JP2008144076A - インクジェット記録用水系インク - Google Patents
インクジェット記録用水系インク Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008144076A JP2008144076A JP2006334696A JP2006334696A JP2008144076A JP 2008144076 A JP2008144076 A JP 2008144076A JP 2006334696 A JP2006334696 A JP 2006334696A JP 2006334696 A JP2006334696 A JP 2006334696A JP 2008144076 A JP2008144076 A JP 2008144076A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- group
- water
- weight
- polymer particles
- 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.)
- Granted
Links
Landscapes
- Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
- Inks, Pencil-Leads, Or Crayons (AREA)
- Ink Jet (AREA)
- Ink Jet Recording Methods And Recording Media Thereof (AREA)
Abstract
Description
その中でも、印字物の耐候性や耐水性の観点から、着色剤に顔料系インクを用いるものが主流となってきている。(例えば、特許文献1〜5参照)
特許文献1には、ビニルポリマーに顔料を含有させた水系インクが開示されている。
特許文献2には、顔料インク中の脂肪酸誘導体の総含有量が1.0質量%以下であり、該顔料粒子が水不溶性ポリマーで被覆されている顔料インクが開示されている。
特許文献3には、光沢性を有する画像を形成するために、フタル酸ジエステル10〜1000ppmとラテックスを含有するインクが開示されているが、フタル酸ジエステルの含有量が少なく、十分な機能が発揮されていない。
特許文献4には、ウレタン粒子に疎水性色素と疎水性ポリマーと高沸点有機溶媒とを含むマイクロカプセル含有着色微粒子分散物が開示されている。
特許文献5には、着色剤と水不溶性有機化合物を含む、印字濃度、光沢性、写像性に優れた水系インクが開示されている。
しかしながら、上記のインクは、吐出性、光沢性において満足できるものではない。
(1)着色剤、ポリマー粒子、及び下記一般式(1)で表される化合物を含有するインクジェット記録用水分散体。
(2)前記(1)の水分散体を含有するインクジェット記録用水系インク。
〔一般式(1)で表される化合物〕
本発明には、下記一般式(1)で表される化合物が用いられる。一般式(1)で表される化合物は、少なくともその一部がポリマー粒子に含有されて、その柔軟性を改良すると考えられる。一般式(1)で表される化合物で、ポリマー粒子の柔軟性を改良しており、吐出性に影響を与えることなく、インクジェット記録装置のノズルから吐出されたインクが、印刷媒体上でポリマー粒子同士の融着性が高まり、ポリマー粒子が記録紙上に均一に拡散して、印字面が平滑になることにより、印字物の光沢性が向上すると考えられる。
R1は、吐出性と光沢性の観点から、アルキル基としては、好ましくは炭素数1〜18、更に好ましくは炭素数2〜14、特に好ましくは炭素数4〜14の直鎖又は分岐鎖のアルキル基が好ましい。具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、各種ブチル基、各種ヘキシル基、2−エチルヘキシル基、各種オクチル基、各種デシル基、各種ドデシル基、各種テトラデシル基、各種ヘキサデシル基、各種オクタデシル基等が挙げられる。なお、「各種」とは、直鎖又は分岐鎖を意味する(以下同じ)。
R1である炭素数1〜9のアルキル基を有していてもよいフェニル基としては、吐出性と光沢性の観点から、好ましくは炭素数1〜3のアルキル基を有していてもよいフェニル基等が挙げられ、アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、各種ブチル基、各種ヘキシル基、2−エチルヘキシル基等が挙げられる。
n個のAOが異なっている場合、n個のAOの結合方式は限定されず、ランダム付加、ブロック付加などいずれの形式であってもよい。例えば、Yが−COO−で、エチレンオキシ基(EO)とプロピレンオキシ基(PO)がブロック付加している場合は、-COO-(EO)n1-(PO)n2-R1、又は-COO-(PO)n2-(EO)n1-R1(ただし、n1+n2=nである)の何れであってもよい。
nは、好ましくは2〜30であり、より好ましくは2〜20、更に好ましくは2〜12、特に好ましくは2〜8、最も好ましくは2〜6である。
Xは、好ましくは2又は3であり、X個のAO、X個のn、X個のR1は、同一でも異なっていてもよい。
Yは−O−又は−COO−を示すが、−COO−が好ましい。
上記式(2)、(3)中、R1、AO、nの好ましい範囲は、前述のとおりである。
一般式(2)で表される化合物としては、ビス(オクトキシポリエチレングリコール)フタレート(2つのR1は共に2-エチルヘキシル基、EOの平均付加モル数=2〜20、好ましくは2〜12、更に好ましくは2〜8)、ビス(オクトキシポリプロピレングリコール)フタレート(2つのR1は共に2-エチルヘキシル基、POの平均付加モル数n=2〜12、好ましくは2〜8)、ビス(オクトキシポリエチレングリコール・ポロプロピレングリコール)フタレート(2つのR1は共に2-エチルヘキシル基、EO及びPOの合計平均付加モル数n1+n2=4〜16、好ましくは4〜8、芳香族側からEO・POのブロック付加)、ビス[オクトキシポリ(エチレングリコール・プロピレングリコール)]フタレート(2つのR1は共に2-エチルヘキシル基、EO及びPOの合計平均付加モル数n1+n2=4〜16、好ましくは4〜8、ランダム付加)が挙げられる。
