着色颗粒 【技术领域】
本发明涉及着色颗粒。背景技术 在将含有着色颗粒例如颜料的墨施涂于记录介质的情形中, 如果使用细着色颗 粒, 可抑制因着色颗粒导致的记录介质上的光散射。 因此, 随着墨溶液中着色颗粒含量的增 加, 可使记录介质上的图像浓度增加。 而且, 可容易地将细着色颗粒致密地填入记录介质的 支持体和墨接受层的孔内, 以致在它们之间发生物理相互作用并且显示良好的耐划伤性。
相关技术中的制备细着色颗粒的方法的实例包括通过使用分散装置例如砂磨 机、 辊 磨 机 和 球 磨 机 的 机 械 方 法 ( 参 考 日 本 专 利 公 开 No.05-112732 和 日 本 专 利 公 开 No.08-302229)。
发明内容 本发明的方面提供含有染料和分散剂的着色颗粒, 其中该着色颗粒的平均粒径为 10nm ~ 80nm, 该染料相对于水的由下述式 (1) 表示的溶解性指数相对于 pH 为 6.0 ~ 11.0 的任何水为 9.20 以上, 并且该着色颗粒的染料含量和分散剂含量满足由下述式 (2) 表示的 关系 :
式 (1)
溶解性指数= log(1/( 染料在水中的溶解度 (mol/L))
式 (2)
3/2 ≤ ( 着色颗粒中的染料含量 )/( 着色颗粒中的分散剂含量 )
其中, 该着色颗粒中的染料含量和该着色颗粒中的分散剂含量以质量为基准。
由以下参考附图对示例性实施方案的说明, 本发明进一步的特点将变得清楚。
附图说明
图 1 为示出根据本发明方面的着色颗粒的制造方法的图。 图 2 为示出根据本发明方面的微乳液的粒径分布的图。具体实施方式
关于降低细颗粒尺寸的机械方法, 如日本专利公开 No.05-112732 和 08-302229 中 所述, 发生由过度分散导致的着色颗粒的再凝集。 因此, 细颗粒尺寸的降低极限为将粒径降 通过这些方法试图进一步降低细颗粒尺寸可能 低到约 90nm。 此外, 从生产成本的观点出发, 并不现实, 因为需要大量的处理时间或处理电能。 此外, 细颗粒尺寸的机械降低具有单分散 性受损的问题。
根据本发明的方面, 能提供显示良好单分散性的细着色颗粒。
本发明的方面涉及含有染料和分散剂的着色颗粒, 其中该着色颗粒的平均粒径为10nm ~ 80nm, 该染料的由下述式 (1) 表示的溶解性指数相对于 pH 为 6.0 ~ 11.0 的任何水 为 9.20 以上, 并且该着色颗粒中该染料含量和该分散剂含量满足由下述式 (2) 表示的关 系:
式 (1)
溶解性指数= log(1/( 染料在水中的溶解度 (mol/L))
式 (2)
3/2 ≤ ( 着色颗粒中的染料含量 )/( 着色颗粒中的分散剂含量 )
其中, 该着色颗粒中的染料含量和该着色颗粒中的分散剂含量以质量为基准。
根据本发明方面的着色颗粒在水中具有 10nm ~ 80nm 的平均粒径。平均粒径可以 为 50nm 以下。在使用该范围的情形中, 可抑制因着色颗粒导致的光散射并且在图像在记 录介质上形成中可使图像浓度增加。此外, 发生与存在于墨接受层和支持体中的细孔的物 理相互作用, 以致能提高耐划伤性。另一方面, 如果平均粒径小于 10nm, 图像在记录介质上 形成中耐光性和耐气体性倾向于变差。如果超过 80nm, 图像在记录介质上形成中, 因为光 散射, 倾向于使图像浓度降低, 并且倾向于使耐划伤性降低。根据本发明的方面, 该水中的 平均粒径为通过动态光散射法测定的值。基于动态光散射法的粒径测定装置的实例包括 DLS8000( 由 OTSUKA ELECTRONICS CO., LTD. 生产 )。 根据本发明的方面, 着色颗粒的平均粒径的变动系数可以为 60%以下。 即, 变动系 数可以为 50%以下, 甚至为 40%以下。 在制备水基墨的情形中, 如果该变动系数超过 60%, 则可能降低分散稳定性, 并且可能使储存稳定性和喷射稳定性劣化。 而且, 在将图像形成在 记录介质上的情形中, 如果变动系数超过 60%, 则使向墨接受层和支持体的孔内的填充率 降低, 与它们的相互作用不容易发生, 并且倾向于使耐划伤性劣化。
由着色颗粒的平均粒径及其标准偏差, 基于下述式 (3) 计算根据本发明的方面的 着色颗粒的平均粒径的变动系数。 变动系数的计算可应用于干态和水中的平均粒径中的每 一种。
式 (3)
变 动 系 数 ( % ) = (( 着 色 颗 粒 的 粒 径 的 标 准 偏 差 )/( 着 色 颗 粒 的 平 均 粒 径 ))×100
