JP2006183041A - Preparation process of azo pigment dispersion - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インクジェット法を用いた画像記録等におけるインキとして有用なアゾ顔料分散体の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing an azo pigment dispersion useful as an ink in image recording or the like using an inkjet method.
近年、インクジェット法を用いた画像記録等で使用されるインキに要求される性状は、耐光性、耐水性などの観点から染料よりも顔料に移行しつつある。顔料を用いる場合、分散性の高い、より均一で微細なナノ顔料の分散液が望まれている。 In recent years, properties required for inks used for image recording using an ink jet method are shifting to pigments rather than dyes from the viewpoint of light resistance and water resistance. When a pigment is used, a more uniform and fine nanopigment dispersion having high dispersibility is desired.
しかしながら現状のインクジェット法に用いられるインキの製造は、多くの工程を抱え、同時に製造方法自体に起因する問題もある。一つは市販の顔料が、顔料というものの特性上、ナノサイズの均一な粉末を提供できないことである。このため購入した顔料をボールミル、ロールミル、サンドミル等の分散機を使用し粉砕後、フィルターや遠心分離機等で分級する等の工程を必要としている。しかしこのような粉砕を行っても数十ナノメートルの均一な顔料を得るのは極めて難しいのが実状である。 However, the production of inks used in the current ink jet method has many processes and at the same time has problems due to the production method itself. One is that commercially available pigments cannot provide nano-sized uniform powder due to the characteristics of pigments. For this reason, the purchased pigment is pulverized using a dispersing machine such as a ball mill, a roll mill, a sand mill, etc., and then a process such as classification using a filter or a centrifugal separator is required. However, in reality, it is extremely difficult to obtain a uniform pigment of several tens of nanometers even if such grinding is performed.
特許文献1には顔料に表面処理を行った自己分散型顔料を水系媒体に分散する工程で、湿潤剤を添加して顔料の分散効率を向上させた顔料分散液の製造方法が開示されている。 Patent Document 1 discloses a method for producing a pigment dispersion in which a wetting agent is added to improve the dispersion efficiency of a pigment in a step of dispersing a self-dispersing pigment that has undergone surface treatment on the pigment in an aqueous medium. .
一方、特許文献2は、アゾ顔料のカップリング反応を用いた顔料組成物の製造方法を開示する。当該公報に記載の発明は、得られる顔料の水性懸濁液を脱水して水分を減少させるに際し、水の分離性のよい顔料組成物の製造方法を提供することを目的としている。そして、当該公報ではカップリング反応前、またはカップリング反応中に常温で固体の非水溶性樹脂を添加して、カップリング反応による顔料粒子の生成と同時に顔料粒子と樹脂を混合させる顔料組成物の製造方法を開示する。また、その実施例においては、酸性を示すpH緩衝溶液中に樹脂を加えておき、このpH緩衝溶液にテトラゾ溶液とカップラー溶液とを加えて顔料組成物を得ることを開示する。そしてこの実施例では、脱水処理、油性ワニス付加、デカンテーション等の工程を経てインクを得ている。
特許文献1に開示された方法によれば、保存安定性に優れた顔料分散液が提供できるとされている。しかし、この方法においては、顔料は予め粉砕処理したものを用いており、更に顔料を表面処理する工程、表面処理顔料の分散工程を有していて、分散工程において湿潤剤を添加することを必要としている。特許文献2に記載された技術で得られたインクの分散度は5μmであり、ナノメートルオーダーのより微小な粒径を有する分散体は得られていない。つまり、特許文献2に開示された方法では、簡易な工程でナノメートルオーダーの微小粒径を有する顔料分散体の製造方法については開示がなされていない。 According to the method disclosed in Patent Document 1, a pigment dispersion excellent in storage stability can be provided. However, in this method, a pigment that has been pulverized in advance is used, and the pigment further has a surface treatment step and a surface treatment pigment dispersion step, and it is necessary to add a wetting agent in the dispersion step. It is said. The dispersion degree of the ink obtained by the technique described in Patent Document 2 is 5 μm, and a dispersion having a finer particle size on the nanometer order has not been obtained. That is, the method disclosed in Patent Document 2 does not disclose a method for producing a pigment dispersion having a nanometer-order fine particle size by a simple process.
本発明は、できるだけ製造工程を省き、簡易な工程を用いて小粒径で、かつ粒径の揃ったアゾ顔料分散体を製造し得る製造方法を提供するものである。 The present invention provides a production method capable of producing an azo pigment dispersion having a small particle size and a uniform particle size by omitting the production steps as much as possible and using a simple process.
本発明により提供されるアゾ顔料分散体の製造方法は、ジアゾニウム化合物を含む溶液とカップリング剤を含む溶液とを反応させてアゾ顔料が分散するアゾ顔料分散体を製造する方法であって、前記反応を、前記アゾ顔料を溶媒中に分散させるための分散剤及びアルカリ性下で緩衝作用のあるpH緩衝剤の存在下で行うことを特徴とする。 The method for producing an azo pigment dispersion provided by the present invention is a method for producing an azo pigment dispersion in which an azo pigment is dispersed by reacting a solution containing a diazonium compound with a solution containing a coupling agent. The reaction is carried out in the presence of a dispersing agent for dispersing the azo pigment in a solvent and a pH buffering agent having a buffering action under alkalinity.
