JP2008144098A - Aqueous pigment dispersion and ink composition using the same - Google Patents

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秀史 野村
Akira Nagase
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an aqueous pigment dispersion excellent in dispersion stability and heat resistance and having a small arithmetic-average particle size, and to provide an ink composition achieving stable ink discharge over a long period not only in a piezo-system but also in a thermal system for which ink storage stability at high temperatures is required, and imparting a printed matter with high optical density and high gloss. <P>SOLUTION: The aqueous pigment dispersion comprises (A) an azo-based yellow pigment PY74, (B) a pigment derivative obtained by introducing a sulfonic acid group into an azo-based yellow pigment which has a higher molecular weight than the azo-based yellow pigment PY74, (C) water, and (D) a water-soluble organic solvent. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、分散安定性と耐熱性に優れる水性黄色顔料分散液およびそれを用いたインク組成物に関する。特にピエゾ方式のインクジェットプリンターやサーマル方式のインクジェットプリンターに使用される黄色インク組成物に関する。   The present invention relates to an aqueous yellow pigment dispersion excellent in dispersion stability and heat resistance and an ink composition using the same. In particular, the present invention relates to a yellow ink composition used for a piezo ink jet printer or a thermal ink jet printer.

近年、インクジェットプリンター用インクや筆記具用インクに利用される着色剤として、染料のかわりに堅牢性に優れる顔料の利用が検討されている。インクジェットインクの吐出方式には、電圧をかけることで圧電素子を変形させインクを押し出すピエゾ方式と加熱による発泡の際に生じる圧力によりインクをとばすサーマル方式とがある。一般にインクジェット用インクでは溶媒として水が使用されるが、顔料は染料と異なり水に不溶なため、顔料を使用するインクジェット用インクでは顔料が微粒子の状態で水中に安定に分散することが重要である。特に、サーマル方式では、インクが吐出時に瞬間的に400〜500℃の高温にさらされるため、高温での耐熱性と顔料の分散安定性が要求される。   In recent years, the use of pigments having excellent fastness instead of dyes as colorants used in inks for ink jet printers and inks for writing instruments has been studied. Ink jet ink ejection methods include a piezo method in which a piezoelectric element is deformed by applying a voltage to push out the ink, and a thermal method in which the ink is blown off by pressure generated during foaming by heating. In general, water is used as a solvent in ink jet inks, but pigments are insoluble in water unlike dyes. Therefore, it is important for ink jet inks using pigments to be stably dispersed in water in the form of fine particles. . In particular, in the thermal method, the ink is instantaneously exposed to a high temperature of 400 to 500 ° C. at the time of ejection, so that heat resistance at high temperature and dispersion stability of the pigment are required.

水中で顔料微粒子を安定に分散する方法としては、高分子分散剤を用いる方法が報告されている(特許文献1参照)。しかし、この方法では、高分子分散剤を顔料粒子表面に吸着させる必要がある。このため、比較的極性が大きいカーボンブラックなどの無機顔料の分散安定化には有効であるが、粒子表面の極性が小さい有機顔料の分散安定化にはそれほど有効な方法でない。   As a method for stably dispersing pigment fine particles in water, a method using a polymer dispersant has been reported (see Patent Document 1). However, in this method, it is necessary to adsorb the polymer dispersant on the pigment particle surface. Therefore, it is effective for stabilizing the dispersion of inorganic pigments such as carbon black having a relatively large polarity, but is not so effective for stabilizing the dispersion of organic pigments having a small polarity on the particle surface.

また、有機顔料スルホン酸誘導体を用いることにより有機顔料を水中に安定に分散させる方法が提案されている(特許文献2〜4参照)。これらの方法では、有機顔料スルホン酸誘導体が有機顔料表面に強く吸着し、スルホン酸誘導体の静電反発力により顔料の凝集が抑制される。また、有機顔料スルホン酸誘導体とアミノ基を側鎖にもつ高分子分散剤を組み合わせることにより、有機顔料に有機顔料スルホン酸誘導体を介して高分子分散剤を強固に結合させて有機顔料を水中に安定に分散させる方法が提案されている(特許文献5参照)。   Moreover, the method of disperse | distributing an organic pigment stably in water by using an organic pigment sulfonic acid derivative is proposed (refer patent documents 2-4). In these methods, the organic pigment sulfonic acid derivative is strongly adsorbed on the surface of the organic pigment, and aggregation of the pigment is suppressed by the electrostatic repulsive force of the sulfonic acid derivative. In addition, by combining an organic pigment sulfonic acid derivative and a polymer dispersant having an amino group in the side chain, the organic pigment is submerged in water by firmly bonding the polymer dispersant to the organic pigment via the organic pigment sulfonic acid derivative. A method of stably dispersing has been proposed (see Patent Document 5).

特許文献2〜5で開示されている方法では、有機顔料は、その顔料にスルホン酸基が導入された有機顔料誘導体および/または同じ系統の顔料にスルホン酸基が導入された顔料誘導体と組み合わせて使用される。例えばキナクリドン系赤色顔料PR122は、PR122にスルホン酸基が導入された顔料誘導体および/または他のキナクリドン系顔料、例えば紫色顔料PV19や赤色顔料PR209にスルホン酸基が導入された顔料誘導体とともに用いられる。   In the methods disclosed in Patent Documents 2 to 5, the organic pigment is used in combination with an organic pigment derivative in which a sulfonic acid group is introduced into the pigment and / or a pigment derivative in which a sulfonic acid group is introduced into the same type of pigment. used. For example, the quinacridone red pigment PR122 is used together with a pigment derivative in which a sulfonic acid group is introduced into PR122 and / or a pigment derivative in which a sulfonic acid group is introduced into another quinacridone pigment, such as a purple pigment PV19 or a red pigment PR209.

しかし、有機顔料スルホン酸誘導体を用いる特許文献2〜4に示された方法では、ピエゾ、サーマルいずれの吐出方式においても、インクジェットノズルからの良好な噴射安定性、耐目詰まり性、保存安定性などを得るためには、限外濾過膜、半透膜、逆浸透膜などを用いる煩雑な精製工程が必要であることが指摘されている。また、有機顔料スルホン酸誘導体とアミノ基を側鎖にもつ高分子分散剤を組み合わせる特許文献5に示された方法では、限外濾過膜、半透膜、逆浸透膜などを用いる煩雑な精製工程が不要であるが、高温で高分子分散剤が有機顔料スルホン酸誘導体と分離する傾向が見られ、サーマル方式での吐出が困難になるという問題がある。   However, in the methods shown in Patent Documents 2 to 4 using an organic pigment sulfonic acid derivative, good ejection stability from an inkjet nozzle, clogging resistance, storage stability, etc., in any of the piezo and thermal ejection methods. It has been pointed out that a complicated purification process using an ultrafiltration membrane, a semipermeable membrane, a reverse osmosis membrane or the like is necessary to obtain the above. Further, in the method disclosed in Patent Document 5 in which an organic pigment sulfonic acid derivative and a polymer dispersant having an amino group in the side chain are combined, a complicated purification process using an ultrafiltration membrane, a semipermeable membrane, a reverse osmosis membrane, or the like. However, there is a problem that the polymer dispersant tends to separate from the organic pigment sulfonic acid derivative at a high temperature, which makes it difficult to discharge by a thermal method.

カラーインクジェットプリンターでは通常、ブラックインクと減法混色の3原色であるシアン、マゼンダ、イエローのカラーインクの4色のインクが用いられる。イエローインク用黄色顔料としては、発色の良さからアゾ系黄色顔料PY74を使用するのが一般的である。アゾ系黄色顔料を用いた黄色記録液の噴射安定性および保存安定性を向上させる方法として、アゾ系黄色顔料の表面にスルホン酸基を導入し、親水化する方法が提案されている(特許文献6参照)。この方法をPY74に適用した場合には、高温下で顔料表面からスルホン酸基が引き剥がされて分散状態が不安定化し、サーマル方式では吐出が困難になるという問題がある。
特開平5−179183号公報(第4頁) 特開2002−121419号公報(第2頁、第8頁) 特開2002−285067号公報(第2頁、第8頁) 特開2002−309122号公報(第2頁、第5頁) 特開2005−2186号公報(第4頁、第10頁) 特開2000−265094号公報(第3頁、第15頁)
In a color ink jet printer, normally, four colors of ink, cyan, magenta, and yellow, which are three primary colors of black ink and subtractive color mixture, are used. As a yellow pigment for yellow ink, an azo yellow pigment PY74 is generally used because of good color development. As a method for improving the jetting stability and storage stability of a yellow recording liquid using an azo yellow pigment, a method of introducing a sulfonic acid group to the surface of the azo yellow pigment to make it hydrophilic has been proposed (Patent Literature). 6). When this method is applied to PY74, there is a problem that sulfonic acid groups are peeled off from the pigment surface at a high temperature and the dispersion state becomes unstable, making it difficult to discharge by the thermal method.
Japanese Patent Laid-Open No. 5-179183 (page 4) JP 2002-121419 A (pages 2 and 8) JP 2002-285067 A (2nd page, 8th page) JP 2002-309122 A (2nd page, 5th page) JP 2005-2186 A (pages 4 and 10) JP 2000-265094 A (3rd page, 15th page)

本発明は、微粒化した有機顔料の分散安定性および耐熱性が両立した水性黄色顔料分散液を提供することを目的とし、さらにピエゾ方式だけでなく高温でのインクの保存安定性が要求されるサーマル方式においても、長期間にわたり安定なインクの吐出を実現できるインク組成物を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide an aqueous yellow pigment dispersion in which the dispersion stability and heat resistance of a finely divided organic pigment are compatible. Further, not only the piezo method but also the storage stability of ink at high temperatures is required. An object of the present invention is to provide an ink composition that can realize stable ink ejection over a long period of time even in the thermal method.

すなわち本発明は、(A)アゾ系黄色顔料PY74、(B)アゾ系黄色顔料PY74よりも分子量の大きいアゾ系黄色顔料にスルホン酸基が導入された顔料誘導体体、(C)水、(D)水溶性有機溶媒を含有する水性黄色顔料分散液である。   That is, the present invention includes (A) an azo yellow pigment PY74, (B) a pigment derivative in which a sulfonic acid group is introduced into an azo yellow pigment having a molecular weight larger than that of the azo yellow pigment PY74, (C) water, (D ) An aqueous yellow pigment dispersion containing a water-soluble organic solvent.

本発明によれば、微粒子化された黄色有機顔料の分散安定性が優れ、さらに高温での耐熱性に優れる水性黄色顔料分散液を供給することができる。また本発明の水性黄色顔料分散液を用いて製造されるインク組成物は、耐熱性に優れるため、ピエゾ方式だけでなく、高温でのインクの保存安定性が要求されるサーマル方式においても安定な吐出を実現でき、さらに、本発明のインク組成物は、印刷した状態において光学濃度が高く、また微細化された状態で顔料粒子が存在するため、光沢がある。   According to the present invention, it is possible to supply an aqueous yellow pigment dispersion that is excellent in dispersion stability of a finely divided yellow organic pigment and that is excellent in heat resistance at high temperatures. In addition, the ink composition produced using the aqueous yellow pigment dispersion of the present invention is excellent in heat resistance, so that it is stable not only in the piezo method but also in the thermal method requiring storage stability of the ink at a high temperature. In addition, the ink composition of the present invention has a high optical density in a printed state and is glossy because pigment particles are present in a finer state.

本発明では、黄色顔料としてアゾ系黄色顔料PY74を使用する。インクジェットによるカラー描画は一般に減法混色により行われるため、カラーインクとして通常シアン、マゼンダ、イエローの3色のインクが必須となる。大量に市販されているために比較的安価に入手でき、色調に優れ色再現範囲を広くすることができることから、イエローインク用の顔料にはアゾ系黄色顔料PY74が好ましい。   In the present invention, an azo yellow pigment PY74 is used as the yellow pigment. Inkjet color drawing is generally performed by subtractive color mixing, and therefore, three color inks of cyan, magenta, and yellow are essential as color inks. The azo-based yellow pigment PY74 is preferred as a pigment for yellow ink because it is commercially available in large quantities and can be obtained at a relatively low cost, and has an excellent color tone and a wide color reproduction range.

アゾ系黄色顔料PY74の分散安定化には、特許文献6に記載されているように表面にスルホン酸基を導入し親水化する方法が有効である。しかし、PY74のスルホン化誘導体は高温での水への溶解性が大きいため、高温下では顔料表面からスルホン酸基が引き剥がされて、PY74の分散状態が不安定化する。このため、サーマル吐出が困難であるが、本発明はPY74と類似の化学構造をもち、かつPY74の分子量より分子量が大きいアゾ系黄色顔料のスルホン化誘導体を用いることによって、PY74の表面に吸着させ、高温でも顔料の分散状態を良好に保ち、サーマル方式での噴射が安定化させることができる。PY74よりも分子量が大きくなることにより疎水性が増し、耐水性が良好となるためと推定される。   In order to stabilize the dispersion of the azo yellow pigment PY74, a method of introducing a sulfonic acid group into the surface and making it hydrophilic as described in Patent Document 6 is effective. However, since the sulfonated derivative of PY74 has high solubility in water at high temperature, the sulfonic acid group is peeled off from the pigment surface at high temperature, and the dispersion state of PY74 becomes unstable. For this reason, although thermal ejection is difficult, the present invention allows adsorption to the surface of PY74 by using a sulfonated derivative of an azo yellow pigment having a chemical structure similar to PY74 and having a molecular weight larger than that of PY74. In addition, the dispersion state of the pigment can be kept good even at high temperatures, and the thermal injection can be stabilized. It is presumed that when the molecular weight is larger than that of PY74, the hydrophobicity is increased and the water resistance is improved.

本発明で用いられるPY74の分子量よりも分子量の大きいアゾ系黄色顔料の例としてはPY12、PY13、PY14、PY17、PY55、PY81、PY83、PY97、PY101,PY120などが挙げられるが、PY74への親和性が高くかつ高温での耐水性が良好なことからPY97の使用が特に好ましい。   Examples of the azo yellow pigment having a molecular weight larger than that of PY74 used in the present invention include PY12, PY13, PY14, PY17, PY55, PY81, PY83, PY97, PY101, PY120 and the like. PY97 is particularly preferred because of its high properties and good water resistance at high temperatures.

本発明で用いる(B)アゾ系黄色顔料PY74よりも分子量の大きいアゾ系黄色顔料にスルホン酸基が導入された顔料誘導体は、例えば次のような方法により合成される。アゾ系黄色顔料PY74よりも分子量の大きいアゾ系黄色顔料を濃硫酸、発煙硫酸、クロロスルホン酸、またはこれらの混合液などに投入してスルホン化反応を行う。得られた反応液を水で希釈し、場合により金属アルカリ水溶液またはアミンまたはその水溶液で中和する。このようにして得られた懸濁液をろ過した後に水系の洗浄液で洗浄し、乾燥する。   The pigment derivative in which a sulfonic acid group is introduced into an azo yellow pigment having a molecular weight larger than that of (B) the azo yellow pigment PY74 used in the present invention is synthesized, for example, by the following method. An azo yellow pigment having a molecular weight larger than that of the azo yellow pigment PY74 is added to concentrated sulfuric acid, fuming sulfuric acid, chlorosulfonic acid, or a mixture thereof to perform a sulfonation reaction. The resulting reaction solution is diluted with water and optionally neutralized with a metal alkali aqueous solution or an amine or an aqueous solution thereof. The suspension thus obtained is filtered, washed with an aqueous washing solution, and dried.

上記の合成過程で中和を行う場合、金属アルカリ水溶液もしくはアミンまたはその水溶液を用いるが、好ましくはアミンまたはその水溶液を用いるほうが良い。インク組成物として金属アルカリを含有していると、基材にインク滴を付着させて溶媒を揮発させた後も金属アルカリ成分が基材に残留する。この場合、基材が再び水に濡れると、残留した金属アルカリ成分が着色した部分の親水性を高め、滲みを生じやすくするおそれがある。一方、アミンは揮発しやすいため、このような滲みが発生するおそれが小さい。   When neutralization is performed in the above synthesis process, a metal alkali aqueous solution or an amine or an aqueous solution thereof is used, but an amine or an aqueous solution thereof is preferably used. If the ink composition contains a metal alkali, the metal alkali component remains on the substrate even after the ink droplets are attached to the substrate and the solvent is volatilized. In this case, when the substrate is again wetted with water, the hydrophilicity of the portion where the remaining metal alkali component is colored may be increased and bleeding may easily occur. On the other hand, since amine is easily volatilized, there is little risk of such bleeding.

中和に用いるアミン水溶液としてはアンモニア、モノエタノールアミン、トリエタノールアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドなどの水溶液を用いることができる。本発明では特にこれらに限定されずに種々のアミン水溶液を使用することができるが、アンモニアの使用がその揮発のしやすさから好ましい。   As the aqueous amine solution used for neutralization, an aqueous solution of ammonia, monoethanolamine, triethanolamine, tetramethylammonium hydroxide, or the like can be used. In the present invention, various amine aqueous solutions can be used without being particularly limited to these, but the use of ammonia is preferred because of its ease of volatilization.

本発明において、(A)アゾ系黄色顔料PY74、(B)アゾ系黄色顔料PY74よりも分子量の大きいアゾ系黄色顔料にスルホン酸基が導入された顔料誘導体との混合比は、重量比でPY74:アゾ系黄色顔料PY74よりも分子量の大きいアゾ系黄色顔料にスルホン酸基が導入された顔料誘導体=50〜99:50〜1、好ましくは60〜97:40〜3、より好ましくは70〜95:30〜5で混合される。顔料誘導体の量が少なすぎれば顔料分散安定化効果が発揮されず、逆に顔料化誘導体の量が多すぎれば、色調が好ましくないほど変化する可能性が生じる。   In the present invention, the mixing ratio of (A) the azo yellow pigment PY74, (B) the azo yellow pigment having a molecular weight larger than that of the azo yellow pigment PY74, and the pigment derivative having a sulfonic acid group introduced is PY74 in weight ratio. : A pigment derivative in which a sulfonic acid group is introduced into an azo yellow pigment having a molecular weight larger than that of the azo yellow pigment PY74 = 50 to 99:50 to 1, preferably 60 to 97:40 to 3, more preferably 70 to 95. : Mixed at 30-5. If the amount of the pigment derivative is too small, the pigment dispersion stabilizing effect cannot be exhibited. Conversely, if the amount of the pigmented derivative is too large, the color tone may change unfavorably.

本発明において、(A)アゾ系黄色顔料PY74と(B)アゾ系黄色顔料PY74よりも分子量の大きいアゾ系黄色顔料にスルホン酸基が導入された顔料誘導体の固形分の顔料分散液全体に対する濃度は4〜20重量%、好ましくは8〜16重量%である。濃度が低すぎると分散液の生産効率が低く製造コストがかさむ。一方、濃度が高すぎると分散状態を安定化することが困難となる。   In the present invention, (A) the azo yellow pigment PY74 and (B) the azo yellow pigment having a molecular weight larger than that of the azo yellow pigment PY74, the solid content of the pigment derivative in which the sulfonic acid group is introduced to the entire pigment dispersion. Is 4 to 20% by weight, preferably 8 to 16% by weight. If the concentration is too low, the production efficiency of the dispersion is low and the production cost is increased. On the other hand, if the concentration is too high, it becomes difficult to stabilize the dispersion state.

本発明において、水性顔料分散液の25℃での表面張力は60mN/m以下、好ましくは50mN/m以下であることが好ましい。表面張力が60mN/mより大きいと顔料および顔料誘導体の水への濡れ性が悪いために粗大粒子が残りやすい。また、表面張力が50mN/mより大きいと分散機の分散エネルギーを均一に顔料粒子に伝達するのが難しくなる。すると顔料粒径の均一な顔料分散液を得ることが困難となり、インクの吐出特性が不良となる。水性顔料分散液の25℃での表面張力は25mN/m以上であることが好ましい。水性顔料分散液の表面張力が小さすぎると、インク組成物の表面張力も小さくなるために、インクの紙への浸透性が高くなり滲みの原因となる場合がある。   In the present invention, the surface tension of the aqueous pigment dispersion at 25 ° C. is 60 mN / m or less, preferably 50 mN / m or less. When the surface tension is greater than 60 mN / m, the wetness of the pigment and the pigment derivative to water is poor, so that coarse particles tend to remain. On the other hand, if the surface tension is greater than 50 mN / m, it is difficult to uniformly transmit the dispersion energy of the disperser to the pigment particles. This makes it difficult to obtain a pigment dispersion having a uniform pigment particle size, resulting in poor ink ejection characteristics. The surface tension of the aqueous pigment dispersion at 25 ° C. is preferably 25 mN / m or more. If the surface tension of the aqueous pigment dispersion is too small, the surface tension of the ink composition is also reduced, so that the penetrability of the ink into the paper is increased, which may cause bleeding.

本発明の水性顔料分散液の表面張力を調整する方法としては、水溶性有機溶媒、界面活性剤、高分子分散剤等を添加する方法等が挙げられるが、顔料分散液中の顔料の保存安定性および顔料分散液の耐熱性を考慮すると水溶性有機溶媒を添加することが好ましい。   Examples of the method for adjusting the surface tension of the aqueous pigment dispersion of the present invention include a method of adding a water-soluble organic solvent, a surfactant, a polymer dispersant, etc., and the storage stability of the pigment in the pigment dispersion. In view of the properties and heat resistance of the pigment dispersion, it is preferable to add a water-soluble organic solvent.

本発明で用いる(D)水溶性有機溶媒は、その比誘電率が5以上、好ましくは10以上、さらに好ましくは15以上であることが望まれる。用いる水溶性有機溶媒の非誘電率が小さすぎると、水性顔料分散液の比誘電率も小さくなるために、顔料粒子間の静電反発力が弱くなり、分散安定性が低下する。   The water-soluble organic solvent (D) used in the present invention is desired to have a relative dielectric constant of 5 or more, preferably 10 or more, more preferably 15 or more. If the non-dielectric constant of the water-soluble organic solvent to be used is too small, the relative dielectric constant of the aqueous pigment dispersion is also small, so that the electrostatic repulsion between the pigment particles becomes weak and the dispersion stability is lowered.

上記の範囲を満たす水溶性有機溶媒の例としては、エーテル類、アルコール類、エーテルアルコール類、エステル類、ケトン類、酸類、アミン類、酸アミド類などの種々のものを使用することができ、例えばジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピ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、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、トリエチレングリコール、グリセリン、γ−ブチロラクトン、N−メチル−2−ピロリドン、ジメチエルスルホキシド、炭酸エチレン、炭酸プロピレン等を使用することができる。   Examples of water-soluble organic solvents that satisfy the above ranges include ethers, alcohols, ether alcohols, esters, ketones, acids, amines, acid amides, and the like. For example, diethylene glycol monobutyl ether, triethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, triethylene glycol, glycerin, γ-butyrolactone, N-methyl-2-pyrrolidone, dimethyl sulfoxide, ethylene carbonate, carbonic acid Propylene or the like can be used.

本発明において、水と水溶性有機溶媒との混合比は重量比で、水:水溶性有機溶媒=95〜50:5〜50、好ましくは90〜60:10〜40である。水溶性有機溶媒の混合比が少なすぎると、表面張力を60mN/m以下に調整するのが困難であり、逆に混合比が多すぎると分散安定性を低下させる場合がある。   In the present invention, the mixing ratio of water and the water-soluble organic solvent is a weight ratio of water: water-soluble organic solvent = 95-50: 5-50, preferably 90-60: 10-40. If the mixing ratio of the water-soluble organic solvent is too small, it is difficult to adjust the surface tension to 60 mN / m or less. Conversely, if the mixing ratio is too large, the dispersion stability may be lowered.

本発明の水性顔料分散液において、(A)アゾ系黄色顔料PY74と(B)アゾ系黄色顔料PY74よりも分子量の大きいアゾ系黄色顔料にスルホン酸基が導入された顔料誘導体の固形分の濃度が4重量%のときの硫酸イオン濃度は、50ppm以下、好ましくは20ppm以下、より好ましくは10ppm以下である。硫酸イオン濃度が50ppmより高いと顔料分散液の分散状態が不安定化し、硫酸イオン濃度が20ppmより高いと顔料分散液の耐熱性が悪くなる場合がある。また硫酸イオン濃度の下限は、好ましくは0.1ppmである。例えば、透析により硫酸イオン濃度を0.1ppmより小さくしようとすると、透析を繰り返す回数が非常に増大し、透析膜の目詰まりが起きるおそれが大きくなる。   In the aqueous pigment dispersion of the present invention, (A) the azo yellow pigment PY74 and (B) the solid content concentration of the pigment derivative in which the sulfonic acid group is introduced into the azo yellow pigment having a molecular weight larger than that of the azo yellow pigment PY74 The sulfate ion concentration when is 4% by weight is 50 ppm or less, preferably 20 ppm or less, more preferably 10 ppm or less. If the sulfate ion concentration is higher than 50 ppm, the dispersion state of the pigment dispersion may become unstable, and if the sulfate ion concentration is higher than 20 ppm, the heat resistance of the pigment dispersion may deteriorate. The lower limit of the sulfate ion concentration is preferably 0.1 ppm. For example, if the sulfate ion concentration is to be made smaller than 0.1 ppm by dialysis, the number of times dialysis is repeated increases so much that the dialysis membrane is clogged.

本発明の水性顔料分散液は、固形分濃度に比例して硫酸イオン濃度が増大する。そのため水性顔料分散液の固形分が4重量%より少ない場合は、換算して硫酸イオン濃度を算出することができる。例えば、水性顔料分散液の固形分濃度が1重量%の場合は、測定により得られた値を4倍することで、4重量%における硫酸イオン濃度を算出することができる。   In the aqueous pigment dispersion of the present invention, the sulfate ion concentration increases in proportion to the solid content concentration. Therefore, when the solid content of the aqueous pigment dispersion is less than 4% by weight, the sulfate ion concentration can be calculated in terms of conversion. For example, when the solid content concentration of the aqueous pigment dispersion is 1% by weight, the sulfate ion concentration at 4% by weight can be calculated by multiplying the value obtained by measurement four times.

水性顔料分散液の固形分が4重量%より多い場合は、水性顔料分散液をイオン交換水で希釈することで固形分の濃度を4重量%とし、硫酸イオン濃度を測定する。   When the solid content of the aqueous pigment dispersion is more than 4% by weight, the aqueous pigment dispersion is diluted with ion-exchanged water so that the solid content becomes 4% by weight and the sulfate ion concentration is measured.

なお、水性顔料分散液中の硫酸イオン濃度を低下させるためには、原料となる(A)アゾ系黄色顔料PY74、(B)アゾ系黄色顔料PY74よりも分子量の大きいアゾ系黄色顔料黄色顔料にスルホン酸基が導入された顔料誘導体、(C)水、(D)水溶性有機溶媒のそれぞれに含まれる硫酸イオン濃度が低いことが好ましい。   In order to reduce the sulfate ion concentration in the aqueous pigment dispersion, the raw material (A) azo yellow pigment PY74 and (B) azo yellow pigment yellow pigment having a molecular weight larger than that of the azo yellow pigment PY74 are used. It is preferable that the sulfate ion concentration contained in each of the pigment derivative into which the sulfonic acid group is introduced, (C) water, and (D) the water-soluble organic solvent is low.

本発明で用いる(C)水としては、例えばイオン交換水や蒸留水などの硫酸イオンを含有しないものを使用することができる。   As (C) water used by this invention, what does not contain sulfate ions, such as ion-exchange water and distilled water, can be used, for example.

本発明で用いる(A)アゾ系黄色顔料PY74は、例えばイオン交換水や蒸留水などで洗浄することで十分に硫酸イオンを洗浄したものを用いることが好ましい。通常有機顔料は水との親和性が低いために、公知の水洗ろ過などの方法で容易に硫酸イオンを除去することが可能である。また、メタノールで洗浄を行うことによって硫酸イオンとともに有機系不純物を同時に除去することができる。   As the (A) azo yellow pigment PY74 used in the present invention, it is preferable to use a material in which sulfate ions are sufficiently washed by washing with ion-exchanged water or distilled water, for example. Since organic pigments usually have a low affinity with water, sulfate ions can be easily removed by a known method such as water filtration. Moreover, organic impurities can be simultaneously removed together with sulfate ions by washing with methanol.

本発明で用いる(B)アゾ系黄色顔料PY74よりも分子量の大きいアゾ系黄色顔料にスルホン酸基が導入された顔料誘導体中には、通常スルホン化反応後に原料となる硫酸イオンが大量に混入する。顔料誘導体中から硫酸イオンを除去するためには、透析あるいはイオン交換を行う手法が挙げられる。特に透析は顔料誘導体と水と硫酸イオンからなるスラリーから、透析膜を通して水と硫酸イオンを取り除き、取り除いた量と同量のイオン交換水を添加することでスラリーの粘度を増加させることなく効果的に硫酸イオンを除去することが可能である。効率よく硫酸イオンを除去するためには、透析有効面積が大きい中空糸膜を用いることが好ましい。中空糸膜の材質としては、ポリスルホン、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリロニトリルなどを使用することができる。   In the pigment derivative in which a sulfonic acid group is introduced into an azo yellow pigment having a molecular weight larger than that of the (B) azo yellow pigment PY74 used in the present invention, a large amount of sulfate ions as a raw material is usually mixed after the sulfonation reaction. . In order to remove sulfate ions from the pigment derivative, a technique of dialysis or ion exchange can be mentioned. In particular, dialysis is effective without increasing the viscosity of the slurry by removing water and sulfate ions through a dialysis membrane from the slurry of pigment derivative, water and sulfate ions, and adding the same amount of ion-exchanged water as the amount removed. It is possible to remove sulfate ions. In order to efficiently remove sulfate ions, it is preferable to use a hollow fiber membrane having a large dialysis effective area. As a material of the hollow fiber membrane, polysulfone, polymethyl methacrylate, polyacrylonitrile, or the like can be used.

本発明において、水性顔料分散液のpHは2〜8、好ましくは3〜7の領域にあることが望ましい。顔料分子中にスルホン酸基が導入された顔料誘導体は水のpHが大きすぎると水への親和性が高くなり顔料表面から引き剥がされる可能性が大きくなる。一方、pHが小さすぎると水性顔料分散液を希釈して製造するインク組成物を適正なpH範囲におさめることが困難となる。   In the present invention, the pH of the aqueous pigment dispersion is desirably in the range of 2 to 8, preferably 3 to 7. When the pH of water is too high, the pigment derivative having a sulfonic acid group introduced into the pigment molecule has a high affinity for water and the possibility of peeling off from the pigment surface increases. On the other hand, if the pH is too low, it is difficult to bring the ink composition produced by diluting the aqueous pigment dispersion into an appropriate pH range.

本発明の水性顔料分散液は、水中で多数の一次粒子の集合体である顔料の粗大粒子(通常1〜50μm)に剪断応力を印加し、顔料の粗大粒子を一次粒子または少数の一次粒子の集合体の粒子に微細化して分散することによって作製することができる。水中で粗大粒子に剪断応力を印加するための分散機としては、サンドミル、ボールミル、ビーズミル、3本ロールミル、アトライターなどを用いる方法が好ましく採用される。粗大粒子を一次粒子または少数の一次粒子の集合体まで微細化するためには、分散メディアにより剪断応力を印加するのが好ましい。分散メディアの例としては、ジルコニアビーズ、アルミナビーズ、ガラスビーズなどが挙げられ、効率よく微細化するためには、特にジルコニアビーズを使用することが好ましい。   The aqueous pigment dispersion of the present invention applies shear stress to coarse pigment particles (usually 1 to 50 μm) that are aggregates of a large number of primary particles in water, and the coarse pigment particles are converted into primary particles or a small number of primary particles. It can be produced by making fine particles dispersed in the aggregate. As a disperser for applying a shear stress to coarse particles in water, a method using a sand mill, a ball mill, a bead mill, a three roll mill, an attritor or the like is preferably employed. In order to refine the coarse particles to primary particles or an aggregate of a small number of primary particles, it is preferable to apply a shear stress by a dispersion medium. Examples of the dispersion medium include zirconia beads, alumina beads, glass beads, and the like, and it is particularly preferable to use zirconia beads for efficient miniaturization.

本発明の黄色顔料分散液の分散安定化の度合いは、顔料の粗大粒子を微細化する際の分散条件の影響も受ける。顔料の粗大粒子に適切な大きさの剪断応力を与えないと、顔料分散液の分散安定性が低下する場合がある。すなわち、アゾ系黄色顔料PY74は、銅フタロシアニン系顔料やキナクリドン系顔料などと比較して、非常に大きな比表面積を有するという特徴がある(平均一次粒子径:50nmのとき、比表面積:100m/g以上)。このため、顔料の粗大粒子を微細化し分散する際の剪断応力が大きすぎると、顔料の比表面積が急激に増大し、アゾ系黄色顔料PY74よりも分子量の大きいアゾ系黄色顔料にスルホン酸基が導入された顔料誘導体の吸着が充分でない顔料PY74粒子が生じる場合がある。顔料誘導体の吸着が充分でない顔料PY74粒子は静電反発力が弱くなり、この粒子を起点として、顔料粒子間の凝集が進行するおそれがある。 The degree of dispersion stabilization of the yellow pigment dispersion of the present invention is also affected by the dispersion conditions when the coarse particles of the pigment are refined. The dispersion stability of the pigment dispersion may be lowered unless an appropriate size of shear stress is applied to the coarse pigment particles. That is, the azo yellow pigment PY74 is characterized by having a very large specific surface area as compared with a copper phthalocyanine pigment, a quinacridone pigment, etc. (when the average primary particle size is 50 nm, the specific surface area is 100 m 2 / g or more). For this reason, if the shear stress when finely dispersing and dispersing coarse particles of the pigment is too large, the specific surface area of the pigment increases rapidly, and the azo yellow pigment having a molecular weight larger than that of the azo yellow pigment PY74 has sulfonic acid groups. In some cases, pigment PY74 particles may be formed in which the introduced pigment derivative is not sufficiently adsorbed. Pigment PY74 particles in which the pigment derivative is not sufficiently adsorbed have a weak electrostatic repulsive force, and aggregation may occur between the pigment particles starting from this particle.

分散条件としては、ジルコニアビーズのビーズ径、分散機の周速などを適切に制御することで剪断応力を適当な大きさに調整でき、かつ、顔料の粗大粒子を効率よく微細化することができる。分散で用いるジルコニアビーズのビーズ径は、好ましくは0.3〜0.01mmφ、より好ましくは0.2〜0.02mmφの範囲にある。ビーズ径が0.3mmφより大きいと、顔料に印加される剪断応力が大きすぎるために、顔料分散液の分散安定性が低下する場合があり、ジルコニアビーズの直径が0.2mmφより大きいと顔料分散液の耐熱性が低下する場合がある。一方、ジルコニアビーズの直径が0.01mmφより小さいと、顔料分散液中からジルコニアビーズを除去することが困難となり、ジルコニアビーズが0.02mmφより小さいと、顔料に印加される剪断応力が小さすぎるために、顔料分散液中に粗大粒子が残る場合がある。   As the dispersion conditions, the shear stress can be adjusted to an appropriate size by appropriately controlling the bead diameter of the zirconia beads, the peripheral speed of the disperser, and the coarse particles of the pigment can be efficiently refined. . The bead diameter of the zirconia beads used for dispersion is preferably in the range of 0.3 to 0.01 mmφ, more preferably 0.2 to 0.02 mmφ. If the bead diameter is larger than 0.3 mmφ, the shear stress applied to the pigment may be too large, which may reduce the dispersion stability of the pigment dispersion. If the zirconia bead diameter is larger than 0.2 mmφ, the pigment dispersion The heat resistance of the liquid may decrease. On the other hand, if the diameter of the zirconia beads is smaller than 0.01 mmφ, it is difficult to remove the zirconia beads from the pigment dispersion. If the diameter of the zirconia beads is smaller than 0.02 mmφ, the shear stress applied to the pigment is too small. In addition, coarse particles may remain in the pigment dispersion.

本発明のようにアゾ系黄色顔料PY74を用いる場合の顔料分散においては、分散機の周速は、好ましくは6〜13m/sの範囲にある。分散機の周速が13m/sより大きいと顔料に印加される剪断応力が大きすぎるためにアゾ系黄色顔料PY74分散液の分散安定性が低下する場合があり、一方、分散機の周速が6m/sより小さいと顔料に印加される剪断応力が小さすぎるために、黄色顔料PY74分散液中に粗大粒子が残る場合がある。   In the pigment dispersion when the azo yellow pigment PY74 is used as in the present invention, the peripheral speed of the disperser is preferably in the range of 6 to 13 m / s. If the peripheral speed of the disperser is greater than 13 m / s, the shearing stress applied to the pigment may be too large, and the dispersion stability of the azo yellow pigment PY74 dispersion may be reduced. If it is less than 6 m / s, the shear stress applied to the pigment is too small, so that coarse particles may remain in the yellow pigment PY74 dispersion.

本発明の水性顔料分散液中には、顔料インクの紙への定着性を向上させるために高分子を含有してもよい。高分子としては、水に溶解する水溶性高分子および/または水に溶解しない水分散性高分子を含有することができ、高分子の具体的な例としては、ポリエステル、ポリウレタン、ポリフェノールなどが挙げられる。紙への定着性に優れることからポリウレタンを使用することが好ましく、ポリウレタンの中でも特にカルボン酸で変性したポリウレタンを用いることが、顔料インクのサーマル吐出特性が良好となるため好ましい。   The aqueous pigment dispersion of the present invention may contain a polymer in order to improve the fixability of the pigment ink to paper. The polymer can contain a water-soluble polymer that dissolves in water and / or a water-dispersible polymer that does not dissolve in water. Specific examples of the polymer include polyester, polyurethane, and polyphenol. It is done. Polyurethane is preferably used because of its excellent fixability to paper, and it is particularly preferable to use polyurethane modified with carboxylic acid among the polyurethanes because the thermal discharge characteristics of the pigment ink are good.

通常、ポリウレタンはイソシアネート基を含有する化合物と、水酸基などの活性水素を含有する化合物との付加反応により生成される。カルボン酸で変性したポリウレタンを得るためには、例えば、活性水素を含有する化合物としてカルボキシル基を含有するジオールを用いることが好ましい。   Normally, polyurethane is produced by an addition reaction between a compound containing an isocyanate group and a compound containing an active hydrogen such as a hydroxyl group. In order to obtain a polyurethane modified with a carboxylic acid, for example, a diol containing a carboxyl group is preferably used as the compound containing active hydrogen.

本発明で用いるポリウレタンの酸価は、好ましくは50〜130KOH・mg/gである。ポリウレタンの酸価が50KOH・mg/gより小さいと、ポリウレタンを含有する水性顔料分散液の耐熱性が不良となる場合がある。一方、ポリウレタンの酸価も130KOH・mg/gより大きいとポリウレタンを含有するインク組成物から得られる印画の耐水性が不良となる場合がある。ポリウレタンの酸価は、例えば、ポリウレタンの構成成分として用いられるカルボキシル基と水酸基を含有する化合物のポリウレタン中の含有量を変えることによって制御可能である。   The acid value of the polyurethane used in the present invention is preferably 50 to 130 KOH · mg / g. If the acid value of the polyurethane is less than 50 KOH · mg / g, the heat resistance of the aqueous pigment dispersion containing polyurethane may be poor. On the other hand, if the acid value of the polyurethane is larger than 130 KOH · mg / g, the water resistance of the print obtained from the ink composition containing polyurethane may be poor. The acid value of the polyurethane can be controlled, for example, by changing the content in the polyurethane of a compound containing a carboxyl group and a hydroxyl group used as a component of the polyurethane.

ポリウレタンの酸価は、ポリウレタン1gを中和するのに必要な水酸化カリウムのミリグラム数を意味する。本発明ではポリウレタンの酸価の測定は次のように行う。塩酸水溶液などをポリウレタンに滴下し、ポリウレタンを析出させた後、上澄みをろ過し、イオン交換水によりポリウレタンの水洗を十分に行う。その後、100℃以上の温度で数時間乾燥させることで、ポリウレタンから中和剤、塩酸、水などを完全に取り除いた後、ポリウレタンをエタノールに10重量%以下の濃度で溶解させる。ポリウレタンが完全にエタノールに溶解しない場合には、メチルエチルケトンなどの水溶性有機溶媒を添加して溶解させる。このようにしてポリウレタンの酸価測定用のサンプル作製を行う。JIS規格K0070(1992年)に基づき、このポリウレタン溶液にフェノールフタレイン溶液を数滴加えた後、0.1モル/lの水酸化カリウム溶液を用いて滴定を行い、ポリウレタンの酸価を算出する。   The acid value of polyurethane means the number of milligrams of potassium hydroxide required to neutralize 1 g of polyurethane. In the present invention, the acid value of the polyurethane is measured as follows. An aqueous hydrochloric acid solution or the like is dropped onto the polyurethane to precipitate the polyurethane, and then the supernatant is filtered and the polyurethane is sufficiently washed with ion-exchanged water. Thereafter, the neutralizing agent, hydrochloric acid, water and the like are completely removed from the polyurethane by drying at a temperature of 100 ° C. or higher for several hours, and then the polyurethane is dissolved in ethanol at a concentration of 10% by weight or less. When polyurethane does not completely dissolve in ethanol, a water-soluble organic solvent such as methyl ethyl ketone is added and dissolved. In this way, a sample for measuring the acid value of polyurethane is prepared. Based on JIS standard K0070 (1992), after adding several drops of phenolphthalein solution to this polyurethane solution, titration is performed using a 0.1 mol / l potassium hydroxide solution to calculate the acid value of the polyurethane. .

本発明で用いる水に溶解する水溶性高分子および/または水に溶解しない水分散性高分子は、重量平均分子量が好ましくは10000〜180000、より好ましくは13000〜150000の範囲にある。水に溶解する水溶性高分子および/または水に溶解しない水分散性高分子の重量平均分子量が10000より小さいと、水に溶解する水溶性高分子および/または水に溶解しない水分散性高分子を含有するインク組成物から得られる印画の紙に対する定着性が低下する場合がある。一方、水に溶解する水溶性高分子および/または水に溶解しない水分散性高分子の重量平均分子量が180000より大きいと、水に溶解する水溶性高分子および/または水に溶解しない水分散性高分子を含有するインク組成物の粘度が好ましくないほど上昇しサーマル吐出特性が不良となる場合がある。水に溶解する水溶性高分子および/または水に溶解しない水分散性高分子の分子量は、例えば、水に溶解する水溶性高分子および/または水に溶解しない水分散性高分子の合成条件(反応温度、反応時間など)によって制御可能である。本発明において、水に溶解する水溶性高分子および/または水に溶解しない水分散性高分子の分子量の測定は、例えばゲルパーミエーション・クロマトグラフィーを用いてポリスチレン換算で求めることができる。   The water-soluble polymer that is soluble in water and / or the water-dispersible polymer that is not soluble in water used in the present invention preferably has a weight average molecular weight in the range of 10,000 to 180,000, more preferably 13,000 to 150,000. A water-soluble polymer that is soluble in water and / or a water-dispersible polymer that is not soluble in water and has a weight average molecular weight of less than 10,000. In some cases, the fixability of a print obtained from an ink composition containing a toner to paper is lowered. On the other hand, when the weight average molecular weight of the water-soluble polymer that dissolves in water and / or the water-dispersible polymer that does not dissolve in water is greater than 180,000, the water-soluble polymer that dissolves in water and / or the water dispersibility that does not dissolve in water. In some cases, the viscosity of the ink composition containing the polymer increases undesirably, resulting in poor thermal discharge characteristics. The molecular weight of the water-soluble polymer that is soluble in water and / or the water-dispersible polymer that is not soluble in water is, for example, the synthesis conditions of the water-soluble polymer that is soluble in water and / or the water-dispersible polymer that is not soluble in water ( The reaction temperature, reaction time, etc. can be controlled. In the present invention, the molecular weight of a water-soluble polymer that dissolves in water and / or a water-dispersible polymer that does not dissolve in water can be determined, for example, in terms of polystyrene using gel permeation chromatography.

本発明において水に溶解する水溶性高分子および/または水に溶解しない水分散性高分子を使用する場合には、(A)黄色顔料PY74と(B)アゾ系黄色顔料PY74よりも分子量の大きいアゾ系黄色顔料にスルホン酸基が導入された顔料誘導体とを合わせた着色成分と水に溶解する水溶性高分子および/または水に溶解しない水分散性高分子は、重量比で着色成分:水に溶解する水溶性高分子および/または水に溶解しない水分散性高分子=30〜90:70〜10、好ましくは40〜80:60〜20で混合される。水に溶解する水溶性高分子および/または水に溶解しない水分散性高分子の量が少なすぎれば、それによる接着力を向上させる効果が期待できない。逆に、水に溶解する水溶性高分子および/または水に溶解しない水分散性高分子の量が多すぎればインク組成物から得られる印画の着色力が低下する。顔料と水に溶解する水溶性高分子および/または水に溶解しない水分散性高分子を混合するタイミングは、顔料の粗大粒子を微細化して分散する前、分散する途中、分散した後のいずれでもよい。   In the present invention, when a water-soluble polymer that is soluble in water and / or a water-dispersible polymer that is not soluble in water is used, (A) yellow pigment PY74 and (B) azo-based yellow pigment PY74 have a larger molecular weight. A colored component obtained by combining a pigment derivative in which a sulfonic acid group is introduced into an azo yellow pigment and a water-soluble polymer that is soluble in water and / or a water-dispersible polymer that is not soluble in water are colored components: water by weight ratio. The water-soluble polymer that dissolves in water and / or the water-dispersible polymer that does not dissolve in water = 30 to 90:70 to 10, preferably 40 to 80:60 to 20. If the amount of the water-soluble polymer that dissolves in water and / or the water-dispersible polymer that does not dissolve in water is too small, the effect of improving the adhesive force cannot be expected. Conversely, if the amount of the water-soluble polymer that dissolves in water and / or the water-dispersible polymer that does not dissolve in water is too large, the coloring power of the print obtained from the ink composition is lowered. The timing of mixing the pigment with the water-soluble polymer that dissolves in water and / or the water-dispersible polymer that does not dissolve in water can be any of before the coarse particles of the pigment are finely dispersed, during dispersion, and after dispersion. Good.

本発明の水性顔料分散液の分散安定性は、顔料分散液のCasson降伏値を測定することにより評価することができる。Casson降伏値が小さいほど、粒子分散液中での粒子の凝集が少ない。本発明においては、顔料分散液のCasson降伏値は好ましくは1×10−3Pa以下であるのがよい。 The dispersion stability of the aqueous pigment dispersion of the present invention can be evaluated by measuring the Casson yield value of the pigment dispersion. The smaller the Casson yield value, the less agglomeration of particles in the particle dispersion. In the present invention, the Casson yield value of the pigment dispersion is preferably 1 × 10 −3 Pa or less.

本発明の水性顔料分散液の耐熱性は、例えば次のような方法により評価することができる。65℃で30日間処理し、処理前後の粘度の変化率を測定する。処理前後の粘度の変化率が小さいほど耐熱性が良好と考えられ、粘度変化率は好ましくは50%以下、より好ましくは10%以下であるのがよい。   The heat resistance of the aqueous pigment dispersion of the present invention can be evaluated by the following method, for example. Treat at 65 ° C. for 30 days and measure the rate of change in viscosity before and after treatment. The smaller the rate of change in viscosity before and after the treatment, the better the heat resistance, and the rate of change in viscosity is preferably 50% or less, more preferably 10% or less.

本発明の水性顔料分散液中の顔料は、その体積基準算術平均径が5〜150nm、好ましくは10〜100nm、の範囲にあることが望まれる。顔料の体積基準算術平均径が150nmより大きいと、インクジェットノズルで目詰まりを引き起こす可能性が高くなる。また、顔料の体積基準算術平均径が100nmより大きいと印刷物の光沢度が低下する。体積基準算術平均径が小さいと、光学濃度が高く光沢のある印刷物が得られるため好ましいが、体積基準算術平均径が小さすぎると、粒子の比表面積が大きくなりすぎ、インク組成物中の顔料が凝集しやすくなる傾向がある。   The pigment in the aqueous pigment dispersion of the present invention has a volume-based arithmetic average diameter of 5 to 150 nm, preferably 10 to 100 nm. When the volume-based arithmetic average diameter of the pigment is larger than 150 nm, there is a high possibility of causing clogging in the inkjet nozzle. On the other hand, when the volume-based arithmetic average diameter of the pigment is larger than 100 nm, the glossiness of the printed matter is lowered. If the volume-based arithmetic average diameter is small, it is preferable because a glossy printed matter having a high optical density is obtained, but if the volume-based arithmetic average diameter is too small, the specific surface area of the particles becomes too large, and the pigment in the ink composition There is a tendency to easily aggregate.

次に、本発明の水性顔料分散液を用いたインク組成物について説明する。上記のように、得られた水性顔料分散液を水で希釈し、以下に示すような添加物を加えることによってインク組成物が得られる。   Next, an ink composition using the aqueous pigment dispersion of the present invention will be described. As described above, an ink composition is obtained by diluting the obtained aqueous pigment dispersion with water and adding the following additives.

本発明のインク組成物には、インク組成物のインクジェットノズル部分での乾燥の防止や、基材への塗れ性や浸透性を改善する目的で、水溶性の有機溶媒を含有させることができる。このような目的で使用される有機溶媒の例としては、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテルなどのグリコールエーテル類、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、トリエチレングリコール、グリセリンなどの多価アルコール類、γ−ブチロラクトンやN−メチル−2−ピロリドン、ジメチエルスルホキシドなどの非プロトン性極性溶媒のほか、アセチレングリコール類、アセチレンアルコール類、アルキレングリコール類などが挙げられる。これらの水溶性有機溶媒の量は、インクの全溶媒中に対し、通常50重量%以下に抑えられる。50重量%を越えて水溶性有機溶媒を含有させた場合、顔料の分散状態が不安定化するおそれがある。   The ink composition of the present invention may contain a water-soluble organic solvent for the purpose of preventing drying of the ink composition at the ink jet nozzle portion and improving the paintability and penetrability of the ink composition. Examples of organic solvents used for such purposes include glycol ethers such as diethylene glycol monobutyl ether, triethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, triethylene glycol, glycerin and the like. In addition to aprotic polar solvents such as polyhydric alcohols, γ-butyrolactone, N-methyl-2-pyrrolidone, dimethyl sulfoxide, acetylene glycols, acetylene alcohols, alkylene glycols and the like can be mentioned. The amount of these water-soluble organic solvents is usually suppressed to 50% by weight or less with respect to the total solvent of the ink. When the water-soluble organic solvent is contained in an amount exceeding 50% by weight, the dispersion state of the pigment may be destabilized.

本発明のインク組成物には、カビや細菌の混入を防止する目的で防腐剤を添加することができる。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−オンのアミン塩などを好適に用いることができる。これらは通常、インク組成物中に0.05〜1重量%含有される。これらの添加量が少なければカビや細菌の混入防止効果が発揮されず、添加量が多すぎれば顔料の分散状態の不安定化を引き起こす可能性が生じる。   A preservative can be added to the ink composition of the present invention for the purpose of preventing the entry of mold and bacteria. Zinc pyridinethion-1-oxide, 1,2-benzisothiazolin-3-one, amine salt of 1-benzisothiazolin-3-one, and the like can be suitably used. These are usually contained in the ink composition in an amount of 0.05 to 1% by weight. If these addition amounts are small, the effect of preventing the mixing of molds and bacteria cannot be exhibited, and if the addition amount is too large, the dispersion state of the pigment may be destabilized.

本発明のインク組成物のpHは、5〜10、好ましくは6〜9の範囲にあることが望ましい。この範囲にあれば人体に接触しても安全に使用することができる。インク組成物のpHはアンモニア、有機アミンなどのpH調整剤やリン酸などの緩衝液を用いて適宜調整することができる。   The pH of the ink composition of the present invention is desirably in the range of 5 to 10, preferably 6 to 9. If it is in this range, it can be used safely even if it comes into contact with the human body. The pH of the ink composition can be appropriately adjusted using a pH adjusting agent such as ammonia or organic amine or a buffer solution such as phosphoric acid.

本発明のインク組成物をピエゾ方式のインクジェットプリンター用インクとして使用する場合には、表面張力の調整や基材への浸透性の改善のためにアニオン性、カチオン性、ノニオン性、両性の界面活性剤を添加することができ、泡の発生を防止するために消泡剤を添加することもできる。   When the ink composition of the present invention is used as an ink for a piezo-type ink jet printer, anionic, cationic, nonionic, and amphoteric surfactants are used to adjust the surface tension and improve the permeability to the substrate. An antifoaming agent can be added to prevent the generation of bubbles.

