喷墨记录用水性颜料分散液的制造方法技术

提供微小粒径颜料稳定地分散，即使长期保存也能够保持稳定的喷墨记录用水性颜料分散液的制造方法。另外，提供分散时间等制造所需时间短、制造效率高的喷墨记录用水性颜料分散液的制造方法。喷墨记录用水性颜料分散液的制造方法具有混炼（１）含有５０～９０质量％的苯乙烯类单体单元和选自丙烯酸单体单元以及甲基丙烯酸单体单元的至少１种单元的具有５０～３００的酸价的苯乙烯丙烯酸类树脂、（２）颜料、（３）润湿剂以及（４）碱性化合物，制造固态着色混合物的第１工序和、使上述固态着色混合物分散在水或者含水和润湿剂的水性介质中的第２工序。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及以及通过该制造方法制造的喷墨记录用水性颜料分散液。
技术介绍
为了环境的保护、操作的安全性、稳定性的提高等，近来，尤其对油性油墨、油性涂料的水性化的需求提高。另一方面，为了印刷图像的耐水性、耐光性的提高，把作为传统水性油墨的着色剂的染料转换成颜料的需求也高，作为用于制造各种形成图像的油墨的中间材料，正在进行水性颜料分散液的开发、改良。对于在喷墨记录用水性油墨，由喷墨排出时的稳定性(排出稳定性)、长期保存稳定性等与其他用途相比要求更高。即，粒径尽可能一致的细微的颜料粒子需要在树脂包覆的状态下，长期稳定地分散于液体介质中。并且，为了满足这些要求，对于水性颜料分散液的要求，需要具有良好分散稳定性和能够长期保存的分散稳定性。因此，针对水性颜料分散液，最近已经开始进行各种适用于喷墨记录用的组成或颜料的分散方法等的研究。作为由于利用转相乳化法，对着色剂进行微胶囊化而形成着色树脂粒子而优选的树脂组成，申请人指出了酸价50～280的苯乙烯丙烯酸类树脂(例如，参照特开平8～183920号公报(专利的权利要求))，并指出具有苯乙烯单体60～90摩尔、丙烯酸单体5～15摩尔、甲基丙烯酸单体5～25摩尔的单体结构的树脂的分散稳定性、排出性优异。但是，使用这种树脂的逆相乳化法的制造方法，由于必需蒸馏除去用于溶解树脂的溶剂，因而制造工序变得复杂，不适于稳定的批量生产。另外，当不能蒸馏除净的溶剂残留在喷墨记录用水性油墨中的情况下，引起溶剂发臭或分散粒子在喷墨记录用水性油墨中的凝聚，因此，正在谋求效率更高地批量生产分散稳定性好的水性颜料分散液的制造方法。作为这样的制造方法，例如提出了将水溶性树脂和碱性成分溶解在水中而制成水溶液，向其中添加颜料，充分搅拌后，进一步使用分散效率高的高速砂磨机等进行分散而制得水性颜料分散液的方法(例如，参照特开2001-262038号公报(第234页))。但是，使用砂磨机制造水性颜料分散液的工序是用于通常颜料等固形成分比率小的低粘度被分散液。因此，强大的剪切力难以作用于颜料，因此，需要耗费大量时间粉碎颜料的粗微粒。另外，在这样制得的水性颜料分散液中，即使分散后，还含有相当数量的粒径大于等于1μm的粗粒子。而且，在这样的状态下，不能获得喷墨的排出稳定性，因而还需要通过离心分离、过滤等除去这种粗微粒的工序，存在制造效率和产率低的问题。另外，通过利用使用与砂磨机相同的珠子的油漆震动器(paintshaker)的制造方法，申请人根据上述专利公报1所述的树脂组成使用重均分子量7200的树脂，制造分散了炭黑的水性颜料分散液(例如，参照特开平10-88042号公报(专利的权利要求、实施例))。利用这种水性颜料分散液的制造方法，能够制造具有细微分散粒径、分散稳定性优异的喷墨记录用水性油墨，油墨排出性也良好。但是，如果本制造方法应用于一般分散困难的偶氮颜料或喹吖酮颜料，不能获得象炭黑那样良好的分散性。另外，由于是小规模生产的方法，因而不能有效的进行水性颜料分散液的批量生产。与此相对，还可以在分散工序之前，事先利用轧辊，对树脂与颜料的混合物或由树脂、水、水溶性有机溶剂组成的水性树脂溶液与颜料的混合物进行研磨。在双辊中，进行如下方法混炼上述混合物，制造含有颜料的固态薄片，向该固态薄片中主要添加水和水溶性有机溶剂，使用高速混合器、匀浆机等进行分散而制得水性颜料分散液(例如，参照特开平6-157954号公报(第2、3、5、6页)、特开2000-80299号公报(第2、3页))。另外，为了便于制造树脂溶液，还添加有机胺(例如，参照特开2001-81390号公报(第5页)。)。