專利名稱：非水系墨的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適用于噴墨記錄系統(tǒng)用途的非水系墨，具體涉及透印抑制效果優(yōu)異的非水系墨。
背景技術(shù)：
噴墨記錄方式是一種將流動性高的噴墨用墨從微細的噴嘴頭以墨顆粒的方式噴射、并且在與上述噴嘴對向地設(shè)置的印刷紙上記錄圖像的方式，由于可實現(xiàn)低噪音且高速地打印，因此近年得到急速普及。作為這樣的噴墨記錄方式中使用的墨，提出有各種使顏料微分散于非水溶性溶劑中而得到的所謂非水系墨。例如，申請人在專利文獻I中提出了 包含顏料和作為有機溶劑的酯溶劑、高級醇 溶劑、烴溶劑等，并且進一步包含溶解型的聚合物分散劑的非水系墨。這種墨的機中穩(wěn)定性優(yōu)異并具有噴墨適性，即使在與利用PPC復(fù)印機、激光打印機印刷得到的印刷面重疊的情況下也可獲得不貼附的印字面的優(yōu)點，并且調(diào)色劑適性優(yōu)異。另外，專利文獻2中公開了 包含顏料和作為有機溶劑的脂肪酸酯溶劑、烴溶劑，并且進一步包含分散型的高分子分散劑(MD)的非水系墨。以往，如專利文獻1、2中記載的那樣，顏料分散型的非水系墨通過使用樹脂、聚合物型分散劑(溶解型、NAD)，或者通過在顏料表面直接進行基于聚合物的修飾(接枝化、微囊化)，從而確保顏料的分散穩(wěn)定性。這些方法中的任一個方法都是通過基于聚合物的立體阻礙而物理地抑制顏料的凝聚，換言之都是通過在墨中含有聚合物成分來提高墨的顏料分散穩(wěn)定性?，F(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻專利文獻I :日本特開2007-126564號公報專利文獻2 日本特開2007-197500號公報

發(fā)明內(nèi)容
_9] 發(fā)明要解決的問題然而，在墨中含有聚合物成分時，由于顏料與聚合物成分的親和性高，或者由于顏料與聚合物成分結(jié)合，因此墨轉(zhuǎn)移到印刷用紙后，顏料受到聚合物成分拉拽而容易向用紙內(nèi)部滲透。由此容易發(fā)生透印。即，在基于聚合物的顏料分散方面存在有想要實現(xiàn)某一方面時就必須在某種程度上犧牲另一方面這樣的關(guān)系，即，如果想要提高顏料分散性就會助長透印的發(fā)生，如果想謀求抑制透印就會使得顏料分散性變差。本發(fā)明鑒于上述情形而開發(fā)，其目的在于提供顏料分散穩(wěn)定性優(yōu)異、并且可抑制透印的非水系墨。
_2] 用于解決問題的方案本發(fā)明的非水系墨的特征在于，其為至少包含顏料和有機溶劑的非水系墨，前述有機溶劑中包含50質(zhì)量％以上的磷酸酯、硼酸酯或者硅酸酯中的至少任一種酯溶劑，并且墨中的聚合物成分的含量為前述顏料的20質(zhì)量％以下。此處，聚合物成分是指具有單體(monomer)的重復(fù)結(jié)構(gòu)的分子量500以上的聚合物。前述酯溶劑優(yōu)選為磷酸三酯或者硼酸三酯。墨中的聚合物成分的含量優(yōu)選為前述顏料的5質(zhì)量％以下。更優(yōu)選實質(zhì)上不含聚合物成分。前述酯溶劑的含量相對于墨總量優(yōu)選為60 97質(zhì)量％。
發(fā)明的效果本發(fā)明的非水系墨由于在有機溶劑中包含50質(zhì)量％以上的磷酸酯、硼酸酯或者硅酸酯中的至少任一種酯溶劑，因而即使是顏料分散性高的聚合物成分的含量為顏料的20質(zhì)量％以下，也可謀求兼顧顏料分散穩(wěn)定性和透印抑制，通過提高透印抑制性從而可制成印刷濃度高的非水系墨。
具體實施例方式本發(fā)明的非水系墨的特征在于，其為至少包含顏料和有機溶劑的非水系墨(以下，亦簡稱為墨)，有機溶劑中包含50質(zhì)量％以上的磷酸酯、硼酸酯或者硅酸酯中的至少任一種酯溶劑，并且墨中的聚合物成分的含量為前述顏料的20質(zhì)量％以下。作為上述酯溶劑，可優(yōu)選列舉出磷酸單酯、硼酸單酯、磷酸二酯、硼酸二酯、磷酸三酯、硼酸三酯、硅酸酯、烷基硅酸酯。更具體可優(yōu)選列舉出磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三丁酯、磷酸三異丙酯、磷酸三丙酯、磷酸三戊酯、磷酸三苯酯、硼酸三甲酯、硼酸三乙酯、硼酸三丁酯、硼酸三異丙酯、硼酸三丙酯、硼酸三戊酯、硼酸三苯酯、四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、四丙氧基硅烷、四丁氧基硅烷以及它們的衍生物。作為衍生物，可例示出氫原子被氟原子或者碳原子數(shù)為I 4的烷基取代的化合物。上述酯溶劑可單獨使用或者適當組合2種以上而使用。予以說明，適當組合2種以上而使用的情況下，組合使用的酯溶劑的總量為全部有機溶劑的50質(zhì)量％以上。更優(yōu)選酯溶劑的含量相對于墨總量為60 97質(zhì)量％。為了謀求顏料的分散性，通常的墨需要含有相對于墨總量為0. 5 30質(zhì)量％左右(相對于顏料為30 200質(zhì)量％左右)的分散劑、樹脂等聚合物成分。然而，本發(fā)明的墨可使用上述酯溶劑來謀求顏料分散性，因此即使是聚合物成分的含量為顏料的20質(zhì)量％以下也可充分確保顏料分散穩(wěn)定性。另一方面，由于上述酯溶劑對顏料的親和性比聚合物弱，因此不會如聚合物那樣在墨轉(zhuǎn)移到印刷用紙后，拉拽顏料向用紙內(nèi)部滲透，因此基本不發(fā)生透印，結(jié)果可進行高濃度的印刷。本發(fā)明的墨由于聚合物成分少，因此墨粘度的溫度依存性低，即使是低溫環(huán)境下粘度也不易上升。因此，優(yōu)選用作噴墨用墨。尤其是，本發(fā)明的墨由于可進行高濃度的印刷，因此適用于必須通過一次走紙(single-pass)進行圖像形成的線性噴墨記錄裝置。另外，在低溫環(huán)境中可以以較少的消耗電力將墨粘度調(diào)整為適性范圍，因此在需要進行大量的墨的溫度調(diào)整的循環(huán)式噴墨系統(tǒng)中可在短時間進行溫度調(diào)整，也可適用于循環(huán)式噴墨系統(tǒng)。
墨中的聚合物成分的含量為顏料的20質(zhì)量％以下，優(yōu)選為5質(zhì)量％以下，更優(yōu)選實質(zhì)上不含。此處，實質(zhì)上不含除了表示完全不包含聚合物成分的情況之外，還表示例如以不可避免的雜質(zhì)的方式含有聚合物成分的情況。上述聚合物成分包括高分子分散劑、樹脂等有意含有的情況，以及在顏料中原本含有的聚合物成分。包含高分子分散劑作為聚合物成分的情況下，例如列舉出作為市售品的 The Lubrizol Corporation 制的 Solsperse 系列(Solsperse20000、27000、41000、41090、43000、44000)、BASF JAPAN LTD.制的 J0NCRYL 系列(J0NCRYL 57、60、62、63、71、501)、第一工業(yè)制藥株式會社制的聚乙烯基吡咯烷酮K-30、K-90等。包含樹脂作為聚合物成分的情況下，列舉出荒川化學工業(yè)株式會社制的Malkyd NO. 31、NO. 32、NO. 33、MalkydNO. 32 30WS等馬來酸樹脂，荒川化學工業(yè)株式會社制的Tamanori 751、Tamanol PA 等酌 醒樹脂，BASF JAPAN LTD.制的 Joncryl 682(商品名)等苯乙烯丙烯酸系樹脂，立化成工業(yè)株式會社制的Hilac 111U10H等酮樹脂，新日鐵化學株式會社制的Escron G90、V120等苯并呋喃樹脂，Chisso Corporation制的Vinylec E型、K型等聚乙烯醇縮甲醛樹脂，宇部興產(chǎn)株式會社制的尼龍6等e -己內(nèi)酰胺共聚物，積水化學工業(yè)株式會社的ESLEC BL-U BL-2等聚乙烯醇縮丁醛樹脂，旭化成工業(yè)株式會社的Stylac_AS767等聚苯乙烯，聚丙烯酸甲酯等聚丙烯酸酯，聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸丙酯等聚甲基丙烯酸酯，氯化聚丙烯、聚乙酸乙烯酯、馬來酸酐聚合物等加聚樹脂，丙烯腈 丁二烯 苯乙烯樹脂、氯化聚丙烯、DFK樹脂、聚酯、聚氨酯、聚酰胺等縮聚樹脂等。本發(fā)明的墨中所含的有機溶劑可以全部是上述酯溶劑，也可包含其它的有機溶齊U。作為除了上述酯溶劑以外的有機溶劑，可列舉出水溶性有機溶劑，具體可使用碳酸亞丙酯、1，2-碳酸亞丁酯、碳酸亞乙酯、乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、五乙二醇、丙二醇、二丙二醇、三丙二醇等二醇類，甘油，乙酸甘油酯類，三乙二醇單甲醚、三乙二醇單丁醚、四乙二醇單甲醚、四乙二醇二甲基醚、四乙二醇二乙基醚等二醇衍生物，三乙醇胺，I-甲基-2-吡咯烷酮，3 -硫代乙二醇，環(huán)丁砜等。這些水溶性有機溶劑可單獨使用或組合2種以上而使用。本發(fā)明的墨中也可適當使用以往公知的無機顏料和有機顏料。例如，作為無機顏料，列舉出氧化鈦、鐵丹(Bengalen)、鈷藍、群青、鐵藍(iron blue)、炭黑、碳酸|丐、高嶺土、粘土、硫酸鋇、滑石、硅石等。作為有機顏料，列舉出不溶性偶氮顏料、偶氮色淀顏料、縮合偶氮顏料、稠合多環(huán)顏料、銅酞菁顏料等。這些顏料可單獨使用，也可適當組合使用。顏料的添加量相對于墨總量優(yōu)選為0. 5 20質(zhì)量％。顏料也可使用沒有實施表面處理的顏料，但更優(yōu)選具有極性官能團的顏料，特別優(yōu)選酸性顏料。作為極性官能團，列舉出羧酸基、磺酸基、羥基、氨基、亞氨基、醛基、羰基、硝基等。這樣的顏料更容易確保分散穩(wěn)定性。例如，炭黑優(yōu)選為酸性炭黑、或者對中性炭黑進行酸性處理而得到的炭黑并且顏料洗滌水的PH為4. 0以下。顏料洗滌水的pH按照JIS規(guī)格的K5101-17-1測定。作為酸性的顏料，具體可優(yōu)選列舉出炭黑MA100、MA11、MA8、MA7(三菱化學)，Raven 1040>Ravenl255 (Columbian), Regal 400 (Cabot), Cyanin blue KRG > Cyan inblue 4044 (山陽色素)，Brilliant carmine 6B-321、Super red BN(DIC)、AP22 (大日精it) > Fast yellow 4190、BY2000GT (DIC)等。在上述各成分的基礎(chǔ)上，本發(fā)明的墨中還可包含慣用的添加劑。作為添加劑，列舉出表面活性劑例如陰離子性表面活性劑、陽離子性表面活性劑、兩性表面活性劑或非離子性表面活性劑，抗氧化劑例如二丁基羥基甲苯、沒食子酸丙酯、生育酚、丁基羥基苯甲醚、以及去甲二氫愈創(chuàng)木酸等。本發(fā)明的墨例如可通過如下來制備將全部成分一次性或分批地投入于珠磨機等公知的分散機而分散，根據(jù)希望使其通過膜濾器等公知的過濾機而制備。以下給出本發(fā)明的非水系墨的實施例。實施例
炭黑試樣I的準備向安裝有攪拌裝置、溫度計、氮氣導入裝置及冷凝管的燒瓶中放入炭黑(MA600、粒徑20nm、比表面積140m2/g(JIS K6217)、pH = 7、三菱化學(株)制)10g，作為表面處理劑的KPS (由K2S2O8表示的過硫酸鉀，和光純藥株式會社制)lg，作為顏料分散劑的DemolNLW-萘磺酸甲醛縮合物鈉鹽，花王(株)制)2g，以及作為溶劑的水100g。接著，向上述燒瓶中放入氧化鋯珠(2.0mmcp、450g/反應(yīng)混合物IOOg)后，一邊攪拌一邊吹入氮氣，置換燒瓶內(nèi)部。將燒瓶設(shè)置于設(shè)定為105°C的油浴中,氮氣氣氛下，一邊以IOOrpm攪拌一邊反應(yīng)6小時。通過過濾從所獲得的反應(yīng)混合物中去除珠后，向殘余的反應(yīng)混合物中加入等質(zhì)量的Butycenol(四乙二醇單丁醚、KYOWA HAKKO CHEMICAL CO.，LTD.制)并攪拌，然后對燒瓶的內(nèi)容物施加離心分離，分離出固形物和液狀物。將分離出的固形物分散于水中，在70°C攪拌12小時，將未反應(yīng)表面處理劑溶出于水中后，使用過濾器過濾分離出炭黑。在100°c將所獲得的炭黑干燥12小時。使用FT-IR分析所獲得的炭黑，結(jié)果確認出存在COOH基和SO3K基。另外，按照JI S規(guī)格的K5101-17-1測定顏料洗滌水的PH，結(jié)果PH為2. 3。墨的制備按照下述表I所示的配方(表I所示的數(shù)值為質(zhì)量份)預(yù)混原材料，然后以滯留時間約12分鐘進行分散從而制備了實施例和比較例的墨。評價分散性目視觀察分散后不久的實施例和比較例的墨的狀態(tài)并按照以下基準來評價。〇觀察不到顏料的凝聚或沉降。X :可顯著觀察到分離或者顏料的凝聚或沉降。誘印關(guān)于實施例和比較例的墨，利用刮棒涂布機將完成了上述分散性試驗的墨轉(zhuǎn)印于理想用紙薄口，目視觀察用紙的背側(cè)并按照以下基準進行評價。予以說明，沒有對在上述的分散性方面評價為X的墨實施本評價操作?！?基本上看不到透印O :透印少A :可少許看到透印但是在可容許的范圍X :透印非常多貯藏穩(wěn)定件將實施例和比較例的墨分別放入玻璃瓶中密閉并且在室溫下放置I周后，目視觀察并按照以下基準進行評價。〇觀察不到顏料的凝聚或沉降A(chǔ) :可略微觀察到顏料的凝聚或沉降X :分離或者顏料的凝聚或沉降顯著將各墨的處方和評價的結(jié)果示于表I。
復(fù)I
權(quán)利要求
1.一種非水系墨，其特征在于，其為至少包含顏料和有機溶劑的非水系墨，所述有機溶劑中包含50質(zhì)量％以上的磷酸酯、硼酸酯或者硅酸酯中的至少任一種酯溶劑，墨中的聚合物成分的含量為所述顏料的20質(zhì)量％以下。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的非水系墨，其特征在于，所述酯溶劑為磷酸三酯或者硼酸三酯。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的非水系墨，其特征在于，墨中的聚合物成分的含量為所述顏料的5質(zhì)量％以下。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的非水系墨，其特征在于，實質(zhì)上不含聚合物成分。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的非水系墨，其特征在于，所述酯溶劑的含量相對于墨總量為60 97質(zhì)量％。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的非水系墨，其特征在于，所述酯溶劑的含量相對于墨總量為60 97質(zhì)量％。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的非水系墨，其特征在于，所述酯溶劑的含量相對于墨總量為60 97質(zhì)量％。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的非水系墨，其特征在于，其為噴墨用墨。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的非水系墨，其特征在于，其為噴墨用墨。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的非水系墨，其特征在于，其為噴墨用墨。
全文摘要
本發(fā)明為至少包含顏料和有機溶劑的非水系墨，其中，有機溶劑中包含50質(zhì)量％以上的磷酸酯、硼酸酯或者硅酸酯中的至少任一種酯溶劑，并且墨中的聚合物成分的含量為顏料的20質(zhì)量％以下。
文檔編號C09D11/02GK102634248SQ20121002574
公開日2012年8月15日 申請日期2012年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月14日
發(fā)明者細谷鐵男, 遠藤敏弘 申請人:理想科學工業(yè)株式會社