JP2006057032A - Pigment dispersion liquid for ink-jet recording and ink-jet recording ink produced by using the same - Google Patents

Pigment dispersion liquid for ink-jet recording and ink-jet recording ink produced by using the same Download PDF

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稔 羽切
Keiji Taniguchi
圭司 谷口
Yasuyuki Hosoki
靖之 細木
Shin Hasegawa
慎 長谷川
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pigment dispersion liquid for ink-jet recording having high image density and excellent ejection stability and liquid stability and provide a technique relating to a pigment-based ink-jet recording ink produced by using the dispersion liquid. <P>SOLUTION: The pigment dispersion liquid for ink-jet recording at least contains carbon black, a dispersing agent and water. The carbon black has an average particle diameter (D50) of 50-120 nm and a PVC blackness of 10-30. The dispersing agent preferably contains at least one kind of compound expressed by general formula (1) (n is an integer of 20-300; R is a 1-20C alkyl, allyl or an aralkyl; and m is an integer of 0-7). <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、インクジェット用顔料分散液及びそれを用いたインクジェット用インクに関するものであり、詳しくは吐出安定性、液安定性に優れたインクジェット用インクに関するものである。更に詳しくは、インクジェットヘッドの目詰まりが改良され、高い画像濃度が得られ、かつ保存安定性の優れたインクジェット用黒色インクに関するものである。   The present invention relates to an inkjet pigment dispersion and an inkjet ink using the same, and more particularly to an inkjet ink excellent in ejection stability and liquid stability. More specifically, the present invention relates to a black ink for ink jet which is improved in clogging of an ink jet head, provides a high image density, and has excellent storage stability.

インクジェット記録方式は他の記録方式に比べてプロセスが簡単であるためフルカラー化が容易であり、簡略な構成の装置であっても高解像度の画像が得られる利点がある。インクジェット用インクとしては各種の水溶性染料を水、又は水と有機溶剤との混合液に溶解させた染料系インクが使用されているが、染料系インクは色調の鮮明性は優れているものの耐光性に劣る欠点があった。一方カーボンブラックや各種の有機顔料を分散させた顔料系インクは染料系インクと比較して耐光性に優れるため盛んに研究されている。   The inkjet recording method is simpler in process than other recording methods, so that it is easy to achieve full color, and there is an advantage that a high-resolution image can be obtained even with an apparatus having a simple configuration. As ink-jet inks, dye-based inks in which various water-soluble dyes are dissolved in water or a mixture of water and an organic solvent are used. Dye-based inks have excellent color tone, but are resistant to light. There was a disadvantage that was inferior in nature. On the other hand, pigment-based inks in which carbon black and various organic pigments are dispersed are actively studied because they are superior in light resistance compared to dye-based inks.

しかし顔料系インクは染料系インクと比べてノズルの目詰まりが生じやすい傾向がある。顔料インクは、一般に水やアルコール類等の水性溶媒中に色材及び分散剤を予備分散させた分散物を調整したのち、該分散物をサンドミル等のメディア型分散機を用いて所定の程度まで分散させる分散工程を行い、次いで所定の濃度に希釈することにより調整されている。   However, pigment-based inks tend to cause nozzle clogging more easily than dye-based inks. The pigment ink is generally prepared by preparing a dispersion in which a coloring material and a dispersant are pre-dispersed in an aqueous solvent such as water or alcohol, and then using a media-type disperser such as a sand mill. The dispersion is adjusted by performing a dispersion step and then diluting to a predetermined concentration.

一方、近年においては画像の高濃度化、精細性向上のためにインクの粒子径を小さくすることが望まれるが、顔料インクの分散においては分散機の方式、分散プロセス条件等の選択次第では小粒径となると液の凝集がしやすく、吐出安定性が保証できなくなり、いまだこの課題を十分解決したものはない。   On the other hand, in recent years, it has been desired to reduce the particle size of the ink in order to increase the density of the image and improve the fineness. However, in dispersing the pigment ink, depending on the selection of the disperser method, the dispersion process conditions, etc. When the particle size is reached, the liquid tends to aggregate and the ejection stability cannot be guaranteed.

ノズルの目詰まりや色域を改善するには顔料の平均粒径を小さくする必要があるが、現在多く用いられているスチレン−アクリル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体(特許文献1等)、ナフタレンスルホン酸ナトリウムホルマリン縮合物(特許文献2等)等の高分子分散剤を用いたインク、ポリエチレングリコールアルキルフェニルエーテル(特許文献3等)、ポリエチレングリコールアルキルフェニルエーテル硫酸塩(特許文献4等)、ポリエチレングリコールアルキルフェニルエーテルリン酸塩(特許文献5等)等の界面活性剤を用いたインクのいずれにおいても顔料の平均粒径が大きく、画像濃度、色調の鮮明性、吐出安定性や液安定性に劣るものであった。   In order to improve nozzle clogging and color gamut, it is necessary to reduce the average particle diameter of the pigment. However, styrene-acrylic copolymers and styrene-maleic acid copolymers (patent documents 1 and the like) that are currently widely used. ), An ink using a polymer dispersant such as sodium naphthalene sulfonate formalin condensate (Patent Document 2, etc.), polyethylene glycol alkylphenyl ether (Patent Document 3, etc.), polyethylene glycol alkylphenyl ether sulfate (Patent Document 4, etc.) ), Polyethylene glycol alkyl phenyl ether phosphate (Patent Document 5 etc.) and other inks using surfactants, the average particle size of the pigment is large, image density, color tone sharpness, ejection stability and liquid It was inferior in stability.

