JP2011046800A - Method of manufacturing aqueous pigment dispersion and aqueous ink for inkjet recording - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、水性顔料分散液の製造方法に関するものである。さらに前記水性顔料分散液の製造方法を用い、さらに希釈工程を施して製造されるインクジェット記録用水性インクの製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for producing an aqueous pigment dispersion. Furthermore, the present invention relates to a method for producing a water-based ink for inkjet recording, which is produced by using the method for producing an aqueous pigment dispersion and further subjecting it to a dilution step.
主溶剤として水を用いる水性インクは、溶剤インクのような火災の危険性や変異原性などの毒性が皆無か、より低減できるという優れた特徴を有している。このため産業用途以外のインクジェット記録用インクとしては、水性インクがインクジェット記録の主流となっている。
インクジェット記録に用いられるインクに必要な特性には、(1)記録媒体上ににじみのない高発色,高解像度、高濃度で均一な画像が得られること、(2)ノズル先端において、インクの乾燥による目詰まりが発生せず吐出安定性が良好であること、(3)記録媒体上でのインクの乾燥性が良好であること、(4)画像の堅牢性が良好であること、(5)長期保存安定性が良好であること、等が挙げられる。
従来、インクジェット記録用水性インクとしては、溶解安定性が高く、ノズル目詰まりが少なく良好な発色性を有し高画質の印刷を可能とすることから、着色剤として染料が用いられてきたが、染料を用いた画像は耐水性や耐光性が劣るという問題があった。
Water-based inks that use water as the main solvent have excellent characteristics that they have no or no toxicity, such as fire hazard and mutagenicity, like solvent inks. For this reason, water-based ink has become the mainstream of ink jet recording as ink for ink jet recording other than industrial use.
The characteristics required for the ink used for ink jet recording are (1) a uniform image with high color development, high resolution and high density without blurring on the recording medium, and (2) drying of the ink at the nozzle tip. (3) The ink has good drying stability on the recording medium, (4) The image has good fastness, (5) The long-term storage stability is good.
Conventionally, as a water-based ink for ink jet recording, a dye has been used as a colorant because it has high dissolution stability, has low color clogging, has good color development, and enables high-quality printing. An image using a dye has a problem that water resistance and light resistance are inferior.
この問題を解決するため、染料から顔料への着色剤の転換が活発に図られている。顔料インクは優れた耐水性および耐光性が期待できるが、染料と比較して発色性に劣ることや、顔料の凝集・沈降に伴うノズル目詰まりが問題となる。そこで、微粒子化した顔料を高分子系の分散剤を用いて水性媒体中に分散させる方法及び分散方法そのものについての種々検討が行われている。 In order to solve this problem, conversion of colorants from dyes to pigments has been actively pursued. Pigment inks can be expected to have excellent water resistance and light resistance, but they are inferior in color developability compared to dyes, and nozzle clogging due to pigment aggregation and sedimentation becomes a problem. In view of this, various studies have been conducted on a method of dispersing finely divided pigments in an aqueous medium using a polymer dispersant and the dispersion method itself.
例えば、水溶性樹脂とアルカリ成分を水に溶解した水溶液を作製し、これに顔料を加えて充分撹拌した後、さらに分散効率の高い高速のサンドミルなどを用いて分散させて水性顔料分散液を得る方法が提案されている(例えば特許文献1参照。)。
しかしながら、この方法においては、分散時間が長時間にわたり、製造効率が低いという問題があった。また、この様にして得られた水性顔料分散液においては、顔料の分散安定性は未だ不十分であった。
For example, an aqueous solution in which a water-soluble resin and an alkali component are dissolved in water is prepared, and a pigment is added thereto and stirred sufficiently, and then dispersed using a high-speed sand mill having a high dispersion efficiency to obtain an aqueous pigment dispersion. A method has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
However, this method has a problem that the dispersion time is long and the production efficiency is low. Further, in the aqueous pigment dispersion obtained in this way, the dispersion stability of the pigment is still insufficient.
このような状況に鑑み、顔料と高分子分散剤を予め混練する前処理工程を経由する分散方法が提案されている(例えば特許文献2参照。)。これにより、製造効率は向上し、顔料の微粒子化が可能となった。しかしながら、微粒子化が達成されたとしても、顔料の分散安定性が不十分であったためインクの保存安定性に改良すべき点を残していた。特にマゼンタインク製造に使用されるキナクリドン系顔料は、分子間水素結合を通して顔料として機能する水素結合型顔料であり,顔料粒子が強固に凝集しているおり、分散しきれない粗大粒子がインク中に残りやすかった。また分散により微粒子化した顔料粒子が再凝集を起こしやすく分散の安定性の達成が一層困難であった。 In view of such a situation, a dispersion method has been proposed that passes through a pretreatment step in which a pigment and a polymer dispersant are kneaded in advance (for example, see Patent Document 2). As a result, the production efficiency was improved and the pigments could be made finer. However, even if finer particles are achieved, the dispersion stability of the pigment is insufficient, so that the storage stability of the ink remains to be improved. In particular, quinacridone pigments used in the production of magenta inks are hydrogen-bonded pigments that function as pigments through intermolecular hydrogen bonds. Pigment particles are strongly aggregated, and coarse particles that cannot be dispersed are contained in the ink. It was easy to remain. In addition, the pigment particles finely divided by dispersion are liable to re-aggregate, making it difficult to achieve dispersion stability.
そこで、キナクリドン系顔料と、フタルイミドメチル化キナクリドン系化合物或いはさらにキナクリドンスルホン酸系化合物、並びにガラス転移点が−20〜60℃のアニオン性基含有有機高分子化合物を用いる水性顔料分散液製造方法が提案された(例えば、特許文献3参照。)。この水性顔料分散液は分散性及び分散安定性に優れ、高温度での長期間放置でも粒径の増大が少なく、粘度上昇が少なく低粘度域に維持でき、インクジェット記録用水性インクとしての特徴も優れたものである。 Therefore, a method for producing an aqueous pigment dispersion using a quinacridone pigment, a phthalimidomethylated quinacridone compound or further a quinacridone sulfonic acid compound, and an anionic group-containing organic polymer compound having a glass transition point of −20 to 60 ° C. is proposed. (For example, see Patent Document 3). This aqueous pigment dispersion is excellent in dispersibility and dispersion stability, has a small increase in particle diameter even when left at high temperature for a long period of time, can be maintained in a low viscosity range with little increase in viscosity, and has characteristics as an aqueous ink for inkjet recording. It is excellent.
しかしながら、顔料の分散に上記いずれの処方を用いても、分散体中に解砕が不十分で未分散の粗大粒子が含まれており、混練工程の導入でその数は低減されたものの、実際にインクジェット記録用水性インクとして用いる場合には、遠心処理・濾過処理による粗大粒子の除去が必要であった。このような粗大粒子の残存は、顔料収率の低下を招き、また生産効率を大幅に低下させるため生産性の面から多くの課題があり、特にキナクリドン系顔料を用いた場合に解決が困難であった。 However, even if any of the above formulas is used for dispersing the pigment, the dispersion contains coarse particles that are not sufficiently crushed and undispersed. When used as a water-based ink for inkjet recording, it is necessary to remove coarse particles by centrifugal treatment / filtration treatment. Such residual coarse particles cause a reduction in pigment yield and greatly reduce production efficiency, which has many problems in terms of productivity, and is particularly difficult to solve when quinacridone pigments are used. there were.
本発明の目的は、分散不良の粗大粒子を大幅に減少でき、その結果、顔料が安定に分散し、良好な分散状態が長期保存においても維持さる水性顔料分散液と、該水性顔料分散液から作製される、優れた吐出安定性を有したインクジェット記録用水性インクを得ることができる水性顔料分散液の製造方法を提供することであり、同時に上記良好な特性を有しつつ製造に要する時間が短く、製造効率が高い水性顔料分散液の製造方法を提供することである。 The object of the present invention is to greatly reduce the poorly dispersed coarse particles, and as a result, the pigment is stably dispersed, and a good dispersion state is maintained even during long-term storage, and the aqueous pigment dispersion It is to provide a method for producing a water-based pigment dispersion capable of obtaining a water-based ink for ink jet recording having excellent ejection stability, and at the same time, the time required for production while having the above-mentioned good characteristics. It is to provide a method for producing a short aqueous pigment dispersion with high production efficiency.
本発明者らはこの課題に関し鋭意検討の結果、キナクリドン系顔料、特定の構成のスチレン−アクリル酸系共重合体、塩基性化合物及びグリセリンのポリオキシアルキレン付加物を含有する混合物を混練する工程を有する水性顔料分散液製造方法を用いることにより、粗大粒子を大幅に低減できるのみならず、従来行っていた分散装置を用いた分散工程の省略が可能であり、上記課題を達成しうることを見出し、本発明に到達した。すなわち、本発明は、キナクリドン系顔料(a)、スチレン−アクリル酸系共重合体(c)、塩基性化合物(d)及びグリセリンのポリオキシアルキレン付加物(e)を含有する混合物を混練し、常温で固体の顔料分散体を作成する混練工程と、前期顔料分散体に水性媒体を混合する混合工程を有する水性顔料分散液の製造方法を提供する。
本発明の水性顔料分散液の製造方法においては、混練工程の混合物中にキナクリドン系顔料誘導体を含有することが好ましい。
As a result of intensive studies on this problem, the present inventors conducted a step of kneading a mixture containing a quinacridone pigment, a styrene-acrylic acid copolymer having a specific configuration, a basic compound, and a polyoxyalkylene adduct of glycerin. It has been found that not only can coarse particles be greatly reduced by using the aqueous pigment dispersion manufacturing method, but also the conventional dispersion device can be omitted and the above problem can be achieved. The present invention has been reached. That is, the present invention kneads a mixture containing a quinacridone pigment (a), a styrene-acrylic acid copolymer (c), a basic compound (d) and a polyoxyalkylene adduct (e) of glycerin, Provided is a method for producing an aqueous pigment dispersion having a kneading step for preparing a pigment dispersion that is solid at room temperature and a mixing step for mixing an aqueous medium with the pigment dispersion in the previous period.
In the method for producing an aqueous pigment dispersion of the present invention, it is preferable to contain a quinacridone pigment derivative in the mixture in the kneading step.
本発明の水性顔料分散液の製造方法が、粗大粒子の低減に対して大きな効果を発揮する理由は必ずしも明確ではないが、以下のような理由が考えられる。
混練において顔料を媒体中に分散させる工程は,さらに細かく分解すると一般的に次の3つの工程を経ると考えられる。すなわち、分散媒体に対して顔料がぬれる工程、剪断力を用いて顔料を微細化する工程、分散能を有する樹脂吸着により顔料の微細化状態を安定化する工程である。顔料の分散は基本的に可逆的であり、分散できたとしても顔料の再凝集を抑制する手段を講じない限り、分散状態を安定に保つことは困難である。そのため、顔料粒子表面に樹脂吸着層を形成して分散を安定化させる必要がある。この分散安定化のためには分散媒体の顔料粒子表面と樹脂に対する親和性が重要である。樹脂が顔料粒子表面に吸着するには、樹脂と顔料粒子表面の親和性が樹脂と分散媒体の親和性より高くなければならない。しかしながら、樹脂と分散媒体の親和性が低すぎると樹脂吸着層が分散媒体中に配向せず、分散安定性の達成は困難となる。一方顔料粒子表面と分散媒体の親和性をみた場合、親和性が高すぎると樹脂の吸着を阻害するし、逆に親和性が低すぎると分散機構のひとつの要素である、ぬれの過程が効率よく進行せず分散そのものの達成が困難になる。よって、分散媒体の選択は、顔料及び樹脂との親和性のバランスを考慮しなければならない。
The reason why the method for producing an aqueous pigment dispersion of the present invention exerts a great effect on the reduction of coarse particles is not necessarily clear, but the following reasons are conceivable.
In the kneading, the process of dispersing the pigment in the medium is generally considered to go through the following three steps if further finely decomposed. That is, a step of wetting the pigment with respect to the dispersion medium, a step of refining the pigment using a shearing force, and a step of stabilizing the finer state of the pigment by adsorption of a resin having dispersibility. The dispersion of the pigment is basically reversible, and even if it can be dispersed, it is difficult to keep the dispersion state stable unless measures are taken to suppress reaggregation of the pigment. Therefore, it is necessary to stabilize the dispersion by forming a resin adsorption layer on the pigment particle surface. In order to stabilize the dispersion, the affinity of the dispersion medium for the pigment particle surface and the resin is important. In order for the resin to be adsorbed on the pigment particle surface, the affinity between the resin and the pigment particle surface must be higher than the affinity between the resin and the dispersion medium. However, if the affinity between the resin and the dispersion medium is too low, the resin adsorption layer is not oriented in the dispersion medium, making it difficult to achieve dispersion stability. On the other hand, when looking at the affinity between the pigment particle surface and the dispersion medium, if the affinity is too high, the adsorption of the resin is inhibited. Conversely, if the affinity is too low, the wetting process, which is one element of the dispersion mechanism, is efficient. It does not progress well and it is difficult to achieve dispersion itself. Therefore, the selection of the dispersion medium must take into account the balance of the affinity with the pigment and the resin.
