[发明专利]水性颜料分散液、水溶性树脂和其制法以及用分散液的仪器

说明书

本发明涉及水性颜料分散液，特别是利用细管/或毛细管现象的书写用具、记录用仪器以文字、图形和画象在纸、薄膜或片状物上进行印字、记录、描绘、盖章而使用的水性颜料分散液；用于调配该水性颜料分散液的水溶性树脂及其制备方法以及使用该分散液的仪器。

历来，把以羧基作为可溶性基的丙烯基类树脂作为颜料分散用树脂的水性颜料分散液，由于其分散液的稳定性和笔写或记录后的图像的耐水性及耐久性优良，而可作为合成纤维笔、毡笔、喷墨打印机等所用的水性颜料油墨使用。

用上述水性颜料油墨所作图像，其耐火性和耐光性等坚牢性比用染料油墨所作图像更为优越，但是图像的颜色鲜明度和浓度或者在非吸收面上笔写或记录时的图像光泽则比染料油墨所作图像低劣。这是因为使用水性颜料的书写用具或记录用仪器是利用细管或毛细管现象，因此，油墨的粘度必须低，由于油墨的粘度低，所以用于调配油墨的颜料分散用树脂使用量少。

要求用于上述用途的水性颜料油墨是高浓度同时具有低粘度；当书写或记录的对象物在液体吸收面上时具有高表面张力，水性颜料油墨中的颜料分散无时效变化而稳定；书写或记录物具有鲜明颜色；并使图像具有良好耐水性、耐光性以及其它的耐久性。

为了图像的色泽鲜明和水性颜料油墨中颜料的沉降稳定性(即在保持过程中颜料不沉降)，要求颜料是微颗粒状的，为了使颜料微颗粒均匀分散于水性介质中，使用颜料分散用树脂是必要的。颜料分散用树脂和颜料所使用的比例根据颜料的分散性，分散稳定性及颜料的显色性而有其最适值，而这种最适值又因颜料不同而不同，其颗粒直径越小的颜料，与该颜料对比的颜料分散用树脂的使用量就越多。

因此，在使用微颗粒颜料获得高浓度且低粘度水性颜料油墨时，颜料分散用树脂的分子量必须低。然而，从颜料分散的时效稳定性方面来说，要求颜料分散用树脂的分子量有某种程度的提高。

炭黑历来是用作黑色颜料，它具有浓度及耐久性优良的优点，但是，由于其颗粒尺寸极小，当使其在水性介质中完全分散时，颜料分散用树脂的分子量也必须低。然而，历来公知颜料分散用树脂中认为存在分子量低，其颜料的分散稳定性就下降的问题。

此外，作为颜料分散剂历来使用萘磺酸钠和甲醛的缩合物，其颜料的分散性和颜料分散液的分散稳定性优良，可以制造高浓度水性颜料分散液，但是其书写或记录图像的耐水性不良，而且，分散液的触感过硬而使书写感觉不良。笔写用具不仅只书写好就行而能以合乎书写人心意的书写感觉进行笔写是重要的，书写感觉对于笔写用具来说是重要的性质。

面对近年来喷墨打印机和喷射印刷机的进步和按需印刷，希望开发解决上述现有技术中的问题的高颜料浓度而且低粘度的水性颜料油墨。

因此，本发明的目的是提供品质优良的水性颜料分散液，特别是颜料浓度高而且粘度低的、书写感觉优良、色泽鲜明、笔写或记录件的耐水性等耐久性和颜料分散的时效稳定性良好的笔写或记录用的水性颜料分散液以及在该分散液的制备上有用的水溶性树脂。

本发明的目的是这样达到的，本发明是由颜料、水性介质和分散用树脂所构成的水性颜料分散液，它以上述分散用树脂在其分子中具有亲油性部分和亲水性部分、亲油性部分是以酯键为主键的聚酯键链、而亲水性部分是以具有磺酸基或磺酸盐基的水溶性树脂为特征的水性颜料分散液；用于调配该水性颜料分散液的水溶性树脂；其制备方法以及使用上述水性颜料分散液的仪器。

本发明人为解决上述现有技术水性颜料油墨的问题而专心研究，结果发现，通过使用以磺酸基或磺酸盐基作为可溶性基的特定颜料分散用树脂，就可达到上述目的，从而完成本发明。

以下列举令人满意的实施形式，以对本发明进一步详细说明。

本发明水性颜料分散液是由颜料、水性介质和分散用树脂所组成，这里所用的分散用树脂在其分子中具有亲油性部分和亲水性部分，亲油性部分是以酯作为主键的聚酯键链，亲水性部分是具有磺酸基或磺酸盐基的水溶性树脂，作为一个例子，例如，将二元醇和分子中具有至少一个磺酸基或磺酸盐基和2-4个羧基的多羧酸反应，而得到该水溶性树脂。

此时，通过使其与没有磺酸基或磺酸盐基的多羧酸共聚，可以调配所得树脂的水溶性程度。而且，使用没有磺酸基或磺酸盐基的多羧酸作为全部多羧酸时，磺酸基或磺酸盐基可在聚酯树脂制备后导入聚酯树脂中。这种树脂由亲油性部分和亲水性部分组成，亲油性部分是以酯键为主体的聚酯键链，亲水性部分具有磺酸基或磺酸基和羧基或它们的盐的基。以下具体列出上述聚酯树脂的各种原料成分。