例如，使用具有特开平8-183920号公报所述的树脂组成的重均分子量50000的苯乙烯丙烯酸类树脂，经过双辊混炼，制造水性颜料分散液(例如，参照特开2002-256201号公报(实施例)。)。如果使用这样的方法，确实颜料在轧辊之间受到剪切力而被粉碎得很细，但是，研磨是完全在开放体系内进行的，因此，在研磨过程中，水、水溶性有机溶剂蒸发，最终形成固体成分比例高的固态薄片状。因此，在紧接的分散工序中，必需进一步添加水、水溶性有机溶剂，进行固态薄片的粉碎、溶解和颜料的分散。因此，继利用轧辊进行研磨的操作之后，给分散工序带来了负担，分散时间延长，另外，即使进行长时间的分散，也可能残留粗微粒。另外，利用轧辊研磨后的固态薄片的颜料表面虽然被树脂包覆，但因为像这样经过粉碎、溶解该固态薄片的分散工序，因而水性颜料分散液制造后的颜料表面的树脂包覆未必是充分的。此外，对于使用双辊的研磨，在研磨过程中研磨物在轧辊之间形成片状，且必需不会从轧辊脱落。因此，根据颜料、树脂、水、水溶性有机溶剂等的混合比例或所用树脂的热性能，着色混合物产生凝聚不充分等问题，因而有可能对所用原料及其比例进行限制。
技术实现思路
本专利技术是基于上述情况而完成的，本专利技术的目的在于提供微小粒径颜料稳定地分散，即使长期保存也能够保持稳定的。另外，本专利技术的其他目的在于分散时间等制造所需时间短、制造效率高的。本专利技术者们发现利用大的剪切力，混炼具有以下特定结构的固态树脂、颜料、润湿剂以及碱性化合物4种成分，制造固态着色混炼物，之后，使该着色混炼物分散在水性介质中，从而能够达到上述本专利技术的目的。本专利技术是根据上述新的技术知识而完成的。即，本专利技术提供，其特征在于具有以下工序，即混炼(1)苯乙烯类单体单元50～90质量％和选自丙烯酸单体单元以及甲基丙烯酸单体单元的至少1种单元的具有50～300的酸价的苯乙烯丙烯酸类树脂、(2)颜料、(3)润湿剂以及(4)碱性化合物，制造固态着色混炼物的第1工序和、使上述固态着色混炼物分散在水或者含水和润湿剂的水性介质中的第2工序。此外，本专利技术提供利用水性介质进一步稀释用于使用上述制造方法制造喷墨记录用水性油墨的水性颜料分散液，根据需要添加各种添加剂而制得的喷墨记录用水性油墨。通过本专利技术的制造方法，在第1工序中为了利用大的剪切力混炼苯乙烯丙烯酸类树脂、颜料、润湿剂以及碱性化合物4种成分，颜料被粉碎成微粉，同时在碱性化合物的存在下，赋予了水分散性的苯乙烯丙烯酸类树脂被微细化了的颜料表面有效地吸附，颜料表面被包覆。尤其在本专利技术中使用的苯乙烯丙烯酸类树脂含有50～90质量％的高浓度苯乙烯类单体单元，因此，对于疏水性颜料表面的吸附良好，利用该树脂，容易进行颜料的胶囊化。结果，在第2工序中胶囊化的颜料粒子迅速地分散在水性介质中。进一步利用水性介质稀释这样制得的水性颜料分散液，根据需要添加各种添加剂，从而能够有效地制造颜料粒子的粒径非常小、分散稳定性优异的喷墨记录用水性油墨。附图的简要说明附图说明图1是表示行星式混合器的结构的一个例子的斜视图。图2是行星式混合器的局部放大图。图3是表示行星式混合器中的搅拌叶片轨迹的说明图。具体实施例方式下面，按照顺序详细地描述本专利技术的水性颜料分散液的制造方法中的各个制造工序，并且还详细地描述各个制造工序中使用的原料。(A)混炼工序在本专利技术第1工序中，混炼(1)50～90质量％的苯乙烯类单体单元和选自丙烯酸单体单元以及甲基丙烯酸单体单元的至少1种单元的具有50～300的酸价的苯乙烯丙烯酸类树脂、(2)颜料、(3)润湿剂以及(4)碱性化合物4种成分。在该混炼工序本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种喷墨记录用水性颜料分散液的制造方法，其特征在于具有混炼（１）具有苯乙烯类单体单元５０～９０质量％和选自丙烯酸单体单元以及甲基丙烯酸单体单元的至少１种单元的、酸价５０～３００的苯乙烯丙烯酸类树脂、（２）颜料、（３）碱性化合物以及（４）润湿剂，制造固态着色混炼物的第１工序和、使上述固态着色混炼物分散在水或者含水和润湿剂的水性介质中的第２工序。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：锻冶英明，金子和广，R斯莫尔，荒川博道，冈田真一，原田宽，井上定广，
申请(专利权)人：大日本油墨化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]