従来分散媒対中に使用していた溶剤をそのまま使用すると、該溶剤を含む分散媒体の顔料に対する親和性が高すぎ樹脂の吸着を阻害し、そのため、顔料の分散安定化が得られず粗大粒子の増大をもたらしていたと考えられる。このため粗大粒子の低減を目的とした、分散装置を用いた分散工程が必要であった。本発明で用いているグリセリンのポリオキシアルキレン付加物の場合、これを含む分散媒体は顔料に対する適度な親和性を有するため、顔料のぬれを進行させつつ、樹脂の一部溶解状態と見られる膨潤を発生させ、これによって顔料への樹脂吸着も進行する。このため顔料の微細化と分散安定化が極めて効率的に進行し、分散液中の粗大粒子を大幅に低減することができ、分散装置を用いたさらなる分散工程を省略することが可能となると考えられる。 If the solvent used in the conventional dispersion medium pair is used as it is, the affinity of the dispersion medium containing the solvent to the pigment is too high to inhibit the adsorption of the resin, so that the dispersion of the pigment cannot be obtained and coarse particles cannot be obtained. It is thought that the increase of For this reason, a dispersion process using a dispersion apparatus for the purpose of reducing coarse particles is necessary. In the case of the polyoxyalkylene adduct of glycerin used in the present invention, the dispersion medium containing the adduct has an appropriate affinity for the pigment, so that swelling of the resin is considered to be partly dissolved while the wetting of the pigment proceeds. As a result, resin adsorption to the pigment also proceeds. For this reason, the refinement of the pigment and the stabilization of the dispersion proceed very efficiently, and the coarse particles in the dispersion can be greatly reduced, so that further dispersion steps using a dispersion device can be omitted. It is done.
本発明の水性顔料分散液の製造方法はキナクリドン系顔料(a)、スチレン−アクリル酸系共重合体(c)、塩基性化合物(d)及びグリセリンのポリオキシアルキレン付加物(e)を含有する混練物を混練し、常温で固体の顔料分散体を作成する混練工程を有し、該顔料分散体に水性媒体を混合する混合工程を有するので、混練工程においては高剪断力下で、顔料の微細粒子への解砕と、解砕された顔料表面の樹脂による被覆のプロセスが良好に進行し、これに続く混合工程によって水性顔料分散液を高い生産効率で製造できる。また本発明の製造方法は水性顔料分散液中の粗大粒子数を大幅に減少でき、顔料の分散状態を長期間にわたって安定に維持することができる。さらに本発明の水性顔料分散液の製造方法を用いて作製された水性顔料分散液から、さらにインクジェット記録用水性インクを製造した場合,粗大粒子数の少ない良好な分散性、良好な吐出性を有する優れたインクが得られた。 The method for producing an aqueous pigment dispersion of the present invention comprises a quinacridone pigment (a), a styrene-acrylic acid copolymer (c), a basic compound (d), and a polyoxyalkylene adduct (e) of glycerin. Since the kneaded product has a kneading step of kneading the kneaded material to create a solid pigment dispersion at room temperature and mixing the aqueous medium with the pigment dispersion, in the kneading step, under high shear force, The process of crushing into fine particles and coating the crushed pigment surface with resin proceeds well, and the aqueous pigment dispersion can be produced with high production efficiency by the subsequent mixing step. Further, the production method of the present invention can greatly reduce the number of coarse particles in the aqueous pigment dispersion, and can maintain the dispersion state of the pigment stably over a long period of time. Furthermore, when an aqueous ink for inkjet recording is further produced from an aqueous pigment dispersion prepared by using the method for producing an aqueous pigment dispersion of the present invention, it has good dispersibility and good dischargeability with a small number of coarse particles. An excellent ink was obtained.
以下に、まず本発明の製造方法において使用する各種の原材料について詳細に説明を行い、続いてそれら原材料を用いた本発明の水性顔料分散液の製造方法を詳細に説明する。
(キナクリドン系顔料)
本発明に用いられるキナクリドン系顔料(a)の顔料種としては、公知慣用のものがいずれも使用でき、具体例としては、C.I.ピグメントレッド122等のジメチルキナクリドン系顔料、C.I.ピグメントレッド202、C.I.ピグメントレッドレッド209等のジクロロキナクリドン系顔料、C.I.ピグメントバイオレット19等の無置換キナクリドン、及びこれらの顔料から選ばれる少なくとも2種以上の顔料の混合物もしくは固溶体を挙げることができる。顔料の形態は粉末状、顆粒状あるいは塊状の乾燥顔料でもよく、ウエットケーキやスラリーでもよい。
Hereinafter, first, various raw materials used in the production method of the present invention will be described in detail, and then, the method for producing the aqueous pigment dispersion of the present invention using these raw materials will be described in detail.
(Quinacridone pigment)
As the pigment type of the quinacridone pigment (a) used in the present invention, any known and commonly used pigment types can be used. I. Dimethylquinacridone pigments such as CI Pigment Red 122; I. Pigment red 202, C.I. I. Dichloroquinacridone pigments such as CI Pigment Red Red 209; I. Examples thereof include unsubstituted quinacridone such as CI Pigment Violet 19 and a mixture or solid solution of at least two pigments selected from these pigments. The form of the pigment may be a dry pigment in the form of powder, granule or block, or a wet cake or slurry.
(キナクリドン系顔料誘導体)
本発明で使用が好ましいとされるキナクリドン系顔料誘導体(b)としては、キナクリドン系顔料の顔料骨格にジアルキルアミノメチル基、アリールアミドメチル基、スルホン酸アミド基、スルホン酸基及びその塩、フタルイミド基等を導入した顔料誘導体があげられる。
上記、本発明で使用が好ましいとされるキナクリドン系顔料誘導体(b)の中でも、下記一般式式(1)で表される化合物であることがさらに好ましい。
(Quinacridone pigment derivatives)
The quinacridone pigment derivative (b) preferably used in the present invention includes a dialkylaminomethyl group, an arylamidomethyl group, a sulfonic acid amide group, a sulfonic acid group and a salt thereof, and a phthalimide group on the pigment skeleton of the quinacridone pigment. And the like.
Among the quinacridone pigment derivatives (b) preferably used in the present invention, a compound represented by the following general formula (1) is more preferable.
{式中、R1〜R10は各々独立的に水素原子、塩素原子、炭素数1〜8個のアルキル基若しくはアルコキシ基、又は一般式(2)
{Wherein R1 to R10 are each independently a hydrogen atom, a chlorine atom, an alkyl group or an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, or a general formula (2)
(式中、R11は炭素数1〜8個のアルキレン基若しくはアルケニレン基、R12〜R15は各々独立的に水素原子、炭素数1〜8個のアルキル基若しくはアルコキシ基、又はフェニル基を表す。)で表される基であり、R1〜R10の少なくとも一つは前記式IIで表される基である。}
一般式(1)で表される化合物の中でさらに好ましい化合物としては、下記一般式(3)で表される化合物が上げられる。
(In the formula, R 11 represents an alkylene group or alkenylene group having 1 to 8 carbon atoms, R 12 to R 15 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group or alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, or a phenyl group. And at least one of R 1 to R 10 is a group represented by Formula II. }
Among the compounds represented by the general formula (1), more preferable compounds include compounds represented by the following general formula (3).
(式中、RとR'とは互いに独立的に水素原子、塩素原子又は炭素数1〜5個のアルキル基若しくはアルコキシ基であり、mは0、1または2であり、nは1〜4である。)
さらに下記構造式(4)で表される基を有する下記構造式(5)で表される化合物がより好ましい。
(In the formula, R and R ′ are each independently a hydrogen atom, a chlorine atom, an alkyl group or an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, m is 0, 1 or 2, and n is 1 to 4) .)
Further, a compound represented by the following structural formula (5) having a group represented by the following structural formula (4) is more preferable.
(式中、m及びnはそれぞれ独立的に0、1、2又は3を表す。但し、mとnが共に0となることはない。)
(In the formula, m and n each independently represent 0, 1, 2, or 3, provided that m and n are not 0.)
また、本発明で使用する化学構造式(5)で表される化合物としては、化学構造式(5)で表される化合物の中でも、化学構造色(4)で表される基を1分子あたり1個或いは複数個有する化合物であることが好ましく、1分子あたり平均1〜2個有する化合物であることが好ましい。特に、1分子あたり平均1〜1.5個有する化合物であることが特に好ましい。化学構造式(4)で表される基が1分子あたり平均1個以上であると分散性に対する効果が良好に現れる傾向にあり、1分子あたり平均2個を以下であると、分散安定性に対する効果が良好となる可能性が高い。
一般式(1)で表される化合物が、例えば、上記式化学構造式(4)で表される基を有する化合物である場合は、無置換キナクリドン、ジメチルキナクリドン、ジクロロキナクリドン等とフタルイミド及びホルムアルデヒドあるいはパラホルムアルデヒドとを濃硫酸中で反応させることにより合成することができる。
In addition, as the compound represented by the chemical structural formula (5) used in the present invention, among the compounds represented by the chemical structural formula (5), the group represented by the chemical structural color (4) per molecule A compound having one or a plurality of compounds is preferred, and a compound having an average of 1 to 2 compounds per molecule is preferred. Particularly preferred is a compound having an average of 1 to 1.5 molecules per molecule. When the number of groups represented by the chemical structural formula (4) is one or more on average per molecule, the effect on dispersibility tends to appear favorably. There is a high possibility that the effect will be good.
When the compound represented by the general formula (1) is, for example, a compound having a group represented by the above formula chemical structural formula (4), unsubstituted quinacridone, dimethylquinacridone, dichloroquinacridone, etc. and phthalimide and formaldehyde or It can be synthesized by reacting paraformaldehyde with concentrated sulfuric acid.
本発明の水性顔料分散液において、キナクリドン系顔料(a)100質量部に対するキナクリドン系顔料誘導体(b)の使用量は、1質量部以上であることが好ましく、2〜15質量部であることがより好ましい。使用量が上記の範囲であると水性分散液及びそれから製造したインクジェット記録用インク組成物の保存安定性が良好である。また、特にサーマルジェット方式のプリンターで印字した際のインク吐出状態が良好である。 In the aqueous pigment dispersion of the present invention, the amount of the quinacridone pigment derivative (b) used relative to 100 parts by mass of the quinacridone pigment (a) is preferably 1 part by mass or more, and preferably 2 to 15 parts by mass. More preferred. When the amount used is in the above range, the storage stability of the aqueous dispersion and the ink composition for ink jet recording produced therefrom is good. In addition, the ink discharge state is particularly good when printing is performed with a thermal jet printer.
(スチレン−アクリル酸共重合体)
本発明で使用するスチレン−アクリル酸系共重合体(c)はスチレン系モノマー及びアクリル酸とメタクリル酸の少なくとも一方をモノマー成分として含有する。
スチレン系モノマーとしては公知の化合物を用いることができる。例えば、スチレン、α−メチルスチレン、β−メチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、α−エチルスチレン、α−ブチルスチレン、α−ヘキシルスチレンの如きアルキルスチレン、4−クロロスチレン、3−クロロスチレン、3−ブロモスチレンの如きハロゲン化スチレン、更に3−ニトロスチレン、4−メトキシスチレン、ビニルトルエン等がある。
(Styrene-acrylic acid copolymer)
The styrene-acrylic acid copolymer (c) used in the present invention contains a styrene monomer and at least one of acrylic acid and methacrylic acid as a monomer component.
A known compound can be used as the styrene monomer. For example, alkylstyrene such as styrene, α-methylstyrene, β-methylstyrene, 2,4-dimethylstyrene, α-ethylstyrene, α-butylstyrene, α-hexylstyrene, 4-chlorostyrene, 3-chlorostyrene, There are halogenated styrenes such as 3-bromostyrene, 3-nitrostyrene, 4-methoxystyrene, vinyltoluene and the like.
スチレン−アクリル酸系共重合体(c)の原料であるスチレン系モノマーの使用比率は50〜90質量%であることがより好ましく、中でも70〜90質量%であることが特に好ましい。スチレン系モノマーの使用比率が50質量%以上であると、キナクリドン系顔料(a)へのスチレン−アクリル酸共重合体(c)の親和性が良好となり、水性顔料分散液の分散安定性が向上する傾向がある。また該水性顔料分散液から得られるインクジェット記録用水性インクの普通紙記録特性が向上し、画像記録濃度が高くなる傾向があり、更に耐水特性も良好となる傾向がある。スチレン系モノマーの量が90質量%以下の上記範囲であると、スチレン−アクリル酸共重合体(c)で被覆されたキナクリドン系顔料の水性媒体に対する分散性を良好に維持することができ、水性顔料分散液における顔料の分散性や分散安定性を向上させることができる。更に、インクジェット記録用インク組成物として使用した場合の印字安定性が良好になる。
本発明のスチレン−アクリル酸共重合体(c)はスチレン系モノマー及び、アクリル酸モノマー及びメタクリル酸モノマーの少なくとも一方の共重合によって得られるが、アクリル酸とメタクリル酸を併用することが好ましい。その理由は、樹脂合成時の共重合性が向上して、樹脂の均一性が良くなり、その結果、保存安定性が良好となり、且つより微粒子化された顔料分散液が得られる傾向があるためである。
本発明で使用するスチレン−アクリル酸共重合体(c)においてスチレン系モノマーとアクリル酸モノマーとメタクリル酸モノマーの共重合時の総和は、全モノマー成分に対して95質量%以上であることが好ましい。
The use ratio of the styrene monomer that is the raw material of the styrene-acrylic acid copolymer (c) is more preferably 50 to 90% by mass, and particularly preferably 70 to 90% by mass. When the ratio of the styrene monomer used is 50% by mass or more, the affinity of the styrene-acrylic acid copolymer (c) to the quinacridone pigment (a) is improved, and the dispersion stability of the aqueous pigment dispersion is improved. Tend to. Also, the plain paper recording characteristics of the aqueous inkjet recording ink obtained from the aqueous pigment dispersion are improved, the image recording density tends to be high, and the water resistance tends to be good. When the amount of the styrenic monomer is in the above range of 90% by mass or less, the dispersibility of the quinacridone pigment coated with the styrene-acrylic acid copolymer (c) in an aqueous medium can be favorably maintained. The dispersibility and dispersion stability of the pigment in the pigment dispersion can be improved. Furthermore, the printing stability when used as an ink composition for inkjet recording is improved.
The styrene-acrylic acid copolymer (c) of the present invention is obtained by copolymerization of at least one of a styrene monomer and an acrylic acid monomer and a methacrylic acid monomer, but it is preferable to use acrylic acid and methacrylic acid in combination. The reason is that the copolymerization at the time of resin synthesis is improved, the uniformity of the resin is improved, and as a result, the storage stability is improved, and a more finely divided pigment dispersion tends to be obtained. It is.
In the styrene-acrylic acid copolymer (c) used in the present invention, the total during the copolymerization of the styrene monomer, the acrylic acid monomer, and the methacrylic acid monomer is preferably 95% by mass or more based on the total monomer components. .
スチレン−アクリル酸共重合体(c)には、スチレン系モノマー、アクリル酸モノマー及びメタクリル酸モノマー以外にこれらのモノマーと共重合可能な公知のモノマーを共重合させても良い。そのようなモノマーの例としては、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、n−プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート、n−ブチルアクリレート、sec−ブチルアクリレート、tert−ブチルアクリレート、2−エチルブチルアクリレート、1,3−ジメチルブチルアクリレート、ヘキシルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、オクチルアクリレート、エチルメタアクリレート、n−ブチルメタアクリレート、2−メチルブチルメタアクリレート、ペンチルメタアクリレート、ヘプチルメタアクリレート、ノニルメタアクリレート等のアクリル酸エステル類及びメタアクリル酸エステル類;3−エトキシプロピルアクリレート、3−エトキシブチルアクリレート、ジメチルアミノエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシブチルアクリレート、エチル−α−(ヒドロキシメチル)アクリレート、ジメチルアミノエチルメタアクリレート、ヒドロキシエチルメタアクリレート、ヒドロキシプロピルメタアクリレートのようなアクリル酸エステル誘導体及びメタクリル酸エステル誘導体;フェニルアクリレート、ベンジルアクリレート、フェニルエチルアクリレート、フェニルエチルメタアクリレートのようなアクリル酸アリールエステル類及びアクリル酸アラルキルエステル類;ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、グリセリン、ビスフェノールAのような多価アルコールのモノアクリル酸エステル類あるいはモノメタアクリル酸エステル類;マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチルのようなマレイン酸ジアルキルエステル、酢酸ビニル等を挙げることができる。これらのモノマーはその1種又は2種以上をモノマー成分として添加することができる。 In addition to the styrene monomer, acrylic acid monomer, and methacrylic acid monomer, a known monomer that can be copolymerized with these monomers may be copolymerized with the styrene-acrylic acid copolymer (c). Examples of such monomers include methyl acrylate, methyl methacrylate, n-propyl acrylate, isopropyl acrylate, n-butyl acrylate, sec-butyl acrylate, tert-butyl acrylate, 2-ethylbutyl acrylate, 1,3-dimethylbutyl Acrylic esters and methacrylic such as acrylate, hexyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, octyl acrylate, ethyl methacrylate, n-butyl methacrylate, 2-methylbutyl methacrylate, pentyl methacrylate, heptyl methacrylate, nonyl methacrylate Acid esters; 3-ethoxypropyl acrylate, 3-ethoxybutyl acrylate, dimethylaminoethyl acrylate, 2 Acrylic acid ester derivatives and methacrylic acid ester derivatives such as hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxybutyl acrylate, ethyl-α- (hydroxymethyl) acrylate, dimethylaminoethyl methacrylate, hydroxyethyl methacrylate, hydroxypropyl methacrylate; phenyl acrylate Acrylic acid aryl esters and acrylic acid aralkyl esters such as benzyl acrylate, phenylethyl acrylate, phenylethyl methacrylate; monoacrylic acid of polyhydric alcohols such as diethylene glycol, triethylene glycol, polyethylene glycol, glycerin, bisphenol A Esters or monomethacrylates; dimethyl maleate, malee Mention may be made of maleic acid dialkyl esters such as diethyl acid, vinyl acetate and the like. One or more of these monomers can be added as monomer components.
スチレン−アクリル酸共重合体(c)の製造方法としては、通常の重合方法を採ることが可能で、溶液重合、懸濁重合、塊状重合等、重合触媒の存在下に重合反応を行う方法が挙げられる。重合触媒としては、例えば、2,2´−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2´−アゾビスイソブチロニトリル、1,1´−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、ベンゾイルパーオキサイド、ジブチルパーオキサイド、ブチルパーオキシベンゾエート等が挙げられ、その使用量はビニルモノマー成分の0.1〜10.0質量%が好ましい。 As a method for producing the styrene-acrylic acid copolymer (c), a usual polymerization method can be adopted, and a method of performing a polymerization reaction in the presence of a polymerization catalyst, such as solution polymerization, suspension polymerization, bulk polymerization and the like. Can be mentioned. Examples of the polymerization catalyst include 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobisisobutyronitrile, 1,1′-azobis (cyclohexane-1-carbonitrile), Examples thereof include benzoyl peroxide, dibutyl peroxide, butyl peroxybenzoate, and the amount used is preferably 0.1 to 10.0% by mass of the vinyl monomer component.
本発明で使用するスチレン−アクリル酸共重合体(c)の重量平均分子量は5,000から20,000の範囲内であることが好ましく、5,000から18,000の範囲内にあることがより好ましい。中でも、5,500〜15,000範囲内にあることが特に好ましい。重量平均分子量が5,000以上であると、キナクリドン系顔料(a)の初期の分散小粒径化の容易さはやや低下するが、水性顔料分散液の長期保存安定性が良くなる傾向にあり、顔料の凝集などによる沈降が発生しにくい傾向がある。スチレン−アクリル酸共重合体(c)の重量平均分子量が20,000以下であると、これを用いた水性顔料分散液から調製したインクジェット記録用インク組成物の粘度は極めて適正であって、インクの吐出安定性が向上する傾向にある。
ここで重量平均分子量とはGPC(ゲル浸透クロマトグラフィー)法で測定される値であり、標準物質として使用するポリスチレンの分子量に換算した値である。
本発明で使用するスチレン−アクリル酸共重合体(c)はランダム共重合体でもよいが、グラフト共重合体であっても良い。グラフト共重合体としてはポリスチレンあるいはスチレンと共重合可能な非イオン性モノマーとスチレンとの共重合体が幹又は枝となり、アクリル酸、メタクリル酸とスチレンを含む他のモノマーとの共重合体を枝又は幹とするグラフト共重合体をその一例として示すことができる。スチレン−アクリル酸共重合体(c)は、このグラフト共重合体とランダム共重合体の混合物であってもよい。
The weight average molecular weight of the styrene-acrylic acid copolymer (c) used in the present invention is preferably in the range of 5,000 to 20,000, and preferably in the range of 5,000 to 18,000. More preferred. Especially, it is especially preferable that it exists in the range of 5,500-15,000. When the weight average molecular weight is 5,000 or more, the ease of initial dispersion and particle size reduction of the quinacridone pigment (a) is slightly reduced, but the long-term storage stability of the aqueous pigment dispersion tends to be improved. , There is a tendency that precipitation due to aggregation of pigments is difficult to occur. When the weight average molecular weight of the styrene-acrylic acid copolymer (c) is 20,000 or less, the viscosity of the ink composition for inkjet recording prepared from the aqueous pigment dispersion using the styrene-acrylic acid copolymer (c) is very appropriate, and the ink The discharge stability tends to be improved.
Here, the weight average molecular weight is a value measured by a GPC (gel permeation chromatography) method, and is a value converted to a molecular weight of polystyrene used as a standard substance.
The styrene-acrylic acid copolymer (c) used in the present invention may be a random copolymer or a graft copolymer. As the graft copolymer, a copolymer of polystyrene or a nonionic monomer copolymerizable with styrene and styrene is used as a trunk or branch, and a copolymer of acrylic acid, methacrylic acid and other monomers including styrene is branched. Or the graft copolymer used as a trunk can be shown as the example. The styrene-acrylic acid copolymer (c) may be a mixture of this graft copolymer and random copolymer.
本発明において使用されるスチレン−アクリル酸共重合体(c)はアクリル酸モノマー及びメタクリル酸モノマー由来のカルボキシル基を有し、酸価は120〜220(mgKOH/g)であることが好ましく、150〜200(mgKOH/g)であることがさらに好ましい。酸価が120(mgKOH/g)以上であれば親水性が十分な大きさとなり水性顔料分散液の顔料の分散安定性が良好となる傾向にある。一方酸価が220(mgKOH/g)以下であると顔料の凝集がより発生し難くなる傾向にあり、また水性顔料分散液から得られるインクジェット記録用インク組成物を用いた印刷物については十分な耐水性を維持できる傾向にある。
混練工程における前記キナクリドン系顔料(a)とキナクリドン系顔料誘導体(b)の合計質量に対するスチレン−アクリル酸系共重合体(c)の質量比、c/(a+b)は0.15〜0.5である。
ここでいう酸価とは、日本工業規格「 K 0070:1992. 化学製品の酸価,けん化価,エステル価,よう素価,水酸基価及び不けん化物の試験方法」に従って測定された数値であり、樹脂1gを完全に中和するのに必要な水酸化カリウムの量(mg)である。
The styrene-acrylic acid copolymer (c) used in the present invention has a carboxyl group derived from an acrylic acid monomer and a methacrylic acid monomer, and the acid value is preferably 120 to 220 (mg KOH / g), 150 More preferably, it is -200 (mgKOH / g). If the acid value is 120 (mg KOH / g) or more, the hydrophilicity is sufficiently large and the dispersion stability of the pigment in the aqueous pigment dispersion tends to be good. On the other hand, when the acid value is 220 (mgKOH / g) or less, the aggregation of the pigment tends to be less likely to occur, and the printed matter using the ink composition for inkjet recording obtained from the aqueous pigment dispersion has sufficient water resistance. It tends to maintain sex.
The mass ratio of the styrene-acrylic acid copolymer (c) to the total mass of the quinacridone pigment (a) and the quinacridone pigment derivative (b) in the kneading step, c / (a + b) is 0.15 to 0.5. It is.
The acid value here is a value measured in accordance with Japanese Industrial Standard “K 0070: 1992. Test methods for acid value, saponification value, ester value, iodine value, hydroxyl value and unsaponified product of chemical products”. , The amount (mg) of potassium hydroxide necessary to completely neutralize 1 g of resin.
(塩基性化合物)
スチレン−アクリル酸系共重合体(c)は、そのアクリル酸部位を中和させて水性媒体への分散性を向上させるため、塩基性化合物(d)を共存させた形で用いられる。塩基性化合物(d)は混練工程でスチレン−アクリル酸系共重合体を軟化させ、樹脂による顔料の被覆過程を円滑にするとともに、樹脂被覆された顔料の水性媒体への分散性を良好にする。塩基性化合物(d)としては、無機系塩基性化合物、有機系塩基性化合物のいずれも用いることができる。有機系塩基性化合物としては、例えばメチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミンなどのアミン;トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、メチルジエタノールアミンなどのアルコールアミンを例示することができる。無機系塩基性化合物としては、カリウム、ナトリウムなどのアルカリ金属の水酸化物;カリウム、ナトリウムなどのアルカリ金属の炭酸塩;カルシウム、バリウムなどのアルカリ土類金属などの炭酸塩;水酸化アンモニウムなどを例示することができる。
特に、アルカリ金属水酸化物、アルコールアミン類は、本発明の顔料分散体から水性顔料分散液、さらにはインクジェット記録用インク組成物へと調製した場合、分散性、保存安定性の点から好適である。これらアルカリ金属水酸化物とアルコールアミン類は混合して用いることもできる。これらの塩基性化合物の中で、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化リチウムに代表されるアルカリ金属水酸化物は、水性顔料分散液の低粘度化に寄与し、インクジェット記録用インクの吐出安定性の面から好ましく、特に水酸化カリウムが好ましい。
(Basic compound)
The styrene-acrylic acid copolymer (c) is used in the form of coexisting the basic compound (d) in order to neutralize the acrylic acid site and improve the dispersibility in an aqueous medium. The basic compound (d) softens the styrene-acrylic acid copolymer in the kneading step, smoothes the coating process of the pigment with the resin, and improves the dispersibility of the resin-coated pigment in the aqueous medium. . As the basic compound (d), either an inorganic basic compound or an organic basic compound can be used. Examples of the organic basic compound include amines such as methylamine, dimethylamine, trimethylamine, ethylamine, diethylamine, and triethylamine; and alcohol amines such as triethanolamine, diethanolamine, and methyldiethanolamine. Examples of inorganic basic compounds include alkali metal hydroxides such as potassium and sodium; carbonates of alkali metals such as potassium and sodium; carbonates of alkaline earth metals such as calcium and barium; ammonium hydroxide and the like. It can be illustrated.
In particular, alkali metal hydroxides and alcohol amines are suitable from the viewpoint of dispersibility and storage stability when prepared from the pigment dispersion of the present invention to an aqueous pigment dispersion, and further to an ink composition for inkjet recording. is there. These alkali metal hydroxides and alcohol amines can also be used as a mixture. Among these basic compounds, alkali metal hydroxides typified by potassium hydroxide, sodium hydroxide, and lithium hydroxide contribute to lowering the viscosity of aqueous pigment dispersions and stabilize the ejection of ink for inkjet recording. From the viewpoint of the properties, potassium hydroxide is particularly preferable.
