基、好ましくはカルボン酸及びその塩、並びにポリ(エチレンオキシド)の両方によって安定化されたポリ(ウレタン)ラテックスである。
XP 2631(Bayer Material Science);DAOTAN VTW 1262/35WA、DAOTAN VTW 1265/36WA、DAOTA
N VTW 1267/36WA、DAOTAN VTW 6421/42WA、DAOTAN VTW 6462/36WA(Cytec Engineered Materials Inc.、Anaheim CA);及びSANCURE 2715、SANCURE 20041、SANCURE 2725(Lubrizol Corporation)、又は上記の2つ以上の組み合わせである。
する。この技術は周知であり、Zhang Y.及びRochefort D.(Journal of Microencapsulation,29(7),636-649(2012))によって、及びSalitin(Encapsulation Nanotechnologies,Vikas Mittal(ed.),chapter 5、137-173(Scrivener Publishing LLC(2013)において)によって概説されている。
ートの1つ以上の縮合生成物の群から選択される、熱活性化により二官能性又は多官能性イソシアネートを形成することができる前駆体である。他の好ましいブロックトイソシアネートは、イソシアネートのTakenate(商標)シリーズ(三井)、Duranate(商標)シリーズ(旭化成株式会社)、及びBayhydur(商標)シリーズ(Bayer AG)からの誘導体である。
pentaeryhtitol)テトラアクリレート、メトキシル化グリコールアクリレート及びアクリレートエステルを含む。
Science,62,1~47頁(1984)に見出すことができる。カチオン硬化性化合物は、少なくとも1つのオレフィン、チオエーテル、アセタール、チオキサン、チエタン、アジリジン、N、O、S若しくはP複素環、アルデヒド、ラクタム又は環状エステル基を含有する場合がある。
グリシジルエステルを含む。
65362A号及び欧州特許第2161264A号に開示されているものである。
(1)メチルジエタノールアミン、ジメチルエタノールアミン、トリエタノールアミン、トリエチルアミン及びN-メチルモルホリンなどの第三級脂肪族アミン;
(2)アミルパラジメチルアミノベンゾエート、2-n-ブトキシエチル-4-(ジメチルアミノ)ベンゾエート、2-(ジメチルアミノ)エチルベンゾエート、エチル-4-(ジメチルアミノ)ベンゾエート及び2-エチルヘキシル-4-(ジメチルアミノ)ベンゾエートなどの芳香族アミン;並びに
(3)(メタ)アクリル化アミン、例えばジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート(例えば、ジエチルアミノエチルアクリレート)又はN-モルホリノアルキル-(メタ)アクリレート(例えば、N-モルホリノエチル-アクリレート)。好ましい共開始剤は、アミノベンゾエートである。
本発明のインクジェットインクは、溶媒としての水の他に、水溶性有機溶媒も含有する。水溶性有機溶媒の例は、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、グリセロール、1,3-プロパンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、2,2-ジメチル-1,3-プロパンジオール、2-メチル-1,3-プロパンジオール、1,2-ペンタンジオール、2,4-ペンタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、2-エチル-1,3-ヘキサンジオール、1,2-ヘキサンジオール及び2,5-ヘキサンジオールなどの多価アルコール、
ジプロピレングリコールn-プロピルエーテル、トリプロピレングリコールメチルエーテル、トリプロピレングリコールn-プロピルエーテル、プロピレングリコールフェニルエーテル、トリエチレングリコールメチルエーテル、トリエチレングリコールメチルエーテル、トリエチレングリコールエチルエーテル、ジエチレングリコールn-ヘキシルエーテル及びエチレングリコールフェニルエーテルなどの多価アルコールアルキルエーテル、並びに2-ピロリドン及びN-メチルピロリドンなどの窒素含有複素環化合物を含む。
本発明のインクジェットインクは、インクジェットインク、特にインクジェット印刷液中の水の蒸発速度を遅くする能力に起因する、インクジェット印刷ヘッド中のノズルの目詰まりを防止するために、少なくとも1つの湿潤剤を含有する場合がある。湿潤剤は、水よりも高い沸点を有する有機溶媒である。
本発明で使用されるインクにおいて、基材上への濡れ性を確保するために、界面活性剤を添加する場合がある。界面活性剤の添加量は、インク中の活性成分として0重量%~5重量%以下であることが好ましい。5質量%を超えると、インクが発泡しやすくなり、吐出しない原因となる。使用できる界面活性剤は、上記の制限を満たすものであれば特に限定されない。
dustriesからのTegowet 270、BASFからのHydropalat
WE3220、MomentiveからのSilwet HS312などのシラン系界面活性剤、及びフルオロ(fluor)含有界面活性剤、例えば:Neochem GMBHからのThetawet FS8150、DupontからのCapstone FS3100、MerckからのTivida FL2500、Dynolからの界面活性剤、Air productsからのEnvirogem & Surfynolシリーズである。
本発明による水性インクジェットインクは、好ましくは、インクジェットインクセットを形成するために、少なくとも1つの他のインクジェットインクと組み合わせて使用される。これらの他のインクジェットインクは、ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー、レッド、オレンジ、ホワイト、バイオレット、ブルー、グリーン、ブラウン、これらの混合物などであってもよい。
Carmine 6B)、60:I、63:I、63:2、64:I、81、83、88、101(Rouge)、104、105、106、108(Cadmium Red
)、112、114、122(Quinacridone Magenta)、123、146、149、166、168、170、172、177、178、179、185、190、193、209、219及び254、C.I.Pigment Violet 1(Rhodamine Lake)3、5:1、16、19、23及び38、C.I.Pigment Blue 1、2、15(Phthalocyanine Blue)、15:1、15:2、15:3(Phthalocyanine Blue)、16、17:1、56、60及び63;並びにC.I.Pigment Green 1、4、7、8、10、17、18及び36、C.I.Pigment Brown 6及び7である。
本発明のインクジェット記録方法は、少なくとも、本発明による水性インクジェットインクを基材上に噴射する工程と、それに続いて、印刷された基材を乾燥又は加熱する工程とを含む。特に、水性インクが、熱反応性化合物がカプセル化されたカプセルを含む場合、加熱工程は、例えばインクを硬化させるために好ましい。UV光を照射した際に試薬を形成することができる反応物がコアに組み込まれる場合、インクを硬化させるために、噴射工程の後の照射工程が好ましい。
D.1. 測定方法
D.1.1. 平均粒径
分散液の平均粒径は、Zetasizer(商標)Nano-S(Malvern Instruments、Goffin Meyvis)を用いて測定した。
水性インクの安定性は、60℃のオーブン中の閉鎖した受け皿中にインクを貯蔵することによって決定される。ゲル化時間は、貯蔵時にインクがゲルを形成するのに必要な時間として定義される。安定性を表す別の方法は、「沈殿のt」であり、最初に観察可能な沈殿物の形成までの時間を貯蔵時に測定する。
以下の実施例で使用した全ての材料は、特に明記しない限り、Sigma-Aldrich(ベルギー)及びAcros(ベルギー)などの標準的な供給源から容易に入手可能であった。使用した水は、脱塩水であった。
・Cinquasia Magenta RT-235は、BASFによって供給される顔料である
・Ink Jet Magenta E02は、Clariantによって供給される顔料である
・Irgazin Red L3630は、BASFによって供給される顔料である
・Edaplan 492は、Munzing Chemie GmBHによって供給されるポリマー分散剤である
・Edaplan 482は、Munzing Chemie GmBHによって供給されるポリマー分散剤である
・Lakeland ACPは、Lakeland Laboratories LTDによって供給される両性界面活性剤である
・BYKJET 9151は、Byk Chemie GmBHによって供給されるポリマー分散剤である
・Trixene(商標)BI7982は、Baxenden Chemicals LTDによって供給されている
