TW202212502A - 噴墨用著色分散液、噴墨記錄用印墨、及噴墨記錄方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種噴墨用著色分散液及其製造方法,該噴墨用著色分散液含有著色劑、分散劑、碲化合物及水,上述分散劑為A–B嵌段聚合物,構成A嵌段的單體為(甲基)丙烯酸及(甲基)丙烯酸丁酯,且A嵌段中的(甲基)丙烯酸之含有率為26至42質量%,構成B嵌段的單體包含(甲基)丙烯酸環己酯,上述分散劑的酸價為100至159mgKOH/g,上述分散劑的質量平均分子量為10000至50000。此外,本發明提供一種含有該分散液的噴墨記錄用印墨、使用該印墨的噴墨記錄方法、附著有該印墨的記錄介質及裝填有含有該印墨的容器之噴墨印表機。
Description
本發明係有關噴墨用著色分散液、含有該分散液的噴墨記錄用印墨及使用該印墨的噴墨記錄方法。
在各種顏色記錄方法中屬於代表性方法之一的藉由噴墨印表機進行的記錄方法(噴墨記錄方法),係使印墨產生小滴並使其附著在各種記錄介質上(紙、塑膠膜、織物等)而進行記錄者。由於此記錄方法具有容易小型化或高速化的特點,故近年不僅急速普及,且可望今後也有大幅的成長。
在噴墨記錄方法中,除了具有印墨接收層的噴墨專用紙、光澤紙、泛用普通紙等印墨吸收能力高的記錄介質之外,尚有使用銅版紙、塑膠薄膜等吸墨能力低的難吸墨性之記錄介質,以及完全不吸墨的非吸墨性記錄介質的情形。對於此種難吸墨性或非吸墨性的記錄介質,在用水性噴墨印墨進行印刷時,由於印墨難以滲透至記錄介質內,會耗費許多時間進行乾燥。因此,使印刷於表面的記錄介質立刻在噴墨印表機內反轉而印刷於背面,亦即進行高速自動雙面印刷時,會產生因未乾燥的印墨以致反轉輥類受到污染等之問題。
為解決上述問題而已有人提議乾燥性高的印墨。不過,在此種乾燥性高的印墨,有容易在噴墨頭的噴嘴附近產生堵塞的問題。如因印墨中的著色劑、樹脂微粒等固形物而產生噴嘴堵塞時,會使印墨無法穩定吐出,招致印刷圖像的畫質明顯降低的問題。
此種問題可藉由提升乾燥後的印墨之再分散性得到解決。因為即便噴嘴附近的印墨乾燥,藉由從噴頭內重新供應到噴嘴的印墨本身使乾燥印墨再分散,不容易產生阻塞,即可解決上述問題,可提高吐出穩定性。在提升水性噴墨印墨的再分散性時,有效提高在印墨中分散有著色劑的分散劑之親水性。然而,提高分散劑的親水性時,會使記錄圖像的耐水性降低,當印刷物上附著水而擦拭時,容易有造成圖像剝離之虞。如此,再分散性和耐水性是相反的性能,故強力要求有平衡兼具兩性能的印墨。
專利文獻1中揭示一種印墨組成物,係在印墨難吸收性或印墨非吸收性的記錄介質中,可形成黏性、固定性及耐水性優異的圖像。
專利文獻2中揭示一種印墨,其即使在非多孔質基材上印字時,也可顯現良好的乾燥性,且印字部位具有高光澤、耐擦拭性及耐乙醇性。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1] 日本特開2017–66215號公報
[專利文獻2] 日本特開2014–240451號公報
[發明所欲解決的問題]
本發明的課題係提供一種噴墨用著色分散液印墨、含有該分散液的噴墨記錄用印墨及使用該印墨的噴墨記錄方法,該噴墨用著色分散液之乾燥後的再分散性優異,且記錄圖像的耐水性亦優異。
[解決問題的方式]
在解決上述問題用之具體方式上,包含有以下的實施型態。
1) 一種噴墨用著色分散液,其含有著色劑、分散劑、碲化合物及水,其中,
前述分散劑為A–B嵌段聚合物,構成該A–B嵌段聚合物的A嵌段之單體為(甲基)丙烯酸及(甲基)丙烯酸丁酯,且構成A嵌段的單體之總質量中的(甲基)丙烯酸之含有率為26至42質量%,構成該A–B嵌段的B嵌段之單體包含(甲基)丙烯酸環己酯,
前述分散劑的酸價為100至159mgKOH/g,
前述分散劑的質量平均分子量為10000至50000。
2) 如1)所述之噴墨用著色分散液,其中,前述碲化合物之經金屬碲換算的總含有率係以質量基準為160ppm以下。
3) 如1)或2)所述之噴墨用著色分散液,其中,前述分散劑的酸價為112至135mgKOH/g。
4) 如1)至3)中任一項所述之噴墨用著色分散液,其中,前述分散劑的質量平均分子量為10000至30000。
5) 如1)至4)中任一項所述之噴墨用著色分散液,其中,前述著色劑為選自由顏料及分散染料所成之群組中的著色劑。
6) 如1)至5)中任一項所述之噴墨用著色分散液,其中, 構成前述A–B嵌段聚合物的B嵌段之單體含有(甲基)丙烯酸。
7) 一種噴墨記錄用印墨,係含有1)至6)中任一項所述之噴墨用著色分散液。
8) 一種噴墨記錄方法,係使7)所述之噴墨記錄用印墨的滴液從噴墨印表機吐出而在記錄介質上進行記錄。
9) 如8)所述之噴墨記錄方法,其中,前述記錄介質為印墨難吸收性或印墨非吸收性的記錄介質。
10) 如9)所述之噴墨記錄方法,其中,前述記錄介質為已施加選自由電暈放電處理、電漿處理及火焰處理所成之群組中的至少1種表面改質處理的記錄介質。
11) 一種記錄介質,係經由7)所述之噴墨記錄用印墨著色者。
12) 一種噴墨印表機,係裝填有含有7)所述之噴墨記錄用印墨之容器。
13)一種噴墨用著色分散液的製造方法,係製造1)至6)中任一項所述之噴墨用著色分散液,該製造方法包含使前述分散劑被覆在前述著色劑的表面上之步驟。
14) 如13)所述之製造方法,係藉由相轉換乳化法而使前述分散劑被覆在前述著色劑的表面上。
[發明效果]
依照本發明,可提供噴墨用著色分散液、含有該分散液的噴墨記錄用印墨及使用該印墨的噴墨記錄方法,該噴墨用著色分散液之乾燥後的再分散性優異,且記錄圖像的耐水性亦優異。
以下,詳細說明適用本發明的具體之實施型態。
本說明書中,噴墨用著色分散液或噴墨記錄用印墨中含有的各成分,可單獨使用任1種,或可合併使用2種以上。
此外,本說明書中「(甲基)丙烯酸」的用詞係指包含「丙烯酸」及「甲基丙烯酸」之兩者。「(甲基)丙烯酸酯」等亦為同理。
此外,本說明書中,如「X至Y質量%」等僅記載上下限的範圍之一方的單位時,該範圍的上下限之單位為相同,即指「X質量%至Y質量%」等。
<噴墨用著色分散液>
本實施型態的噴墨用著色分散液(以下,簡稱「分散液」)含有著色劑、分散劑、碲化合物及水,其中,上述分散劑為A–B嵌段聚合物,構成該A–B嵌段聚合物的A嵌段之單體為(甲基)丙烯酸及(甲基)丙烯酸丁酯,且構成A嵌段的單體之總質量中的(甲基)丙烯酸之含有率為26至42質量%,構成該A–B嵌段的B嵌段之單體包含(甲基)丙烯酸環己酯,上述分散劑的酸價為100至159mgKOH/g,上述分散劑的質量平均分子量為10000至50000。以下,詳細說明本實施型態的分散液中含有之成分。
[著色劑]
本實施型態的分散液中含有之著色劑只要係不溶於水的著色劑即無特別的限制,可使用已知的顏料、分散染料等。本說明書中不溶於水的著色劑係指對於25℃的水之溶解度通常在5g/L以下的著色劑,以3g/L以下為佳,以1g/L以下更佳,以0.5g/L以下又更佳。溶解度的下限係包含0g/L。又,下述中如無特別的說明,「著色劑」係指「不溶於水的著色劑」。
顏料可列舉無機顏料、有機顏料、體質顏料等,可使用任一種顏料。此外,也可將此等顏料組合,例如,也可在有機顏料中加入體質顏料而調製分散液。
無機顏料可列舉:例如碳黑、氧化鈦、金屬氧化物、金屬氫氧化物、金屬硫化物、金屬亞鐵氰化物、金屬氯化物等。
作成黑色的分散液時,無機顏料係以熱黑、乙炔黑、油爐黑、煤氣爐黑、燈黑、煤氣黑、槽黑等碳黑為佳。碳黑的市售品可列舉:例如哥倫比亞碳素公司製造的Raven系列;卡伯特 (Cabot)公司製造的Monarch系列、Regal系列及Mogul系列;獵戶座工程碳(Orion Engineered Carbons)公司製的Hiblack系列、ColorBlack系列、Printex系列、SpecialBlack系列及Nerox系列;三菱化學股份有限公司製造的MA系列、MCF系列、編號25、編號33、編號40、編號47、編號52、編號900及編號2300等。
碳黑以外的無機顏料可列舉:例如C.I.顏料白6、27;氫氧化鋁等。
有機顏料列舉:例如偶氮、重氮、酞菁、喹吖酮、異吲哚酮、二噁嗪、苝、苝酮、硫靛、蒽醌、喹酞酮等各種顏料。此有機顏料也可和上述的無機顏料一起使用。例如,為了改良固體的流動性,亦可一起使用有機顏料和體質顏料。
有機顏料的具體例可列舉:例如C. I. 顏料黃 1、2、3、12、13、14、16、17、24、55、73、74、75、83、93、94、95、97、98、108、114、128、129、138、139、150、151、154、180、185、193、199、202、213等黃色顏料;C. I. 顏料紅 5、7、12、48、48:1、57、88、112、122、123、146、149、150、166、168、177、178、179、184、185、202、206、207、254、255、257、260、264、269、272等紅色顏料;C. I. 顏料藍 1、2、3、15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、22、25、60、66、80等藍色顏料;C. I. 顏料紫 19、23、29、37、38、50等紫色顏料;C. I. 顏料橙 13、16、43、68、69、71、73等橙色顏料;C. I. 顏料綠 7、36、54等綠色顏料;C. I. 顏料黑 1等黑色顏料等。
體質顏料可列舉:例如二氧化矽、碳酸鈣、滑石、黏土、硫酸鋇、白煙等。體質顏料大多係和其他的著色劑一起使用。
分散染料可列舉已知的分散染料。此等染料之中,係以選自C. I. 分散染料中之染料為佳。其具體例可列舉:例如C. I. 分散黃 9、23、33、42、49、54、58、60、64、66、71、76、79、83、86、90、93、99、114、116、119、122、126、149、160、163、165、180、183、186、198、200、211、224、226、227、231、237等黃色染料;C. I. 分散紅 60、73、88、91、92、111、127、131、143、145、146、152、153、154、167、179、191、192、206、221、258、283等紅色染料;C. I. 分散橙 9、25、29、30、31、32、37、38、42、44、45、53、54、55、56、61、71、73、76、80、96、97等橙色染料;C. I. 分散紫 25、27、28、54、57、60、73、77、79、79:1等紫色染料;C. I. 分散藍 27、56、60、79:1、87、143、165、165:1、165:2、181、185、197、202、225、257、266、267、281、341、353、354、358、364、365、368等藍色染料;等。
著色劑的平均粒徑通常為50至300nm,以60至250nm為佳。本說明書中「平均粒徑」係指使用雷射光散亂法測定的粒子之平均粒徑。
著色劑係以其表面被覆有分散劑者為佳。本說明書中「被覆有」係包含著色劑的部分表面被覆有分散劑的狀態、及著色劑的全部表面被覆有分散劑的狀態之兩者。
相對於本實施型態的分散液之總質量,著色劑的含有率通常為0.1至30質量%,以0.5至20質量%為佳,以1至15質量%更佳。此外,相對於後述的本實施型態之印墨的總質量,著色劑的含有率通常為1至30質量%,以1至10質量%為佳,以2至7質量%更佳。
[分散劑]
本實施型態的分散液中含有的分散劑為A–B嵌段聚合物。A–B嵌段聚合物係指由A聚合物(以下稱為「A嵌段」)和B聚合物(以下稱為「B嵌段」)化學性結合成的聚合物,A、B係分別指由1種以上的加成聚合性單體構成之聚合物。
以下,詳細說明A–B嵌段聚合物(以下亦稱「嵌段共聚物」)在著色劑的分散上發揮之作為。
使著色劑在水中穩定分散的方法,通常可使用樹脂等高分子分散劑,藉由熵斥力、離子排斥力或立體排斥力來阻礙著色劑之間的凝聚,使分散狀態穩定的方法。在此,高分子分散劑係具有親水性部分和疏水部分的聚合物,其中疏水性部分具有吸附在著色劑表面上的作用,親水性部分具有分散在水中的作用。上述的高分子分散劑主要係使用親水性部分及疏水性部分不規則排列的無規聚合物(以下亦稱「無規共聚物」)及上述的嵌段共聚物。
由於無規共聚物的親水性部分及疏水性部分係不規則地排列,而稀疏吸附於著色劑表面,結果無法充分被覆著色劑表面,此外,對水、水溶性有機機溶劑等液體介質的親和性也可能不足。如在此狀態下受到印墨中溶劑的侵蝕時,容易使分散劑剝落,並且可能產生著色劑的凝聚。
另一方面,嵌段共聚物係由親水性部分連續排列的聚合物和疏水性部分連續排列的聚合物結合而成之結構,和無規共聚物比較,可用更高的被覆面積吸附在著色劑表面上,且親水性嵌段對液體介質更具親和性,故即使受到溶劑等的侵蝕也難以引起分散劑的脫離,可保持穩定的分散狀態。此外,嵌段共聚物的親水性比無規共聚物高,即使印墨在噴嘴附近乾燥,也會因重新供應的印墨而容易再分散,可望有難以產生噴嘴阻塞的效果。另一方面,由於嵌段共聚物的分散穩定性高,即便使其在記錄介質上乾燥時會先使印墨中的水分蒸發而使印墨中的溶劑之相對濃度變高,可不引起著色劑凝聚而塗膜化。其結果形成平滑性高且表面被覆有樹脂的塗膜,可望有高耐水性的效果。
獲得上述嵌段共聚物的方法,已知有使用有機蹄化合物的TERP(Organotellurium–Mediated Living Radical Polymerization)法。以下,詳細說明TERP法。
TERP係指使用有機蹄化合物作為鏈轉移劑而使自由基聚合性性化合物(乙烯單體)聚合的聚合方法,例如,國際公開第2004/14848號、國際公開第2004/14962號、國際公開第2004/072126號、國際公開第2004/096870號等中所述。TERP法的具體聚合方法可列舉如下述(a)至(d)。
(a) 使用下述式(1)表示的有機蹄化合物將乙烯單體聚合。
(b) 使用下述式(1)表示的有機蹄化合物和偶氮系聚合起始劑之混合物將乙烯單體聚合。
(c) 使用下述式(1)表示的有機蹄化合物和下述式(2)表示的有機二蹄化物化合物之混合物將乙烯單體聚合
(d) 使用下述式(1)表示的有機蹄化合物、偶氮系聚合起始劑和下述式(2)表示的有機二蹄化物化合物之混合物將乙烯單體聚合。
[式(1)中,R
1呈示碳數1至8的烷基、芳基或芳香族雜環基。R
2及R
3分別獨立地呈示氫原子或碳數1至8的烷基。R
4呈示碳數1至8的烷基、芳基、取代芳基、芳香族雜環基、烷氧基、醯基、醯胺基、氧羰基、氰基、烯丙基或炔丙基。式(2)中,R
1呈示碳數1至8的烷基、芳基或芳香族雜環基。]
上述式(1)表示的有機蹄化合物之具體例,除了乙基–2–甲基–2–正丁基碲基–丙酸酯、乙基–2–正丁基碲基-丙酸酯、(2–羥基乙基)–2–甲基碲-丙酸酯等以外,尚可列舉國際公開第2004/14848號、國際公開第2004/14962號、國際公開第2004/072126號及國際公開第2004/096870號所述之化合物。上述式(2)表示的有機二蹄化物化合物之具體例可列舉二甲基二蹄化物、二丁基二蹄等。偶氮系聚合起始劑只要係通常自由基聚合中使用之偶氮系聚合起始劑,即無特別的限制,可列舉:例如2,2’–偶氮雙(異丁腈)(AIBN)、2,2’–偶氮雙(2,4–二甲基戊腈)(ADVN)、1,1’–偶氮雙(1–環己烷腈)(ACHN)、2,2’–偶氮雙(4–甲氧基–2,4–二甲基戊腈)(V–70)等。
在聚合步驟中,於經非活性氣體取代的容器中,將乙烯單體、上述式(1)表示的有機蹄化合物及因應乙烯單體的種類用以控制促進反應、分子量或分子量分布等之偶氮系聚合起始劑及/或上述式(2)表示的有機二蹄化物化合物混合。非活性氣體可列舉氮氣、氬氣、氦氣等,以氬氣、氮氣為佳。上述(a)至(d)中的乙烯單體之使用量,只要依目標的共聚物之物性而適宜調整即可。
聚合反應雖然可在無溶劑的情況進行,但也可使用自由基聚合中通常使用的非質子性溶劑或質子性溶劑,並攪拌上述混合物而進行。非質子性溶劑可列舉:例如苯甲醚、苯、甲苯、丙二醇單甲醚乙酸酯、乙酸乙酯、四氫呋喃(THF)等。質子性溶劑可列舉:例如水、甲醇、1–甲氧基–2–丙醇等。溶劑可單獨使用1種,也可一起使用2種以上。溶劑的使用量並無特別的限制,例如,相對於1g乙烯單體,係以0.01至50mL為佳。反應溫度及反應時間雖然只要依所得的共聚物之分子量或分子量分布而適宜調整即可,但通常在0至150℃攪拌1分鐘至100小時。聚合反應完成後,可藉由一般的分離精製方式進行從所得的反應混合物中去除溶劑或殘留的乙烯單體,將目標物的共聚物分離。
構成A–B嵌段聚合物的A嵌段之聚合物係(甲基)丙烯酸及(甲基)丙烯酸丁酯,以甲基丙烯酸及甲基丙烯酸丁酯的組合為佳。此外,構成A–B嵌段聚合物的B嵌段之聚合物含有(甲基)丙烯酸環己酯,以含有甲基丙烯酸環己酯為佳。由於使具有親水性部分的A嵌段溶解於液體介質中,且使具有疏水性部分的B嵌段吸附在著色劑表面上,因而建立穩定的分散狀態。A嵌段具有羧基,可藉由用中和劑中和而溶解於液體介質中。另一方面,B嵌段係幾乎不溶於液體介質中,在液體介質中係吸附在疏水性強的著色劑表面上,保持被覆的狀態。構成B嵌段的(甲基)丙烯酸環己酯具有6員環的單環式飽和烴基,且具有疏水性高、柔軟的分子結構。因此,在與平面結構的環式芳香族烴或結構上可形成的構象有限制的多環式飽和烴相比,可對著色劑的各種化學性表面或結構靈活地改變結構,可用更強的相互作用吸附,其結果即便在印墨受到溶劑侵蝕,也可得強大的分散穩定性。
構成A嵌段的單體之總質量中的(甲基)丙烯酸之含有率,通常為26至42質量%,以31至40質量%為佳,以31至37質量%更佳,以33至35質量%又更佳。藉由將含有率的下限設為上述各設定率,可得作為分散劑的充分之親水性,有使分散穩定性或再分散性變良好的傾向。此外,藉由將含有率的上限設為上述各設定率,可保持作為分散劑的適度之親水性,不容易使分散劑從著色劑產生脫離,有使分散安定性變良好的傾向。
構成B嵌段的單體之總質量中的(甲基)丙烯酸環己酯之含有率,通常為80至100質量%,以90至99.8質量%為佳,以95至99質量%更佳。構成B嵌段的單體亦可更含有額外的單體。相對於構成B嵌段的單體之總質量,額外的單體之含有率通常為0至20質量%,以0.2至10質量%為佳,以1至5質量%更佳。額外的單體係以(甲基)丙烯酸為佳。構成B嵌段的單體之總質量中的(甲基)丙烯酸之含有率,通常為0.1至10質量%,以0.5至5質量%為佳。藉由使疏水性的B嵌段中含有少量的屬於親水性之(甲基)丙烯酸,可增加液體介質中的分散劑之結構的柔軟性,對著色劑的吸附變容易,有提高分散穩定性的傾向。
A嵌段在A–B嵌段聚合物中占有的比例通常為10至90質量%,以20至80質量%為佳,以30至70質量%更佳。
分散劑的酸價為100至159mgKOH/g,以112至135 mgKOH/g為佳。藉由將酸價的下限設為上述各設定值,可得對於液體介質充分之溶解性,有再分散性變良好的傾向。此外,藉由將酸價的上限設為上述各設定值,有使記錄圖像的耐水性或顯色性變良好的傾向。又,分散劑的酸價可依後述的實施例所述之方法測定。
分散劑的質量平均分子量為10000至50000,以10000至30000為佳。藉由將質量平均分子量設為上述各設定範圍,而有使分散液的穩定性變良好的傾向。又,分散劑的質量平均分子量可依後述的實施例所述之方法測定。
分散劑可使用中和劑而將酸基中和。中和劑可列舉:例如鹼金屬的氫氧化物、鹼土金屬的氫氧化物、氨、脂肪族胺化合物、醇胺化合物等。
鹼金屬的氫氧化物可列舉:例如氫氧化鋰、氫氧化鈉、氫氧化鉀等。此外,鹼土金屬的氫氧化物可列舉:例如氫氧化鋇、氫氧化鎂、氫氧化鈣、氫氧化鍶等。此等之中,以鹼金屬的氫氧化物為佳,以氫氧化鋰及氫氧化鈉更佳。
氨並無特別的限制,可以為氣體,也可以為溶解在水或有機溶劑中的液體。此等之中,以氨水為佳。
脂肪族胺化合物可列舉:例如單甲基胺、二甲基胺、三甲基胺、單乙基胺、二乙基胺、三乙基胺等。
醇胺化合物可列舉:例如單乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、單丙醇胺、二丙醇胺、三丙醇胺、甲基乙醇胺、二甲基乙醇胺、N–甲基二乙醇胺等。
相對於分散劑的酸基總量,經理論當量的中和劑中和時係「100%中和度」。中和度的上限可超過100%。分散劑的中和度通常係30至200%,以50至150%為佳。
分散劑的總質量相對於著色劑的總質量通常係以稱為分限比的數值表示。此分限比可用下述式求得。
分限比=分散劑的總質量/著色劑的總質量
本實施型態的分散液及後述的本實施型態之印墨中的分限比通常為0.1至1.0,以0.1至0.6為佳,以0.1至0.5更佳。藉由將分限比設為上述各設定範圍,使分散穩定性變良好,有可抑制記錄圖像的劣化之傾向。
[來自鏈轉移劑的碲化合物]
以TERP法獲得的嵌段共聚物之成長末端為–TeR
1(式中,R
1係和上述式(1)、(2)同義)的型態,可藉由聚合反應完成後的分離精製方式使碲原子從成長末端中去除。去除上述的蹄原子後,會有來自鏈轉移劑的蹄化合物殘留在嵌段共聚物中的情形。
本實施型態中,藉由在聚合反應完成後將嵌段共聚物分離精製,可控制來自鏈轉移劑的蹄化合物之含有率。因此,分散液的總質量中來自鏈轉移劑之蹄化合物的含有率並無特別限制。該蹄化合物之經金屬蹄換算的總含有率,以質量基準為0.01ppm以上,以0.1ppm以上為佳,以1ppm以上更佳,以160ppm以下為佳。
[水]
本實施型態的分散液為含有水之水性分散液。雖然可使用的水並無限制,但以無機離子等雜質較少者為佳。此種水可列舉離子交換水、蒸餾水等。
相對於本實施型態的分散液之總質量,水之含有率通常為50至90質量%,以60至90質量%為佳,以70至90質量%更佳。此外,相對於後述的本實施型態之印墨的總質量,水之含有率通常為20至90質量%,以35至90質量%為佳,以50至90質量%更佳。
[分散液的製造方法]
本實施型態的分散液之製造方法包含使著色劑分散的步驟。使著色劑分散的方法可使用已知的方法。其一例可列舉使用砂磨機(珠磨機)、輥磨機、球磨機、塗料搖擺器、超音波分散機、微細流體均質機等的方法。此外,調製分散液後係以藉由過濾、離心分離等將粒子尺寸大的成分去除為佳。
基於抑制調製分散液時的發泡等為目的,可添加極微量的消泡劑。但是,消泡劑中亦有阻礙分散或微粒化者,故以使用不影響分散或分散後之穩安定性者為佳。消泡劑可列舉:例如聚矽氧系、乙炔二醇系等的消泡劑。聚矽氧系消泡劑可列舉:例如日信化學股份有限公司製造的Surfinol DF–58、Big Chemie公司製造的BYK1770等。乙炔二醇系消泡劑可列舉:例如日信化學股份有限公司製造的Orfin SK–14等。
本實施型態的分散液之製造方法係以更包含使分散劑被覆在著色劑的表面上之步驟為佳。藉此可得含有表面被覆有分散劑的著色劑之分散液。使分散劑被覆在著色劑的表面之步驟可在使著色劑分散的步驟之後進行,也可和使著色劑分散的步驟同時進行。
使分散劑被覆在著色劑的表面上之方法可大致分為物理性/機械性方法和化學性方法。其具體的方法可列舉:例如表面析出法、界面聚合法(表面聚合法)等任何已知的方法。在此,表面析出法係指以調整含有著色劑的液體介質之pH;和利用著色劑在液體介質中的溶解度之差異等方法,使分散劑析出在著色劑的表面上而被覆著色劑之方法。此方法中包含酸析法、相轉換乳化法等。界面聚合法係使單體、寡聚物、顏料衍生物等具有可聚合的官能基之化合物吸附或結合在著色劑的表面上之後,和形成分散劑的其他單體進行聚合反應,而形成被覆著色劑的表面之分散劑的方法。此等方法之中係以表面析出法為佳,以相轉換乳化法更佳。
相轉換乳化法係藉由將著色劑及分散劑在有機溶劑中混合及分散,再加入水而使分散劑均勻地吸附在顏料表面上的方法。具體的製造步驟已知有下述6種。
1. 將分散有著色劑且要分散或溶解於水中之分散劑的親水性有機溶劑之溶液,和以水作為主成分的液體混合之後,進行脫溶劑的步驟。又,「以水作為主成分的液體」中的水以外之成分,可列舉:例如界面活性劑、防腐劑等。
2. 將分散有著色劑且藉由中和而分散或溶解於水中之分散劑的親水性有機溶劑之溶液,和含有水及中和劑的混合液體混合之後,進行脫溶劑的步驟。
3. 將分散有著色劑且要分散或溶解於水中之分散劑的親水性有機溶劑及疏水性有機溶劑的混合溶劑之溶液,和以水作為主成分的液體混合之後,進行脫溶劑的步驟。
4. 將分散有著色劑且藉由中和而分散或溶解於水中之分散劑的親水性有機溶劑及疏水性有機溶劑的混合溶劑之溶液,和含有水及中和劑的混合液體混合之後,進行脫溶劑的步驟。
5. 將著色劑和要分散或溶解於水中之分散劑的親水性有機溶劑及以水作為主成分的混合溶劑之溶液混合,而使顏料分散在溶液中後,進行脫溶劑的步驟。
6. 將溶解有分散劑的疏水性有機溶劑之溶液和將含有中和劑且以水作成主成分之液體混合而形成乳化(乳化或微乳化)液,在其中加入著色劑而混合及分散之後,再加水而進行脫溶劑的步驟。
上述的有機溶劑可列舉:例如醇系溶劑、酮系溶劑、醚系溶劑、芳香族烴系溶劑、脂肪族烴系溶劑、鹵化脂肪族烴系溶劑等。醇系溶劑可列舉:例如甲醇、乙醇、丙醇異丙醇、丁醇等。酮系溶劑可列舉:例如丙酮、2–丁酮等。
上述的界面活性劑可使用例如上述的消泡劑,在相轉換乳化法中也可添加不阻礙分散的程度之量。
上述的防腐劑可列舉:例如有機硫系、有機氮硫系、有機鹵素系、鹵代芳碸(haloaryl sulfone)系、碘炔丙基系、鹵代烷硫基系、腈系、吡啶系、8–氧基喹啉系、苯并噻唑系、異噻唑啉系、二硫醇系、氧化吡啶系、硝基丙烷系、有機錫系、苯酚系、四級銨鹽系、三嗪系、噻嗪系、苯胺系、金剛烷系、二硫代胺基甲酸酯系、溴化茚烷酮系、溴乙酸苯甲酯系、無機鹽系等化合物。市售的防腐劑之具體例可列舉Arch Chemical 公司製造的Proxel GXL (S)或Proxel XL–2 (S)、Dow Chemical 公司製造的Roshima 640等。
藉由使用上述的方法,可容易獲得表面具有分散劑且平均粒徑為250nm以下的著色劑。藉由選擇:著色劑的種類;分散劑的種類、酸價、質量平均分子量等,可控制著色劑的平均粒徑。著色劑的平均粒徑通常為50至180nm,以60至150nm為佳。
<噴墨記錄用印墨>
本實施型態的噴墨記錄用印墨(以下,簡稱「印墨」)係含有上述的本實施型態之分散液者,可視需要而更含有其他的印墨調製劑。此種印墨調製劑可列舉溶劑、界面活性劑、防腐劑、防黴劑、pH調整劑、螯合劑試劑、防鏽劑、水溶性紫外線吸收劑、抗氧化劑、樹脂乳液、蠟劑、滑劑等。
溶劑係以有機溶劑為佳。有機溶劑可列舉:例如甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇、異丁醇、第二丁醇、第三丁醇、1,2–己二醇、1,4–丁二醇、1,6–己二醇、三羥甲基丙烷、己烷–1,2,6–三醇等具有1至3個羥基之C1至C6的烷醇;N,N–二甲基甲醯胺、N,N–二甲基乙醯胺等醯胺類;2–吡咯烷酮、N–甲基–2–吡咯烷酮、N–甲基吡咯啶–2–酮等內醯胺;1,3–二甲基咪唑啉–2–酮、1,3–二甲基六氫嘧啶–2–酮等環式尿素;丙酮、2–甲基–2–羥基戊烷–4–酮、碳酸伸乙酯等酮或酮醇;四氫呋喃、二噁烷等環狀醚;乙二醇、二乙二醇、丙二醇、1,3–丙二醇、1,2–丁二醇、1,4–丁二醇、1,2–己二醇、1,6–己二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、二丙二醇、分子量400以上的聚乙二醇或聚丙二醇、硫代二醇、二硫代二醇等具有C2–C6伸烷基單元的單、寡聚或聚烷二醇或硫代二醇;甘油、二甘油、己烷–1,2,6–三醇、三羥甲基丙烷等多元醇(三醇);乙二醇單甲醚、乙二醇單***、二乙二醇單甲醚、二乙二醇單***、二乙二醇單丁醚(丁基卡必醇)、三乙二醇單甲醚、三乙二醇單***、乙二醇單烯丙醚、乙二醇單異丙醚、二乙二醇單甲醚、丙二醇正丁醚、丙二醇單丙醚、三乙二醇單丁醚、三丙二醇甲醚、二甲基甘醇、二甲基二甘醇、二甲基三甘醇、甲基乙基二甘醇、二乙基二甘醇、二丁基二甘醇、二甲基丙二甘醇、二丙二醇甲醚、二丙二醇正丁醚、二丙二醇正丙醚、3–甲氧基–3–甲基–1–丁醇等甘醇醚(以具有1至5個(以1至4個更佳,以1至3個又更佳)C2至C4烷二醇的烷二醇之烷基或烯基醚作為重複單元為佳);γ–丁內酯、二甲基亞碸等。
此等溶劑之中,以含有選自二醇醚類的溶劑、選自烷醇類的溶劑為佳。
相對於印墨的總質量,溶劑的含有率通常為3至50質量%,以5至40質量%為佳。
上述的溶劑不僅可使用水溶性有機溶劑,也可使用非水溶性有機溶劑。非水溶性有機溶劑可列舉:例如具有羥基及醯氧基的C8至C16 (以C8至C12為佳)烷基。其具體例可使用:例如得克薩醇(Texanol;商品名)。使用非水溶性有機溶劑時,係以不會從印墨中產生分離等的方式調整例如與水溶性有機溶劑之含有比等者為佳。
產業用噴墨印表機的印刷速度通常可改變。因此,係以配合印刷速度而適當地調整印墨的表面張力為佳。印墨的表面張力可藉由界面活性劑調整。
界面活性劑可列舉陰離子、陽離子、非離子、兩性、聚矽氧系及氟系的各界面活性劑。
陰離子界面活性劑可列舉:例如烷基磺基羧酸鹽、α–烯烴磺酸鹽、聚氧乙烯烷醚乙酸鹽、N–醯基胺基酸或其鹽、N–醯基甲基牛磺酸鹽、烷基硫酸鹽聚氧烷醚硫酸鹽、烷基硫酸鹽聚氧乙烯烷醚磷酸鹽、松香酸皂、蓖麻油硫酸酯鹽、月桂醇硫酸酯鹽、烷基酚型磷酸酯、烷基型磷酸酯、烷基芳基磺酸鹽、二乙基磺基琥珀酸鹽、二乙基己基磺基琥珀酸、二辛基磺基琥珀酸鹽等。
陽離子界面活性劑可列舉:例如2–乙烯基吡啶衍生物、聚4–乙烯基吡啶衍生物等。
兩性界面活性劑可列舉:例如月桂基二甲基胺基乙酸甜菜鹼、2–烷基–N–羧甲基–N–羥基乙基咪唑鎓甜菜鹼、椰子油脂肪酸醯胺丙基二甲基胺基乙酸甜菜鹼、聚辛基聚胺基乙基甘胺酸、咪唑啉衍生物等。
非離子界面活性劑可列舉:例如聚氧乙烯壬基苯基醚、聚氧乙烯辛基苯基醚、聚氧乙烯十二基苯基醚、聚氧乙烯十三基醚、聚氧乙烯油基醚、聚氧乙烯月桂基醚、聚氧乙烯烷基醚等聚氧伸烷烷基醚;聚氧乙烯油酸酯、聚氧乙烯二硬脂酸酯、山梨醇酐月桂酸酯、山梨醇酐單硬脂酸酯、山梨醇酐單油酸酯、山梨醇酐倍半油酸酯、聚氧乙烯單油酸酯、聚氧乙烯硬脂酸酯等聚氧乙烯伸烷醯化物;聚氧伸烷苯乙烯化苯醚等聚氧乙烯芳基醚;2,4,7,9–四甲基–5–癸炔–4,7–二醇、3,6–二甲基–4–辛炔–3,6–二醇、3,5–二甲基–1–己炔–3–醇等乙炔二醇(醇)系;聚二醇醚系等。非離子界面活性劑可以例如日信化學股份有限公司製造的Surfinol 465等Surfinol系列、Orfin系列;花王股份有限公司製造的Emargen系列;日本乳化劑股份有限公司製造的New Call系列;第一工業製藥股份有限公司製造的Neugen系列等的形式容易購得各式各樣的製品。
聚矽氧系界面活性劑可列舉:例如聚醚改質矽氧烷、聚醚改質聚二甲基矽氧烷等。其一例可列舉Air Products公司製造的Dynol 960、Dynol 980;日信化學股份有限公司製造的Silface SAG001、Silface SAG002、Silface SAG003、Silface SAG005、Silface SAG503A、Silface SAG008、Silface SAG090、Silface SAG010;Big Chemie公司製造的BYK–345、BYK–347、BYK–348、BYK–349、BYK–3450、BYK–3451、BYK–3455、BYK–LP X23288、BYK–LP X23347、BYK–LP G20726等。