また、塩基性化合物は水溶液、または有機溶剤溶液で用いることが好ましく、水溶液で用いることがさらに好ましい。塩基性化合物(d)の水溶液又は有機溶剤溶液の濃度は、20質量%〜50質量%であることが好ましい。また、塩基性化合物(d)を溶解する有機溶剤としては、メタノール、エタノール、イソプロパノール、等のアルコール系溶剤を用いることが好ましい。中でも、本発明では、塩基性化合物(d)の水溶液を用いることが好ましく、特にアルカリ金属水酸化物の水溶液を用いることがさらに好ましい。塩基性化合物の添加量は、スチレン−アクリル酸系共重合体(b)の酸価に基づき、中和率として80〜120%となる範囲であることが好ましい。中和率を80%以上と設定することが、顔料分散体から水性顔料分散液を作製するときの水性媒体中の分散速度の向上、水性顔料分散液の分散安定性、保存安定性の点から好ましい。水性顔料分散液、またはインクジェット記録用インクの長期保存時におけるゲル化を防ぐ点においても、インクによって作製した印字物の耐水性の点でも中和率120%以下とすることが好ましい。
なお本発明において、中和率とは塩基性化合物の配合量がスチレン−アクリル酸系共重合体(b)中の全てのカルボキシル基の中和に必要な量に対して何%かを示す数値であり、以下の式で計算される。
The basic compound is preferably used in an aqueous solution or an organic solvent solution, and more preferably in an aqueous solution. The concentration of the aqueous solution or organic solvent solution of the basic compound (d) is preferably 20% by mass to 50% by mass. Moreover, it is preferable to use alcohol solvents, such as methanol, ethanol, isopropanol, as an organic solvent which melt | dissolves a basic compound (d). Among these, in the present invention, it is preferable to use an aqueous solution of the basic compound (d), and it is particularly preferable to use an aqueous solution of an alkali metal hydroxide. The addition amount of the basic compound is preferably in the range of 80 to 120% as the neutralization rate based on the acid value of the styrene-acrylic acid copolymer (b). Setting the neutralization rate to 80% or more from the viewpoint of improving the dispersion speed in the aqueous medium when preparing an aqueous pigment dispersion from the pigment dispersion, the dispersion stability of the aqueous pigment dispersion, and the storage stability preferable. From the viewpoint of preventing gelation during long-term storage of the aqueous pigment dispersion or the ink for inkjet recording, the neutralization rate is preferably 120% or less from the viewpoint of the water resistance of the printed matter produced with the ink.
In the present invention, the neutralization rate is a numerical value indicating how much the compounding amount of the basic compound is relative to the amount necessary for neutralization of all carboxyl groups in the styrene-acrylic acid copolymer (b). And is calculated by the following equation.
(グリセリンのポリオキシアルキレン付加物)
通常樹脂と顔料を含む混合物の混練に際しては、水溶性有機溶剤を適量添加して混合物を高固形分比の粘土状の一つの固まりとし、高剪断力を加えて混練を行う。このための水溶性有機溶剤としては、沸点が高く混練中に容易に揮散しないこと、また混練物中にたとえ残存しても、もともと後工程である混合工程において、水性媒体の成分として混練物に添加されうるので除去の必要がないこと等の理由により、湿潤剤が好適に使用される。
(Polyoxyalkylene adduct of glycerin)
Usually, when kneading a mixture containing a resin and a pigment, an appropriate amount of a water-soluble organic solvent is added to make the mixture into one clay-like mass having a high solid content ratio, and kneading is performed by applying a high shearing force. As a water-soluble organic solvent for this purpose, it has a high boiling point and does not easily evaporate during kneading, and even if it remains in the kneaded product, it is originally added to the kneaded product as a component of an aqueous medium in the mixing step which is a post-process. A wetting agent is preferably used because it can be added and does not need to be removed.
本発明で使用するグリセリンのポリオキシアルキレン付加物(e)は,グリセリンの水酸基の少なくとも一つの部位にポリオキシアルキレン基が付加したもので、全ての水酸基の部位にポリオキシアルキレン基が付加していることが好ましく、またそれぞれの部位のポリオキシアルキレン基の鎖長が等しいことが好ましい。これらは、公知慣用のものを使用することができるが,中でも水酸基価が100(mgKOH/g)から600の(mgKOH/g)範囲であるものが好ましく、145(mgKOH/g)から500の(mgKOH/g)範囲であるものがさらに好ましい。水酸基価が100(mgKOH/g)より小さい場合、顔料、スチレンアクリル酸系共重合体、グリセリンのポリオキシアルキレン付加物を含有する分散媒体の系においては、顔料と分散媒体の親和性が顔料と共重合体の親和性に比べて高過ぎて、該共重合体の一部溶解状態と見られる膨潤の発生が起きにくい傾向にあり、樹脂吸着による分散した顔料の安定化が進行しないため粗大粒子が増大する。また、水酸基価が600(mgKOH/g)より大きい場合、分散媒体と共重合体との親和性は向上するが顔料との親和性が良好でないため、顔料の表面が濡れにくく、顔料、共重合体、溶剤の混合物から粘土状の混練に適した固まりが形成されにくい、このため混練工程自体が進行せず、水性顔料分散液中の粗大粒子数が増大する。
本発明で用いるグリセリンのポリオキシアルキレン付加物(e)においては、ポリオキシアルキレン骨格はオキシエチレンまたはオキシプロピレン、またはオキシエチレンとオキシプロピレン両方から構成されていることが好ましく、オキシエチレンとオキシプロピレンから構成される場合は,オキシエチレンとオキシプロピレンはランダムな配列であっても,それぞれのポリオキシアルキレンのブロック配列でも良い。
ここでいう水酸基価の測定は、日本工業規格「 K 0070:1992. 化学製品の酸価,けん化価,エステル価,よう素価,水酸基価及び不けん化物の試験方法」による。
The polyoxyalkylene adduct (e) of glycerin used in the present invention is obtained by adding a polyoxyalkylene group to at least one site of the hydroxyl group of glycerin. The chain lengths of the polyoxyalkylene groups at the respective sites are preferably equal. These may be known and conventional ones, and those having a hydroxyl value in the range of 100 (mgKOH / g) to 600 (mgKOH / g) are preferred, and 145 (mgKOH / g) to 500 ( More preferred are those in the mgKOH / g range. When the hydroxyl value is less than 100 (mgKOH / g), in a dispersion medium system containing a pigment, a styrene acrylic acid copolymer, and a polyoxyalkylene adduct of glycerin, the affinity between the pigment and the dispersion medium is Coarse particles that are too high compared to the affinity of the copolymer, tend to be less likely to swell, which appears to be a partially dissolved state of the copolymer, and the stabilization of the dispersed pigment due to resin adsorption does not proceed Will increase. In addition, when the hydroxyl value is greater than 600 (mgKOH / g), the affinity between the dispersion medium and the copolymer is improved, but the affinity with the pigment is not good. It is difficult to form a lump suitable for clay-like kneading from a mixture of coalesced and solvent, so that the kneading process itself does not proceed and the number of coarse particles in the aqueous pigment dispersion increases.
In the polyoxyalkylene adduct (e) of glycerin used in the present invention, the polyoxyalkylene skeleton is preferably composed of oxyethylene or oxypropylene, or both oxyethylene and oxypropylene, and from oxyethylene and oxypropylene. When constituted, oxyethylene and oxypropylene may be a random arrangement or a polyoxyalkylene block arrangement.
The measurement of the hydroxyl value here is in accordance with Japanese Industrial Standard “K 0070: 1992. Test method for acid value, saponification value, ester value, iodine value, hydroxyl value and unsaponified product of chemical products”.
具体的な製品名としては、EG−1(グリセリンのポリエチレンオキサイド付加物、水酸基価133(mgKOH/g)、分子量約1000、リポケミカル社製)、ニューポールGP−400(グリセリンのポリプロピレンオキサイド付加物、水酸基価400(mgKOH/g)、分子量約400、三洋化成社製)、ニューポールGP−600(グリセリンのポリプロピレンオキサイド付加物、水酸基価279(mgKOH/g)、分子量約600、三洋化成社製)、ニューポールGP−1000(グリセリンのポリプロピレンオキサイド付加物、水酸基価160(mgKOH/g)、分子量約1000、三洋化成社製)、サンニックスGL−600(グリセリンへのポリプロピレンオキサイドとポリエチレンオキサイドのブロック配列付加物、水酸基価279(mgKOH/g)、分子量約600三洋化成社製)、ニューポールGE−600(グリセリンのエチレンオキサイド付加物、水酸基価277(mgKOH/g)、分子量約600、三洋化成社製)がある。
混練工程における、前記キナクリドン系顔料(a)とキナクリドン系顔料誘導体(b)の合計質量に対するグリセリンのポリオキシアルキレン付加物(e)の質量比e/(a+b)は、0.3〜0.8である。
なお本項において、グリセリンのポリオキシアルキレン付加物の分子量とは数平均分子量のことであり、以下の式で計算される。
Specific product names include EG-1 (polyethylene oxide adduct of glycerin, hydroxyl value 133 (mgKOH / g), molecular weight of about 1000, manufactured by Lipochemical), Newpol GP-400 (polypropylene oxide adduct of glycerin) , Hydroxyl value 400 (mgKOH / g), molecular weight about 400, manufactured by Sanyo Chemical Co., Ltd., New Pole GP-600 (glycerin polypropylene oxide adduct, hydroxyl value 279 (mgKOH / g), molecular weight about 600, manufactured by Sanyo Chemical Co., Ltd. ), New Pole GP-1000 (polypropylene oxide adduct of glycerin, hydroxyl value 160 (mgKOH / g), molecular weight of about 1000, manufactured by Sanyo Chemical Co., Ltd.), Sanniks GL-600 (block of polypropylene oxide and polyethylene oxide into glycerin) Sequence adduct, hydroxyl value 279 (mgKOH / g), molecular weight about 600 Sanyo Kasei Ltd.), Newpol GE-600 (glycerin ethylene oxide adduct, hydroxyl number 277 (mg KOH / g), a molecular weight of about 600, manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.) is.
In the kneading step, the mass ratio e / (a + b) of the polyoxyalkylene adduct (e) of glycerin to the total mass of the quinacridone pigment (a) and the quinacridone pigment derivative (b) is 0.3 to 0.8. It is.
In this section, the molecular weight of the polyoxyalkylene adduct of glycerin is the number average molecular weight and is calculated by the following formula.
ここで,水酸基価とは、試料中の水酸基(-OH)をアセチル化して、アセチル化に要した酢酸を中和するのに要する水酸化カリウムの量を、試料1gに対するmg数で表したもので、試料中のOH基の含有量を示す尺度である。 Here, the hydroxyl value is the amount of potassium hydroxide required to neutralize the acetic acid required for acetylation by acetylating the hydroxyl group (—OH) in the sample, expressed in mg per 1 g of the sample. And is a scale showing the content of OH groups in the sample.
(湿潤剤)
本発明の製造方法においては、上記混練時に添加する水溶性有機溶剤として、グリセリンのポリオキシアルキレン付加物に加えて、従来公知の湿潤剤を用いても良い。さらにこのような湿潤剤は、混練工程後に顔料分散体に水性媒体を添加、混合する混合工程において混練物に添加、混合しこれを希釈させる水性媒体の成分、さらにはインクジェット記録用水性インクの成分としても重要である。この様な湿潤剤としては,例えば、グリセリン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,2,6−ヘキサントリオール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等のポリオール類、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル等の多価アルコールアルキルエーテル類,エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノベンジルエーテル等の多価アルコールアリールエーテル類および多価アルコールアラルキルエーテル類、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、ε−カプロラクタム等のラクタム類、1,3−ジメチルイミダゾリジノン等が挙げられる。これらの湿潤剤は1種または2種以上を混合して用いることができる。特に高沸点、低揮発性で、高表面張力の常温で液体の多価アルコール類が好ましく、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール等のグリコール類がさらに好ましい。
(Wetting agent)
In the production method of the present invention, a conventionally known wetting agent may be used in addition to the polyoxyalkylene adduct of glycerin as the water-soluble organic solvent added during the kneading. Furthermore, such a wetting agent is added to the kneaded product in the mixing step of adding and mixing the aqueous medium to the pigment dispersion after the kneading step, and is added to the kneaded material to mix and dilute it. It is also important. Examples of such a wetting agent include glycerin, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, polyethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, polypropylene glycol, 1,3-propanediol, and 1,4-butane. Diols, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,2,6-hexanetriol, polyols such as trimethylolpropane, pentaerythritol, diethylene glycol monobutyl ether, tetraethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl Polyhydric alcohol alkyl ethers such as ether, ethylene glycol monophenyl ether, ethylene glycol monobenzyl ether Polyhydric alcohol aryl ethers and polyhydric alcohols aralkyl ethers, 2-pyrrolidone, N- methyl-2-pyrrolidone, lactams such as ε- caprolactam, 1,3-dimethyl imidazolidinone. These wetting agents can be used alone or in combination of two or more. In particular, polyhydric alcohols having a high boiling point, low volatility and high surface tension and liquid at normal temperature are preferable, and glycols such as diethylene glycol and triethylene glycol are more preferable.
混練に用いることができるグリセリンのポリオキシアルキレン付加物(e)以外の上記湿潤剤は、スチレン−アクリル酸共重合体(c)の溶解力が強くなく、該樹脂濃度を25質量%として前記湿潤剤と前記スチレン−アクリル酸共重合体を撹拌したときに、均一溶液とならないものが好ましい。
また,グリセリンのポリオキシアルキレン付加物(e)と湿潤剤の総量中のグリセリンのポリオキシアルキレン付加物(e)の割合は,少なくとも75質量%以上で有ることが好ましい。グリセリンのポリオキシアルキレン付加物(e)の割合が75質量%以上であると、顔料を十分に解砕し分散することができ、粗大粒子数を効果的に低減しやすい。
The above-mentioned wetting agents other than the polyoxyalkylene adduct (e) of glycerin that can be used for kneading do not have a strong dissolving power of the styrene-acrylic acid copolymer (c), and the wetting amount is 25% by mass. When the agent and the styrene-acrylic acid copolymer are agitated, those that do not become a homogeneous solution are preferred.
Moreover, it is preferable that the ratio of the polyoxyalkylene adduct (e) of glycerol and the polyoxyalkylene adduct (e) of glycerol in the total amount of the wetting agent is at least 75% by mass or more. When the ratio of the polyoxyalkylene adduct (e) of glycerin is 75% by mass or more, the pigment can be sufficiently crushed and dispersed, and the number of coarse particles can be easily reduced effectively.
以下に本発明の水性顔料分散液の製造方法についてさらに詳細に説明を行う。
(混練工程)
本発明の製造方法における混練工程においては、キナクリドン系顔料(a)、スチレン−アクリル酸系共重合体(c)、塩基性化合物(d)及びグリセリンのポリオキシアルキレン付加物(e)、さらにこのましくはキナクリドン系顔料誘導体(b)を含有する混合物を混練し、常温で固体の顔料分散体を作製する。本発明の製造方法において、キナクリドン系顔料(a),スチレン−アクリル酸共重合体(c),塩基性化合物(d)及びグリセリンのポリオキシアルキレン付加物(e)、好ましくはキナクリドン系顔料誘導体(b)を含有する混合物を、高剪断力下で混練することが好ましい。高剪断力下で混練することにより、キナクリドン系顔料(a)が微粉砕され、微細化された粒子表面に、グリセリンのポリオキシアルキレン付加物(e)と塩基性化合物(d)の添加で膨潤状態となったスチレン−アクリル酸共重合体(c)が押しつけられ、顔料表面の被覆が進行し、顔料が均一に分散した常温で固体の顔料組成物得られる。
Hereinafter, the method for producing the aqueous pigment dispersion of the present invention will be described in more detail.
(Kneading process)
In the kneading step in the production method of the present invention, the quinacridone pigment (a), the styrene-acrylic acid copolymer (c), the basic compound (d) and the polyoxyalkylene adduct (e) of glycerin, Preferably, a mixture containing the quinacridone pigment derivative (b) is kneaded to prepare a pigment dispersion that is solid at room temperature. In the production method of the present invention, a quinacridone pigment (a), a styrene-acrylic acid copolymer (c), a basic compound (d) and a polyoxyalkylene adduct (e) of glycerin, preferably a quinacridone pigment derivative ( It is preferable to knead the mixture containing b) under a high shearing force. By kneading under a high shearing force, the quinacridone pigment (a) is finely pulverized and swelled by the addition of the polyoxyalkylene adduct (e) of glycerin and the basic compound (d) to the finely divided particle surface. The styrene-acrylic acid copolymer (c) in a state is pressed, coating of the pigment surface proceeds, and a pigment composition that is solid at room temperature in which the pigment is uniformly dispersed is obtained.
混合物に高剪断力が加わって混練工程が進行するためには、混練される混合物の固形分濃度は55〜80質量%であることが好ましい。固形分濃度をこのような範囲において混練を行うことにより、十分な剪断力をかけることができ、キナクリドン系顔料(a)の粉砕が不十分となることがなく、顔料が均一な分散した常温で固体の顔料組成物を得ることができる。
グリセリンのポリオキシアルキレン付加物や、必要に応じて添加される湿潤剤の総量は混練工程で混練する混合物の固形分濃度をこのように高く保つことができるように調整される。混練工程において混練される混合物中の、グリセリンのポリオキシアルキレン付加物とその他の湿潤剤の総量は顔料と顔料誘導体の合計量に対して、30〜80質量%の範囲内であることが好ましい。グリセリンのポリオキシアルキレン付加物(e)と湿潤剤の合計の添加量が上記範囲にあると、固形物同士を容易に融合状態とすることができ、混練時に十分な剪断力を負荷することができる。
In order for a high shear force to be applied to the mixture and the kneading step to proceed, the solid content concentration of the kneaded mixture is preferably 55 to 80% by mass. By kneading the solid content in such a range, a sufficient shearing force can be applied, and the quinacridone pigment (a) is not sufficiently pulverized, and the pigment is uniformly dispersed at room temperature. A solid pigment composition can be obtained.
The total amount of the polyoxyalkylene adduct of glycerin and the wetting agent added as necessary is adjusted so that the solid content concentration of the mixture kneaded in the kneading step can be kept high. The total amount of the polyoxyalkylene adduct of glycerin and the other wetting agent in the mixture kneaded in the kneading step is preferably in the range of 30 to 80% by mass with respect to the total amount of the pigment and the pigment derivative. When the total addition amount of the polyoxyalkylene adduct (e) of glycerin and the wetting agent is in the above range, the solids can be easily brought into a fused state, and sufficient shearing force can be applied during kneading. it can.
塩基性化合物(c)としてアルカリ金属水酸化物を用いるときは、通常水溶液として用いられるが、水の量は最小限とすることが好ましく、この水量は顔料に対して15質量%以下に抑えることが好ましく、8質量%以下とすることがさらに好ましい。 When an alkali metal hydroxide is used as the basic compound (c), it is usually used as an aqueous solution, but the amount of water is preferably minimized, and the amount of water should be suppressed to 15% by mass or less based on the pigment. Is preferable, and it is more preferable to set it as 8 mass% or less.
本発明の混練工程においては、本発明の水性顔料分散液において用いられる全ての顔料、顔料誘導体とスチレンアクリル酸系共重合体(c)が配合されるが、キナクリドン系顔料(a)とキナクリドン系顔料誘導体(b)との合計100質量部に対するスチレン−アクリル酸共重合体(c)の使用量は5〜50質量部であることが好ましく、10〜45質量部であることがより好ましく、15〜40質量部であることがさらに好ましい。スチレン−アクリル酸共重合体(c)の使用量が15質量部以上であれば、顔料及び顔料誘導体の表面がスチレンアクリル酸系共重合体で十分に被覆されるため、水性顔料分散液から製造したインクジェット記録用インクの分散安定性が向上し、本インクジェット記録用インクで印刷した印刷物の耐摩擦性が向上する傾向にあり、また使用量が50質量部以下であれば、水性顔料分散液やインクジェット記録用水性インクを作製したときに、顔料に未吸着な樹脂が水性媒体中に存在することがなく、水性顔料分散液や水性インクの粘度が適正に維持され、インクの吐出性も良好に維持される傾向にある。 In the kneading step of the present invention, all the pigments, pigment derivatives and styrene acrylic acid copolymer (c) used in the aqueous pigment dispersion of the present invention are blended, but the quinacridone pigment (a) and the quinacridone The amount of the styrene-acrylic acid copolymer (c) used relative to 100 parts by mass in total with the pigment derivative (b) is preferably 5 to 50 parts by mass, more preferably 10 to 45 parts by mass, 15 More preferably, it is -40 mass parts. If the amount of the styrene-acrylic acid copolymer (c) used is 15 parts by mass or more, the surface of the pigment and the pigment derivative is sufficiently covered with the styrene acrylic acid copolymer. The dispersion stability of the ink jet recording ink is improved, the friction resistance of the printed matter printed with the ink jet recording ink tends to be improved, and if the amount used is 50 parts by mass or less, an aqueous pigment dispersion or When water-based ink for inkjet recording is prepared, resin that is not adsorbed to the pigment does not exist in the aqueous medium, the viscosity of the aqueous pigment dispersion or water-based ink is properly maintained, and the ink ejection property is also good. It tends to be maintained.
また混練時の温度は混練物に十分な剪断力が加わるように、前記スチレン−アクリル酸系共重合体(c)の温度特性を考慮して適宜調整を行うことができるが、前記スチレン−アクリル酸系共重合体(c)のガラス転移点より低く、かつ該ガラス転移点との温度差が50℃より小さい範囲で行うことが好ましい。このような温度範囲で混練を行うことにより、混練温度の上昇による樹脂の溶融に伴う混練物の粘度低下によって剪断力が不足することがない。 The temperature at the time of kneading can be appropriately adjusted in consideration of the temperature characteristics of the styrene-acrylic acid copolymer (c) so that a sufficient shearing force is applied to the kneaded product. It is preferable that the temperature is lower than the glass transition point of the acid copolymer (c) and the temperature difference from the glass transition point is less than 50 ° C. By kneading in such a temperature range, there is no shortage of shearing force due to a decrease in the viscosity of the kneaded product accompanying the melting of the resin due to an increase in the kneading temperature.
混練工程に用いる混練装置としては、固形分比率の高い混合物に対して高い剪断力を発生させることのできるものであればよく、公知の混練装置の中から選択して用いることが可能であるが、二本ロール等の撹拌槽を有しない開放型の混練機を用いるよりは、撹拌槽と撹拌羽根を有し撹拌槽を密閉可能な混練装置を用いることが好ましい。撹拌槽と撹拌羽根を有し、混練装置を用いることが好ましい。このような構成の混練装置を用いると、混練中にグリセリンのポリオキシアルキレン付加・湿潤剤・水分などが揮散することがなく、一定の固形分比率を有する混合物の混練を続けることができ、粗大粒子の低減に効果的である。また混練後の常温で固体の顔料組成物を、水性媒体で直接希釈して水性顔料分散液を作製する混合工程へと移行することができる。 The kneading apparatus used in the kneading step may be any kneading apparatus that can generate a high shearing force with respect to a mixture having a high solid content ratio, and can be selected from known kneading apparatuses. It is preferable to use a kneading apparatus having a stirring tank and stirring blades and capable of sealing the stirring tank, rather than using an open kneader having no stirring tank such as a two roll. It is preferable to use a kneading apparatus having a stirring tank and stirring blades. When the kneading apparatus having such a configuration is used, the polyoxyalkylene addition / wetting agent / moisture of glycerin is not volatilized during kneading, and the kneading of the mixture having a certain solid content ratio can be continued. It is effective in reducing particles. In addition, the pigment composition that is solid at room temperature after kneading can be directly diluted with an aqueous medium to shift to a mixing step in which an aqueous pigment dispersion is prepared.
このような装置としては、ヘンシェルミキサー、加圧ニーダー、バンバリーミキサー、プラネタリーミキサーなどが例示され、特にプラネタリーミキサーなどが好適である。本発明においては、好ましくは顔料濃度と顔料と樹脂からなる固形分濃度が高い状態で混練を行うため、混練物の混練状態に依存して混練物の粘度が広い範囲で変化するが、プラネタリーミキサーは二本ロール等と比較すると、広い範囲の粘度領域で混練処理が可能であり、更に水性媒体の添加及び減圧溜去も可能であるため、混練時の粘度及び負荷剪断力の調整が容易である。 Examples of such an apparatus include a Henschel mixer, a pressure kneader, a Banbury mixer, and a planetary mixer. A planetary mixer is particularly suitable. In the present invention, since the kneading is preferably performed in a state where the pigment concentration and the solid content concentration of the pigment and the resin are high, the viscosity of the kneaded material varies in a wide range depending on the kneaded state of the kneaded material. Compared with a two-roller, etc., a mixer can be kneaded in a wide range of viscosity, and an aqueous medium can be added and distilled off under reduced pressure, making it easy to adjust the viscosity and load shear force during kneading. It is.
(混合工程)
この様な混練工程によって得られた常温で固体の顔料分散体に水性媒体を混合して水性顔料分散液を製造する際には,前述のように撹拌槽を有する混練機で固体の顔料分散体を製造した後,該撹拌槽に水性媒体を添加、混合し、必要に応じて撹拌して直接希釈することにより水性顔料分散液を製造できる。また,撹拌翼を備えた別の攪拌機で固体の顔料分散体と水性媒体を混合し,必要に応じて撹拌して水性顔料分散液を調製できる。水性媒体の混合に関しては、顔料分散体に対して必要量を一括混合してもよいが、連続的あるいは断続的に必要量を添加して混合を進めた方が、水性媒体による希釈が効率的に行われ、より短時間で水性顔料分散液を作製することができる。また,この様にして得られた水性顔料分散液を、更に分散機により分散処理しても良い。本発明の製造方法においては顔料の微細化、及びスチレン−アクリル酸共重合体による被覆が効果的に進行しているため、分散機による分散処理を行って、さらなる剪断力を加え顔料を解砕することを行わなくても、水性媒体を混合して固形分比を低下させて液状化させ、必要に応じて撹拌を行うだけで、良好な特性の水性顔料分散液の製造が可能である。しかし顔料特性の変動等で水性顔料分散液中に粗大分散粒子が残存したときでも、分散処理を行うことにより、残存した粗大分散粒子が更に粉砕され、より分散粒子の粒径が小さくなることによって、水性顔料分散液から製造したインクジェット記録用インク組成物の吐出安定性、印字濃度などのインクジェット特性が改善される。
(Mixing process)
When an aqueous medium is mixed with a pigment dispersion that is solid at room temperature obtained by such a kneading step to produce an aqueous pigment dispersion, the solid pigment dispersion is mixed with a kneader having a stirring tank as described above. Then, an aqueous medium is added to and mixed with the stirring tank, and if necessary, the aqueous pigment dispersion can be produced by direct dilution by stirring. Further, the aqueous pigment dispersion can be prepared by mixing the solid pigment dispersion and the aqueous medium with another stirrer equipped with a stirring blade and stirring as necessary. Regarding mixing of the aqueous medium, the required amount may be mixed at once with respect to the pigment dispersion, but dilution with the aqueous medium is more efficient if the required amount is added continuously or intermittently. The aqueous pigment dispersion can be produced in a shorter time. Further, the aqueous pigment dispersion thus obtained may be further subjected to a dispersion treatment by a disperser. In the production method of the present invention, since the finer pigment and the coating with the styrene-acrylic acid copolymer are proceeding effectively, the dispersion process is performed by a disperser, and further shearing force is applied to disintegrate the pigment. Even if it does not perform, it is possible to produce an aqueous pigment dispersion having good characteristics by mixing an aqueous medium to lower the solid content ratio to liquefy it, and stirring it as necessary. However, even when coarse dispersed particles remain in the aqueous pigment dispersion due to variations in pigment properties, etc., by performing the dispersion treatment, the remaining coarse dispersed particles are further pulverized, and the particle size of the dispersed particles becomes smaller. Ink jet recording ink composition produced from an aqueous pigment dispersion improves ink jet characteristics such as ejection stability and print density.