一般式(3)で表される化合物としては、ラウロキシポリエチレングリコール(R1はラウリル基、EOの平均付加モル数=2〜20、好ましくは2〜12、更に好ましくは2〜8)とトリメリット酸とのトリエステル、ラウロキシポリプロピレングリコール(R1はラウリル基、POの平均付加モル数=2〜20、好ましくは2〜12、更に好ましくは2〜8)とトリメリット酸とのトリエステル、ラウロキシポリエチレングリコール・ポロプロピレングリコールとトリメリット酸とのトリエステル(3つのR1はラウリル基、EO及びPOの合計平均付加モル数n1+n2=4〜16、好ましくは4〜8、芳香族側からEO・POのブロック付加)、ラウロキシポリ(エチレングリコール・プロピレングリコール)とトリメリット酸とのトリエステル(R1はラウリル基、EO及びPOの合計平均付加モル数n1+n2=4〜16、好ましくは4〜8、ランダム付加)が挙げられる。
ここで「LogP値」とは、水不溶性有機化合物の1−オクタノール/水の分配係数の対数値を意味し、KowWin(Syracuse Research Corporation,USA)のSRC's LOGKOW / KOWWIN Programにより、フラグメントアプローチで計算された数値を用いる(The KowWin Program methodology is described in the following journal article: Meylan, W.M. and P.H. Howard. 1995. Atom/fragment contribution method for estimating octanol-water partition coefficients. J. Pharm. Sci. 84: 83-92.)。フラグメントアプローチは化合物の化学構造に基づいており、原子の数及び化学結合のタイプを考慮している。LogP値は、一般に有機化合物の親疎水性の相対的評価に用いられる数値である。
本発明において、ポリマー粒子は、一般式(1)で表される化合物との相互作用により、吐出性、光沢性を向上させるために用いられる。ポリマーとしては、ビニルポリマー、ポリエステル系ポリマー、ポリウレタン系ポリマー等が挙げられる。これらの中では、その分散安定性の観点から、ビニル単量体(ビニル化合物、ビニリデン化合物、ビニレン化合物)の付加重合により得られるビニルポリマー粒子が好ましい。
ポリマー粒子のポリマーは、一般式(1)で表される化合物を含有しやすくするために、水不溶性ポリマーであることが好ましい。ここで、水不溶性ポリマーとは、ポリマーを105℃で2時間乾燥させた後、25℃の水100gに溶解させたときに、その溶解量が10g以下、好ましくは5g以下、更に好ましくは1g以下であるポリマーをいう。溶解量は、ポリマーが塩生成基を有する場合は、その種類に応じて、ポリマーの塩生成基を酢酸又は水酸化ナトリウムで100%中和した時の溶解量である。
ビニルポリマーとしては、(a)塩生成基含有モノマー(以下「(a)成分」ということがある)と、(b)マクロマー(以下「(b)成分」ということがある)及び/又は(c)疎水性モノマー(以下「(c)成分」ということがある)とを含むモノマー混合物(以下「モノマー混合物」ということがある)を共重合させてなるビニルポリマーが好ましい。このビニルポリマーは、(a)成分由来の構成単位と、(b)成分由来の構成単位及び/又は(c)成分由来の構成単位を有する。
塩生成基含有モノマーとしては、カチオン性モノマー、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。
カチオン性モノマーの代表例としては、不飽和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。これらの中では、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。
不飽和カルボン酸モノマーとしては、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、シトラコン酸、2−メタクリロイルオキシメチルコハク酸等が挙げられる。不飽和スルホン酸モノマーとしては、スチレンスルホン酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、3−スルホプロピル(メタ)アクリレート、ビス−(3−スルホプロピル)−イタコン酸エステル等が挙げられる。不飽和リン酸モノマーとしては、ビニルホスホン酸、ビニルホスフェート、ビス(メタクリロキシエチル)ホスフェート、ジフェニル−2−アクリロイロキシエチルホスフェート、ジフェニル−2−メタクリロイルオキシエチルホスフェート、ジブチル−2−アクリロイルオキシエチルホスフェート等が挙げられる。
上記アニオン性モノマーの中では、分散安定性、吐出安定性の観点から、不飽和カルボン酸モノマーが好ましく、アクリル酸及びメタクリル酸がより好ましい。
(b)マクロマーの中では、ポリマー粒子の分散安定性等の観点から、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芳香族基含有(メタ)アクリレート系マクロマーが好ましい。
スチレン系マクロマーとしては、スチレン系モノマー単独重合体、又はスチレン系モノマーと他のモノマーとの共重合体が挙げられる。スチレン系モノマーとしては、スチレン、2−メチルスチレン、ビニルトルエン、エチルビニルベンゼン、ビニルナフタレン、クロロスチレン等が挙げられる。
また、それらのマクロマーの片末端に存在する重合性官能基としては、アクリロイルオキシ基又はメタクリロイルオキシ基が好ましく、共重合される他のモノマーとしては、アクリロニトリル等が好ましい。
