水基颜料分散体制造技术

本发明专利技术涉及一种水基颜料分散体，其不仅具有能够抑制颜料等在墨喷嘴中的固化的优异的储存稳定性，而且具有优异的喷射性质和固定性质，同时保持颜料分散体的良好的耐水性作为通过在其中使用颜料所获得的优点。即，本发明专利技术涉及一种包含颜料、聚合物分散剂和水性介质的水基颜料分散体，其中使用所述聚合物分散剂将所述颜料分散在所述水性介质中，所述聚合物分散剂是水不溶性聚合物，所述水不溶性聚合物包括至少部分被碱金属氢氧化物中和的羧基，并且具有通过使一部分所述羧基与水不溶性多官能环氧化合物反应而获得的交联结构，所述水基颜料分散体满足以下条件1和2：条件1：根据下式计算的值为32至130mgKOH/g：{[100‑(中和度)‑(交联度)]/100}x(含羧基的水不溶性聚合物的酸值)；以及条件2：根据下式计算的值为48至144mgKOH/g：[(中和度)/100]x(含羧基的水不溶性聚合物的酸值)。

Water based pigment dispersions

The invention relates to a water based pigment dispersion which not only has excellent storage stability that inhibits the curing of the pigments in the ink nozzles, but also has excellent spray and fixed properties, while maintaining the good water resistance of the pigment dispersion as the advantage of using the pigment in it. In other words, the invention relates to a water based pigment dispersion containing pigments, polymer dispersants and aqueous media, in which the polymer dispersant is used to disperse the pigment in the aqueous medium, the polymer dispersant is an water-insoluble polymer, and the water insoluble polymer includes at least part of the alkali metal hydrogen. The carboxylic group neutralized by the oxide, and has a cross-linking structure obtained by reacting a part of the carboxyl group with a water insoluble polyfunctional epoxy compound. The water based pigment dispersions meet the following conditions 1 and 2: condition 1: the value of the next formula is 32 to 130mgKOH/g:{[100 (neutralization) (cross-linking degree) (carboxyl group). The acid value of water insoluble polymers; and condition 2: the value calculated by the next formula is 48 to 144mgKOH/g:[(neutralization) (neutralization) /100]x (the acid value of the water-insoluble polymer containing carboxyl).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】水基颜料分散体专利
本专利技术涉及水基颜料分散体和用于制造水基墨的方法。专利技术背景在喷墨印刷法中，墨滴从微细的喷嘴中直接投射到记录介质上并且允许粘附于记录介质，以形成具有印刷在记录介质上的字符或图像的印刷材料等。由于各种优点诸如容易完全着色、低成本、使用普通纸作为记录介质的能力、不与记录介质上所印刷的字符或图像接触等，喷墨印刷法已经迅速传播开来。特别地，从所得印刷材料的良好的耐气候性和耐水性的观点出发，使用含有颜料作为着色剂的墨的喷墨印刷法已经占据主导地位。使用聚合物分散剂将墨中使用的颜料分散在墨载体中。然而，由于与染料不同，颜料的分子不能均匀地溶于墨载体中，所以需要提高墨的储存稳定性以保持颜料在墨中的良好分散状态，并且抑制由于聚合物或颜料在喷墨嘴部分中的固化而产生的墨喷射性质的劣化，所述固化倾向于由长期储存或使用墨后颜料在墨中的不良分散状态引起。