JP2013006890A - Water pigment dispersion for inkjet recording, water based ink for inkjet recording and method of manufacturing water pigment dispersion for inkjet recording - Google Patents

Water pigment dispersion for inkjet recording, water based ink for inkjet recording and method of manufacturing water pigment dispersion for inkjet recording Download PDF

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PROBLEM TO BE SOLVED: To provide water based ink for inkjet recording which uses carbon black in which the number of coarse particles in a water pigment dispersion or the water based ink for inkjet recording is remarkably reduced and the discharge stability of the water based inke for inkjet recording is improved and to provide the water pigment dispersion for inkjet recording.SOLUTION: The water pigment dispersion for inkjet is prepared by mixing and stirring a pigment dispersion containing carbon black and a copolymer having an anion group and solid at normal temperature with a water based medium, wherein the ash content in the carbon black is ≤1.0 mass% and the ratio A/B of DBP oil absorption A (ml/100g) to BET specific surface area B (m/g) is ≤0.75.

Description

本発明は、カーボンブラックを用いたインクジェット記録用水性顔料分散液、インクジェット記録用水性インク、及び該水性インクジェット記録用水性顔料分散液の製造方法に関する。   The present invention relates to an aqueous pigment dispersion for inkjet recording, an aqueous ink for inkjet recording, and a method for producing the aqueous pigment dispersion for aqueous inkjet recording using carbon black.

インクジェット記録用水性インクは油性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、大幅に低減できるという優れた特徴を有していることから、産業用途以外のインクジェット記録用インクの主流となっている。
また従来、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。しかし染料の使用に対しては、従来より画像の耐水性、耐光性に劣るという問題があった。さらに昨今優れた耐水性、耐光性、長期における画質安定性が家庭用にも求められるようになり、各用途において、染料から顔料への着色剤の転換が活発に図られている。顔料を用いたインクは優れた耐水性、耐光性を期待できるが、一方、顔料の粗大粒子の残存、凝集の発生から、沈降に伴うノズル目詰まりが発生しやすい。そこで、高分子系の分散剤を用いて顔料を水性媒体中に分散させる方法が種々検討され、例えば、顔料及び高分子分散剤、湿潤剤と、塩基性化合物を含有する固形分比の高い混合物の混練を行う混練工程を導入して顔料を分散させることが行われている(特許文献1参照)。該工程においては、顔料の解砕による微粒子化と、微粒子化された顔料表面の樹脂被覆による凝集防止を行って、分散安定性の向上及び粗大粒子数の低減が図られている。
Water-based ink for ink-jet recording has excellent characteristics such as oil-based inks that have no fire hazard and mutagenic toxicity, and can be greatly reduced. Has become the mainstream.
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 little nozzle clogging, has good color development, and enables high-quality printing. . However, there has been a problem that the use of dyes is inferior in water resistance and light resistance of images. Furthermore, recently, excellent water resistance, light resistance and long-term image quality stability have been demanded for home use, and in each application, conversion of colorants from dyes to pigments has been actively promoted. The ink using the pigment can be expected to have excellent water resistance and light resistance, but on the other hand, nozzle clogging due to sedimentation is likely to occur due to the remaining coarse particles of the pigment and the occurrence of aggregation. Therefore, various methods for dispersing a pigment in an aqueous medium using a polymer-based dispersant have been studied. For example, a mixture containing a pigment, a polymer dispersant, a wetting agent, and a basic compound and having a high solid content ratio. The pigment is dispersed by introducing a kneading step for kneading (see Patent Document 1). In this step, the dispersion is improved and the number of coarse particles is reduced by making the particles fine by pulverizing the pigment and preventing aggregation by coating the resin on the surface of the finely divided pigment.