・Trixene BI7963は、Baxenden Chemicals LTDによって供給されるジメチルマロネートブロックトイソシアネートである
・Takenate(商標)D110Nは、三井化学(株)によって供給されている;
・Desmodur N75 BAは、Bayer AGによって供給されるイソシアネートである
・Proxel Kは、Prom Chem UKによって供給される1,2-ベンゾイソチアゾリン-3-オンの5重量%溶液である
・DISP-M1は、Diamond Dispersionによって供給される15重量% pigment red 122分散液であるDiamond D75Mである。・DISP-M2は、以下のように調製した:75gのInk Jet Magenta
E02を、208.7gの水中の214.3gのEdaplan 492及び2gのProxel Kの溶液に添加し、この混合物をDisperluxディスペンサーを使用して30分間撹拌した。この混合物をNETZSCHゼータミルに結合し、0.4mmイットリウム安定化ジルコニアビーズ(TOSOH社からの「高耐摩耗性ジルコニア粉砕媒体」)で50%充填した。混合物をチップ速度10.4m/sで150分間の再循環下で粉砕し、15重量%のInk Jet Magenta E02分散液を得た。平均粒径は140nmであった。
・DISP-M3は、以下のように調製した。75gのInk Jet Magenta
02を、235.5gの水中の187.5gのTego Dispers 750 W及び2gのProxel Kの溶液に添加し、この混合物をDisperluxディスペンサーを使用して30分間撹拌した。この混合物をNETZSCHゼータミルに結合し、0.4mmイットリウム安定化ジルコニアビーズ(TOSOH社からの「高耐摩耗性ジルコニア粉砕媒体」)で50%充填した。この混合物を、チップ速度10.4m/sで150分間の再循環下で粉砕し、15重量%のInk Jet Magenta E02分散
液を得た。平均粒径は165nmであった。
・DISP-Y1は、Diamond Dispersionによって供給される15重量%pigment yellow 155分散液であるDiamond D71Y155である。
・DISP-Y2は、Diamond Dispersionによって供給される15重量%pigment yellow 74分散液であるDiamond D75Yである。
・DISP-R1は、以下のように調製した:6gのIrgazin Red L3630を、30.33gの水中の3.51gのEdaplan 482及び0.16gのProxel Kの溶液に添加した。160gの3mmイットリウム安定化ジルコニアビーズを添加し、混合物を閉鎖した容器中で室温で7日間粉砕した。イットリウム安定化ジルコニアビーズを濾過により除去し、15重量%のIrgazin red L3630分散液を得た。平均粒径は149nmであった。
・DISP-R2は、以下のように調製した:6gのIrgazin Red L3630を、30.84gの水中の3gのBYKJET 9151及び0.16gのProxel Kの溶液に添加した。160gの3mmイットリウム安定化ジルコニアビーズを添加し、混合物を密閉容器中で室温で7日間粉砕した。イットリウム安定化ジルコニアビーズを濾過により除去し、15重量%のIrgazin red L3630分散液を得た。平均粒径は133nmであった。
・QUIN-1は、W0200706254A号の[0252]に開示されているように調製されている
・QUIN-3は、以下のように調製した:38.1gのCinquasia Magenta RT-235を250mlのDMSOに添加した。22.5gのKOtBUを撹拌しながら混合物に添加した。この混合物を75℃に1時間加熱した。混合物を60℃に冷却させ、13.7gのブタンスルトン及び1.66gのヨウ化カリウムを添加した。反応を65℃で24時間継続させた。反応混合物を30℃に冷却し、500mlの酢酸エチル及び250mlのアセトンで希釈した。この混合物を16時間放置した。QUIN-3カリウム塩を濾過により単離し、酢酸エチル/アセトン2/1の混合物で洗浄した。中間体カリウム塩を乾燥した。58gの塩を単離した。この塩を、200mlの濃塩酸溶液と250mlの水の混合物中で80℃で1時間撹拌した。この混合物を室温に冷却させ、QUIN-3を濾過によって単離し、水で洗浄し、乾燥した。44gのQUIN-3を単離した(収率:85%)。
・DPP-2は分散相乗剤であり、化合物DPC-1としてWO2007060257A号の[0229]に開示されているように調製されている。