例如，WO1999/052966A(专利文献1)的目的在于获得耐水性、经时稳定性等优异的颜料分散体，并且公开了通过以特定比率将颜料用含有羧基的热塑性树脂分散并且然后使含羧基的热塑性树脂与交联剂交联而获得的水基颜料分散体，其中所述分散体中交联剂与含羧基的热塑性树脂的比率(交联剂/含羧基的热塑性树脂；按有效固体物质的重量比计)为1/100至50/100。在专利文献1中，进一步描述了热塑性树脂优选用沸点为至多200℃的有机胺中和，并且热塑性树脂的中和率优选为约100％至约150％。另一方面，为了通过增强颜料在墨载体中的分散稳定性来解决上述问题，已知使用所谓的自分散颜料，在不使用任何聚合物分散剂的情况下能够允许颜料展现良好分散稳定性的化学结构直接形成于其表面上。在墨中使用这种自分散颜料的情况下，尽管可能抑制颜料在喷墨嘴部分中的固化，但是往往存在这样的问题，即所得墨遭受对其耐水性的损害，而耐水性是通过在墨中使用颜料所获得的优点。专利技术概述本专利技术涉及一种包括颜料、聚合物分散剂和水性介质的水基颜料分散体，其中使用所述聚合物分散剂将所述颜料分散在所述水性介质中，所述聚合物分散剂是水不溶性聚合物，所述水不溶性聚合物含有至少部分被碱金属氢氧化物中和的羧基，并且具有通过使一部分所述羧基与水不溶性多官能环氧化合物反应而获得的交联结构，所述水基颜料分散体满足以下条件1和2：条件1：根据下式计算的值不小于32mgKOH/g且不大于130mgKOH/g：{[100-(中和度)-(交联度)]/100}x(含羧基的水不溶性聚合物的酸值)；和条件2：根据下式计算的值不小于48mgKOH/g且不大于144mgKOH/g：[(中和度)/100]x(含羧基的水不溶性聚合物的酸值)。专利技术详述在专利文献1中描述的水基颜料分散体中，用于分散颜料的树脂分散剂通过含有能够与其分子中的羧基反应的多个官能团的交联剂与颜料三维地键合，以由此形成牢固的膜，并且因此可以在一定程度上确保墨在室温下的稳定性。然而，当在高温条件下长时间储存墨时，墨往往无法保证良好的稳定性，并且因此无法满足近来对墨的可靠性的日益增加的要求。本专利技术涉及：一种水基颜料分散体，其不仅具有能够抑制颜料或聚合物在墨喷嘴中的固化的优异的储存稳定性，而且具有优异的喷射性质和固定性质，同时保持所得水基颜料分散体和水基墨的良好的耐水性作为通过在其中使用颜料所获得的优点：以及一种制造水基墨的方法。用于提高水基墨的耐水性的最有效的方法是在使墨滴与记录介质接触之后，加强颜料颗粒之间的键合力或者颜料颗粒与记录介质之间的键合力的方法。为了实现上述改进，认为增加复合于水基墨中的聚合物分散剂的量以在记录介质上形成均匀致密的墨膜是有效的。然而，当复合于墨中的聚合物分散剂的量过大时，即使在喷墨嘴的部分中墨也倾向于具有不希望的粘附，这不利于抑制颜料或聚合物在喷墨嘴部分中的固化。因此，本专利技术人已经对墨的性质进行了深入的研究，所述墨的性质不仅能够在其中墨载体仍然存在的环境条件下(诸如在喷墨嘴的部分中)保持墨的液体状态，而且还能够在其中失去墨载体的环境条件下(诸如在打印操作中与记录介质接触时)形成牢固的膜。结果，已经发现上述常规问题可以通过这种颜料分散体来解决，所述颜料分散体通过将颜料用其羧基至少部分地被碱金属氢氧化物中和的聚合物分散剂分散并且然后使所得分散体经历与水不溶性多官能环氧化合物的交联反应来制造。换言之，本专利技术涉及以下方面[1]和[2]。[1]一种包括颜料、聚合物分散剂和水性介质的水基颜料分散体，其中使用所述聚合物分散剂将所述颜料分散在所述水性介质中，所述聚合物分散剂是水不溶性聚合物，所述水不溶性聚合物含有至少部分被碱金属氢氧化物中和的羧基，并且具有通过使一部分所述羧基与水不溶性多官能环氧化合物反应而获得的交联结构，所述水基颜料分散体满足以下条件1和2(下文中也简称为“水基颜料分散体”)：条件1：根据下式计算的值不小于32mgKOH/g且不大于130mgKOH/g：{[100-(中和度)-(交联度)]/100}x(含羧基的水不溶性聚合物的酸值)；和条件2：根据下式计算的值不小于48mgKOH/g且不大于144mgKOH/g：[(中和度)/100]x(含羧基的水不溶性聚合物的酸值)，其中所述中和度意指所述碱金属氢氧化物的摩尔当量数与所述水不溶性聚合物的羧基的摩尔当量数的比率[(碱金属氢氧化物的摩尔当量数)/(水不溶性聚合物的羧基的摩尔当量数)]，并且所述交联度意指所述水不溶性多官能环氧化合物的环氧基的摩尔当量数与所述水不溶性聚合物的羧基的摩尔当量数的比率[(水不溶性多官能环氧化合物的环氧基的摩尔当量数)/(水不溶性聚合物的羧基的摩尔当量数)]。[2]一种制造水基墨的方法，所述方法包括以下步骤1至4：步骤1：用碱金属氢氧化物中和含羧基的水不溶性聚合物；步骤2：将所述步骤1中获得的中和的水不溶性聚合物与颜料在水性介质中混合并分散，以获得颜料水分散体A；步骤3：用水不溶性多官能环氧化合物对所述步骤2中获得的所述颜料水分散体A进行交联处理以获得水基颜料分散体B，所述水基颜料分散体B包含交联的水不溶性聚合物；和步骤4：将所述步骤3中获得的所述水基颜料分散体B与有机溶剂混合以获得所述水基墨，所述水基墨满足以下条件1和2，所述条件1和2表示所述步骤1中的所述水不溶性聚合物的酸值和中和度与所述步骤3中的所述水不溶性聚合物的交联度之间的关系(下文中也简称为“水基墨”)：条件1：根据下式计算的值不小于32mgKOH/g且不大于130mgKOH/g：{[100-(中和度)-(交联度)]/100}x(含羧基的水不溶性聚合物的酸值)；和条件2：根据下式计算的值不小于48mgKOH/g且不大于144mgKOH/g：[(中和度)/100]x(含羧基的水不溶性聚合物的酸值)，其中所述中和度和所述交联度意指如上定义的相同含义。