常温で固体の顔料分散体から水性顔料分散液を製造する際に使用する水性媒体は,水に加えて、水性顔料分散液の乾燥防止、および分散装置を用いるときの分散処理実施時の粘度調整の必要性から高沸点の水溶性有機溶剤を含んでいても良く、従来公知の湿潤剤を使用することができる。好適に使用される水溶性有機溶剤としては,本発明の混練工程で使用したグリセリンのポリオキシアルキレン付加物(e)および混練工程により固形の顔料分散体を製造する際に添加可能であった湿潤剤を例示することができる。水性顔料分散体液中の水溶性有機溶剤の総量は,1〜50質量%であることが好ましく3〜40質量%であることがより好ましい。この下限未満では、乾燥防止効果が不十分となる傾向にあり、上記上限を超えると分散液の分散安定性が低下する傾向にある。 In addition to water, the aqueous medium used when producing an aqueous pigment dispersion from a pigment dispersion that is solid at room temperature is used to prevent drying of the aqueous pigment dispersion, and to adjust the viscosity during the dispersion treatment when using a dispersion device. Therefore, a high-boiling water-soluble organic solvent may be contained, and a conventionally known wetting agent can be used. As the water-soluble organic solvent preferably used, the polyoxyalkylene adduct of glycerin (e) used in the kneading step of the present invention and the wetness that could be added when producing a solid pigment dispersion by the kneading step Agents can be exemplified. The total amount of the water-soluble organic solvent in the aqueous pigment dispersion liquid is preferably 1 to 50% by mass, and more preferably 3 to 40% by mass. If it is less than this lower limit, the drying prevention effect tends to be insufficient, and if it exceeds the above upper limit, the dispersion stability of the dispersion tends to decrease.
分散処理を行う際の分散機としては、公知慣用の機器が使用でき、例えば、超音波ホモジナイザー、高圧ホモジナイザー、ペイントシェーカー、ボールミル、ロールミル、サンドミル、サンドグラインダー、ダイノーミル、ディスパーマット、ナノミル、SCミル、ナノマイザー等を挙げることができ、これらのうちの1つを単独で用いてもよく、2種類以上装置を組み合わせて用いてもよい。なお本発明における、分散機、分散装置とは分散処理を行う工程に専用に用いられる装置であって、通常の混合、撹拌等にも広く使用される汎用の混合機、攪拌機等は含まないものとする。
混合工程または混合工程後の分散処理終了後に作製された水性顔料分散液の顔料濃度は10〜20質量%であることが好ましい。
As the disperser for performing the dispersion treatment, known and commonly used equipment can be used, for example, an ultrasonic homogenizer, a high-pressure homogenizer, a paint shaker, a ball mill, a roll mill, a sand mill, a sand grinder, a dyno mill, a dispar mat, a nano mill, an SC mill, Nanomizer etc. can be mentioned, One of these may be used independently and may be used in combination of 2 or more types of apparatuses. In the present invention, the disperser and the disperser are devices that are used exclusively for the dispersion process, and do not include general-purpose mixers and stirrers that are widely used for normal mixing and stirring. And
The pigment concentration of the aqueous pigment dispersion prepared after the mixing step or the dispersion treatment after the mixing step is preferably 10 to 20% by mass.
(インクジェット記録用水性インクの調整)
本発明の水性顔料分散液を使用したインクジェット記録用水性インク組成物は、水性顔料分散液を水性媒体に希釈し必要に応じて各種添加剤を添加して、常法により調製することができる。インクジェット記録用水性インク組成物を調製する場合は、粗大粒子が、ノズル詰まり、その他の画像特性を劣化させる原因になるため、インク調製後に、遠心分離、あるいは濾過処理等により粗大粒子を除去しても良い。
本発明の水性顔料分散液を用いてインクジェット記録用インク組成物を調製する場合、インクの乾燥防止を目的として、グリセリンのポリオキシアルキレン付加物(e)、あるいは先に例示した湿潤剤を添加することができる。乾燥防止を目的とするグリセリンのポリオキシアルキレン付加物(e)と湿潤剤のインク中の総含有量は3から50質量%であることが好ましい。
(Adjustment of water-based ink for inkjet recording)
The aqueous ink composition for inkjet recording using the aqueous pigment dispersion of the present invention can be prepared by a conventional method by diluting the aqueous pigment dispersion in an aqueous medium and adding various additives as necessary. When preparing a water-based ink composition for ink jet recording, coarse particles cause nozzle clogging and other image characteristics, and therefore, after ink preparation, coarse particles are removed by centrifugation or filtration. Also good.
When preparing an ink composition for ink jet recording using the aqueous pigment dispersion of the present invention, a polyoxyalkylene adduct of glycerin (e) or the above-described wetting agent is added for the purpose of preventing the ink from drying. be able to. The total content of the glycerin polyoxyalkylene adduct (e) and the wetting agent in the ink for the purpose of preventing drying is preferably 3 to 50% by mass.
また、本発明の水性顔料分散液を用いてインクジェット記録用インク組成物を調製する場合、被記録媒体への浸透性改良や記録媒体上でのドット径調整を目的として浸透剤を添加することができる。
浸透剤としては、例えばエタノール、イソプロピルアルコール等の低級アルコール、エチレングリコールヘキシルエーテルやジエチレングリコールブチルエーテル等のアルキルアルコールのエチレンオキシド付加物やプロピレングリコールプロピルエーテル等のアルキルアルコールのプロピレンオキシド付加物等が挙げられる。
インク中の浸透剤の含有量は0.01から10質量%であることが好ましい。
In addition, when preparing an ink composition for ink jet recording using the aqueous pigment dispersion of the present invention, a penetrant may be added for the purpose of improving the penetrability to a recording medium and adjusting the dot diameter on the recording medium. it can.
Examples of the penetrant include lower alcohols such as ethanol and isopropyl alcohol, ethylene oxide adducts of alkyl alcohols such as ethylene glycol hexyl ether and diethylene glycol butyl ether, and propylene oxide adducts of alkyl alcohols such as propylene glycol propyl ether.
The penetrant content in the ink is preferably 0.01 to 10% by mass.
本発明のインクジェットインク用顔料分散液を用いてインクジェット記録用インク組成物を調製する場合、表面張力等のインク特性を調整するために、界面活性剤を添加することができる。このために添加することのできる界面活性剤はとくに限定されるものではなく、各種のアニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤などが挙げられ、これらの中では、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤が好ましい。 When an ink composition for ink jet recording is prepared using the pigment dispersion for ink jet ink of the present invention, a surfactant can be added in order to adjust ink characteristics such as surface tension. The surfactant that can be added for this purpose is not particularly limited, and examples include various anionic surfactants, nonionic surfactants, cationic surfactants, and amphoteric surfactants. Of these, anionic surfactants and nonionic surfactants are preferred.
アニオン性界面活性剤としては、例えば、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルフェニルスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、高級脂肪酸塩、高級脂肪酸エステルの硫酸エステル塩、高級脂肪酸エステルのスルホン酸塩、高級アルコールエーテルの硫酸エステル塩及びスルホン酸塩、高級アルキルスルホコハク酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルカルボン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、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塩等が挙げられ、これらの具体例として、ドデシルベンゼンスルホン酸塩、イソプロピルナフタレンスルホン酸塩、モノブチルフェニルフェノールモノスルホン酸塩、モノブチルビフェニルスルホン酸塩、ジブチルフェニルフェノールジスルホン酸塩などを挙げることができる。
ノニオン性界面活性剤としては、例えば、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フェニルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレン脂肪酸アミド、脂肪酸アルキロールアミド、アルキルアルカノールアミド、アセチレングリコール、アセチレングリコールのオキシエチレン付加物、ポリエチレングリコールポリプロピレングリコールブロックコポリマー、等を挙げることができ、これらの中では、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンドデシルフェニルエーテル、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脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、脂肪酸アルキロールアミド、アセチレングリコール、アセチレングリコールのオキシエチレン付加物、ポリエチレングリコールポリプロピレングリコールブロックコポリマーが好ましい。
その他の界面活性剤として、ポリシロキサンオキシエチレン付加物のようなシリコーン系界面活性剤;パーフルオロアルキルカルボン酸塩、パーフルオロアルキルスルホン酸塩、オキシエチレンパーフルオロアルキルエーテルのようなフッ素系界面活性剤;スピクリスポール酸、ラムノリピド、リゾレシチンのようなバイオサーファクタント等も使用することができる。
Examples of the anionic surfactant include alkylbenzene sulfonate, alkylphenyl sulfonate, alkylnaphthalene sulfonate, higher fatty acid salt, sulfate of higher fatty acid ester, sulfonate of higher fatty acid ester, higher alcohol ether. Sulfate salts and sulfonates of the above, higher alkyl sulfosuccinates, polyoxyethylene alkyl ether carboxylates, polyoxyethylene alkyl ether sulfates, alkyl phosphates, polyoxyethylene alkyl ether phosphates, etc. Specific examples include dodecylbenzene sulfonate, isopropyl naphthalene sulfonate, monobutylphenylphenol monosulfonate, monobutylbiphenyl sulfonate, dibutylphenylphenol disulfate. , And the like salts.
Nonionic surfactants include, for example, polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkylphenyl ether, polyoxyethylene fatty acid ester, sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene sorbitol fatty acid ester, glycerin fatty acid ester , Polyoxyethylene glycerin fatty acid ester, polyglycerin fatty acid ester, sucrose fatty acid ester, polyoxyethylene alkylamine, polyoxyethylene fatty acid amide, fatty acid alkylolamide, alkyl alkanolamide, acetylene glycol, oxyethylene adduct of acetylene glycol, Polyethylene glycol polypropylene glycol block copolymer, etc. Among them, polyoxyethylene nonyl phenyl ether, polyoxyethylene octyl phenyl ether, polyoxyethylene dodecyl phenyl ether, polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene fatty acid ester, sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester, fatty acid Preference is given to alkylolamide, acetylene glycol, oxyethylene adducts of acetylene glycol and polyethylene glycol polypropylene glycol block copolymers.
Other surfactants include silicone surfactants such as polysiloxane oxyethylene adducts; fluorine surfactants such as perfluoroalkyl carboxylates, perfluoroalkyl sulfonates, and oxyethylene perfluoroalkyl ethers. Biosurfactants such as spicrispolic acid, rhamnolipid, lysolecithin and the like can also be used.
これらの界面活性剤は、単独で用いることもでき、また、2種類以上を混合して用いることもできる。また、界面活性剤の溶解安定性等を考慮すると、そのHLBは、7から20の範囲であることが好ましい。界面活性剤を添加する場合は、その添加量はインクの全質量に対し、0.001から1質量%の範囲が好ましく、0.001から0.5質量%であることがより好ましく、0.01から0.2質量%の範囲であることがさらに好ましい。界面活性剤の添加量が0.001質量%以上の場合は、界面活性剤添加の効果が良好に得らる傾向にあり、1質量%以下で用いた場合には、画像が滲むなどの問題の発生が起きにくい傾向にある。 These surfactants can be used alone or in combination of two or more. In consideration of the dissolution stability of the surfactant, the HLB is preferably in the range of 7 to 20. When a surfactant is added, the addition amount is preferably in the range of 0.001 to 1% by mass, more preferably 0.001 to 0.5% by mass, based on the total mass of the ink. More preferably, it is in the range of 01 to 0.2% by mass. When the addition amount of the surfactant is 0.001% by mass or more, the effect of addition of the surfactant tends to be obtained satisfactorily, and when it is used at 1% by mass or less, the image blurs. It tends to occur less easily.
本発明の水性顔料分散液を用いてインクジェット記録用インク組成物を調製する場合は、必要に応じて防腐剤、粘度調整剤、pH調整剤、キレート化剤、可塑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤等をも添加することができる。 When preparing an ink composition for ink jet recording using the aqueous pigment dispersion of the present invention, an antiseptic, a viscosity adjuster, a pH adjuster, a chelating agent, a plasticizer, an antioxidant, and an ultraviolet absorber as necessary. An agent or the like can also be added.