スチレン系マクロマー中におけるスチレン系モノマー、又は芳香族基含有(メタ)アクリレート系マクロマー中における芳香族基含有(メタ)アクリレートの含有量は、顔料との親和性を高める観点から、好ましくは50重量%以上、より好ましくは70重量%以上である。
CH2=C(CH3)-COOC3H6-〔Si(CH3)2O〕t-Si(CH3)3 (10)
(式中、tは8〜40の数を示す。)。
(b)成分として商業的に入手しうるスチレン系マクロマーとしては、例えば、東亜合成株式会社の商品名、AS−6(S)、AN−6(S)、HS−6(S)等が挙げられる。
アルキル(メタ)アクリレートとしては、炭素数1〜22、好ましくは炭素数6〜18のアルキル基を有するものが好ましく、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、(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、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)アクリレート等が挙げられる。
なお、本明細書において、「(イソ又はターシャリー)」及び「(イソ)」は、これらの基が存在する場合としない場合の双方を意味し、これらの基が存在しない場合には、ノルマルを示す。また、「(メタ)アクリレート」は、アクリレート、メタクリレート又はそれらの両方を示す。
(c)成分の中では、光沢性、印字濃度向上の観点から、スチレン系モノマー(c−1成分)が好ましく、スチレン系モノマーとして、前記のものが挙げられ、特にスチレン及び2−メチルスチレンが好ましい。(c)成分中の(c−1)成分の含有量は、印字濃度及び光沢性向上の観点から、好ましくは10〜100重量%、より好ましくは20〜80重量%である。
また、芳香族基含有(メタ)アクリレート(c−2)成分として、前記のものが挙げられ、ベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート等が好ましい。(c)成分中の(c−2)成分の含有量は、光沢性の向上の観点から、好ましくは10〜100重量%、より好ましくは20〜80重量%である。また、(c−1)成分と(c−2)成分を併用することも好ましい。
(d)成分としては、例えば、2−ヒドロキシエチル(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、nはオキシアルキレン基の平均付加モル数を示す。以下同じ。)(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。これらの中では、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノメタクリレート、ポリプロピレングリコールメタクリレートが好ましい。
CH2=C(R7)COO(R8O)qR9 (11)
(式中、R7は、水素原子又は炭素数1〜5の低級アルキル基、R8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、R9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、qは、平均付加モル数を意味し、1〜60の数、好ましくは1〜30の数を示す。)
(e)成分は、インクの印字濃度、吐出性、光沢性を向上するという優れた効果を発現する。
式(11)において、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。
R7の好適例としては、メチル基、エチル基、(イソ)プロピル基等が挙げられる。
R8O基の好適例としては、オキシエチレン基、オキシトリメチレン墓、オキシプロパン−1,2−ジイル基、オキシテトラメチレン基、オキシヘプタメチレン基、オキシヘキサメチレン基及びこれらの2種以上の組合せからなる炭素数2〜7のオキシアルカンジイル基が挙げられる。
R9の好適例としては、炭素数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。
上記(a)〜(e)成分は、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。
(a)成分の含有量は、得られる分散体の分散安定性の観点から、好ましくは2〜40重量%、より好ましくは2〜30重量%、特に好ましくは3〜20重量%である。
(b)成分の含有量は、特に着色剤との相互作用を高める観点から、好ましくは1〜25重量%、より好ましくは5〜20重量%である。
(c)成分の含有量は、吐出性及び光沢性の観点から、好ましくは5〜98重量%、より好ましくは10〜60重量%である。
(d)成分の含有量は、得られる分散体の分散安定性の観点から、好ましくは5〜40重量%、より好ましくは7〜20重量%である。
(e)成分の含有量は、得られる分散体の分散安定性の観点から、好ましくは5〜50重量%、より好ましくは10〜40重量%である。
モノマー混合物中における〔(a)成分+(d)成分〕の合計含有量は、得られる分散体の分散安定性の観点から、好ましくは6〜60重量%、より好ましくは10〜50重量%である。〔(a)成分+(e)成分〕の合計含有量は、得られる分散体の分散安定性の観点から、好ましくは6〜75重量%、より好ましくは13〜50重量%である。また、〔(a)成分+(d)成分+(e)成分〕の合計含有量は、得られる分散体の分散安定性の観点から、好ましくは6〜60重量%、より好ましくは7〜50重量%である。
また、〔(a)成分/[(b)成分+(c)成分]〕の重量比は、吐出性及び光沢性の観点から、好ましくは0.01〜1、より好ましくは0.02〜0.67、更に好ましくは0.03〜0.50である。
本発明で用いられるビニルポリマーは、塊状重合法、溶液重合法、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。これらの重合法の中では、溶液重合法が好ましい。