氟系界面活性劑可列舉:例如全氟烷基磺酸化合物、全氟烷基羧酸化合物、全氟烷基磷酸酯化合物、全氟烷基環氧乙烷加成物及側鏈具有全氟烷基醚基的聚氧伸烷醚聚合物等。其一例可列舉杜邦公司製造的Zonyl TBS、FSP、FSA、FSN–100、FSN、FSO–100、FSO、FS–300、CApstone FS–30、FS–31;Omnova公司製造的PF–151N、PF–154N;DIC股份有限公司製造的F–114、F–410、F–444、EXP.TF–2066、EXP.TF–2148、EXP.TF–2149、F–430、F–477、F–552、F–553、F–554、F–555、F–556、F–557、F–558、F–559、F–561、F–562、R–40、R–41、RS–72–K、RS–75、RS–76–E、RS–76–NS、RS–77、EXP.TF–1540、EXP.TF–1760;Big Chemie公司製造的BYK–3440、BYK–3441等。
在此等之中,以選自非離子及聚矽氧系的界面活性劑為佳。
防腐劑可同樣地使用上述的防腐劑。
防黴劑可列舉:例如脫氫乙酸鈉、苯甲酸鈉、吡啶硫酮鈉–1–氧化物、對–羥基苯甲酸乙酯、1,2–苯并異噻唑啉–3–酮及其鹽等。
pH調整劑只要是不會對調製的印墨造成不良影響而將其pH控制在5至11者即可,可使用任何物質。其具體例可列舉:例如二乙醇胺、三乙醇胺、N–甲基二乙醇胺等烷醇胺;氫氧化鋰、氫氧化鈉、氫氧化鉀等鹼金屬的氫氧化物;氫氧化銨(氨水);碳酸鋰、碳酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸鉀等鹼金屬的碳酸鹽;矽酸鈉、乙酸鉀等有機酸的鹼金屬鹽;磷酸二鈉等無機鹼等。
螯合劑試劑可列舉:例如乙二胺四乙酸二鈉、氮基三乙酸鈉、羥基乙基乙二胺三乙酸鈉、二乙三胺五乙酸鈉、脲嘧啶二乙酸鈉等。
防鏽劑可列舉:例如酸性亞硫酸鹽、硫代硫酸鈉、硫代乙醇酸銨、二異丙基亞硝酸銨、四硝酸異戊四醇、二環己基亞硝酸銨等。
水溶性紫外線吸收劑可列舉:例如磺化二苯甲酮化合物、苯并***化合物、水楊酸化合物、肉桂酸化合物、三嗪化合物。
抗氧化劑可使用各種的有機系及金屬錯合物系的防褪色劑。有機系的防褪色劑可列舉:例如氫醌類、烷基酚類、二烷氧基酚類、酚類、苯胺類、胺類、茚烷類、色原烷(chromane)類、烷氧苯胺類、雜環類等。
為去除夾雜物,本實施型態的印墨係以進行精密過濾為佳。精密過濾時,可使用薄膜過濾器、玻璃濾紙等。進行精密過濾時的過濾器等之孔徑通常為0.5至20μm,以0.5至10μm為佳。
從提升保存穩定性的觀點,本實施型態的印墨之pH通常為5至11,以6至10為佳。本實施型態的印墨之25℃中的表面張力通常為10至50mN/m,以20至40nN/m為佳。本實施型態的印墨之在25℃的黏度通常為30mPa・s以下,以20mPa・s以下為佳。黏度的下限雖然無特別的限制,但通常為2mPa・s左右。
<噴墨記錄方法、記錄介質、噴墨印表機>
本實施型態的噴墨記錄方法係使上述的本實施型態之印墨液滴從噴墨印表機吐出而記錄在記錄介質上者。
對於噴墨印表機的印墨噴嘴、噴頭等並無特別的限制,可視目的而適宜選擇。近年已在積極開發具有藉由使印墨循環而防止噴嘴附近中的印墨乾燥之循環噴頭。本實施型態的噴墨記錄方法也可適用此種噴頭。
噴墨記錄方式可採用已知的方式。噴墨記錄方式的具體例可列舉:例如利用靜電引力而使印墨吐出的電荷控制方式;利用壓電元件的振動壓力之按需滴墨方式(也稱壓力脈衝方式);將電氣訊號轉換為音束照射在墨水,並利用該放射壓而噴出印墨的音響噴墨方式;將印墨加熱而形成氣泡,並利用產生的壓力之熱噴墨方式等。
噴墨記錄方式中,也包含:將稱為光印墨的印墨中之著色劑含量低的印墨,以小體積大量射出的方式;使用實質上色相相同且印墨中的著色劑的含量不同之數種印墨而改良畫質的方式;藉由將無色透明的印墨和含有著色劑的印墨合併使用,而提升著色劑對於記錄介質的固著性之方式等。
記錄介質雖然無特別的限制,但以難吸收印墨或不吸收印墨的記錄介質為佳。難吸收印墨的記錄介質可列舉:例如不具有印墨接收層的普通紙;使用於凹版印刷、平板印刷等的記錄介質;美術紙、銅板紙、亞光紙、鑄紙等。此外,不吸收印墨的記錄介質可列舉PET(聚對苯二甲酸乙二酯)片、PP(聚丙烯)片、氯乙烯片、玻璃、橡膠等。又,難吸收印墨或不吸收印墨的記錄介質係指具有低水透過性、吸收性及/或吸附性的表面之記錄介質,亦包含即使內部有大量孔洞亦未於外部開口的材質。更定量地說,係指Bristow法中從開始接觸至30msec
1 / 2以內的吸水量為10mL/m
2以下的記錄介質。
在使用上述的記錄介質時,可藉由施加表面改質處理而得良好的圖像。
表面改質處理係以使用選自由電暈放電處理、電漿處理及火焰處理所成之群組中的處理為佳。如一般所知,經表面改質處理的記錄介質會隨著時間而減少其效果。因此,記錄介質的表面改質處理和相對該記錄介質的印墨噴墨記錄以連續進行為佳。尤其是,記錄介質的表面改質處理係以要在噴墨記錄之前進行為佳。記錄介質的表面改質處理可藉由調整處理次數、處理時間及處理條件等而改變表面處理效果的強弱。
以本實施型態的噴墨記錄方法而記錄在記錄介質時,例如可將含有本實施型態的印墨之容器裝填在噴墨印表機的既定位置上,並用上述的記錄方法記錄在記錄介質上。
本實施型態的噴墨記錄方法亦可將黃、品紅色、青色和黑色的4色印墨和視需要的綠、藍(或紫)、紅(或橙)等各色印墨一起使用。各色印墨可注入各別的容器中,並將該各容器裝填在噴墨印表機的既定位置上而使用在噴墨記錄上。產業用噴墨印表機係基於使印刷速度高速化之目的,以藉由行頭型噴墨印表機的構成且單程的印刷為佳。本實施型態的印墨即使在這樣的印刷條件下也可得優異的吐出性能。
對於上述所有事項,係以較佳者的組合更佳,並以更佳者的組合又更佳。對於較佳者和更佳者的組合、更佳者和又更佳者的組合等亦同理。
(實施例)
以下,雖然藉由實施例更詳細說明本發明,但本發明並非侷限於實施例。
實施例中除非有特別的說明,「份」、「%」、「ppm」均為質量基準。實施例中的各合成反應、晶析等的操作除非有特別的說明,均為在攪拌下進行。此外,如需要測定分散液的顏料固形物時,係使用MS–70(A&D股份有限公司製)並以乾燥重量法求得。又,實施例中的顏料固形物係指從以乾燥重量法求得的測定值中僅換算顏料固形物之值。