現在インクジェット記録法は、従来の印刷法が用いられてきた印刷分野を徐々に置き換えつつある途上であり、その過程でインクジェット記録による連続印刷特性(吐出安定性)、高速印刷特性の向上がますます重要になっている。特にインク中に存在する粗大粒子は、インク流路の閉塞等を引き起こす原因となるため、分散安定性の向上と共に、吐出安定性を向上させるための粗大粒子数の低減が極めて重要となってきている。中でもテキスト印刷に用いられるブラック色インクは、カラーインクと比べて使用される量が格段に多く、インク流路閉塞等の問題は製品の致命的な欠陥になる。ブラック色インクの色材には主にカーボンブラックが用いられているため、カーボンブラックを使用したインクジェット記録用水性インク、及び該水性インクの製造に使用されるインクジェット記録用水性顔料分散液について、粗大粒子を低減する試みが種々行われている。
例えば、粒径0.6μm以上のカーボンブラックの全カーボンブラックに対する比率が20%以下である記録液が検討されているが(特許文献2参照)、実施例ではカーボンブラック原料の粉砕処理のみで微細化をはかっており、カーボンブラックの粗大粒子数は充分に低減されていない。
また、粒子径0.5μm以上の粗大粒子数が100万個/5μL以下であることを特徴とするインクジェット記録用顔料分散液が検討されているが(特許文献3参照)、使用されている手法はビーズを使用した分散手法のみであり、カーボンブラック表面の樹脂による被覆が充分に行われていない可能性があり、また実際に分散安定性に課題がある。
メディアを用いた分散装置で長時間分散することにより、インクジェット記録用インクの顔料粒子は微細化され、分散粒径は小さくなる。このため粗大粒子数を低減させることができる。しかし、カーボンブラックを被覆するべき分散樹脂は上記長時間の分散で水性媒体中に遊離しやすくなる。このため、粘度上昇や顔料凝集が発生しやすくなり分散安定性が低下しやすい。
一方カーボンブラックについては、インクジェット記録用水性インクに要求される様々な特性に適合した、種々の化学的特性、物理的、形状的特性を有するカーボンブラックが使用されている。しかし粗大粒子数の低減を課題とした場合、その課題解決の観点から原料であるカーボンブラックの選択について、必ずしも充分な検討が行われているわけではない。特に常温で固形の顔料分散体を作製後、該顔料分散体を水性媒体に分散して作製されるインクジェット記録用水性顔料分散液や、該水性顔料分散液から作製されるインクジェット記録用水性インクに対しては、粗大粒子の抑制に効果のあるカーボンブラックの選定について、従来充分な検討がなされて来ていなかった。
例えばカーボンブラックの灰分については、灰分が0.05重量%以下のカーボンブラックを記録液に使用して、加熱型インクジェットプリンターの加熱手段である電極板上の不純物の析出を低減することが検討されているが(特許文献4参照)、記録液中の粗大粒子数との関係については全く検討されていない。
あるいはDBP吸油量とBET比表面積については、(BET比表面積(m/g)/DBP吸油量(ml/100g))の値が0.3〜2.5のカーボンブラックを用いて、OD値に優れたブラックインク組成物を作製することが検討されているが(特許文献5参照)、該インク組成物中の粗大粒子数との関係については全く検討されていない。
しかも、引用文献4、5に記載されたインクは、いずれもビーズミルを用いた分散装置によって製造されており、本願発明におけるインクジェット記録用水性顔料分散液及びインクジェット記録用水性インクのように、カーボンブラックとアニオン性基を有する樹脂を含有する常温で固形の顔料分散体を使用し、これを経て製造されたものではない。
このようにカーボンブラックの物性値が、それらカーボンブラックを水性媒体中に分散させて製造するインクジェット記録用水性顔料分散液や、インクジェット記録用水性インク中の粗大粒子数と関連付けて検討されることはこれまでにほとんどないことであった。まして常温で固形の顔料分散体の製造を経て作製されるインクジェット記録用水性顔料分散液やインクについては、粗大粒子数の低減を目的とした検討がほとんど行われてきていない。
Currently, the inkjet recording method is in the process of gradually replacing the printing field where conventional printing methods have been used, and in the process, continuous printing characteristics (ejection stability) and high-speed printing characteristics will be improved. It has become important. In particular, the coarse particles present in the ink cause clogging of the ink flow path, etc. Therefore, it is extremely important to improve the dispersion stability and reduce the number of coarse particles to improve the ejection stability. Yes. Above all, the amount of black ink used for text printing is much larger than that of color ink, and problems such as ink channel blockage become fatal defects in the product. Since carbon black is mainly used as the color material for black ink, the water-based ink for ink-jet recording using carbon black and the water-based pigment dispersion for ink-jet recording used for the production of the water-based ink are coarse. Various attempts have been made to reduce particles.
For example, a recording liquid in which the ratio of carbon black having a particle size of 0.6 μm or more to the total carbon black is 20% or less has been studied (see Patent Document 2). The number of coarse particles of carbon black is not sufficiently reduced.
In addition, a pigment dispersion for ink-jet recording characterized in that the number of coarse particles having a particle diameter of 0.5 μm or more is 1,000,000 / 5 μL or less has been studied (see Patent Document 3). Is only a dispersion method using beads, the carbon black surface may not be sufficiently coated with a resin, and there is a problem in dispersion stability in practice.
By dispersing for a long time with a dispersing device using media, the pigment particles of the ink for ink jet recording are miniaturized and the dispersed particle size is reduced. For this reason, the number of coarse particles can be reduced. However, the dispersion resin to be coated with carbon black tends to be released into the aqueous medium by the long-time dispersion. For this reason, viscosity increase and pigment aggregation tend to occur, and dispersion stability tends to decrease.
On the other hand, as for carbon black, carbon black having various chemical properties, physical properties, and shape properties suitable for various properties required for water-based ink for ink jet recording is used. However, when reducing the number of coarse particles is a problem, sufficient consideration has not necessarily been made on the selection of carbon black as a raw material from the viewpoint of solving the problem. In particular, an aqueous pigment dispersion for ink-jet recording prepared by dispersing a pigment dispersion that is solid at room temperature and then dispersing the pigment dispersion in an aqueous medium, or an aqueous ink for ink-jet recording prepared from the aqueous pigment dispersion. In contrast, selection of carbon black that is effective in suppressing coarse particles has not been sufficiently studied.
For example, with regard to the ash content of carbon black, the use of carbon black having an ash content of 0.05% by weight or less as a recording liquid is considered to reduce the precipitation of impurities on the electrode plate, which is a heating means of a heating type ink jet printer. However, the relationship with the number of coarse particles in the recording liquid has not been studied at all.
Or about DBP oil absorption and BET specific surface area, the value of (BET specific surface area (m < 2 > / g) / DBP oil absorption (ml / 100g)) is 0.3-2.5, and OD value is used. However, the relationship with the number of coarse particles in the ink composition has not been studied at all.
In addition, the inks described in the cited documents 4 and 5 are all manufactured by a dispersing device using a bead mill, and carbon black, like the aqueous pigment dispersion for inkjet recording and the aqueous ink for inkjet recording in the present invention, is used. And a pigment dispersion which is solid at room temperature containing a resin having an anionic group, and is not produced through this.
Thus, the physical property values of carbon black are considered in relation to the number of coarse particles in an aqueous pigment dispersion for ink jet recording produced by dispersing these carbon blacks in an aqueous medium and the aqueous ink for ink jet recording. It has never been done before. In addition, with respect to an aqueous pigment dispersion for ink-jet recording and ink prepared by producing a solid pigment dispersion at room temperature, little studies have been made for the purpose of reducing the number of coarse particles.

