墨水,墨水的制造方法,墨盒与流程

文档序号:11102812阅读:901来源:国知局
墨水,墨水的制造方法,墨盒与制造工艺

本发明涉及作为水性墨水的粘合树脂、颜料分散树脂使用有效的新的共聚物的水性墨水,其制造方法,以及使用该墨水的墨盒。



背景技术:

喷墨记录方式和其他记录方式相比,因具有过程简单、且易于全彩化、即使是简单结构的装置也可以得到高分辨率的图像的优点而普及,从个人到办公用途、商业印刷、工业印刷的领域不断扩大。但是,在喷墨记录方式使用的色材中使用水溶性染料的水系墨水,由于具有耐水性以及耐光性差的缺点,使用不溶于水的颜料的颜料墨水的开发得到进展。

在办公用途的喷墨印刷中,作为记录介质主要使用普通纸,要求高的图像浓度。一般而言,将颜料墨水在普通纸上印刷时,由于颜料不会停留在纸表面而向纸中渗透,纸表面的颜料密度变低,图像浓度降低。若墨水中的颜料浓度变高,图像浓度变高,但墨水的粘度增大,喷出稳定性降低。

又,颜料墨滴打中普通纸上之后立刻通过墨水中的水使纸表面膨润,表面背面的伸展率的差变大,造成产生卷边的问题。这样的现象在低速印刷中不成问题,但随着印刷速度的高速化,有必要在印刷后的卷边没有消除状态下就搬运记录介质,发生卡纸的问题。作为对策,有添加渗透剂使水迅速渗透到纸中的方法,但由于墨水是疏水性,难以确保墨水的保存稳定性的同时,颜料向记录介质的渗透性也变高,造成图像浓度进一步降低。

为了解决上述课题,提出了使颜料在纸表面上停留的各种手法。例如,在专利文献1中,使墨水中含有具有特定的钙指数值的至少具有一个官能团的聚合物。但是,墨水的保存稳定性低。

又,在专利文献2中,使纸上附着包含Ca盐的接受液,使用含有含磷键的颜料的墨水印刷,但在普通纸上记录时,提高图像浓度的效果不充分。

又,使用于上述喷墨记录方式或文具用品的水性颜料墨水,与水性染料墨水不同,由于需要使不溶解于水的颜料在水中长期间稳定地分散,开发了各种颜料分散剂。

例如,在专利文献3中,通过使用侧链含有芳香环的接枝聚合物作为颜料分散剂,确保在70℃下3天的墨水保存稳定性,但是从长期间的保存稳定性角度来看不充分。

又,在喷墨记录方式中,当在普通纸上印刷时,为了防止发生纸卷边,或在涂布纸、美术纸上印刷时,为了提高墨水的渗透性,快速干燥且防止波纹,有在水性墨水中添加亲水性的有机溶剂的方法。但是,若将专利文献3的接枝聚合物适用于该方法,则颜料分散性降低,无法确保长期间的保存稳定性。又,在专利文献3中,关于本发明使用的共聚物,也没有具体的示例和实施例。

【专利文献】

【专利文献1】日本专利第5001291号公报

【专利文献2】日本专利第4956666号公报

【专利文献3】日本特开2011-105866号公报



技术实现要素:

本发明的目的在于,提供即使在普通纸上记录时也可以得到高的图像浓度、保存稳定性高的墨水。

上述课题由以下1)的发明解决。

1)一种墨水,其特征在于,含有水、色材、以及共聚物,上述共聚物具有由化学式(1)表示的结构单元,以及含阴离子基团的结构单元。

化学式(1)

(上述式中,R表示氢原子或甲基,X表示碳原子数2~4的亚烃基,Y表示置换或无置换的碳原子数5~7的直链亚烃基)

下面说明本发明的效果:

根据本发明,可以提供即使在普通纸上记录场合也能得到高的图像浓度、保存稳定性高的墨水。

附图说明

图1是表示墨盒一例的概略图。

图2是也包含图1的墨盒的壳体的概略图。

具体实施方式

下面,详细说明上述本发明1),其实施形态也包含以下2)~6),在此一并说明。

2)如1)所述的墨水,其特征在于,上述含阴离子基团的结构单元含有羧基。

3)如1)或2)所述的墨水,其特征在于,用上述化学式(1)表示的结构单元的在上述共聚物中的含有率为75~90重量%。

4)如1)~3)任意一项所述的墨水,其特征在于,上述共聚物的重量平均分子量为15000~40000。

5)一种墨水的制造方法,包含水,色材,以及共聚物,其特征在于,包括以下工序:

单体混合物至少含有用化学式(2)表示的单体,以及含阴离子基团的单体,上述共聚物通过上述单体混合物的自由基聚合合成;

化学式(2)

(上述式中,R表示氢原子或甲基,X表示碳原子数2~4的亚烃基,Y表示置换或无置换的碳原子数5~7的直链的亚烃基)

将上述共聚物、色材、水混合的工序。

6)一种墨盒,将1)~4)任意一项所述的墨水收纳在容器中。

[共聚物]

在本发明使用的共聚物具有如上述化学式(1)表示的结构单元,以及含阴离子基团的结构单元。

<用化学式(1)表示的结构单元>

在上述化学式(1)中,Y表示置换或无置换的碳原子数5~7的直链亚烃基。作为上述置换基,可以列举甲基,甲酯基,卤素以及含卤素的官能团等。

以下列举化学式(1)表示的结构单元的具体例,但本发明并不限于这些。

在上述化学式(1)中,通过Y存在于末端的萘基,通过与作为墨水中的色材的颜料之间的π-π堆积,具有优异的颜料吸附力。当制备将颜料分散到水中的颜料分散体时,若使用上述共聚物,则由于与颜料的吸附力高,分散稳定性变高,能得到保存稳定性高的分散体。此外,即使在墨水中添加亲水性有机溶剂场合,也能保持分散性,得到保存稳定性高的墨水。

又,若在墨水中使用上述共聚物,即使在普通纸上记录场合也能得到高的图像浓度。其机理还不明确,推测如下。

即,可以认为,使用上述共聚物的墨水由于颜料的分散稳定性高,当普通纸表面上附着时,粗大粒子也难以形成。粗大粒子形成场合,普通纸表面上容易形成颜料不附着的露出部分,图像浓度降低。与此相反,使用上述共聚物的墨水可以在普通纸表面均一地用颜料覆盖,得到高的图像浓度。

<含阴离子基团的结构单元>

上述含阴离子基团的结构单元,通过含阴离子基团的单体共聚形成。作为含阴离子基团的单体,可以列举不饱和羧酸单体,不饱和磺酸单体,不饱和磷酸单体。

作为不饱和羧酸单体,可以列举例如丙烯酸,甲基丙烯酸,衣康酸,马来酸,富马酸等。作为不饱和磺酸单体,可以列举例如苯乙烯磺酸,2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸等。作为不饱和磷酸单体,可以列举例如乙烯基磷酸,乙烯基磷酸盐,双(甲基丙烯酰氧乙基)磷酸盐,二苯基-2-丙烯酰氧乙基磷酸盐,二苯基-2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸盐,二丁基-2-丙烯酰氧乙基磷酸盐等。