本實施例中,嵌段共聚物的質量平均分子量(Mw)、分子量分布(PDI)、酸價、聚合率係依照下述方法評定。
[重量平均分子量(Mw)及分子量分布(PDI)]
利用高速液體層析儀(Tosoh股份有限公司製造,型號:HLC–8320)且藉由凝膠滲透層析(GPC)求得。測定試料(聚合生成物)係在測定前使用三甲基矽烷基二偶氮甲烷/己烷溶液(濃度:0.6mol/L)將羧基甲基化。分離柱係使用2條TSKgel SuperMultipore HZ–G(Φ4.6mm×150mm)(東曹股份有限公司製造),在移動相上使用四氫呋喃,檢測器上使用示差折射率檢測器。測定條件係設成:分離柱溫度40℃、試料濃度10mg/mL、試料注入量10μL、流速0.35mL/分鐘。使用聚苯乙烯(Tosoh股份有限公司製造,TSK Standard)作為標準物質並製作檢量線(校正曲線),測定質量平均分子量(Mw)、數量平均分子量(Mn)。從此等測定值計算出分子量分布(PDI=Mw/Mn)。
[酸價]
酸價係表示中和每1g固形物的酸性成分所需之氫氧化鉀的質量。將測定試料溶解於四氫呋喃中,加入數滴酚酞乙醇作為指示式,以0.1mol/L氫氧化鉀/2–丙二醇溶液進行中和滴定,以下式計算出酸價(A)。
A=56.11×Vs×0.1×f/w
A:酸價(mgKOH/g)
Vs:滴定所需之0.1mol/L氫氧化鉀/2–丙二醇溶液的使用量(mL)
f:0.1mol/L氫氧化鉀/2–丙二醇溶液的滴定量
w:測定試料的質量(g)(經固形物換算)
[聚合率]
利用核磁共振(NMR)測定裝置(Bruker公司製造,型號:AVANCE500 (頻率500MHz))測定
1H–NMR(溶劑:氘代氯仿,內部標準:四甲基矽烷)。對於所得的NMR頻譜,求取來自單體的乙烯基和來自聚合物的酯側鏈的積分比,計算出單體的聚合率。
<分散劑(嵌段共聚物)的合成>
[合成例1:分散劑a的合成]
在經氮取代的手套箱內,裝入預先經氮取代之表1所示比例之B嵌段單體、乙基–2–甲基–2–正丁基碲基–丙酸酯(BTEE)、二丁基二蹄(DBDT:dibutyl diterlide)、2,2’–偶氮雙(異丁腈)(AIBN)及甲基乙基酮(MEK),使其反應。在此反應液中加入預先經氮取代之表1所示比例之A嵌段單體,使其反應。反應結束後,用THF稀釋反應液,注入攪拌下的庚烷中。將析出的聚合物吸濾並乾燥,獲得目標的分散劑a。將所得的分散劑a灰化處理,藉由電感耦合電漿體質譜分析(ICP/MS)計算出經金屬蹄換算的蹄化合物之總含有率。Mw為18613、PDI為1.22、酸價為105mgKOH/g、經金屬蹄換算的蹄化合物之總含有率(以下也稱「金屬蹄含有率」)為7519ppm。
[合成例2至19:分散劑b至s的合成]
除了使用分別表1至表3所示比例的B嵌段單體及A嵌段單體以外,進行和合成例1同樣的操作,獲得分別對應之分散劑b至s。所得分散劑b至s的Mw、PDI、酸價及金屬蹄含有率係如表1至表3呈示之值。
<分散劑(無規共聚物)的合成>
[合成例20:分散劑t的合成]
在經氮取代的手套箱內,裝入預先經氮取代之表4所示比例的單體、BTEE、DBDT、AIBN及MEK,使其反應。反應完成後,用THF將反應液稀釋,注入攪拌下的庚烷中。將析出的聚合物吸濾並乾燥,獲得目標的分散劑t。將所得的分散劑t灰化處理,藉由電感耦合電漿質譜分析(ICP/MS)計算出經金屬蹄換算的蹄化合物之總含有率。Mw為19603、PDI為1.33、酸價為121mgKOH/g、金屬蹄含有率為297ppm。
表1至表4中的簡稱之意義係如下述。
BMA:甲基丙烯酸丁酯
MAA:甲基丙烯酸
CHMA:甲基丙烯酸環己酯
BzMA:甲基丙烯酸苯甲酯
IBXMA:甲基丙烯酸異冰片酯
DCPMA:甲基丙烯酸二環戊酯
<分散液的調製>
[調製例1:分散液a的調製]
使合成例1中獲得的分散劑a(5.4份)溶解在2–丁酮(12.5份)中形成均勻的溶液。在其中加入在離子交換水(62.7份)中溶解有28%氨水溶液(0.6份)而得之溶液,再加入Surfinol DF–58(日信化學工業股份有限公司製造) (0.3份)及Roshima 640(Dow化學股份有限公司製造)(0.5份)之後,攪拌1小時,調製成溶解有分散劑的乳化溶液。此時,並未析出結晶。於其中以使分限比成為0.3的方式加入C. I. 顏料紅122(Clariant公司製造, Ink Jet Magenta E02)(18.0份),在砂磨機(IMEX股份有限公司製造,6TSG–1/8型)中進行分散。分散係以1500rpm進行10小時。然後,滴下離子交換水(100份)。過濾而將分散用珠子去除之後,藉由以蒸發器將2–丁酮和部份的水減壓蒸餾,獲得顏料固形物為12%的分散液a。如上所述,由於分限比為0.3,故分散液a中的分散劑濃度在計算上為3.6%,如上述所,由於分散劑a中的金屬蹄含有率為7519ppm,故分散液a的總質量中之金屬蹄含有率在計算上求得為271ppm。
[調製例2至20:分散液b至t的調製]
和調製例1同樣的操作,將下述表5至表7所示之成分混合而調製成分散液b至t。
<印墨的調製>
[實施例1至12及比較例1至8]
將上述分散例1至20中獲得的分散液a至t和表8至表10所述之各成分混合之後,藉由以孔徑5μm的注射過濾器(Sartorius公司製造,MiniSart)過濾,獲得實施例1至12及比較例1至8的各印墨。以離子交換水調整殘留部分以使各印墨的顏料固形物成為5%。
表8至表10中的簡稱之意義係如下述。
BYK3450:聚矽氧系界面活性劑(BigChemie公司製造)
<透明印墨的調製>
將二丙二醇–正丙醚(30.0份)、乙二醇單異丙醚(30.0份)、3–甲氧基–3–甲基–1–丁醇(15.0份)、BYK3450(BigChemie公司製造)(2.1份)及離子交換水(207.9份)混合之後,藉由用孔徑0.45μm的薄膜過濾器(東洋濾紙股份有限公司製造,Advantech Dismic–25CS)過濾,獲得無色透明的透明印墨。
本透明印墨係假定為從上述實施例及比較例的印墨中去除顏料固形物後之組成的液體組成物。即便在噴墨頭的噴嘴附近印墨受到乾燥,也可因從噴頭內供應的印墨本身使乾燥印墨有再分散性,而不易產生阻塞,可保證吐出穩定性。因此,在乾燥的印墨中加入上述透明印墨時,若越容易進行再分散,乾燥後就越不容易產生噴嘴的堵塞,可謂優異的印墨。
<評定>
[再分散性評定]
將上述實施例1至12及比較例1至8的印墨20μL滴在φ67mm的玻璃皿上,使其在45℃的恆溫恆濕機中靜置乾燥10分鐘,獲得印墨的乾燥物。然後,在乾燥的印墨上分別滴下上述透明印墨10mL,將玻璃皿輕輕地晃動,靜置1小時。然後,再將玻璃皿輕輕地晃動,以目視觀察是否再分散,以下述的基準評定。將結果呈示於表11及表12中。由於再分散的溶液不產生殘渣並使著色溶液如滲透般擴散,故可用目視判斷。殘渣越多時,可謂再分散性不良。在實用上期望下述評定為3以上者。
—評定基準—
5:無殘渣且印墨的乾燥物完全再分散。
4:僅看到極少的殘留物,但印墨的乾燥物幾乎再分散。
3:雖然有少許殘渣,但印墨的乾燥物有一定程度的再分散。
2:可看到大量的殘渣,印墨的乾燥物無太多的再分散。
1:印墨的乾燥物上並無變化,幾乎無再分散。
[耐水性評定]
將上述實施例1至12及比較例1至8的印墨20μL滴在PET薄膜(東洋紡股份有限公司製造,E5102)上,在自動塗布機(Teste產業股份有限公司製造,PI–1210)上利用棒塗機No.3(安田精機股份有限公司製作所製造)塗布。然後,使塗布的PET薄膜在70℃的恆溫恆濕機中靜置乾燥3分鐘。然後,使用經離子交換水潤濕的棉棒以1cm的寬度來回擦拭印墨塗布膜,測定直到擦拭處的印墨塗布膜完全剝離為止的來回次數。測定係在同一塗布膜內共計5處進行,以該來回數的平均值評定耐水性。將結果呈示於表11及表12中。直到印墨塗布膜剝離為止的來回次數越大,呈示耐水性越優,在實用上期望係來回6次以上。表11及表12中,「耐水性」欄位的數值指該來回次數。
由表11可知,實施例1係兼具良好的再分散性和耐水性之例。此外,實施例2至4和實施例1比較可知,係分散液中的金屬蹄含有率低之例,在維持同等的再分散性的情況下進一步提升耐水性。可認為此乃因來自分散劑的金屬蹄含有率低,增加著色劑對分散劑的吸附力,並提升分散穩定性,故即便經過印墨塗布後的乾燥也不會使著色劑凝聚,而可在更良好的分散狀態下形成平滑之塗膜。
實施例5至8和實施例4比較可知,雖然在Mw、酸價、A嵌段中的MMA含有比率之嵌段共聚物結構的各物性值均高之例,但和實施例4同樣兼具優異的再分散性和耐水性。
實施例9至12為特佳的型態,係兼具優異的再分散性和耐水性之例。
另一方面,比較例8係具有和實施例9的嵌段共聚物大約同等的單體比率及物性之無規共聚的例,但和實施例比較,其再分散性及耐水性均為非常不良的結果。可認為此乃因親水性部分和疏水性部分係無秩序的排列,對液體介質的親水性低,且分散穩定性亦不良,在乾燥時容易使分散劑脫離,使著色劑凝聚而導致。由此例可看出,嵌段共聚物的結構對再分散性及耐水性發揮優異的效果。
比較例1係Mw、酸價及A嵌段中的MMA含有比率均低於實施例之例,其結果係再分散性非常不良,耐水性亦不佳。
比較例2係酸價及A嵌段中的MMA含有比率低之例,其結果係再分散性及耐水性均不良。
比較例3係酸價低的例,其結果係耐水性不良。由以上的比較例1至3可知,藉由使用在Mw、酸價及A嵌段中的MMA含有比率、與聚合物的結構或物性分別取得平衡之分散劑,可兼具良好的印墨再分散性及耐水性。
比較例4、5係以屬於具有平面結構的環式芳香族烴亦即甲基丙烯酸苯甲酯構成B嵌段的例,和實施例比較,結果係再分散性不良。
比較例6係以構造上可形成的構象有受到限制之多環式飽和烴亦即甲基丙烯酸異冰片酯構成B嵌段的例,和實施例比較,係再分散性及耐水性均非常不良的結果。同樣的,比較例7係以甲基丙烯酸二環戊酯構成B嵌段的例,此亦為再分散性不佳的結果。
由以上的比較例4至7可知,即使嵌段共聚物的結構或物性滿足條件,若改變構成疏水部分的單體種類,則難以兼具再分散性及耐水性。所以,以本實施例的B嵌段單體之甲基丙烯酸環己酯為較佳型態。
由以上的表11及表12之結果呈示,各實施例的印墨和各比較例的印墨比較,係兼具高再分散性和高耐水性的優異印墨。
無。
Claims (14)
- 一種噴墨用著色分散液,其含有著色劑、分散劑、碲化合物及水,其中, 前述分散劑為A–B嵌段聚合物,構成該A–B嵌段聚合物的A嵌段之單體為(甲基)丙烯酸及(甲基)丙烯酸丁酯,且構成A嵌段的單體之總質量中的(甲基)丙烯酸之含有率為26至42質量%,構成該A–B嵌段的B嵌段之單體包含(甲基)丙烯酸環己酯, 前述分散劑的酸價為100至159mgKOH/g, 前述分散劑的質量平均分子量為10000至50000。
- 如請求項1所述之噴墨用著色分散液,其中,前述碲化合物之經金屬碲換算的總含有率以質量基準為160ppm以下。
- 如請求項1或2所述之噴墨用著色分散液,其中,前述分散劑的酸價為112至135mgKOH/g。
- 如請求項1或2所述之噴墨用著色分散液,其中,前述分散劑的質量平均分子量為10000至30000。
- 如請求項1或2所述之噴墨用著色分散液,其中,前述著色劑為選自由顏料及分散染料所成之群組中的著色劑。
- 如請求項1或2所述之噴墨用著色分散液,其中, 構成前述A–B嵌段聚合物的B嵌段之單體包含(甲基)丙烯酸。
- 一種噴墨記錄用印墨,係含有請求項1至6中任一項所述之噴墨用著色分散液。
- 一種噴墨記錄方法,係使請求項7所述之噴墨記錄用印墨的滴液從噴墨印表機吐出並附著在記錄介質上而進行記錄。
- 如請求項8所述之噴墨記錄方法,其中,前述記錄介質為印墨難吸收性或印墨非吸收性的記錄介質。
- 如請求項9所述之噴墨記錄方法,其中,前述記錄介質為已施加選自由電暈放電處理、電漿處理及火焰處理所成之群組中的至少1種表面改質處理後的記錄介質。
- 一種記錄介質,係附著有請求項7所述之噴墨記錄用印墨。
- 一種噴墨印表機,係裝填有含有請求項7所述之噴墨記錄用印墨之容器。
- 一種噴墨用著色分散液的製造方法,係製造請求項1至6中任一項所述之噴墨用著色分散液,該製造方法包含使前述分散劑被覆在前述著色劑的表面上之步驟。
- 如請求項13所述之製造方法,係藉由相轉換乳化法而使前述分散劑被覆在前述著色劑的表面上。
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