特開2002−350377JP2002-350377 特開平8−151546JP-A-8-151546 特開2010−261028JP 2010-261028 特開平10−081842JP-A-10-081842 特開2007−056168JP2007-056168

水性顔料分散液中の粗大粒子数が多くなると、該粗大粒子は特定の濾過工程や遠心分離工程を経ない限り、最終製品であるインクジェット記録用水性インクに混入するため、該水性インクをインクジェットプリンターに適用した際に、著しい特性低下を引き起こす。粗大粒子数が多くなると、インクジェット記録用水性インクを調整しインクジェット印刷機で印刷する際、インク流路の閉塞等を引き起こす可能性がある。特にサーマルジェット方式のインクジェット記録に適用すると、粗大粒子がヒーター上で凝集析出し、ヒーター機能を低下させる。あるいはこのように析出した析出物によりノズル部が閉塞する可能性もある。仮にインクジェット記録用水性インクのインク化工程において、濾過や遠心分離でこれら粗大粒子を除去することが可能であるにしても、粗大粒子のみを選択的に除去するのは困難な上、それら粗大粒子の除去に費やされる工程には、含有される粗大粒子数が多くなればなるほど費やされる時間が多くなるため、著しい生産効率の低下、製造収率の低下をきたすことになる。
本発明が解決しようとする課題は、カーボンブラックを使用したインクジェット記録用水性インク、及び該水性インクを製造するためのインクジェット記録用水性顔料分散液であって、それら水性顔料分散液やインクジェット記録用水性インク中の粗大粒子数が大幅に低減され、インクジェット記録用水性インクの保存安定性及び
吐出安定性が向上するとともに、該水性インクを製造するための生産効率、製造収率を顕著に向上させることが可能なインクジェット記録用水性インク、及びインクジェット記録用水性顔料分散液、ならびに該インクジェット記録用水性顔料分散液の製造方法を提供することである。
When the number of coarse particles in the aqueous pigment dispersion increases, the coarse particles are mixed into the final product, the aqueous ink for inkjet recording, unless the specific filtration step or centrifugal separation step is performed. When applied to, it causes a significant deterioration in properties. When the number of coarse particles increases, there is a possibility that the ink flow path may be blocked when the water-based ink for inkjet recording is adjusted and printed by the inkjet printer. In particular, when applied to thermal jet ink jet recording, coarse particles agglomerate and precipitate on the heater, degrading the heater function. Alternatively, there is a possibility that the nozzle portion is clogged by the precipitate thus deposited. Even if it is possible to remove these coarse particles by filtration or centrifugation in the ink-making process of the water-based ink for inkjet recording, it is difficult to selectively remove only the coarse particles, and these coarse particles As the number of coarse particles contained increases, the time spent for the removal of the process increases the time required for the removal, resulting in a significant reduction in production efficiency and production yield.
The problem to be solved by the present invention is a water-based ink for ink-jet recording using carbon black, and a water-based pigment dispersion for ink-jet recording for producing the water-based ink. The number of coarse particles in the water-based ink is greatly reduced, the storage stability and ejection stability of the water-based ink for inkjet recording are improved, and the production efficiency and production yield for producing the water-based ink are remarkably improved. It is to provide a water-based ink for inkjet recording, an aqueous pigment dispersion for inkjet recording, and a method for producing the aqueous pigment dispersion for inkjet recording.