・CAP-1は、以下のように調製した:91gのDesmodur N75 BA、95.2gのTrixene BI7963及び8gのLakeland ACP70の151gの酢酸エチル溶液を調製した。この溶液を、Ultra-Turraxを用いて18000rpmの回転速度で10分間撹拌しながら、310gの水中の23.1gのLakeland ACP70、8.3gのL-リジン及び10.3gのトリエタノールアミンの溶液に添加した。更に350gの水を添加した。酢酸エチルを減圧下で65℃で蒸発させながら、真空を500mbarから120mbarに徐々に増加させた。酢酸エチルが完全に蒸発したら、更に250mlの水を蒸発させた。水を分散液に添加して、それを600gの総重量にした。分散液を65℃で16時間撹拌した。分散液を室温に冷却した。分散液を1μmフィルターで濾過した。平均粒径は180nmであった。
・PU-1はポリウレタン分散体であり、特許出願WO2019106089号のPU-3と同じ方法で調製した。
この実施例は、ポリ(尿素)樹脂と、その結晶面に水素供与体及び水素受容体を有する顔料(例えば、Pigment Red 122)及びその水素結合を主に分子内に有す
る顔料(例えば、Pigment Yellow 155及びPigment Yellow 74)との相互作用の差異を示す。結晶中の水素結合の配向は、結晶構造に由来し得る。Pigment Red 122の結晶構造は、Mizuguchi et al.(Z.Kristallogr.NCS 217,525-526(2002))によって開示されている。Pigment yellow 155の結晶構造は、Li et
al.(Journal of Molecular Structure,1173,246-250(2018))によって開示されており、Pigment yellow 74の結晶構造は、Whitaker及びWalker(Acta Cryst,C43,2137-2141(1987))によって開示されている。
この実施例は、キナクリドン系インクに一般式Iによる化合物を添加した場合のインクのコロイド安定性の増大を示す。
分散液B:15mgのQUIN-1を、10mgの30重量% NaOH溶液及び200mgのメチルジエタノールアミンを添加することによって、そのナトリウム塩に変換した。5gのDISP-M1を添加し、この混合物を室温で24時間撹拌した。
分散液C:15mgのQUIN-3を、11mgの30重量% NaOH溶液及び200mgのメチルジエタノールアミンを添加することによって、そのナトリウム塩に変換した。5gのDISP-M1を添加し、この混合物を室温で24時間撹拌した。
分散液D:200mgのメチルジエタノールアミンを5gのDISP-M1に添加し、混合物を室温で24時間撹拌した。
この実施例は、一般式Iによる化合物をキナクリドン系インクに添加する場合の、水性ポリ(ウレタン)系インク中のコロイド安定性の増大を示す。
この実施例は、異なるポリマー分散剤と組み合わせた一般式Iによる化合物の組み合わせが、キナクリドン系水性樹脂系インクのコロイド安定性を有意に増大させることを示す。
分散液G:15mgのQUIN-1を、55mgの40重量%テトラブチルアンモニウムヒドロキシド溶液、1gの1,2-プロパンジオール及び200mgのメチルジエタノールアミンを添加することによって、そのテトラブチルアンモニウム塩に変換した。5gのDISP-M2を添加し、混合物を室温で24時間撹拌した。
分散液H:1gの1,2-プロパンジオール及び200mgのメチルジエタノールアミンを5gのDISP-M2に添加し、混合物を室温で24時間撹拌した。
分散液I:15mgのQUIN-1を、55mgの40重量%テトラブチルアンモニウムヒドロキシド溶液、1gの1,2-プロパンジオール及び200mgのメチルジエタノールアミンを添加することによって、そのテトラブチルアンモニウム塩に変換した。5gのDISP-M3を添加し、混合物を室温で24時間撹拌した。
分散液J:1gの1,2-プロパンジオール及び200mgのメチルジエタノールアミンを5gのDISP-M3に添加し、混合物を室温で24時間撹拌した。
で1時間撹拌することによって調製した。比較インクCOMP-3は、分散液Aと分散液Hを混合し、室温で1時間撹拌することによって調製した。比較インクCOMP-4は、分散液Aと分散液Jを混合し、室温で1時間撹拌することによって調製した。
この実施例は、ポリマー分散剤を一般式IIによる化合物と組み合わせる場合の、インク配合物中のジケトピロロピロールの安定性の増大を説明する。
分散液L:1gのピロリドン及び200mgのメチルジエタノールアミンを5gのDISP-R1に添加し、混合物を室温で24時間撹拌した。