溶液重合法で用いる溶媒としては、特に限定されないが、極性有機溶媒が好ましい。極性有機溶媒が水混和性を有する場合には、水と混合して用いることもできる。極性有機溶媒としては、例えば、メタノール、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等が挙げられる。これらの中では、メタノール、エタノール、アセトン、メチルエチルケトン又はこれらの1種以上と水との混合溶媒が好ましい。
重合の際には、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)等のアゾ化合物や、t−ブチルペルオキシオクトエート、ジベンゾイルオキシド等の有機過酸化物等の公知のラジカル重合開始剤を用いることができる。
ラジカル重合開始剤の量は、モノマー混合物1モルあたり、好ましくは0.001〜5モル、より好ましくは0.01〜2モルである。
重合の際には、さらに、オクチルメルカプタン、2−メルカプトエタノール等のメルカプタン類、チウラムジスルフィド類等の公知の重合連鎖移動剤を添加してもよい。
重合反応の終了後、反応溶液から再沈澱、溶媒留去等の公知の方法により、生成したポリマーを単離することができる。また、得られたポリマーは、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して精製することができる。
なお、ポリマーの重量平均分子量は、溶媒として、60mmol/Lのリン酸と50mmol/Lのリチウムブロマイドを含有したジメチルホルムアミドを用いたゲルクロマトグラフィー法により、標準物質としてポリスチレンを用いて測定される。
ここで中和度は、塩生成基がアニオン性基である場合、下記式によって求めることができる。
{[中和剤の重量(g)/中和剤の当量]/[ポリマーの酸価 (KOHmg/g)×ポリマーの重量(g)/(56×1000)]}×100
塩生成基がカチオン性基である場合は、下記式によって求めることができる。
{[中和剤の重量(g)/中和剤の当量]/[ポリマーのアミン価 (HCLmg/g)×ポリマーの重量(g)/(36.5×1000)]}×100
酸価やアミン価は、ポリマーの構成単位から、計算で算出することができる。または、適当な溶剤(例えばメチルエチルケトン)にポリマーを溶解して、滴定する方法でも求めることができる。
着色剤は、特に制限はなく、顔料、疎水性染料のいずれも使用することができる。また、両者を任意の比率で組み合わせて用いることもできる。中でも、近年要求が強い高耐候性の発現には、顔料を用いることが好ましい。
本発明において顔料とは、有機顔料及び/又はカーボンブラックを意味する。
有機顔料としては、例えば、アゾ顔料、ジアゾ顔料、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、アントラキノン顔料、キノフタロン顔料等が挙げられる。
好ましい有機顔料の具体例としては、C.I.ピグメント・イエロー 13, 17, 74, 83, 97, 109, 110, 120, 128, 139, 151, 154, 155, 174, 180;C.I.ピグメント・レッド 48, 57: 1, 122, 146, 176, 184, 185, 188, 202;C.I.ピグメント・バイオレット19, 23;C.I.ピグメントブルー15, 15: 1, 15: 2, 15: 3, 15: 4, 16, 60;C.I.ピグメント・グリーン7, 36等が挙げられる。
カーボンブラックとしては、ファーネスブラック、サーマルランプブラック、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。
油性染料としては、例えば、C.I.ソルベント・ブラック、C.I.ソルベント・イエロー、C.I.ソルベント・レッド、C.I.ソルベント・バイオレット、C.I.ソルベント・ブルー、C.I.ソルベント・グリーン、C.I.ソルベント・オレンジからなる群から選ばれる1種以上の各品番製品が挙げられ、オリエント化学株式会社、BASF社等から市販されている。
分散染料としては、例えば、C.I.ディスパーズ・イエロー、C.I.ディスパーズ・オレンジ、C.I.ディスパーズ・レッド、C.I.ディスパーズ・バイオレット、C.I.ディスパーズ・ブルー、C.I.ディスパーズ・グリーンからなる群から選ばれる1種以上の各品番製品が挙げられる。これらの中では、イエローとしてC.I.ソルベント・イエロー29及び30、シアンとしてC.I.ソルベント・ブルー70、マゼンタとしてC.I.ソルベント・レッド18及び49、ブラックとしてC.I.ソルベント・ブラック3及び7、及びニグロシン系の黒色染料が好ましい。
上記の着色剤は、単独で又は2種以上を任意の割合で混合して用いることができる。
本発明のインクジェット記録用水分散体の製造方法に、特に限定はない。例えば、一般式(1)で表される化合物は、ポリマー粒子の水分散体と混合し、適宜攪拌することによりポリマー粒子中に含有される。一般式(1)で表される化合物の一部は、ポリマー粒子以外に存在していてもよい。
着色剤が、疎水性染料又は顔料の場合は、疎水性染料又は顔料が水不溶性ポリマー粒子に含有されてなるものが、分散安定性及び耐擦過性などの観点から好ましい。
工程(1):水不溶性ポリマー、有機溶媒、着色剤、水、及び必要なら中和剤を含有する混合物を得る工程
工程(2):工程(1)で得られた混合物を分散処理して、着色剤を含有する水不溶性ポリマー粒子の分散体を得る工程
工程(3):工程(2)得られた分散体から前記有機溶媒を除去して、着色剤を含有する水不溶性ポリマー粒子の水分散体を得る工程
工程(1)では、まず、前記水不溶性ポリマーを有機溶媒に溶解させ、次に着色剤、水、及び必要に応じて中和剤、界面活性剤等を、得られた有機溶媒溶液に加えて混合し、水中油型の分散体を得る方法が好ましい。混合物中、着色剤は、5〜50重量%が好ましく、10〜40重量%が更に好ましく、有機溶媒は、10〜70重量%が好ましく、10〜50重量%が更に好ましく、水不溶性ポリマーは、2〜40重量%が好ましく、3〜20重量%が更に好ましく、水は、10〜70重量%が好ましく、20〜70重量%が更に好ましい。