発明者らはカーボンブラック及びアニオン性基を有する共重合体を含む混合物を混練して顔料分散体を作製し、該顔料分散体を水性媒体中に混合、撹拌してインクジェット記録用水性顔料分散液を製造するに際し、化学的特性と物理的、形状的特性の相違する種々のカーボンブラックを使用して検討を行った結果、本発明を見出した。
すなわち、本発明は、カーボンブラック、及びアニオン性基を有する共重合体を含有する常温で固形の顔料分散体を水性媒体中に混合、撹拌してなるインクジェット記録用水性顔料分散液であって、前記カーボンブラックの灰分が1.0質量%以下、かつDBP吸油量A(ml/100g)とBET比表面積B(m/g)との比A/Bが0.75以下であることを特徴とするインクジェット記録用水性顔料分散液、及び該インクジェット記録用水性顔料分散液を含有するインクジェット記録用インク組成物を提供する。
本発明はまた、カーボンブラック、及びアニオン性基を有する共重合体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混練工程と、前記顔料分散体を水性媒体中に混合、撹拌する混合工程を有し、前記カーボンブラックの灰分が1.0質量%以下、かつDBP吸油量A(ml/100g)とBET比表面積B(m/g)との比A/Bが0.75以下であることを特徴とするインクジェット記録用水性顔料分散液の製造方法を提供する。
The inventors knead a mixture containing carbon black and a copolymer having an anionic group to prepare a pigment dispersion, and the pigment dispersion is mixed in an aqueous medium and stirred to obtain an aqueous pigment dispersion for inkjet recording. As a result of studying various carbon blacks having different chemical characteristics and physical and shape characteristics, the present invention was found.
That is, the present invention is an aqueous pigment dispersion for inkjet recording obtained by mixing and stirring a solid pigment dispersion containing carbon black and a copolymer having an anionic group in an aqueous medium, The ash content of the carbon black is 1.0% by mass or less, and the ratio A / B between the DBP oil absorption amount A (ml / 100 g) and the BET specific surface area B (m 2 / g) is 0.75 or less. An aqueous pigment dispersion for inkjet recording, and an ink composition for inkjet recording containing the aqueous pigment dispersion for inkjet recording are provided.
The present invention also includes a kneading step of kneading a mixture containing carbon black and a copolymer having an anionic group to produce a solid pigment dispersion at room temperature, and mixing the pigment dispersion in an aqueous medium. The carbon black has an ash content of 1.0% by mass or less, and the ratio A / B between the DBP oil absorption A (ml / 100 g) and the BET specific surface area B (m 2 / g) is 0. The manufacturing method of the aqueous | water-based pigment dispersion for inkjet recording characterized by being below .75 is provided.

本発明で述べた灰分と、DBP吸油量A(ml/100g)と比表面積B(m/g)との比A/Bを基準としてカーボンブラックを予め選定した後、本発明で述べた混練工程を有する製造製法にてインクジェット記録用水性顔料分散液の製造を行うことにより、粘度上昇などの品質低下を伴うことなく粗大粒子数の少ない水性顔料分散液、及びインクジェット記録用インク組成物を得ることが可能となり、生産効率、製造収率を格段に向上させることが可能である。 Carbon black is selected in advance based on the ash content described in the present invention and the ratio A / B between the DBP oil absorption A (ml / 100 g) and the specific surface area B (m 2 / g), and then the kneading described in the present invention. By producing a water-based pigment dispersion for inkjet recording by a production process having a process, an aqueous pigment dispersion having a small number of coarse particles and an ink composition for ink-jet recording are obtained without accompanying a quality decrease such as an increase in viscosity. Therefore, production efficiency and production yield can be remarkably improved.