また黒色インクに関してもカーボンブラックを用いた顔料系インク液の種々の提案がなされている。自己分散型カーボンブラック(特許文献6)、カーボンブラックの帯黄性改良(特許文献7)、ブラックインクが反応性染料(特許文献8)、等が提案されているが、いまだ十分とはいえない。
特開昭56−147863号公報 特開昭61−083267号公報 特開平5−105837号公報 特開平10−168367号公報 特開平10−88050号公報 特開2002−3767号公報 特開2002−256193号公報 特開2002−241652号公報
As for black ink, various proposals have been made for pigment-based ink liquids using carbon black. Self-dispersing carbon black (Patent Document 6), improvement of yellowing property of carbon black (Patent Document 7), reactive ink (Patent Document 8) as a black ink, etc. have been proposed, but it is still not sufficient. .
JP-A-56-147863 Japanese Patent Laid-Open No. 61-083267 JP-A-5-105837 JP-A-10-168367 Japanese Patent Laid-Open No. 10-88050 Japanese Patent Laid-Open No. 2002-3767 JP 2002-256193 A Japanese Patent Laid-Open No. 2002-241652

本発明は上記のような事情に鑑みなされたもので、画像濃度が高く、吐出安定性や液安定性も優れたインクジェット用顔料分散液、及びそれを用いた顔料系インクジェット用インクに関連した技術を提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and has a high image density, an ink jet pigment dispersion excellent in ejection stability and liquid stability, and a technology related to a pigment-based ink jet ink using the same. The purpose is to provide.

本発明者らは鋭意検討した結果、カーボンブラックの物理化学特性及び顔料分散液の平均粒子径(D50)を特定することにより上記課題が解決されることを見出し本発明に至った。
即ち、本発明は以下の(1)〜(15)である。
As a result of intensive studies, the present inventors have found that the above problems can be solved by specifying the physicochemical characteristics of carbon black and the average particle diameter (D50) of the pigment dispersion, and have reached the present invention.
That is, this invention is the following (1)-(15).

(1)少なくともカーボンブラック、分散剤、及び水を含有する顔料分散液であって、カーボンブラックの平均粒子径(D50)が50nm〜120nmでありかつカーボンブラックのPVC黒度が10〜30であること特徴とするインクジェット用顔料分散液である。 (1) A pigment dispersion containing at least carbon black, a dispersant, and water, wherein the carbon black has an average particle diameter (D50) of 50 nm to 120 nm and the carbon black has a PVC blackness of 10 to 30. This is a pigment dispersion for inkjet.

(2) 前記分散剤が下記一般式(1)で示される化合物の少なくとも一種を含有することを特徴とする前記(1)に記載のインクジェット用顔料分散液である。

Figure 2006057032
(一般式(1)中、nは20以上200以下の整数を、Rは炭素数1〜20のアルキル基、アリル基、又はアラルキル基を、mは0〜7の整数を表す。) (2) The inkjet pigment dispersion described in (1) above, wherein the dispersant contains at least one compound represented by the following general formula (1).
Figure 2006057032
(In general formula (1), n represents an integer of 20 or more and 200 or less, R represents an alkyl group, an allyl group, or an aralkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and m represents an integer of 0 to 7).

(3)前記分散剤が下記一般式(2)で示される化合物の少なくとも一種を含有することを特徴とする前記(2)に記載のインクジェット用顔料分散液である。

Figure 2006057032
(一般式(2)中、nは20以上200以下の整数を表す。) (3) The inkjet pigment dispersion according to (2), wherein the dispersant contains at least one compound represented by the following general formula (2).
Figure 2006057032
(In general formula (2), n represents an integer of 20 or more and 200 or less.)

(4)前記分散剤が下記式で示される化合物を含有することを特徴とする前記(3)に記載のインクジェット用顔料分散液である。

Figure 2006057032
(4) The inkjet pigment dispersion according to (3), wherein the dispersant contains a compound represented by the following formula.
Figure 2006057032

(5)前記分散剤が重量基準としてカーボンブラック1に対し0.3以上2以下の割合で含まれることを特徴とする前記(1)〜(4)のいずれか一項に記載のインクジェット用顔料分散液である。
(6)前記カーボンブラックの含有量が5重量%から50重量%であることを特徴とする前記(1)〜(5)のいずれか一項に記載のインクジェット用顔料分散液である。
(5) The inkjet pigment according to any one of (1) to (4), wherein the dispersant is contained in a ratio of 0.3 to 2 with respect to the carbon black 1 on a weight basis. It is a dispersion.
(6) The inkjet pigment dispersion according to any one of (1) to (5), wherein the content of the carbon black is 5% by weight to 50% by weight.

