本發(fā)明涉及一種水性油墨、以及使用該水性油墨的噴墨記錄方法。
背景技術(shù):
水性油墨作為柔性版印刷用、凹版印刷用、噴墨記錄用的油墨被廣泛使用。
噴墨記錄方式為從非常微細(xì)的噴嘴中將油墨液滴直接吐出于記錄介質(zhì)并使其附著而得到文字或圖像的記錄方式。該方式具有眾多的優(yōu)點(diǎn),如全彩色化容易且廉價(jià)、可以使用普通紙作為記錄介質(zhì)、相對(duì)于被印刷物為非接觸的,因此普及顯著。
最近,為了對(duì)印刷物賦予耐候性或耐水性,在噴墨記錄方式中采用的噴墨記錄用油墨中使用顏料作為著色劑并使用樹脂微粒作為粘合劑。
另外,在噴墨記錄用水性油墨中,為了使其適合用于噴嘴頭,進(jìn)一步為了得到印刷物的高品質(zhì),而使用表面活性劑或有機(jī)溶劑。
例如,在日本專利文獻(xiàn)特表2006-524269號(hào)(專利文獻(xiàn)1)中公開了一種噴墨用油墨,其含有具有特定的容積密度和特定的表面介電常數(shù)的膠乳微粒、并且含有有效量的吸附于該膠乳微粒的表面的表面活性劑,其具有優(yōu)異的分散穩(wěn)定性和印刷適用性。
在日本專利文獻(xiàn)特開2009-155568號(hào)(專利文獻(xiàn)2)中公開了一種噴墨用記錄用水分散體的制造方法,其中,將含有著色劑、在聚合物顆粒中含有非離子性有機(jī)化合物、水溶性表面活性劑、及水的混合物在40℃以上進(jìn)行加熱處理,含有該水分散體的噴墨用記錄用水性油墨具有優(yōu)異的吐出性。
在日本專利文獻(xiàn)特開2006-282759號(hào)(專利文獻(xiàn)3)中公開了一種油墨組合物,其含有包含顏料且可以將該顏料分散于油墨組合物中的水不溶性乙烯基聚合物顆粒、表面活性劑和水,并且該表面活性劑以特定的重量比含有炔二醇和炔二醇的環(huán)氧乙烷加成物,其對(duì)于普通紙的顯色性和對(duì)于光澤紙的光澤性優(yōu)異、且具有優(yōu)異的吐出穩(wěn)定性等。
在日本專利文獻(xiàn)特開2011-195763號(hào)(專利文獻(xiàn)4)中公開了一種水性油墨組合物,其中至少含有水不溶性的著色劑、hlb值為4.2~8.0的二醇醚類、碳原子數(shù)為4~8的1,2-烷基二醇類、樹脂顆粒、水、以及硅酮系表面活性劑和/或炔二醇類表面活性劑,其對(duì)于油墨非吸收性或低吸收性的記錄介質(zhì)能夠形成具有優(yōu)異的印刷品質(zhì)和耐擦性的圖像。
在日本專利文獻(xiàn)特開2006-206688號(hào)(專利文獻(xiàn)5)中公開了一種組合物,其為含有顏料、水溶性有機(jī)溶劑和滲透劑的噴墨記錄用油墨組合物,其中,作為水溶性有機(jī)溶劑含有1,2-鏈烷二醇及二醇的碳原子數(shù)為3以上的烷基醚衍生物,作為滲透劑含有特定的聚硅氧烷系表面活性劑及特定的炔二醇類表面活性劑,其能夠抑制記錄圖像中的彩虹斑的產(chǎn)生。
在日本專利文獻(xiàn)特開2006-282810號(hào)(專利文獻(xiàn)6)中公開了一種油墨組合物,其含有由2種以上的喹吖啶酮系化合物構(gòu)成的固溶體顏料、聚醚改性聚二甲基硅氧烷化合物和水,其能夠?qū)崿F(xiàn)高顯色圖像,并且具有優(yōu)異的吐出穩(wěn)定性等。
在日本專利文獻(xiàn)特開2015-124238號(hào)(專利文獻(xiàn)7)中公開了一種噴墨記錄用油墨組合物,其為含有炔二醇類表面活性劑3種以上、色材和水的油墨組合物,其中,炔二醇類表面活性劑的含量的合計(jì)相對(duì)于油墨組合物的總質(zhì)量為0.1~3質(zhì)量%,其能夠高速記錄具有優(yōu)異的畫質(zhì)和定影性的圖像。
另一方面,除了對(duì)于上述現(xiàn)有的普通紙、以及被稱為復(fù)寫紙的高吸水性記錄介質(zhì)的印刷之外,正在謀求對(duì)于在膠版涂層紙那樣的低吸水性的涂層紙、或用聚氯乙烯樹脂、聚丙烯樹脂、聚酯樹脂等非吸水性的合成樹脂膜進(jìn)行了表面處理的用于商業(yè)印刷的記錄介質(zhì)的印刷。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明涉及一種水性油墨,其含有:顏料、水不溶性聚合物、hlb為0以上且5以下的炔二醇類的非離子表面活性劑(a)、hlb為6以上且20以下的非離子表面活性劑(b)、25℃時(shí)的動(dòng)態(tài)粘度為30mm2/s以上且190mm2/s以下的聚醚改性硅酮(c)和具有特定的沸點(diǎn)的有機(jī)溶劑(d)。
具體實(shí)施方式
在上述專利文獻(xiàn)1~7中所記載的水性油墨中,在對(duì)于記錄介質(zhì)、特別是對(duì)于油墨非吸收性或低吸收性的記錄介質(zhì),在油墨的干燥過程中有時(shí)存在油墨的點(diǎn)徑縮小的問題,在干燥后的圖像的均勻性方面并不能讓人充分滿足。
本發(fā)明涉及一種水性油墨、以及使用該水性油墨的噴墨記錄方法,所述水性油墨吐出性優(yōu)異,即使在印刷于低吸水性的記錄介質(zhì)的情況下,也能抑制干燥過程中的油墨的點(diǎn)徑的縮小,能夠得到均勻性優(yōu)異的圖像。
本發(fā)明者們發(fā)現(xiàn):含有顏料、水不溶性聚合物、hlb值不同的2種非離子表面活性劑(a)和(b)、具有特定的動(dòng)態(tài)粘度的聚醚改性硅酮(c)和具有特定的沸點(diǎn)的有機(jī)溶劑(d)的水性油墨可以解決上述技術(shù)問題。
即,本發(fā)明涉及以下的[1]及[2]。
[1]一種水性油墨,其中,含有顏料、水不溶性聚合物、hlb為0以上且5以下的炔二醇類的非離子表面活性劑(a)、hlb為6以上且20以下的非離子表面活性劑(b)、25℃時(shí)的動(dòng)態(tài)粘度為30mm2/s以上且190mm2/s以下的聚醚改性硅酮(c)和有機(jī)溶劑(d),有機(jī)溶劑(d)的沸點(diǎn)的加權(quán)平均值為150℃以上且230℃以下。
[2]一種噴墨記錄方法,其中,使用所述[1]的水性油墨記錄于記錄介質(zhì),該記錄介質(zhì)和純水的接觸時(shí)間100毫秒中的該記錄介質(zhì)的吸水量為0g/m2以上且10g/m2以下。
根據(jù)本發(fā)明,可以提供一種水性油墨、以及使用該水性油墨的噴墨記錄方法,所述水性油墨吐出性優(yōu)異,即使在印刷于記錄介質(zhì)、特別低吸水性的記錄介質(zhì)的情況下,也能夠抑制在干燥過程中的油墨的點(diǎn)徑的縮小,從而能夠得到均勻性優(yōu)異的圖像。
另外,在本發(fā)明中,“低吸水性”為包含對(duì)于水和/或油墨的低吸水性及非吸水性的概念,更具體而言,是指:記錄介質(zhì)和純水的接觸時(shí)間100毫秒中的該記錄介質(zhì)的吸水量為0g/m2以上且10g/m2以下。
[水性油墨]
本發(fā)明的水性油墨的特征在于,含有顏料、水不溶性聚合物、hlb為0以上且5以下的炔二醇類的非離子表面活性劑(a)(以下,也簡稱為“非離子表面活性劑(a)”)、hlb為6以上且20以下的非離子表面活性劑(b)(以下,也簡稱為“非離子表面活性劑(b)”)、25℃時(shí)的動(dòng)態(tài)粘度為30mm2/s以上190mm2/s以下的聚醚改性硅酮(c)(以下,也簡稱為“聚醚改性硅酮(c)”)和有機(jī)溶劑(d),有機(jī)溶劑(d)的沸點(diǎn)的加權(quán)平均值為150℃以上且230℃以下。
本發(fā)明的水性油墨吐出性優(yōu)異,即使在印刷于低吸水性的記錄介質(zhì)的情況下,也能抑制在干燥過程中的油墨的點(diǎn)徑(dotdiameter)的縮小,能夠得到均勻性優(yōu)異的圖像,因此,本發(fā)明的水性油墨優(yōu)選用作噴墨記錄用的水性油墨,也可以用作柔性版印刷用以及凹版印刷用的油墨。
另外,“水性”是指:在油墨中所含的介質(zhì)中占最大比例的是水,也存在作為介質(zhì)而僅含有水的情況,也包含介質(zhì)為水和一種以上的有機(jī)溶劑的混合溶劑的情況。
本發(fā)明的水性油墨發(fā)揮如下效果,即,其吐出性優(yōu)異,即使在印刷于低吸水性的記錄介質(zhì)的情況下,也能夠抑制在干燥過程中的油墨的點(diǎn)徑的縮小,能夠得到均勻性優(yōu)異的圖像,雖然發(fā)明人尚不清楚能夠發(fā)揮這些效果的理由,但發(fā)明人認(rèn)為其理由如下。
噴墨記錄(印刷)于低吸水性的記錄介質(zhì)時(shí),水性油墨不被記錄介質(zhì)吸收而成為液滴并滯留于記錄介質(zhì)上。而且推測:hlb為0以上且5以下的炔二醇類的非離子表面活性劑(a)使水性油墨的表面張力降低,促進(jìn)記錄介質(zhì)上的液滴的擴(kuò)張,離子液滴中的聚醚改性硅酮(c)在潤濕擴(kuò)散之后的液滴的表面進(jìn)行取向,由此抑制在干燥過程中的液滴的點(diǎn)徑的收縮。發(fā)明人認(rèn)為,聚醚改性硅酮(c)的動(dòng)態(tài)粘度是進(jìn)行潤濕擴(kuò)散、在干燥過程中向液滴表面進(jìn)行取向的指標(biāo)。而且,發(fā)明人推測:hlb為6以上且20以下的非離子表面活性劑(b)使非離子表面活性劑(a)和聚醚改性硅酮(c)在水性油墨中穩(wěn)定地分散。另外,發(fā)明人認(rèn)為:通過含有具有特定的hlb的非離子表面活性劑(a)和(b)以及具有特定的動(dòng)態(tài)粘度的聚醚改性硅酮(c),引起向噴嘴表面的表面活性劑的濃縮,可以抑制水性油墨的干燥,因此,得到優(yōu)異的吐出性。
進(jìn)一步,發(fā)明人認(rèn)為:通過含有有機(jī)溶劑(d),用噴墨記錄方法印刷于低吸水性的記錄介質(zhì)時(shí)的點(diǎn)的擴(kuò)張引起的圖像均勻性提高,防止噴墨噴嘴中的油墨的干燥,從而提高了吐出性。
<水性油墨>
本發(fā)明的水性油墨含有顏料、水不溶性聚合物、非離子表面活性劑(a)、非離子表面活性劑(b)、聚醚改性硅酮(c)和有機(jī)溶劑(d)。
以下,對(duì)本發(fā)明中所使用的各成分進(jìn)行說明。
<顏料>
在本發(fā)明的水性油墨中,從提高印刷物的耐水性、耐候性的觀點(diǎn)出發(fā),作為著色劑而使用顏料。對(duì)顏料沒有特別限制,可以以(i)自分散型顏料、(ii)用水溶性聚合物進(jìn)行了分散的顏料、(iii)含有顏料的水不溶性聚合物顆粒等形態(tài)使用。其中,優(yōu)選將顏料以(iii)含有顏料的水不溶性聚合物顆粒的形態(tài)使用。另外,在使用(i)自分散型顏料或(ii)用水溶性聚合物進(jìn)行了分散的顏料作為顏料的情況下,作為用于本發(fā)明的油墨的水不溶性聚合物,可以使用后述的水不溶性聚合物顆粒q。
本發(fā)明中所使用的顏料可以為無機(jī)顏料及有機(jī)顏料的任一種。另外,根據(jù)需要,也可以將這些顏料與體質(zhì)顏料并用。
作為無機(jī)顏料,可舉出例如:炭黑、金屬氧化物、金屬硫化物、金屬氯化物等。其中,特別是在黑色水性油墨中,優(yōu)選炭黑。作為炭黑,可舉出爐法炭黑、熱裂法炭黑、乙炔黑、槽法炭黑等。
作為有機(jī)顏料,可舉出例如:偶氮顏料、二偶氮顏料、酞菁顏料、喹吖啶酮顏料、異吲哚啉酮顏料、二噁嗪顏料、苝顏料、紫環(huán)酮顏料、硫靛顏料、蒽醌顏料、喹酞酮顏料等。對(duì)于色相沒有特別限定,可以使用黃、品紅、青、藍(lán)、紅、橙、綠等彩色顏料中的任意種。
作為優(yōu)選的有機(jī)顏料的具體例,可舉出選自c.i.顏料黃、c.i.顏料紅、c.i.顏料橙、c.i.顏料紫、c.i.顏料藍(lán)、及c.i.顏料綠中的1種以上的各型號(hào)制品。
作為體質(zhì)顏料,可舉出二氧化硅、碳酸鈣、滑石等。
上述的顏料可以單獨(dú)使用或混合2種以上而使用。
從在印刷于高吸水性的介質(zhì)時(shí)提高印刷濃度的觀點(diǎn)、以及在印刷于低吸水性的記錄介質(zhì)時(shí)加快紙面上的干燥性、并且提高印刷濃度的觀點(diǎn)出發(fā),水性油墨中的顏料的含量優(yōu)選為1質(zhì)量%以上,更優(yōu)選為2質(zhì)量%以上,進(jìn)一步優(yōu)選為3質(zhì)量%以上。另外,從降低溶劑揮發(fā)時(shí)的油墨粘度、抑制印刷于低吸水性的記錄介質(zhì)時(shí)的干燥過程中的油墨的點(diǎn)徑的縮小、得到均勻性優(yōu)異的圖像的觀點(diǎn)、提高印刷濃度的觀點(diǎn)、且提高水性油墨的保存穩(wěn)定性及吐出性的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選為15質(zhì)量%以下,更優(yōu)選為10質(zhì)量%以下,進(jìn)一步優(yōu)選為6質(zhì)量%以下。顏料可以作為水分散體使用,將顏料水分散體配合于水性油墨時(shí)其配合量可以以顏料的含量成為上述范圍的方式確定。
(i)自分散型顏料
可以在本發(fā)明中使用的自分散型顏料是指:通過將親水性官能團(tuán)(羧基或磺酸基等陰離子性親水基、或季銨基等陽離子性親水基)的1種以上直接、或經(jīng)由碳原子數(shù)為1~12的亞烷基(alkanediyl)等其它原子團(tuán)而結(jié)合于顏料的表面,從而可以在不使用表面活性劑或樹脂的情況下分散于水性介質(zhì)中的顏料。為了使顏料成為自分散型顏料,例如將需要量的親水性官能團(tuán)通過常規(guī)方法化學(xué)結(jié)合于顏料表面上即可。作為自分散型顏料的市售品,可舉出:cab-o-jet200、cab-o-jet300、cab-o-jet352k、cab-o-jet250c、cab-o-jet260m、cab-o-jet270y、cab-o-jet450c、cab-o-jet465m、cab-o-jet470y、cab-o-jet480v(cabot公司制)或bonjetcw-1、bonjetcw-2(orient化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社制)、aqua-black162(東海碳株式會(huì)社制)、sdp-100、sdp-1000、sdp-2000(sensient公司制)等。自分散型顏料優(yōu)選作為分散于水中的水分散體使用。
(ii)用水溶性聚合物進(jìn)行了分散的顏料
用水溶性聚合物進(jìn)行了分散的顏料優(yōu)選為將所述顏料用水溶性聚合物進(jìn)行了分散的水分散體。作為水溶性聚合物,可舉出例如包含丙烯酸或甲基丙烯酸的、具有羧基的共聚物。作為可以使用的水溶性聚合物的市售品,可舉出joncryl67、joncryl678、joncryl683、joncryl60j等。
用水溶性聚合物進(jìn)行了分散的顏料優(yōu)選以含有顏料的水分散體的形態(tài)使用,該含有顏料的水分散體是在溶解有水溶性聚合物的水中添加顏料并施加剪切應(yīng)力來進(jìn)行分散的。作為施加剪切應(yīng)力的手段,可舉出例如:輥磨機(jī)、捏合機(jī)等的混練機(jī)、微流化器(microfluidizer,microfluidics公司制)等高壓均質(zhì)機(jī)、油漆攪拌器(paintshaker)、砂磨機(jī)(beadsmill)等介質(zhì)式分散機(jī)。作為市售的介質(zhì)式分散機(jī),可舉出ultraapexmill(壽工業(yè)株式會(huì)社制)、picomill(淺田鐵工株式會(huì)社制)等。也可以將多個(gè)這些裝置組合起來使用。
(iii)含有顏料的水不溶性聚合物顆粒
從印刷于低吸水性的記錄介質(zhì)時(shí)的定影性的觀點(diǎn)出發(fā),本發(fā)明的水性油墨優(yōu)選含有水不溶性聚合物顆粒。通過本發(fā)明的油墨中所含的非離子表面活性劑(a)、非離子表面活性劑(b)和聚醚改性硅酮(c),不溶性聚合物顆粒在水性油墨中的分散穩(wěn)定性得到提高,成為吐出性優(yōu)異的油墨。作為水不溶性聚合物顆粒的優(yōu)選的一個(gè)方式,從印刷于低吸水性的記錄介質(zhì)時(shí)的定影性的觀點(diǎn)出發(fā),顏料和水不溶性聚合物更優(yōu)選以含有顏料的水不溶性聚合物顆粒(以下,也稱為“含顏料的聚合物顆粒p”)的形態(tài)使用。
對(duì)于含顏料的聚合物顆粒p的形態(tài)沒有特別限制,只要至少由顏料和水不溶性聚合物p形成顆粒即可。例如,包括:顏料被內(nèi)包于該水不溶性聚合物p中的顆粒形態(tài)、顏料被均勻地分散在該水不溶性聚合物p中的顆粒形態(tài)、顏料在該水不溶性聚合物顆粒p的表面露出的顆粒形態(tài)、以及這些的混合物的形態(tài)。
(水不溶性聚合物p)
構(gòu)成含顏料的聚合物顆粒p的水不溶性聚合物p具有作為分散劑的功能(其用于使顏料分散于水性介質(zhì)中,并穩(wěn)定地維持分散)和作為相對(duì)于記錄介質(zhì)的定影劑的功能。
在此,水不溶性聚合物是指:使在105℃下干燥2小時(shí)達(dá)到恒量的聚合物溶解于水時(shí),不溶解于水而發(fā)生沉淀的、或被檢測到粒徑的聚合物,其為觀測到優(yōu)選20nm以上、更優(yōu)選50nm以上的粒徑的聚合物。在水不溶性聚合物為陰離子性聚合物的情況下,其溶解性的判斷是在將聚合物的陰離子性基團(tuán)用氫氧化鈉進(jìn)行100%中和的狀態(tài)下進(jìn)行的。
作為本發(fā)明中使用的聚合物,可舉出聚酯、聚氨酯、乙烯基系聚合物等,從提高油墨的保存穩(wěn)定性的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選通過乙烯基單體(乙烯基化合物(vinylcompound)、亞乙烯基化合物(vinylidenecompound)、次亞乙烯基化合物(vinylenecompound))的加成聚合而得到的乙烯基系聚合物。
水不溶性聚合物p優(yōu)選為含有選自源自離子性單體(p-1)的構(gòu)成單元、源自具有芳香族環(huán)的疏水性單體(p-2)的構(gòu)成單元、及源自后述的式(1)表示的親水性非離子性單體(p-3)的構(gòu)成單元中的1種以上的乙烯基系聚合物,更優(yōu)選含有這些構(gòu)成單元中的2種以上,進(jìn)一步優(yōu)選含有所述3種。
水不溶性聚合物p例如可以通過公知的方法對(duì)離子性單體(p-1)、具有芳香族環(huán)的疏水性單體(p-2)、及后述的式(1)表示的親水性非離子性單體(p-3)進(jìn)行加成聚合而得到。
[離子性單體(p-1)]
在后述的“含顏料的聚合物顆粒p的水分散體”(以下,也稱為“顏料水分散體”)的制造時(shí),從提高顏料水分散體的分散穩(wěn)定性及水性油墨的保存穩(wěn)定性的觀點(diǎn)出發(fā),將離子型單體(p-1)用作水不溶性聚合物p的單體成分。
作為離子型單體(p-1),可舉出陰離子型單體及陽離子型單體,從提高顏料水分散體的分散穩(wěn)定性及水性油墨的保存穩(wěn)定性的觀點(diǎn)、及提高吐出性的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選陰離子型單體。另外,在離子型單體中,包含雖然在酸、胺化合物等中性中不是離子型的單體、但是在酸性或堿性的條件下成為離子型的單體。
作為陰離子型單體,可舉出選自羧酸單體、磺酸單體、磷酸單體等中的1種以上。
作為羧酸單體,可舉出丙烯酸、甲基丙烯酸、丁烯酸、衣康酸、馬來酸、富馬酸、檸康酸、2-甲基丙烯酰氧基甲基琥珀酸等。
作為磺酸單體,可舉出:苯乙烯磺酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸、3-磺基丙基(甲基)丙烯酸酯等。
作為磷酸單體,可舉出:乙烯基磺酸、乙烯基磷酸酯、雙(甲基丙烯氧基乙基)磷酸酯、二苯基-2-丙烯酰氧基乙基磷酸酯、二苯基-2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酸酯等。
在上述陰離子型單體中,從提高顏料水分散體的分散穩(wěn)定性及水性油墨的保存穩(wěn)定性的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選羧酸單體,更優(yōu)選丙烯酸及甲基丙烯酸,進(jìn)一步優(yōu)選甲基丙烯酸。
另外,(甲基)丙烯酸酯是指選自甲基丙烯酸酯及丙烯酸酯中的1種以上。以下也同樣。
作為陽離子型單體,可舉出選自含不飽和叔胺的乙烯基單體及含不飽和銨鹽的乙烯基單體中的1種以上。
作為含不飽和叔胺的單體,可舉出:(甲基)丙烯酸n,n-二甲氨基乙酯、(甲基)丙烯酸n,n-二甲氨基丙酯、(甲基)丙烯酸n,n-二乙氨基乙酯、n,n-二甲氨基丙基(甲基)丙烯酰胺、n,n-二甲基芳基胺、乙烯基吡咯烷酮、2-乙烯基吡啶、4-乙烯基吡啶、2-甲基-6-乙烯基吡啶、5-乙基-2-乙烯基吡啶等。
作為含不飽和銨鹽的單體,可舉出:n,n-二甲氨基乙基(甲基)丙烯酸酯季銨、n,n-二乙氨基乙基(甲基)丙烯酸酯季銨、n,n-二甲氨基丙基(甲基)丙烯酸酯季銨等。
在陽離子型單體中,優(yōu)選(甲基)丙烯酸n,n-二甲氨基乙酯、n,n-二甲氨基丙基(甲基)丙烯酰胺及乙烯基吡咯烷酮。
[具有芳香族環(huán)的疏水性單體(p-2)]
從提高顏料水分散體的分散穩(wěn)定性及水性油墨的保存穩(wěn)定性的觀點(diǎn)、通過在水性油墨的干燥時(shí)抑制增粘而提高吐出性的觀點(diǎn)出發(fā),使用具有芳香族環(huán)的疏水性單體(p-2)。
作為具有芳香族環(huán)的疏水性單體(p-2),可舉出選自苯乙烯系單體、含芳香族基團(tuán)的(甲基)丙烯酸酯、及苯乙烯系大分子單體(macromonomer)中的1種以上。
作為苯乙烯系單體,從與上述同樣的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選苯乙烯、2-甲基苯乙烯,更優(yōu)選苯乙烯。
作為含芳香族基團(tuán)的(甲基)丙烯酸酯,從與上述同樣的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選(甲基)丙烯酸芐酯、(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯,更優(yōu)選(甲基)丙烯酸芐酯。
苯乙烯系大分子單體為在單末端具有聚合性官能團(tuán)的數(shù)均分子量500以上且100,000以下的化合物,從與上述同樣的觀點(diǎn)出發(fā),數(shù)均分子量優(yōu)選為1,000以上,更優(yōu)選為2,000以上,進(jìn)一步優(yōu)選為3,000以上,而且,優(yōu)選為10,000以下,更優(yōu)選為9,000以下,進(jìn)一步優(yōu)選為8,000以下。另外,數(shù)均分子量是通過使用含有1mmol/l的十二烷基二甲胺的氯仿作為溶劑的凝膠滲透色譜法、使用聚苯乙烯作為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)所測定的值。
作為商業(yè)上可以獲得的苯乙烯系大分子單體,可舉出as-6(s)、an-6(s)、hs-6(s)(東亞合成株式會(huì)社的商品名)等。
作為具有芳香族環(huán)的疏水性單體(p-2),從與上述同樣的觀點(diǎn)出發(fā),更優(yōu)選選自苯乙烯系單體、含芳香族基團(tuán)的(甲基)丙烯酸酯、及苯乙烯系大分子單體中的2種以上的并用,進(jìn)一步優(yōu)選苯乙烯和苯乙烯系大分子單體的并用、或(甲基)丙烯酸芐酯和苯乙烯系大分子單體的并用。
[式(1)表示的親水性非離子性單體(p-3)]
從提高顏料水分散體的分散穩(wěn)定性及水性油墨的保存穩(wěn)定性的觀點(diǎn)、通過抑制水性油墨干燥時(shí)的增粘而提高吐出性的觀點(diǎn)出發(fā),使用式(1)表示的親水性非離子性單體(p-3)。
(式中,r1表示氫原子或甲基,r2表示氫原子、碳原子數(shù)為1以上且20以下的烷基、或未取代苯基或氫原子被碳原子數(shù)1以上且9以下的烷基取代的苯基,m表示平均加成摩爾數(shù)、為2以上且100以下的數(shù)。)
上述式(1)中,r1為氫原子或甲基,從提高顏料水分散體的分散穩(wěn)定性及水性油墨的保存穩(wěn)定性的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選甲基。
從提高顏料水分散體的分散穩(wěn)定性及水性油墨的保存穩(wěn)定性的觀點(diǎn)出發(fā),r2優(yōu)選氫原子、碳原子數(shù)為1以上且20以下的烷基,更優(yōu)選碳原子數(shù)1以上且10以下的烷基,進(jìn)一步優(yōu)選碳原子數(shù)1以上且3以下的烷基,更進(jìn)一步優(yōu)選甲基。
上述式(1)中,從提高水性油墨的保存穩(wěn)定性及吐出性的觀點(diǎn)出發(fā),m優(yōu)選為2以上,更優(yōu)選為3以上,進(jìn)一步優(yōu)選為4以上,而且,m優(yōu)選為50以下,更優(yōu)選為20以下,進(jìn)一步優(yōu)選為10以下。
作為上述式(1)表示的單體(p-3),可舉出選自聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯、辛氧基聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯、及硬脂酰氧基聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯等中的1種以上,更優(yōu)選甲氧基聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯。
作為商業(yè)上可以獲得的式(1)表示的單體的具體例,可舉出:nkesterm-20g、nkesterm-23g、nkesterm-40g、nkesterm-60g、nkesterm-90g、nkesterm-230g、nkesterm-450g、nkesterm-900g(以上,新中村化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社制)、blemmerpme-200(日本油脂株式會(huì)社制)、lightestermtg、lightester041ma(以上,日本共榮社化學(xué)株式會(huì)社制)等。
所述單體(p-1)、(p-2)及(p-3)分別可以單獨(dú)使用或混合2種以上而使用。
本發(fā)明中所使用的水不溶性聚合物p可以在不損害本發(fā)明的目的的范圍內(nèi)含有源自除所述的單體(p-1)、(p-2)及(p-3)以外的單體的構(gòu)成單元。
作為其它單體,可舉出(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯等碳(甲基)丙烯酸烷基(該烷基的原子數(shù)為1~22)酯、(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸3-羥基丙酯等(甲基)丙烯酸羥基烷基酯及在單末端具有聚合性官能團(tuán)的有機(jī)聚硅氧烷等硅酮系大分子單體等。
就制造水不溶性聚合物p時(shí)的所述單體(p-1)、(p-2)及(p-3)的單體混合物(以下,也簡稱為“單體混合物”)中的含量(作為未中和量的含量。以下相同)、或水不溶性聚合物p中的源自所述單體(p-1)、(p-2)及(p-3)成分的構(gòu)成單元的含量而言,從提高顏料水分散體的分散穩(wěn)定性及水性油墨的保存穩(wěn)定性的觀點(diǎn)、通過抑制水性油墨干燥時(shí)的增粘而提高吐出性的觀點(diǎn)出發(fā),如下所述。
含有離子性單體(p-1)的情況下,其含量優(yōu)選為3質(zhì)量%以上,更優(yōu)選為5質(zhì)量%以上,進(jìn)一步優(yōu)選為8質(zhì)量%以上,更進(jìn)一步優(yōu)選為10質(zhì)量%以上,而且,優(yōu)選為40質(zhì)量%以下,更優(yōu)選為30質(zhì)量%以下,進(jìn)一步優(yōu)選為25質(zhì)量%以下,更進(jìn)一步優(yōu)選為20質(zhì)量%以下。
含有具有芳香族環(huán)的疏水性單體(p-2)的情況下,其含量優(yōu)選為15質(zhì)量%以上,更優(yōu)選為30質(zhì)量%以上,進(jìn)一步優(yōu)選為37質(zhì)量%以上,更進(jìn)一步優(yōu)選為45質(zhì)量%以上,而且,優(yōu)選為84質(zhì)量%以下,更優(yōu)選為80質(zhì)量%以下,進(jìn)一步優(yōu)選為74質(zhì)量%以下,更進(jìn)一步優(yōu)選為70質(zhì)量%以下。
另外,含有苯乙烯系大分子單體作為單體(p-2)的情況下,苯乙烯系大分子單體優(yōu)選與苯乙烯系單體和/或含芳香族基團(tuán)的(甲基)丙烯酸酯等除單體(p-2)以外的單體并用。苯乙烯系大分子單體的含量優(yōu)選為5質(zhì)量%以上,更優(yōu)選為15質(zhì)量%以上,進(jìn)一步優(yōu)選為20質(zhì)量%以上,而且,優(yōu)選為40質(zhì)量%以下,更優(yōu)選為35質(zhì)量%以下,進(jìn)一步優(yōu)選為30質(zhì)量%以下。
含有親水性非離子性單體(p-3)的情況下,其含量優(yōu)選為13質(zhì)量%以上,更優(yōu)選為15質(zhì)量%以上,進(jìn)一步優(yōu)選為18質(zhì)量%以上,更進(jìn)一步優(yōu)選為20質(zhì)量%以上,而且,優(yōu)選為45質(zhì)量%以下,更優(yōu)選為40質(zhì)量%以下,進(jìn)一步優(yōu)選為38質(zhì)量%以下,更進(jìn)一步優(yōu)選為35質(zhì)量%以下。
另外,含有單體(p-1)、(p-2)及(p-3)的情況下,從提高顏料水分散體的分散穩(wěn)定性及水性油墨的保存穩(wěn)定性的觀點(diǎn)出發(fā),[(p-1)成分/[(p-2)成分+(p-3)成分]]的質(zhì)量比優(yōu)選為0.03以上,更優(yōu)選為0.05以上,進(jìn)一步優(yōu)選為0.10以上,而且,優(yōu)選為0.50以下,更優(yōu)選為0.40以下,進(jìn)一步優(yōu)選為0.30以下。
(水不溶性聚合物p的制造)
水不溶性聚合物p通過利用公知的聚合法使所述單體混合物進(jìn)行共聚而制造。作為聚合法,優(yōu)選溶液聚合法。
對(duì)溶液聚合法中使用的有機(jī)溶劑a沒有特別的限制,從提高后述的顏料水分散體的生產(chǎn)率的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選選自碳原子數(shù)為4以上且8以下的酮、醇、醚及酯中的1種以上的化合物,更優(yōu)選碳原子數(shù)為4以上且8以下的酮,進(jìn)一步優(yōu)選甲乙酮。
在聚合時(shí),可以使用聚合引發(fā)劑或聚合鏈轉(zhuǎn)移劑。作為聚合引發(fā)劑,更優(yōu)選偶氮化合物,更優(yōu)選2,2’-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)等。作為聚合鏈轉(zhuǎn)移劑,優(yōu)選硫醇類,更優(yōu)選2-巰基乙醇等。
優(yōu)選的聚合條件根據(jù)聚合引發(fā)劑的種類等而不同,聚合溫度優(yōu)選為50℃以上且90℃以下,聚合時(shí)間優(yōu)選為1小時(shí)以上且20小時(shí)以下。另外,聚合氣氛優(yōu)選為氮?dú)鈿夥?、氬氣等惰性氣體氣氛。
聚合反應(yīng)結(jié)束后,可以通過再沉淀、餾除溶劑等公知的方法從反應(yīng)溶液中分離出所生成的聚合物。另外,對(duì)于得到的聚合物而言,可以通過再沉淀、膜分離、色譜法、萃取法等除去未反應(yīng)的單體等。
對(duì)于水不溶性聚合物p而言,從提高顏料水分散體的生產(chǎn)率的觀點(diǎn)出發(fā),為了將含有的有機(jī)溶劑a用作后述的有機(jī)溶劑b,優(yōu)選不除去在聚合反應(yīng)中所使用的溶劑而直接以聚合物溶液的形式使用。
從提高顏料水分散體的生產(chǎn)率的觀點(diǎn)出發(fā),水不溶性聚合物p溶液的固體成分濃度優(yōu)選為25質(zhì)量%以上,更優(yōu)選為30質(zhì)量%以上,而且,優(yōu)選為60質(zhì)量%以下,更優(yōu)選為50質(zhì)量%以下,進(jìn)一步更優(yōu)選為45質(zhì)量%以下。
從提高顏料水分散體的分散穩(wěn)定性及水性油墨的保存穩(wěn)定性的觀點(diǎn)出發(fā),本發(fā)明中使用的水不溶性聚合物p的重均分子量優(yōu)選為10,000以上,更優(yōu)選為15,000以上,進(jìn)一步優(yōu)選為20,000以上,更進(jìn)一步優(yōu)選為30,000以上。另外,從提高顏料水分散體的分散穩(wěn)定性及水性油墨的保存穩(wěn)定性的觀點(diǎn)、通過抑制水性油墨干燥時(shí)的增粘而提高吐出性的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選為150,000以下,更優(yōu)選為100,000以下。另外,水不溶性聚合物p的重均分子量可以通過實(shí)施例中記載的方法進(jìn)行測定。
[含顏料的聚合物顆粒p的制造]
從提高水性油墨的生產(chǎn)率的觀點(diǎn)出發(fā),含顏料的聚合物顆粒p優(yōu)選制成含顏料的聚合物顆粒p的水分散體(顏料水分散體)。
顏料水分散體可以通過具有以下的工序(1)及工序(2)的方法而得到。
工序(1):對(duì)含有水不溶性聚合物p、有機(jī)溶劑b、顏料、及水的混合物(以下,也稱為“顏料混合物”)進(jìn)行分散處理,得到分散處理物的工序。
工序(2):從工序(1)中得到的分散處理物中除去所述有機(jī)溶劑b,得到顏料水分散體的工序。
<工序(1)>
工序(1)為對(duì)含有水不溶性聚合物p、有機(jī)溶劑b、顏料、及水的混合物(顏料混合物)進(jìn)行分散處理、得到分散處理物的工序。
工序(1)中,首先,優(yōu)選對(duì)水不溶性聚合物p、有機(jī)溶劑b、顏料、水、以及根據(jù)需要而加入的中和劑和表面活性劑等進(jìn)行混合,得到顏料混合物。對(duì)加入的順序沒有限制,優(yōu)選依次加入水不溶性聚合物p、有機(jī)溶劑b、中和劑、水、及顏料。
(有機(jī)溶劑b)
對(duì)工序(1)中使用的有機(jī)溶劑b沒有特別限制,優(yōu)選碳原子數(shù)為1以上且3以下的脂肪族醇、碳原子數(shù)為4以上且8以下的酮類、醚類、酯類等,從提高對(duì)顏料的潤濕性、水不溶性聚合物p的溶解性、及水不溶性聚合物p對(duì)顏料的吸附性的觀點(diǎn)出發(fā),更優(yōu)選碳原子數(shù)為4以上且8以下的酮,進(jìn)一步優(yōu)選甲乙酮、甲基異丁基酮,更進(jìn)一步優(yōu)選甲乙酮。
用溶液聚合法合成水不溶性聚合物p的情況下,也可以直接使用聚合中使用的劑。
從提高對(duì)顏料的潤濕性、及水不溶性聚合物p對(duì)顏料的吸附性的觀點(diǎn)出發(fā),相對(duì)于有機(jī)溶劑b的水不溶性聚合物p的質(zhì)量比[水不溶性聚合物p/有機(jī)溶劑b]優(yōu)選為0.10以上,更優(yōu)選為0.15以上,進(jìn)一步優(yōu)選為0.20以上,而且,優(yōu)選為0.70以下,更優(yōu)選為0.60以下,進(jìn)一步優(yōu)選0.50以下。
(中和劑)
在本發(fā)明中,從提高顏料水分散體的分散穩(wěn)定性及水性油墨的保存穩(wěn)定性、吐出性的觀點(diǎn)出發(fā),可以使用中和劑。使用中和劑的情況下,優(yōu)選以顏料水分散體的ph成為優(yōu)選7以上、更優(yōu)選7.5以上的方式、而且以ph成為優(yōu)選11以下、更優(yōu)選9.5以下的方式進(jìn)行中和。
作為中和劑,可舉出堿金屬的氫氧化物、氨、有機(jī)胺等。
作為堿金屬的氫氧化物,可舉出氫氧化鋰、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化銫,優(yōu)選氫氧化鈉。
作為有機(jī)胺,可舉出三甲胺、乙胺、二乙胺、三乙胺、三乙醇胺等。
從提高顏料水分散體的分散穩(wěn)定性及水性油墨的保存穩(wěn)定性、吐出性的觀點(diǎn)出發(fā),中和劑優(yōu)選堿金屬的氫氧化物、氨,更優(yōu)選并用氫氧化鈉和氨。另外,可以對(duì)水不溶性聚合物p進(jìn)行預(yù)中和。
從充分且均勻地促進(jìn)中和的觀點(diǎn)出發(fā),中和劑優(yōu)選以中和劑水溶液的形式使用。從上述的觀點(diǎn)出發(fā),中和劑水溶液的濃度優(yōu)選3質(zhì)量%以上,更優(yōu)選10質(zhì)量%以上,進(jìn)一步優(yōu)選15質(zhì)量%以上,而且,優(yōu)選30質(zhì)量%以下,更優(yōu)選25質(zhì)量%以下。
從促進(jìn)水不溶性聚合物p對(duì)顏料的吸附性和聚合物的中和而提高顏料分散體的分散穩(wěn)定性及水性油墨的保存穩(wěn)定性、粗大顆粒的減少、水性油墨的吐出性的觀點(diǎn)出發(fā),中和劑水溶液相對(duì)于有機(jī)溶劑b的質(zhì)量比[中和劑水溶液/有機(jī)溶劑b]優(yōu)選為0.01以上,更優(yōu)選為0.05以上,進(jìn)一步優(yōu)選為0.10以上,而且優(yōu)選0.50以下,更優(yōu)選0.30以下,進(jìn)一步優(yōu)選0.20以下。
中和劑及中和劑水溶液可以單獨(dú)使用或混合2種以上而使用。
從提高顏料水分散體的分散穩(wěn)定性及水性油墨的保存穩(wěn)定性、粗大顆粒的減少、水性油墨的吐出性的觀點(diǎn)出發(fā),水不溶性聚合物p的中和度優(yōu)選30摩爾%以上,更優(yōu)選40摩爾%以上,進(jìn)一步優(yōu)選50摩爾%以上,而且,優(yōu)選300摩爾%以下,更優(yōu)選200摩爾%以下,進(jìn)一步優(yōu)選150摩爾%以下。
另外,從提高水不溶性聚合物p對(duì)水的分散性的觀點(diǎn)出發(fā),其中由堿金屬氫氧化物進(jìn)行中和的中和度優(yōu)選為30摩爾%以上,更優(yōu)選為40摩爾%以上,進(jìn)一步優(yōu)選為50摩爾%以上,而且,優(yōu)選為150摩爾%以下,更優(yōu)選為125摩爾%以下,進(jìn)一步優(yōu)選為100摩爾%以下。
在此,“中和度”是指中和劑的摩爾當(dāng)量除以水不溶性聚合物p的陰離子性基團(tuán)的摩爾量所得的值。
(顏料混合物中的各成分的含量等)
從提高顏料水分散體的分散穩(wěn)定性及水性油墨的保存穩(wěn)定性、吐出性的觀點(diǎn)、且提高顏料水分散體的生產(chǎn)率的觀點(diǎn)出發(fā),顏料混合物中的顏料的含量優(yōu)選為10質(zhì)量%以上,更優(yōu)選為12質(zhì)量%以上,進(jìn)一步優(yōu)選為14質(zhì)量%以上,而且,優(yōu)選為30質(zhì)量%以下,更優(yōu)選為25質(zhì)量%以下,進(jìn)一步優(yōu)選為20質(zhì)量%以下。
從提高顏料水分散體的分散穩(wěn)定性及水性油墨的保存穩(wěn)定性、吐出性的觀點(diǎn)出發(fā),顏料混合物中的水不溶性聚合物p的含量優(yōu)選為2.0質(zhì)量%以上,更優(yōu)選為4.0質(zhì)量%以上,進(jìn)一步優(yōu)選為5.0質(zhì)量%以上,優(yōu)選為15質(zhì)量%以下,更優(yōu)選為10質(zhì)量%以下,進(jìn)一步優(yōu)選為8.0質(zhì)量%以下。
從提高對(duì)顏料的潤濕性及水不溶性聚合物p對(duì)顏料的吸附性的觀點(diǎn)出發(fā),顏料混合物中的有機(jī)溶劑b的含量優(yōu)選為10質(zhì)量%以上,更優(yōu)選為12質(zhì)量%以上,進(jìn)一步優(yōu)選為15質(zhì)量%以上,而且,優(yōu)選為35質(zhì)量%以下,更優(yōu)選為30質(zhì)量%以下,進(jìn)一步優(yōu)選為25質(zhì)量%以下。
從提高顏料水分散體的分散穩(wěn)定性的觀點(diǎn)及提高顏料水分散體的生產(chǎn)率的觀點(diǎn)出發(fā),顏料混合物中的水的含量優(yōu)選為40質(zhì)量%以上,更優(yōu)選為45質(zhì)量%以上,進(jìn)一步優(yōu)選為50質(zhì)量%以上,而且,優(yōu)選為75質(zhì)量%以下,更優(yōu)選為70質(zhì)量%以下,進(jìn)一步優(yōu)選65質(zhì)量%以下。
從降低溶劑揮發(fā)時(shí)的油墨粘度、提高水性油墨的保存穩(wěn)定性及吐出性的觀點(diǎn)出發(fā),顏料相對(duì)于水不溶性聚合物p的質(zhì)量比[顏料/水不溶性聚合物p]優(yōu)選為0.4以上,更優(yōu)選為1以上,進(jìn)一步優(yōu)選為1.5以上,而且,優(yōu)選為9以下,更優(yōu)選為6以下,進(jìn)一步優(yōu)選為4以下。
(顏料混合物的分散)
工序(1)中,進(jìn)一步對(duì)顏料混合物進(jìn)行分散而得到分散處理物。對(duì)得到分散處理物的分散方法沒有特別限制??梢詢H通過主分散將顏料顆粒的平均粒徑微粒化至成為所期望的粒徑,但優(yōu)選對(duì)顏料混合物進(jìn)行預(yù)分散之后、進(jìn)一步施加剪切應(yīng)力以進(jìn)行主分散,并以顏料顆粒的平均粒徑成為所期望的粒徑的方式進(jìn)行控制。
工序(1)的預(yù)分散中的溫度優(yōu)選為0℃以上,而且,優(yōu)選為40℃以下,更優(yōu)選為30℃以下,進(jìn)一步優(yōu)選為20℃以下,分散時(shí)間優(yōu)選為0.5小時(shí)以上,更優(yōu)選為1小時(shí)以上,而且,優(yōu)選為30小時(shí)以下,更優(yōu)選為10小時(shí)以下,進(jìn)一步優(yōu)選為5小時(shí)以下。
在對(duì)顏料混合物進(jìn)行預(yù)分散時(shí),可以使用錨翼、分散翼等一般所使用的混合攪拌裝置。在混合攪拌裝置中,優(yōu)選高速攪拌混合裝置。
工序(1)的主分散中的溫度優(yōu)選為0℃以上,而且,優(yōu)選為40℃以下,更優(yōu)選為30℃以下,進(jìn)一步優(yōu)選為20℃以下。
作為在主分散中施加剪切應(yīng)力的手段,可舉出例如:輥磨機(jī)、捏合機(jī)等混練機(jī)、微流化器(microfluidizer,microfluidics公司制)等高壓均質(zhì)機(jī)、油漆攪拌器(paintshaker)、砂磨機(jī)(beadsmill)等介質(zhì)式分散機(jī)。作為市售的介質(zhì)式分散機(jī),可舉出ultraapexmill(壽工業(yè)株式會(huì)社制)、picomill(淺田鐵工株式會(huì)社制)等。也可以將多個(gè)這些裝置組合起來使用。其中,從實(shí)現(xiàn)顏料的小粒徑化的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選使用高壓均質(zhì)機(jī)。
使用高壓均質(zhì)機(jī)進(jìn)行主分散的情況下,通過控制處理壓力或處理次數(shù),可以以顏料成為所期望的粒徑的方式進(jìn)行控制。
從生產(chǎn)率及經(jīng)濟(jì)性的觀點(diǎn)出發(fā),處理壓力優(yōu)選為60mpa以上,更優(yōu)選為100mpa以上,進(jìn)一步優(yōu)選為130mpa以上,而且,優(yōu)選為200mpa以下,更優(yōu)選為180mpa以下,進(jìn)一步優(yōu)選為170mpa以下。
另外,處理次數(shù)優(yōu)選為3次以上,更優(yōu)選為5次以上,進(jìn)一步優(yōu)選為7以上,而且,優(yōu)選為30次以下,更優(yōu)選為25次以下,進(jìn)一步優(yōu)選為15次以下。
<工序(2)>
工序(2)為從工序(1)中得到的分散處理物中除去所述有機(jī)溶劑b、得到顏料水分散體的工序??梢杂霉姆椒ǔビ袡C(jī)溶劑b。
從在除去有機(jī)溶劑b的過程中抑制凝集物的產(chǎn)生、提高顏料水分散體的分散穩(wěn)定性及水性油墨的保存穩(wěn)定性、吐出性的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選在除去有機(jī)溶劑b之前,在工序(1)中得到的分散處理物中添加水,以調(diào)整有機(jī)溶劑b相對(duì)于水的質(zhì)量比(有機(jī)溶劑b/水)。
(有機(jī)溶劑b/水)的質(zhì)量比優(yōu)選為0.08以上,更優(yōu)選為0.10以上,而且,優(yōu)選為0.40以下,更優(yōu)選為0.20以下。
另外,從在除去有機(jī)溶劑b的過程中抑制凝集物的產(chǎn)生的觀點(diǎn)、及提高顏料水分散體的生產(chǎn)率的觀點(diǎn)出發(fā),調(diào)整(有機(jī)溶劑b/水)的質(zhì)量比之后的顏料水分散體的不揮發(fā)成分濃度(固體成分濃度)優(yōu)選為5質(zhì)量%以上,更優(yōu)選為8質(zhì)量%以上,進(jìn)一步優(yōu)選為10質(zhì)量%以上,而且,優(yōu)選為30質(zhì)量%以下,更優(yōu)選為25質(zhì)量%以下,進(jìn)一步優(yōu)選為20質(zhì)量%以下。另外,上述顏料水分散體中所含的水的一部分可以與有機(jī)溶劑b同時(shí)被除去。
作為工序(2)中使用的有機(jī)溶劑b的除去裝置,可舉出間歇單蒸餾裝置、減壓蒸餾裝置、閃發(fā)蒸發(fā)器等薄膜式蒸餾裝置、旋轉(zhuǎn)式蒸餾裝置、攪拌式蒸發(fā)裝置等,從有效地除去有機(jī)溶劑b的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選旋轉(zhuǎn)式蒸餾裝置及攪拌式蒸發(fā)裝置。在旋轉(zhuǎn)式蒸餾裝置中,優(yōu)選旋轉(zhuǎn)式蒸發(fā)器等旋轉(zhuǎn)式減壓蒸餾裝置,在攪拌式蒸發(fā)裝置中,優(yōu)選攪拌槽薄膜式蒸發(fā)裝置等。
除去有機(jī)溶劑b時(shí)的分散處理物的溫度可以根據(jù)使用的有機(jī)溶劑b的種類而適當(dāng)選擇,但在減壓下優(yōu)選為20℃以上,更優(yōu)選為25℃以上,進(jìn)一步優(yōu)選為30℃以上,而且,優(yōu)選為80℃以下,更優(yōu)選為70℃以下,進(jìn)一步優(yōu)選為65℃以下。
此時(shí)的壓力優(yōu)選為0.01mpa以上,更優(yōu)選為0.02mpa以上,進(jìn)一步優(yōu)選為0.05mpa以上,而且,優(yōu)選為0.5mpa以下,更優(yōu)選為0.2mpa以下,進(jìn)一步優(yōu)選為0.1mpa以下。
用于除去有機(jī)溶劑b的時(shí)間優(yōu)選為1小時(shí)以上,更優(yōu)選為2小時(shí)以上,進(jìn)一步優(yōu)選為5小時(shí)以上,優(yōu)選為24小時(shí)以下,更優(yōu)選為12小時(shí)以下,進(jìn)一步優(yōu)選為10小時(shí)以下。
有機(jī)溶劑b的除去優(yōu)選進(jìn)行至固體成分濃度成為優(yōu)選10質(zhì)量%以上、更優(yōu)選20質(zhì)量%以上,而且,優(yōu)選進(jìn)行至固體成分濃度成為優(yōu)選35質(zhì)量%以下、更優(yōu)選30質(zhì)量%以下。
對(duì)于得到的濃縮物而言,優(yōu)選對(duì)其進(jìn)行離心分離處理,分離成液層部分和固體部分,回收液層部分。所回收的液層部分主要為在水中分散有含顏料的聚合物顆粒p的分散體,固體部分主要為因分散不良或凝集而生成的粗大顆粒構(gòu)成的固體成分。因此,由該液層部分可以得到顏料水分散體。
就得到的顏料水分散體而言,從防止干燥的觀點(diǎn)及防止腐敗的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選添加甘油等保濕劑或防腐劑、防霉劑等。
得到的顏料水分散體中的有機(jī)溶劑b優(yōu)選實(shí)質(zhì)上被除去,但只要在不損害本發(fā)明的目的的前提下,則可以殘存。殘留的機(jī)溶劑b的量優(yōu)選為0.1質(zhì)量%以下,更優(yōu)選為0.01質(zhì)量%以下。
從提高顏料水分散體的分散穩(wěn)定性的觀點(diǎn)及使水性油墨的制備容易的觀點(diǎn)出發(fā),得到的含顏料的聚合物顆粒p的顏料水分散體的不揮發(fā)成分濃度(固體成分濃度)優(yōu)選為10質(zhì)量%以上,更優(yōu)選為15質(zhì)量%以上,而且,優(yōu)選為30質(zhì)量%以下,更優(yōu)選為25質(zhì)量%以下。
就得到的含顏料的聚合物顆粒p的顏料水分散體而言,顏料和水不溶性聚合物p的固體成分分散于以水為主的介質(zhì)中。
從提高顏料水分散體的分散穩(wěn)定性及水性油墨的保存穩(wěn)定性的觀點(diǎn)、通過水性油墨干燥時(shí)的抑制增粘而提高吐出性的觀點(diǎn)出發(fā),顏料水分散體中的含顏料的聚合物顆粒p的平均粒徑優(yōu)選為40nm以上,更優(yōu)選為60nm以上,進(jìn)一步優(yōu)選為80nm以上,而且,優(yōu)選為150nm以下,更進(jìn)一步優(yōu)選為140nm以下。
另外,含顏料的聚合物顆粒p的平均粒徑是通過實(shí)施例中記載的方法進(jìn)行測定的。
另外,使用有含顏料的聚合物顆粒p的水性油墨中的含顏料的聚合物顆粒p的平均粒徑與顏料水分散體中的平均粒徑相同,優(yōu)選的平均粒徑的形式與顏料水分散體中的平均粒徑的優(yōu)選的形式相同。
(含顏料的聚合物顆粒p的含量)
從加快印刷于低吸水性的記錄介質(zhì)時(shí)的紙面上的干燥性、抑制干燥過程中的油墨的點(diǎn)徑的縮小、得到均勻性優(yōu)異的圖像的觀點(diǎn)、及提高印刷濃度的觀點(diǎn)出發(fā),在使用含顏料的聚合物顆粒p作為顏料的情況下,含顏料的聚合物顆粒p在水性油墨中的含量優(yōu)選為1.4質(zhì)量%以上,更優(yōu)選為2.8質(zhì)量%以上,進(jìn)一步優(yōu)選為4.2質(zhì)量%以上。另外,從降低溶劑揮發(fā)時(shí)的油墨粘度、抑制印刷于低吸水性的記錄介質(zhì)時(shí)的干燥過程中的油墨的點(diǎn)徑的縮小、得到均勻性優(yōu)異的圖像的觀點(diǎn)、提高印刷濃度的觀點(diǎn)、且提高水性油墨的保存穩(wěn)定性及吐出性的觀點(diǎn)出發(fā),含顏料的聚合物顆粒p在水性油墨中的含量優(yōu)選為21質(zhì)量%以下,更優(yōu)選為14質(zhì)量%以下,進(jìn)一步優(yōu)選為8.4質(zhì)量%以下。
(水不溶性聚合物p的含量)
從提高水性油墨的保存穩(wěn)定性及吐出性、抑制印刷于低吸水性的記錄介質(zhì)時(shí)的干燥過程中的油墨的點(diǎn)徑的縮小、得到均勻性優(yōu)異的圖像的觀點(diǎn)出發(fā),使用含顏料的聚合物顆粒p的情況下,水不溶性聚合物p在水性油墨中的含量優(yōu)選為0.4質(zhì)量%以上,更優(yōu)選為0.8質(zhì)量%以上,進(jìn)一步優(yōu)選為1.2質(zhì)量%以上。另外,從降低溶劑揮發(fā)時(shí)的油墨粘度、增大印刷于低吸水性的記錄介質(zhì)時(shí)的點(diǎn)徑、提高印刷濃度的觀點(diǎn)、且提高水性油墨的保存穩(wěn)定性及吐出性的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選為6質(zhì)量%以下,更優(yōu)選為4質(zhì)量%以下,進(jìn)一步優(yōu)選為2.4質(zhì)量%以下。
[表面活性劑]
本發(fā)明中所使用的表面活性劑為hlb為0以上且5以下的炔二醇類的非離子表面活性劑(a)和hlb為6以上且20以下的非離子表面活性劑(b)的至少2種。
<表面活性劑(a)>
本發(fā)明中使用的表面活性劑(a)為hlb為0以上且5以下的炔二醇類的非離子表面活性劑。
表面活性劑(a)是為了提高水性油墨的潤濕擴(kuò)散性、抑制印刷于低吸水性的記錄介質(zhì)時(shí)的干燥過程中的油墨的點(diǎn)徑的縮小、并得到均勻性優(yōu)異的圖像而使用的。從這一觀點(diǎn)出發(fā),表面活性劑(a)的hlb優(yōu)選為5.0以下,更優(yōu)選為4.9以下,進(jìn)一步優(yōu)選為4.8以下。另外,從對(duì)水性油墨的溶解性的觀點(diǎn)出發(fā),表面活性劑(a)的hlb優(yōu)選為2.0以上,更優(yōu)選為2.5以上,進(jìn)一步優(yōu)選為2.8以上。
在此,hlb(親水性親油性平衡:hydrophile-lypophilebalance)值為表示表面活性劑對(duì)于水及油的親和性的值,可以利用格里芬(griffin)法由下式求出。
hlb=20×[(表面活性劑中所含的親水基的分子量)/(表面活性劑的分子量)]
作為表面活性劑中所含的親水基,可舉出例如羥基及乙烯氧基。
表面活性劑(a)的環(huán)氧乙烷的平均加成摩爾數(shù)(以下,也稱為“eo平均加成摩爾數(shù)”)優(yōu)選為3.0以下,更優(yōu)選為2.5以下,進(jìn)一步優(yōu)選為2.0以下,更進(jìn)一步優(yōu)選為1.5以下。
作為表面活性劑(a)的優(yōu)選例,可舉出選自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、及2,5-二甲基-3-己炔-2,5-二醇中的1種以上的炔二醇、及所述炔二醇的環(huán)氧乙烷加成物。其中,從提高水性油墨的潤濕擴(kuò)散性、印刷于低吸水性的記錄介質(zhì)時(shí)的隱蔽性的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選為選自2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇、及2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇的環(huán)氧乙烷加成物中的1種以上,更優(yōu)選為2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇。
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、及2,5-二甲基-3-己炔-2,5-二醇可以通過使乙炔和對(duì)應(yīng)于目標(biāo)炔二醇的酮或醛進(jìn)行反應(yīng)來合成,可以通過例如藤本武彥著、全訂版“新表面活性劑入門”(三洋化成工業(yè)株式會(huì)社出版、1992年)94頁~107頁等中記載的方法得到。
另外,作為(a)成分的市售品,可舉出:日信化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社及airproducts&chemicals公司的surfynol104(2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇、eo平均加成摩爾數(shù):0、hlb:3.0)、surfynol104e(2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇的乙二醇50%稀釋品)、surfynol104pg-50(2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇的丙二醇50%稀釋品)、surfynol420(2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇的eo平均1.3摩爾加成物、hlb:4.7、)、川研精密化學(xué)株式會(huì)社制的acetylenole13t(eo平均加成摩爾數(shù):1.3、hlb:4.7)等。
從提高水性油墨的潤濕擴(kuò)散性、印刷于低吸水性的記錄介質(zhì)時(shí)的隱蔽性的觀點(diǎn)出發(fā),水性油墨中的(a)成分的含量優(yōu)選為0.4質(zhì)量%以上,更優(yōu)選為0.6質(zhì)量%以上,進(jìn)一步優(yōu)選為0.8質(zhì)量%以上。
另外,從提高水性油墨的吐出性、印刷于低吸水性的記錄介質(zhì)時(shí)的隱蔽性的觀點(diǎn)、及提高油墨的保存穩(wěn)定性的觀點(diǎn)出發(fā),(a)成分的含量優(yōu)選為4.0質(zhì)量%以下,更優(yōu)選為3.0質(zhì)量%以下,進(jìn)一步優(yōu)選為2.8質(zhì)量%以下,更進(jìn)一步優(yōu)選為2.0質(zhì)量%以下。
<表面活性劑(b)>
本發(fā)明中使用的表面活性劑(b)為hlb為6以上20以下的非離子表面活性劑。
表面活性劑(b)是為了提高(a)成分對(duì)水性油墨的溶解性、抑制油墨的渾濁而使用的。從該觀點(diǎn)出發(fā),表面活性劑(b)的hlb優(yōu)選為8以上,更優(yōu)選為10以上,進(jìn)一步優(yōu)選為12以上,更進(jìn)一步優(yōu)選為13以上,而且,從吐出性的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選為19以下,更優(yōu)選為18.5以下,進(jìn)一步優(yōu)選為17.5以下,更進(jìn)一步優(yōu)選為17以下,更進(jìn)一步優(yōu)選為16.5以下,更進(jìn)一步優(yōu)選為16以下。
作為表面活性劑(b)的具體例,可舉出炔二醇的環(huán)氧乙烷加成物、醇的環(huán)氧烷烴加成物、脂肪酸鏈烷醇酰胺等,優(yōu)選選自炔二醇的環(huán)氧乙烷加成物、及醇的環(huán)氧烷烴加成物中的1種以上。
作為炔二醇的環(huán)氧乙烷加成物,優(yōu)選eo平均加成摩爾數(shù)優(yōu)選為5.0以上、更優(yōu)選為6.0以上、進(jìn)一步優(yōu)選為7.0以上、更進(jìn)一步優(yōu)選為8.0以上、而且優(yōu)選為40.0以下、更優(yōu)選為38.0以下、進(jìn)一步優(yōu)選為36.0以下、更進(jìn)一步優(yōu)選為34.0以下、更進(jìn)一步優(yōu)選為32.0以下的環(huán)氧乙烷加成物。
表面活性劑(b)可以通過在用與表面活性劑(a)同樣的方法得到的炔二醇上將環(huán)氧乙烷以成為所期望加成摩爾數(shù)的方式進(jìn)行加成反應(yīng)而得到。
作為表面活性劑(b)的炔二醇的環(huán)氧乙烷加成物的市售品,可舉出:日信化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社及airproducts&chemicals公司的surfynol465(2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇的eo平均9.7摩爾加成物、hlb:13.1)、surfynol485(2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇的eo平均33摩爾加成物、hlb:17.3)、川研精密化學(xué)株式會(huì)社制的acetylenole81(2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇的eo平均8.1摩爾加成物、hlb:13.0)、acetylenole100(2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇的eo平均10摩爾加成物、hlb:13.9)、acetylenole200(2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇的eo平均20摩爾加成物、hlb:16.4)等。
作為醇的環(huán)氧烷烴加成物,從提高(a)成分對(duì)水性油墨的溶解性、抑制油墨的渾濁的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選碳原子數(shù)為6以上且30以下的醇的環(huán)氧烷烴加成物。
從與上述同樣的觀點(diǎn)出發(fā),醇的碳原子數(shù)優(yōu)選為8以上,更優(yōu)選為10以上,進(jìn)一步優(yōu)選為12以上,另外,優(yōu)選為24以下,更優(yōu)選為22以下,進(jìn)一步優(yōu)選為20以下。
作為環(huán)氧烷烴加成物,從與上述同樣的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選環(huán)氧乙烷加成物、環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷的加成物,優(yōu)選環(huán)氧乙烷的加成物。
作為醇的環(huán)氧烷烴加成物,進(jìn)一步優(yōu)選下述式(2)所示的化合物。
r3o-[(eo)m/(po)n]-h(2)
(r3表示碳原子數(shù)為6以上且30以下的烴基,eo表示氧化乙烯基,po表示氧化丙烯基。m及n表示平均加成摩爾數(shù),m為4以上且100以下,n為0以上且50以下,m和n的合計(jì)為4以上且120以下?!?”表示eo和po是無規(guī)聚合或嵌段聚合,對(duì)于eo和po的加成順序沒有限制。)
從提高(a)成分對(duì)水性油墨的溶解性、抑制油墨的渾濁的觀點(diǎn)出發(fā),r3烴基的碳原子數(shù)優(yōu)選為8以上,更優(yōu)選為10以上,進(jìn)一步優(yōu)選為12以上,另外,從提高水性油墨的吐出性、印刷于低吸水性的記錄介質(zhì)時(shí)的隱蔽性的觀點(diǎn)、及提高油墨的保存穩(wěn)定性的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選為24以下,更優(yōu)選為22以下,進(jìn)一步優(yōu)選為20以下,更進(jìn)一步優(yōu)選為18以下,更進(jìn)一步優(yōu)選為14以下。
從與上述同樣的觀點(diǎn)出發(fā),所述的烴基優(yōu)選直鏈或支鏈的烷基或鏈烯基,優(yōu)選直鏈的烷基或鏈烯基。
作為碳原子數(shù)為6以上且30以下的烴基,可舉出正己基、正庚基、正辛基、2-乙基己基、正壬基、正癸基、2-丙基庚基、月桂基、十四烷基、棕櫚基、硬脂基、油基、2-辛基癸基、山崳基等,優(yōu)選月桂基、十四烷基、棕櫚基、硬脂基、油基、2-辛基癸基、山?;鼉?yōu)選月桂基。
氧化乙烯基的平均加成摩爾數(shù)m為4以上且100以下,從提高(a)成分對(duì)于水性油墨的溶解性、抑制油墨的渾濁的觀點(diǎn)、及提高油墨的保存穩(wěn)定性的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選為6以上,更優(yōu)選為8以上,進(jìn)一步優(yōu)選為10以上,從吐出性的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選為80以下,更優(yōu)選為70以下,進(jìn)一步優(yōu)選為60以下,更進(jìn)一步優(yōu)選為50以下,更進(jìn)一步優(yōu)選為30以下。
氧化丙烯基的平均加成摩爾數(shù)n為0以上且50以下,從與上述同樣的觀點(diǎn)出發(fā),n優(yōu)選為40以下,更優(yōu)選為30以下,進(jìn)一步優(yōu)選為20以下,更進(jìn)一步優(yōu)選為5以下,更進(jìn)一步優(yōu)選為0。
m和n的合計(jì)量為4以上且120以下,從與上述同樣的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選為6以上,更優(yōu)選為8以上,進(jìn)一步優(yōu)選為10以上,優(yōu)選為80以下,更優(yōu)選為70以下,進(jìn)一步優(yōu)選為60以下,更進(jìn)一步優(yōu)選為50以下,更進(jìn)一步優(yōu)選為30以下。
n為2以上的情況下,式(1)的化合物可以為嵌段體,也可以為無規(guī)體。嵌段體的情況下,羥基側(cè)優(yōu)選為氧化乙烯鏈、即ro-(po)(eo)-h。
另外,嵌段體的情況下,也可以為如ro-(eo)(po)(eo)-h所示的三嵌段體。
作為醇的環(huán)氧烷烴加成物的市售品,作為月桂醇的環(huán)氧乙烷加成物,可舉出:花王株式會(huì)社制的emulgen108(hlb:12.1、eo平均加成摩爾數(shù):6)、emulgen109p(hlb:13.6、eo平均加成摩爾數(shù)8)、emulgen120(hlb:15.3、eo平均加成摩爾數(shù):13)、emulgen147(hlb:16.3、eo平均加成摩爾數(shù):17)、emulgen150(hlb:18.4、eo平均加成摩爾數(shù):44)。此外,可舉出:花王株式會(huì)社制的emulgen707(碳原子數(shù)為11~15的仲醇的環(huán)氧乙烷加成物、hlb:12.1、eo平均加成摩爾數(shù):6)、emulgen220(碳原子數(shù)16~18的直鏈伯醇的環(huán)氧乙烷加成物、hlb:14.2、eo平均加成摩爾數(shù):13)等。
從提高(a)成分對(duì)于水性油墨的溶解性、抑制油墨的渾濁的觀點(diǎn)、及抑制印刷于低吸水性的記錄介質(zhì)時(shí)的顏色不均、得到均勻性優(yōu)異的圖像的觀點(diǎn)出發(fā),(b)成分的含量優(yōu)選為0.5質(zhì)量%以上,更優(yōu)選為1.0質(zhì)量%以上,進(jìn)一步優(yōu)選為1.5質(zhì)量%以上,更進(jìn)一步優(yōu)選為1.8質(zhì)量%以上。另外,從提高水性油墨的吐出性、抑制印刷于低吸水性的記錄介質(zhì)時(shí)的顏色不均、得到均勻性優(yōu)異的圖像的觀點(diǎn)、及提高油墨的保存穩(wěn)定性的觀點(diǎn)出發(fā),(b)成分的含量優(yōu)選為9.0質(zhì)量%以下,更優(yōu)選為6.0質(zhì)量%以下,進(jìn)一步優(yōu)選為5.0質(zhì)量%以下,更進(jìn)一步優(yōu)選為4.5質(zhì)量%以下,更進(jìn)一步優(yōu)選為3.0質(zhì)量%以下。
(表面活性劑(a)及(b)的合計(jì)含量)
從抑制水性油墨的起泡的觀點(diǎn)、及抑制油墨粘度的上升而提高驅(qū)動(dòng)頻率應(yīng)答性的觀點(diǎn)出發(fā),水性油墨中的表面活性劑(a)及(b)的合計(jì)含量優(yōu)選為1.5質(zhì)量%以上,更優(yōu)選為1.8質(zhì)量%以上,進(jìn)一步優(yōu)選為2.0質(zhì)量%以上,而且,優(yōu)選為9.0質(zhì)量%以下,更優(yōu)選為6.0質(zhì)量%以下,進(jìn)一步優(yōu)選為5.0質(zhì)量%以下,更進(jìn)一步優(yōu)選為4.0質(zhì)量%以下。
在本發(fā)明中,在將表面活性劑(a)及(b)配合于油墨而制備本發(fā)明的水性油墨時(shí),可以預(yù)先混合表面活性劑(a)及(b)而使用。該情況下,表面活性劑(a)及(b)的配合量成為各自的含量。而且,水性油墨中作為表面活性劑而混合有表面活性劑(a)及(b)。
([表面活性劑(a)/表面活性劑(b)]的質(zhì)量比)
從抑制水性油墨的起泡和驅(qū)動(dòng)頻率應(yīng)答性的觀點(diǎn)出發(fā),表面活性劑(a)相對(duì)于表面活性劑(b)的質(zhì)量比[表面活性劑(a)/表面活性劑(b)]優(yōu)選為0.1以上,更優(yōu)選為0.2以上,進(jìn)一步優(yōu)選為0.3以上,而且,優(yōu)選為3.0以下,更優(yōu)選為2.0以下,進(jìn)一步優(yōu)選為1.0以下。
本發(fā)明的水性油墨中可以在不損害本發(fā)明的效果的范圍內(nèi)含有表面活性劑(a)及(b)以外的其它的表面活性劑。
水性油墨中的表面活性劑(a)、表面活性劑(b)及其它的表面活性劑的合計(jì)含量優(yōu)選為1.5質(zhì)量%以上,更優(yōu)選為1.8質(zhì)量%以上,進(jìn)一步優(yōu)選為2.0質(zhì)量%以上,而且,優(yōu)選為10.0質(zhì)量%以下,更優(yōu)選為7.0質(zhì)量%以下,進(jìn)一步優(yōu)選為5.5質(zhì)量%以下,更進(jìn)一步優(yōu)選為4.0質(zhì)量%以下。
<聚醚改性硅酮(c)>
本發(fā)明中所使用的聚醚改性硅酮(c)在25℃時(shí)的動(dòng)態(tài)粘度為30mm2/s以上且190mm2/s以下。
改性硅酮化合物(c)是為了在水性油墨潤濕擴(kuò)散于記錄介質(zhì)上之后抑制干燥過程中的油墨液滴的點(diǎn)徑的收縮、及為了向噴嘴表面濃縮表面活性劑、抑制水性油墨的干燥并改善吐出性而使用的。從該觀點(diǎn)出發(fā),改性硅酮化合物(c)的25℃時(shí)的動(dòng)態(tài)粘度優(yōu)選40mm2/s以上,更優(yōu)選為50mm2/s以上,進(jìn)一步優(yōu)選為60mm2/s以上,而且,優(yōu)選為185mm2/s以下,更優(yōu)選為180mm2/s以下,進(jìn)一步優(yōu)選為175mm2/s以下,更進(jìn)一步優(yōu)選為160mm2/s以下,更進(jìn)一步優(yōu)選為140mm2/s以下。
另外,25℃時(shí)的動(dòng)態(tài)粘度可以用烏伯婁德型粘度計(jì)求出。
聚醚改性硅酮(c)具有將硅酮油的側(cè)鏈和/或末端的烴基用聚醚基取代的結(jié)構(gòu)。
作為聚醚改性硅酮化合物(c)的聚醚基,優(yōu)選聚氧化乙烯基、聚氧化丙烯基、氧化乙烯基(eo)和氧化丙烯基(三亞甲基氧基或丙烷-1,2-二基氧基;po)以嵌段狀或無規(guī)方式進(jìn)行了加成的聚氧化烯基,可以使用在硅酮主鏈上接枝有聚醚基的化合物、硅酮和聚醚基以嵌段方式結(jié)合的化合物等。
作為聚醚改性硅酮化合物(c)的優(yōu)選例,可舉出下述通式(3)或(4)表示的化合物。
(式中,r5表示碳原子數(shù)為1~3的烷基或羥基,r6表示碳原子數(shù)為2~5的亞烷基,r7表示氫原子、碳原子數(shù)為1~3的烷基或羥基,eo表示氧化乙烯基,po表示氧化丙烯基(三亞甲基氧基或丙烷-1,2-二基氧基)。a、b、c、及d表示各單元的平均加成摩爾數(shù),a為1~50,b為0~10,c為1~500,d為1~50。多個(gè)r5相同或不同。)
通式(3)中,a優(yōu)選為1~30,更優(yōu)選為1~20,b優(yōu)選為0~5,更優(yōu)選為0~3,c優(yōu)選為3~400,更優(yōu)選為5~300,d優(yōu)選為1~40,更優(yōu)選為1~30。a個(gè)、b個(gè)、c個(gè)或d個(gè)各單元分別相同或不同。
平均加成摩爾數(shù)a~d優(yōu)選以通式(3)表示的化合物的25℃時(shí)的動(dòng)態(tài)粘度成為30mm2/s以上且190mm2/s以下的范圍的方式進(jìn)行選擇。
(式中,r5、r6、r7、eo、po、a、b及c與上述相同。e表示各單元的平均加成摩爾數(shù),為1~50。多個(gè)r5、r6及r7相同或不同。)
通式(4)中,a優(yōu)選為1~30,進(jìn)一步優(yōu)選為1~20,b優(yōu)選為0~5,進(jìn)一步優(yōu)選為0~3,c優(yōu)選為1~400,進(jìn)一步優(yōu)選為1~300,e優(yōu)選為1~40,進(jìn)一步優(yōu)選為1~30。a個(gè)、b個(gè)、c個(gè)或e個(gè)各單元分別相同或不同。
平均加成摩爾數(shù)a、b、c及e優(yōu)選以通式(4)表示的化合物的25℃時(shí)的動(dòng)態(tài)粘度成為30mm2/s以上且190mm2/s以下的范圍的方式進(jìn)行選擇。
作為聚醚改性硅酮(c)的具體例,可舉出:信越化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社制的kf系列;kf-351(25℃時(shí)的動(dòng)態(tài)粘度:70mm2/s、以下相同)、kf-355a(動(dòng)態(tài)粘度:150mm2/s)、kf-642(動(dòng)態(tài)粘度:50mm2/s)、kf-945(動(dòng)態(tài)粘度:130mm2/s)、kf-6011(動(dòng)態(tài)粘度:130mm2/s)、kf-6015(動(dòng)態(tài)粘度:130mm2/s)、kf-6204(動(dòng)態(tài)粘度:70mm2/s)、日信化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社制的silfacesag系列;silfacesag005(動(dòng)態(tài)粘度:170mm2/s)、silfacesag503a(動(dòng)態(tài)粘度:80mm2/s)、舊日本unicar株式會(huì)社制的商品名:fz-2110(動(dòng)態(tài)粘度:128mm2/s)、fz-2123(動(dòng)態(tài)粘度:90mm2/s)。
作為聚醚改性硅酮(c),優(yōu)選使用選自上述中的1種或?qū)⑦x自上述中的2種以上組合而使用。
聚醚改性硅酮(c)在水性油墨中的含量優(yōu)選為0.01質(zhì)量%以上,更優(yōu)選為0.02質(zhì)量%以上,進(jìn)一步優(yōu)選為0.03質(zhì)量%以上,而且,優(yōu)選為5質(zhì)量%以下,更優(yōu)選為3質(zhì)量%以下,進(jìn)一步優(yōu)選為1質(zhì)量%以下,更進(jìn)一步優(yōu)選為0.8質(zhì)量%以下,更進(jìn)一步優(yōu)選為0.3質(zhì)量%以下,更進(jìn)一步優(yōu)選為0.2質(zhì)量%以下,更進(jìn)一步優(yōu)選為0.1質(zhì)量%以下。
從提高水性油墨的潤濕擴(kuò)散性、抑制印刷于低吸水性的記錄介質(zhì)時(shí)的干燥過程中的油墨點(diǎn)徑的縮小、得到均勻性優(yōu)異的圖像的觀點(diǎn)、及抑制水性油墨的起泡和驅(qū)動(dòng)頻率應(yīng)答性的觀點(diǎn)出發(fā),表面活性劑(a)和表面活性劑(b)的合計(jì)量相對(duì)于聚醚改性硅酮(c)的量的質(zhì)量比{[(a)+(b)]/(c)}優(yōu)選為0.5以上,更優(yōu)選為1以上,進(jìn)一步優(yōu)選為2.5以上,更進(jìn)一步優(yōu)選為5以上,更進(jìn)一步優(yōu)選為10以上,更進(jìn)一步優(yōu)選為20以上,而且,優(yōu)選為400以下,更優(yōu)選為300以下,進(jìn)一步優(yōu)選為200以下,更進(jìn)一步優(yōu)選為100以下,更進(jìn)一步優(yōu)選為80以下。
[水不溶性聚合物顆粒q]
從印刷于低吸水性的記錄介質(zhì)時(shí)的印刷物的定影性的觀點(diǎn)出發(fā),本發(fā)明的水性油墨中優(yōu)選含有水不溶性聚合物顆粒。通過本發(fā)明的油墨中所含的非離子表面活性劑(a)和非離子表面活性劑(b)以及聚醚改性硅酮(c),不溶性聚合物顆粒在水性油墨中的分散穩(wěn)定性提高,且吐出性優(yōu)異。作為水不溶性聚合物顆粒的一實(shí)施方式,可舉出不含有顏料的水不溶性聚合物顆粒。即,從印刷于低吸水性的記錄介質(zhì)的印刷物的定影性的觀點(diǎn)出發(fā),本發(fā)明中使用的水性油墨優(yōu)選含有水不溶性聚合物顆粒q(以下,也稱為“聚合物顆粒q”)。
從提高水性油墨的保存穩(wěn)定性及吐出性的觀點(diǎn)出發(fā),聚合物顆粒q優(yōu)選不含有著色劑。使用含顏料的聚合物顆粒p作為顏料的情況下,從提高水性油墨的保存穩(wěn)定性及吐出性的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選并用聚合物顆粒q。另外,從提高水性油墨的生產(chǎn)率的觀點(diǎn)出發(fā),聚合物顆粒q優(yōu)選以含有聚合物顆粒q的分散體的形式使用。
本發(fā)明的水不溶性聚合物顆粒q為,包含源自(甲基)丙烯酸酯(q-1)的構(gòu)成單元及源自(甲基)丙烯酸酯(q-2)的構(gòu)成單元的、水性油墨中所含的水不溶性聚合物顆粒,并且,
該水不溶性聚合物顆粒的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為10℃以上且90℃以下。
在該水不溶性聚合物顆粒的全部構(gòu)成單元中,該源自(甲基)丙烯酸(q-1)的構(gòu)成單元占1.0質(zhì)量%以上且6.0質(zhì)量%以下,
在制造該水不溶性聚合物顆粒時(shí),導(dǎo)入于反應(yīng)體系的(甲基)丙烯酸(q-1)和(甲基)丙烯酸酯(q-2)的摩爾比[(q-1)/(q-2)]在反應(yīng)過程中至少增大至少1次。
作為賦予源自(甲基)丙烯酸(q-1)的構(gòu)成單元的單體,可舉出丙烯酸、及甲基丙烯酸,優(yōu)選甲基丙烯酸。
從提高水不溶性聚合物顆粒q的分散穩(wěn)定性及油墨的保存穩(wěn)定性、吐出性的觀點(diǎn)出發(fā),在聚合物顆粒q的全部構(gòu)成單元中,源自(甲基)丙烯酸(q-1)的構(gòu)成單元的含量為1.0質(zhì)量%以上,優(yōu)選為1.5質(zhì)量%以上,更優(yōu)選為2.0質(zhì)量%以上,進(jìn)一步優(yōu)選為1.8質(zhì)量%以上,而且,為6.0質(zhì)量%以下,優(yōu)選為5.8質(zhì)量%以下,更優(yōu)選為5.5質(zhì)量%以下,進(jìn)一步優(yōu)選為5.3質(zhì)量%以下。
另外,構(gòu)成單元中的含量可以由制造聚合物顆粒q時(shí)的單體的進(jìn)料量進(jìn)行計(jì)算。
作為賦予源自(甲基)丙烯酸酯(q-2)的構(gòu)成單元的單體,可舉出含有烷基的(甲基)丙烯酸酯及含有芳香族基團(tuán)的(甲基)丙烯酸酯。
作為含有烷基的(甲基)丙烯酸酯,優(yōu)選具有碳原子數(shù)為1~22的烷基的(甲基)丙烯酸酯,可舉出例如:(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸(異)丙酯、(甲基)丙烯酸(異或叔)丁酯、(甲基)丙烯酸(異)戊酯、(甲基)丙烯酸環(huán)己酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸(異)辛酯、(甲基)丙烯酸(異)癸酯、(甲基)丙烯酸(異)十二烷基酯、(甲基)丙烯酸(異)硬脂基酯等。
另外,“(異或叔)”及“(異)”是指包含這些基團(tuán)存在的情況和不存在的情況這兩者,在這些基團(tuán)不存在的情況下,表示“正(normal)”。
另外,作為含有芳香族基團(tuán)的(甲基)丙烯酸酯,可舉出(甲基)丙烯酸芐酯、(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯等。
在賦予上述源自(甲基)丙烯酸酯(q-2)的構(gòu)成單元的單體中,優(yōu)選為具有碳原子數(shù)為1~10、更優(yōu)選碳原子數(shù)為1~8的烷基的(甲基)丙烯酸酯,更優(yōu)選甲基丙烯酸甲酯及丙烯酸2-乙基己酯。
從干燥后的油墨膜的定影性的觀點(diǎn)出發(fā)、及從抑制干燥過程中的油墨的點(diǎn)徑的縮小、得到均勻性優(yōu)異的圖像的觀點(diǎn)出發(fā),在聚合物顆粒q的全部構(gòu)成單元中,源自(甲基)丙烯酸酯(q-2)的構(gòu)成單元的含量優(yōu)選為94.0質(zhì)量%以上,更優(yōu)選為94.5質(zhì)量%以上,而且,為99.0質(zhì)量%以下,優(yōu)選為98.0質(zhì)量%以下。
從與上述同樣的觀點(diǎn)出發(fā),在聚合物顆粒q的全部構(gòu)成單元中,源自(甲基)丙烯酸(q-1)的構(gòu)成單元和源自(甲基)丙烯酸酯(q-2)的構(gòu)成單元的合計(jì)的含量優(yōu)選為95.0質(zhì)量%以上,更優(yōu)選為96.0質(zhì)量%以上,進(jìn)一步優(yōu)選為98.0質(zhì)量%以上,而且,為100.0質(zhì)量%以下。
從與上述同樣的觀點(diǎn)出發(fā),源自(甲基)丙烯酸(q-1)的構(gòu)成單元相對(duì)于源自(甲基)丙烯酸酯(q-2)的構(gòu)成單元的質(zhì)量比[(q-1)/(q-2)]優(yōu)選為0.02以上,更優(yōu)選為0.03以上,進(jìn)一步優(yōu)選為0.04以上,而且,優(yōu)選為0.20以下,更優(yōu)選為0.15以下,進(jìn)一步優(yōu)選為0.10以下。
從圖像的定影性的觀點(diǎn)出發(fā),聚合物顆粒q的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度優(yōu)選為10℃以上,更優(yōu)選為20℃以上,進(jìn)一步優(yōu)選為30℃以上,更進(jìn)一步優(yōu)選為40℃以上,更進(jìn)一步優(yōu)選為45℃以上,而且,優(yōu)選為90℃以下,更優(yōu)選為85℃以下,進(jìn)一步優(yōu)選為80℃以下,更進(jìn)一步優(yōu)選為78℃以下。聚合物顆粒q的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度可以通過調(diào)整(甲基)丙烯酸(q-1)以外的單體、例如(q-2)的種類或構(gòu)成的比率而調(diào)整為所期望的值。
聚合物顆粒q既可以使用適當(dāng)合成的物質(zhì),也可以使用市售品。
(聚合物顆粒q的合成)
聚合物顆粒q通過利用公知的聚合法使(甲基)丙烯酸(q-1)及(甲基)丙烯酸酯(q-2)的混合物進(jìn)行共聚而制造。例如,作為聚合法,優(yōu)選可舉出乳液聚合法或懸浮聚合法等,更優(yōu)選為乳液聚合法。
在聚合時(shí),可以使用聚合引發(fā)劑。作為聚合引發(fā)劑,可舉出過硫酸鹽或水溶性偶氮聚合引發(fā)劑等,優(yōu)選過硫酸銨、過硫酸鉀等過硫酸鹽。
在聚合時(shí),可以使用表面活性劑。作為表面活性劑,可舉出非離子性表面活性劑、陰離子性表面活性劑、陽離子性表面活性劑等,從提高樹脂顆粒的分散穩(wěn)定性的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選非離子性表面活性劑。作為非離子性表面活性劑的實(shí)例,可舉出聚氧化乙烯烷基醚、聚氧化乙烯烷基芳基醚、聚氧化乙烯脂肪酸酯、氧化乙烯和氧化丙烯的嵌段共聚物等,從提高樹脂顆粒的分散穩(wěn)定性的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選聚氧化乙烯烷基醚。
優(yōu)選的聚合條件根據(jù)聚合引發(fā)劑的種類等而不同,聚合溫度優(yōu)選為50℃以上且90℃以下,聚合時(shí)間優(yōu)選為1小時(shí)以上且20小時(shí)以下。另外,聚合氣氛優(yōu)選為氮?dú)鈿夥?、氬氣等惰性氣體氣氛。
聚合反應(yīng)的結(jié)束后,可以通過再沉淀、餾除溶劑等公知的方法從反應(yīng)溶液中分離出所生成的聚合物。另外,對(duì)于得到的聚合物而言,可以通過再沉淀、膜分離、色譜法、萃取法等除去未反應(yīng)的單體等。
就聚合物顆粒q而言,從對(duì)油墨的配合性的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選不除去聚合反應(yīng)中使用的溶劑而以水為分散介質(zhì)的聚合物分散體的形式使用。
從配合于含顏料的聚合物顆粒p和油墨的觀點(diǎn)出發(fā),聚合物顆粒q的分散體的固體成分濃度優(yōu)選為30質(zhì)量%以上,更優(yōu)選為40質(zhì)量%以上,而且,優(yōu)選為60質(zhì)量%以下,更優(yōu)選為50質(zhì)量%以下。
(聚合物顆粒q的重均分子量)
從定影性的觀點(diǎn)、及從在印刷于低吸水性的介質(zhì)時(shí)抑制干燥過程中的油墨的點(diǎn)徑的縮小、得到均勻性優(yōu)異的圖像的觀點(diǎn)出發(fā),本發(fā)明中使用的聚合物顆粒q的重均分子量優(yōu)選為100,000以上,更優(yōu)選為200,000以上,進(jìn)一步優(yōu)選為500,000以上,優(yōu)選為2,500,000以下,更優(yōu)選為1,000,000以下。
(聚合物顆粒q的平均粒徑)
另外,從水性油墨的保存穩(wěn)定性、印刷于低吸水性的記錄介質(zhì)時(shí)提高印刷濃度的觀點(diǎn)出發(fā),含有聚合物顆粒q的分散體中或水性油墨中的聚合物顆粒q的平均粒徑優(yōu)選為10nm以上,更優(yōu)選為30nm以上,進(jìn)一步優(yōu)選為50nm以上,而且,優(yōu)選為300nm以下,更優(yōu)選為200nm以下,進(jìn)一步優(yōu)選為150nm以下,更進(jìn)一步優(yōu)選為130nm以下。
另外,聚合物顆粒q的重均分子量和平均粒徑是通過實(shí)施例中記載的方法進(jìn)行測定的。
(聚合物顆粒q的市售的分散體)
作為市售的聚合物顆粒q的分散體,可舉出例如:neocryla1127(dsmneoresins公司制、陰離子性自交聯(lián)水性丙烯酸樹脂);joncry1390(basf日本株式會(huì)社制)等丙烯酸樹脂;wbr-2018、wbr-2000u(大成精密化學(xué)株式會(huì)社制)等聚氨酯樹脂;sr-100、sr102(以上,nippona&l株式會(huì)社制)等苯乙烯-丁二烯樹脂;joncryl7100、joncryl734、joncryl538(以上,basf日本株式會(huì)社制)等苯乙烯-丙烯酸樹脂;以及vinyblan701(日信化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社制)等氯乙烯系樹脂等。
作為聚合物顆粒q的形態(tài),可舉出將聚合物顆粒q分散于水中的分散體,可以根據(jù)需要含有如表面活性劑這樣的分散劑。聚合物顆粒q的分散體還作為用于使從噴墨噴嘴吐出的油墨液滴定影于記錄介質(zhì)、抑制干燥過程中的油墨的點(diǎn)徑的縮小、得到均勻性優(yōu)異的圖像的定影乳液而發(fā)揮其作用。
從聚合物顆粒q的分散穩(wěn)定性、油墨配合時(shí)的便利性的觀點(diǎn)出發(fā),含有聚合物顆粒q的分散體中的聚合物顆粒q的含量優(yōu)選為10質(zhì)量%以上,更優(yōu)選為20質(zhì)量%以上,進(jìn)一步優(yōu)選為30質(zhì)量%以上,而且,優(yōu)選為70質(zhì)量%以下,更優(yōu)選為60質(zhì)量%以下,進(jìn)一步優(yōu)選為55質(zhì)量%以下。
使用水不溶性聚合物顆粒q的情況下,從定影性的觀點(diǎn)、及印刷于低吸水性的記錄介質(zhì)時(shí)抑制干燥過程中的油墨的點(diǎn)徑的縮小、得到均勻性優(yōu)異的圖像的觀點(diǎn)出發(fā),水性油墨中的聚合物顆粒q的含量為1.0質(zhì)量%以上,優(yōu)選為1.2質(zhì)量%以上,更優(yōu)選為1.4質(zhì)量%以上,進(jìn)一步優(yōu)選為1.6質(zhì)量%以上,更進(jìn)一步優(yōu)選為1.8質(zhì)量%以上,而且,優(yōu)選為4.0質(zhì)量%以下,更優(yōu)選為3.8質(zhì)量%以下,進(jìn)一步優(yōu)選為3.6質(zhì)量%以下,更進(jìn)一步優(yōu)選為3.2質(zhì)量%以下,更進(jìn)一步優(yōu)選為3.0質(zhì)量%以下。
從加快印刷于低吸水性的記錄介質(zhì)時(shí)的印刷物的干燥性、抑制干燥過程中的油墨的點(diǎn)徑的縮小、得到均勻性優(yōu)異的圖像的觀點(diǎn)、提高印刷濃度的觀點(diǎn)、及提高干燥油墨在紙面上的定影性的觀點(diǎn)出發(fā),顏料相對(duì)于水不溶性聚合物顆粒q的質(zhì)量比[顏料/水不溶性聚合物顆粒q]優(yōu)選為0.3以上,更優(yōu)選為0.5以上,進(jìn)一步優(yōu)選為0.7以上,而且,優(yōu)選為4.0以下,更優(yōu)選為3.0以下,進(jìn)一步優(yōu)選為2.5以下。
<有機(jī)溶劑(d)>
從印刷于低吸水性的記錄介質(zhì)時(shí)提高因點(diǎn)(dot)的擴(kuò)張引起的圖像均勻性的觀點(diǎn)出發(fā),本發(fā)明的水性油墨中含有有機(jī)溶劑(d)。
從提高油墨的吐出性的觀點(diǎn)出發(fā),水性油墨中的有機(jī)溶劑(d)的含量優(yōu)選為20質(zhì)量%以上,更優(yōu)選為25質(zhì)量%以上,進(jìn)一步更優(yōu)選為28質(zhì)量%以上。另外,從提高水性油墨的保存穩(wěn)定性的觀點(diǎn)、加快印刷于低吸水性的記錄介質(zhì)的印刷物的干燥性、抑制干燥過程中的油墨的點(diǎn)徑的縮小、得到均勻性優(yōu)異的圖像的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選為60質(zhì)量%以下,更優(yōu)選為50質(zhì)量%以下,進(jìn)一步更優(yōu)選為45質(zhì)量%以下。
從提高印刷于低吸水性的記錄介質(zhì)時(shí)的干燥性的觀點(diǎn)出發(fā),有機(jī)溶劑(d)含有沸點(diǎn)90℃以上的1種以上的有機(jī)溶劑,有機(jī)溶劑(d)的沸點(diǎn)以各有機(jī)溶劑的含量(質(zhì)量%)加權(quán)的加權(quán)平均值計(jì)為150℃以上且230℃以下。作為有機(jī)溶劑(d),使用2種以上的有機(jī)溶劑的情況下,優(yōu)選使用沸點(diǎn)的不同的多個(gè)有機(jī)溶劑。
從防止噴墨噴嘴中的油墨的干燥的觀點(diǎn)出發(fā),有機(jī)溶劑(d)的沸點(diǎn)的加權(quán)平均值為150℃以上,優(yōu)選為160℃以上,更優(yōu)選為180℃以上,而且,從加快印刷于低吸水性的記錄介質(zhì)的印刷物的干燥性、抑制干燥過程中的油墨的點(diǎn)徑的縮小、得到均勻性優(yōu)異的圖像的觀點(diǎn)出發(fā),為230℃以下,優(yōu)選為225℃以下,更優(yōu)選為215℃以下,進(jìn)一步優(yōu)選為210℃以下,更進(jìn)一步優(yōu)選為200℃以下。
越是沸點(diǎn)低的有機(jī)溶劑,特定的溫度下的飽和蒸氣壓越高,蒸發(fā)速度也越加快。另外,特定的溫度下的蒸發(fā)速度快的有機(jī)溶劑的比例越多,特定的溫度下的混合有機(jī)溶劑的蒸發(fā)速度越快。因此,有機(jī)溶劑(d)的沸點(diǎn)的加權(quán)平均值成為混合溶劑的蒸發(fā)速度的指標(biāo)。
作為有機(jī)溶劑(d)的化合物,可舉出例如多元醇、多元醇烷基醚、含氮雜環(huán)化合物、酰胺、胺、含硫化合物等,從提高水性油墨的保存穩(wěn)定性及吐出性的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選選自多元醇及多元醇烷基醚中的1種以上,更優(yōu)選多元醇。作為多元醇,可以將多元醇的概念中所含的多種混合使用;作為多元醇烷基醚,也可以同樣地將多元醇烷基醚的概念中所含的多種混合使用。
有機(jī)溶劑(d)中的選自多元醇及多元醇烷基醚中的1種以上的含量優(yōu)選為80質(zhì)量%以上,更優(yōu)選為90質(zhì)量%以上,進(jìn)一步優(yōu)選為95質(zhì)量%以上,進(jìn)一步優(yōu)選實(shí)質(zhì)上為100質(zhì)量%,更進(jìn)一步優(yōu)選100質(zhì)量%。
作為多元醇,可舉出例如:乙二醇(沸點(diǎn)197℃)、二乙二醇(沸點(diǎn)244℃)、聚乙二醇、丙二醇(沸點(diǎn)188℃)、二丙二醇(沸點(diǎn)232℃)、聚丙二醇、1,3-丙烷二醇(沸點(diǎn)210℃)、1,3-丁二醇(沸點(diǎn)208℃)、1,4-丁二醇(沸點(diǎn)230℃)、3-甲基-1,3-丁二醇(沸點(diǎn)203℃)、1,5-戊二醇(沸點(diǎn)242℃)、1,6-己二醇(沸點(diǎn)250℃)、2-甲基-2,4-戊二醇(沸點(diǎn)196℃)、1,2,6-己三醇(沸點(diǎn)178℃)、1,2,4-丁三醇(沸點(diǎn)190℃)、1,2,3-丁三醇(沸點(diǎn)175℃)、戊三醇(沸點(diǎn)216℃)等。另外,可以將三乙二醇(沸點(diǎn)285℃)、三丙二醇(沸點(diǎn)273℃)、甘油(沸點(diǎn)290℃)等與沸點(diǎn)低于250℃的化合物、優(yōu)選沸點(diǎn)低于230℃的化合物組合而使用。其中,在印刷于低吸水性的記錄介質(zhì)時(shí),從吐出性、紙面上的干燥性的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選乙二醇、丙二醇及二乙二醇,更優(yōu)選乙二醇及丙二醇。
作為多元醇烷基醚,可舉出例如:乙二醇單乙醚(沸點(diǎn)135℃)、乙二醇單丁醚(沸點(diǎn)171℃)、二乙二醇單甲醚(沸點(diǎn)194℃)、二乙二醇單乙醚(沸點(diǎn)202℃)、二乙二醇單異丙醚(沸點(diǎn)207℃)、二乙二醇單丁醚(沸點(diǎn)230℃)、三乙二醇單甲醚(沸點(diǎn)122℃)、三乙二醇單異丁醚(沸點(diǎn)160℃)、四乙二醇單甲醚(沸點(diǎn)158℃)、丙二醇單乙醚(沸點(diǎn)133℃)、二丙二醇單丁醚(沸點(diǎn)227℃)、二丙二醇單甲醚(沸點(diǎn)90℃)、三丙二醇單甲醚(沸點(diǎn)100℃)、三丙二醇單丁醚等。另外,可以將三乙二醇單丁醚(沸點(diǎn)276℃)等與沸點(diǎn)低于250℃的化合物、優(yōu)選沸點(diǎn)低于230℃的化合物組合而使用。其中,在印刷于低吸水性的記錄介質(zhì)時(shí),從吐出性、抑制干燥過程中的油墨的點(diǎn)徑的縮小、得到均勻性優(yōu)異的圖像的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選二乙二醇單異丙醚、二丙二醇單甲醚,更優(yōu)選二乙二醇單異丙醚。
作為含氮雜環(huán)化合物,可舉出例如:n-甲基-2-吡咯烷酮(沸點(diǎn)202℃)、2-吡咯烷酮(沸點(diǎn)245℃)、1,3-二甲基咪唑啉酮(沸點(diǎn)220℃)、ε-己內(nèi)酰胺(沸點(diǎn)136℃)等。
作為酰胺,可舉出例如甲酰胺(沸點(diǎn)210℃)、n-甲基甲酰胺(沸點(diǎn)199℃)、n,n-二甲基甲酰胺(沸點(diǎn)153℃)等。
作為胺,可舉出例如單乙醇胺(沸點(diǎn)170℃)、二乙醇胺(沸點(diǎn)217℃)、三乙醇胺(沸點(diǎn)208℃)、三乙胺(沸點(diǎn)90℃)等。
作為含硫化合物,可舉出例如二甲基亞砜(沸點(diǎn)189℃)等。另外,可以將環(huán)丁砜(沸點(diǎn)285℃)及硫二甘醇(沸點(diǎn)282℃)等與沸點(diǎn)低于250℃的化合物、優(yōu)選沸點(diǎn)低于230℃的化合物組合而使用。
其中,在印刷于低吸水性的記錄介質(zhì)時(shí),從吐出性、紙面上的油墨的干燥性的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選含有選自乙二醇、丙二醇及二乙二醇單異丙醚中的1種以上,更優(yōu)選含有選自乙二醇及丙二醇中的1種以上。
就水性油墨中的乙二醇、丙二醇及二乙二醇單異丙醚的合計(jì)含量而言,在印刷于低吸水性的記錄介質(zhì)時(shí),從吐出性、紙面上的油墨的干燥性的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選為15質(zhì)量%以上,更優(yōu)選為20質(zhì)量%以上,進(jìn)一步優(yōu)選為23質(zhì)量%以上,另外,從同樣的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選為55質(zhì)量%以下,更優(yōu)選為45質(zhì)量%以下,進(jìn)一步優(yōu)選為40質(zhì)量%以下。
另外,在印刷于低吸水性的記錄介質(zhì)時(shí),從吐出性、紙面上的油墨的干燥性的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選2種以上的多元醇的并用、2種以上的多元醇烷基醚的并用、以及1種以上的多元醇和1種以上的多元醇烷基醚的并用,更優(yōu)選2種以上的多元醇的并用、以及1種以上的多元醇和1種以上的多元醇烷基醚的并用,進(jìn)一步優(yōu)選2種以上的多元醇的并用,更進(jìn)一步優(yōu)選丙二醇和二乙二醇的并用。
就水性油墨中的丙二醇及二乙二醇的合計(jì)含量而言,在印刷于低吸水性的記錄介質(zhì)時(shí),從吐出性、紙面上的油墨的干燥性的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選為15質(zhì)量%以上,更優(yōu)選為20質(zhì)量%以上,進(jìn)一步優(yōu)選為23質(zhì)量%以上,另外,從同樣的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選為55質(zhì)量%以下,更優(yōu)選為45質(zhì)量%以下,進(jìn)一步優(yōu)選為40質(zhì)量%以下。
從與上述同樣的觀點(diǎn)出發(fā),水性油墨中的丙二醇的含量優(yōu)選為10質(zhì)量%以上,更優(yōu)選為13質(zhì)量%以上,進(jìn)一步優(yōu)選為17質(zhì)量%以上,另外,優(yōu)選為55質(zhì)量%以下,更優(yōu)選為45質(zhì)量%以下,進(jìn)一步優(yōu)選為40質(zhì)量%以下。
<其它的成分>
在本發(fā)明的水性油墨中,可以添加通常使用的濕潤劑、滲透劑、分散劑、表面活性劑、粘度調(diào)整劑、消泡劑、防腐劑、防霉劑、防銹劑等。
[水性油墨的制造方法]
本發(fā)明的水性油墨可以通過將顏料水分散體、非離子表面活性劑(a)、非離子表面活性劑(b)、聚醚改性硅酮(c)、有機(jī)溶劑(d)、水、及根據(jù)需要加入的聚合物顆粒q等進(jìn)行混合并攪拌而得到。
(水的含量)
在印刷于低吸水性的記錄介質(zhì)時(shí),從印刷濃度、吐出性等觀點(diǎn)、及提高水性油墨的保存穩(wěn)定性的觀點(diǎn)出發(fā),水性油墨中的水的含量優(yōu)選為20質(zhì)量%以上,更優(yōu)選為30質(zhì)量%以上,進(jìn)一步優(yōu)選為40質(zhì)量%以上。另外,從提高油墨的吐出性的觀點(diǎn)出發(fā),水性油墨中的水的含量優(yōu)選為75質(zhì)量%以下。在油墨中含有除了顏料、聚合物顆粒q、有機(jī)溶劑(d)及水以外的其它成分的情況下,可以將水的含量的一部分取代為其它成分的含量。
[油墨的物性]
從提高水性油墨的吐出性的觀點(diǎn)出發(fā),水性油墨的32℃的粘度優(yōu)選為2.0mpa·s以上,更優(yōu)選為3.0mpa·s以上,進(jìn)一步更優(yōu)選為5.0mpa·s以上。另外,從提高水性油墨的保存穩(wěn)定性及吐出性的觀點(diǎn)出發(fā),水性油墨的32℃的粘度優(yōu)選為12mpa·s以下,更優(yōu)選為9.0mpa·s以下,進(jìn)一步優(yōu)選為7.0mpa·s以下。
就水性油墨的ph而言,從提高水性油墨的保存穩(wěn)定性及吐出性的觀點(diǎn)、以及在印刷于低吸水性的記錄介質(zhì)時(shí)提高點(diǎn)徑的擴(kuò)散性、印刷濃度、耐擦性的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選為7.0以上,更優(yōu)選為8.0以上,進(jìn)一步更優(yōu)選為8.5以上。另外,從部件的耐性、皮膚刺激性的觀點(diǎn)出發(fā),ph優(yōu)選為11.0以下,更優(yōu)選為10.0以下,進(jìn)一步更優(yōu)選為9.5以下。
[噴墨記錄方法]
本發(fā)明的噴墨記錄方法為使用上述說明中得到的水性油墨記錄于記錄介質(zhì)的噴墨記錄方法,其特征在于,該記錄介質(zhì)和純水的接觸時(shí)間100毫秒中的該記錄介質(zhì)的吸水量為0g/m2以上且10g/m2以下。
作為噴墨記錄裝置,有熱感應(yīng)式及壓電式,但在本發(fā)明中,更優(yōu)選壓電式。
就本發(fā)明中使用的記錄介質(zhì)的吸水量而言,以該記錄介質(zhì)和純水的接觸時(shí)間100毫秒中的該記錄介質(zhì)的吸水量計(jì),為0g/m2以上且10g/m2以下,優(yōu)選為0g/m2以上且6g/m2以下。
另外,所述的吸水量是通過實(shí)施例中記載的方法進(jìn)行測定的。
作為本發(fā)明中使用的記錄介質(zhì),可舉出低吸水性的涂層紙及膜。
作為涂層紙,可舉出例如:通用光澤紙“oktopcoatplus”(王子制紙株式會(huì)社制、單位面積的重量104.7g/m2、接觸時(shí)間100毫秒中的吸水量(以下的吸水量相同)4.9g/m2)、多色泡沫亮光紙(王子制紙株式會(huì)社制、104.7g/m2、吸水量5.2g/m2)、upmfinessegloss(upm公司制、115g/m2、吸水量3.1g/m2)、upmfinessematt(upm社制、115g/m2、吸水量4.4g/m2)、terrapresssilk(storaenso公司制、80g/m2、吸水量4.1g/m2)、lumiart(storaenso公司制、90g/m2)等。
作為膜,可舉出例如:聚酯膜、氯乙烯膜、聚丙烯膜、聚乙烯膜、尼龍膜等??梢愿鶕?jù)需要對(duì)這些膜進(jìn)行電暈處理等表面處理。
作為一般可以獲得的膜,可舉出例如lumirrort60(東麗株式會(huì)社制、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、厚度125μm、吸水量2.3g/m2)、pvc80bp(lintec株式會(huì)社制、氯乙烯、吸水量1.4g/m2)、kinathkee70ca(lintec株式會(huì)社制、聚乙烯)、yuposg90pat1(lintec株式會(huì)社制、聚丙烯)、bonylrx(kohjinfilm&chemicalsco.,ltd.制、尼龍)等。
關(guān)于上述的實(shí)施方式,本發(fā)明進(jìn)一步公開以下的水性油墨、及噴墨記錄方法。
<1>一種水性油墨,其中,含有顏料、水不溶性聚合物、hlb為0以上且5以下的炔二醇類的非離子表面活性劑(a)、hlb為6以上且20以下的非離子表面活性劑(b)、25℃時(shí)的動(dòng)態(tài)粘度為30mm2/s以上且190mm2/s以下的聚醚改性硅酮(c)和有機(jī)溶劑(d),有機(jī)溶劑(d)的沸點(diǎn)的加權(quán)平均值為150℃以上且230℃以下。
<2>根據(jù)上述<1>所述的水性油墨,其中,水性油墨中的顏料的含量優(yōu)選為1質(zhì)量%以上,更優(yōu)選為2質(zhì)量%以上,進(jìn)一步優(yōu)選為3質(zhì)量%以上,而且,優(yōu)選為15質(zhì)量%以下,更優(yōu)選為10質(zhì)量%以下,進(jìn)一步優(yōu)選為6質(zhì)量%以下。
<3>根據(jù)上述<1>或<2>所述的水性油墨,其中,顏料和水不溶性聚合物p為含有顏料的水不溶性聚合物顆粒p的形態(tài)。
<4>根據(jù)上述<1>~<3>中任一項(xiàng)所述的水性油墨,其中,水不溶性聚合物p為含有選自源自離子性單體(p-1)的構(gòu)成單元、源自具有芳香族環(huán)的疏水性單體(p-2)的構(gòu)成單元、及源自所述式(1)表示的親水性非離子性單體(p-3)的構(gòu)成單元中的1種以上的乙烯基系聚合物。
<5>根據(jù)上述<4>所述的水性油墨,其中,水不溶性聚合物p中的源自離子性單體(p-1)的構(gòu)成單元的含量優(yōu)選為3質(zhì)量%以上,更優(yōu)選為5質(zhì)量%以上,進(jìn)一步優(yōu)選為8質(zhì)量%以上,更進(jìn)一步優(yōu)選為10質(zhì)量%以上,而且,優(yōu)選為40質(zhì)量%以下,更優(yōu)選為30質(zhì)量%以下,進(jìn)一步優(yōu)選為25質(zhì)量%以下,更進(jìn)一步優(yōu)選為20質(zhì)量%以下。
<6>根據(jù)上述<4>或<5>所述的水性油墨,其中,水不溶性聚合物p中的源自具有芳香族環(huán)的疏水性單體(p-2)的構(gòu)成單元的含量優(yōu)選為15質(zhì)量%以上,更優(yōu)選為30質(zhì)量%以上,進(jìn)一步優(yōu)選為37質(zhì)量%以上,更進(jìn)一步優(yōu)選為45質(zhì)量%以上,而且,優(yōu)選為84質(zhì)量%以下,更優(yōu)選為80質(zhì)量%以下,進(jìn)一步優(yōu)選為74質(zhì)量%以下,更進(jìn)一步優(yōu)選為70質(zhì)量%以下。
<7>根據(jù)上述<4>~<6>中任一項(xiàng)所述的水性油墨,其中,水不溶性聚合物p中的源自苯乙烯系大分子單體的構(gòu)成單元的含量優(yōu)選為5質(zhì)量%以上,更優(yōu)選為15質(zhì)量%以上,進(jìn)一步優(yōu)選為20質(zhì)量%以上,而且,優(yōu)選為40質(zhì)量%以下,更優(yōu)選為35質(zhì)量%以下,進(jìn)一步優(yōu)選為30質(zhì)量%以下。
<8>根據(jù)上述<4>~<7>中任一項(xiàng)所述的水性油墨,其中,水不溶性聚合物p中的源自親水性非離子性單體(p-3)的構(gòu)成單元的含量優(yōu)選為13質(zhì)量%以上,更優(yōu)選為15質(zhì)量%以上,進(jìn)一步優(yōu)選為18質(zhì)量%以上,更進(jìn)一步優(yōu)選為20質(zhì)量%以上,而且,優(yōu)選為45質(zhì)量%以下,更優(yōu)選為40質(zhì)量%以下,進(jìn)一步優(yōu)選為38質(zhì)量%以下,更進(jìn)一步優(yōu)選為35質(zhì)量%以下。
<9>根據(jù)上述<4>~<8>中任一項(xiàng)所述的水性油墨,其中,水不溶性聚合物p含有單體(p-1)、(p-2)及(p-3),[(p-1)成分/[(p-2)成分+(p-3)成分]]的質(zhì)量比優(yōu)選為0.03以上,更優(yōu)選為0.05以上,進(jìn)一步優(yōu)選為0.10以上,而且,優(yōu)選為0.50以下,更優(yōu)選為0.40以下,進(jìn)一步優(yōu)選為0.30以下。
<10>根據(jù)上述<3>~<9>中任一項(xiàng)所述的水性油墨,其中,含有顏料的水不溶性聚合物顆粒p在水性油墨中的含量優(yōu)選為1.4質(zhì)量%以上,更優(yōu)選為2.8質(zhì)量%以上,進(jìn)一步優(yōu)選為4.2質(zhì)量%以上,而且,優(yōu)選為21質(zhì)量%以下,更優(yōu)選為14質(zhì)量%以下,進(jìn)一步優(yōu)選為8.4質(zhì)量%以下。
<11>根據(jù)上述<3>~<10>中任一項(xiàng)所述的水性油墨,其中,水性油墨中的水不溶性聚合物p的含量優(yōu)選為0.4質(zhì)量%以上,更優(yōu)選為0.8質(zhì)量%以上,進(jìn)一步優(yōu)選為1.2質(zhì)量%以上,而且,優(yōu)選為6質(zhì)量%以下,更優(yōu)選為4質(zhì)量%以下,進(jìn)一步優(yōu)選為2.4質(zhì)量%以下。
<12>根據(jù)上述<1>~<11>中任一項(xiàng)所述的水性油墨,其中,表面活性劑(a)的hlb優(yōu)選為5.0以下,更優(yōu)選為4.9以下,進(jìn)一步優(yōu)選為4.8以下,而且,優(yōu)選為2.0以上,更優(yōu)選為2.5以上,進(jìn)一步優(yōu)選為2.8以上。
<13>根據(jù)上述<1>~<12>中任一項(xiàng)所述的水性油墨,其中,表面活性劑(a)的環(huán)氧乙烷的平均加成摩爾數(shù)優(yōu)選為0以上,而且,優(yōu)選為3.0以下,更優(yōu)選為2.5以下,進(jìn)一步優(yōu)選為2.0以下,更進(jìn)一步優(yōu)選為1.5以下。
<14>根據(jù)上述<1>~<13>中任一項(xiàng)所述的水性油墨,其中,表面活性劑(a)為環(huán)氧乙烷的平均加成摩爾數(shù)為0以上且3.0以下的炔二醇。
<15>根據(jù)上述<1>~<14>中任一項(xiàng)所述的水性油墨,其中,表面活性劑(a)為選自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、及2,5-二甲基-3-己炔-2,5-二醇中的1種以上的炔二醇,以及選自所述炔二醇的環(huán)氧乙烷加成物中的1種以上,優(yōu)選為選自2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇、及2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇的環(huán)氧乙烷加成物中的1種以上,更優(yōu)選為2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇。
<16>根據(jù)上述<1>~<15>中任一項(xiàng)所述的水性油墨,其中,水性油墨中的表面活性劑(a)的含量優(yōu)選為0.4質(zhì)量%以上,更優(yōu)選為0.6質(zhì)量%以上,進(jìn)一步優(yōu)選為0.8質(zhì)量%以上,而且,優(yōu)選為4.0質(zhì)量%以下,更優(yōu)選為3.0質(zhì)量%以下,進(jìn)一步優(yōu)選為2.8質(zhì)量%以下,更進(jìn)一步優(yōu)選為2.0質(zhì)量%以下。
<17>根據(jù)上述<1>~<16>中任一項(xiàng)所述的水性油墨,其中,表面活性劑(b)的hlb優(yōu)選為8以上,更優(yōu)選為10以上,進(jìn)一步優(yōu)選為12以上,更進(jìn)一步優(yōu)選為13以上,而且,優(yōu)選為19以下,更優(yōu)選為18.5以下,進(jìn)一步優(yōu)選為17.5以下,更進(jìn)一步優(yōu)選為17以下,更進(jìn)一步優(yōu)選為16.5以下,更進(jìn)一步優(yōu)選為16以下。
<18>根據(jù)上述<1>~<17>中任一項(xiàng)所述的水性油墨,其中,表面活性劑(b)為選自炔二醇的環(huán)氧乙烷加成物、醇的環(huán)氧烷烴加成物、及脂肪酸鏈烷醇酰胺中的1種以上,優(yōu)選為選自炔二醇的環(huán)氧乙烷加成物、及醇的環(huán)氧烷烴加成物中的1種以上。
<19>根據(jù)上述<1>~<18>中任一項(xiàng)所述的水性油墨,其中,表面活性劑(b)為選自環(huán)氧乙烷的平均加成摩爾數(shù)為5.0以上且40.0以下的炔二醇的環(huán)氧乙烷加成物、以及碳原子數(shù)為6以上且30以下的醇的環(huán)氧烷烴加成物中的1種以上。
<20>根據(jù)上述<1>~<19>中任一項(xiàng)所述的水性油墨,其中,表面活性劑(b)為炔二醇的環(huán)氧乙烷加成物,其環(huán)氧乙烷的平均加成摩爾數(shù)為優(yōu)選5.0以上、更優(yōu)選6.0以上、進(jìn)一步優(yōu)選7.0以上、更進(jìn)一步優(yōu)選8.0以上、而且優(yōu)選40.0以下、更優(yōu)選38.0以下、進(jìn)一步優(yōu)選36.0以下、更進(jìn)一步優(yōu)選34.0以下、更進(jìn)一步優(yōu)選32.0以下。
<21>根據(jù)上述<1>~<20>中任一項(xiàng)所述的水性油墨,其中,表面活性劑(b)為醇的環(huán)氧烷烴加成物,其中,醇的碳原子數(shù)為6以上、優(yōu)選8以上、更優(yōu)選10以上、進(jìn)一步優(yōu)選12以上、而且碳原子數(shù)為30以下、優(yōu)選24以下、更優(yōu)選22以下、進(jìn)一步優(yōu)選20以下。
<22>根據(jù)上述<1>~<21>中任一項(xiàng)所述的水性油墨,其中,表面活性劑(b)的含量為優(yōu)選0.5質(zhì)量%以上,更優(yōu)選為1.0質(zhì)量%以上,進(jìn)一步優(yōu)選1.5質(zhì)量%以上,更進(jìn)一步優(yōu)選1.8質(zhì)量%以上,而且,優(yōu)選為9.0質(zhì)量%以下,更優(yōu)選為6.0質(zhì)量%以下,進(jìn)一步優(yōu)選為5.0質(zhì)量%以下,更進(jìn)一步優(yōu)選為4.5質(zhì)量%以下,更進(jìn)一步優(yōu)選為3.0質(zhì)量%以下。
<23>根據(jù)上述<1>~<22>中任一項(xiàng)所述的水性油墨,其中,水性油墨中的表面活性劑(a)及(b)的合計(jì)含量優(yōu)選為1.5質(zhì)量%以上,更優(yōu)選為1.8質(zhì)量%以上,進(jìn)一步優(yōu)選為2.0質(zhì)量%以上,而且,優(yōu)選為9.0質(zhì)量%以下,更優(yōu)選為6.0質(zhì)量%以下,進(jìn)一步優(yōu)選為5.0質(zhì)量%以下,更進(jìn)一步優(yōu)選為4.0質(zhì)量%以下。
<24>根據(jù)上述<1>~<23>中任一項(xiàng)所述的水性油墨,其中,表面活性劑(a)相對(duì)于表面活性劑(b)的質(zhì)量比[表面活性劑(a)/表面活性劑(b)]優(yōu)選為0.1以上,更優(yōu)選為0.2以上,進(jìn)一步優(yōu)選為0.3以上,而且,優(yōu)選為3.0以下,更優(yōu)選為2.0以下,進(jìn)一步優(yōu)選為1.0以下。
<25>根據(jù)上述<1>~<24>中任一項(xiàng)所述的水性油墨,其中,水性油墨中的表面活性劑(a)、表面活性劑(b)及其它的表面活性劑的合計(jì)含量優(yōu)選為1.5質(zhì)量%以上,更優(yōu)選為1.8質(zhì)量%以上,進(jìn)一步優(yōu)選為2.0質(zhì)量%以上,而且,優(yōu)選為10.0質(zhì)量%以下,更優(yōu)選為7.0質(zhì)量%以下,進(jìn)一步優(yōu)選為5.5質(zhì)量%以下,更進(jìn)一步優(yōu)選為4.0質(zhì)量%以下。
<26>根據(jù)上述<1>~<25>中任一項(xiàng)所述的水性油墨,其中,聚醚改性硅酮(c)的25℃時(shí)的動(dòng)態(tài)粘度優(yōu)選為40mm2/s以上,更優(yōu)選為50mm2/s以上,進(jìn)一步優(yōu)選為60mm2/s以上,而且,優(yōu)選為185mm2/s以下,更優(yōu)選為180mm2/s以下,進(jìn)一步優(yōu)選為175mm2/s以下,更進(jìn)一步優(yōu)選為160mm2/s以下,更進(jìn)一步優(yōu)選為140mm2/s以下。
<27>根據(jù)上述<1>~<26>中任一項(xiàng)所述的水性油墨,其中,水性油墨中的聚醚改性硅酮(c)的含量優(yōu)選為0.01質(zhì)量%以上,更優(yōu)選為0.02質(zhì)量%以上,進(jìn)一步優(yōu)選為0.03質(zhì)量%以上,而且,優(yōu)選為5質(zhì)量%以下,更優(yōu)選為3質(zhì)量%以下,進(jìn)一步優(yōu)選為1質(zhì)量%以下,更進(jìn)一步優(yōu)選為0.8質(zhì)量%以下,更進(jìn)一步優(yōu)選為0.3質(zhì)量%以下,更進(jìn)一步優(yōu)選為0.2質(zhì)量%以下,更進(jìn)一步優(yōu)選為0.1質(zhì)量%以下。
<28>根據(jù)上述<1>~<27>中任一項(xiàng)所述的水性油墨,其中,表面活性劑(a)和表面活性劑(b)的合計(jì)量相對(duì)于聚醚改性硅酮(c)的量的質(zhì)量比{[(a)+(b)]/(c)}優(yōu)選為0.5以上,更優(yōu)選為1以上,進(jìn)一步優(yōu)選為2.5以上,更進(jìn)一步優(yōu)選為5以上,更進(jìn)一步優(yōu)選為10以上,更進(jìn)一步優(yōu)選為20以上,而且,優(yōu)選為400以下,更優(yōu)選為300以下,進(jìn)一步優(yōu)選為200以下,更進(jìn)一步優(yōu)選為100以下,更進(jìn)一步優(yōu)選為80以下。
<29>根據(jù)上述<1>~<28>中任一項(xiàng)所述的水性油墨,其還含有水不溶性聚合物顆粒。
<30>根據(jù)上述<1>~<29>中任一項(xiàng)所述的水性油墨,其中,有機(jī)溶劑(d)的沸點(diǎn)的加權(quán)平均值優(yōu)選為160℃以上,更優(yōu)選為180℃以上,而且,優(yōu)選為225℃以下,更優(yōu)選為215℃以下,進(jìn)一步優(yōu)選為210℃以下,更進(jìn)一步優(yōu)選為200℃以下。
<31>根據(jù)上述<1>~<30>中任一項(xiàng)所述的水性油墨,其含有優(yōu)選選自乙二醇、丙二醇及二乙二醇單異丙醚中的1種以上,更優(yōu)選含有選自乙二醇及丙二醇中的1種以上。
<32>根據(jù)上述<30>所述的水性油墨,其中,水性油墨中的乙二醇、丙二醇及二乙二醇單異丙醚的合計(jì)含量優(yōu)選為15質(zhì)量%以上,更優(yōu)選為20質(zhì)量%以上,進(jìn)一步優(yōu)選為23質(zhì)量%以上,而且,優(yōu)選為55質(zhì)量%以下,更優(yōu)選為45質(zhì)量%以下,進(jìn)一步優(yōu)選為40質(zhì)量%以下。
<33>根據(jù)上述<1>~<32>中任一項(xiàng)所述的水性油墨,其中,水性油墨中作為有機(jī)溶劑(d)含有丙二醇10質(zhì)量%以上、優(yōu)選13質(zhì)量%以上、更優(yōu)選17質(zhì)量%以上、而且優(yōu)選55質(zhì)量%以下、更優(yōu)選45質(zhì)量%以下、進(jìn)一步優(yōu)選40質(zhì)量%以下。
<34>上述<1>~<33>中任一項(xiàng)所述的水性油墨在噴墨印刷用的水性油墨中的用途。
<35>一種噴墨記錄方法,其使用上述<1>~<33>中任一項(xiàng)所述的水性油墨記錄于記錄介質(zhì),其中,該記錄介質(zhì)和純水的接觸時(shí)間100毫秒中的該記錄介質(zhì)的吸水量為0g/m2以上10g/m2以下,優(yōu)選為0g/m2以上6g/m2以下。
實(shí)施例
在以下的制造例、實(shí)施例及比較例中,只要沒有特殊說明,“份”及“%”為“質(zhì)量份”及“質(zhì)量%”。另外,水不溶性聚合物的重均分子量、含顏料的聚合物顆粒的平均粒徑、顏料水分散體的固體成分濃度、及記錄介質(zhì)的吸水量的測定方法如下所述。
(1)水不溶性聚合物的重均分子量的測定
將在n,n-二甲基甲酰胺中以分別成為60mmol/l和50mmol/l的濃度的方式溶解有磷酸及溴化鋰的液體作為洗提液,通過凝膠滲透色譜法[東曹株式會(huì)社制gpc裝置(hlc-8120gpc)、東曹株式會(huì)社制柱(tsk-gel、α-m×2根)、流速:1ml/min],作為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)使用分子量預(yù)先已知的單分散的聚苯乙烯進(jìn)行測定。
(2)含顏料的聚合物顆粒p及聚合物顆粒q的平均粒徑的測定
使用激光顆粒分析系統(tǒng)“els-8000”(otsukaelectronicsco.,ltd.制)進(jìn)行累積量分析并進(jìn)行測定。測定條件為:溫度25℃、入射光與檢測器的角度90°、累積次數(shù)100次,作為分散溶劑的折射率,輸入水的折射率(1.333)。測定濃度以5×10-3質(zhì)量%(固體成分濃度換算)進(jìn)行。
(3)顏料水分散體的固體成分濃度的測定
在30ml的聚丙烯制容器(
(4)記錄介質(zhì)和純水的接觸時(shí)間100毫秒中的記錄介質(zhì)的吸水量
使用自動(dòng)掃描吸液計(jì)(kumagairikikogyoco.,ltd.制、km500win),在23℃、相對(duì)濕度50%的條件下,測定純水的接觸時(shí)間100毫秒中的轉(zhuǎn)移量,將其設(shè)為100毫秒的吸水量。測定條件如下。
“螺旋法(spiralmethod)”
接觸時(shí)間:0.010~1.0(秒)
最高點(diǎn)(mm):7
每采樣長度(lengthpersampling)(度,degree):86.29
起始半徑(mm):20
結(jié)束半徑(mm):60
最小接觸時(shí)間(毫秒):10
最大接觸時(shí)間(毫秒):1000
取樣模型(1-50):50
采樣點(diǎn)個(gè)數(shù)(>0):19
“四方頭”
狹縫間距(mm):1
狹縫寬度(mm):5
制造例1(水不溶性聚合物p溶液的制造)
在備有兩個(gè)滴液漏斗1及2的反應(yīng)容器內(nèi),加入表1的“初期進(jìn)料單體溶液”所示的單體、溶劑(甲乙酮)、聚合鏈轉(zhuǎn)移劑(2-巰基乙醇)并混合,進(jìn)行氮?dú)庵脫Q,得到初期進(jìn)料單體溶液。
另一方面,將表1的“滴加單體溶液1”所示的單體、溶劑、聚合引發(fā)劑(2,2’-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)、和光純藥工業(yè)株式會(huì)社制、商品名:v-65)、聚合鏈轉(zhuǎn)移劑進(jìn)行混合,得到滴加單體溶液1,加入到滴液漏斗1中,進(jìn)行氮?dú)庵脫Q。
另外,將表1的“滴加單體溶液2”所示的單體、溶劑、聚合引發(fā)劑、聚合鏈轉(zhuǎn)移劑進(jìn)行混合,得到滴加單體溶液2,加入到滴液漏斗2中,進(jìn)行氮?dú)庵脫Q。
在氮?dú)鈿夥障?,一邊攪拌反?yīng)容器內(nèi)的初期進(jìn)料單體溶液一邊維持在77℃,將滴液漏斗1中的滴加單體溶液1用3小時(shí)緩慢地滴加到反應(yīng)容器內(nèi)。接著,將滴液漏斗2中的滴加單體溶液2用2小時(shí)緩慢地滴加到反應(yīng)容器內(nèi)。滴加結(jié)束后,將反應(yīng)容器內(nèi)的混合溶液在77℃攪拌0.5小時(shí)。
接著,制備在甲乙酮27.0份中溶解有所述的聚合引發(fā)劑(v-65)0.6份的聚合引發(fā)劑溶液,加入到該混合溶液中,通過在77℃下攪拌1小時(shí)來進(jìn)行熟化。進(jìn)一步進(jìn)行5次所述聚合引發(fā)劑溶液的制備、添加及熟化。接著,將反應(yīng)容器內(nèi)的反應(yīng)溶液在80℃維持1小時(shí),加入甲乙酮,得到水不溶性聚合物p的溶液(固體成分濃度:40.8%)。
得到的水不溶性聚合物p的重均分子量為52,700。另外,對(duì)得到的水不溶性聚合物p在105℃下干燥2小時(shí),將達(dá)到恒量的聚合物以5×10-3質(zhì)量%(固體成分濃度換算)溶解于水中時(shí)的平均粒徑為89nm。
另外,表1中的單體的詳細(xì)信息如下所述。
苯乙烯大分子單體:東亞合成株式會(huì)社制,as-6(s)、(有效成分濃度50質(zhì)量%、數(shù)均分子量6000)
m-40g:甲氧基聚乙二醇單甲基丙烯酸酯、新中村化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社制、nkesterm-40g(環(huán)氧乙烷平均加成摩爾數(shù):4、末端:甲氧基)
[表1]
制造例2(含有炭黑的水不溶性聚合物顆粒的水分散體的制造)
(1)將制造例1中得到的水不溶性聚合物p溶液(固體成分濃度40.8%)157.6g與甲乙酮(mek)60.4g進(jìn)行混合,得到水不溶性聚合物p的mek溶液。在容積為2l的分散機(jī)中投入該水不溶性聚合物p的mek溶液,一邊以1400rpm的條件進(jìn)行攪拌,一邊添加離子交換水448.3g、5n氫氧化鈉水溶液19.5g、及25%氨水溶液1.5g,以氫氧化鈉引起的中和度為85%、以氨實(shí)現(xiàn)的中和度成為40%的方式進(jìn)行調(diào)整,一邊在0℃的水浴中進(jìn)行冷卻,一邊以1400rpm攪拌15分鐘。接著加入顏料(炭黑、cabot公司制“monarch717”)150g,以7000rpm攪拌3小時(shí)。將得到的顏料混合物使用微流化器“m-110eh-30xp”(microfluidics公司制)以150mpa的壓力分散處理20次(pass),獲得分散處理物。固體成分濃度為21.0質(zhì)量%。
(2)將在上述工序中得到的分散處理物1000g放入2l梨形燒瓶中,加入離子交換水400g(固體成分濃度15.0質(zhì)量%),使用旋轉(zhuǎn)式蒸餾裝置“旋轉(zhuǎn)式蒸發(fā)器n-1000s”(東京理化器械株式會(huì)社制)以轉(zhuǎn)速50rpm在調(diào)整為32℃的溫浴中以0.09mpa的壓力保持3小時(shí),除去有機(jī)溶劑。進(jìn)一步,將溫浴調(diào)整為62℃,將壓力降低至0.07mpa,濃縮至固體成分濃度成為25.0質(zhì)量%。
(3)將得到的濃縮物投入于500ml角度旋轉(zhuǎn)器中,使用高速冷卻離心機(jī)“himaccr22g”(日立工機(jī)株式會(huì)社制、設(shè)定溫度20℃)以7000rpm離心分離20分鐘后,將液層部分用5μm的膜濾器“minisart”(sartorius公司制)進(jìn)行過濾。
在濾液400g(炭黑68.6g、29.4g的水不溶性聚合物p)中添加離子交換水44.56g,進(jìn)一步添加proxellvs(archchemicalsjapan株式會(huì)社制:防霉劑、有效成分20%)0.89g,在70℃下攪拌1小時(shí)。冷卻至25℃后,用所述5μm過濾器進(jìn)行過濾,進(jìn)一步以固體成分濃度成為22.0質(zhì)量%的方式加入離子交換水,得到含有顏料的水不溶性聚合物p的水分散體。
得到的水分散體中的含有顏料的水不溶性聚合物顆粒p的平均粒徑為90nm。
制造例3(水不溶性聚合物顆粒q的制造)
在備有滴液漏斗的反應(yīng)容器內(nèi)加入甲基丙烯酸0.5g、甲基丙烯酸甲酯14.5g、丙烯酸2-乙基己酯5.0g、latemule-118b(聚氧化乙烯烷基醚硫酸鈉11.1g、花王株式會(huì)社制、表面活性劑)、聚合引發(fā)劑過硫酸鉀(和光純藥工業(yè)株式會(huì)社制)0.2g、離子交換水282.8g并混合,進(jìn)行氮?dú)庵脫Q,得到初期進(jìn)料單體溶液。另外,將甲基丙烯酸9.5g、甲基丙烯酸甲酯275.5g、丙烯酸2-乙基己酯95.0g、latemule-118b35.1g、過硫酸鉀0.6g、離子交換水183.0進(jìn)行混合,得到滴加單體溶液,加入到滴液漏斗內(nèi),進(jìn)行氮?dú)庵脫Q。
在氮?dú)鈿夥障拢贿厰嚢璺磻?yīng)容器內(nèi)的初期進(jìn)料單體溶液,一邊從室溫用30分鐘升溫至80℃,并在維持在80度的前提下,將滴液漏斗中的單體用3小時(shí)緩慢地滴加到反應(yīng)容器內(nèi)。滴加結(jié)束后,在維持反應(yīng)容器內(nèi)的溫度的條件下,攪拌1小時(shí)。接著,用200目過濾網(wǎng)過濾,得到水不溶性聚合物顆粒q(平均粒徑100nm)。
實(shí)施例1(水性油墨的制造)
使用制造例2中得到的含有炭黑的水不溶性聚合物顆粒的水分散體及制造例3中得到的水不溶性聚合物顆粒q,在油墨中以顏料成為4質(zhì)量%、水不溶性聚合物顆粒q成為2.0質(zhì)量%的方式按照以下的組成a配合,將得到的混合液用所述5μm過濾器過濾,得到水性油墨。將結(jié)果示于表2中。
[組成a]
含有炭黑的水分散體(固體成分22質(zhì)量%)26.00g
水不溶性聚合物顆粒q(甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸2-乙基己酯/甲基丙烯酸的共聚物(以下,稱為mma/2-eha/maa)、固體成分40.0質(zhì)量%、平均粒徑100nm)5.00g
surfynol104pg-50(日信化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社制、氧化乙烯的平均加成摩爾數(shù)為0的炔二醇(50%)、丙二醇(50%)、有效成分50%)2.0g
非離子表面活性劑(a)1.0g
非離子表面活性劑(b)2.0g
聚醚改性硅酮(c)0.05g
有機(jī)溶劑(d):丙二醇(和光純藥工業(yè)株式會(huì)社制)30.00g
以合計(jì)量成為100g的方式添加離子交換水(余量:34.95g)。
表2中所示的非離子表面活性劑(a)、(b)、及聚醚改性硅酮(c)、有機(jī)溶劑(d)的詳細(xì)信息如下所述。
[非離子表面活性劑(a)]
■s104:surfynol104;2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇
■s420:surfynol420;surfynol104的環(huán)氧乙烷(20%)加成物、環(huán)氧乙烷平均加成摩爾數(shù):1.3
[非離子表面活性劑(b)]
■s465:surfynol465;surfynol104的環(huán)氧乙烷(65%)加成物、環(huán)氧乙烷平均加成摩爾數(shù):10
■s485:surfynol485;surfynol104的環(huán)氧乙烷(85%)加成物、環(huán)氧乙烷平均加成摩爾數(shù):33
■e120:emulgen120、月桂醇的環(huán)氧乙烷加成物、hlb:15.3
■e147:emulgen147、月桂醇的環(huán)氧乙烷加成物、hlb:16.3
■e150:emulgen150、月桂醇的環(huán)氧乙烷加成物、hlb:18.4
另外,“surfynol”系列為日信化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社及airproducts&chemicals公司制,“emulgen”系列為花王株式會(huì)社制。
[聚醚改性硅酮(c)]
■kf-6204:動(dòng)態(tài)粘度:70mm2/s、hlb:10
■kf-351a:動(dòng)態(tài)粘度:70mm2/s、hlb:12
■kf-642:動(dòng)態(tài)粘度:50mm2/s、hlb:12
■kf-6011:動(dòng)態(tài)粘度:130mm2/s、hlb:12
■kf-355a:動(dòng)態(tài)粘度:150mm2/s、hlb:12
■sag005:日信化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社制、silfacesag005、動(dòng)態(tài)粘度:170mm2/s、hlb:7
■kf-354l:動(dòng)態(tài)粘度:200mm2/s、hlb:16
■kf-640:動(dòng)態(tài)粘度:20mm2/s、hlb:12
■kf-643:動(dòng)態(tài)粘度:19mm2/s、hlb:14
另外,“kf”系列為信越化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社制的聚醚改性硅酮。
[有機(jī)溶劑(d)]
■pg(和光純藥工業(yè)株式會(huì)社制、丙二醇)
■ipdg(日本乳化劑株式會(huì)社制、二乙二醇單異丙醚)
■1,3pdo:和光純藥工業(yè)株式會(huì)社制、1,3-丙二醇
■eg:和光純藥工業(yè)株式會(huì)社制、乙二醇
■btg:日本乳化劑株式會(huì)社制、三乙二醇單丁醚
■deg:和光純藥工業(yè)株式會(huì)社制、二乙二醇
■gly:花王株式會(huì)社制、化妝品用濃甘油
實(shí)施例2~6
在實(shí)施例1中,將聚醚改性硅酮(c)的kf-6204變更為kf-351a、kf-642、kf-6011、kf-355a、sag005,除此之外,與實(shí)施例1同樣地操作,得到水性油墨。
實(shí)施例7
在實(shí)施例1中,將非離子表面活性劑(a)的s104變更為s420,除此之外,與實(shí)施例1同樣地操作,得到水性油墨。
實(shí)施例8~11
在實(shí)施例1中,將非離子表面活性劑(b)的s465變更為e120、e147、s485、e150,除此之外,與實(shí)施例1同樣地操作,得到水性油墨。
實(shí)施例12
在實(shí)施例1中,將非離子表面活性劑(b)的s465變更為e147,將保濕劑從pg30質(zhì)量%變更為pg15質(zhì)量%和ipdg15質(zhì)量%,除此之外,與實(shí)施例1同樣地操作,得到水性油墨。
實(shí)施例13
在實(shí)施例1中,將保濕劑從pg30質(zhì)量%變更為ipdg30質(zhì)量%,除此之外,與實(shí)施例1同樣地操作,得到水性油墨。
實(shí)施例14~17
在實(shí)施例1中,將kf-6204的配合量從0.05質(zhì)量%變更為0.01質(zhì)量%、0.5質(zhì)量%、1質(zhì)量%、3質(zhì)量%,除此之外,與實(shí)施例1同樣地操作,得到水性油墨。
比較例1~5
在實(shí)施例1中,如表2所示變更聚醚改性硅酮(c)的種類,將聚醚改性硅酮(c)變更為未添加,將非離子表面活性劑(a)變更為未添加,得到水性油墨。
實(shí)施例18~22、以及比較例6~8
在實(shí)施例1中,將有機(jī)溶劑(d)變更為表2所示的有機(jī)溶劑,除此之外,與實(shí)施例1同樣地操作,得到水性油墨。
<初期點(diǎn)的點(diǎn)徑、干燥后點(diǎn)的點(diǎn)徑、圖像均勻性、吐出性的評(píng)價(jià)>
將上述中得到的水性油墨的結(jié)果示于表2中。
(1)初期點(diǎn)的點(diǎn)徑、干燥后點(diǎn)的點(diǎn)徑
在通用光澤紙“oktopcoatplus”(王子制紙株式會(huì)社制、單位面積的重量104.7g/m2、吸水量4.9g/m2)紙上使用水性油墨利用以下的噴墨記錄方式形成圖像。
(噴墨記錄方式)
在溫度25±1℃、相對(duì)濕度30±5%的環(huán)境下,將水性油墨a填充于裝備有噴墨頭(京瓷株式會(huì)社制、“kj4b-hd06mhg-stdv”、壓電式)的印刷評(píng)價(jià)裝置(株式會(huì)社京瓷制)。
設(shè)定噴墨頭電壓26v、頻率20khz、吐出液量18pl、噴墨頭溫度32℃、清晰度600dpi、吐出前閃爍次數(shù)200發(fā)、負(fù)壓-4.0kpa,以記錄介質(zhì)的長度方向和輸送方向成為相同的方向的方式,將記錄介質(zhì)在減壓下固定于輸送臺(tái)。
向所述印刷評(píng)價(jià)裝置傳達(dá)印刷命令,將印刷幅面(duty)為0%~100%的圖像,使用qualityengineeringassociates(qea)公司制的攜帶型圖像評(píng)價(jià)系統(tǒng)“pias(注冊商標(biāo))-ii”測定duty30%份的點(diǎn)。
作為剛著陸之后的初期點(diǎn)徑,使用將閾值設(shè)定為70%時(shí)的點(diǎn)徑。這一值表示在伴隨點(diǎn)的干燥而發(fā)生點(diǎn)徑的縮小之前的點(diǎn)徑。為了估算干燥后的縮小的干燥后點(diǎn)徑,使用將閾值設(shè)定為40%時(shí)的點(diǎn)徑值。點(diǎn)徑越大,正面印刷的畫質(zhì)越良好。
(2)畫質(zhì)的均勻性
已知干燥后點(diǎn)徑相對(duì)于所述(1)中測定的初期點(diǎn)徑的比越接近于1.0,畫質(zhì)的均勻性越高,因此,將干燥后的點(diǎn)徑/初期點(diǎn)徑的比值設(shè)為指標(biāo)。該比值越接近于1.0,畫質(zhì)的均勻性越良好。
(3)吐出性
用與所述(1)相同的噴墨打印機(jī)打印后30分鐘,不保護(hù)噴嘴面而放置,對(duì)于將能夠辨別是否從全部的噴嘴發(fā)生了吐出的印刷核對(duì)圖案印刷于紙上時(shí)的噴嘴欠缺(沒有正常地吐出的噴嘴)數(shù)目進(jìn)行計(jì)數(shù),利用以下的評(píng)價(jià)基準(zhǔn)評(píng)價(jià)吐出性。堵塞數(shù)目越少,吐出性越良好。
(評(píng)價(jià)基準(zhǔn))
5:沒有噴嘴欠缺
4:噴嘴欠缺1~2個(gè)
3:噴嘴欠缺3~5個(gè)
2:噴嘴欠缺6~10個(gè)
1:噴嘴欠缺11個(gè)以上
由表2可知:與比較例1~5的油墨相比,實(shí)施例1~17的油墨吐出性優(yōu)異,即使在印刷于記錄介質(zhì)、特別是低吸水性的記錄介質(zhì)(涂層紙)時(shí),也能抑制干燥過程中的油墨的點(diǎn)徑的縮小,能夠得到均勻性優(yōu)異的圖像。
工業(yè)上利用的可能性
根據(jù)本發(fā)明,可以提供一種水性油墨以及使用該水性油墨的噴墨記錄方法,所述水性油墨吐出性優(yōu)異,即使在印刷于記錄介質(zhì)、特別是低吸水性的記錄介質(zhì)時(shí),也能抑制干燥過程中的油墨的點(diǎn)徑的縮小,可得到均勻性優(yōu)異的圖像。