本発明の水性顔料分散液に占める、キナクリドン系顔料(a)とキナクリドン系顔料誘導体(b)の総量は5から25質量%であることが好ましく、5から20質量%であることがより好ましい。キナクリドン系顔料(a)とキナクリドン系顔料誘導体(b)の総量が5質量%以上である場合は、本発明の水性顔料分散液から調製したインクジェット記録用インク組成物が良好な着色性能を有し、充分な画像濃度が得られる傾向にある。また、25質量%以下である場合には、水性顔料分散液において顔料の分散安定性の低下が発生しにくい傾向にある。
本発明の水性顔料分散液から調製するインクジェット記録用インク組成物に占める、キナクリドン系顔料(a)とキナクリドン系顔料誘導体(b)の総量は、充分な画像濃度を得る必要性と、インク中での分散粒子の分散安定性を確保するために、1から10質量%であることが好ましい。
本発明の製造方法によって製造されたインクジェット記録用インク組成物は、加温された場合にも分散安定性を良好に維持し、種々の方式のインクジェット記録用のインクとして好適に用いることができる。適用するインクジェットの方式は特に限定するものではないが、連続噴射型(荷電制御型、スプレー型など)、オンデマンド型(ピエゾ方式、サーマル方式、静電吸引方式など)などの公知のものを例示することができる。
The total amount of the quinacridone pigment (a) and the quinacridone pigment derivative (b) in the aqueous pigment dispersion of the present invention is preferably 5 to 25% by mass, and more preferably 5 to 20% by mass. When the total amount of the quinacridone pigment (a) and the quinacridone pigment derivative (b) is 5% by mass or more, the ink composition for ink jet recording prepared from the aqueous pigment dispersion of the present invention has good coloring performance. There is a tendency that a sufficient image density is obtained. On the other hand, when the content is 25% by mass or less, the dispersion stability of the pigment tends to hardly occur in the aqueous pigment dispersion.
The total amount of the quinacridone pigment (a) and the quinacridone pigment derivative (b) in the ink composition for ink jet recording prepared from the aqueous pigment dispersion of the present invention depends on the necessity of obtaining a sufficient image density. In order to ensure the dispersion stability of the dispersed particles, the content is preferably 1 to 10% by mass.
The ink composition for ink jet recording produced by the production method of the present invention maintains good dispersion stability even when heated, and can be suitably used as ink for ink jet recording of various systems. The inkjet method to be applied is not particularly limited, but examples of known ones such as a continuous ejection type (charge control type, spray type, etc.), an on-demand type (piezo type, thermal type, electrostatic suction type, etc.) are illustrated. can do.
以下、本発明の実施例を示して詳しく説明する。
なお、特に断りがない限り「部」は「質量部」、「%」は「質量%」である。
また、本実施例、比較例において用いた樹脂は以下のとおりのものである。
樹脂A:モノマー組成比において、スチレン/アクリル酸/メタクリル酸/ブチルアクリレート=74/11.3/14.6/0.1(質量比)のスチレンアクリル酸系共重合体であり、測定酸価172mgKOH/g、重量平均分子量11,000である樹脂。
尚,重量平均分子量はGPC(ゲルパークロマトグラフ)を用いて測定したポリスチレン換算の数値である。
Examples of the present invention will be described in detail below.
Unless otherwise specified, “part” is “part by mass” and “%” is “% by mass”.
The resins used in the examples and comparative examples are as follows.
Resin A: Styrene / acrylic acid / methacrylic acid / butyl acrylate = 74 / 11.3 / 14.6 / 0.1 (mass ratio) styrene acrylic acid copolymer in monomer composition ratio, measured acid value A resin having 172 mg KOH / g and a weight average molecular weight of 11,000.
In addition, a weight average molecular weight is a numerical value of polystyrene conversion measured using GPC (gel perchromatograph).
(実施例1)
下記組成のうち粉状原料の混合物(顔料、顔料誘導体、樹脂)を、プラネタリーミキサー(商品名:ケミカルミキサーACM04LVTJ−B 株式会社愛工舎製作所製)に仕込み、ジャケットを加温し、内容物温度が80℃に達した後、自転回転数:80回転/分、公転回転数:25回転/分で混練を行い、5分後、下記組成のうち液体原料を加えさらに混練を継続した。
樹脂A 12部
キナクリドン系顔料:クロモフタールジェットマジェンタ2BC
(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製) 38部
フタルイミドメチル化3,10−ジクロロキナクリドン
(1分子あたりの平均フタルイミドメチル基数 1.4) 2部
グリセリンのポリエチレンオキサイド付加物
EG−1 (リポケミカル社製) 20部
(水酸基価133( mgKOH/g)、分子量約1300)
34質量%水酸化カリウム水溶液 6部
プラネタリーミキサーの電流値が最大電流値を示してから30分を経過した時点まで混練を継続し常温で固体の顔料分散体を得た。得られた常温で固体の顔料分散体をジャケットから取出し、1cm角状に切断した後、市販のジューサーミキサーに入れた。そこにイオン交換水70部を加え10分間ミキサーにかけて混合、希釈し、さらにイオン交換水を加えキナクリドン系顔料濃度13.5質量%の水性顔料分散液Aを得た。
Example 1
Powder mixture (pigment, pigment derivative, resin) of the following composition is charged into a planetary mixer (trade name: Chemical Mixer ACM04LVTJ-B manufactured by Aikosha Mfg. Co., Ltd.), the jacket is heated, and the temperature of the contents After the temperature reached 80 ° C., kneading was carried out at a rotational speed of 80 revolutions / minute and a revolution speed of 25 revolutions / minute, and after 5 minutes, a liquid raw material of the following composition was added and further kneading was continued.
Resin A 12 parts Quinacridone pigment: Chromophthal Jet Magenta 2BC
(Manufactured by Ciba Specialty Chemicals) 38 parts phthalimidomethylated 3,10-dichloroquinacridone (average number of phthalimidomethyl groups per molecule 1.4) 2 parts glycerin polyethylene oxide adduct EG-1 (manufactured by Lipochemical) 20 parts (hydroxyl value 133 (mgKOH / g), molecular weight about 1300)
Kneading was continued until 30 minutes after the current value of the 34 mass% potassium hydroxide aqueous solution 6 parts planetary mixer showed the maximum current value, and a solid pigment dispersion was obtained at room temperature. The obtained pigment dispersion that was solid at room temperature was taken out of the jacket, cut into a 1 cm square, and placed in a commercially available juicer mixer. Thereto, 70 parts of ion exchange water was added, mixed and diluted with a mixer for 10 minutes, and ion exchange water was further added to obtain an aqueous pigment dispersion A having a quinacridone pigment concentration of 13.5% by mass.
(実施例2〜7)
実施例1のEG−1を三洋化成工業社製のサンニックスGE−600(水酸基価277(mgKOH/g))、サンニックスGP−250(水酸基価674(mgKOH/g))、サンニックスGP−400(水酸基価400(mgKOH/g))、サンニックスGP−600(水酸基価280(mgKOH/g))、サンニックスGP−1000(水酸基価160(mgKOH/g))、サンニックスGL−600(水酸基価279(mgKOH/g))に変更した以外は、実施例1と同様の条件で、それぞれ実施例2〜6を行い水性顔料分散液B〜Gを得た。
(Examples 2 to 7)
Sanix GE-600 (hydroxyl value 277 (mgKOH / g)), Sannix GP-250 (hydroxyl value 674 (mgKOH / g)), Sanniks GP- manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd. 400 (hydroxyl value 400 (mgKOH / g)), Sannix GP-600 (hydroxyl value 280 (mgKOH / g)), Sannix GP-1000 (hydroxyl value 160 (mgKOH / g)), Sannix GL-600 ( Except that the hydroxyl value was changed to 279 (mgKOH / g), Examples 2 to 6 were carried out under the same conditions as in Example 1 to obtain aqueous pigment dispersions B to G, respectively.
(実施例8)
実施例1のキナクリドン系顔料の使用量を40部、フタルイミドメチル化3,10−ジクロロキナクリドンを0部にし、その他は実施例1と同じ条件で実施例8を行い、水性顔料分散液Hを得た。
(Example 8)
The amount of the quinacridone pigment used in Example 1 was changed to 40 parts, the phthalimidomethylated 3,10-dichloroquinacridone was changed to 0 part, and the others were carried out under the same conditions as in Example 1 to obtain an aqueous pigment dispersion H. It was.
(実施例9)
実施例8のEG−1をGL−600に変更し、それ以外は実施例8と同じ条件で実施例9を行い、水性顔料分散液Iを得た。
Example 9
EG-1 of Example 8 was changed to GL-600, and Example 9 was performed under the same conditions as in Example 8 except that, thereby obtaining an aqueous pigment dispersion I.
(実施例10)
下記組成の混合物を、容量50LのプラネタリーミキサーPLM−V−50V(株式会社井上製作所製)に仕込み、ジャケットを加温し、ジャケット温度が60℃になった後、低速(自転回転数:21回転/分,公転回転数:14回転/分)で混練を行い、10分後、高速(自転回転数:35回転/分,公転回転数:24回転/分)に切り替え、混練を継続した。
樹脂A 150部
キナクリドン系顔料:クロモフタールジェットマジェンタ2BC
(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製) 475部
フタルイミドメチル化3,10−ジクロロキナクリドン
(1分子あたりの平均フタルイミドメチル基数 1.4) 25部
グリセリンのポリエチレンオキサイド付加物:EG−1 220部
(リポケミカル社製)
(Example 10)
A mixture having the following composition was charged into a planetary mixer PLM-V-50V having a capacity of 50 L (manufactured by Inoue Seisakusho Co., Ltd.), the jacket was heated, and after the jacket temperature reached 60 ° C., the speed was low (rotation speed: 21 Kneading was performed at a rotation / minute, revolution speed: 14 revolutions / minute), and after 10 minutes, the speed was changed to a high speed (automatic rotation speed: 35 revolutions / minute, revolution speed: 24 revolutions / minute), and the kneading was continued.
Resin A 150 parts Quinacridone pigment: Chromophthal Jet Magenta 2BC
(Ciba Specialty Chemicals) 475 parts phthalimidomethylated 3,10-dichloroquinacridone (average number of phthalimidomethyl groups per molecule 1.4) 25 parts Polyethylene oxide adduct of glycerin: EG-1 220 parts (lipochemical) (Made by company)
その後、混練を継続し、プラネタリーミキサーの最大電流値を示してから1時間混練を経過した時点まで混練を継続し着色樹脂組成物を得た。得られた着色樹脂組成物に対してプラネタリーミキサーによる撹拌を継続しながら、5時間で総量1200部のイオン交換水を加えた。さらに、キナクリドン系顔料濃度が13.5質量%になるようにイオン交換水を撹拌しながら少量ずつ添加し、水性顔料分散液J−1を得た。
(実施例11)
実施例10で作製した水性顔料分散液J−1の18kgを、ビーズミル(浅田鉄工製ナノミルNM−G2L)にて下記条件で分散を実施し、顔料分散液J−2を得た。
Thereafter, the kneading was continued, and the kneading was continued until the kneading was continued for 1 hour after showing the maximum current value of the planetary mixer to obtain a colored resin composition. A total amount of 1200 parts of ion exchange water was added to the obtained colored resin composition in 5 hours while continuing to stir with a planetary mixer. Further, ion-exchanged water was added little by little with stirring so that the concentration of the quinacridone pigment was 13.5% by mass to obtain an aqueous pigment dispersion J-1.
(Example 11)
18 kg of the aqueous pigment dispersion J-1 produced in Example 10 was dispersed with a bead mill (Nanomill NM-G2L manufactured by Asada Tekko) under the following conditions to obtain a pigment dispersion J-2.
・分散条件
分散機 ナノミルNM−G2L(浅田鉄工製)
ビーズ φ0.3mmジルコニアビーズ
ビーズ充填量 85%
冷却水温度 10℃
回転数 2660回転/分
(ディスク周速:12.5m/sec)
送液量 200g/10秒
・ Dispersion condition disperser Nano Mill NM-G2L (Asada Tekko)
Beads φ0.3mm zirconia beads Bead filling amount 85%
Cooling water temperature 10 ℃
Number of revolutions 2660 revolutions / minute (disk peripheral speed: 12.5 m / sec)
Liquid feed amount 200g / 10 seconds
(比較例1)
EG−1をグリセリンに変更した以外は、実施例1と同様の条件で比較例1を行い、水性顔料分散液Kを得た。
(Comparative Example 1)
Comparative Example 1 was carried out under the same conditions as in Example 1 except that EG-1 was changed to glycerin, whereby an aqueous pigment dispersion K was obtained.
(比較例2)
EG−1をDEGに変更した以外は、実施例1と同様の条件で比較例2を行い、水性顔料分散液Lを得た。
(Comparative Example 2)
Comparative Example 2 was performed under the same conditions as in Example 1 except that EG-1 was changed to DEG, and an aqueous pigment dispersion L was obtained.
(比較例3)
EG−1に換えてジエチレングリコールを使用する以外は、実施例10と同様の方法で水性顔料分散液を作製し、これを水性顔料分散液M−1とした。
(比較例4)
EG−1に換えてジエチレングリコールを使用する以外は、実施例11と同様の方法で水性顔料分散液を作製し、これを水性顔料分散液M−2とした。
(Comparative Example 3)
An aqueous pigment dispersion was prepared in the same manner as in Example 10 except that diethylene glycol was used instead of EG-1, and this was designated as aqueous pigment dispersion M-1.
(Comparative Example 4)
An aqueous pigment dispersion was prepared in the same manner as in Example 11 except that diethylene glycol was used instead of EG-1, and this was designated as aqueous pigment dispersion M-2.
(参考例1)
樹脂Aを固形分濃度として50%含むメチルエチルケトン溶液100gを攪拌しながら、この溶液に市販の1モル/リットルのKOH水溶液153mlとイオン交換水47mlとの混合液を添加し、スチレンアクリル系樹脂Aを中和した。減圧下でメチルエチルケトンを留去した後イオン交換水を加え,メチルエチルケトンとの共沸にて失った水を補い固形分濃度20%の樹脂Aを含む樹脂水溶液Bを得た。
次に、容量250mlの容器に下記の組成の仕込みを行った後、ペイントシャーカー(東洋精機製作所製)を用い、以下の配合で2時間かけて分散処理を行い、キナクリドン系顔料濃度13.5質量%の水性顔料水性分散液Nを得た。
スチレンアクリル系樹脂水溶液B 10g
キナクリドン系顔料 5.4g
クロモフタールジェットマジェンタ2BC(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)
フタルイミドメチル化3,10−ジクロロキナクリドン 0.6g
(1分子あたりの平均フタルイミドメチル基数 1.4)
グリセリンのポリエチレンオキサイド付加物 4.8g
リポニックEG−1(リポケミカル社製)(水酸基価133( mgKOH/g)、分子量約1300)
イオン交換水 19.2g
ジルコニアビーズ(1.25mm径) 180g
(Reference Example 1)
While stirring 100 g of methyl ethyl ketone solution containing 50% of resin A as a solid content concentration, 153 ml of a commercially available 1 mol / liter KOH aqueous solution and 47 ml of ion-exchanged water are added to this solution, and styrene acrylic resin A is added. Neutralized. After distilling off methyl ethyl ketone under reduced pressure, ion-exchanged water was added to make up for water lost by azeotropy with methyl ethyl ketone to obtain a resin aqueous solution B containing resin A having a solid content concentration of 20%.
Next, after charging the following composition into a container with a capacity of 250 ml, a dispersion treatment was performed for 2 hours with the following composition using a paint shaker (manufactured by Toyo Seiki Seisakusho), and a quinacridone pigment concentration of 13.5 masses: % Aqueous pigment aqueous dispersion N was obtained.
Styrene acrylic resin aqueous solution B 10g
Quinacridone pigment 5.4g
Chromoval Jet Magenta 2BC (Ciba Specialty Chemicals)
0.6 g of phthalimidomethylated 3,10-dichloroquinacridone
(Average number of phthalimidomethyl groups per molecule 1.4)
Polyethylene oxide adduct of glycerin 4.8g
Liponic EG-1 (manufactured by Lipochemical) (hydroxyl value 133 (mgKOH / g), molecular weight about 1300)
Ion-exchanged water 19.2g
Zirconia beads (1.25mm diameter) 180g
(参考例2)
EG−1をジエチレングリコールに変更した以外は、参考例1と同様の条件で参考例2を行い、水性顔料分散液Oを得た。
以上の実施例、比較例で作製した水性顔料分散液の評価を以下の方法を用いて行った。
(Reference Example 2)
Reference Example 2 was carried out under the same conditions as Reference Example 1 except that EG-1 was changed to diethylene glycol, whereby an aqueous pigment dispersion O was obtained.
The aqueous pigment dispersions prepared in the above examples and comparative examples were evaluated using the following methods.
(水性顔料分散液の評価)
〔体積平均粒径〕
上述の様にして得られた実施例、比較例の水性顔料分散液について、マイクロトラックUPA150EX粒度分析計(日機装社製)でセル温度25℃にて粒径測定を実施した。その際、粒径測定サンプルとしては、各サンプルともにイオン交換水でキナクリドン系顔料濃度を12.5質量%に希釈して調製し、更にイオン交換水で500倍に希釈したものを用いた。
〔粗大粒子数〕
粗大粒子数は、AccuSizer 780 (Particle Sizing Systems, Inc.)を用いて測定した。その際、粗大粒子数測定サンプルとしては、各サンプルともにイ200〜10000倍のオン交換水を加えてキナクリドン系顔料濃度を低下させ、検出器をサンプルが毎秒1ml通過する際に、粒子径が0.5μm以上の粗大粒子のカウント数が1000から4000となるように希釈を行ったものを用いた。
粗大粒子数を測定後に希釈倍率を考慮して、キナクリドン系顔料濃度12.5%の水性顔料分散液1ml中に存在する粗大粒子数に換算した。
(Evaluation of aqueous pigment dispersion)
[Volume average particle size]
With respect to the aqueous pigment dispersions of Examples and Comparative Examples obtained as described above, the particle size was measured with a Microtrac UPA150EX particle size analyzer (manufactured by Nikkiso Co., Ltd.) at a cell temperature of 25 ° C. At that time, as the particle size measurement samples, each sample was prepared by diluting the quinacridone pigment concentration to 12.5% by mass with ion-exchanged water, and further diluting 500 times with ion-exchanged water.
[Number of coarse particles]
The number of coarse particles was measured using AccuSizer 780 (Particle Sizing Systems, Inc.). At that time, as a sample for measuring the number of coarse particles, each sample was added with 200 to 10,000 times on-exchange water to lower the concentration of the quinacridone pigment, and when the sample passed 1 ml per second through the detector, the particle size was 0. The one that was diluted so that the count number of coarse particles of 5 μm or more was 1000 to 4000 was used.
The number of coarse particles was converted into the number of coarse particles present in 1 ml of an aqueous pigment dispersion having a quinacridone pigment concentration of 12.5% in consideration of the dilution ratio after measurement.
〔インクジェット吐出特性〕
インクジェットの吐出特性の測定のために、まず実施例1〜9、比較例1、2、参考例1、2で作製した水性顔料分散液から以下の組成でインクジェット記録用水性インクを作製した。
実施例1〜9、比較例1、2、参考例1、2で作製した各水性顔料分散液を純水で希釈して、キナクリドン系顔料濃度6質量%の水性顔料分散液の希釈液を作り、該希釈液に対して以下を配合した。
水性顔料分散液の希釈液 50部
2-ピロリジノン 8部
トリエチレングリコール モノ-n-ブチルエーテル 8部
精製グリセリン 3部
サーフィノール440 (エアープロダクツ社製) 0.5部
純水 30.5部
[Inkjet ejection characteristics]
In order to measure the ejection characteristics of the inkjet, first, an aqueous ink for inkjet recording was prepared from the aqueous pigment dispersions prepared in Examples 1 to 9, Comparative Examples 1 and 2, and Reference Examples 1 and 2 with the following composition.
Each aqueous pigment dispersion prepared in Examples 1 to 9, Comparative Examples 1 and 2 and Reference Examples 1 and 2 was diluted with pure water to prepare a diluted aqueous pigment dispersion having a quinacridone pigment concentration of 6% by mass. The following was added to the diluted solution.
50 parts diluted aqueous pigment dispersion
2-pyrrolidinone 8 parts Triethylene glycol mono-n-butyl ether 8 parts Purified glycerin 3 parts Surfinol 440 (manufactured by Air Products) 0.5 parts Pure water 30.5 parts
作製した各インクジェット記録用水性インクを、インクジェットプリンター(HP社製Photosmart D5360)を用いて試験した。インクを黒色用カートリッジに充填後、試験開始時にノズルチェックテスト用パターンを印刷した。更にモノクロームモードでA4用紙1枚の340cm2の範囲に印刷濃度設定100%の印刷をした後にノズルチェックテスト用パターンを印刷し,試験前後のノズルの状態を比較し、
ノズル欠けが増加しないものを・・・・・・・・・○、
ノズル欠けが1〜5ヶ所以下増加するものを・・・△、
ノズル欠けが6ヶ所以上増加するものを・・・・・×
として評価した。
Each produced water-based ink for inkjet recording was tested using the inkjet printer (Photosmart D5360 by HP company). After filling the black cartridge with ink, a nozzle check test pattern was printed at the start of the test. Furthermore, after printing 100% of the print density setting in a range of 340 cm 2 on one A4 sheet in monochrome mode, a nozzle check test pattern is printed, and the state of the nozzle before and after the test is compared.
No nozzle chip increases ...
Nozzle increase in 1-5 points or less ... △,
With nozzle missing increased by 6 or more points ×
As evaluated.
〔保存安定性〕
保存安定性については、実施例、比較例、参考例で作製した水性顔料分散液を60℃条件下で保管して評価した。試験開始前の初期の粒径と試験開始6週間後の粒径との変化量が
10%以下のものを・・・・○、
11〜20%のものを・・・△、
21%以上のものを・・・・×
とした。上記の結果を表1に示す。
[Storage stability]
The storage stability was evaluated by storing the aqueous pigment dispersions prepared in Examples, Comparative Examples, and Reference Examples under 60 ° C. conditions. The amount of change between the initial particle size before the start of the test and the particle size after 6 weeks from the start of the test is 10% or less.
From 11 to 20% ... △,
21% or more
It was. The results are shown in Table 1.
実施例1〜9と比較例1、2の比較から明らかなように、混練工程における水溶性有機溶剤として、グリセリンのポリオキシアルキレン付加物を用いることにより、水性顔料分散液中の粗大粒子数が減少している。また、実施例1〜7と実施例8,9の比較から、顔料分散液中の粗大粒子数を少なく、かつ体積平均粒径を小さくするためには、顔料誘導体の添加が必要であるとことが分かる。また実施例10と実施例11との比較から、本発明の製造方法における混合工程の後に、さらに分散処理を行う工程を付け加えても、体積平均粒径や粗大粒子数がさらに大きく減少することはなく、混乱工程のみで十分に体積平均粒径や粗大粒子の低減が達成されていることが分かる。一方比較例3と比較例4から分かるように、たとえ混練工程を用いて製造を行っても、混練工程において本願で使用したグリセリンのポリオキシアルキレン付加物を用いない場合には、粗大粒子が十分には低減されない。このような場合には、混練工程の後に引き続き、メディアを用いた分散機による分散処理を行ったとしても、粗大粒子の数は若干は減少はするものの、大きく低減することはなく、むしろグリセリンのポリオキシアルキレン付加物を混練工程の最初から使用した方が、たとえ分散処理を行わなくても、はるかに良好な粗大粒子の低減を実現することができる。
さらに参考例から明らかなように、ペイントコンディショナーにより水性顔料分散液を作製した場合は、混練工程を用いて水性顔料分散液を作製した場合よりも粗大粒子数及び体積平均粒径ともに非常に大きな値となる。そして、この時は、グリセリンのポリオキシアルキレン付加物を添加しても、それらの値が改善されることはない。また粗大粒子数及び体積平均粒径が大きい値を示す顔料分散液については、分散液の保存安定性及びインクの吐出安定性が悪いことが分かる。以上のように、キナクリドン系顔料の分散において、水溶性有機溶剤としてグリセリンのポリオキシアルキレン付加物を用い、顔料誘導体を添加し混練処方をとることにより、分散装置を用いた従来の分散工程がなくても、混練工程で作製した顔料分散体に水性媒体を添加、混合、必要に応じて撹拌を行って混合する混合工程を経るだけで分散不良の粗大粒子の大幅な減少を達成した水性顔料分散液を製造することができる。その結果、顔料が安定に分散し、良好な分散状態が長期保存においても維持され、優れた水性顔料分散液とインクジェット記録用水性インクを得ることができるとともに、製造に要する時間が短く、製造効率が高い水性顔料分散液の製造方法の提供を実現した。
As is clear from the comparison between Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 and 2, the use of a polyoxyalkylene adduct of glycerin as the water-soluble organic solvent in the kneading step allows the number of coarse particles in the aqueous pigment dispersion to be increased. is decreasing. Further, from comparison between Examples 1 to 7 and Examples 8 and 9, it is necessary to add a pigment derivative in order to reduce the number of coarse particles in the pigment dispersion and reduce the volume average particle size. I understand. Further, from the comparison between Example 10 and Example 11, even if a step of further dispersing treatment is added after the mixing step in the production method of the present invention, the volume average particle size and the number of coarse particles are further reduced greatly. In addition, it can be seen that the volume average particle size and coarse particles are sufficiently reduced only by the disruption process. On the other hand, as can be seen from Comparative Example 3 and Comparative Example 4, even if the kneading process is used, coarse particles are sufficient if the polyoxyalkylene adduct of glycerin used in the present application is not used in the kneading process. It is not reduced. In such a case, even after the kneading step, the dispersion process using a disperser using a medium is performed, but the number of coarse particles is slightly reduced, but not greatly reduced. If the polyoxyalkylene adduct is used from the beginning of the kneading step, a much better reduction in coarse particles can be achieved even if no dispersion treatment is performed.
Further, as is clear from the reference examples, when the aqueous pigment dispersion was prepared with a paint conditioner, both the number of coarse particles and the volume average particle size were much larger than when the aqueous pigment dispersion was prepared using a kneading step. It becomes. And at this time, even if it adds the polyoxyalkylene adduct of glycerol, those values are not improved. It can also be seen that the pigment dispersion having a large number of coarse particles and a large volume average particle diameter has poor storage stability and ink ejection stability. As described above, in the dispersion of quinacridone pigments, there is no conventional dispersion process using a dispersion device by using a polyoxyalkylene adduct of glycerin as a water-soluble organic solvent, adding a pigment derivative and taking a kneading prescription. However, an aqueous pigment dispersion that achieves a significant reduction in coarse particles with poor dispersion just by passing through a mixing step in which an aqueous medium is added to the pigment dispersion prepared in the kneading step, mixed, and stirred if necessary. A liquid can be produced. As a result, the pigment is stably dispersed, a good dispersion state is maintained even during long-term storage, and an excellent aqueous pigment dispersion and an aqueous ink for inkjet recording can be obtained. Provided a method for producing an aqueous pigment dispersion having a high water content.
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