本発明の方法は、アゾ顔料の合成と分散体形成まで、一挙に行うので、工程数が少なく簡易な製造方法となる。またカップリング反応をアルカリ性下で緩衝作用のあるpH緩衝剤の存在下で行うことで、数百から数十ナノメートルまでの比較的粒径の揃った微小粒径の顔料分散体を提供することができる。 Since the method of the present invention is performed all at once, from the synthesis of the azo pigment to the formation of the dispersion, it is a simple production method with few steps. In addition, a pigment dispersion having a relatively small particle size from several hundred to several tens of nanometers is provided by performing the coupling reaction in the presence of a pH buffer having a buffering action under alkaline conditions. Can do.
本発明で得られるアゾ顔料は、下記(1)式の構造を持つものである。
A−N=N−B (1)
ここでAは芳香族アミン側の原子団(ジアゾニウム化合物側)、Bはカップリング剤側の原子団を表す。またAは(1)の構造をもったジスアゾ化合物、トリスアゾ化合物であっても良い。
The azo pigment obtained in the present invention has a structure represented by the following formula (1).
A−N = N−B (1)
Here, A represents an atomic group on the aromatic amine side (diazonium compound side), and B represents an atomic group on the coupling agent side. A may be a disazo compound or a trisazo compound having the structure (1).
(1)式で表されるアゾ顔料は、一般的な芳香族アミン類のジアゾ化物と、βナフトール系、βオキシナフトエ酸アニリド系、アセト酢酸アニリド系、またはピラゾロン系化合物などとの間で起こるカップリング反応により得られる。このようにAが複数のアゾ化合物である場合には、(1)が全体として水に難溶性もしくは不溶性アゾ顔料であることが望ましい。 The azo pigment represented by the formula (1) occurs between a general diazotized aromatic amine and a β naphthol, β oxynaphthoic acid anilide, acetoacetate anilide, or pyrazolone compound. Obtained by a coupling reaction. Thus, when A is a plurality of azo compounds, it is desirable that (1) is a water-insoluble or insoluble azo pigment as a whole.
本発明においては、ジアゾニウム化合物とカップリング成分とのカップリング反応をアルカリ性下で緩衝作用のあるpH緩衝剤の存在下で行う。 In the present invention, the coupling reaction between the diazonium compound and the coupling component is performed in the presence of a pH buffer having a buffering action under alkaline conditions.
本発明においては、カップリング剤側の反応液には、カップリング反応に必要な強アルカリとともに、pH緩衝能のある緩衝剤と分散剤とを共存させることができる。 In the present invention, a buffering agent having a pH buffering ability and a dispersing agent can be present together with a strong alkali necessary for the coupling reaction in the reaction solution on the coupling agent side.
緩衝剤としては、アルカリ性下で緩衝作用のあるpH緩衝剤であることが必要である。これには、例えば、飽和または不飽和アルキル鎖を持った1級アミン、2級アミン、3級アミン、水酸化テトラメチルアンモニウムなどの4級アンモニウム塩を挙げることができる。 The buffering agent needs to be a pH buffering agent that has a buffering action under alkaline conditions. Examples thereof include a quaternary ammonium salt such as a primary amine having a saturated or unsaturated alkyl chain, a secondary amine, a tertiary amine, and tetramethylammonium hydroxide.
また一部のグッド緩衝液にみられるようにアルカリ性側に緩衝能をもつ脂肪族、脂環式アミンのスルホン酸誘導体を用いることができる。同様にアミノ酸のようなカルボン酸誘導体でアルカリ性側に緩衝能をもつものも用いることができる。 In addition, as seen in some Good buffers, an aliphatic or alicyclic amine sulfonic acid derivative having a buffering ability on the alkaline side can be used. Similarly, carboxylic acid derivatives such as amino acids having a buffering capacity on the alkaline side can also be used.
一般に芳香族アミンは水に溶けにくいが、本発明に用いることのできるアミンは、水溶性であればよく、カップリング剤を含む溶液に添加することができる。このとき緩衝剤が、分子内に酸性の官能基を持っていたとしても、アルカリで中和後、残されたアミノ基による等電点が、アルカリ性側にあれば、本発明のアルカリ性下で緩衝作用のあるpH緩衝剤として使用することができる。 In general, an aromatic amine is hardly soluble in water, but the amine that can be used in the present invention may be water-soluble and can be added to a solution containing a coupling agent. At this time, even if the buffer has an acidic functional group in the molecule, it is buffered under the alkalinity of the present invention if the isoelectric point due to the remaining amino group is on the alkaline side after neutralization with alkali. It can be used as an active pH buffer.
更にアルカリ性にかけての一般的緩衝液であるリン酸緩衝液、炭酸重炭酸緩衝液の緩衝剤成分である、リン酸、炭酸を用いることができる。 Furthermore, phosphoric acid and carbonic acid which are buffer components of a phosphate buffer and a carbonated bicarbonate buffer which are general buffers subjected to alkalinity can be used.
以下、アルカリ性下で緩衝作用のあるpH緩衝剤の具体例を挙げる。
例えば、トリスヒドロキシメチルアミノメタン(以下、「TRIS」ともいう。)−塩酸緩衝液をpH7.2〜9.0の範囲で使用することができる。この場合、ジアゾニウム化合物を含む溶液中に塩酸を加えておき、カップリング剤を含む溶液にTRISを加えておき、2つの溶液を混合させることでTRIS−塩酸緩衝液を構成することもできる。また、2つの溶液とは別にTRIS−塩酸緩衝液を調整しておき、カップリング反応の際に緩衝液を加えても良い。
Hereinafter, specific examples of pH buffering agents having a buffering action under alkaline conditions will be given.
For example, trishydroxymethylaminomethane (hereinafter also referred to as “TRIS”)-hydrochloric acid buffer can be used in a pH range of 7.2 to 9.0. In this case, the TRIS-hydrochloric acid buffer can also be configured by adding hydrochloric acid to the solution containing the diazonium compound, adding TRIS to the solution containing the coupling agent, and mixing the two solutions. Further, a TRIS-hydrochloric acid buffer solution may be prepared separately from the two solutions, and the buffer solution may be added during the coupling reaction.
グリシン−水酸化ナトリウム緩衝液をpH8.6〜10.6の範囲で使用することもできる。また、炭酸−重炭酸緩衝液をpH9.2〜10.6の範囲で使用することもできる。更に、リン酸緩衝液をpH7.0〜8.0の範囲で使用することもできる。この他、いわゆるグッド緩衝液も使用できるが、これについては、後述する。 A glycine-sodium hydroxide buffer can also be used in the range of pH 8.6 to 10.6. Carbonate-bicarbonate buffer can also be used in the range of pH 9.2 to 10.6. Furthermore, a phosphate buffer can also be used in the range of pH 7.0-8.0. In addition, a so-called Good buffer solution can be used, which will be described later.
アルカリ性下で緩衝作用のあるpH緩衝剤を用いることが、粒径が極めて小さく透明な分散体を得る上で有用であるが、これに関連して若干の検討を行ったので、以下、これについて述べる。
検討−1:トリスヒドロキシメチルアミノメタンからアルコール性のOH基を取り除いたtert−ブチルアミンを用いた場合、透明な分散体を得ることができる。これに対し、メタノール、エタノールを用いた場合には、適切な分散体を得ることは出来ない。このことから分散に寄与している官能基は、TRIS分子中に存在するアルコール性のOH基ではなく、残るアミノ基、すなわちTRISのアミンとしての性質によるものと考えられる(実施例3参照)。
検討−2:緩衝能の無い水酸化ナトリウムをTRISの代わりに用いた場合、かなり過剰に加えても適切な分散体を得ることは出来ない。すなわちTRISのアミンとしての作用は、単なるアルカリとして作用しているわけではない(実施例3参照)。
検討−3:最も単純なアンモニアをTRISの代わりに用いた場合、適切な分散体を得ることは出来ない。ここで、アミンの塩基性の程度に注目してみると、ジアゾニウム塩を含む溶液側の余剰の強酸(塩酸)とカップリング剤を含む溶液側の弱塩基(アンモニア)によって、混合後のpHが弱酸性に傾いていることが予想される(実施例3参照)。
検討−4:弱酸性から中性、アルカリ性の範囲において緩衝液をつくることができるグッドの緩衝剤をTRISの代わりに用いると、緩衝作用のある領域が酸性のものほど適切な分散体が得られないことが確認できる(実施例4参照)。
It is useful to use a pH buffer that has a buffering action under alkalinity to obtain a transparent dispersion having a very small particle diameter. State.
Study-1: When tert-butylamine obtained by removing alcoholic OH groups from trishydroxymethylaminomethane is used, a transparent dispersion can be obtained. On the other hand, when methanol or ethanol is used, an appropriate dispersion cannot be obtained. From this, it is considered that the functional group contributing to the dispersion is not due to the alcoholic OH group present in the TRIS molecule, but due to the remaining amino group, that is, the property of TRIS as an amine (see Example 3).
Study-2: When sodium hydroxide having no buffering capacity is used instead of TRIS, an appropriate dispersion cannot be obtained even if it is added excessively. That is, the action of TRIS as an amine does not simply act as an alkali (see Example 3).
Study-3: When the simplest ammonia is used instead of TRIS, an appropriate dispersion cannot be obtained. Here, paying attention to the basicity of the amine, the pH after mixing is reduced by the excess strong acid (hydrochloric acid) on the solution side containing the diazonium salt and the weak base (ammonia) on the solution side containing the coupling agent. It is expected to be slightly acidic (see Example 3).
Study-4: When Good's buffer that can produce a buffer solution in the range of weakly acidic to neutral and alkaline is used instead of TRIS, a more suitable dispersion is obtained when the buffering region is acidic. This can be confirmed (see Example 4).
つまりジアゾニウム塩を含む溶液とカップリング剤を含む溶液を混合後、単に余剰にアルカリが存在して、混合後の溶液がアルカリ性であったとしても透明な分散体は形成されない。むしろ混合(カップリング反応)に際し、アルカリ性下で緩衝作用のあるpH緩衝剤の存在が、透明な分散体を得るのに必要不可欠である。 That is, after mixing the solution containing the diazonium salt and the solution containing the coupling agent, an excess of alkali simply exists, and even if the mixed solution is alkaline, a transparent dispersion is not formed. Rather, upon mixing (coupling reaction), the presence of an alkaline pH buffering agent that is buffered is essential to obtain a transparent dispersion.
カップリング反応によってpHが急激に変化しようとしたとき、アルカリ性下で緩衝作用のある緩衝剤によってその働きを押さえ込み、顔料粒子の成長をおさえ、分散剤ポリマーが粒子表面に取りつくチャンスを与えているものと考えられる。 When the pH is about to change drastically due to the coupling reaction, the buffering action is suppressed by a buffer that has a buffering effect under alkaline conditions, and the growth of the pigment particles is suppressed, giving the opportunity for the dispersant polymer to stick to the particle surface. It is considered a thing.
本発明において用いることができる分散剤としては、ポリマーの場合、アルカリに可溶性のスチレン、スチレン誘導体、ビニルナフタレン誘導体、α,β−エチレン性不飽和カルボン酸の脂肪族アルコールエステル等、アクリル酸、アクリル酸誘導体、マレイン酸、マレイン酸誘導体、イタコン酸、イタコン酸誘導体、フマール酸、フマール酸誘導体等から選ばれた少なくとも2つ以上の単量体からなるブロック共重合体、あるいはランダム共重合体、又はこれらの塩等、および上記単量体の主にアニオン系ポリマーおよびノニオン系ポリマーを挙げることができる。 Examples of the dispersant that can be used in the present invention include, in the case of polymers, styrene, styrene derivatives, vinyl naphthalene derivatives, aliphatic alcohol esters of α, β-ethylenically unsaturated carboxylic acid, etc. that are soluble in alkali, acrylic acid, acrylic Block copolymer consisting of at least two monomers selected from acid derivatives, maleic acid, maleic acid derivatives, itaconic acid, itaconic acid derivatives, fumaric acid, fumaric acid derivatives, etc., or random copolymers, or These salts and the like, and mainly anionic polymers and nonionic polymers of the above monomers can be mentioned.
また界面活性剤の場合には、高級脂肪酸塩、アルキル硫酸塩、アルキルエーテル硫酸塩、アルキルエステル硫酸塩、アルキルアリールエーテル硫酸塩、アルキルスルホン酸塩、スルホコハク酸塩、アルキルアリル及びアルキルナフタレンスルホン酸塩、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リン酸エステル塩、アルキルアリルエーテルリン酸塩、ジメチルアルキルラウリルベタイン、アルキルグリシン、アルキルジ(アミノエチル)グリシン、イミダゾリニウムベタイン、ポリオキ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ルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール、グリセリンエステル、ソルビタンエステル、ショ糖エステル、グリセリンエステルのポリオキシエチレンエーテル、ソルビタンエステルのポリオキシエチレンエーテル、ソルビトールエステルのポリオキシエチレンエーテル、脂肪酸アルカノールアミド、ポリオキシエチレン脂肪酸アミド、アミンオキシド、ポリオキシエチレンアルキルアミン等を挙げることができる。更に、界面活性剤と分散ポリマーを併用しても構わない。 In the case of surfactants, higher fatty acid salts, alkyl sulfates, alkyl ether sulfates, alkyl ester sulfates, alkyl aryl ether sulfates, alkyl sulfonates, sulfosuccinates, alkyl allyls and alkyl naphthalene sulfonates. , Alkyl phosphate, polyoxyethylene alkyl ether phosphate ester, alkyl allyl ether phosphate, dimethyl alkyl lauryl betaine, alkyl glycine, alkyl di (aminoethyl) glycine, imidazolinium betaine, polyoxyethylene alkyl ether, poly Oxyethylene alkyl allyl ether, polyoxyethylene polyoxypropylene glycol, glycerin ester, sorbitan ester, sucrose ester, glycerin ester polyoxyethylene ether Ether, polyoxyethylene ether of sorbitan ester, polyoxyethylene ether of sorbitol ester, fatty acid alkanolamide, polyoxyethylene fatty acid amide, amine oxide, can be exemplified polyoxyethylene alkyl amines. Further, a surfactant and a dispersion polymer may be used in combination.
本発明においては、カップリング剤を含む溶液、例えばアルカリ性溶液と、ジアゾニウム化合物を含む溶液、例えば酸性溶液とを任意の割合で混合させることで、アゾ顔料分散体を製造することができる。尚、分散剤の量は生成顔料重量に対して等重量もしくこれ以下で良く、分散剤を少なくしていくほどより大きな粒子を得ることができる。 In the present invention, an azo pigment dispersion can be produced by mixing a solution containing a coupling agent, such as an alkaline solution, and a solution containing a diazonium compound, such as an acidic solution, in an arbitrary ratio. The amount of the dispersant may be equal to or less than the weight of the produced pigment, and larger particles can be obtained as the amount of the dispersant is decreased.
緩衝剤の量は、少なくともジアゾニウム化合物を含む溶液中の余剰な塩酸を中和しアルカリ性側で緩衝作用を示すのに必要とされる緩衝組成となるのに十分な量が添加されていれば良い。また、分散剤ポリマーの酸価に相当する量と生成される顔料分子と前記余剰な塩酸分子すべての合計よりも少ない緩衝剤の量でよい。 The amount of the buffering agent should be sufficient to neutralize the excess hydrochloric acid in the solution containing at least the diazonium compound and to provide a buffering composition necessary for exhibiting a buffering action on the alkaline side. . Moreover, the amount corresponding to the acid value of the dispersant polymer and the amount of the buffer smaller than the sum of all of the pigment molecules produced and the excess hydrochloric acid molecules may be sufficient.
尚、ジアゾニウム塩およびカップリング剤は、若干の官能基の違いから、同種の反応が起こると考えられる場合、複数のジアゾニウム塩またはカップリング剤をそれぞれの溶液に混在させてもよい。 In addition, a diazonium salt and a coupling agent may mix a some diazonium salt or a coupling agent in each solution, when it is thought that the same kind of reaction occurs from the difference in some functional groups.
本発明の分散体をインクジェットプリンターに使われるインクとして用いるためには、必要に応じて、防腐剤、pH調整剤、粘度調整剤、界面活性剤等の添加剤を配合してもかまわない。pH調整剤に関しては、本発明の緩衝剤で置き換えることも可能で、必ずしも添加する必要はない。 In order to use the dispersion of the present invention as an ink used in an ink jet printer, additives such as preservatives, pH adjusters, viscosity adjusters, and surfactants may be blended as necessary. The pH adjuster can be replaced with the buffer of the present invention and does not necessarily need to be added.
界面活性剤はインクの表面張力や粘度を調整、インクジェットヘッドからの吐出を容易にするのと同時に紙への浸透性を改善し、さらに消泡性の観点から重要な要素である。こうした用件を満たすものとして、一般的にはアセチレノールなどエーテル結合を分子内にもつ多価アルコールの添加が知られている。 The surfactant is an important element from the viewpoint of adjusting the surface tension and viscosity of the ink and facilitating the ejection from the ink jet head and at the same time improving the permeability to paper, and further defoaming. In order to satisfy these requirements, it is generally known to add a polyhydric alcohol having an ether bond in the molecule such as acetylenol.
本発明の緩衝剤であるトリスヒドロキシメチルアミノメタンは、アミノ基をもった多価アルコールであり、アミノ基によるpH調整剤としての役割と、界面活性剤としての役割を併せ持つため、本発明の分散体をそのままインクとして用いても差し支えない。 Trishydroxymethylaminomethane, which is a buffer of the present invention, is a polyhydric alcohol having an amino group, and has both a role as a pH adjusting agent by an amino group and a role as a surfactant. The body can be used as ink as it is.
(実施例1)
(A液の調整)
2−メトキシ−4−ニトロアニリン3.45g(0.021モル)を、超純水75g、35%塩酸水溶液5.45g(0.052モル)に加え、メタノールを加えたアイスバス中にて攪拌しながら0℃に冷却する。その後亜硝酸ナトリウム1.45g(0.021モル)を2mlの水に溶解後添加し、60分間攪拌後、スルファミン酸0.2g(0.0021モル)を加えて亜硝酸を消去し、ジアゾニウム塩溶液とする。
Example 1
(Adjustment of liquid A)
2.45 g (0.021 mol) of 2-methoxy-4-nitroaniline was added to 75 g of ultrapure water and 5.45 g (0.052 mol) of 35% hydrochloric acid aqueous solution, and stirred in an ice bath to which methanol was added. Cool to 0 ° C. Thereafter, 1.45 g (0.021 mol) of sodium nitrite was dissolved in 2 ml of water and added. After stirring for 60 minutes, 0.2 g (0.0021 mol) of sulfamic acid was added to eliminate nitrous acid, and the diazonium salt Make a solution.
(B液の調整)
o−アセトアセトアニシジド4.45g(0.0214モル)を超純水75g、水酸化ナトリウム1.244g(0.0311モル)と共に溶解し、カップラー溶液とする。
(Adjustment of B liquid)
4.45 g (0.0214 mol) of o-acetoacetanisidide is dissolved together with 75 g of ultrapure water and 1.244 g (0.0311 mol) of sodium hydroxide to obtain a coupler solution.
(ピグメントイエロー(PY)74分散体の合成)
B液1mlに対し、スチレン―アクリル共重合体ポリマー(分子量/4479、組成/アクリル酸:スチレン=3:7、酸価/198.6)を0.03g溶かした。そして、これに10mMの濃度になるように、予め作製しておいたトリスヒドロキシメチルアミノメタン1M溶液を添加して(C)液とする。
(分散体製造(1))上記(C)液を10μlと超純水990μlを混合し、100倍希釈液を1ml作製する。同様に(A)液の100倍希釈希釈液を1ml作製、両者を1:1で混合する。
(分散体製造(2))上記(C)液50倍希釈液を1ml作製、(A)液の50倍希釈希釈液を1ml作製し、両者を1:1で混合する。
(Synthesis of Pigment Yellow (PY) 74 Dispersion)
0.03 g of styrene-acrylic copolymer (molecular weight / 4479, composition / acrylic acid: styrene = 3: 7, acid value / 198.6) was dissolved in 1 ml of solution B. Then, a 1M solution of trishydroxymethylaminomethane prepared in advance so as to have a concentration of 10 mM is added to prepare a solution (C).