(7)前記(1)〜(6)のいずれか一項に記載の顔料分散液を含有してなる顔料系インクジェット用インクである。
(8)前記顔料系インクジェット用インクのカーボンブラックの含有量が1重量%から20重量%であることを特徴とする前記(7)記載の顔料系インクジェット用インクである。
(7) A pigment-based inkjet ink comprising the pigment dispersion according to any one of (1) to (6).
(8) The pigment-based inkjet ink according to (7), wherein the content of carbon black in the pigment-based inkjet ink is 1% by weight to 20% by weight.

(9)前記(7)又は(8)に記載の顔料系インクジェット用インクを収容したことを特徴とするインクカートリッジである。
(10)前記(7)又は(8)に記載の顔料系インクジェット用インクを画像支持体上に吐出させ記録を行うことを特徴とするインクジェットプリント装置である。
(11)前記インクジェットプリント装置がピエゾ方式であることを特徴とする前記(10)記載のインクジェットプリント装置である。
(12)前記インクジェットプリント装置がサーマル方式であることを特徴とする前記(10)記載のインクジェットプリント装置である。
(9) An ink cartridge containing the pigment-based inkjet ink according to (7) or (8).
(10) An ink jet printing apparatus, wherein recording is performed by discharging the pigment-based ink-jet ink described in (7) or (8) onto an image support.
(11) The inkjet printing apparatus according to (10), wherein the inkjet printing apparatus is a piezo type.
(12) The inkjet printing apparatus according to (10), wherein the inkjet printing apparatus is a thermal type.

(13)前記(7)又は(9)記載の顔料系インクジェット用インクを用いてインクジェットプリント装置で印字することを特徴とする画像形成方法である。
(14)前記(7)又は(9)記載の顔料系インクジェット用インクを用いてインクジェットプリント装置で印字された画像形成物である。
(15)前記画像形成物の画像支持体が紙であることを特徴とする前記(14)記載の画像形成物である。
(13) An image forming method characterized in that printing is performed by an inkjet printing apparatus using the pigment-based inkjet ink described in (7) or (9).
(14) An image formed product printed by an inkjet printing apparatus using the pigment-based inkjet ink described in (7) or (9).
(15) The image formed product according to (14), wherein the image support of the image formed product is paper.

本発明のインクジェット用顔料分散液及びそれを用いたインクジェット用インクは、高い画像濃度であり、吐出安定性、インク保存性においても従来のものより優れるものである。   The ink-jet pigment dispersion of the present invention and the ink-jet ink using the same have a high image density and are superior to conventional ones in ejection stability and ink storage stability.

以下、本発明を更に詳しく説明する。
前記のように本発明の特徴は、カーボンブラック(顔料)粒子の平均粒径(D50)が50nm〜120nmである。平均粒径(D50)が50nm未満、また120nmを超えても画像濃度が低くなる。
なお、本発明に於ける平均粒径(D50)は、体積平均粒径であり、常法により測定することが可能で、たとえば日機装(株)製の粒度分析計UPA150を使用して測定することができる。
平均粒子径(D50)は、分散機を用いて顔料を分散する際、分散機回転部周速、分散時間、分散液流量、分散液温度によって制御することが可能である。本発明においては、顔料粒子の平均粒径(D50)は50nm〜120nmである。分散機回転部周速はあまり高過ぎると顔料分散液が凝集しやすく、低すぎると分散効率が悪く生産性が落ちるため好ましくは6m/s〜13m/sである。
The present invention will be described in more detail below.
As described above, the feature of the present invention is that the average particle diameter (D50) of the carbon black (pigment) particles is 50 nm to 120 nm. Even if the average particle diameter (D50) is less than 50 nm or exceeds 120 nm, the image density is lowered.
The average particle diameter (D50) in the present invention is a volume average particle diameter, and can be measured by a conventional method. For example, it is measured using a particle size analyzer UPA150 manufactured by Nikkiso Co., Ltd. Can do.
When the pigment is dispersed using a disperser, the average particle diameter (D50) can be controlled by the peripheral speed of the disperser rotating portion, the dispersion time, the dispersion flow rate, and the dispersion temperature. In the present invention, the average particle diameter (D50) of the pigment particles is 50 nm to 120 nm. If the peripheral speed of the rotating part of the disperser is too high, the pigment dispersion tends to aggregate, and if it is too low, the dispersion efficiency is poor and the productivity is lowered, so that it is preferably 6 m / s to 13 m / s.