分散液M:15mgのDPP-2を、55mgの40重量%テトラブチルアンモニウムヒドロキシド溶液、1gのピロリドン及び200mgのメチルジエタノールアミンを添加することによって、そのテトラブチルアンモニウム塩に変換した。5gのDISP-R2を添加し、混合物を室温で24時間撹拌した。
分散液N:1gのピロリドン及び200mgのメチルジエタノールアミンを5gのDISP-R2に添加し、混合物を室温で24時間撹拌した。
散液Oを混合し、室温で1時間撹拌することによって調製した。
この実施例は、ポリマー分散剤を一般式Iによる化合物と組み合わせる場合の、インク配合物中のジケトピロロピロールの安定性の増大を説明する。
分散液N:1gのピロリドン及び200mgのメチルジエタノールアミンを5gのDISP-R2に添加し、混合物を室温で24時間撹拌した。
分散液O:8gのCAP-1及び6.0gの1,2-プロパンジオールを含有する混合物を調製した。
Claims (12)
- ポリ(尿素)、ポリ(ウレタン)及びそれらの組み合わせからなる群から選択される樹脂粒子と、キナクリドン及びジケトピロロピロール顔料からなる群から選択される顔料と、一般式I又は一般式IIで表される化合物とを含む水性インクジェットインク。
R1、R2、R3及びR4は、独立して、水素、置換又は非置換アルキル基、置換又は非置換アリール基、ハロゲン及びアルコキシ基からなる群から選択され、
L1は、1個以上で20個以下の炭素原子を含む2価の連結基を表し、
A1は、カルボン酸又はその塩、スルホン酸又はその塩、ホスホン酸又はその塩、リン酸のモノエステル又はその塩、及び硫酸のモノエステル又はその塩からなる群から選択される官能基を表す)
R5、R6、R7、R8、R9及びR10は、独立して、水素、置換又は非置換アルキル基、置換又は非置換アリール基、ハロゲン、ニトリル基及びアルコキシ基からなる群から選択され、
L2は、1個以上で20個以下の炭素原子を含む2価の連結基を表し、
A2は、カルボン酸又はその塩、スルホン酸又はその塩、ホスホン酸又はその塩、リン酸のモノエステル又はその塩、及び硫酸のモノエステル又はその塩からなる群から選択される官能基を表す。) - キナクリドンが、Pigment Red 122、Pigment Violet 19、Pigment Red 202、Pigment Red 209及びそれらの固溶体の群から選択される、請求項1に記載の水性インクジェットインク。
- ジケトピロロピロールが、Pigment Red 254、Pigment Red
255、Pigment Red 264、Pigment Red 270、Pigment Red 272、Pigment Orange 73及びPigment Orange 71の群から選択される、請求項1又は2に記載の水性インクジェットインク。 - L1が、1個以上で4個以下の炭素原子を含む置換又は非置換アルキレン基である、先行する請求項のいずれか1項に記載の水性インクジェットインク。
- L1が、カルボン酸又はその塩、スルホン酸又はその塩、ホスホン酸又はその塩、リン酸のモノエステル又はその塩、及び硫酸のモノエステル又はその塩からなる群から選択される少なくとも1つの官能基で更に置換されている、請求項4に記載の水性インクジェットインク。
- 樹脂粒子が、コアを取り囲むポリ(尿素)又はポリ(ウレタン)を含有するポリマーシェルを含むカプセルである、請求項1~5のいずれか1項に記載の水性インクジェットインク。
- コアが、加熱及び/又は光の適用時に試薬を形成することができる反応物を含む、請求項6に記載の水性インクジェットインク。
- 反応物が熱硬化性化合物である、請求項7に記載の水性インクジェットインク。
- 熱硬化性化合物がブロックトイソシアネートである、請求項8に記載の水性インクジェットインク。
- ポリマーシェルが、カルボン酸又はその塩、スルホン酸又はその塩、リン酸エステル又はその塩、ホスホン酸又はその塩、及びポリエチレンオキシド基からなる群から選択される共有結合分散基を含む、請求項6~9のいずれか一項に記載の水性インクジェットインク。
- 請求項1~10のいずれか一項に記載の第1の水性インクジェットインクと、第1の水性インクジェットインク中の顔料とは異なる顔料を含む第2の水性インクジェットインクとを含むインクジェットインクセット。
- 基材を提供し、続いて、請求項1~10のいずれか一項に記載の水性インクジェットインクを基材上に噴射する工程を含む、インクジェット記録方法。
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