(Dispersion Production (1)) 10 μl of the liquid (C) and 990 μl of ultrapure water are mixed to prepare 1 ml of a 100-fold diluted solution. Similarly, 1 ml of a 100-fold diluted solution (A) is prepared, and both are mixed 1: 1.
(Dispersion Production (2)) 1 ml of the 50-fold diluted solution of the above (C) solution is prepared, 1 ml of the 50-fold diluted solution of the (A) solution is prepared, and both are mixed 1: 1.
(DLS7000による粒度分布測定)
(1)及び(2)で得られた分散体を(A)液を基準として1/1000の濃度になるように超純水で希釈した後、光散乱測定装置DLS7000(大塚電子)を用いて分散体粒子の粒径分布を測定した。(1)の結果を図1に(2)の結果を図2に示す。図1及び図2において、グラフの横軸は粒径(nm)を縦軸は測定された個数を表している。
(Particle size distribution measurement with DLS7000)
After the dispersion obtained in (1) and (2) is diluted with ultrapure water so that the concentration becomes 1/1000 based on the liquid (A), the light scattering measurement device DLS7000 (Otsuka Electronics) is used. The particle size distribution of the dispersion particles was measured. The result of (1) is shown in FIG. 1, and the result of (2) is shown in FIG. 1 and 2, the horizontal axis of the graph represents the particle size (nm) and the vertical axis represents the measured number.
図1においては、得られた分散体の粒径分布の平均値は57.9nmであり、標準偏差は27.8であった。 In FIG. 1, the average value of the particle size distribution of the obtained dispersion was 57.9 nm, and the standard deviation was 27.8.
図2においては、分散体の粒径分布の平均値は110.0nmであり、標準偏差は46.9であった。 In FIG. 2, the average value of the particle size distribution of the dispersion was 110.0 nm, and the standard deviation was 46.9.
これらのことから、A液と反応させるB液(カップリング成分及び緩衝剤)の濃度を変化させることにより粒径の揃った所望の粒径の分散体を得ることが可能なことが理解される。 From these facts, it is understood that it is possible to obtain a dispersion having a desired particle size with a uniform particle size by changing the concentration of the B solution (coupling component and buffer) to be reacted with the A solution. .
(実施例2)
インクジェットプリンター用のインキは通常2〜5%顔料濃度が用いられる。このようなニーズに応えるために、顔料濃度が高い分散体の作成を試みる。
(Example 2)
Ink for inkjet printers usually has a pigment concentration of 2 to 5%. In order to respond to such needs, an attempt is made to create a dispersion having a high pigment concentration.
(A液の調整)
実施例1と同様とする。
(Adjustment of liquid A)
The same as in Example 1.
(B液の調整)
o−アセトアセトアニシジド4.45g(0.0214モル)を超純水75g、水酸化ナトリウム2.23gと共に溶解し、スチレン―アクリル共重合体ポリマー7.88g(顔料重量に対して等ウエイト)を溶かし込む。さらに、トリスヒドロキシメチルアミノメタン3.96gを加え、カップラー溶液とする。
(Adjustment of B liquid)
4.45 g (0.0214 mol) of o-acetoacetanisidide was dissolved together with 75 g of ultrapure water and 2.23 g of sodium hydroxide, and 7.88 g of styrene-acrylic copolymer (equal weight with respect to pigment weight) Melt. Further, add 3.96 g of trishydroxymethylaminomethane to make a coupler solution.
(ピグメントイエロー(PY)74分散体の合成)
A液全量に対し、B液全量を混合する。
(Synthesis of Pigment Yellow (PY) 74 Dispersion)
The total amount of B liquid is mixed with the total amount of A liquid.
(DLS7000による粒度分布測定)
得られた分散体を超純水で1/3000倍希釈した後、光散乱測定装置DLS7000(大塚電子)を用いて分散体粒子の粒径分布を測定した。結果を図3に示す。
(Particle size distribution measurement with DLS7000)
After the obtained dispersion was diluted 1/3000 times with ultrapure water, the particle size distribution of the dispersion particles was measured using a light scattering measurement device DLS7000 (Otsuka Electronics). The results are shown in FIG.
図3より、得られた分散体の粒径分布の平均値は36.8nmであった。 From FIG. 3, the average value of the particle size distribution of the obtained dispersion was 36.8 nm.
(実施例3)
ここでは、ピグメントイエロー(PY)74の分散体合成において、緩衝剤を種々変更した例を示す。A液の調整は、実施例2と同じとする。また緩衝剤を含まないB液の調整は以下のように行う。
(Example 3)
Here, examples in which various buffering agents are changed in the dispersion synthesis of Pigment Yellow (PY) 74 are shown. The adjustment of liquid A is the same as in Example 2. Moreover, adjustment of the B liquid which does not contain a buffering agent is performed as follows.
(緩衝剤を含まないB液の調整)
o−アセトアセトアニシジド0.593gを1Nの水酸化ナトリウム液に7.19mlに溶かし、次いでスチレン―アクリル共重合体ポリマー1.05gを溶かす。純水2.81mlを足す。
(Preparation of solution B without buffer)
Dissolve 0.593 g of o-acetoacetanisidide in 1N sodium hydroxide solution to 7.19 ml, and then dissolve 1.05 g of styrene-acrylic copolymer polymer. Add 2.81 ml of pure water.
(緩衝剤の調整およびピグメントイエロー(PY)74分散体の合成確認実験)
上記緩衝剤を含まないB液を50μl取り、そこに種々の緩衝剤が43.6μmol入るように緩衝剤を追加した後、全体を100μlとした。一方A液は2倍希釈し、A液、B液、各100μlを1対1に混合し、透明性を肉眼で確認する。この結果を表1にまとめた。緩衝剤(1)〜緩衝材(7)を用いた場合には透明な適切な分散体が得られた(○で示してある)。緩衝材(8)〜(11)を用いた場合には適切な分散体が得られなかった(×で示してある)。緩衝材(8)〜(11)(×)について、その量を2倍、3倍に変更した場合でも適切な分散に至らなかった。
(Adjustment of buffering agent and synthesis confirmation experiment of pigment yellow (PY) 74 dispersion)
50 μl of the B solution not containing the above buffer was taken, and after adding a buffer so that various buffers were contained in 43.6 μmol, the whole was made 100 μl. On the other hand, A liquid is diluted 2 times, A liquid, B liquid, and 100 microliters of each are mixed 1: 1, and transparency is confirmed with the naked eye. The results are summarized in Table 1. When buffer (1) to buffer (7) were used, a transparent suitable dispersion was obtained (indicated by ◯). When buffer materials (8) to (11) were used, an appropriate dispersion could not be obtained (indicated by x). About buffer material (8)-(11) (x), even when the quantity was changed into 2 times and 3 times, it did not reach suitable dispersion | distribution.
(実施例4及び比較例1)
表2に、グッド緩衝剤の緩衝能を発揮できるpH範囲を示す。これに基づいて、緩衝剤による分散性とpHの関係を確認した。分散体製造の手順は実施例3に従った。ただしスルホン酸基が導入されている場合には、その官能基に等量モルの水酸化ナトリウムを加えた。
(Example 4 and Comparative Example 1)
Table 2 shows the pH range in which the buffer capacity of the Good buffer can be exhibited. Based on this, the relationship between the dispersibility of the buffer and the pH was confirmed. The procedure for producing the dispersion followed Example 3. However, when a sulfonic acid group was introduced, an equimolar amount of sodium hydroxide was added to the functional group.
その結果、MOPSより低いpKaを持つ化合物(BES,MOPSO,ACES,PIPEP,ADA,Bis−Tris及びMES)については、分散体は得られなかった。また、MOPS,TES,HEPES,DIPSOについては、分散体は得られるものの不透明であった。そして、TAPSOより高いpKaを持つもの、即ちTAPSO〜CAPSを用いると透明な分散体が得られた。このことよりアルカリ性下で緩衝作用のある緩衝剤を用いることが、透明な分散体製造に効果的であることが確認された。 As a result, no dispersion was obtained for compounds having a pKa lower than MOPS (BES, MOPSO, ACES, PIPEP, ADA, Bis-Tris and MES). Further, MOPS, TES, HEPES, and DIPSO were opaque although a dispersion was obtained. When a material having a pKa higher than TAPSO, that is, TAPSO to CAPS was used, a transparent dispersion was obtained. From this, it was confirmed that the use of a buffer having a buffering action under an alkaline condition is effective for producing a transparent dispersion.
(実施例5)
アミノ酸にみられるカルボン酸基が導入されているアミンを用いた場合について分散性を確認するために、グリシンを用いて、実施例1及び2と同様に分散体を製造した。その結果、透明な分散体が得られた。
(Example 5)
A dispersion was produced in the same manner as in Examples 1 and 2 using glycine in order to confirm dispersibility in the case of using an amine in which a carboxylic acid group found in an amino acid was introduced. As a result, a transparent dispersion was obtained.
(実施例6)
スチレン―アクリル共重合体ポリマーの代わりに、ノニオン性ポリマーであるIgepal CO−990(商品名、Sigma−Aldrich Japan K.K.製)(Mn:約4626)を顔料重量に対して等ウエイト加え、実施例1及び2と同様にして分散体を製造した。
(Example 6)
Instead of the styrene-acrylic copolymer, Igepal CO-990 (trade name, manufactured by Sigma-Aldrich Japan KK) (Mn: about 4626), which is a nonionic polymer, is added with an equal weight to the pigment weight, A dispersion was produced in the same manner as in Examples 1 and 2.
その結果、得られた分散体は透明なものであった。 As a result, the obtained dispersion was transparent.
(実施例7)
(A液の調整)
3−アミノ−4−メトキシベンズアニリド5g(0.021モル)を超純水75gに分散させ、メタノールを加えたアイスバス中にて攪拌しながら0℃に冷却する。さらに35%塩酸水溶液6g(0.058モル)を加え10分間攪拌する。その後亜硝酸ナトリウム1.45g(0.021モル)を超純水2mlに溶解後添加、60分間攪拌後、スルファミン酸0.2g(0.002モル)を加えて亜硝酸を消去し、ジアゾニウム塩溶液とする。
(Example 7)
(Adjustment of liquid A)
Disperse 5 g (0.021 mol) of 3-amino-4-methoxybenzanilide in 75 g of ultrapure water, and cool to 0 ° C. with stirring in an ice bath to which methanol has been added. Further, 6 g (0.058 mol) of 35% hydrochloric acid aqueous solution is added and stirred for 10 minutes. Then, 1.45 g (0.021 mol) of sodium nitrite was dissolved in 2 ml of ultrapure water and added. After stirring for 60 minutes, 0.2 g (0.002 mol) of sulfamic acid was added to eliminate nitrous acid and diazonium salt Make a solution.
(B液の調整)
N−(5−クロロ−2−メトキシフェニル)−3−ヒドロキシ−2−ナフタレンカルボキシアミド6.95g(0.021モル)を水75g、水酸化ナトリウム2.5g(0.0625モル)と共に90℃で溶解後室温にもどし、カップラー溶液とする。
(Adjustment of B liquid)
N- (5-chloro-2-methoxyphenyl) -3-hydroxy-2-naphthalenecarboxamide 6.95 g (0.021 mol) together with 75 g of water and 2.5 g (0.0625 mol) of sodium hydroxide at 90 ° C. After dissolution, return to room temperature to make a coupler solution.
(ピグメントレッド(PR)269分散体の合成)
B液1mlに対し、スチレン―アクリル共重合体ポリマーを0.03g溶かし、10mMの濃度になるように、予め作製しておいたトリスヒドロキシメチルアミノメタン1M溶液を添加して(C)液とする。
(Synthesis of Pigment Red (PR) 269 Dispersion)
0.03 g of styrene-acrylic copolymer is dissolved in 1 ml of solution B, and a 1M solution of trishydroxymethylaminomethane prepared in advance so as to have a concentration of 10 mM is obtained as solution (C). .
(分散体製造(3))上記(C)液を10μlと超純水990μlを混合し、100倍希釈液を1ml作製する。同様に(A)液の100倍希釈希釈液を1ml作製、両者を1:1で混合する。 (Dispersion Production (3)) 10 μl of the liquid (C) and 990 μl of ultrapure water are mixed to prepare 1 ml of a 100-fold diluted solution. Similarly, 1 ml of a 100-fold diluted solution (A) is prepared, and both are mixed 1: 1.
(分散体製造(4))上記(C)液50倍希釈液を1ml作製、(A)液の50倍希釈希釈液を1ml作製し、両者を1:1で混合する。 (Dispersion Production (4)) 1 ml of the 50-fold diluted solution of the above (C) solution is prepared, 1 ml of the 50-fold diluted solution of the (A) solution is prepared, and both are mixed 1: 1.
(3)及び(4)で得られた分散体を(1)、(2)と同様にDLS7000で測定すると、平均粒径約40nmと約80nmの顔料分散体が得られる。 When the dispersion obtained in (3) and (4) is measured with DLS7000 in the same manner as in (1) and (2), a pigment dispersion having an average particle size of about 40 nm and about 80 nm is obtained.
(実施例8)
実施例2で作製したイエローの顔料分散体をキヤノン製インクジェットプリンターPIXUS iP4100(商品名)のインクタンクBCI−7Yに詰め替え、印字を評価した。
1.定着性:ベタ印字後、印字面上に同じ紙を乗せ、汚れが発生しなくなる秒数で評価した。その結果、20秒未満で汚れが発生しなくなり、定着性は良好であった。
2.文字品位:半角英数字を印字し、ブリーディング、フェザリングの状況を目視観察した。その結果、ブリーディング、フェザリング共にほとんど目立たず良好であった。
3.耐水性:2枚の紙に半角英数字を印字した後、一方の紙を水の入ったタッパーに一晩浸し、取り出して風乾したものを、目視で評価した。その結果、水に浸さなかったものと比較して、インクが流れ出した様子などは見られなかった。
(Example 8)
The yellow pigment dispersion prepared in Example 2 was refilled into an ink tank BCI-7Y of a Canon inkjet printer PIXUS iP4100 (trade name), and printing was evaluated.
1. Fixability: After solid printing, the same paper was placed on the printing surface, and the evaluation was made by the number of seconds at which no smearing occurred. As a result, no stain was generated in less than 20 seconds, and the fixability was good.
2. Character quality: Half-width alphanumeric characters were printed, and bleeding and feathering conditions were visually observed. As a result, bleeding and feathering were both inconspicuous and good.
3. Water resistance: Half-width alphanumeric characters were printed on two sheets of paper, and then one paper was immersed in a tapper containing water overnight, taken out and air-dried to visually evaluate. As a result, the appearance of ink flowing out was not seen compared to the case where it was not immersed in water.
Claims (11)
Pigment Red 269 was prepared using 3-amino-4-methoxybenzanilide as the material of the diazonium compound and N- (5-chloro-2-methoxyphenyl) -3-hydroxy-2-naphthalenecarboxamide as the coupling agent. The method for producing an azo pigment dispersion according to claim 1, wherein the azo pigment dispersion is obtained.
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