さらに分散時間は上記メディアミル内の分散液滞留時間5分の平均粒径の変化が2%未満で分散を終了することが望ましい。
さらには分散液流量は300ml/分以上が好ましく、300ml/分未満では分散液温度が上昇し分散安定性に好ましくない。また循環方式の分散は短時間分散に於いては粒子径標準偏差が大きくなる傾向にあり好ましくない。さらには分散液温度は分散時10℃未満が好ましく、さらに好ましくは4℃〜8℃が分散安定性が良い。
また下記で説明する分散機としてビーズミルを用いる場合は、分散媒体(ビーズ)の大きさを調節することによって粒径の制御が可能である。この場合、平均粒子径(D50)を50nm〜120nmにするには0.1mm〜1.0mmφ程度のビーズを用いることが好ましく、さらに好ましくは0.1mm〜0.5mmφのビーズである。
Further, it is desirable that the dispersion is completed when the change in the average particle diameter of the dispersion liquid in the media mill for 5 minutes is less than 2%.
Furthermore, the dispersion flow rate is preferably 300 ml / min or more, and if it is less than 300 ml / min, the dispersion temperature rises, which is not preferable for dispersion stability. Further, the circulation type dispersion is not preferable because the particle diameter standard deviation tends to be large in short-time dispersion. Further, the dispersion temperature is preferably less than 10 ° C. during dispersion, and more preferably 4 ° C. to 8 ° C. has good dispersion stability.
When a bead mill is used as the disperser described below, the particle size can be controlled by adjusting the size of the dispersion medium (beads). In this case, in order to make the average particle diameter (D50) 50 nm to 120 nm, it is preferable to use beads having a diameter of about 0.1 mm to 1.0 mmφ, and more preferably 0.1 mm to 0.5 mmφ.

また本発明の顔料分散液は分散剤が重量基準としてカーボンブラック1に対し0.3以上2以下の割合で含まれるのが好ましい。さらに好ましくは、前記割合はカーボンブラック1に対し0.5〜2である。このような分散剤の使用量を採用することにより、平均粒径(D50)が50nm〜120nmにすることができ、これにより画像濃度、吐出安定性、液安定性が良い顔料分散液を提供することができる。
なお、前記分散剤の使用量が0.3未満では前記効果が達成されにくいほか、顔料分散液及びインクの保存安定性が劣り、その結果ノズルの目詰まりが発生しやすい傾向があり、2より大きいと顔料分散液およびインクの粘度が高すぎてインクジェット方式での印字が困難になる傾向がある。
In the pigment dispersion of the present invention, the dispersant is preferably contained in a proportion of 0.3 to 2 with respect to the carbon black 1 on a weight basis. More preferably, the said ratio is 0.5-2 with respect to carbon black 1. FIG. By adopting the use amount of such a dispersant, the average particle diameter (D50) can be 50 nm to 120 nm, thereby providing a pigment dispersion having good image density, ejection stability, and liquid stability. be able to.
In addition, if the amount of the dispersant used is less than 0.3, the above effect is difficult to be achieved, and the storage stability of the pigment dispersion and the ink is inferior, and as a result, nozzle clogging tends to occur easily. If it is large, the viscosity of the pigment dispersion and ink tends to be too high, and printing by the ink jet system tends to be difficult.

本発明の顔料分散液に使用される分散剤は、特に制限されないが、下記一般式(1)で示される化合物の少なくとも一種を使用することにより短時間で平均粒径(D50)が50nm〜120nmの顔料分散液を得ることができ好ましい。

Figure 2006057032
(一般式(1)中、nは20以上200以下の整数、Rは炭素数1〜20のアルキル基、アリル基、又はアラルキル基、mは0〜7の整数を表す。) The dispersant used in the pigment dispersion of the present invention is not particularly limited, but by using at least one compound represented by the following general formula (1), the average particle diameter (D50) is 50 nm to 120 nm in a short time. It is preferable to obtain a pigment dispersion.
Figure 2006057032
(In General Formula (1), n is an integer of 20 or more and 200 or less, R is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an allyl group, or an aralkyl group, and m is an integer of 0 to 7)

一般式(1)において、nは好ましくは20以上200以下、さらに好ましくは30以上50以下である。nが20未満では分散安定性が低下する傾向があり、nが200より大きいと分散液及びインクの粘度が高くなる傾向がある。一般式(1)で表される化合物としては、POE(n=40)βナフチルエーテル、POE(n=40)1−メチルβナフチルエーテル、POE(n=60)1,5−ジメチルβナフチルエーテル等が挙げられ、中でもPOE(n=40)βナフチルエーテルが更に好ましい。   In the general formula (1), n is preferably 20 or more and 200 or less, more preferably 30 or more and 50 or less. When n is less than 20, the dispersion stability tends to decrease. When n is greater than 200, the viscosity of the dispersion liquid and ink tends to increase. Examples of the compound represented by the general formula (1) include POE (n = 40) β naphthyl ether, POE (n = 40) 1-methyl β naphthyl ether, POE (n = 60) 1,5-dimethyl β naphthyl ether. Among them, POE (n = 40) β naphthyl ether is more preferable.

本発明の顔料分散液に使用されているカーボンブラックとしては、例えばファーネス法あるいはチャネル法で製造されたカーボンブラック等が挙げられる。
本発明で使用されるカーボンブラックのPVC黒度は10〜30が好ましく、更に好ましくは15〜25であり、高い画像濃度と吐出安定性、液保存安定性に優れる。
尚、本発明でのPVC黒度とは三菱化学株式会社カーボンカタログ「三菱カーボンブラック/三菱導電性カーボンブラック」中の8ページ記載の物理化学試験法で言うPVC黒度のことで、カーボンブラックとPVC樹脂をロールで練和し、シート化後標準試料と相対比較した数値で、#5:1、#40:10、#45:20、MCF88:30、#900:35と設定した際の各銘柄の黒度の指数表示値である。
Examples of the carbon black used in the pigment dispersion of the present invention include carbon black produced by a furnace method or a channel method.
The PVC blackness of the carbon black used in the present invention is preferably 10 to 30, more preferably 15 to 25, and is excellent in high image density, ejection stability, and liquid storage stability.
The PVC blackness in the present invention refers to the PVC blackness referred to in the physicochemical test method described on page 8 in the Mitsubishi Chemical Corporation carbon catalog “Mitsubishi Carbon Black / Mitsubishi Conductive Carbon Black”. Each of the values when kneading PVC resin with a roll and setting it as # 5: 1, # 40: 10, # 45: 20, MCF88: 30, # 900: 35, relative to the standard sample after sheeting. This is the index value of the blackness of the brand.

本発明の顔料分散液においてカーボンブラックの濃度は分散液全量に対して5重量%以上50重量%以下が好ましい。5重量%未満では生産性が劣り、50重量%より多いと顔料分散液の粘度が高すぎて分散が困難になる傾向がある。   In the pigment dispersion of the present invention, the concentration of carbon black is preferably 5% by weight or more and 50% by weight or less based on the total amount of the dispersion. If it is less than 5% by weight, the productivity is inferior, and if it is more than 50% by weight, the viscosity of the pigment dispersion tends to be too high and dispersion tends to be difficult.

また、本発明の顔料分散液には、水の他に各種添加剤を配合することができる。例えば、水溶性有機媒体としてメタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール等のアルコール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン等の多価アルコール、N−メチルピロリドン、2−ピロリドン等のピロリドン誘導体、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルカノールアミン等、またノニオン、アニオン、カチオン、両性の各種の界面活性剤、防腐剤等が挙げられる。   Moreover, various additives other than water can be mix | blended with the pigment dispersion liquid of this invention. For example, as water-soluble organic media, alcohols such as methanol, ethanol, 1-propanol and 2-propanol, polyhydric alcohols such as ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, propylene glycol and glycerin, N-methylpyrrolidone, 2-pyrrolidone and the like Pyrrolidone derivatives, ketones such as acetone and methyl ethyl ketone, alkanolamines such as monoethanolamine, diethanolamine, and triethanolamine, and nonionic, anionic, cationic, amphoteric surfactants and preservatives.

本発明の顔料分散液は、前記カーボンブラック、分散剤、水、必要に応じて各種添加剤をサンドミル、ボールミル、ロールミル、ビーズミル、ナノマイザー、ホモジナイザー等の公知の分散機で分散することによって得られる。
このとき、分散剤の使用量を前記のように重量基準としてカーボンブラック1に対し0.3以上2以下の割合にするとともに、湿式分散処理を採用するのが好適である。尚本発明で言う湿式分散処理とはカーボンブラック、分散剤、水、必要に応じて水溶性有機溶剤等の混合物を前記サンドミル、ボールミル、ロールミル、ビーズミル、ナノマイザー、ホモジナイザー等により、いわゆる湿式分散方式で微粉砕・分散する処理のことである。
The pigment dispersion of the present invention can be obtained by dispersing the carbon black, a dispersant, water, and various additives as necessary with a known disperser such as a sand mill, a ball mill, a roll mill, a bead mill, a nanomizer, or a homogenizer.
At this time, it is preferable that the amount of the dispersant used is set to a ratio of 0.3 or more and 2 or less with respect to the carbon black 1 on the weight basis as described above, and wet dispersion treatment is employed. The wet dispersion treatment referred to in the present invention is a so-called wet dispersion method in which a mixture of carbon black, a dispersant, water, and a water-soluble organic solvent as necessary is mixed with the sand mill, ball mill, roll mill, bead mill, nanomizer, homogenizer, etc. It is a process of pulverizing and dispersing.

このようにして得られた本発明の顔料分散液は、特に顔料系インクジェット用インクとして好適に使用することができる。
顔料系インクジェット用インクは公知の方法、例えば本発明の顔料分散液、水、水溶性有機溶剤、界面活性剤等を攪拌混合し、フィルター、遠心分離装置等で粗大粒子をろ過し、脱気することによって得られる。尚、インクにおけるカーボンブラックの濃度はインク全量に対して1重量%以上15重量以下が好ましい。1重量%未満では画像濃度が低いため印字の鮮明さに欠け、15重量%より多いとインクの粘度が高くなる傾向があるばかりでなくノズルの目詰まりが発生しやすくなる。またインクには前記顔料分散液への添加剤で記した材料と同等の材料を必要に応じて配合することができる。たとえば水溶性有機溶剤の含有量としては、インク全量に対して0重量%以上50重量%以下、好ましくは5重量%〜40重量%、さらに好ましくは10重量%〜35重量%である。
The pigment dispersion of the present invention thus obtained can be suitably used particularly as a pigment-based inkjet ink.
The pigment-based ink-jet ink is a known method, for example, the pigment dispersion of the present invention, water, a water-soluble organic solvent, a surfactant and the like are stirred and mixed, and coarse particles are filtered and degassed with a filter, a centrifugal separator or the like. Can be obtained. The concentration of carbon black in the ink is preferably 1% by weight to 15% by weight with respect to the total amount of ink. If the amount is less than 1% by weight, the image density is low and the printed image lacks sharpness. If the amount is more than 15% by weight, not only the viscosity of the ink tends to increase but also nozzle clogging tends to occur. Further, the ink can be blended with a material equivalent to the material described as the additive to the pigment dispersion as required. For example, the content of the water-soluble organic solvent is 0% by weight or more and 50% by weight or less, preferably 5% by weight to 40% by weight, and more preferably 10% by weight to 35% by weight with respect to the total amount of the ink.

このようにして得られた本発明の顔料系インクジェット用インクは、例えばカラー画像を形成するために複数の異なる色相のインクを重ねて画像支持体に画像形成するインクジェット記録用インクセット、これを収容するインクカートリッジに好適に用いることができるる。
また本発明の顔料系インクジェットインクは、これを例えば紙のような画像支持体に吐出させ記録(印字)を行って画像形成するインクジェットプリント装置により、画像形成することができる。
印字する方法としては連続噴射型あるいはオンデマンド型が挙げられる。オンデマンド型としてはピエゾ方式、サーマル方式、静電方式等が挙げられる。
The pigment-based inkjet ink of the present invention thus obtained contains, for example, an inkjet recording ink set that forms an image on an image support by superimposing a plurality of different hue inks in order to form a color image. The ink cartridge can be suitably used.
The pigment-based ink-jet ink of the present invention can be image-formed by an ink-jet printing apparatus that forms an image by discharging (recording) the image on an image support such as paper.
Examples of the printing method include a continuous jet type and an on-demand type. Examples of the on-demand type include a piezo method, a thermal method, and an electrostatic method.

以下、本発明を実施例および比較例によりさらに説明するが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。なお実施例中の部は重量基準である。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example further demonstrate this invention, this invention is not limited to these examples. In addition, the part in an Example is a basis of weight.

実施例1
処方1
カーボンブラック MCF88(三菱化学株式会社製) 150部
一般式(1)の化合物(n=40、m=0) 110部
パイオニンA−51−B(竹本油脂社製) 2部
蒸留水 738部
上記の混合物をプレミックス後ディスクタイプのビーズミル(シンマルエンタープライゼス社KDL型)で0.3mmジルコニアビーズを用いて周速10m/s、液温8℃で120分間分散し、顔料分散液(A)を得た。
Example 1
Formula 1
Carbon black MCF88 (Mitsubishi Chemical Corporation) 150 parts Compound of general formula (1) (n = 40, m = 0) 110 parts Piionin A-51-B (Takemoto Yushi Co., Ltd.) 2 parts Distilled water 738 parts After premixing the mixture, it was dispersed in a disk-type bead mill (Shinmaru Enterprises KDL type) using 0.3 mm zirconia beads at a peripheral speed of 10 m / s and a liquid temperature of 8 ° C. for 120 minutes to obtain a pigment dispersion (A). Obtained.

実施例2〜5
実施例1のカーボンブラックを順次#850、#45、#990、MA600(三菱化学株式会社製)に変えた以外は同様にして顔料分散液(B)、(C)、(D)、(E)を得た。
Examples 2-5
The pigment dispersions (B), (C), (D), (E) were similarly prepared except that the carbon black of Example 1 was sequentially changed to # 850, # 45, # 990, and MA600 (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation). )

実施例6〜10
実施例1〜5の分散時間を変え各顔料分散液の粒径(D50)を表1の様に調整し顔料分散液(F)、(G)、(H)、(I)、(J)を得た。
Examples 6-10
The dispersion times of Examples 1 to 5 were changed, and the particle size (D50) of each pigment dispersion was adjusted as shown in Table 1, and the pigment dispersions (F), (G), (H), (I), (J) Got.

比較例1、2
実施例1のカーボンブラックを順次#2300、#260(三菱化学株式会社製)にする以外は同様にして顔料分散液(K)、(L)を得た。
Comparative Examples 1 and 2
Pigment dispersions (K) and (L) were obtained in the same manner except that the carbon black of Example 1 was sequentially changed to # 2300 and # 260 (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation).

比較例3〜7
実施例1〜5の分散時間を変え各顔料分散液の粒径(D50)を表1の様に調整し顔料分散液(M)、(N)、(O)、(P)、(Q)を得た。
Comparative Examples 3-7
The dispersion times of Examples 1 to 5 were changed and the particle size (D50) of each pigment dispersion was adjusted as shown in Table 1 to prepare pigment dispersions (M), (N), (O), (P), (Q). Got.

比較例8
比較例1の分散時間を変える以外は同様にして顔料分散液の粒径(D50)を表1の様に調整し顔料分散液(R)を得た。
Comparative Example 8
Except for changing the dispersion time of Comparative Example 1, the particle size (D50) of the pigment dispersion was adjusted as shown in Table 1 to obtain a pigment dispersion (R).