根据本专利技术，可以提供：一种水基颜料分散体，其不仅具有能够抑制颜料或聚合物在喷墨嘴中的固化的优异的储存稳定性，而且具有优异的喷射性质和固定性质，同时保持所得水基颜料分散体和水基墨的良好的耐水性作为通过在其中使用颜料所获得的优点：以及一种制造水基墨的方法。[水基颜料分散体]根据本专利技术的水基颜料分散体包含颜料、聚合物分散剂和水性介质，其中使用所述聚合物分散剂将所述颜料分散在所述水性介质本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种包含颜料、聚合物分散剂和水性介质的水基颜料分散体，其中使用所述聚合物分散剂将所述颜料分散在所述水性介质中，所述聚合物分散剂是水不溶性聚合物，所述水不溶性聚合物包含至少部分被碱金属氢氧化物中和的羧基，并且具有通过使一部分所述羧基与水不溶性多官能环氧化合物反应而获得的交联结构，所述水基颜料分散体满足以下条件1和2：条件1：根据下式计算的值不小于32mgKOH/g且不大于130mgKOH/g：{[100‑(中和度)‑(交联度)]/100}x(含羧基的水不溶性聚合物的酸值)；和条件2：根据下式计算的值不小于48mgKOH/g且不大于144mgKOH/g：[(中和度)/100]x(含羧基的水不溶性聚合物的酸值)，其中所述中和度意指所述碱金属氢氧化物的摩尔当量数与所述水不溶性聚合物的羧基的摩尔当量数的比率[(碱金属氢氧化物的摩尔当量数)/(水不溶性聚合物的羧基的摩尔当量数)]，并且所述交联度意指所述水不溶性多官能环氧化合物的环氧基的摩尔当量数与所述水不溶性聚合物的羧基的摩尔当量数的比率[(水不溶性多官能环氧化合物的环氧基的摩尔当量数)/(水不溶性聚合物的羧基的摩尔当量数)]。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.28 JP 2015-2575131.一种包含颜料、聚合物分散剂和水性介质的水基颜料分散体，其中使用所述聚合物分散剂将所述颜料分散在所述水性介质中，所述聚合物分散剂是水不溶性聚合物，所述水不溶性聚合物包含至少部分被碱金属氢氧化物中和的羧基，并且具有通过使一部分所述羧基与水不溶性多官能环氧化合物反应而获得的交联结构，所述水基颜料分散体满足以下条件1和2：条件1：根据下式计算的值不小于32mgKOH/g且不大于130mgKOH/g：{[100-(中和度)-(交联度)]/100}x(含羧基的水不溶性聚合物的酸值)；和条件2：根据下式计算的值不小于48mgKOH/g且不大于144mgKOH/g：[(中和度)/100]x(含羧基的水不溶性聚合物的酸值)，其中所述中和度意指所述碱金属氢氧化物的摩尔当量数与所述水不溶性聚合物的羧基的摩尔当量数的比率[(碱金属氢氧化物的摩尔当量数)/(水不溶性聚合物的羧基的摩尔当量数)]，并且所述交联度意指所述水不溶性多官能环氧化合物的环氧基的摩尔当量数与所述水不溶性聚合物的羧基的摩尔当量数的比率[(水不溶性多官能环氧化合物的环氧基的摩尔当量数)/(水不溶性聚合物的羧基的摩尔当量数)]。2.根据权利要求1所述的水基颜料分散体，其中所述水基颜料分散体进一步满足以下条件3：条件3：根据下式计算的值不小于40mgKOH/g且不大于130mgKOH/g：[(交联度)/100]x(含羧基的水不溶性聚合物的酸值)。3.根据权利要求1或2所述的水基颜料分散体，其中所述含羧基的水不溶性聚合物的所述酸值不小于200mgKOH/g且不大于320mgKOH/g。4.根据权利要求1至3中任一项所述的水基颜料分散体，其中所述水不溶性多官能环氧化合物是多元醇的缩水甘油醚化合物，所述多元醇含有具有不少于3个且不多于8个碳原子的烃基。5.根据权利要求1至4中任一项所述的水基颜料分散体，其中所述含羧基的水不溶性聚合物是基于乙烯基的聚合物，所述基于乙烯基的聚合物包含来源于选自由丙烯酸和甲基丙烯酸组成的组的至少一种含羧基的单体的结构单元，以及来源于选自由丙烯酸酯单体、甲基丙烯酸酯单体和含芳香族基团的单体组成的组的至少一种疏水性单体的结构单元，所述疏水性单体包含具有不少于1个且不多于22个碳原子的烷基或具有不少于6个且不多于22个碳原子的芳基。6.根据权利要求1至5中任一项所述的水基颜料分散体，其中所述水不溶性聚合物的数均分子量不小于2,000且不大于20,000。7.根据权利要求1至6中任一项所述的水基颜料分散体，其中所述水不溶性多官能环氧化合物的分子量不小于12...

【专利技术属性】
技术研发人员：东晃志，百田博和，清水祐介，江口哲也，川口太生，
申请(专利权)人：花王株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP