JP2001146558A - 顔料水系分散体およびインクジェットインキ - Google Patents
顔料水系分散体およびインクジェットインキInfo
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Abstract
耐目詰まり性に優れる顔料水系分散体およびインクジェ
ットインキを提供する。 【課題】 【解決手段】比表面積が80m2/g〜120m2/gで
ある顔料を、下記一般式(1)で示される分散剤および
下記一般式(2)で示される分散剤の存在下、水性媒体
中に分散してなることを特徴とする顔料水系分散体。 一般式(1) 【化1】 (式中、rは1〜4の整数、nは7〜20の整数をそれ
ぞれ表す。) 一般式(2) 【化2】 (式中、R1はC6〜C10のアルキル基、mは5〜15の
整数、Mは水素原子、アルカリ金属またはアンモニウム
をそれぞれ表す。)
Description
顔料水系分散体、およびそれを用いたインクジェットイ
ンキに関する。
インクジェットインキは、染料を水系媒体に溶解させた
染料インキが用いられていた。このような染料インキ
は、インキの保存安定性、プリンタノズルからの吐出安
定性、印刷物の鮮明性、発色性は良好であるが、印刷物
の耐水性、耐光性が悪いという問題点があった。このよ
うな問題点に対して、被印刷物に耐水性の塗工剤を塗布
することにより耐水性を上げる方法、インキと共に耐水
化剤を吐出する方法が提案されているが、高コストにな
るなど、根本的な可決にいたっておらず、また、耐光性
に関しては、解決できていない。
な顔料インキが検討されている。これは、不溶性の顔料
を、水などの媒体に分散して得られるが、染料インキと
比較してインキの保存安定性、吐出安定性、耐目詰まり
性に劣り、満足なインキが得られていない。
従来の問題点を解決し、保存安定性、吐出安定性、耐目
詰まり性に優れる顔料水系分散体およびインクジェット
インキを提供することである。
化に、分散剤として下記一般式(1)および(2)を用
いることにより極めて有効に作用することを見いだし本
発明に至った。
面積が80m2/g〜120m2/gである顔料を、下記
一般式(1)で示される分散剤および下記一般式(2)
で示される分散剤の存在下、水性媒体中に分散してなる
ことを特徴とする顔料水系分散体に関する。 一般式(1)
の整数をそれぞれ表す。) 一般式(2)
は5〜15の整数、Mは水素原子、アルカリ金属または
アンモニウムをそれぞれ表す。) 更に本発明は、顔料が13〜18重量%、分散剤が2.
5〜7.5重量%および水性媒体74.5〜84.5重
量%からなる上記顔料水系分散体に関する。
散剤100重量部に対し一般式(2)で示される分散剤
20〜70重量部を使用する上記顔料水系分散体。
粒度1%値が20〜40nm、50%値が50〜90n
m、99%値が300nm以下である上記顔料水系分散
体に関する。
6mPa・sである上記顔料水系分散体に関する。
ンクジェットインキに関する。
ロー12,13,14,17,20,24,74,8
3,86,93,94,109,110,117,12
5,128,129,137,138,147,14
8,150,153,154,166,168,185
等のエロー顔料をはじめ、各種の色相を有する顔料が対
象となる。こ例外の色として、ピグメントレッド、9,
48,49,52,53,57,97,122,12
3,149,168,177,180,192,20
6,207,209,ピグメントヴァイオレット19,
42等の顔料、ピグメントブルー15,15:1,1
5:3,15:4、15:6、22,60,64,ピグ
メントグリーン7,36,ピグメントオレンジ48,4
9,カーボンブラック等があげられる。
トインキとして好適であり、顔料の粒子径を表す指標で
ある比表面積が、80m2/g〜120m2/gが好適で
ある。比表面積が80m2/gより小さくなると、分散
粒径が大きくなり、顔料の沈降が起こりやすく、また、
120m2/gより大きくなると、インキの耐光性が悪
化する。本発明において比表面積は窒素吸着法で測定し
たものをいう。
は、平均重合度4〜30のポリエチレンオキシドの水溶
性重合体である。
式(2)で示される分散剤は、顔料水系分散体中、2.
5〜7.5重量%配合され、上記配合割合より少ないと
安定な分散体が得られず、また、多いとインクジェット
インキとしての耐水性を悪化させる。
(1)で示される分散剤100重量部に対し一般式
(2)で示される分散剤を10ー70重量部が好まし
い。
剤の混合物からなり、混合物の場合は、水性溶剤は水性
媒体中の50重量%以下を占める。水性溶剤は、顔料水
系分散体の用途によって、選定することが可能であり、
例えば、用途がインクジェットインキの場合は、後述す
る水性溶剤を使用することができる。
(1)で示される分散剤および一般式(2)で示される
分散剤および水性媒体を、ディスパー、ホモミキサー、
ペイントシェーカー、サンドミル、ロールミル、コスモ
ミル、ナノマイザー等の分散機により分散して得られ
る。
る積算粒度1%値が20〜40nm、50%値が50〜
90nm、かつ99%値が300nm以下であることが
好適である。過度の微細粒子が多すぎると、分散体の保
存安定性が悪化する恐れがあり、また、粗大粒子が多す
ぎると、顔料粒子の沈降が起きやすく、インクジェット
インキとして好適でない。
る粘度が、2〜6cpsであることが好ましく、6cp
sを越えるような顔料水系分散体は、インクジェットイ
ンキとして、好ましい粘度範囲の調製が困難となる。
種添加剤等と混合し、物性を調整することにより、イン
クジェットインキとして用いることができる。
剤から構成される。 水としては、金属イオン等を除去
したイオン交換水あるいは蒸留水が、インキの49〜9
5重量%の範囲で用いられる。
燥、インキの固化を防止し、安定にインキの噴射を行わ
せ、ノズルの経時での乾燥を防止するための保湿剤とし
て働く水性溶剤と、インキの被印刷体が紙のような浸透
性のある材料のときに、紙へのインキの浸透をはやめ見
掛けの乾燥性を早くする浸透剤として働く水性溶剤と、
インキの紙での乾燥を速めるための乾燥促進剤として働
く水性溶剤とがある。
3−プロパンジオール、1,2−ヘキサンジオール、ジ
エチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラ
エチレングリコール、ポリエチレングリコール、ジプロ
ピレングリコール、2,4,6−ヘキサントリオール、
グリセリン、テトラフルフリルアルコール、ケトンアル
コール、N−メチル−2−ピロリドン、置換ピロリド
ン、4−メトキシ−4−メチルペンタノン等が例示でき
る。これらの水性溶剤は、単独ないし混合してインキの
1〜50重量%、好ましくはインキの2〜25重量%の
範囲で用いられる。
チレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコ
ールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノエチ
ルエーテル等のグリコールエーテル類、ポリエチレング
リコールモノラウリルエーテルのグリコールエーテル、
エチレングリコール、プロピレングリコール等のアルキ
レングリコールが例示できる。
インキの0〜5重量%、好ましくは1〜5重量%の範囲
で用いられる。浸透剤として働く水性溶剤は、上記使用
量で十分な効果があり、これよりも多いと印字の滲み、
紙抜け(プリントスルー)を起こし好ましくなくなる。
メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等の
低級アルコール類が例示できる。これらの水性溶剤は、
単独ないし混合してインキの0.1〜20重量%、好ま
しくは1〜10重量%の範囲で用いられる。
面張力や、プリンターの接液材料との濡れ性、吐出安定
性を付与するために、ノニオン性、アニオン性、カチオ
ン性または両イオン性の界面活性剤を添加することがで
きる。
シエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアル
キルアリールエーテル、ポリオキシエチレンオキシプロ
ピレンブロックコポリマー、ソルビタン脂肪酸エステ
ル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポ
リオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステル、グリセ
リン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステ
ル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、フッ素系、シ
リコン系等のノニオン性活性剤が例示できる。
塩、アルキル硫酸エステル塩、アルキルアリールスルホ
ン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、ジアルキル
スルホン酸塩、ジアルキルスルホコハク酸塩、アルキル
ジアリールエーテルジスルホン酸塩、アルキルリン酸
塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、ポリ
オキシエチレンアルキルアリールエーテル硫酸塩、ナフ
タレンスルホン酸フォルマリン縮合物、ポリオキシエチ
レンアルキルリン酸エステル塩、グリセロールボレイト
脂肪酸エステル、ポリオキシエチレングリセロール脂肪
酸エステル等が例示できる。
アミン塩、第4級アンモニウム塩、アルキルピリジニウ
ム塩、アルキルイミダゾリウム塩等が例示できる。
ベタイン、アルキルアミンオキサイド、ホスファジルコ
リン等が例示できる。
ム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、オレイン
酸ナトリウム、ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム等
のアニオン性界面活性剤は、浸透性のある被印刷体への
インキの浸透性をはやめ見かけの乾燥性を早くする浸透
剤としての働きもする。これらの浸透剤としても働くア
ニオン性界面活性剤のインキ中の含有量は、0.1〜5
重量%の範囲であることが好ましい。浸透剤としても働
くアニオン性界面活性剤は、上記使用量で十分な効果が
あり、これよりも多いと印字の滲み、紙抜け(プリント
スルー)を起こし好ましくなくなる。
剤、キレート剤をはじめとする種々の添加剤を添加する
ことができる。
ものであり、デヒドロ酢酸ナトリウム、安息香酸ナトリ
ウム、ソジウムビリジンチオン−1−オキサイド、ジン
クピリジンチオン−1−オキサイド、1,2−ベンズイ
ソチアゾリン−3−オン、1−ベンズイソチアゾリン−
3−オンのアミン塩等が用いられる。これらは、インキ
の0.05〜1.0重量%の範囲で用いられる。
鎖し、ノズル部での金属の析出やインキ中で不溶解性物
の析出等を防止するものであり、エチレンジアミンテト
ラアセティックアシド、エチレンジアミンテトラアセテ
ィックアシドのナトリウム塩、エチレンジアミンテトラ
アセティックアシドのジアンモニウム塩、エチレンジア
ミンテトラアセティックアシドのテトラアンモニウム塩
等が用いられる。これらは、インキの0.005〜0.
5重量%の範囲で用いられる。
して、耐水性、耐光性に問題の無いような形で、染料を
用いることができる。
定ないし記録装置中のインキ配管との安定性を得るた
め、アミン、無機塩、アンモニア等のpH調整剤、リン
酸等の緩衝液を用いることができる。
キ製造時の泡の発生を防止するため、消泡剤を添加する
こともできる。
る目的で、他の水溶性樹脂、水分散性樹脂を添加するこ
とができる。
の顔料水系分散体に、必要に応じて水性媒体、添加剤を
混合し、ディスパー、サンドミル、ホモジナイザー、ボ
ールミル、ペイントシェーカー、超音波分散機等で攪
拌、分散、混合することにより製造できる。
0.65μm以下のフィルター、さらには孔径0.45
μm以下のフィルターで十分濾過することが好ましい。
フィルター濾過に先立ち遠心分離による濾過を行うこと
もでき,これにより、フィルター濾過における目詰まり
を少なくし,フィルター交換を少なくできる。
が、25℃において0.8〜40mPa・sであることが
好ましい。
する。なお、実施例中、「部」および「%」は、「重量
部」および「重量%」をそれぞれ表す。
フタロン顔料(LIONOGEN YELLOW101
0 東洋インキ製造社製)15部、下記分散剤a3部、
下記分散剤b1部およびイオン交換水82部を1mmガ
ラスビーズを充填したサンドミルにより4時間分散を行
い、25℃における粘度4.5mPa・s、レーザー光散
乱法による積算粒度1%値が30nm、50%値が65
nm、99%値が190nmの黄色顔料水系分散体を得
た。得られた顔料水系分散体は、60℃で3週間の保存
後も、粘度、粒径に変化が見られなかった。 分散剤a
湿剤としてグリセリン20部、浸透剤としてジオクチル
スルホコハク酸ナトリウム0.5部、防かび剤として
1−ベンズイソチアゾリン−3−オンのアミン塩 0.
1部、バインダー樹脂としてアクリル系エマルジョン
(トークリルW−261:東洋インキ製造社製)0.5
部、イオン交換水58.9部をディスパーにより攪拌、
混合し、その後0.45μmのメンブランフィルターに
より濾過することにより、インクジェットインキを得
た。得られたインクジェットインキは、25℃における
粘度1.8mPa・s、平均粒径65nmであり、60℃
で3週間保存後の粘度、粒径に変化が見られず、また沈
降物も見られなかった。また、得られたインクジェット
インキをヒューレットパッカード社製デスクジェット7
20C用カートリッジに注入し、印字試験を行ったとこ
ろ、良好な印字物が得られ、また、室温に1週間放置後
の印字でも、目詰まりが発生しなかった。 (実施例2)比表面積100m2/gのキナクリドン顔
料(LIONOGEN MAGENTA 5750 東
洋インキ製造社製)15部、下記分散剤c4部、下記分
散剤d2部およびイオン交換水81部を1mmガラスビ
ーズを充填したサンドミルにより4時間分散を行い、2
5℃における粘度5.3mPa・s、レーザー光散乱法に
よる積算粒度1%値が34nm、50%値が59nm、
99%値が180nmの紅色顔料水系分散体を得た。得
られた顔料水系分散体は、60℃で3週間の保存後も、
粘度、粒径に変化が見られなかった。 分散剤c
湿剤としてグリセリン20部、浸透剤としてジオクチル
スルホコハク酸ナトリウム0.5部、防かび剤として
1−ベンズイソチアゾリン−3−オンのアミン塩 0.
1部、バインダー樹脂としてアクリル系エマルジョン
(トークリルW−261:東洋インキ製造社製)0.5
部、イオン交換水58.9部をディスパーにより攪拌、
混合し、その後0.45μmのメンブランフィルターに
より濾過することにより、インクジェットインキを得
た。得られたインクジェットインキは、25℃における
粘度2.2mPa・s、平均粒径58nmであり、60℃
で3週間保存後の粘度、粒径に変化が見られず、また沈
降物も見られなかった。また、得られたインクジェット
インキをヒューレットパッカード社製デスクジェット7
20C用カートリッジに注入し、印字試験を行ったとこ
ろ、良好な印字物が得られ、また、室温に1週間放置後
の印字でも、目詰まりが発生しなかった。 (比較例1)比表面積100m2/gのキナクリドン顔
料15部、エチレンオキシドの平均重合度13のポリエ
チレンオキシド−β−ナフトールエーテルスルホン酸ナ
トリウム5部、イオン交換水80部を、実施例2と同様
に分散を行ったところ、25℃における粘度2.5mPa
・s、レーザー光散乱法による積算粒度1%値が30n
m、50%値が50nm、99%値が210nmの紅色
顔料水系分散体を得た。得られた顔料水系分散体を60
℃に保存したところ、1週間後にゲル化に至った。 (比較例2)比表面積60m2/gのジメチルキナクリ
ドン顔料15部、エチレンオキシドの平均重合度7、ス
チレン平均付加数1.5のポリエチレンオキシドスチレ
ン化3−メチルフェニルエーテルスルホン化物のナトリ
ウム塩3部、イオン交換水82部を、1mmガラスビー
ズを充填したサンドミルにより4時間分散を行い、25
℃における粘度2.5mPa・s、レーザー光散乱法によ
る積算粒度1%値が50nm、50%値が120nm、
99%値が400nmの紅色顔料水系分散体を得た。得
られた顔料水系分散体は、60℃で2週間の保存後に、
沈降物が見られた。
湿剤としてグリセリン20部、浸透剤としてジオクチル
スルホコハク酸ナトリウム0.5部、防かび剤として
1−ベンズイソチアゾリン−3−オンのアミン塩 0.
1部、バインダー樹脂としてアクリル系エマルジョン
(トークリルW−261:東洋インキ製造社製)0.5
部、イオン交換水58.9部をディスパーにより攪拌、
混合し、その後0.45μmのメンブランフィルターに
より濾過することにより、インクジェットインキを得
た。得られたインクジェットインキは、25℃における
粘度1.7mPa・s、平均粒径120nmであり、60
℃で3週間保存後の粘度、粒径に変化が見られなかった
が、沈降物が見られた。また、得られたインクジェット
インキをヒューレットパッカード社製デスクジェット7
20C用カートリッジに注入し、印字試験を行ったとこ
ろ、吐出時のインキに方向が乱れが生じ、画像の再現が
得られなかった。また、室温に1週間放置後の印字で、
目詰まりが発生した。 (実施例3)比表面積90m2/gのフタロシアニンブ
ルー顔料(LIONOL BLUEFG−7351s
東洋インキ製造社製)15部、下記分散剤e4部、下記
分散剤f2部およびイオン交換水81部を1mmガラス
ビーズを充填したサンドミルにより4時間分散を行い、
25℃における粘度4.9mPa・s、レーザー光散乱法
による積算粒度1%値が36nm、50%値が67n
m、99%値が210nmの青色顔料水系分散体を得
た。得られた顔料水系分散体は、60℃で3週間の保存
後も、粘度、粒径に変化が見られなかった。 分散剤e
湿剤としてグリセリン20部、浸透剤としてジオクチル
スルホコハク酸ナトリウム0.5部、防かび剤として
1−ベンズイソチアゾリン−3−オンのアミン塩 0.
1部、バインダー樹脂としてアクリル系エマルジョン
(トークリルW−261:東洋インキ製造社製)0.5
部、イオン交換水58.9部をディスパーにより攪拌、
混合し、その後0.45μmのメンブランフィルターに
より濾過することにより、インクジェットインキを得
た。得られたインクジェットインキは、25℃における
粘度2.2mPa・s、平均粒径58nmであり、60℃
で3週間保存後の粘度、粒径に変化が見られず、また沈
降物も見られなかった。また、得られたインクジェット
インキをヒューレットパッカード社製デスクジェット7
20C用カートリッジに注入し、印字試験を行ったとこ
ろ、良好な印字物が得られ、また、室温に1週間放置後
の印字でも、目詰まりが発生しなかった。
一般式(1)で示される分散剤および一般式(2)で示
される分散剤として用いることにより、保存安定性、低
粘度の顔料水系分散体を得られ、この顔料水系分散体を
用いることにより、保存安定性、吐出安定性、耐目詰ま
り性に優れるインクジェットインキが得られた。
Claims (6)
- 【請求項1】 比表面積が80m2/g〜120m2/g
である顔料を、下記一般式(1)で示される分散剤およ
び下記一般式(2)で示される分散剤の存在下、水性媒
体中に分散してなることを特徴とする顔料水系分散体。 一般式(1) 【化1】 (式中、rは1〜4の整数、nは7〜20の整数をそれ
ぞれ表す。) 一般式(2) 【化2】 (式中、R1はC6〜C10のアルキル基、mは5〜15の
整数、Mは水素原子、アルカリ金属またはアンモニウム
をそれぞれ表す。) - 【請求項2】 顔料が13〜18重量%、一般式(1)
で示される分散剤と一般式(2)で示される分散剤の合
計が2.5〜7.5重量%、および水性媒体が74.5
〜84.5重量%からなる請求項1記載の顔料水系分散
体。 - 【請求項3】 一般式(1)で示される分散剤100重
量部に対し一般式(2)で示される分散剤20〜70重
量部を使用する請求項1記載の顔料水系分散体。 - 【請求項4】 レーザー光散乱法による積算粒度1%値
が20〜40nm、50%値が50〜90nm、かつ9
9%値が300nm以下である請求項1または2記載の
顔料水系分散体。 - 【請求項5】 25℃における粘度が2〜6mPa・sで
ある請求項1ないし4いずれか記載の顔料水系分散体。 - 【請求項6】 請求項1ないし5いずれか記載の顔料水
系分散体を含むインクジェットインキ。
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JP33077999A JP3829558B2 (ja) | 1999-11-22 | 1999-11-22 | 顔料水系分散体およびインクジェットインキ |
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- 1999-11-22 JP JP33077999A patent/JP3829558B2/ja not_active Expired - Fee Related
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