本発明のインク組成物をインクジェットプリンター用に用いる場合には、インク組成物の粘度が10mPa・s以下、好ましくは5mPa・s以下であることが望ましい。粘度が大きいと適当なサイズのインク滴を発生させてそれをとばすことが困難になる。   When the ink composition of the present invention is used for an ink jet printer, the viscosity of the ink composition is 10 mPa · s or less, preferably 5 mPa · s or less. If the viscosity is high, it will be difficult to generate ink droplets of an appropriate size and skip them.

本発明のインク組成物から得られる印刷物の光学濃度は、例えば光学濃度計により測定することができる。印刷物の光学濃度は、1.8以上、好ましくは1.9以上であることが望まれる。光学濃度が小さすぎると印刷物の着色力が小さくなり良好な印刷物を得ることが困難となる。   The optical density of the printed matter obtained from the ink composition of the present invention can be measured, for example, with an optical densitometer. It is desired that the optical density of the printed material is 1.8 or more, preferably 1.9 or more. If the optical density is too small, the coloring power of the printed matter is reduced, making it difficult to obtain a good printed matter.

本発明のインク組成物から得られる印刷物の光沢度は、例えば光沢計により測定することができる。光沢度は、45以上、好ましくは60以上であることが望まれる。光沢度が小さすぎると表面がなめらかで光沢のある印刷物を得ることが困難となる。   The glossiness of the printed matter obtained from the ink composition of the present invention can be measured by, for example, a gloss meter. The glossiness is desired to be 45 or more, preferably 60 or more. If the gloss is too small, it is difficult to obtain a printed material with a smooth surface and gloss.

本発明のインク組成物は耐熱性に優れるため、ピエゾ方式のインクジェットプリンターだけでなく、サーマル方式のインクジェットプリンターにおいても長期間にわたり安定したインクの吐出が実現できる。このインク組成物を用いて基材に描画した画像は対オゾン性に優れ退色しにくい。また、微細化された状態で顔料粒子が存在するため、表面がなめらかで光沢のある印刷物を得ることが可能である。本発明のインク組成物はインクジェットプリンターなどのカラー印刷を行う分野で、インクジェット用インク組成物として利用できる。   Since the ink composition of the present invention is excellent in heat resistance, stable ink ejection can be realized over a long period of time not only in a piezo ink jet printer but also in a thermal ink jet printer. An image drawn on a substrate using this ink composition is excellent in ozone resistance and hardly discolored. In addition, since the pigment particles are present in a miniaturized state, it is possible to obtain a printed material with a smooth surface and gloss. The ink composition of the present invention can be used as an inkjet ink composition in the field of color printing such as an inkjet printer.

以下、好ましい実施態様を用いて本発明を更に詳しく説明するが、用いた実施態様によって本発明の効力はなんら制限されるものではない。実施例中の顔料誘導体、顔料分散液およびインク組成物の評価は以下の方法で行った。   Hereinafter, although this invention is demonstrated in more detail using a preferable embodiment, the efficacy of this invention is not restrict | limited at all by the embodiment used. The pigment derivatives, pigment dispersions and ink compositions in the examples were evaluated by the following methods.

<測定方法>
A.スルホン酸基導入顔料誘導体の質量分析
m−ニトロベンジルアルコールをマトリックスとして用い、高速原子衝撃イオン化法質量分析装置(日本電子(株)製JMS−SX102A)を使用して顔料誘導体の負イオン測定を行った。測定はイオン化により生成したイオンの質量(m)と電荷(z)の比(m/z)で10〜2000の範囲で行い、得られたm/zの強度から顔料誘導体へのスルホン酸基導入を確認した。
<Measurement method>
A. Mass analysis of pigment derivatives with sulfonic acid group introduction Using m-nitrobenzyl alcohol as a matrix, negative ion measurement of pigment derivatives was performed using a fast atom bombardment ionization mass spectrometer (JMS-SX102A manufactured by JEOL Ltd.). It was. Measurement is performed in the range of 10 to 2000 in terms of the ratio (m / z) of the mass (m) and charge (z) of ions generated by ionization, and introduction of sulfonic acid groups into the pigment derivative from the obtained m / z strength. It was confirmed.

B.顔料分散液の表面張力測定
表面張力測定器(A−06、(株)山本鍍金試験器製)を用いて、白金リングとしてA−06−P01を使用して、25℃での顔料分散液の表面張力を輪環法により測定した。25℃に温度調整した顔料分散液をシャーレに浸し、シャーレを表面張力測定器のステージに設置した。次に、ステージをゆっくりと引き上げることで顔料分散液の液面と白金リングとを接触させた。白金リングをゆっくりと垂直に引き上げ、白金リングを顔料分散液の液面から引き離すのに必要な力を測定し、表面張力を求めた。
B. Measurement of surface tension of pigment dispersion Using surface tension measuring instrument (A-06, manufactured by Yamamoto Kakin Tester Co., Ltd.), using A-06-P01 as a platinum ring, The surface tension was measured by a ring method. The pigment dispersion whose temperature was adjusted to 25 ° C. was immersed in a petri dish, and the petri dish was placed on the stage of a surface tension measuring device. Next, the surface of the pigment dispersion was brought into contact with the platinum ring by slowly lifting the stage. The surface tension was determined by slowly pulling the platinum ring vertically and measuring the force required to pull the platinum ring away from the surface of the pigment dispersion.

C.顔料分散液の粘度測定
円錐平板型粘度計(東機産業(株)製RE100L)を用いて、25℃での顔料分散液およびインク組成物の粘度を測定した。
C. Viscosity measurement of pigment dispersion The viscosity of the pigment dispersion and the ink composition at 25 ° C. was measured using a cone-plate viscometer (RE100L manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.).

D.顔料分散液の降伏値測定
円錐平板型粘度計(東機産業(株)製RE100L)を用い、異なるずり速度での粘度を3点測定し、Cassonの式を用いることにより求めた。得られた降伏値より顔料分散液の保存安定性を評価した。
D. Measurement of Yield Value of Pigment Dispersion Using a cone-and-plate viscometer (RE100L manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.), the viscosity at three different shear rates was measured and determined by using the Casson equation. The storage stability of the pigment dispersion was evaluated from the obtained yield value.

E.顔料分散液の耐熱性
顔料分散液を65℃で30日間の加熱処理を行い、加熱処理前後の粘度を比較することで顔料分散液の耐熱性の指標とした。
E. Heat resistance of pigment dispersion The pigment dispersion was subjected to a heat treatment at 65 ° C. for 30 days, and the viscosity before and after the heat treatment was compared to obtain an index of the heat resistance of the pigment dispersion.

F.顔料分散液中の顔料粒子の粒径測定
顔料分散液を顔料と顔料にスルホン酸基が導入された顔料誘導体からなる着色固形分の濃度が合わせて0.1重量%となるようイオン交換水で希釈し、動的光散乱式粒径分布測定装置((株)堀場製作所製LB−500)を用いて顔料粒子の体積基準算術平均径を求めた。
F. Measurement of the particle size of pigment particles in the pigment dispersion The pigment dispersion is treated with ion-exchanged water so that the concentration of colored solids composed of the pigment and the pigment derivative in which the sulfonic acid group is introduced into the pigment is 0.1 wt% in total. After dilution, the volume-based arithmetic average diameter of the pigment particles was determined using a dynamic light scattering particle size distribution analyzer (LB-500 manufactured by Horiba, Ltd.).

G.インク組成物を用いた印刷時の吐出安定性評価
インク組成物をサーマル方式インクジェットプリンター(キヤノン(株)製“ピクサス”(商品名)550i)のインクカートリッジに詰めて3台並べてインクジェットノズルから5時間連続普通紙(キヤノン(株)製“ホワイトリサイクルペーパー”(商品名)EW−500)に印字を行い、次の評価を行った。5時間後に3台とも全てにインクかすれがなかった場合を◎、5時間後に1台以上インクかすれがあるが、インクジェットノズルのクリーニングによりかすれが改善された場合を○、5時間後に1台以上インクかすれがあり、クリーニングしてもかすれが改善されなかった場合を×とした。
G. Evaluation of ejection stability during printing using the ink composition The ink composition is packed in an ink cartridge of a thermal ink jet printer ("Pixus" (trade name) 550i manufactured by Canon Inc.) and arranged three times for 5 hours from the ink jet nozzle. Printing was performed on continuous plain paper ("White Recycled Paper" (trade name) EW-500 manufactured by Canon Inc.), and the following evaluation was performed. If all three units are not smeared after 5 hours ◎ If one or more inks are smeared after 5 hours, but if the smearing is improved by cleaning the inkjet nozzles ○ If one or more units are inks after 5 hours The case where there was faintness and the fainting did not improve even after cleaning was marked as x.

インク組成物をピエゾ方式インクジェットプリンター(セイコーエプソン(株)製“カラリオ”(商品名)PX−G920)のインクカートリッジに詰めて3台並べてインクジェットノズルから5時間連続普通紙(キヤノン(株)製、“ホワイトリサイクルペーパー”(商品名)EW−500)に印字を行い、次の評価を行った。5時間後に3台とも全てにインクかすれがなかった場合を◎、5時間後に1台以上インクかすれがあるが、インクジェットノズルのクリーニングによりかすれが改善された場合を○、5時間後に1台以上インクかすれがあり、クリーニングしてもかすれが改善されなかった場合を×とした。   The ink composition was packed in an ink cartridge of a piezo-type inkjet printer (“Calario” (trade name) PX-G920, manufactured by Seiko Epson Corporation), and three units were arranged side by side on a regular paper (made by Canon Inc.) Printing was performed on “white recycled paper” (trade name) EW-500, and the following evaluation was performed. If all three units are not smeared after 5 hours ◎ If one or more inks are smeared after 5 hours, but if the smearing is improved by cleaning the inkjet nozzles ○ If one or more units are inks after 5 hours The case where there was faintness and the fainting did not improve even after cleaning was marked as x.