比較例9
実施例4の分散時間を変える以外は同様にして顔料分散液の粒径(D50)を表1の様に調整し顔料分散液(S)を得た。
Comparative Example 9
Except for changing the dispersion time of Example 4, the particle size (D50) of the pigment dispersion was adjusted as shown in Table 1 to obtain a pigment dispersion (S).

比較例10
実施例2の分散時間を変える以外は同様にして顔料分散液の粒径(D50)を表1の様に調整し顔料分散液(T)を得た。
Comparative Example 10
Except for changing the dispersion time of Example 2, the particle size (D50) of the pigment dispersion was adjusted as shown in Table 1 to obtain a pigment dispersion (T).

顔料分散液(A)〜(T)の分散終了時のカーボンブラックの平均粒径(D50)を日機装株式会社製粒度分析計UPA150にて測定した。結果は表1に示す。
上記の方法で得られた顔料分散液(A)〜(J)を用いて下記インク処方1によりインク液を調整し、30分攪拌後孔径0.8μmのメンブランフィルターでろ過、真空脱気して(a)〜(j)の実施例のインク液を得た。同様に顔料分散液(K)〜(T)にインク処方1によりインクを調製し、30分攪拌後孔径0.8μmのメンブランフィルターでろ過、真空脱気して(k)〜(t)の比較例のインク液を得た。
インク処方1
顔料分散液(顔料濃度15重量%) 40.0部
グリセリン 7.5部
ジエチレングリコール 22.5部
2―エチル−1,3−ヘキサンジオール 3.0部
2−ピロリドン 3.0部
ポリオキシエチレン(3)アルキル(C13)エーテル酢酸ナトリウム 0.45部
蒸留水 73.55部
The average particle diameter (D50) of carbon black at the end of dispersion of the pigment dispersions (A) to (T) was measured with a particle size analyzer UPA150 manufactured by Nikkiso Co., Ltd. The results are shown in Table 1.
Using the pigment dispersion liquids (A) to (J) obtained by the above method, an ink liquid was prepared according to the following ink formulation 1, and after stirring for 30 minutes, filtered through a membrane filter having a pore size of 0.8 μm and vacuum degassed. Ink liquids of Examples (a) to (j) were obtained. Similarly, an ink was prepared from the pigment dispersions (K) to (T) according to the ink formulation 1, stirred for 30 minutes, filtered through a membrane filter having a pore size of 0.8 μm, and vacuum degassed to compare (k) to (t). An example ink was obtained.
Ink formula 1
Pigment dispersion (pigment concentration 15% by weight) 40.0 parts Glycerin 7.5 parts Diethylene glycol 22.5 parts 2-ethyl-1,3-hexanediol 3.0 parts 2-pyrrolidone 3.0 parts Polyoxyethylene (3 ) Alkyl (C13) ether sodium acetate 0.45 parts Distilled water 73.55 parts

上記のインク液(a)〜(t)に含まれるカーボンブラックの平均粒径(D50)を顔料分散液の場合と同様に測定した。またEPSON社製インクジェットプリンタMJ−930Cでゼロックス(株)社製PPC用紙4024に印字し、吐出安定性及び印字画像をXrite濃度計にて測定した。結果を表1に示す。   The average particle diameter (D50) of carbon black contained in the ink liquids (a) to (t) was measured in the same manner as in the case of the pigment dispersion. Further, printing was performed on a PPC paper 4024 manufactured by Xerox Co., Ltd. using an inkjet printer MJ-930C manufactured by EPSON, and the ejection stability and the printed image were measured with an Xrite densitometer. The results are shown in Table 1.

画像濃度
画像濃度は画像サンプルのベタ画像の測色をXrite濃度計にて測定を行う。
吐出安定性
吐出安定性については、印刷物を印刷した後、プリンタヘッドにキャップした状態でプリンタを40℃の環境下で1ヶ月放置した。放置後のプリンタの吐出状態が初期の吐出状態に回復するか否かを下記のクリーニング動作回数によって評価した。
○:1回の動作により回復した。
△:2回〜3回の動作により回復した。
×:3回以上の動作によっても回復がみられなかった。
Image Density Image density is measured with a Xrite densitometer for color measurement of a solid image of an image sample.
Regarding ejection stability, after printing a printed matter, the printer was left in a 40 ° C. environment for one month with the printer head capped. Whether the discharge state of the printer after being left is restored to the initial discharge state was evaluated by the following number of cleaning operations.
○: Recovered by one operation.
Δ: Recovered by 2 to 3 operations.
X: No recovery was observed even after three or more operations.