此外, 根据本发明的方面, 着色颗粒中的染料含量和分散剂含量满足由式 (2) 表 示的关系。在一种情形中, ( 着色颗粒中的染料含量 )/( 着色颗粒中的分散剂含量 ) 为 7/3 ~ 9/1。 如果该比例小于 3/2, 在将着色颗粒施涂于记录介质的情形中, 记录图像的图像 浓度倾向于变得不足。这是因为基本上不对显色作贡献的分散剂相对于染料过多地存在。 如果该比例超过 9/1, 在制备水基墨的情形中, 有时不能确保充分的分散稳定性。
根据本发明的方面, 着色颗粒的平均长径比是指基于由上述着色颗粒的分散质即 染料形成的着色剂颗粒的数目的平均长径比 ( 长轴 / 短轴 )。根据本发明方面的着色颗粒 的平均长径比可为 1.0 ~ 1.2, 以这样的方式提高球形度。这样的着色颗粒在用作水基墨 的情形中显示良好的流动性, 因此在喷射特性方面具有优势。通过基于用扫描电子显微镜 (SEM) 或透射电子显微镜 (TEM) 观察的图像测定着色剂颗粒的 1000 个以上的长轴和短轴并 以数均基准来计算其平均值, 可得到根据本发明方面的平均长径比。
根据本发明方面的着色颗粒中所含的染料的特征在于相对于 pH 为 6.0 ~ 11.0 的
水的由式 (1) 表示的溶解性指数为 9.20 以上。关于由式 (1) 表示的溶解性指数, 随着该值 变小, 染料在水中的溶解性变高, 且随着该值变大, 在水中的溶解性变低。染料在水中的溶 解性指数可取决于水的 pH 而变化。在根据本发明方面的着色颗粒的制备过程中, 如果将 分散质中的染料溶解在分散介质 ( 第二液体 ) 中, 以非常少的量溶解在水中的染料对着色 颗粒的分散稳定性具有影响, 以致变得难以得到显示良好单分散性的细着色颗粒。根据本 发明方面的第二液体为水且其 pH 最宽在 6.0 ~ 11.0 范围内。因此, 当水的 pH 在 6.0 ~ 11.0 范围内时染料的溶解性指数总是为 9.20 以上。即, 由于染料的溶解性指数相对于 pH 为 6.0 ~ 11.0 的任何水为 9.20 以上, 所以能稳定地形成着色颗粒。
通过用以往已知的实验方法测定染料在 pH 为 6.0 ~ 11.0 的水中的溶解度 (mol/ L) 并将得到的值代入式 (1) 中, 可计算根据本发明方面的溶解性指数。通过将染料在水中 的溶解度 (mol/L) 代入式 (1) 中, 可以计算根据本发明方面的溶解性指数, 其中通过 ACD/ Structure Design Suite( 由 Fujitsu Limited 生产 ) 计算该溶解度。本发明人查明这样 算出的溶解性指数与实验结果的一致性良好。 在这方面上, 关于金属络合物着色剂、 成盐染 料等, 有必要通过 ACD/Structure Design Suite 计算将金属和盐除去的状态下的溶解度并 基于得到的值计算溶解性指数。
只要满足上述内容, 根据本发明方面的染料的实例包括分散染料、 金属络合物染 料、 酸性染料、 直接染料、 反应性染料和长链胺的成盐染料、 和基于水可溶性染料和长链碱 的成盐而显示油溶性的染料。
此外, 根据本发明方面的着色颗粒可以含有作为助剂的紫外线吸收剂、 防腐剂和 其它添加物。
接下来, 将说明根据本发明方面的着色颗粒的制造方法。根据本发明方面的着色 颗粒的制造方法包括如下步骤 : 将其中混合有第一液体和染料的混合溶液与第二液体乳化 以得到含有分散质的微乳液 ( 下文称为乳化步骤 ), 和将该第一液体从该分散质除去 ( 下文 称为除去步骤 )。上述染料相对于水的由下述式 (1) 表示的溶解性指数相对于 pH 为 6.0 ~ 11.0 的任何水为 9.20 以上, 并且该着色颗粒中的染料含量和分散剂含量满足由下述式 (2) 表示的关系。
式 (1)
溶解性指数= log(1/( 染料在水中的溶解度 (mol/L))
式 (2)
3/2 ≤ ( 着色颗粒中的染料含量 )/( 着色颗粒中的分散剂含量 )
将参考图 1 来说明根据本发明方面的着色颗粒的制造方法。图 1 中, 混合溶液 A 为通过将染料 10 混入第一液体 11 中而制备的液体。此时, 从所需的着色颗粒的制备的观 点出发, 可以将染料 10 溶解在液体 11 中。 然后, 在乳化步骤中, 介由分散剂 13, 将该混合溶 液 A 和第二液体 12 乳化。以此方式, 制备含有分散质 14 的微乳液 B。关于分散质 14, 介由 分散剂 13 将该染料 10 和该第一液体 11 分散在该第二液体 12 中。随后, 在除去步骤中, 将 该第一液体 11 从该分散质 14 除去以形成分散质 15。关于该分散质 15, 介由分散剂 13 将 该染料 10 分散在该第二液体 12 中。该分散质 15 为根据本发明方面的着色颗粒。
根据本发明的方面, 在该除去步骤后, 可进行精制步骤, 在该步骤中通过精制将没 有参与该着色颗粒分散的分散剂等从由该着色颗粒和该第二液体 12 组成的液体组合物中除去。 在这方面上, 在精制步骤中, 通过精制能将可能在除去步骤中产生的杂质例如蒸发残 留物除去。
根据本发明方面的第一液体为有机溶剂, 其在根据本发明方面的第二液体中具有 小的溶解性并在与该第二液体混合时形成界面。可以为第一液体在环境温度 (20℃ ) 下具 有其 3 质量%以下溶解于 97 质量%的第二液体的溶解性的情形。在满足该条件的情形中, 在乳化步骤中可形成微乳液。此外, 在使用沸点低于第二液体的沸点的挥发性有机溶剂作 为第一液体的情形中, 可将第一液体从微乳液中的分散质中除去。 此外, 第一液体可为有机 溶剂, 其在环境温度 (20℃ ) 下溶解 1 质量%以上的根据本发明方面的染料。 以下说明充当 第一液体的有机溶液的具体实例。其实例包括但不限于卤代烃 ( 二氯甲烷、 氯仿、 氯乙烷、 二氯乙烷、 三氯乙烷、 四氯化碳等 ), 酮 ( 丙酮、 甲乙酮、 甲基异丁基酮等 ), 醚 ( 四氢呋喃、 乙 醚、 异丁醚等 ), 酯 ( 乙酸乙酯、 乙酸丁酯等 ) 和芳烃 ( 苯、 甲苯、 二甲苯等 )。
根据本发明方面的第二液体为水。 用作第二液体的水在根据本发明方面的第一液 体中具有小的溶解性并且在与第一液体混合时能形成界面。 用作第二液体的水可以为具有 通过以往已知的酸性试剂 ( 盐酸等 ) 或碱性试剂 ( 氢氧化钾等 ) 而调节的 pH 的水。用作 第二液体的水可以为含有分散剂或与水混溶的有机溶剂的水溶液。在此情形中, 水含量为 50 质量%以上是必要的。 在第二液体满足上述条件的情形中, 在乳化步骤中能形成微乳液。 根据本发明的方面, 为了保持微乳液和着色颗粒的分散稳定性, 第一液体和第二 液体的至少之一可含有分散剂。关于分散剂, 尤其可使用具有 1000 以下分子量的低分子量 分散剂。在使用具有超过 1000 的分子量的高分子量分散剂 ( 以下称为聚合物分散剂 ) 的 情形中, 第一液体和第二液体的至少之一的粘度增大, 并由此变得难以在乳化步骤中形成 微乳液。此外, 一般地, 聚合物分散剂的分散力小于低分子量分散剂的分散力。因此, 为了 给予微乳液和所需的着色颗粒与低分子量分散剂同样的分散稳定性, 需要大量的聚合物分 散剂。因此, 变得难以满足根据本发明方面所规定的式 (2) 并且变得难以实现良好的图像 浓度。此外, 将聚合物分散剂从分散质除去困难, 因此变得难以满足式 (2)。关于低分子量 分散剂, 可使用以往已知的阴离子分散剂、 阳离子分散剂和非离子分散剂。 阴离子分散剂的 实例包括, 但不限于, 十二烷基苯磺酸、 癸基苯磺酸、 十一烷基苯磺酸、 十三烷基苯磺酸、 壬 基苯磺酸, 和它们的钠盐、 钾盐和铵盐, 以及十二烷基硫酸钠。阳离子分散剂的实例包括但
不限于, 鲸蜡基三甲基溴化铵、 十六烷基吡啶氯化物和十六烷基三甲基氯化铵。 非离子分散剂的实例包括但不限于环氧乙烷系烷基醚。
根据本发明方面的微乳液含有染料和第一液体的混合溶液作为分散质。此外, 如 图 2 中所示, 根据本发明方面的微乳液具有带有基本上是一个峰的粒径分布。由于粒径分 布具有一个峰, 因此显著提高所需的着色颗粒的单分散性。可以是基于动态光散射法分散 质的平均粒径为 10hm ~ 1000hm 的情形。根据本发明的方面, 将第二液体和其中溶解了染 料的第一液体乳化以制备微乳液, 微乳液的分散质充当模板 (temp1ate), 此后将第一液体 从分散质除去以获得所需的分散体。另一方面, 在通常的多分散乳液或悬浮液的分散质充 当模板的情形中, 难以得到根据本发明方面的基于小粒径颗粒的单分散的所需的分散体。
根据本发明的方面, 可溶解于油基溶剂并且对于水基溶剂具有 0.01g/L 以下溶解 度的疏水物 ( 疏水性物质 ) 能包含在油基溶剂中。术语 “溶解于油基溶剂” 是指在环境温度 (20℃ ) 下以相对于 97 质量%的油基溶剂溶解度为 3 质量%以上。因此, 可以容易地使乳液稳定。疏水物的具体实例包括但不限于, 具有碳数 8 ~ 30 的直链、 支链或环状烷烃, 例如 十六烷、 角鲨烷和环辛烷, 具有碳数 8 ~ 30 的丙烯酸烷基酯, 例如甲基丙烯酸硬脂酯和甲基 丙烯酸十二烷基酯, 具有碳数 8 ~ 30 的烷基醇, 例如鲸蜡醇, 具有碳数 8 ~ 30 的烷基硫醇, 例如癸硫醇, 聚合物, 例如聚氨酯、 聚酯和聚苯乙烯, 长链脂肪族或芳族羧酸, 长链脂肪族或 芳族羧酸酯, 长链脂肪族或芳族胺, 酮, 卤代烷, 硅烷, 硅氧烷和异氰酸酯。 在一种情形中, 可 以提供具有碳数 12 ~ 20 的烷烃。
在使用由式 (1) 表示的溶解性指数为 9.20 以上的疏水性染料的情形中, 如根据本 发明的实施方案中, 可形成稳定的微乳液。认为根据本发明方面的具有 9.20 以上溶解性指 数的染料基于与疏水物相同的机理使微乳液稳定并有利于所需的着色颗粒的单分散性提 高。
根据本发明方面的乳化步骤中, 可应用基于赋予机械能的以往已知的乳化方法, 例如高剪切均相混合机、 超声均化器、 高压均化器和薄膜旋转高速混合机。在一种情形中, 可以应用超声均化器、 高压均化器和薄膜旋转高速混合机中的至少一种。 此外, 根据本发明 方面的微乳液也通过基于表面化学机理的乳化法, 例如通过使用 SPG 膜的膜乳化和在微通 道乳化法、 分支微通道乳化法等中的微反应器来制备。这些方法可以单独或将它们中的至 少两种组合使用。此外, 根据本发明方面的微乳液可以通过一阶段乳化来制备或者通过多 阶段乳化来制备。 可将任何已知的方法应用于在根据本发明方面的除去步骤中将第一液体除去的 操作。但是, 从产率的观点出发, 可应用减压操作和渗析操作中的至少一种。在将减压操作 应用于除去步骤的情形中, 挥发性有机溶剂适合于有机溶剂。 在上述减压操作中, 可使用以 往已知的减压装置例如蒸发器。在将渗析操作应用于除去步骤的情形中, 除了使用半透膜 的静态渗析法之外, 可使用以往已知的渗析装置, 例如超滤器。
在作为制造着色颗粒的常规方法并且其中使用聚合物分散剂类型的相反转乳化 法中, 使分散剂分布于着色颗粒的表面和内部。另一方面, 在根据本发明方面的制造方法 中, 使分散剂基本上只分布于着色颗粒的表面。因此, 根据本发明方面的制造方法中, 由式 (2) 所示, 着色颗粒中的染料含量可大于着色颗粒中的分散剂含量。
根据本发明的方面, 在除去第一液体的步骤之后, 还可以进一步进行除去由于减 压操作而生成的杂质例如蒸发残留物和过剩的分散剂的精制步骤。关于精制步骤, 可应用 任何以往已知的方法。但是, 可应用使用半透膜的静态渗析法和使用渗析装置例如超滤器 的渗析操作。在将渗析操作应用于上述除去步骤的情形中, 可同时进行除去步骤和精制步 骤。
实施例
以下将说明根据本发明方面的着色颗粒和其制造方法的实施例, 但本发明的方面 并不限于这些实施例。在这方面, 在实施例中, 术语 “份” 和 “%” 均是质量基准。
实施例 1
通过将 5.0g 下述的染料 1 加入到 97.5g 氯仿, 然后混合, 得到了其中溶解有染料 1 的混合溶液。向 400g 水 ( 含有 6.0g 十二烷基硫酸钠, 用盐酸调节 pH 到 6.0) 添加得到 的混合溶液。而且, 在 4℃用超声均化器 (200W) 进行乳化处理 20 分钟以形成乳液。染料 1 相对于 pH 为 6.0 的水的溶解性指数为 9.28。此外, 相对于 pH 为 6.0 ~ 11.0 的任何水,
染料 1 的溶解性指数为 9.20 以上。基于用 DLS8000( 由 OTSUKAELECTRONICS CO., LTD. 制 造 ) 的评价, 得到的乳液为显示具有一个峰的粒径分布并包括具有 650nm 的平均粒径的分 散质的微乳液。
其次, 通过用蒸发器减压将氯仿从上述分散质除去, 并通过渗析进一步进行精 制。然后, 再次进行分散到蒸馏水中以得到所需的着色颗粒 1。用 DLS8000( 由 OTSUKA ELECTRONICS CO., LTD. 制造 ) 评价得到的着色颗粒 1。结果, 粒径分布具有一个峰, 平均粒 径为 48nm, 且变动系数为 56%。此外, 基于透射电子显微镜的观测, 平均长径比为 1.2。
接着, 通过冷冻干燥上述着色颗粒 1 将着色颗粒干燥和凝固。此外, 进行溶解到氯 仿中, 之后基于吸光度测定来评价其最大吸收波长和吸光强度。将上述吸光强度与基于调 节到具有预定浓度的染料 1 的氯仿溶液的吸光度测定而确定的校正曲线比较, 并由此测定 着色颗粒 1 中的染料 1 的含量与充当分散剂的十二烷基硫酸钠含量的比。