H.印刷物に塗布、印刷したときのインク組成物から得られる印画の光学濃度評価
インク組成物をサーマル方式インクジェットプリンター(キヤノン(株)製“ピクサス”(商品名)550i)のインクカートリッジにつめて、記録媒体(キヤノン(株)製“スーパーフォトペーパー”(商品名)SP−101)に印字し、5cm×5cmのベタ画像を得た。インク組成物をピエゾ方式インクジェットプリンター(セイコーエプソン(株)製“カラリオ” (商品名)PX−G920)のインクカートリッジに詰めて、記録媒体(セイコーエプソン(株)製、(商品名)フォト光沢紙顔料専用)に印字し、5cm×5cmのベタ画像を得た。得られたベタ画像部分の光学濃度を、光学濃度計(GRETAG社製、SPECTROEYE)を用い、光源D50、視野角2度で測定した。
H. Evaluation of optical density of a print obtained from an ink composition when applied to a printed material and printing The ink composition is recorded in an ink cartridge of a thermal inkjet printer ("Pixus" (trade name) 550i manufactured by Canon Inc.) and recorded. Printing was performed on a medium ("Super Photo Paper" (trade name) SP-101 manufactured by Canon Inc.) to obtain a solid image of 5 cm x 5 cm. The ink composition is packed in an ink cartridge of a piezo-type inkjet printer (“Calario” (trade name) PX-G920 manufactured by Seiko Epson Corporation), and a recording medium (trade name: photo glossy paper manufactured by Seiko Epson Corporation). A 5 cm × 5 cm solid image was obtained. The optical density of the obtained solid image portion was measured using an optical densitometer (SPECTROEYE, manufactured by GRETAG) at a light source D50 and a viewing angle of 2 degrees.

I.印刷物に塗布、印刷したときのインク組成物から得られる印画の紙への定着性評価
光沢紙に得られたベタ画像を室温で24時間放置後、幅15mmのセロハンテープ(ニチバン(株)製LP−15(商品名))を長さ30mmにわたって画像上に貼り付けた。1分後にセロハンテープの片隅を指で握り、ベタ画像に対して垂直にセロハンテープを1秒間かけて剥離した。印刷物の剥離試験を行った後のセロハンテープを光沢紙に貼り付け、その光学濃度を光学濃度計(GRETAG社製、SPECTROEYE)を用い、光源D50、視野角2度で測定した。なお、幅15mmのセロハンテープを光沢紙に貼り付け、光学濃度計(GRETAG社製、SPECTROEYE)を用い、光源D50、視野角2度で測定した場合には、光学濃度は0.1であった。
I. Evaluation of fixability to paper of print obtained from ink composition when applied and printed on printed matter After leaving solid image obtained on glossy paper at room temperature for 24 hours, cellophane tape with a width of 15 mm (LP manufactured by Nichiban Co., Ltd.) -15 (trade name)) was pasted on the image over a length of 30 mm. After 1 minute, one corner of the cellophane tape was held with a finger, and the cellophane tape was peeled off for 1 second perpendicular to the solid image. The cellophane tape after the peel test of the printed material was attached to glossy paper, and the optical density was measured with an optical densitometer (SPECTROEYE, manufactured by GRETAG) at a light source D50 and a viewing angle of 2 degrees. In addition, when the cellophane tape with a width of 15 mm was pasted on glossy paper and measured using a light densitometer (SPECTROEYE, manufactured by GRETAG) with a light source D50 and a viewing angle of 2 degrees, the optical density was 0.1. .

J.印刷物に塗布、印刷したときのインク組成物から得られる印画の光沢度評価
得られたベタ画像部分の光沢度を、光沢度計((株)村上色彩技術研究所製、GM−3D)を用い、測定角度45度で測定した。
J. et al. Evaluation of Glossiness of Prints Obtained from Ink Composition when Applied to Printed Material and Printing Using a gloss meter (GM-3D, manufactured by Murakami Color Research Laboratory Co., Ltd.), the glossiness of the obtained solid image portion , Measured at a measurement angle of 45 degrees.

実施例1
PY97(クラリアント社製“Novoperm”(商品名)イエローFGL)60gを10℃で撹拌しながら濃度90重量%の濃硫酸780gに投入した。3時間攪拌した後、氷水1500g中に注ぎ入れた。30分間放置後、生じた懸濁液を濾過し、得られた生成物を300mlの純水で洗浄した。純水2000ml中へ前記生成物を投入し、pHが7以上になるまでアンモニア水溶液を添加して中和を行い、次いで濾過を行った。得られたウェット結晶を純水で洗浄した後、80℃で乾燥した。乾燥して得られたものを純水による洗浄、濾過、乾燥という操作を10回繰り返して、61gのPY97スルホン酸基含有誘導体を得た。質量分析を行った結果、m/z=669のピークが観測され、PY97に対しスルホン酸基が1モル付加されていることが確認された。
Example 1
60 g of PY97 (“Novoperm” (trade name) Yellow FGL, manufactured by Clariant) was added to 780 g of concentrated sulfuric acid having a concentration of 90 wt% while stirring at 10 ° C. After stirring for 3 hours, the mixture was poured into 1500 g of ice water. After standing for 30 minutes, the resulting suspension was filtered, and the resulting product was washed with 300 ml of pure water. The product was charged into 2000 ml of pure water, neutralized by adding an aqueous ammonia solution until the pH reached 7 or higher, and then filtered. The obtained wet crystals were washed with pure water and then dried at 80 ° C. Operations obtained by drying, washing with pure water, filtering, and drying were repeated 10 times to obtain 61 g of a PY97 sulfonic acid group-containing derivative. As a result of mass spectrometry, a peak of m / z = 669 was observed, and it was confirmed that 1 mol of a sulfonic acid group was added to PY97.

PY97スルホン酸基含有誘導体とイオン交換水を混合し、硫酸イオンを含むスラリーを作製した。作製したスラリーはPMMA透析モジュール(東レ(株)製“フィルトライザー”(商品名)B3−20A)を用いて透析を行い、PY97スルホン酸基含有誘導体透析物を得た。   A PY97 sulfonic acid group-containing derivative and ion-exchanged water were mixed to prepare a slurry containing sulfate ions. The prepared slurry was dialyzed using a PMMA dialysis module ("Filtizer" (trade name) B3-20A manufactured by Toray Industries, Inc.) to obtain a PY97 sulfonic acid group-containing derivative dialyzate.

PY74(大日精化工業(株)製イエローNO.46)200gをメタノール5000ml中へ投入し室温で4時間撹拌し、濾過を行った後、60℃で乾燥し、メタノール洗浄PY74を160g得た。80gのメタノール洗浄PY74と20gのPY97スルホン酸基含有誘導体透析物を150gのトリエチレングリコールモノブチルエーテルとともにイオン交換水750gと混合しホモディスパーで攪拌してスラリーを作製した。スラリーをジルコニアビーズが充填された循環式ビーズミル分散機(寿工業(株)製“ウルトラアペックスミル”(商品名)UAM−015)とチューブでつなぎ、分散処理を行うことで水性顔料分散液(PY74とPY97スルホン酸基含有誘導体を合わせた着色成分濃度:10重量%)を得た。分散処理条件は、ジルコニアビーズ径:0.03mmφ、ジルコニアビーズの投入量:400g、循環式ビーズミル分散機の周速を10m/s、予備分散後のスラリーに、循環式ビーズミル分散機を用いて剪断応力を印加した時間を2時間とした。   200 g of PY74 (Yellow Seika Chemical Co., Ltd. Yellow No. 46) was put into 5000 ml of methanol, stirred at room temperature for 4 hours, filtered, and dried at 60 ° C. to obtain 160 g of methanol-washed PY74. 80 g of methanol-washed PY74 and 20 g of PY97 sulfonic acid group-containing derivative dialyzate were mixed with 750 g of ion-exchanged water together with 150 g of triethylene glycol monobutyl ether, and stirred with a homodisper to prepare a slurry. An aqueous pigment dispersion (PY74) is obtained by connecting the slurry with a circulating bead mill dispersing machine (“Ultra Apex Mill” (trade name) UAM-015, manufactured by Kotobuki Industries Co., Ltd.) filled with zirconia beads and a tube, and carrying out a dispersion treatment. And PY97 sulfonic acid group-containing derivative were combined to obtain a coloring component concentration: 10% by weight). Dispersion treatment conditions were as follows: zirconia bead diameter: 0.03 mmφ, zirconia bead input amount: 400 g, peripheral speed of circulating bead mill disperser was 10 m / s, and pre-dispersed slurry was sheared using a circulating bead mill disperser The time for applying the stress was 2 hours.

得られた40gの水性顔料分散液にイオン交換水48g、グリセリン9.6g、1,2−ヘキサンジオール1.44g、エチレングリコール0.8g、トリエタノールアミン0.16gを加えインク組成物(PY74とPY74スルホン酸基含有誘導体を合わせた着色成分濃度:4重量%)を作製し、吐出安定性、光学濃度、紙への定着性および光沢度の評価を行った。評価結果を表2に示す。   To 40 g of the obtained aqueous pigment dispersion, 48 g of ion-exchanged water, 9.6 g of glycerin, 1.44 g of 1,2-hexanediol, 0.8 g of ethylene glycol, and 0.16 g of triethanolamine were added, and an ink composition (PY74 and A coloring component concentration combining the PY74 sulfonic acid group-containing derivative: 4% by weight) was prepared, and ejection stability, optical density, paper fixing property, and glossiness were evaluated. The evaluation results are shown in Table 2.

比較例1
PY97の代わりにPY74を使用する以外は実施例1と同様にしてPY74スルホン酸基含有誘導体を得た。質量分析を行った結果、m/z=465のピークが観測され、PY74に対しスルホン酸基が1モル付加されていることが確認された。
Comparative Example 1
A PY74 sulfonic acid group-containing derivative was obtained in the same manner as in Example 1 except that PY74 was used instead of PY97. As a result of mass spectrometry, a peak of m / z = 465 was observed, and it was confirmed that 1 mol of a sulfonic acid group was added to PY74.

実施例1と同様にして透析処理を行い、PY74スルホン酸基含有誘導体透析物を得た。PY97酸基含有誘導体透析物の代わりにPY74スルホン酸基含有誘導体透析物を用いる以外は実施例1と同様にして水性顔料分散液(PY74とPY74スルホン酸基含有誘導体を合わせた着色成分濃度:10重量%)を得た。得られた水性顔料分散液を用いて実施例1と同様の方法によりインク組成物を作製し、各種の評価を行った。評価結果を表2に示す。   Dialysis treatment was performed in the same manner as in Example 1 to obtain a PY74 sulfonic acid group-containing derivative dialyzate. Aqueous pigment dispersion (color component concentration combining PY74 and PY74 sulfonic acid group-containing derivative: 10) in the same manner as in Example 1 except that the dialyzed PY74 sulfonic acid group-containing derivative was used instead of the PY97 acid group-containing derivative dialyzed material. % By weight). An ink composition was prepared in the same manner as in Example 1 using the obtained aqueous pigment dispersion, and various evaluations were performed. The evaluation results are shown in Table 2.