インク保存性
各インクをポリエチレン容器に入れ密封し、70℃で3週間保存した後の粒径、表面張力、粘度を測定し初期物性との変化率により下記の様に評価した。
◎:5%未満(粒径、表面張力、粘度の全て項目)
○:5〜10%(粒径、表面張力、粘度の全て項目)
△:30%以内(粒径、表面張力、粘度の全て項目)
×:50%を超える(粒径、粘度)
Ink storage stability Each ink was placed in a polyethylene container and sealed, and after storing at 70 ° C. for 3 weeks, the particle size, surface tension and viscosity were measured and evaluated according to the rate of change from the initial physical properties as follows.
A: Less than 5% (all items of particle size, surface tension, viscosity)
○: 5 to 10% (all items of particle size, surface tension, viscosity)
Δ: Within 30% (all items of particle size, surface tension, viscosity)
X: Over 50% (particle size, viscosity)

Figure 2006057032
Figure 2006057032

Claims (15)

少なくともカーボンブラック、分散剤、及び水を含有する顔料分散液であって、カーボンブラックの平均粒子径(D50)が50nm〜120nmでありかつカーボンブラックのPVC黒度が10〜30であること特徴とするインクジェット用顔料分散液。   A pigment dispersion containing at least carbon black, a dispersant, and water, wherein the carbon black has an average particle diameter (D50) of 50 nm to 120 nm, and the carbon black has a PVC blackness of 10 to 30, Inkjet pigment dispersion. 前記分散剤が下記一般式(1)で示される化合物の少なくとも一種を含有することを特徴とする請求項1に記載のインクジェット用顔料分散液。
Figure 2006057032
(一般式(1)中、nは20以上200以下の整数を、Rは炭素数1〜20のアルキル基、アリル基、又はアラルキル基を、mは0〜7の整数を表す。)
2. The inkjet pigment dispersion according to claim 1, wherein the dispersant contains at least one compound represented by the following general formula (1).
Figure 2006057032
(In general formula (1), n represents an integer of 20 or more and 200 or less, R represents an alkyl group, an allyl group, or an aralkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and m represents an integer of 0 to 7).
前記分散剤が下記一般式(2)で示される化合物の少なくとも一種を含有することを特徴とする請求項2に記載のインクジェット用顔料分散液。
Figure 2006057032
(一般式(2)中、nは20以上200以下の整数を表す。)
The inkjet pigment dispersion according to claim 2, wherein the dispersant contains at least one compound represented by the following general formula (2).
Figure 2006057032
(In general formula (2), n represents an integer of 20 or more and 200 or less.)
前記分散剤が下記式で示される化合物を含有することを特徴とする請求項3に記載のインクジェット用顔料分散液。
Figure 2006057032
4. The inkjet pigment dispersion according to claim 3, wherein the dispersant contains a compound represented by the following formula.
Figure 2006057032
前記分散剤が、重量基準としてカーボンブラック1に対し0.3以上2以下の割合で含まれることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載のインクジェット用顔料分散液。   5. The inkjet pigment dispersion according to claim 1, wherein the dispersant is contained in a ratio of 0.3 to 2 with respect to the carbon black 1 on a weight basis. 前記カーボンブラックの含有量が5重量%から50重量%であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載のインクジェット用顔料分散液。   The inkjet pigment dispersion according to any one of claims 1 to 5, wherein the content of the carbon black is 5 to 50% by weight. 請求項1〜6のいずれか一項に記載のインクジェット用顔料分散液を含有してなる顔料系インクジェット用インク。   A pigment-based inkjet ink comprising the inkjet pigment dispersion according to any one of claims 1 to 6. 前記顔料系インクジェット用インクのカーボンブラックの含有量が1重量%から20重量%である請求項7記載の顔料系インクジェット用インク。   The pigment-based inkjet ink according to claim 7, wherein the content of carbon black in the pigment-based inkjet ink is 1% by weight to 20% by weight. 請求項7又は8に記載の顔料系インクジェット用インクを収容したことを特徴とするインクカートリッジ。   An ink cartridge containing the pigment-based inkjet ink according to claim 7 or 8. 請求項7又は8に記載の顔料系インクジェット用インクを画像支持体上に吐出させ記録を行うことを特徴とするインクジェットプリント装置。   9. An ink jet printing apparatus, wherein recording is performed by discharging the pigment-based ink jet ink according to claim 7 or 8 onto an image support. 前記インクジェットプリント装置がピエゾ方式であることを特徴とする請求項10記載のインクジェットプリント装置。   The inkjet printing apparatus according to claim 10, wherein the inkjet printing apparatus is a piezo type. 前記インクジェットプリント装置がサーマル方式であることを特徴とする請求項10記載のインクジェットプリント装置。   The inkjet printing apparatus according to claim 10, wherein the inkjet printing apparatus is a thermal type. 請求項7又は8記載の顔料系インクジェット用インクを用いてインクジェットプリント装置で印字することを特徴とする画像形成方法。   9. An image forming method comprising printing with an ink jet printing apparatus using the pigment-based ink jet ink according to claim 7. 請求項7又は8記載の顔料系インクジェット用インクを用いてインクジェットプリント装置で印字された画像形成物。   An image formed product printed by an inkjet printing apparatus using the pigment-based inkjet ink according to claim 7 or 8. 前記画像形成物の画像支持体が紙であることを特徴とする請求項14に記載の画像形成物。   The image formed article according to claim 14, wherein the image support of the image formed article is paper.
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