其中,从保存稳定性角度看,优选含羧基的单体,更优选丙烯酸或甲基丙烯酸。

以下,列举含阴离子基团的结构单元的具体例,但本发明不限于此。

上述含阴离子基团的单体,可以单独使用,也可以二种或二种以上混合使用。又,上述含阴离子基团的结构单元也可以由盐基中和。

作为盐基,可以列举氢氧化钠,氢氧化钾,氢氧化锂,羟化四甲铵,羟化四乙铵,羟化四丙铵,羟化四丁铵,羟化四戊铵,羟化四己铵,羟化三乙甲铵,羟化三丁甲铵,羟化三辛甲铵,2-羟化羟乙基三甲基铵,羟化三(2-羟乙基)甲基铵,羟化丙基三甲基铵,羟化己基三甲基铵,羟化辛基三甲基铵,羟化壬基三甲基铵,羟化癸基三甲基铵,羟化十二烷基三甲基铵,羟化十四烷基三甲基铵,羟化十六烷基三甲基铵,羟化十八烷基三甲基铵,羟化二月桂基二甲基铵,羟化二肉豆蔻基二甲基铵,羟化二棕榈基二甲基铵,羟化二硬酯基二甲基铵,羟化乙基十六烷基二甲基铵,氨水,二甲基胺,三甲基胺,单乙基胺,二乙基胺,三乙胺,单乙醇胺,二乙醇胺,三乙醇胺,甲基乙醇胺,甲基二乙醇胺,二甲基乙醇胺,单丙醇胺,二丙醇胺,三丙醇胺,异丙醇胺,吗啉,N-甲基吗啉,N-甲基-2-吡咯烷酮,2-吡咯烷酮等。

作为中和剂的盐基可以单独使用,也可以二种或二种以上混合使用。

中和处理可以在上述含阴离子基团的单体共聚时进行,也可以在使得共聚体溶解时进行。

<组成比>

对于在上述化学式(1)表示的结构单元的含有率没有特别限制,可以根据目的适当选择,优选相对上述共聚物全量为60~90重量%,更优选75~90重量%。若含有率为上述范围内,则用于墨水场合,在图像浓度和保存稳定性良好方面有利。

<分子量>

上述共聚物的重均分子量以聚苯乙烯换算优选5000~50000,更优选15000~40000。若重均分子量为上述范围内,则用于墨水场合,在图像浓度和保存稳定性良好方面有利。

<其它单体>

上述共聚物除了用上述化学式(1)表示的结构单元以及含阴离子基团的结构单元以外,可以包含由其它聚合性单体构成的结构单元。

作为上述其它聚合性单体,没有特别限制,可以根据目的适当选择,可以列举例如聚合性的疏水性单体,聚合性的亲水性单体,聚合性的表面活性剂等。

作为上述聚合性的疏水性单体,可以列举例如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、4-叔丁基苯乙烯、4-氯甲基苯乙烯等的具有芳族环的不饱和乙烯单体,如甲基(甲基)丙烯酸酯、乙基(甲基)丙烯酸酯、正丁基(甲基)丙烯酸酯、二甲基马来酸酯、二甲基衣康酸酯、二甲基富马酸酯、月桂基(甲基)丙烯酸酯(C12)、十三烷基(甲基)丙烯酸酯(C13)、十四烷基(甲基)丙烯酸酯(C14)、十五烷基(甲基)丙烯酸酯(C15)、十六烷基(甲基)丙烯酸酯(C16)、十七烷基(甲基)丙烯酸酯(C17)、十九烷基(甲基)丙烯酸酯(C19)、二十烷基(甲基)丙烯酸酯(C20)、二十一烷基(甲基)丙烯酸酯(C21)、二十二烷基(甲基)丙烯酸酯(C22)等的烷基(甲基)丙烯酸酯,如1-庚烯、3,3-二甲基-1-戊烯、4,4-二甲基-1-戊烯、3-甲基-1-己烯、4-甲基-1-己烯、5-甲基-1-己烯、1-辛烯、3,3-二甲基-1-己烯、3,4-二甲基-1-己烯、4,4-二甲基-1-己烯、1-壬烯、3,5,5-三甲基-1-己烯、1-癸烯、1-十一烯、1-十二烯、1-十三烯、1-十四烯(1-tetracene)、1-十五烯、1-十六烯、1-十七烯、1-十八烯、1-十九烯、1-二十烯、1-二十二烯等的具有烷基的不饱和乙烯单体等。这些可单独使用或其两种或更多种组合使用。

作为上述聚合性的亲水性单体,可以列举例如2-羟乙基(甲基)丙烯酸、二乙二醇单(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇单(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇单(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇单(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酰胺、N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺、N-乙烯基甲酰胺、N-乙烯基乙酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮、丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、N-叔丁基丙烯酰胺、N-辛基丙烯酰胺、N-叔辛基丙烯酰胺等的非离子型不饱和乙烯单体等。

上述聚合性的疏水性单体和聚合性的亲水性单体可单独使用或两种或更多种混合,相对形成用上述化学式(1)表示的结构单元以及含阴离子基团的结构单元的单体的合计量,可以使用5~100重量%。

<共聚物的合成>

上述共聚物通过使得用上述化学式(2)表示的单体、在自由基聚合引发剂的存在下与含阴离子基团的单体共聚得到。

在上述化学式(2)中,Y表示置换或无置换的碳原子数5~7的直链亚烃基。作为上述置换基,可以列举甲基,甲酯基,卤素以及含卤素的官能团等。

以下,列举用化学式(2)表示的单体的具体例,但本发明并不限于此。

用上述化学式(2)表示的单体,可以如下那样合成、使用。即,如下述(反应式1)~(反应式2)所示,首先,使得二异氰酸酯化合物(A-1)和萘酚(A-2),在胺或吡啶等的酸性接受体的存在下反应,得到反应中间体(A-3)。其次,使得甲基丙烯酸羟烷酯(A-4)和上述(A-3)反应,可以得到上述化学式(2)表示的单体。

(反应式1)

又,作为別的方法,可以列举,先使(A-1)和(A-4)反应后,再与(A-2)反应,也可以得到上述化学式(2)表示的单体。

此外,作为別的方法,如下述反应式(3)所示,通过使二异氰酸酯化合物(A-1)、萘酚(A-2)、甲基丙烯酸羟烷酯(A-4)反应,也可以得到上述化学式(2)表示的单体。

(反应式3)

作为上述共聚物的合成方法,从易于聚合操作以及调整分子量角度考虑,优选使用自由基聚合引发剂的方法,更优选在溶液中进行聚合反应的溶液聚合法。

用溶液聚合法进行自由基聚合时,作为优选的溶剂,可以列举丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮等的酮系溶剂,乙酸乙酯、乙酸丁酯等的乙酯系溶剂,苯、甲苯、二甲苯等的芳香族烃系溶剂,异丙醇,乙醇,环己烷,四氢呋喃,二甲基甲酰胺,二甲基亚砜以及六甲基磷酰胺等,更优选酮系溶剂,乙酸酯系溶剂以及醇系溶剂。

上述自由基聚合引发剂没有特别限制,可以根据目的适当选择。作为其实例,可以列举过氧缩酮、过氧化氢、过氧化二烷、二酰基过氧化物、过氧二碳酸酯、过氧酯、氰基系偶氮二异丁腈、偶氮二(2-甲基丁腈)、偶氮二(2,2’-异戊腈)、非氰基系二甲基-2,2’偶氮二异丁酸酯等。其中,从分子量控制容易、分解温度低角度考虑,优选有机过氧化物、偶氮系化合物,特别优选偶氮系化合物。

上述自由基聚合引发剂的含量没有特别限制,可以根据目的适当选择,优选相对聚合性单体总量为1~10重量%。

为了调整上述共聚物的分子量,可以适量添加链转移剂。

作为上述链转移剂的实例,可以列举巯基乙酸酯、巯基丙酸酯、2-丙硫醇、2-疏基乙醇、硫酚、十二烷基硫醇、1-十二烷硫醇、硫代甘油等。

聚合温度没有特别限制,可以根据目的适当选择,优选50℃至150℃,更优选60℃至100℃。聚合时间也没有特别限制,可以根据目的适当选择,优选3~48小时。

<共聚物的含量>

本发明的墨水中的共聚物的含量没有特别限制,可以根据目的适当选择,以固态组分表示,优选0.05~10重量%,更优选0.3~5重量%。含量若为0.05重量%以上,分散性及保存性的提高效果能得到确认,若为10重量%以下,则墨水从头喷出时能处于合适的粘度范围。

上述共聚物即使作为颜料的分散剂、即使作为向颜料分散体的添加剂也能使用。若作为颜料的分散剂使用,在水溶性有机溶剂含量多的墨水中,保存稳定性的进一步提高效果能得到确认。

对于使用上述共聚物作为颜料分散剂场合的含量,没有特别限制,可以根据目的适当选择,相对颜料100重量份,优选1~100重量份,更优选5~80重量份%。若上述含量处于上述更优选范围内,则图像浓度及保存稳定性成为良好,在这方面很有利。

<水>

作为用于本发明墨水的水,可以列举例如离子交换水,超滤水,逆渗透水,蒸馏水等的纯水,超纯水等。

墨水中的水的含量没有特别限制,可以根据目的适当选择,从墨水的干燥性及喷出可靠性角度考虑,优选10~90重量%,更优选20~60重量%。

<色材>

作为本发明的墨水的色材,可以使用颜料或染料,但上述共聚物向色材的吸附能力,颜料比染料优异,以及从耐水性及耐光性角度考虑,优选颜料。

<颜料>

对于颜料,没有特别限制,可以根据目的适当选择,可以列举例如黑色用或彩色用的无机颜料或有机颜料等。这些颜料可单独使用或其两种或更多种组合使用。

墨水中的颜料含量没有特别限制,可以根据目的适当选择,优选0.5~20重量%,更优选1~10重量%。

(无机颜料)

作为上述无机颜料,可以使用例如氧化钛、氧化铁、氧化钙、硫酸钡、氢氧化铝、钡黄、镉红、铬黄、炭黑等。

作为黑色用颜料,可以列举如炉黑、灯黑、乙炔黑、槽黑等的炭黑(C.I.颜料黑7)类,如铜、铁(C.I.颜料黑11)等的金属类,如氧化钛等的金属氧化物类,如苯胺黑(C.I.颜料黑1)等的有机颜料。

上述炭黑各种各样,优选用炉法、槽法制造,初级粒径为15nm至40nm,根据BET(Brun-auer-Emmett-Teller)法的比表面积为50~300m2/g,DPB(邻苯二甲酸二丁酯)吸附油量为40~150mL/100g,挥发部分为0.5~10%,pH为2~9。

(有机颜料)

作为上述有机颜料,可以使用例如偶氮颜料(偶氮色淀、不溶性偶氮颜料、缩合偶氮颜料、螯合偶氮颜料等)、多环式颜料(例如酞菁颜料、苝系颜料、苝酮颜料、蒽醌颜料、喹吖啶酮颜料、二嗪颜料、靛蓝颜料、硫靛颜料、异吲哚啉酮颜料、喹啉并呋喃酮颜料等)、染料螯合物(例如碱性染料类型螯合物、酸性染料类型螯合物等)、硝基颜料、亚硝基颜料、苯胺黑等。

这些颜料中,尤其优选与水具有良好亲和性的颜料。

作为上述偶氮颜料,可以列举例如偶氮色淀、不溶性偶氮颜料、缩合偶氮颜料、螯合偶氮颜料等。

作为上述多环式颜料,可以列举例如酞菁颜料、苝系颜料、苝酮颜料、蒽醌颜料、喹吖啶酮颜料、二恶嗪颜料、靛蓝颜料、硫靛颜料、异吲哚啉酮颜料、喹啉并呋喃酮颜料、若丹明B色淀颜料等。

作为上述染料螯合物,可以列举例如碱性染料类型螯合物、酸性染料类型螯合物等。

作为黄色用颜料,没有特别限制,可以根据目的适当选择。作为其实例,可以列举C.I.颜料黄1、C.I.颜料黄2、C.I.颜料黄3、C.I.颜料黄12、C.I.颜料黄13、C.I.颜料黄14、C.I.颜料黄16、C.I.颜料黄17、C.I.颜料黄73、C.I.颜料黄74、C.I.颜料黄75、C.I.颜料黄83、C.I.颜料黄93、C.I.颜料黄95、C.I.颜料黄97、C.I.颜料黄98、C.I.颜料黄114、C.I.颜料黄120、C.I.颜料黄128、C.I.颜料黄129、C.I.颜料黄138、C.I.颜料黄150、C.I.颜料黄151、C.I.颜料黄154、C.I.颜料黄155、C.I.颜料黄174、C.I.颜料黄180等。

作为品红色用颜料,没有特别限制,可以根据目的适当选择。作为其实例,可以列举C.I.颜料红5、C.I.颜料红7、C.I.颜料红12、C.I.颜料红48(Ca)、C.I.颜料红48(Mn)、C.I.颜料红57(Ca)、C.I.颜料红57:1、C.I.颜料红112、C.I.颜料红122、C.I.颜料红123、C.I.颜料红146、C.I.颜料红168、C.I.颜料红176、C.I.颜料红184、C.I.颜料红185、C.I.颜料红202、C.I.颜料紫19等。

作为青色用颜料,没有特别限制,可以根据目的适当选择。作为其实例,可以列举C.I.颜料蓝1、C.I.颜料蓝2、C.I.颜料蓝3、C.I.颜料蓝15、C.I.颜料蓝15:3、C.I.颜料蓝15:4、C.I.颜料蓝15:34、C.I.颜料蓝16、C.I.颜料蓝22、C.I.颜料蓝60、C.I.颜料蓝63、C.I.颜料蓝66、C.I.颜料帕特蓝4、C.I.颜料帕特蓝60等。

通过使用C.I.颜料黄74作为黄色颜料,使用C.I.颜料红122、C.I.颜料紫19作为品红色颜料,使用C.I.颜料蓝15:3作为青色颜料,能获得色调、耐光性优异、具有良好均衡性的墨水。

(自分散颜料)

在本发明中使用的颜料即使为了本发明新制备的颜料也可以使用。又,从所得到的图像的发色性角度考虑,可以使用自分散颜料,优选阴离子性自分散颜料。所谓阴离子性自分散颜料是指直接或通过其它原子基团将阴离子性官能团导入到颜料表面使其分散稳定化的颜料。

作为分散稳定化前的颜料,可以使用例如国际公开第2009/014242号小册子列举那样的以往公知的各种各样的颜料。

所谓阴离子性官能团是指在pH7.0下一半以上的氢离子解离的官能团。作为阴离子性官能团的具体例子,可以列举羧基、磺基、膦酸基等。其中,从提高所得到的图像的光学浓度角度考虑,优选羧基、膦酸基。

作为将阴离子性官能团导入到颜料表面的方法,可以列举例如氧化处理炭黑的方法。

作为氧化处理方法的具体例子,可以列举例如通过次氯酸盐、臭氧水、过氧化氢、亚氯酸盐、或硝酸等进行处理的方法,或使用日本专利第3808504号公报、日本特表2009-515007号公报、以及日本特表2009-506196号公报记载那样的利用重氮盐进行表面处理的方法。

又,作为亲水性基团导入表面的市售颜料,可以列举例如CW-1、CW-2、CW-3(全部由Orient化学工业公司制)、CAB-0-JET200、CAB-0-JET300、CAB-0-JET400(全部由Cabot公司制)等。

本发明的墨水可以将例如水、颜料、水溶性有机溶剂、色材、上述共聚物、以及根据需要的其它成分分散或溶解于水性介质中,进行搅拌混合制造,但是制造方法并不作特别限定。又,上述共聚物可用作制备颜料分散体时的颜料分散树脂。

上述分散可以通过例如砂磨机、均质机、球磨机、涂料振动器、超声波分散机等进行,搅拌混合可通过具有一般搅拌桨的搅拌机、磁力搅拌器、高速分散机等进行。

制造时,根据需要,优选用过滤器、离心分离装置等过滤粗大微粒,进行脱气。

<染料>

作为上述染料,在比色指数中,可使用酸性染料、直接性染料、碱性染料、反应性染料、分类为食用染料的染料。

具体地说,作为酸性染料和食用染料,可以列举C.I.酸性黑1、2、7、24、26、94、C.I.酸性黄17、23、42、44、79、142、C.I.酸性蓝9、29、45、92、249、C.I.酸性红1、8、13、14、18、26、27、35、37、42、52、82、87、89、92、97、106、111、114、115、134、186、249、254、289、C.I.食品黑1、2、C.I.食品黄3、4、C.I.食品红7、9、14等;作为直接性染料,可以列举C.I.直接黑19、22、32、38、51、56、71、74、75、77、154、(168)、171、C.I.直接黄1、12、24、26、33、44、50、86、120、132、142、144、C.I.直接蓝1、2、6、15、22、25、71、76、79、86、87、90、98、163、165、199、202、C.I.直接红1、4、9、13、17、20、28、31、39、80、81、83、89、225、227、C.I.直接橙26、29、62、102等;作为碱性染料,可以列举C.I.碱性黑2、8、C.I.碱性黄1、2、11、13、14、15、19、21、23、24、25、28、29、32、36、40、41、45、49、51、53、63、64、65、67、70、73、77、87、91、C.I.碱性蓝1、3、5、7、9、21、22、26、35、41、45、47、54、62、65、66、67、69、75、77、78、89、92、93、105、117、120、122、124、129、137、141、147、155、C.I.碱性红2、12、13、14、15、18、22、23、24、27、29、35、36、38、39、46、49、51、52、54、59、68、69、70、73、78、82、102、104、109、112等;作为反应性染料,可以列举C.I.反应黑3、4、7、11、12、17、C.I.反应黄1、5、11、13、14、20、21、22、25、40、47、51、55、65、67、C.I.反应蓝1、2、7、14、15、23、32、35、38、41、63、80、95、C.I.反应红1、14、17、25、26、32、37、44、46、55、60、66、74、79、96、97等。

<水溶性有机溶剂>

用于本发明的墨水的水溶性有机溶剂包括具有作为防止墨水干燥的湿润剂的效果以及作为渗透剂的效果的至少某种。

作为上述水溶性有机溶剂,没有特别限制,可以根据目的适当选择。作为其实例,可以列举如乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、二丙二醇、三丙二醇、聚丙二醇、U-丁二醇、3-甲基-1,3-丁二醇、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、己二醇、甘油、1,2,3-丁三醇、1,2,4-丁三醇、1,2,6-己三醇、亚异丙基甘油、戊三醇(petriol)等的多元醇;如乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇单丁醚、四乙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚等的多元醇烷基醚;如乙二醇单苯醚、乙二醇单苄醚等的多元醇芳基醚;如2-吡咯烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮、N-羟乙基2-吡咯烷酮、1,3-二甲基咪唑啉酮、s-己内酰胺、y-丁内酯等的含氮杂环化合物;如甲酰胺、N-甲基甲酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、3-甲氧基-N,N-二甲基丙酰胺、3-丁氧基-N,N-二甲基丙酰胺等的酰胺;如单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、单乙胺、二乙胺、三乙胺等的胺类;如二甲基亚砜、噻吩烷、硫代二乙醇等的含硫化合物类;3-乙基-3-羟基甲基氧杂环丁烷、碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯等。这些可以单独使用,也可以二种或二种以上混合使用。

其中,从防止发生普通纸中的卷边角度考虑,特别优选3-乙基-3-羟基甲基氧杂环丁烷、亚异丙基甘油、N,N-二甲基-β-甲氧基丙酰胺、N,N-二甲基-β-丁氧基丙酰胺。

又,1,3-丁二醇、二乙二醇、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇、三乙二醇、甘油在防止因水蒸发造成的排出不良上能得到优异效果。

又,作为湿润性比较少而具有渗透性的水溶性有机溶剂,可以列举例如2-乙基-1,3-己二醇[溶解度:4.2%(25℃)]、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇[溶解度:2.0%(25℃)]等。

作为其它多元醇化合物,作为脂族二醇,可以列举例如2-乙基-2-甲基-1,3-丙二醇、3,3-二甲基-1,2-丁二醇、2,2-二乙基-1,3-丙二醇、2-甲基-2-丙基-1,3-丙二醇、2,4-二甲基-2,4-戊二醇、2,5-二甲基-2,5-己二醇、5-己烯-1,2-二醇等。

作为其它能并用的渗透剂,只要能溶解于墨水中,调整到所希望的物性,没有特别限制,可以根据目的适当选择。作为其实例,可以列举如二乙二醇单丁醚、丙二醇单丁醚、乙二醇单苯醚、二乙二醇单苯醚、乙二醇单烯丙基醚、丙二醇单烯丙基醚、四乙二醇氯苯醚等的多元醇的烷基或芳基醚类,如乙醇等的低级醇等。

作为不是水溶性有机溶剂的湿润剂,可以含有糖类。作为上述糖类,可以列举例如单糖类、二糖类、低聚糖类(包含三糖类、四糖类)、多糖类等。具体地说,可以列举葡萄糖、甘露糖、果糖、核糖、木糖、阿拉伯糖、半乳糖、麦芽糖、纤维二糖、乳糖、蔗糖、海藻糖、麦芽三糖等。在此,所谓“多糖类”指广义上的糖类,包含如α-环糊精、纤维素等自然界广泛存在的物质。又,作为上述糖类的衍生物,可以列举上述糖类的还原糖[例如,糖醇〔通式:HOCH2(CHOH)nCH2OH(其中,n是2~5的整数)〕],酸性糖(例如醛糖酸、巴豆酸等),氨基酸,硫羰酸等。其中,优选糖醇,作为上述糖醇,可以列举例如麦芽糖醇、山梨醇等。

上述颜料和上述水溶性有机溶剂的比率当用作喷墨记录用墨水场合,对于来自记录头的墨水喷出稳定性具有很大影响。若颜料固态组分高,水溶性有机溶剂的含量少,则喷嘴的墨水弯液面附近发生水分蒸发,有时带来排出不良。

水溶性有机溶剂在墨水中的含量没有特别限制,可以根据目的适当选择,优选10~60重量%,更优选20~60重量%。若上述含量为10重量%以上,能确保墨水的排出稳定性,若上述含量为60重量%以下,则干燥性良好。上述含量处于上述更优选范围的墨水具有干燥性及排出稳定性非常良好的优点。

<其它成分>

作为用于本发明的墨水的其它成分,没有特别限制,可以根据需要适当选择,可以列举例如表面活性剂,pH调整剂,水分散性树脂,防腐防霉剂,防锈蚀剂,氧化防止剂,紫外线吸收剂,氧吸收剂,光稳定化剂等。

-表面活性剂-

作为上述表面活性剂没有特别限制,可以根据目的适当选择,可以列举阴离子系表面活性剂,阳离子系表面活性剂,非离子系表面活性剂,两性表面活性剂,氟系表面活性剂等。其中,特别优选非离子系表面活性剂,氟系表面活性剂。

作为上述阴离子系表面活性剂,可以列举例如烷基芳香基磺酸盐,烷基萘磺酸盐,烷基磷酸盐,烷基硫酸盐,烷基磺酸盐,烷基醚硫酸盐,烷基磺基琥珀酸盐,烷基酯硫酸盐,烷基苯磺酸盐,烷基二苯基醚二磺酸盐,烷基芳基醚磷酸盐,烷基芳基醚硫酸盐,烷基芳基醚酯硫酸盐,烯属磺酸酯,烷烃烯属磺酸酯,聚氧乙烯烷基醚磷酸盐,聚氧乙烯烷基醚硫酸酯盐,醚羧酸酯,磺基琥珀酸盐,α-磺基脂肪酸酯,脂肪酸盐,高级脂肪酸和氨基酸的缩合物,环烷酸盐等。

作为上述阳离子系表面活性剂,可以列举例如烷基胺盐,二烷基胺盐,脂肪族胺盐,苄烷铵盐,4价铵盐,烷基吡啶盐,咪唑啉盐盐,锍盐,膦盐等。

作为上述非离子系表面活性剂,可以列举例如炔二醇系表面活性剂,聚氧乙烯烷基醚,聚氧乙烯烷基苯基醚,聚氧乙烯烷基酯,聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯等。

作为上述两性表面活性剂,可以列举例如咪唑啉盐甜菜碱等的咪唑啉衍生物,二甲基烷基十二烷基甜菜碱,烷基甘氨酸,烷基二(氨乙基)甘氨酸等。

作为上述氟系表面活性剂,可以列举下述化学式(I)~(III)表示的材料等。

化学式(I)

CF3CF2(CF2CF2)m-CH2CH2O(CH2CH2O)nH

(上述式中,m表示0~10的整数,N表示1~40的整数)

化学式(II)

(上述式中,Rf表示含氟基,m、N、以及p表示整数)

作为上述含氟基,优选全氟烷基,特别优选碳原子数为1~10者,更优选碳原子数为1~3者。作为其例子,可以列举CjF2j-1(但是,j表示1~10的整数),作为具体例,可以列举CF3,CF2CF3,C3F7,C4F9等。其中,特别优选CF3,CF2CF3。又,优选N为1~4,m为6~25,p为1~4。

化学式(III)

(上述式中,Rf表示含氟基,q表示整数)

作为上述含氟基,优选与上述化学式(II)相同的全氟烷基,可以列举例如CF3,CF2CF3,C3F7,C4F9等。R2+表示阳离子基,可以列举例如4价铵基;钠,钾等的碱金属离子;三乙胺,三乙醇胺等。其中,特别优选4价铵基。R1-表示阴离子基,可以列举例如COO-,SO3-,SO4-,PO4-等。q优选1~6。

作为上述氟系表面活性剂,可以使用适当合成者,也可以使用市售品。

作为上述市售品,可以列举例如SURFLON S-111、S-112、S-113、S-121、S-131、S-132、S-141、S-145(全部由ASAHI GLASS公司制);FLUORAD FC-93、FC-95、FC-98、FC-129、FC-135、FC-170C、FC-430、FC-431(全部由住友3M公司制);MEGAFACEF-470、F-1405、F-474(全部由DIC公司制);ZONYLTBS、FSP、FSA、FSN-100、FSN、FSO-100、FSO、FS-300、UR(全部由Du Pont公司制);FT-110、FT-250、FT-251、FT-400S、FT-150、FT-400SW(全部由NEOS公司制);PF-151N(由OMNOVA公司制);Unidyne DSN-403N(Daikin工业公司制)等。其中,从提高可靠性及发色性角度考虑,特别优选ZONYL FS-300、FSN、FSO-100、FSO(全部由Du Pont公司制),Unidyne DSN-403N(Daikin工业公司制)。

上述表面活性剂在墨水中的含量没有特别限制,可以根据目的适当选择,优选0.01~5.0重量%,更优选0.5~3重量%。若上述含量为5.0重量%以下,向记录介质的渗透性良好,能防止图像浓度降低,防止发生里层脱落。

-pH调整剂-

作为上述pH调整剂,只要不对调制的墨水带来坏影响,能将pH调整到8.5~11,没有特别限制,可以根据目的适当选择。

作为其实例,可以列举醇胺类、碱金属元素的氢氧化物、铵的氢氧化物、磷氢氧化物、碱金属的碳酸盐等。

作为上述醇胺类,可以列举例如二乙醇胺、三乙醇胺、2-氨基-2-乙基-1,3-丙二醇等。

作为上述碱金属元素的氢氧化物,可以列举例如氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾等。

作为上述铵的氢氧化物,可以列举例如氢氧化铵、氢氧化季铵等。

作为上述磷氢氧化物,可以列举例如氢氧化季磷等。

作为上述碱金属的碳酸盐,可以列举例如碳酸锂、碳酸钠、碳酸钾等。

-水分散性树脂-

上述水分散性树脂成膜性(图像形成性)优异,且具有高拨水性,高耐水性,高耐气候性,因高耐水性,对于高图像浓度(高发色性)的图像记录有用。

作为其例子,可以列举缩合系合成树脂,加合系合成树脂,天然高分子化合物等。

作为上述缩合系合成树脂,可以列举例如聚酯树脂,聚氨酯树脂,聚环氧树脂,聚酰胺树脂,聚醚树脂,聚(甲基)丙烯酸树脂,丙烯酸-硅酮树脂,氟系树脂等。

作为上述加合系合成树脂,可以列举例如聚烯烃树脂,聚苯乙烯系树脂,聚乙烯醇系树脂,聚乙烯酯系树脂,聚丙烯酸系树脂,不饱和羧酸系树脂等。

作为上述天然高分子化合物,可以列举例如纤维素类,松香类,天然橡胶等。

其中,优选聚氨酯树脂微粒,丙烯酸-硅酮树脂微粒以及氟系树脂微粒。

上述水分散性树脂的平均粒径(D50)与分散液的粘度有关,在组分相同情况下,粒径越小,同一固态组分的粘度越大。

水分散性树脂的平均粒径(D50)没有特别限制,可以根据目的适当选择,为了使墨水不会有过剩的高粘度,优选50nm以上。

在本发明中,上述“50nm以上”包括50nm,以下皆如此。

又,若粒径为数十μm,则由于比喷墨头的喷嘴口大,不能使用,即使比喷嘴口小,但若粒径大的粒子在墨水中存在,则使得喷出稳定性恶化。因此,为了不妨碍墨水的喷出稳定性,平均粒径(D50)优选200Nm以下。