水不溶性ポリマーが塩生成基を有する場合、中和剤を用いることが好ましいが、中和度には、特に限定がない。通常、最終的に得られる水分散体の液性が中性、例えば、pHが4.5〜10であることが好ましい。前記水不溶性ポリマーの望まれる中和度により、pHを決めることもできる。中和剤としては、前記のものが挙げられる。また、水不溶性ポリマーを予め中和しておいてもよい。
有機溶媒としては、エタノール、イソプロパノール、イソブタノール等のアルコール系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン等のケトン系溶媒及びジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル系溶媒が挙げられる。好ましくは、水に対する溶解度が20℃において、50重量%以下でかつ10重量%以上のものであり、特に、メチルエチルケトンが好ましい。
混合物を予備分散させる際には、アンカー翼等の一般に用いられている混合撹拌装置を用いることができる。混合撹拌装置の中では、ウルトラディスパー〔浅田鉄鋼株式会社、商品名〕、エバラマイルダー〔株式会社荏原製作所、商品名〕、TKホモミクサー、TKパイプラインミクサー、TKホモジェッター、TKホモミックラインフロー、フィルミックス〔以上、特殊機化工業株式会社、商品名〕、クリアミックス〔エム・テクニック株式会社、商品名〕、ケイディーミル〔キネティック・ディスパージョン社、商品名〕等の高速攪拌混合装置が好ましい。
本分散の剪断応力を与える手段としては、例えば、ロールミル、ビーズミル、ニーダー、エクストルーダ等の混練機、高圧ホモゲナイザー〔株式会社イズミフードマシナリ、商品名〕、ミニラボ8.3H型〔Rannie社、商品名〕に代表されるホモバルブ式の高圧ホモジナイザー、マイクロフルイダイザー〔Microfluidics 社、商品名〕、ナノマイザー〔ナノマイザー株式会社、商品名〕、アルティマイザー〔スギノマシン株式会社、商品名〕、ジーナスPY〔白水化学株式会社、商品名〕、DeBEE2000 〔日本ビーイーイー株式会社、商品名〕等のチャンバー式の高圧ホモジナイザー等が挙げられる。これらの中では、顔料を用いる場合に、顔料の小粒子径化の観点から、高圧ホモジナイザーが好ましい。
得られた着色剤を含有する水不溶ポリマー粒子の水分散体は、着色剤を含有する水不溶ポリマーの固体分が水を主溶媒とする中に分散しているものである。ここで、ポリマー粒子の形態は特に制限はなく、少なくとも着色剤とポリマーにより粒子が形成されていればよい。例えば、ポリマーに着色剤が内包された粒子形態、ポリマー中に着色剤が均一に分散された粒子形態、ポリマー粒子表面に着色剤が露出された粒子形態等が含まれる。
さらに、得られた着色剤を含有する水不溶性ポリマー粒子と架橋剤と反応させて、分散安定性の観点から、着色剤を含有する水不溶性架橋ポリマー粒子としてもよい。好ましい架橋剤として、分子中に2つ以上のエポキシ基を有する化合物:例えば、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリントリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル等のポリグリシジルエーテルが挙げられる。
反応時間は、好ましくは0.5〜10時間、更に好ましくは1〜5時間、反応温度は、好ましくは40〜95℃である。架橋剤の使用量は、光沢性及び保存安定性の観点から、水不溶性ポリマー100重量部に対して、0.5〜15重量部が好ましく、0.7〜10重量部がより好ましく、1〜7重量部がより更に好ましく、1.5〜6重量部が最も好ましい。
着色剤を含有するポリマー粒子の水分散体と一般式(1)で表される化合物との混合割合は、着色剤(B)を含有するポリマー粒子の水分散体の固形分100重量部に対して、一般式(1)で表される化合物が好ましくは1〜100重量部、より好ましくは3〜50重量部、更に好ましくは3〜20重量部である。混合方法は、着色剤を含有するポリマー粒子の水分散体に一般式(1)で表される化合物を添加してもよく、その逆であってもよい。混合する温度は、5〜50℃程度が好ましい。混合した後、前記の分散方法により、再分散することも好ましい。
得られる水分散体は、一般式(1)で表される化合物の少なくとも一部がポリマー粒子に含有されており、一般式(1)で表される化合物と着色剤とを含有する水不溶性ポリマー粒子の水分散体である。
本発明の水分散体は、一般式(1)で表される化合物と着色剤とを含有するポリマーの固体分が水を主溶媒とする中に分散しているもので、他の溶媒や添加剤を含有していてもよい。
得られる水分散体及び水系インクにおける、着色剤を含有するポリマー粒子の平均粒径は、プリンターのノズルの目詰まり防止及び分散安定性の観点から、好ましくは0.01〜0.5μm、より好ましくは0.03〜0.3μm、特に好ましくは0.05〜0.2μmである。なお、平均粒径は、大塚電子株式会社のレーザー粒子解析システムELS−8000(キュムラント解析)で測定することができる。測定条件は、温度25℃、入射光と検出器との角度90°、積算回数100回であり、分散溶媒の屈折率として水の屈折率(1.333) を入力する。測定濃度は、通常5×10−3重量%程度で行う。
なお、ポリマー粒子に一般式(1)で表される化合物及び/又は着色剤が更に含有されても、ポリマー粒子の好ましい平均粒径は前記と同じ範囲である。
本発明の水分散体及び、水系インク中の各成分の含有量及びそれらの重量比は次のとおりである。
一般式(1)で表される化合物の含有量は、吐出性及び光沢性の向上の観点から、0.05〜10重量%が好ましく、0.1〜8重量%がより好ましく、0.15〜5重量%がより好ましく、0.2〜3重量%が更に好ましく、0.3〜2重量%が特に好ましく、0.3〜1.5重量%が最も好ましい。
ポリマー粒子の含有量(一般式(1)で表される化合物、着色剤を除いた固形分量。以下同じ。)は、吐出性、光沢性の観点から、0.5〜20重量%が好ましく、1〜15重量%が更に好ましく、1〜10重量%が特に好ましい。