実施例2
以下の要領でポリウレタンを合成した。温度計、攪拌機、窒素導入管、冷却管を設置した4つ口フラスコに、116gのカルボン酸変性ポリカプロラクトンジオール(ダイセル化学工業(株)製“プラクセル”205BA(商品名))を120gのメチルエチルケトンとともに投入した。“プラクセル”205BAは、ジメチロールブタン酸をラクトン変性したカルボン酸変性ポリカプロラクトンジオールである。“プラクセル”205BAとメチルエチルケトンを30分間撹拌後、64gのイソホロンジイソシアネートを4つ口フラスコに投入し、室温で1時間窒素雰囲気下で撹拌後、70℃に昇温し70℃で4時間反応を行った。反応後、室温まで冷却し、濃度が60重量%であるウレタンプレポリマー溶液を得た。19.3gのトリエタノールアミンと350gのイオン交換水を四つ口フラスコ中に投入し、250gのウレタンプレポリマー溶液とともに室温で30分間撹拌した。窒素雰囲気下で80℃に昇温後、80℃で2時間鎖延長反応を行った。反応後、ロータリーエバポレーターとアスピレーターを用いてメチルエチルケトンと一部の水を除去した後、回収量が548gになるようにイオン交換水を添加し、ポリウレタン濃度35重量%のポリウレタン分散液を得た。得られたポリウレタンの酸価は81KOH・mg/g、重量平均分子量は28000であった。
Example 2
Polyurethane was synthesized as follows. In a four-necked flask equipped with a thermometer, stirrer, nitrogen inlet tube, and condenser tube, 116 g of carboxylic acid-modified polycaprolactone diol (“Placcel” 205BA (trade name) manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.) and 120 g of methyl ethyl ketone I put it in. “Placcel” 205BA is a carboxylic acid-modified polycaprolactone diol obtained by lactone modification of dimethylolbutanoic acid. “Placcel” 205BA and methyl ethyl ketone are stirred for 30 minutes, then 64 g of isophorone diisocyanate is charged into a four-necked flask, stirred at room temperature for 1 hour in a nitrogen atmosphere, heated to 70 ° C., and reacted at 70 ° C. for 4 hours. It was. After the reaction, the mixture was cooled to room temperature to obtain a urethane prepolymer solution having a concentration of 60% by weight. 19.3 g of triethanolamine and 350 g of ion-exchanged water were put into a four-necked flask and stirred with 250 g of a urethane prepolymer solution at room temperature for 30 minutes. After raising the temperature to 80 ° C. in a nitrogen atmosphere, chain extension reaction was performed at 80 ° C. for 2 hours. After the reaction, methyl ethyl ketone and a part of water were removed using a rotary evaporator and an aspirator, and then ion-exchanged water was added so that the recovered amount was 548 g to obtain a polyurethane dispersion having a polyurethane concentration of 35% by weight. The resulting polyurethane had an acid value of 81 KOH · mg / g and a weight average molecular weight of 28,000.

ポリウレタンの酸価は、JISのK0070(1992年)に基づいて、中和滴定法によりポリウレタンの酸価の測定を室温で行った。ポリウレタンの水性分散液にイオン交換水を加え、ポリウレタン濃度5重量%に調製した。ポリウレタン濃度5重量%の水性分散液をビーカー中で撹拌しながら、0.1モル/l塩酸水溶液をポリウレタンが完全に析出するまで添加した。上澄みをろ過後、イオン交換水によるポリウレタンの水洗を行った。ポリウレタンの水洗ろ過を10回行った後、100℃で2時間乾燥させることで、ポリウレタンから中和剤と塩酸と水を完全に取り除いた。ポリウレタンをエタノールとともに3角フラスコに加えて、ポリウレタン濃度4重量%に調製した後、フェノールフタレイン溶液を数滴加え、試料が完全に溶けるまで十分に振り混ぜた。ポリウレタンが完全にエタノールに溶解しない場合には、ポリウレタンが完全に溶解するまでメチルエチルケトンを添加した。次に0.1モル/lエタノール性水酸化カリウム溶液をビュレットに投入し、室温にてポリウレタン溶液の滴定を行った。指示薬のうすい紅色が30秒間続いたときを終点とした。酸価は次の式より算出した。
A=B×5.611/S
A:酸価
B:滴定に用いた0.1モル/l水酸化カリウムエタノール溶液の量(ml)
S:ポリウレタンの重量(g) 。
The acid value of the polyurethane was measured at room temperature by the neutralization titration method based on JIS K0070 (1992). Ion exchange water was added to the aqueous polyurethane dispersion to prepare a polyurethane concentration of 5% by weight. While stirring an aqueous dispersion having a polyurethane concentration of 5% by weight in a beaker, a 0.1 mol / l hydrochloric acid aqueous solution was added until the polyurethane was completely precipitated. After the supernatant was filtered, the polyurethane was washed with ion-exchanged water. After the polyurethane was washed with water 10 times and dried at 100 ° C. for 2 hours, the neutralizing agent, hydrochloric acid and water were completely removed from the polyurethane. Polyurethane was added to a triangular flask together with ethanol to adjust the polyurethane concentration to 4% by weight, and then a few drops of phenolphthalein solution were added and shaken well until the sample was completely dissolved. If the polyurethane was not completely dissolved in ethanol, methyl ethyl ketone was added until the polyurethane was completely dissolved. Next, 0.1 mol / l ethanolic potassium hydroxide solution was added to the burette, and the polyurethane solution was titrated at room temperature. The end point was when the light red color of the indicator lasted for 30 seconds. The acid value was calculated from the following formula.
A = B × 5.661 / S
A: Acid value B: 0.1 mol / l potassium hydroxide ethanol solution used for titration (ml)
S: Weight of polyurethane (g).

またポリウレタンの平均分子量は、ゲルパーミエーション・クロマトグラフィー(water社製water410)を使用した。まず、標準試料として重量平均分子量/数平均分子量が1.1以下で、重量平均分子量が1300、9700、21000、66000、370000であるポリスチレンをテトラヒドロフランに0.2重量%になるように溶解させた。ポリスチレンの分子量の測定は有機溶媒系GPC用充填カラム(昭和電工(株)製KF−804L)を使用し、カラム温度40℃、流速0.8ml/minで行った。得られたポリスチレンの保持時間とピーク強度から保持時間と分子量の検量線を作製した。つぎに、ポリウレタン濃度が0.2重量%になるようテトラヒドロフランに溶解させ、上記と同様の測定条件により、ポリウレタンの保持時間とピーク強度を測定し、ポリスチレンで作製した検量線を用いてポリウレタンの重量平均分子量を算出した。   The average molecular weight of polyurethane was gel permeation chromatography (water 410 manufactured by Water). First, polystyrene having a weight average molecular weight / number average molecular weight of 1.1 or less and a weight average molecular weight of 1300, 9700, 21000, 66000, 370000 as a standard sample was dissolved in tetrahydrofuran so as to be 0.2% by weight. . The molecular weight of polystyrene was measured using a packed column for organic solvent GPC (KF-804L, manufactured by Showa Denko KK) at a column temperature of 40 ° C. and a flow rate of 0.8 ml / min. A calibration curve of retention time and molecular weight was prepared from the retention time and peak intensity of the obtained polystyrene. Next, the polyurethane is dissolved in tetrahydrofuran so that the polyurethane concentration becomes 0.2% by weight, and the retention time and peak intensity of the polyurethane are measured under the same measurement conditions as described above, and the weight of the polyurethane is measured using a calibration curve made of polystyrene. The average molecular weight was calculated.

実施例1で得られた水性顔料分散液(PY74とPY97スルホン酸基含有誘導体を合わせた着色成分濃度:10重量%)85gと上記の方法で得られたポリウレタン分散液(ポリウレタン濃度:35重量%)12.1gをイオン交換水2.9gと混合し、ポリウレタンを含有する水性顔料分散液7(PY74とPY97スルホン酸基含有誘導体を合わせた着色成分濃度:8.5重量%、ポリウレタン濃度:4.25重量%)を得た。得られた水性顔料分散液を用いて実施例1と同様の方法によりインク組成物を作製し、各種の評価を行った。評価結果を表2に示す。   85 g of the aqueous pigment dispersion (PY74 and PY97 sulfonic acid group-containing derivative combined color component concentration: 10% by weight) obtained in Example 1 and the polyurethane dispersion (polyurethane concentration: 35% by weight) obtained by the above method. ) 12.1 g was mixed with 2.9 g of ion-exchanged water, and an aqueous pigment dispersion 7 containing polyurethane (colored component concentration combining PY74 and PY97 sulfonic acid group-containing derivative: 8.5% by weight, polyurethane concentration: 4) .25% by weight). An ink composition was prepared in the same manner as in Example 1 using the obtained aqueous pigment dispersion, and various evaluations were performed. The evaluation results are shown in Table 2.

比較例2
実施例1で得られた水性顔料分散液の代わりに比較例1で得られた水性顔料分散液を使用する以外は実施例2と同様にしてポリウレタンを含有する水性顔料分散液(PY74とPY74スルホン酸基含有誘導体を合わせた着色成分濃度:8.5重量%、ポリウレタン濃度:4.25重量%)を得た。得られた水性顔料分散液を用いて実施例1と同様の方法によりインク組成物を作製し、各種の評価を行った。評価結果を表2に示す。
Comparative Example 2
An aqueous pigment dispersion (PY74 and PY74 sulfone) containing polyurethane in the same manner as in Example 2 except that the aqueous pigment dispersion obtained in Comparative Example 1 was used instead of the aqueous pigment dispersion obtained in Example 1. Coloring component concentration combined with acid group-containing derivative: 8.5% by weight, polyurethane concentration: 4.25% by weight). An ink composition was prepared in the same manner as in Example 1 using the obtained aqueous pigment dispersion, and various evaluations were performed. The evaluation results are shown in Table 2.

Figure 2008144098
Figure 2008144098

Figure 2008144098
Figure 2008144098

Claims (3)

(A)アゾ系黄色顔料PY74、(B)アゾ系黄色顔料PY74よりも分子量の大きいアゾ系黄色顔料にスルホン酸基が導入された顔料誘導体、(C)水、(D)水溶性有機溶媒を含有する水性顔料分散液。 (A) Azo-based yellow pigment PY74, (B) A pigment derivative in which a sulfonic acid group is introduced into an azo-based yellow pigment having a molecular weight larger than that of the azo-based yellow pigment PY74, (C) water, and (D) a water-soluble organic solvent. An aqueous pigment dispersion containing. (B)アゾ系黄色顔料PY74よりも分子量の大きいアゾ系黄色顔料が、PY97であることを特徴とする請求項1記載の水性顔料分散液。 (B) The aqueous pigment dispersion according to claim 1, wherein the azo yellow pigment having a molecular weight larger than that of the azo yellow pigment PY74 is PY97. 請求項1または2に記載の水性顔料分散液を含有するインク組成物。 An ink composition comprising the aqueous pigment dispersion according to claim 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2011111577A (en) * 2009-11-30 2011-06-09 Pentel Corp Aqueous paint composition
JP2012189755A (en) * 2011-03-10 2012-10-04 Seiko Epson Corp Method for manufacturing color lens, and color lens

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