又,上述水分散性树脂具有使上述水分散着色剂定影在纸面上的作用,优选具有在常温下覆膜化提高色材的定影性的功能。

为此,上述水分散性树脂的最低成膜温度(MFT)优选30℃以下。

又,若上述水分散性树脂的玻璃化转变温度成为-40℃以下,则树脂覆膜的粘稠性变强,印刷物产生粘附,因此,玻璃化转变温度优选-30℃左右以上。

上述水分散性树脂的墨水中的含量没有特别限制,可以根据目的适当选择,优选固态组分为1~15重量%,更优选2~7重量%。

-防腐防霉剂-

作为上述防腐防霉剂,可以列举例如脱氢乙酸钠、山梨酸钠(sodium sorbinate)、2-吡啶硫醇-1-氧化钠、苯甲酸钠、五氯苯酚钠等。

-防锈蚀剂-

作为上述防锈蚀剂,可以列举例如酸性亚硫酸盐、硫代硫酸钠、硫代二乙酸铵、二异丙基亚硝酸铵、四硝酸季戊四醇、二环己基亚硝酸铵等。

-氧化防止剂-

作为上述氧化防止剂,可以列举例如酚系抗氧化剂(包括受阻酚系抗氧化剂)、氨基系抗氧化剂、硫系抗氧化剂、磷系抗氧化剂等。

-紫外线吸收剂-

作为上述紫外线吸收剂,可以列举例如二苯酮系紫外线吸收剂、苯并三唑系紫外线吸收剂、水杨酸系紫外线吸收剂、氰基丙烯酸系紫外线吸收剂、镍络合盐系紫外线吸收剂等。

<墨水用途>

本发明的墨水能使用于喷墨记录用、喷涂用、凸版式印刷用、凹版式印刷用、孔版式印刷用、文具用、戳记用等,作为喷墨记录用尤其合适。

<墨盒>

本发明的墨盒将上述墨水收纳在容器中,根据需要可以包括合适选择的其它部件。

对于上述容器,没有特别限制,可以根据目的适当选择其形状、结构、大小、材质等,例如,具有用铝复合薄膜、树脂薄膜等形成的墨袋等的容器很合适。

关于墨盒,参照图1及图2进行说明。

图1表示墨盒一例,图2表示还包含图1的墨盒的外壳(外装)。墨盒200从墨水注入口242将墨水充填到墨袋241内,排气后,通过熔敷该墨水注入口242密闭。使用时,将装置本体的针刺入由橡胶部件构成的墨水排出口243,向装置供给。墨袋241由没有透气性的铝复合薄膜等包装部件形成。并且,如图2所示,通常,收纳在塑料制的盒壳体244内,作为墨盒200能相对各种喷墨记录装置装卸地安装使用。

[实施例]

下面,表示实施例和比较例,对本发明进行更具体描述,但本发明并不受这些实施例限定。例子中的“份”和“%”,也包含表1中记载,只要没有特别说明,为“重量份”和“重量%”。又,表2及表3中的数值也为“重量份”。

<共聚物的分子量测定>

在实施例和比较例中获得的共聚物的分子量按如下方法求取:

使用GPC(凝胶渗透色谱),将1mL具有0.5%浓度的共聚物注入,在以下条件下测定分子量:

装置:GPC-8020(由TOSOH公司制)

柱:TSK G2000HXL和G4000HXL(由TOSOH公司制)

温度:40℃

溶剂:THF(四氢呋喃)

流速:1.0mL/分钟

接着,从测定所得到的共聚物的分子量分布,使用基于单分散聚苯乙烯标准样品作成的分子量校准曲线,计算共聚物的重均分子量Mw和数均分子量Mn。

-共聚物的合成例-

[单体合成例1:单体M-3的合成]

使得六亚甲基二异氰酸酯50.5g(300mmol)以及三乙胺30.4g(300mmol)溶解于300mL的干燥甲苯中,在氩气气流下一边搅拌一边加热至105℃。接着,缓慢滴加使得2-萘酚43.3g(300mmol)溶解于1500mL的干燥甲苯中的溶液后,在105℃下搅拌2小时。接着,冷却至室温过滤析出物,从回收的滤液蒸馏除去溶剂得到白色固体。将其投入到200mL的己烷,在室温下搅拌1小时后,过滤出白色固体,得到53.0g的下述结构式(3)的反应中间体。

化学式(3)

使得甲基丙烯酸-2-羟基乙酯20.8g(160mmol)溶解于甲基乙基酮80mL中,在氩气气流下,在室温下搅拌。接着,滴加二月桂酸二丁基锡0.03g,一边搅拌一边加热至50℃。接着,缓慢滴加使得结构式(3)的反应中间体50.0g溶解于甲基乙基酮120mL中的溶液后,在50℃下搅拌2小时。接着,冷却至室温过滤除去不溶物,从滤液中蒸馏除去溶剂得到糊状的粗产物。将其用硅胶柱色谱法(二氯甲烷/乙酸乙酯=6/1)精制,得到48.0g作为目标产物的单体M-3。

[单体合成例2:单体M-5的合成]

使得丙烯酸-2-羟基乙酯18.6g(160mmol)溶解于甲基乙基酮80mL中,在氩气气流下,在室温下搅拌。接着,滴加二月桂酸二丁基锡0.03g,一边搅拌一边加热至50℃。接着,缓慢滴加使得结构式(3)的反应中间体50.0g溶解于甲基乙基酮120mL中的溶液后,在50℃下搅拌2小时。接着,冷却至室温过滤除去不溶物,从滤液蒸馏除去溶剂得到糊状的粗产物。将其用硅胶柱色谱法(二氯甲烷/乙酸乙酯=6/1)精制,得到45.9g作为目标产物的单体M-5。

[单体合成例3:单体M-8、M-9混合物的合成]

使得三甲基六亚甲基二异氰酸酯(2,2,4-、2,4,4-,异构体混合物,东京化成工业公司制)63.1g(300mmol)以及三乙胺30.4g(300mmol)溶解于300mL的干燥甲苯中,在氩气气流下一边搅拌一边加热至105℃。接着,缓慢滴加使得2-萘酚43.3g(300mmol)溶解于干燥甲苯1500mL中的溶液后,在105℃下搅拌2小时。接着,冷却至室温过滤除去析出物,从滤液蒸馏除去溶剂得到白色固体。向其投入己烷200mL,在室温下搅拌1小时后,过滤白色固体,得到下述结构式(4)以及(5)的反应中间体混合物60.5g。

化学式(4)

化学式(5)

使得甲基丙烯酸2-羟基乙酯20.8g(160mmol)溶解于甲基乙基酮80mL中,在氩气气流下,在室温下搅拌。接着,滴加二月桂酸二丁基锡0.03g,一边搅拌一边加热至50℃。接着,缓慢滴加使得结构式(4)以及(5)的反应中间体混合物57.0g溶解于甲基乙基酮120mL中的溶液后,在50℃下搅拌2小时。接着,冷却至室温过滤除去不溶物,从滤液蒸馏除去溶剂得到糊状的粗产物。将其用硅胶柱色谱法(二氯甲烷/乙酸乙酯=6/1)精制,得到作为目标产物的单体M-8、M-9混合物49.7g。