着色剤の含有量は、印字濃度の観点から、1〜25重量%が好ましく、2〜20重量%が更に好ましく、2〜15重量%が特に好ましい。
〔一般式(1)で表される化合物/ポリマー粒子〕の重量比は、吐出性及び光沢性の向上の観点から、1/50〜1/1が好ましく、1/30〜1/1がより好ましく、1/20〜1/2が更に好ましく、1/10〜1/2が特に好ましい。
〔一般式(1)で表される化合物/着色剤〕の重量比は、吐出性、光沢性の観点から、1/40〜5/1であることが好ましく、1/30〜1/1であることが更に好ましい。
〔ポリマー粒子/着色剤〕の重量比は、ポリマー粒子の分散安定性の観点から、5/95〜90/10であることが好ましく、10/90〜75/25であることが更に好ましく、20/80〜50/50が特に好ましい。
本発明の水分散体の表面張力(20℃)は、好ましくは30〜65mN/m、更に好ましくは35〜60mN/mである。また、水系インクの表面張力(25℃)は、インクノズルからの良好な吐出性を確保する観点から、好ましくは20〜35mN/m、更に好ましくは25〜35mN/mである。
本発明の水分散体の10重量%の粘度(20℃)は、水系インクとした際に好ましい粘度とするために、2〜6mPa・sが好ましく、2〜5mPa・sが更に好ましい。また、本発明の水系インクの粘度(20℃)は、良好な吐出性を維持するために、2〜12mPa・sが好ましく、2.5〜10mPa・sが更に好ましい。
得られる印字物の20°光沢度は実用上50以上が好ましく、60以上が更に好ましい。
本発明の水系インクを適用するインクジェットの方式は制限されないが、特にピエゾ方式のインクジェットプリンターに好適である。
製造例1
反応容器内に、メチルエチルケトン20部及び重合連鎖移動剤(2−メルカプトエタノール)0.03部、表1に示す各モノマーの200部の10%を入れて混合し、窒素ガス置換を十分に行い、混合溶液を得た。
一方、滴下ロートに、表1に示すモノマーの残りの90%を仕込み、前記重合連鎖移動剤0.27部、メチルエチルケトン60部及びラジカル重合開始剤(2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル))1.2部を入れて混合し、十分に窒素ガス置換を行い、混合溶液を得た。
窒素雰囲気下、反応容器内の混合溶液を攪拌しながら65℃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65℃で2時間経過後、前記ラジカル重合開始剤0.3部をメチルエチルケトン5部に溶解した溶液を加え、更に65℃で2時間、70℃で2時間熟成させ、さらにメチルエチルケトン115部加え、30分間攪拌し、固形分含有量(有効分含有量)50%のポリマー溶液を得た。
得られたポリマーの重量平均分子量を前記方法により測定した。結果を表1に示す。
なお、表1に示す化合物の詳細は、以下のとおりである。
(b)スチレンマクロマー
東亜合成株式会社製、商品名:AS−6S、数平均分子量:6000、重合性官能基:メタクロイルオキシ基
(d)50POEP−800B:
オクトキシポリエチレングリコールポリプロピレングリコールモノメタクリレート(エチレンオキシド平均付加モル数=8、プロピレンオキシド平均付加モル数=6):日本油脂株式会社製、商品名:ブレンマー50POEP−800B
(d)PP−800:
ポリプロピレングリコールモノメタクリレート(プロピレンオキシド平均付加モル数=13):日本油脂株式会社製、商品名:ブレンマーPP−800
反応容器内に、無水フタル酸100部及び2−エチルヘキシルアルコールのエチレンオキサイド4mol付加物(日本乳化剤株式会社製、商品名:ニューコール1004)400部、テトライソプロポキシチタネート0.5部を入れて混合し、窒素ガス置換を十分に行った後、220℃に昇温し、エステル化反応を行った。さらに同温度にて減圧反応を行うことでエステル化反応を完結させ、余分なアルコールをトッピングにより除去して一般式(2)で表される化合物Aを得た。化合物Aは、フタル酸を基本構造とし両末端に2−エチルヘキシル基のエチレンオキサイドの4モル付加物を有していた。
フタル酸を基本構造にエチレンオキサイドが合計で8モル付加しており、両末端に2−エチルヘキシル基を有している。フタル酸のLogP値は0.57であり、エチレンオキサイドのLogP値は−0.27、2−エチルヘキシル基のLogP値は3.91であることから、化合物AのLogP値は6.23(0.57−0.27×8+3.91×2)と計算される。
反応容器内に、トリメリット酸70部及びエマルゲン104P(ラウリルアルコールのエチレンオキサイド4mol付加物、花王株式会社製)450部、テトライソプロポキシチタネート0.5部を入れて混合し、窒素ガス置換を十分に行った後、230℃に昇温し,エステル化反応を行った。さらに同温度にて減圧反応を行うことでエステル化反応を完結させ、余分なアルコールをトッピングにより除去して一般式(3)で表される化合物Bを得た。化合物Bは、トリメリット酸を基本構造とし各末端にラウリル基のエチレンオキサイドの4モル付加物を有していた。
トリメリット酸を基本構造にエチレンオキサイドが合計で12モル付加しており、末端にラウリル基を有している。トリメリット酸のLogP値は−0.15であり、エチレンオキサイドのLogP値は−0.27、ラウリル基のLogP値は5.93であることから、化合物BのLogP値は14.40(−0.15−0.27×12+5.93×3)と計算される。
アジピン酸の2−エチルヘキシルアルコールのエチレンオキサイド4mol付加物(日本乳化剤株式会社製、商品名:ニューコール1004)の合成例
反応容器内に、アジピン酸90部及び2−エチルヘキシルアルコールのエチレンオキサイド4mol付加物(日本乳化剤株式会社製、商品名:ニューコール1004)450部、テトライソプロポキシチタネート0.5部を入れて混合し、窒素ガス置換を十分に行った後、220℃に昇温し,エステル化反応を行った。さらに同温度にて減圧反応を行うことでエステル化反応を完結させ、余分なアルコールをトッピングにより除去してアジピン酸ジエステル系の不溶性化合物Cを得た。化合物Cは、アジピン酸を基本構造とし両末端に2−エチルヘキシルアルコールのエチレンオキサイド4モル付加物を有していた。
アジピン酸を基本構造にエチレンオキサイドが合計で8モル付加しており、両末端に2−エチルヘキシル基を有している。アジピン酸のLogP値は0.29であり、エチレンオキサイドのLogP値は−0.27、2−エチルヘキシル基のLogP値は3.91であることから、化合物CのLogP値は5.95(0.29−0.27×8+3.91×2)と計算される。
製造例1で得られたポリマー溶液を減圧乾燥させて得られたポリマーA 200部をメチルエチルケトン400部に溶かし、その中に中和剤(5M水酸化ナトリウム水溶液)16部(中和度60%)及びイオン交換水1600部加えて塩生成基を中和し、更にキナクリドン顔料(C.I.ピグメント・バイオレット19、クラリアントジャパン株式会社製、商品名:Hostaperm Red E5B02)680部を加え、ディスパー翼で20℃で1時間混合した。得られた分散液をマイクロフルイダイザー(Microfluidics 社製、商品名)で200MPaの圧力でさらに10パス分散処理した。
得られた分散液に、イオン交換水250部を加え、攪拌した後、減圧下で60℃でメチルエチルケトンを除去し、更に一部の水を除去し、5μmのフィルター(アセチルセルロース膜、外径:2.5cm、富士写真フイルム株式会社製)を取り付けた容量25mLの針なしシリンジ(テルモ株式会社製)で濾過し、粗大粒子を除去することにより、固形分濃度が18%の顔料を含有する水不溶性ポリマー粒子の水分散体を得た。
得られた水不溶性ポリマー粒子の水分散体40部、及び合成例1で得られた化合物A 0.7部を混合、攪拌して水不溶性有機化合物をポリマー粒子中に含有させた。この混合液に、グリセリン10部、トリエチレングリコールモノブチルエーテル7部、サーフィノール465(日信化学工業株式会社製)1部、プロキセルXL2(アビシア株式会社製)0.3部、トリエチレンアミン1.0部、及びイオン交換水40部を混合し、得られた混合液を1.2μmのフィルター(アセチルセルロース膜、外径:2.5cm、富士写真フイルム株式会社製)を取り付けた容量25mLの針なしシリンジで濾過し、粗大粒子を除去することにより水系インクを得た。水系インク中、着色剤含有ポリマー粒子の平均粒径は、99nmであった。
実施例1において、合成例1で得られた化合物Aの代わりに、合成例2で得られた化合物Bを同量用いた以外は、実施例1と同様にして水系インクを得た。水系インク中、着色剤含有ポリマー粒子の平均粒径は、97nmであった。
実施例1において、合成例1で得られた化合物Aの代わりに、合成例3で得られた化合物Cを同量用いた以外は、実施例1と同様にして水系インクを得た。水系インク中、着色剤含有ポリマー粒子の平均粒径は、103nmであった。
比較例2
実施例1において、合成例1で得られた化合物Aの代わりに、ビス−2−エチルヘキシルフタレートを同量用いた以外は、実施例1と同様にして水系インクを得た。水系インク中、着色剤含有ポリマー粒子の平均粒径は、110nmであった。
比較例3
実施例1において、合成例1で得られた化合物Aの代わりに、水を同量用いた以外は、実施例1と同様にして水系インクを得た。水系インク中、着色剤含有ポリマー粒子の平均粒径は、100nmであった。
(1)吐出性
市販のセイコーエプソン株式会社のインクジェットプリンター(品番:V−630、ピエゾ方式)を用いて、普通紙P紙、4024(富士ゼロックス株式会社製)に2000文字/枚を100枚連続印刷した後、文字、ベタ画像及び罫線を含むテスト文書を印字
し、(i)シャープでハッキリとした文字、(ii)均一なベタ画像、及び(iii)ヨレのない罫線の3項目を評価し、以下の判断基準により評価した。
〔判断基準〕
○:3項目をいずれも満足する(問題なし)
△:3項目をいずれもほぼ満足する(実使用上問題なし)
×:1項目以上満足しない(実使用上問題あり)
(2)光沢度
セイコーエプソン株式会社製プリンター(型番:V−630、ピエゾ方式)を用い、市販の専用紙(写真用紙<光沢>セイコーエプソン株式会社製、商品名:KA4100PSK)にベタ印字し〔印字条件=用紙種類:フォトプリント紙、モード設定:フォト〕、25℃で24時間放置後、20°の光沢度を光沢計(日本電色工業株式会社製、商品名:HANDY GLOSSMETER PG−1)で5回測定し、その平均値を求めた。数値が大きい方が、光沢度が高い。
Claims (7)
- 一般式(1)で表される化合物が、フタル酸又はトリメリット酸のエステル化合物である、請求項1に記載のインクジェット記録用水分散体。
- 水分散体中、一般式(1)で表される化合物の含有量が0.05〜10重量%である、請求項1又は2に記載のインクジェット記録用水分散体。
- ポリマー粒子と一般式(1)で表される化合物との重量比〔一般式(1)で表される化合物/ポリマー粒子〕が1/50〜1/1である、請求項1〜3のいずれかに記載のインクジェット記録用水分散体。
- 着色剤がポリマー粒子に含有されてなる、請求項1〜4のいずれかに記載のインクジェット記録用水分散体。
- ポリマー粒子を構成するポリマーが、塩生成基含有モノマー(a)由来の構成単位と、疎水性モノマー(c)由来の構成単位を含むポリマーを主鎖に有し、マクロマー(b)由来の構成単位を側鎖に有する、水不溶性グラフトポリマーである、請求項1〜5のいずれかに記載のインクジェット記録用水分散体。
- 請求項1〜6のいずれかに記載のインクジェット記録用水分散体を含有するインクジェット記録用水系インク。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006334696A JP3999253B1 (ja) | 2006-12-12 | 2006-12-12 | インクジェット記録用水系インク |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006334696A JP3999253B1 (ja) | 2006-12-12 | 2006-12-12 | インクジェット記録用水系インク |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP3999253B1 JP3999253B1 (ja) | 2007-10-31 |
| JP2008144076A true JP2008144076A (ja) | 2008-06-26 |
Family
ID=38683404
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2006334696A Active JP3999253B1 (ja) | 2006-12-12 | 2006-12-12 | インクジェット記録用水系インク |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3999253B1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011012133A (ja) * | 2009-06-30 | 2011-01-20 | Kao Corp | インクジェット記録用インクセット |
-
2006
- 2006-12-12 JP JP2006334696A patent/JP3999253B1/ja active Active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011012133A (ja) * | 2009-06-30 | 2011-01-20 | Kao Corp | インクジェット記録用インクセット |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3999253B1 (ja) | 2007-10-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4077021B2 (ja) | インクジェット記録用水系インク | |
| JP5426092B2 (ja) | インクジェット記録用水分散体の製造方法 | |
| CN101421364B (zh) | 用于喷墨印刷的水性墨水 | |
| JP5166845B2 (ja) | インクジェット記録用インクセット | |
| JP5108422B2 (ja) | 架橋コアシェルポリマー粒子 | |
| JP5284581B2 (ja) | インクジェット記録用水系インク | |
| JP2008184616A (ja) | インクセット | |
| JP3766095B2 (ja) | インクジェット記録用水系インク | |
| JP5164352B2 (ja) | インクジェット記録用水系インク | |
| JP5198759B2 (ja) | インクジェット記録用水系インク | |
| JP4672360B2 (ja) | インクジェット記録用水系インク | |
| JP4755859B2 (ja) | インクジェット記録用水系インク | |
| JP2009144006A (ja) | インクジェット記録用水系インク | |
| JP3999253B1 (ja) | インクジェット記録用水系インク | |
| JP4252984B2 (ja) | インクジェット記録用水系インク | |
| JP3790537B2 (ja) | インクジェット記録用水系インク | |
| JP2008179832A (ja) | インクジェット記録用水系インク | |
| JP2006176623A (ja) | インクジェット記録用水系インク | |
| JP4705842B2 (ja) | インクジェット記録用水系インク | |
| JP5243019B2 (ja) | インクジェット記録用水分散体の製造方法 | |
| JP2009149806A (ja) | インクジェット記録用水系インク | |
| JP4700530B2 (ja) | インクジェット記録用水系インク | |
| JP2009155569A (ja) | インクジェット記録用水分散体の製造方法 | |
| JP5198764B2 (ja) | インクジェット記録用インクセット | |
| JP5492371B2 (ja) | インクジェット記録用水系インク |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070807 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070808 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 3999253 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100817 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110817 Year of fee payment: 4 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110817 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120817 Year of fee payment: 5 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120817 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130817 Year of fee payment: 6 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |