专利名称：颜料分散液及喷墨记录用水性油墨的制作方法
技术领域：
本发明涉及使用颜料作为色材的喷墨记录用水性油墨。
背景技术：
一直以来，作为喷墨记录用水性油墨，使用将染料用作色材的染料油墨。染料油墨具有保存稳定性优异、喷墨打印机的喷嘴不易堵塞、并且得到的印刷物光泽优异的种种优点。但是，其被指出具有由耐候性不好导致印刷物不能长时间保存，耐水性、耐光性差这些由染料带来的缺点。近年来，人们正在开发使用耐候性、耐水性、耐光性优异的颜料的喷墨记录用水性油墨(以下简称为水性颜料油墨)。水性颜料油墨通常是将颜料粒子均勻分散在水等水性溶剂中而形成的颜料分散液，记录后在记录介质上形成含有颜料粒子的油墨膜。由水性颜料油墨形成的记录物的画质很大程度上取决于该油墨膜中颜料粒子本身的发色及光泽，使用象光亮纸这样的被记录面被加工成平滑状的记录介质时，存在着由于油墨膜中颜料粒子引起的光的漫反射，记录部分的发色性及光泽性会受到损害的问题。另外还存在着对记录介质的固着性不足，形成的图像缺乏耐擦性的问题。另外，喷墨印刷与通常的印刷不同，从打印头排出墨滴而进行印刷。该排出方式中有压电式和热喷墨式，特别是热喷墨式，由于用设置于打印头中的发热电阻元件的加热器使喷嘴内的油墨沸腾而使墨滴飞散，因此喷嘴内部的急剧温度变化使加热器部分出现所谓焦化现象(二 D 3 >)，进行长时间印刷时会出现液体不能排出(不排出)的问题。因此，还要求所使用的油墨具有排出稳定性。目前，为了提高对记录介质的固着性及光泽，正在研究含有树脂成分的水系颜料油墨，作为在一定程度上满足该物性的油墨，已知有添加了水性聚氨酯的喷墨记录用水性油墨。具体来说，已知的有含有以作为表面活性剂而已知的乙炔二醇型疏水性二醇、和含有羧基的二醇作为原料形成的聚氨酯的喷墨用记录液(例如参见专利文献1)、含有氨基甲酸酯改性的聚酯树脂的喷墨记录用油墨组合物(例如参见专利文献2、、含有自分散性颜料和聚氨酯分散体的喷墨记录用油墨组合物(例如参见专利文献3)。但是，对于专利文献1中记载的喷墨用记录液而言，存在着尤其在使用光亮纸作为记录介质时，印刷物的光泽性及耐刷性等不好的问题。另外，专利文献2中记载的喷墨记录用油墨组合物的排出稳定性差、得到的印刷物的耐摩擦性差，专利文献3中记载的喷墨记录用油墨组合物存在着排出稳定性差的问题。专利文献1 日本特开平06-279718号公报专利文献2 日本特开2004-300393号公报专利文献3 日本特表2005-515^9号公报
发明内容
发明所要解决的问题
本发明所要解决的问题是提供即使在热喷墨式的喷墨打印机中进行长时间印刷时也能够稳定地排出墨滴，并且可以获得耐候性、特别是耐擦性优异的印刷图像的喷墨记录用水性油墨。解决问题的方案本发明人发现通过使用按照在聚氨酯的高分子链中均勻地导入羧基的方式设计的含有羧基的聚氨酯，可以解决上述问题。以往的含有羧基的聚氨酯在羧基导入上没有任何限制，羧基基本上都是随机导入聚氨酯链中。专利文献1中记载了嵌段型氨基甲酸酯低聚物，但是其目的是控制低聚物链段， 并没有限定羧基的位置。另外，专利文献3中记载了经由包含含羧基二醇的含酸基二醇和二异氰酸酯化合物的加合物而合成的水性聚氨酯分散体，但是对于加合物的合成方法并没有任何记载。本发明人查明像这样随机导入的羧基对排出性非常有影响。在进行无规聚合的情况下，聚合时生成的多个分子链中的羧基导入量是不均勻的。特别是如果进行想要把获得的聚氨酯控制在低分子量的聚合设计，则理论上每个分子链上的羧基导入量本身会减少，因此有时会生成未导入羧基的分子链。即，即使事先预测水性程度从而确定原料单体的添加量，由于得到的聚氨酯的部分分子链是非水溶性的，部分地降低了溶解性。另外，聚合时异氰酸酯和羧基的一部分发生交联反应，在水中生成了不需要的凝胶成分，使得分子量比设想的分子量大，由于交联的羧基不能起到水分散稳定基团的作用，相对于添加量来说水溶性降低。本发明人也发现了这些现象并发现由于这些现象， 排出稳定性及印刷适应性大幅度下降。S卩，本发明提供一种颜料分散液，其为以水、水性聚合物及颜料作为必需成分的颜料分散液，上述水性聚合物是以1分子中具有1或2个羧基的二醇化合物(A)和二异氰酸酯化合物(B)进行反应形成的通式(1)表示的化合物作为主成分并且通过(式1)算出的反应指数在0. 95 1. 10的范围内的反应生成物和二醇化合物(C)，或者上述反应生成物和二醇化合物(C)和二异氰酸酯化合物(D)进行反应所形成的含有羧基的聚氨酯。(化1)
OCN—R1 —H HCO -R2-OCJNHR5 一NCO
Oο
(1)(通式(1)中，R1及R3表示二异氰酸酯化合物(B)的除去异氰酰基的部分的结构， R1及R3可以相同，也可以不同，R2表示上述1分子中具有1或2个羧基的二醇化合物(A) 的除去羟基的部分的结构。)反应指数=(异氰酰基的反应率)X ( 二异氰酸酯化合物⑶的摩尔数/ 二醇化合物㈧的摩尔数)(式1)另外，本发明还提供使用上述记载的颜料分散液形成的喷墨记录用水性油墨。另外，本发明还提供一种水性聚合物的制造方法，其为在以水、水性聚合物及颜料作为必需成分的颜料分散液中使用的水性聚合物的制造方法，使1分子中具有1或2个羧基的二醇化合物(A)和二异氰酸酯化合物(B)进行反应，在通过(式1)算出的反应指数处于0. 95 1.10范围内的时刻终止反应，制成以通式(1)表示的化合物作为主成分的反应生成物，然后，使上述反应生成物和二醇化合物(C)，或者使上述反应生成物和二醇化合物 (C)和二异氰酸酯化合物(D)进行反应。(化2)
权利要求
1.一种颜料分散液，其为以水、水性聚合物及颜料作为必需成分的颜料分散液，其特征在于，上述水性聚合物是以1分子中具有1或2个羧基的二醇化合物(A)和二异氰酸酯化合物(B)进行反应形成的通式(1)表示的化合物作为主成分并且通过(式1)算出的反应指数在0. 95 1. 10的范围内的反应生成物和二醇化合物(C)，或者上述反应生成物和二醇化合物(C)和二异氰酸酯化合物(D)进行反应所形成的含有羧基的聚氨酯；OCN~~Rf—NH^O-R2-O 记 NH—R3—NCO OO(1)通式(1)中，R1及R3表示二异氰酸酯化合物(B)的除去异氰酰基的部分的结构，R1及 R3可以相同，也可以不同，R2表示上述1分子中具有1或2个羧基的二醇化合物(A)的除去羟基的部分的结构；反应指数=(异氰酰基的反应率)X ( 二异氰酸酯化合物(B)的摩尔数/ 二醇化合物 (A)的摩尔数)(式 1)。
2.权利要求1中所述的颜料分散液，上述含有羧基的聚氨酯的质量平均分子量在 10，000 50，000的范围内。
3.权利要求1或2中所述的颜料分散液，上述含有羧基的聚氨酯的酸值为20 70mgK0H/g。
4.权利要求1 3中任一项所述的颜料分散液，所述二醇化合物(A)为二羟甲基丙酸或二羟甲基丁酸。
5.使用权利要求1 4中任一项所述的颜料分散液形成的喷墨记录用水性油墨。
6.一种水性聚合物的制造方法，其为在以水、水性聚合物及颜料作为必需成分的颜料分散液中使用的水性聚合物的制造方法，其特征在于，使1分子中具有1或2个羧基的二醇化合物(A)和二异氰酸酯化合物(B)进行反应，在通过(式1)算出的反应指数处于0. 95 1.10范围内的时刻终止反应，制成以通式(1)表示的化合物作为主成分的反应生成物，然后，使上述反应生成物和二醇化合物(C)，或者使上述反应生成物和二醇化合物(C)和二异氰酸酯化合物(D)进行反应；OCN-R1—NHOD-R2—O^NH—R3^-NCOOO(1)通式(1)中，R1及R3表示二异氰酸酯化合物(B)的除去异氰酰基的部分的结构，R1及 R3可以相同，也可以不同，R2表示上述1分子中具有1或2个羧基的二醇化合物(A)的除去羟基的部分的结构；反应指数=(异氰酰基的反应率)X ( 二异氰酸酯化合物(B)的摩尔数/ 二醇化合物 (A)的摩尔数)(式 1)。
全文摘要
本发明涉及一种颜料分散液及喷墨记录用水性油墨。该颜料分散液是以水、水性聚合物及颜料作为必需成分的颜料分散液，上述水性聚合物是以1分子中具有1或2个羧基的二醇化合物和二异氰酸酯化合物进行反应形成的通式(1)表示的化合物作为主成分并且通过(式1)算出的反应指数在0.95～1.10范围内的反应生成物和二醇化合物和二异氰酸酯化合物反应所形成的含有羧基的聚氨酯。反应指数＝(异氰酰基的反应率)×(二异氰酸酯化合物(B)的摩尔数/二醇化合物(A)的摩尔数)。
文档编号C09D17/00GK102165024SQ20098013826
公开日2011年8月24日 申请日期2009年9月16日 优先权日2008年9月29日
发明者丝谷一男, 木下宏司 申请人:Dic株式会社