[合成例1:共聚物CP-1的合成]

将丙烯酸12.4份(172mmol)以及47.6份(108mmol)的单体M-3溶解于干燥甲基乙基酮420mL中,制备单体溶液。将单体溶液的10%在氩气气流下加热至75℃后,使得2,2′-偶氮双(异丁腈)(AIBN)2.3份和α-硫代甘油0.2份溶解于残留的单体溶液中,将所得到的溶液耗时2.5小时滴加,在75℃下搅拌6小时。接着,冷却至室温,将得到的反应溶液投入到己烷中。过滤析出物,减压干燥,得到58.5份的[共聚物CP-1](Mw:22000)。

[合成例2~18;共聚物CP-2~18的合成]

将上述共聚物CP-1的合成中的单体以及份数变更为表1的合成例2~18的各栏所示的单体M-3,5,8,9,阴离子性单体,其它单体以及份数,如上述各栏所示,使用AIBN以及链转移调整剂的硫代甘油,除了表1所示的聚合温度这一点以外,其它都相同,得到[共聚物CP-2~18]。

各共聚物的Mw以及生成量如表1所示。表1的阴离子性单体的栏的AA为丙烯酸,MAA为甲基丙烯酸。

-颜料分散体的制备例-

[颜料分散体PD-1的制备]

使得4.0份的共聚物CP-1溶解于羟化四乙铵(TEAOH)的纯水水溶液80.0份中,使pH为8.0。相对于得到的共聚物水溶液84.0份,添加炭黑(NIPEX150,Degussa公司制)16.0份,搅拌12小时使其混合。

将所得到的混合物使用盘式珠磨机(Shinmaru-enterprises公司制,KDL型,介质:使用直径0.1mm的氧化锆珠),以周速10m/s进行1小时循环分散后,由孔径1.2μm的滤膜过滤,添加调节量的纯水,得到[颜料分散体PD-1](颜料固态组分浓度:16%)97.0份。

[颜料分散体PD-2~23的制备]

变更上述颜料分散体PD-1的制备中的共聚物、pH调整剂、颜料的种类及配比、以及纯水的配比,如表2的PD-2~23的各栏所示,除此以外相同,得到[颜料分散体PD-2~23]。

此外,表1中的TEAOH为羟化四乙铵,NaOH为氢氧化钠,DEA为二乙醇胺。

又,彩色颜料使用下述制品:

颜料蓝15:3 酞青蓝A-220JC,大日精化公司制

颜料红122 品红色调色剂EO02,Clariant公司制

颜料黄74 坚牢黄531,大日精化公司制

-墨水的制备例-

[实施例1;墨水GJ-1的制备]

将40.0份颜料分散体PD-1、甘油10.0份、1,3-丁二醇20.0份、2-乙基-1,3-己二醇1.0份、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇1.0份、Unidyne DSN-403N(Daikin工业公司制)1.0份、以及纯水27.0份混合,搅拌1小时后,由孔径1.2μm的滤膜过滤,得到本发明的墨水GJ-1。

[实施例2~23;墨水GJ-2~23的制备]

将墨水GJ-1的制备中的颜料分散体、水溶性溶剂、以及表面活性剂的种类和配比变更为如表3的实施例2~23的各栏所示,除此以外相同,得到[墨水GJ-2~23]。

[比较例1;墨水RGJ-1的制备]

将丙烯酸1.20g以及用下述结构式(6)表示的单体7.12g溶解于40mL的干燥甲基乙基酮中,制备单体溶液。将单体溶液的10%在氩气气流下加热至75℃后,使得2,2-偶氮双(异丁腈)0.273g溶解于残留的单体溶液中,将所得到的溶液耗时1.5小时滴加,在75℃下搅拌6小时。接着,冷却至室温,将得到的反应溶液投入到己烷,过滤析出的共聚物,减压干燥,得到共聚物RCP-1(Mw:7500)4.82g。

化学式(6)

接着,使用比较共聚物RCP-1,代替实施例1的颜料分散体PD-1制备中的共聚物CP-1,除此以外相同,得到颜料分散体RPD-1。

接着,使用颜料分散体RPD-1,代替实施例1的墨水GJ-1制备中的颜料分散体PD-1,除此以外相同,得到墨水RGJ-1。

[比较例2;墨水RGJ-2的制备]

使用比较共聚物RCP-1,代替实施例21的颜料分散体PD-21制备中的共聚物CP-1,除此以外相同,得到颜料分散体RPD-2。

接着,使用颜料分散体RPD-2,代替实施例21的墨水GJ-21制备中的颜料分散体PD-21,除此以外相同,得到墨水RGJ-2。

[比较例3;墨水RGJ-3的制备]

使用比较共聚物RCP-1,代替实施例22的颜料分散体PD-22制备中的共聚物CP-1,除此以外相同,得到颜料分散体RPD-3。

接着,使用颜料分散体RPD-3,代替实施例22的墨水GJ-22制备中的颜料分散体PD-22,除此以外相同,得到墨水RGJ-3。

[比较例4;墨水RGJ-4的制备]

使用比较共聚物RCP-1,代替实施例23的颜料分散体PD-23制备中的共聚物CP-1,除此以外相同,得到颜料分散体RPD-4。

接着,使用颜料分散体RPD-4,代替实施例23的墨水GJ-23制备中的颜料分散体PD-23,除此以外相同,得到墨水RGJ-4。

[比较例5;墨水RGJ-5的制备]

将作为单体的2-苯氧基甲基丙烯酸乙酯80g、作为链转移剂的3-巯基-1-丙醇3.7g、作为引发剂的2,2-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)0.3g溶解于THF160mL中,在氮气环境下,加热至65℃,使其反应7小时。将得到的溶液放至冷却,添加二月桂酸二丁基锡(IV)80mg和催化剂量的氢醌,滴加2-甲基丙烯酰氧乙基异氰酸酯10.0g。接着,升温至50℃,使其反应2.5小时后,在甲醇和水的混合溶剂下进行再沉淀精制,得到微单体MM-1(Mw:4000,Mn:1900)71g。

接着,将甲基乙基酮20g在氮气环境下加热至75℃后,将使得1.16g的二甲基-2,2′-偶氮双异丁酯、9g的微单体MM-1、1.8g的p-苯乙烯磺酸、以及49.2g的甲基丙烯酸甲基溶解于40g的甲基乙基酮中的溶液,耗时3小时滴加。接着,再使其反应1小时后,添加将0.2g的二甲基-2,2′-偶氮双异丁酯溶解于0.6g的甲基乙基酮中的溶液,升温至80℃,4小时加热搅拌。进而,添加将0.2g的二甲基-2,2′-偶氮双异丁酯溶解于0.6g的甲基乙基酮中的溶液,6小时加热搅拌。接着,进行冷却,将得到的反应溶液投入到己烷,将析出的接枝聚合物过滤干燥,得到共聚物RCP-2。

接着,使用共聚物RCP-2,代替上述颜料分散体PD-1制备中的共聚物CP-1,除此以外相同,得到颜料分散体RPD-5。

接着,使用颜料分散体RPD-5,代替上述墨水GJ-1制备中的颜料分散体PD-1,除此以外相同,得到墨水RGJ-5。

[比较例6;墨水RGJ-6的制备]

(单体的合成)

使得2-萘酚72.0g(500mmol)以及乙二醇单-2-氯乙基醚125.0g(1000mmol)溶解于N-甲基-2-吡咯烷酮500mL中,在室温下搅拌1小时。进而,在110℃下搅拌10小时后,冷却至室温,向所得到的反应溶液添加纯水2500mL,在室温下搅拌1小时,析出的固体过滤,减压干燥。

使得上述反应得到的固体70.0g和三乙胺45.0g(450mmol)溶解于四氢呋喃250mL中,在冰浴下搅拌30分钟。向其缓慢滴加甲基丙烯酰氯36.6g(350mmol),进而,在冰浴下搅拌3小时。向所得到的溶液添加乙酸乙酯250mL和纯水100mL,进行水洗。接着,分离出乙酸乙酯层,使用饱和食盐水洗净。再次分离出乙酸乙酯层,使用硫酸镁干燥,蒸馏除去溶剂。由硅胶柱色谱法精制残留物,得到下述结构式(7)的单体80.5g。

化学式(7)

(共聚物RCP-3的合成)

向具备搅拌机和冷却管的100mL的三口烧瓶中,添加甲基乙基酮12.0g,在氩气气流下,加热至72℃。此时,将使得结构式(7)的单体2.4g(8.00mmol)、甲基丙烯酸1.2g(13.9mol)、甲基丙烯酸苄酯8.4g(47.6mmol)、2,2′-偶氮双(异酪酸)二甲基0.128g(0.56mmol)溶解于甲基乙基酮6.0g中的溶液,耗时3小时滴加。滴加结束后,再使其反应1小时,添加使得2,2′-偶氮双(异酪酸)二甲基0.06g(0.26mmol)溶解于甲基乙基酮2.0g中的溶液,加热至78℃搅拌4小时。接着,使用己烷重复再沉淀2次,精制共聚物后,过滤减压干燥,得到11.6g的共聚物RCP-3(Mw:34000)。

(颜料分散体RPD-6的制备)

使得4.0份的共聚物RCP-3溶解于由羟化四乙铵35%水溶液1.9份、3-甲氧基-N,N′-二甲基丙酰胺50.0份、以及纯水28.1份构成的混合液中。

将炭黑(NIPEX150,Degussa公司制)16.0份添加到共聚物RCP-3的水溶液84.0份中,搅拌12小时。将所得到的混合物使用盘式珠磨机(Shinmaru-enterprises公司制,KDL型,介质:使用直径0.1mm的氧化锆珠),以周速10m/s进行1小时循环分散后,由孔径1.2μm的滤膜过滤,添加调节量的纯水,得到95.0份的颜料分散体RPD-6(颜料固态组分浓度:16%)。

(墨水RGJ-6的制备)

将40.0份的颜料分散体RPD-6、10.0份的1,3-丁二醇、10.0份的甘油、1.0份的2-乙基-1,3-己二醇、1.0份的2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇、1.0份的Unidyne DSN-403N(Daikin工业公司制,固态组分100%)、以及37.0份的纯水混合,搅拌1小时后,由孔径1.2μm的滤膜过滤,得到墨水RGJ-6。

上述实施例及比较例涉及的颜料分散体的保存稳定性按以下方法测定评价。

<颜料分散体的保存稳定性>

将各颜料分散体充填到玻璃容器,在70℃下保存二周,从下式求取保存后的粘度相对保存前的粘度的变化率,用以下基准评价。C级及C级以上能实用。

测定粘度使用粘度计(RE80L,东机产业公司制),以50转测定25℃的粘度。

粘度的变化率(%)=[(保存后的颜料分散体的粘度-保存前的颜料分散体的粘度)/保存前的颜料分散体的粘度]×100

[评价基准]

A:粘度的变化率在±5%以内。

B:粘度的变化率超过±5%,在±8%以内。

C:粘度的变化率超过±8%,在±10%以内。

D:粘度的变化率超过±10%,在±30%以内。

E:粘度的变化率超过±30%(发生胶凝,以致不能评价)。

上述实施例及比较例的墨水的物性按以下方法测定评价。

<墨水的保存稳定性>

将各墨水充填到墨盒,在70℃下保存一周,从下式求取保存后的粘度相对保存前的粘度的变化率,用以下基准评价。C级及C级以上能实用。

测定粘度使用粘度计(RE80L,东机产业公司制),以50转测定25℃的粘度。

粘度的变化率(%)=[(保存后的颜料分散体的粘度-保存前的颜料分散体的粘度)/保存前的颜料分散体的粘度]×100

[评价基准]

A:粘度的变化率在±5%以内。

B:粘度的变化率超过±5%,在±8%以内。

C:粘度的变化率超过±8%,在±10%以内。

D:粘度的变化率超过±10%,在±30%以内。

E:粘度的变化率超过±30%(发生胶凝,以致不能评价)。

<图像浓度>

在23℃、50%RH环境下,将各墨水充填到喷墨打印机(理光公司制,IPSiO GX5000),在普通纸1(XEROX 4200,XEROX公司制)及普通纸2(MyPaper,理光公司制)上打印用Microsoft Word 2000(Microsoft公司制)作成的记载64点的JIS X 0208(1997)、2223通用符号的列表,由X-Rite938(X-Rite公司制)对打印面的上述符号部分进行测色,用以下基准评价。C级及C级以上能实用。

打印模式通过在打印机附设的驱动器由普通纸的用户设定,将“普通纸-标准快速”模式改变为“无颜色修正”模式使用。

上述JIS X 0208(1997)、2223是外形为正方形、用墨涂满符号整个面的符号。

[评价基准]

A:1.25以上。

B:1.20以上,不足1.25。

C:1.10以上,不足1.20。

D:不足1.10。

E:颜料胶凝,不能分散到墨水中,不能打印。

表2

表4

从上述结果可知,实施例1~23的本发明涉及的使用侧链末端含萘基的共聚物制备的颜料分散体,与比较例1~5的使用侧链末端不含萘基的共聚物制备的颜料分散体相比,具有优异的保存稳定性。该发现机理详细不明,推测如下。

为了实现良好的颜料分散以及分散稳定性,需要共聚树脂与颜料紧密吸附,且在颜料粒子之间防止因树脂的立体位阻造成的粒子的再凝集。推测本发明涉及的共聚树脂这些特性优异。在水系墨水中,共聚树脂和颜料的吸附因疏水性相互作用以及芳香族堆积相互作用(π-π相互作用)引起相互吸引产生。本发明涉及的共聚树脂由作为疏水性部的化学式(1)的结构部位和作为亲水性部的阴离子基团的结构部位构成,由于阴离子基团的强亲水性,能一边确保水溶性一边以高浓度含有作为疏水性部的化学式(1)的结构部,能得到大的疏水性相互作用。又,在该疏水性部含萘基,也可以得到大的π-π相互作用。推测这些因素协同使共聚树脂可以与颜料强力吸附。此外,推测本发明涉及的共聚树脂由于其结构特长,能持续维持因立体位阻造成的颜料粒子间的斥力或静電斥力。

又,尽管在侧链末端含萘基等方面与化学式(1)的结构单元类似,在使用具有与此相异的结构单元的共聚物的情况下,不能得到充分的墨水的保存稳定性,难以长期保证稳定品质(参照比较例6)。

上面根据本发明的合适的实施形态说明了本发明。在此,表示特定的具体例说明了本发明,但是,显然,只要不脱离本发明的宗旨及范围,可以对上述具体例子加以各种各样的修正及变更。即,具体例子的详细说明及附图并不限定本发明。

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