结果为 ( 着色颗粒 1 中的染料 1 的含量 )/( 着色颗粒 1 中的分散剂的含量 ) = 71/29, 因此, 该值大于 3/2。
染料 1
实施例 2
通过将 5.0g 下述的染料 2 加入到 97.5g 氯仿, 然后混合, 得到了其中溶解有染料 2 的混合溶液。向 400g 水 ( 含有 6.0g 十二烷基硫酸钠, 用盐酸调节 pH 到 6.0) 添加得到 的混合溶液。此外, 在 4℃用超声均化器 (200W) 进行乳化处理 20 分钟以形成乳液。染料 2 相对于 pH 为 6.0 的水的溶解性指数为 9.55。此外, 相对于 pH 为 6.0 ~ 11.0 的任何水, 染 料 2 的溶解性指数为 9.20 以上。基于用 DLS8000( 由 OTSUKA ELECTRONI CS CO., LTD. 制 造 ) 的评价, 得到的乳液为显示具有一个峰的粒径分布并包括具有 630nm 平均粒径的分散 质的微乳液。
其次, 通过用蒸发器减压将氯仿从上述分散质除去, 并通过超滤进一步进行精 制。然后, 再次进行分散到蒸馏水中以得到所需的着色颗粒 2。用 DLS8000( 由 OTSUKA ELECTRONI CS CO., LTD. 制造 ) 评价得到的着色颗粒 2。结果, 粒径分布具有一个峰, 平均 粒径为 43nm, 且变动系数为 49%。此外, 基于透射电子显微镜的观测, 平均长径比为 1.17。
接着, 通过冷冻干燥上述着色颗粒 2 将着色颗粒干燥和凝固。此外, 进行溶解到氯 仿中, 之后基于吸光度测定来评价其最大吸收波长和吸光强度。将上述吸光强度与基于调 节到具有预定浓度的染料 2 的氯仿溶液的吸光度测定而确定的校正曲线比较, 并由此测定 着色颗粒 2 中的染料 2 的含量与充当分散剂的十二烷基硫酸钠含量的比。
结果为 ( 着色颗粒 2 中的染料 2 的含量 )/( 着色颗粒 2 中的分散剂的含量 ) = 65/35, 因此, 该值大于 3/2。实施例 3
通过将 7.0g 下述的 Solvent Blue 97( 染料 3) 加入到 97.5g 氯仿, 然后混合, 得到 了其中溶解有染料 3 的混合溶液。向 400g 水 ( 含有 6.0g 十二烷基硫酸钠, 用盐酸调节 pH 到 6.0) 添加得到的混合溶液。此外, 在 4℃用超声均化器 (200W) 进行乳化处理 20 分钟以 形成乳液。染料 3 相对于 pH 为 6.0 的水的溶解性指数为 12.06。此外, 相对于 pH 为 6.0 ~ 11.0 的任何水, 染料 3 的溶解性指数为 9.20 以上。 基于用 DLS8000( 由 OTSUKA ELECTRONICS CO., LTD. 制造 ) 的评价, 得到的乳液为显示具有一个峰的粒径分布并包括具有 810nm 平均 粒径的分散质的微乳液。
随后, 通过用蒸发器减压将氯仿从上述分散质除去, 并通过超滤进一步进行精 制。然后, 再次进行分散到蒸馏水中以得到所需的着色颗粒 3。用 DLS8000( 由 OTSUKA ELECTRONICS CO., LTD. 制造 ) 评价得到的着色颗粒 3。结果, 粒径分布具有一个峰, 平均粒 径为 76nm, 且变动系数为 58%。此外, 基于透射电子显微镜的观测, 平均长径比为 1.13。
然后, 通过冷冻干燥上述着色颗粒 3 将着色颗粒干燥和凝固。此外, 进行溶解到氯 仿中, 之后基于吸光度测定来评价其最大吸收波长和吸光强度。将上述吸光强度与基于调 节到具有预定浓度的染料 3 的氯仿溶液的吸光度测定而确定的校正曲线比较, 并由此测定 着色颗粒 3 中的染料 3 的含量与充当分散剂的十二烷基硫酸钠含量的比。
结果为 ( 着色颗粒 3 中的染料 3 的含量 )/( 着色颗粒 3 中的分散剂的含量 ) = 73/27, 因此, 该值大于 3/2。
染料 3
实施例 4
通过将 0.5g Solvent Blue 97( 染料 3) 加入到 0.95g 氯仿, 然后混合, 得到了其 中溶解有染料 3 的混合溶液。向 4g 水 ( 含有 0.8g 十二烷基硫酸钠, 用盐酸调节 pH 到 6.0) 添加得到的混合溶液。此外, 在 4℃用超声均化器 (200W) 进行乳化处理 10 分钟以形成乳 液。如上所述, 染料 3 相对于 pH 为 6.0 的水的溶解性指数为 12.06。基于用 DLS8000( 由 OTSUKA ELECTRONICS CO., LTD. 制造 ) 的评价, 得到的乳液为显示具有一个峰的粒径分布 并包括具有 142nm 平均粒径的分散质的微乳液。
其次, 通过用蒸发器减压将氯仿从上述分散质除去, 并通过超滤进一步进行精 制。然后, 再次进行分散到蒸馏水中以得到所需的着色颗粒 4。用 DLS8000( 由 OTSUKA ELECTRONICS CO., LTD. 制造 ) 评价得到的着色颗粒 4。结果, 粒径分布具有一个峰, 平均粒 径为 12nm, 且变动系数为 59%。此外, 基于透射电子显微镜的观测, 平均长径比为 1.10。
接着, 通过冷冻干燥上述着色颗粒 4 将着色颗粒 4 干燥和凝固。此外, 进行溶解到 氯仿中, 之后基于吸光度测定来评价其最大吸收波长和吸光强度。将上述吸光强度与基于 调节到具有预定浓度的染料 3 的氯仿溶液的吸光度测定而确定的校正曲线比较, 并由此测 定着色颗粒 4 中的染料 3 的含量与充当分散剂的十二烷基硫酸钠含量的比。
结果为 ( 着色颗粒 4 中的染料 3 的含量 )/( 着色颗粒 4 中的分散剂的含量 ) = 65/41, 因此, 该值大于 3/2。
实施例 5
通过将 7.0g Solvent Blue 97( 染料 3) 加入到 97.5g 氯仿, 然后混合, 得到了其中 溶解有染料 3 的混合溶液。向 400g 水 ( 含有 7.0g 十二烷基硫酸钠, 用盐酸调节 pH 到 6.0) 添加得到的混合溶液。此外, 在 4℃用超声均化器 (200W) 进行乳化处理 20 分钟以形成乳
液。如上所述, 染料 3 相对于 pH 为 6.0 的水的溶解性指数为 12.06。基于用 DLS8000( 由 OTSUKA ELECTRONICS CO., LTD. 制造 ) 的评价, 得到的乳液为显示具有一个峰的粒径分布 并包括具有 770nm 平均粒径的分散质的微乳液。
随后, 通过用蒸发器减压将氯仿从上述分散质除去, 并通过超滤进一步进行精 制。然后, 再次进行分散到蒸馏水中以得到所需的着色颗粒 5。用 DLS8000( 由 OTSUKA ELECTRONICS CO., LTD. 制造 ) 评价得到的着色颗粒 5。结果, 粒径分布具有一个峰, 平均粒 径为 45nm, 且变动系数为 52%。此外, 基于透射电子显微镜的观测, 平均长径比为 1.10。
然后, 通过冷冻干燥上述着色颗粒 5 将着色颗粒干燥和凝固。此外, 进行溶解到氯 仿中, 之后基于吸光度测定来评价其最大吸收波长和吸光强度。将上述吸光强度与基于调 节到具有预定浓度的染料 3 的氯仿溶液的吸光度测定而确定的校正曲线比较, 并由此测定 着色颗粒 5 中的染料 3 的含量与充当分散剂的十二烷基硫酸钠含量的比。
结果为 ( 着色颗粒 5 中的染料 3 含量 )/( 着色颗粒 5 中的分散剂含量 ) = 3/1, 因 此, 该值大于 3/2。
比较例 1
通过将 5.0g 下述的染料 4 加入到 97.5g 氯仿, 然后混合, 得到了其中溶解有染料 4 的混合溶液。向 400g 水 ( 含有 6.0g 十二烷基硫酸钠, 用盐酸调节 pH 到 6.0) 添加得到的 混合溶液。此外, 在 4℃用超声均化器 (200W) 进行乳化处理 20 分钟以形成乳液。染料 4 相 对于 pH 为 6.0 的水的溶解性指数为 9.10。基于用 DLS8000( 由 OTSUKA ELECTRONICS CO., LTD. 制造 ) 的评价, 得到的乳液为显示具有一个峰的粒径分布并包括具有 720nm 平均粒径 的分散质的微乳液。 随后, 通过用蒸发器减压将氯仿从上述分散质除去, 在搅拌下进行保存 24 小时。 结果, 发生凝集和沉淀并且着色颗粒不能再分散。
染料 4
比较例 2
通过将 5.0g Solvent Blue 35( 染料 5) 加入到 97.5g 氯仿, 然后混合, 得到了其中 溶解有染料 5 的混合溶液。向 400g 水 ( 含有 6.0g 十二烷基硫酸钠, 用氢氧化钾调节 pH 到 11.0) 添加得到的混合溶液。此外, 在 4℃用超声均化器 (200W) 进行乳化处理 20 分钟以形
成乳液。染料 5 相对于 pH 为 11.0 的水的溶解性指数为 8.16。基于用 DLS8000( 由 OTSUKA ELECTRONICS CO., LTD. 制造 ) 的评价, 得到的乳液为显示具有一个峰的粒径分布并包括具 有 690nm 平均粒径的分散质的微乳液。
随后, 通过用蒸发器减压将氯仿从上述分散质除去, 在搅拌下进行保存 24 小时。 结果, 发生凝集和沉淀并且着色颗粒不能再分散。
比较例 3
在实施例 3 中, 添加充当分散剂的十二烷基硫酸钠以使得到的着色剂颗粒满足 ( 着色颗粒中的染料含量 )/( 着色颗粒中的分散剂含量 ) = 6/7。除了上述条件以外, 以与 实施例 3 中相同的方式得到着色颗粒 6。
比较例 4
通过将 5.0g Solvent Blue 97( 染料 3) 加入到 97.5g 氯仿, 然后混合, 得到了其中 溶解有染料 3 的混合溶液。向 400g 水 ( 含有 1.0g 十二烷基硫酸钠, 用盐酸调节 pH 到 6.0) 添加得到的混合溶液。 此外, 在 4℃用超声均化器 (200W) 进行乳化处理 20 分钟以形成乳液。 如上所述, 染料 3 相对于 pH 为 6.0 的水的溶解性指数为 12.06。但是, 基于用 DLS8000( 由 OTSUKA ELECTRONICS CO., LTD. 制造 ) 的评价, 得到的乳液显示具有多个峰的粒径分布, 因 此不是微乳液。关于该乳液, 分散质显示差的分散稳定性并且不能确定平均粒径。 接着, 通过用蒸发器减压将氯仿从上述分散质除去, 并通过超滤进一步进行精制。 然后, 再次进行分散到蒸馏水中。 因此, 同时得到分散材料和凝集材料。 然后, 用过滤器将凝 集材料除去以将分散材料分离, 由此得到着色颗粒 7。用 DLS8000( 由 OTSUKA ELECTRONICS CO., LTD. 制造 ) 评价得到的着色颗粒 7。结果, 粒径分布具有一个峰, 尽管该峰宽, 但平均 粒径为 96nm, 且变动系数为 62%。此外, 基于透射电子显微镜的观测, 平均长径比为 1.15。
其次, 通过冷冻干燥上述着色颗粒 7 将着色颗粒干燥和凝固。此外, 进行溶解到氯 仿中, 之后基于吸光度测定来评价其最大吸收波长和吸光强度。将上述吸光强度与基于调 节到具有预定浓度的染料 3 的氯仿溶液的吸光度测定而确定的校正曲线比较, 并由此测定 着色颗粒 7 中的染料 3 的含量与充当分散剂的十二烷基硫酸钠含量的比。
结果为 ( 着色颗粒 7 中的染料 3 的含量 )/( 着色颗粒 7 中的分散剂的含量 ) = 39/11。
比较例 5
通过将 1.0g Solvent Blue 97( 染料 3) 和 4.0g 苯乙烯 - 丙烯酸共聚物 ( 重均分 子量 : 5000, 酸值 : 180mg·KOH/g) 加入到 97.5g 氯仿, 然后混合, 得到了其中在氯仿中溶解 有所述的染料 3 和苯乙烯 - 丙烯酸共聚物的混合溶液。将得到的混合溶液添加到水 ( 用氢 氧化钾调节 pH 到 11.0) 中。此外, 在 4℃用超声均化器 (200W) 进行乳化处理 20 分钟以形 成乳液。染料 3 相对于 pH 为 11.0 的水的溶解性指数为 12.06。基于用 DLS8000( 由 OTSUKA ELECTRONICS CO., LTD. 制造 ) 的评价, 得到的乳液为显示具有一个峰的粒径分布并包括具 有 790nm 平均粒径的分散质的微乳液。
随后, 通过用蒸发器减压将氯仿从上述分散质除去, 并通过超滤进一步进行精 制。然后, 再次进行分散到蒸馏水中以得到所需的着色颗粒 8。用 DLS8000( 由 OTSUKA ELECTRONICS CO., LTD. 制造 ) 评价得到的着色颗粒 8。结果, 粒径分布具有一个峰, 平均粒 径为 72nm, 且变动系数为 59%。此外, 基于透射电子显微镜的观测, 平均长径比为 1.12。
接着, 通过冷冻干燥上述着色颗粒 8 将着色颗粒干燥和凝固。此外, 进行溶解到氯 仿中, 之后基于吸光度测定来评价其最大吸收波长和吸光强度。将上述吸光强度与基于调 节到具有预定浓度的染料 3 的氯仿溶液的吸光度测定而确定的校正曲线比较, 并由此测定 着色颗粒 8 中的染料 3 的含量与充当分散剂的苯乙烯 - 丙烯酸共聚物含量的比。
结果为 ( 着色颗粒 8 中的染料 3 的含量 )/( 着色颗粒 8 中的分散剂的含量 ) = 11/43, 因此, 该值大于 3/2。
比较例 6
通过将 3.lg Solvent Blue 97( 染料 3) 和 1.9g 苯乙烯 - 丙烯酸共聚物 ( 重均分 子量 : 5000, 酸值 : 180mg·KOH/g) 加入到 97.5g 氯仿, 然后混合, 得到了其中在氯仿中溶解 有所述的染料 3 和苯乙烯 - 丙烯酸共聚物的混合溶液。将得到的混合溶液添加到水 ( 用 氢氧化钾调节 pH 到 11.0) 中。此外, 在 4℃用超声均化器 (200W) 进行乳化处理 20 分钟以 形成乳液。如上所述, 染料 3 相对于 pH 为 11.0 的水的溶解性指数为 12.06。但是, 基于用 DLS8000( 由 OTSUKA ELECTRONICS CO., LTD. 制造 ) 的评价, 得到的乳液显示具有多个峰的 粒径分布, 因此不是微乳液。 关于该乳液, 分散质显示差的分散稳定性并且不能确定平均粒 径。
随后, 通过用蒸发器减压将氯仿从上述分散质除去, 并通过超滤进一步进行精制。 然后, 再次进行分散到蒸馏水中。 因此, 同时得到分散材料和凝集材料。 接着, 用过滤器将凝 集材料除去以将分散材料分离, 由此得到着色颗粒 9。用 DLS8000( 由 OTSUKA ELECTRONICS CO., LTD. 制造 ) 评价得到的着色颗粒 9。结果, 粒径分布具有一个峰, 尽管该峰宽, 平均粒 径为 162nm, 且变动系数为 68%。此外, 基于透射电子显微镜的观测, 平均长径比为 1.17。
其次, 通过冷冻干燥上述着色颗粒 9 将着色颗粒干燥和凝固。此外, 进行溶解到氯 仿中, 之后基于吸光度测定来评价其最大吸收波长和吸光强度。将上述吸光强度与基于调 节到具有预定浓度的染料 3 的氯仿溶液的吸光度测定而确定的校正曲线比较, 并由此测定 着色颗粒 9 中的染料 3 的含量与充当分散剂的苯乙烯 - 丙烯酸共聚物含量的比。
结果为 ( 着色颗粒 9 中的染料 3 的含量 )/( 着色颗粒 9 中的分散剂的含量 ) = 30/19。
将上述实施例和比较例的结果汇总示于表 1 中。
图像浓度评价 将着色颗粒 6 加入含有水和甘油的水溶液中以制备具有 5.0%染料含量和 10.0%甘油含量的墨组合物 1。此外, 将着色颗粒 3 加入含有水和甘油的水溶液中以制备具有 5.0%染料含量和 10.0%甘油含量的墨组合物 2。
使用墨组合物 1 和 2, 用压电喷墨打印机 (PX-V630, 由 SEIKO EPSON CORPORATION 制造 ) 在记录介质 (Office Planner, 由 CANON KABUSHIKI KAISHA 制造 ) 上形成打印图像, 并且视觉评价打印图像。结果, 与由墨组合物 1 形成的打印图像相比, 由墨组合物 2 形成的 打印图像明显清楚并且具有高图像浓度。
耐划伤性评价
分别向含有水和甘油的水溶液中加入着色颗粒 3、 着色颗粒 5 和着色颗粒 7, 以使 得染料含量变为 5.0%, 甘油含量变为 20.0%, 从而分别制备墨组合物 3、 墨组合物 4 和墨组 合物 5。
使 用 墨 组 合 物 3、 4 和 5,用 压 电 喷 墨 打 印 机 (PX-V630,由 SEIKO EPSON CORPORATION 制造 ) 在记录介质 (Office Planner, 由 CANON KABUSHIKI KAISHA 制造 ) 上 形成打印图像。将得到的每幅打印图像在室温下放置 1 天, 之后以载荷约为 50g( 摩擦 ) 的 方式用手指摩擦该打印图像。接着, 视觉观察每幅打印图像以评价耐划伤性。耐划伤性的 评价标准如下所述。
A: 在图像表面上没有发生拖尾 (tailing)。 B: 在图像表面上轻微发生拖尾, 但着色剂并未从记录介质脱落。 C: 图像表面上残留拖尾, 且着色剂从记录介质轻微脱落。 将其结果汇总示于表 2。 表2着色颗粒 着色颗粒的平均粒径 (nm) 76 45 96 耐划伤性 B A C墨组合物 3 墨组合物 4 墨组合物 5
3 5 7可确定打印图像的耐划伤性依赖于着色颗粒的平均粒径, 在 80nm 以下的情形中 显示良好的耐划伤性, 并且在 50nm 以下的情形中显示特别良好的耐划伤性。
根据本发明的方面, 能提供显示良好的单分散性的细着色颗粒。
尽管已经参考示例性实施方案说明了本发明, 但应理解本发明并不限于公开的示 例性实施方案。 对以下权利要求的范围应当给予最宽泛的解释以包括所有这样的变形和等 效的结构和功能。