本発明のインクジェット記録用水性顔料分散液は、カーボンブラック、及びアニオン性基を有する共重合体を含有する常温で固形の顔料分散体を、水性媒体中に混合、撹拌して製造され、水性顔料分散液中の粒子径0.5μm以上の粒子数を大幅に低減することが可能である。このためインクジェット記録用インク組成物を作製したときに、長期の保存後も粗大粒子の沈降が発生する可能性が極めて低く、かつ長時間の連続吐出を行ってもノズル目詰まりを発生する危険性が低い。さらに本発明のインクジェット記録用水性顔料分散液の製造方法は、カーボンブラック、及びアニオン性基を有する共重合体を含有する混合物を混練し、常温で固形の顔料分散体を作製する混練工程と、前記顔料分散体を水性媒体中に混合、撹拌する混合工程を有し、水性顔料分散液中の粒径0.5μm以上の粗大粒子数を極めて短時間に効率よく低減出来る。このため、該水性顔料分散液からインクジェット記録用水性インク組成物を高い収率と生産効率で作製することが可能である。   The aqueous pigment dispersion for ink-jet recording of the present invention is produced by mixing and stirring a solid pigment dispersion containing carbon black and a copolymer having an anionic group in an aqueous medium. It is possible to greatly reduce the number of particles having a particle size of 0.5 μm or more in the dispersion. For this reason, when an ink composition for ink jet recording is prepared, there is very little possibility that coarse particles will settle even after long-term storage, and there is a risk of nozzle clogging even if continuous ejection is performed for a long time. Is low. Furthermore, the method for producing an aqueous pigment dispersion for inkjet recording of the present invention comprises a kneading step of kneading a mixture containing carbon black and a copolymer having an anionic group to produce a solid pigment dispersion at room temperature, It has a mixing step of mixing and stirring the pigment dispersion in an aqueous medium, and the number of coarse particles having a particle diameter of 0.5 μm or more in the aqueous pigment dispersion can be efficiently reduced in a very short time. Therefore, it is possible to produce an aqueous ink composition for ink jet recording from the aqueous pigment dispersion with high yield and production efficiency.

実施例、比較例で作製した水性顔料分散液におけるDBP吸油量A(ml/100g)とBET比表面積B(m/g)との比A/Bに対して、0.5μm以上の粗大粒子数をプロットした図である。Coarse particles of 0.5 μm or more with respect to the ratio A / B of the DBP oil absorption A (ml / 100 g) and the BET specific surface area B (m 2 / g) in the aqueous pigment dispersions prepared in Examples and Comparative Examples It is the figure which plotted the number.

以下に本発明の製造方法に用いる各種原材料について詳細な説明を行い、さらにそれら原材料を用いた製造方法について詳細な説明を行う。   Hereinafter, various raw materials used in the production method of the present invention will be described in detail, and further, a production method using these raw materials will be described in detail.

本発明のインクジェット記録用水性顔料分散液は、特定の性能を有するカーボンブラック、及びアニオン性基を有する共重合体を含有する常温で固形の顔料分散体を水性媒体中に混合、撹拌して製造されるインクジェット記録用水性顔料分散液である。
以下本発明で使用するカーボンブラックの特徴を記載する。
本発明で使用するカーボンブラックは灰分が1.0質量%以下、かつDBP吸油量A(ml/100g)とBET比表面積B(m/g)との比A/Bが0.75以下であることを特徴とする。
The aqueous pigment dispersion for inkjet recording of the present invention is produced by mixing a solid pigment dispersion at room temperature containing carbon black having specific performance and a copolymer having an anionic group in an aqueous medium and stirring. An aqueous pigment dispersion for inkjet recording.
The characteristics of the carbon black used in the present invention will be described below.
The carbon black used in the present invention has an ash content of 1.0% by mass or less, and a ratio A / B of DBP oil absorption A (ml / 100 g) to BET specific surface area B (m 2 / g) is 0.75 or less. It is characterized by being.

本発明において使用するカーボンブラックの灰分は1.0質量%以下であり、0.2質量%以下であることがより好ましい。カーボンブラックの灰分が1.0質量%を超えた場合、カーボンブラック、及びアニオン性基を有する共重合体を含有する常温で固形の顔料分散体を、水性媒体中に混合、撹拌して作製した水性顔料分散液中には、粒径0.5μm以上のカーボンブラック粒子が多く含有される傾向にある。このようにカーボンブラック中の灰分の含有量が、インクジェット記録用水性顔料分散液中の粗大粒子数に影響を及ぼす理由は、必ずしも明らかではない。通常カーボンブラック及びアニオン性基を有する共重合体を含有する混合物を混練する工程においては、カーボンブラックの粗粒が解砕され、かつ微細粒子となったカーボンブラック表面の共重合体樹脂による被覆が進行するが、カーボンブラック表面の灰分が、表面の良好な樹脂被覆に影響を与え、被覆不十分となった顔料表面同士で凝集し合い、以後の製造工程において粗大粒子となることが考えられる。また顔料表面に顔料粒子とは別に存在する灰分が、顔料粒子を結着させる接着剤として機能して、粗大粒子を形成させやすくすることも考えられる。
なお、本発明における灰分の測定値としては、JIS K6128−2に準拠した方法で測定した値を使用する。
The ash content of the carbon black used in the present invention is 1.0% by mass or less, and more preferably 0.2% by mass or less. When the ash content of carbon black exceeded 1.0% by mass, a solid pigment dispersion containing carbon black and a copolymer having an anionic group at room temperature was mixed and stirred in an aqueous medium. The aqueous pigment dispersion tends to contain many carbon black particles having a particle size of 0.5 μm or more. The reason why the ash content in the carbon black thus affects the number of coarse particles in the aqueous pigment dispersion for inkjet recording is not necessarily clear. Usually, in the step of kneading the mixture containing carbon black and a copolymer having an anionic group, the coarse particles of carbon black are crushed and the surface of carbon black that has become fine particles is coated with a copolymer resin. Although it progresses, it is considered that the ash content on the surface of the carbon black has an influence on the resin coating on the surface, and aggregates on the pigment surfaces where the coating is insufficient, resulting in coarse particles in the subsequent manufacturing process. It is also conceivable that the ash present separately from the pigment particles on the surface of the pigment functions as an adhesive that binds the pigment particles to facilitate the formation of coarse particles.
In addition, as a measured value of the ash content in this invention, the value measured by the method based on JISK6128-2 is used.

本発明において使用するカーボンブラックにおいては、DBP吸油量A(ml/100g)とBET比表面積B(m/g)との比A/Bが0.75以下であるが、0.5以下であることがより好ましい。カーボンブラックのDBP吸油量A(ml/100g)と、BET比表面積B(m/g)とのそれぞれの値には特に制限はないが、DBP吸油量としては、通常40ml/100g以上が好ましく、60〜200ml/100gがより好ましく、80〜150ml/100gがさらに好ましい。またBET比表面積B(m/g)は通常30m/g以上のものが好ましく使用されるが、50〜700m/gのものを使用することがより好ましく、100〜600m/gのものの使用がさらに好ましい。
上記A/Bの値がインクジェット記録用水性顔料分散液、またはインクジェット記録用水性インク中の粗大粒子数に影響を及ぼす理由は必ずしも明らかではない。しかし、DBP吸油量が主にストラクチャー構造に関係しているため、DBP吸油量をBET比表面積あたりの数値として算出したA/Bは、ストラクチャーの形成による網目状の構造の発達状態を、それを構成しているカーボンブラックの粒子径にあまり影響を受けることなく表現していると考えられる。カーボンブラックと共重合樹脂を含有した混合物を混練して、常温で固形の顔料分散体を製造する混練工程においては、高い剪断力下でカーボンブラック同士が接近し加圧されるため、ストラクチャー構造を持つカーボンブラック同士の絡み合いが促進されるため、粒子同士がほぐれにくくなる。その結果、カーボンブラックの粗粒が解砕されにくい状況に陥り、カーボンブラック表面が共重合体樹脂によって充分に被覆されることなく、凝集して粗大粒子となることが考えられる。
なお本発明においてDBP吸油量はJIS K6217−4に準拠した方法で測定した値を使用し、BET比表面積はJIS K6217−2に準拠した方法で測定した値を使用する。
In the carbon black used in the present invention, the ratio A / B between the DBP oil absorption amount A (ml / 100 g) and the BET specific surface area B (m 2 / g) is 0.75 or less, but 0.5 or less. More preferably. Each value of DBP oil absorption A (ml / 100 g) and BET specific surface area B (m 2 / g) of carbon black is not particularly limited, but the DBP oil absorption is usually preferably 40 ml / 100 g or more. 60 to 200 ml / 100 g is more preferable, and 80 to 150 ml / 100 g is more preferable. Although the BET specific surface area B (m 2 / g) is of conventional 30 m 2 / g or more are preferably used, it is more preferable to use those 50~700m 2 / g, the 100~600m 2 / g More preferred is the use of
The reason why the A / B value affects the number of coarse particles in the aqueous pigment dispersion for inkjet recording or the aqueous ink for inkjet recording is not necessarily clear. However, since the DBP oil absorption is mainly related to the structure structure, the A / B calculated as the DBP oil absorption per unit BET specific surface area is the development of the network structure due to the formation of the structure. It is thought that the expression is made without being influenced so much by the particle size of the carbon black that is composed. In a kneading process in which a mixture containing carbon black and a copolymer resin is kneaded to produce a solid pigment dispersion at room temperature, the carbon black approaches and pressurizes under a high shearing force. Since the entanglement between the carbon blacks is promoted, the particles are not easily loosened. As a result, it is considered that the coarse particles of carbon black fall into a state where it is difficult to be crushed, and the carbon black surface is not sufficiently covered with the copolymer resin and aggregates into coarse particles.
In addition, in this invention, the value measured by the method based on JISK6217-4 is used for DBP oil absorption, and the value measured by the method based on JISK6217-2 is used for BET specific surface area.

カーボンブラックの一次粒子径は、通常60nm以下が好ましく、より好ましくは40nm以下、さらに好ましくは20nm以下である。一次粒子径が60nm未満のカーボンブラックを使用すると、分散液の保存安定性を良好に維持できる傾向がある。一方カーボンブラックの一次粒子径は5nm以上であることが好ましい。一次粒子径が5nm未満となると水性分散体中への分散が困難となる傾向がある。一次粒子径は電子顕微鏡写真から画像処理により粒子径を実測した値30個の算術平均径を用いて示される。
また、カーボンブラックのpHは、3〜11が好ましく、6〜9がより好ましい。揮発分及びpHが上記の範囲内のカーボンブラックを使用すると、分散液の保存安定性を良好に維持できる傾向がある。ここでpHは旧JIS規格 JIS K6221に準拠した方法で測定した値を使用する。
The primary particle size of carbon black is usually preferably 60 nm or less, more preferably 40 nm or less, and still more preferably 20 nm or less. When carbon black having a primary particle size of less than 60 nm is used, the storage stability of the dispersion tends to be maintained well. On the other hand, the primary particle diameter of carbon black is preferably 5 nm or more. When the primary particle diameter is less than 5 nm, dispersion in an aqueous dispersion tends to be difficult. The primary particle diameter is indicated using an arithmetic average diameter of 30 values obtained by actually measuring the particle diameter by image processing from an electron micrograph.
Moreover, 3-11 are preferable and, as for pH of carbon black, 6-9 are more preferable. When carbon black having a volatile content and pH within the above ranges is used, the storage stability of the dispersion tends to be maintained well. Here, pH is a value measured by a method based on the old JIS standard JIS K6221.

本発明でインクジェット記録用水性顔料分散液及び、インクジェット記録用水性インクに使用される顔料分散体は、上記特性を有するカーボンブラックとアニオン性基を有する樹脂を含有する。   The pigment dispersion used in the aqueous pigment dispersion for inkjet recording and the aqueous ink for inkjet recording in the present invention contains carbon black having the above characteristics and a resin having an anionic group.

本発明で使用するアニオン性基を有する樹脂は、カーボンブラックを添加して行う混練工程において、カーボンブラック表面への良好な吸着と被覆を行うものが好ましく、混合工程後は水性媒体中で安定した顔料表面の被覆を維持し、かつ塩基性化合物で酸基が中和されて安定した水分散性を有することが好ましい。このために酸価50〜300mgKOH/gのものを使用することが好ましい。酸価が50mgKOH/gより小さいと、親水性が小さくなり、顔料の分散安定性が低下する傾向がある。一方、酸価が300mgKOH/gより大きいと、顔料の凝集が発生し易くなり、また本分散液を用いたインクジェット記録用水性インクの画像耐水性が低下する傾向がある。樹脂の酸価の値としては、60〜250mgKOH/gがより好ましく、70〜200mgKOH/gの範囲であることがさらに好ましい。   The resin having an anionic group used in the present invention is preferably one that performs good adsorption and coating on the surface of carbon black in the kneading step performed by adding carbon black, and is stable in an aqueous medium after the mixing step. It is preferable to maintain the pigment surface coating and to have a stable water dispersibility by neutralizing the acid group with a basic compound. Therefore, it is preferable to use an acid value of 50 to 300 mgKOH / g. When the acid value is less than 50 mgKOH / g, the hydrophilicity is decreased and the dispersion stability of the pigment tends to be lowered. On the other hand, if the acid value is greater than 300 mgKOH / g, pigment aggregation tends to occur, and the water resistance of the water-based ink for inkjet recording using this dispersion tends to decrease. The acid value of the resin is more preferably 60 to 250 mgKOH / g, and still more preferably 70 to 200 mgKOH / g.

本発明で使用するアニオン性基を有する樹脂の重量平均分子量は7500から40000の範囲内にあることが好ましく、7500から30000の範囲内にあることがより好ましい。中でも、10000〜25000の範囲内にあることが特に好ましい。重量平均分子量が7500未満であると、インクジェット記録用水性顔料分散液の保存安定性が悪くなる傾向にあり、顔料の凝集などによる沈降が発生する場合がある。一方、アニオン性基を有する樹脂の重量平均分子量が40000を超えると、これを用いたインクジェット記録用水性顔料分散液から調製したインク組成物の粘度が高くなって、インクの吐出安定性が不安定になる傾向にある。なお、本発明で使用するスチレン系樹脂の重量平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラム(GPC)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。   The weight average molecular weight of the resin having an anionic group used in the present invention is preferably in the range of 7500 to 40000, and more preferably in the range of 7500 to 30000. Especially, it is especially preferable that it exists in the range of 10000-25000. When the weight average molecular weight is less than 7500, the storage stability of the aqueous pigment dispersion for inkjet recording tends to deteriorate, and precipitation due to aggregation of the pigment may occur. On the other hand, when the weight average molecular weight of the resin having an anionic group exceeds 40,000, the viscosity of the ink composition prepared from the aqueous pigment dispersion for inkjet recording using the resin increases, and the ejection stability of the ink is unstable. Tend to be. The weight average molecular weight of the styrene resin used in the present invention is a value measured by a gel permeation chromatogram (GPC) method and is a value converted to the molecular weight of polystyrene used as a standard substance.

具体的なアニオン性基を有する樹脂の構成としては、スチレン−(メタ)アクリルエステル−(メタ)アクリル酸系樹脂、スチレン−(メタ)アクリル酸系樹脂、スチレン−スルホン酸系樹脂、ビニルナフタレン−(メタ)アクリルエステル−(メタ)アクリル酸系樹脂、ビニルナフタレン−(メタ)アクリル酸系樹脂、(メタ)アクリルエステル−(メタ)アクリル酸系樹脂、(メタ)アクリル酸系樹脂、アルケニルエーテル系樹脂、ピロリドン系樹脂、ウレタン系樹脂、ウレア系樹脂、アミド系樹脂、エステル系樹脂、カーボネート系樹脂、エーテル系樹脂、エポキシ系樹脂、アルコール系樹脂などが挙げられ、これら樹脂の中から適宜選択して使用することができる。
これら樹脂の中では二重結合を有する不飽和脂肪族カルボン酸によるアニオン性基を有し、スチレン系モノマーを疎水性部分の構成成分として含有するスチレン(メタ)アクリル酸系樹脂が好ましい。なお、本明細書中、(メタ)アクリルと表記されているものは、メタクリル及び/又はアクリルのことを指すものとする。スチレン(メタ)アクリル酸系樹脂の中では、さらに全モノマー成分に対して60質量%以上のスチレン系モノマーと、ラジカル重合性の二重結合を有する不飽和脂肪族カルボン酸を含有するモノマーを、共重合させたスチレンアクリル酸系樹脂であることが好ましい。さらに既述のように該スチレンアクリル酸系樹脂の酸価が50〜300、重量平均分子量が7500〜40000の範囲内の樹脂であることが好ましい。
Specific examples of the resin having an anionic group include styrene- (meth) acrylic ester- (meth) acrylic acid resin, styrene- (meth) acrylic acid resin, styrene-sulfonic acid resin, and vinylnaphthalene- (Meth) acrylic ester- (meth) acrylic acid resin, vinylnaphthalene- (meth) acrylic acid resin, (meth) acrylic ester- (meth) acrylic resin, (meth) acrylic resin, alkenyl ether Resin, pyrrolidone resin, urethane resin, urea resin, amide resin, ester resin, carbonate resin, ether resin, epoxy resin, alcohol resin, etc. Can be used.
Among these resins, a styrene (meth) acrylic acid resin having an anionic group due to an unsaturated aliphatic carboxylic acid having a double bond and containing a styrene monomer as a constituent component of the hydrophobic portion is preferable. In addition, in this specification, what is described as (meth) acryl shall mean methacryl and / or acrylic. Among the styrene (meth) acrylic acid resins, a monomer further containing 60% by mass or more of a styrene monomer and an unsaturated aliphatic carboxylic acid having a radical polymerizable double bond with respect to all monomer components, A copolymerized styrene acrylic acid resin is preferred. Furthermore, as described above, the styrene acrylic acid resin is preferably a resin having an acid value of 50 to 300 and a weight average molecular weight of 7500 to 40,000.

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。   A known compound can be used as the styrene monomer. For example, alkyl styrene such as styrene, α-methyl styrene, β-methyl styrene, 2,4-dimethyl styrene, α-ethyl styrene, α-butyl styrene, α-hexyl styrene, 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樹脂を構成する全構成モノマー単位中の、スチレン系モノマーの、の使用比率は、60〜90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60質量%未満であると、カーボンブラックへのスチレン系樹脂の親和性が不充分となり、混練工程におけるカーボンブラック表面へのスチレンアクリル酸系樹脂の吸着が不十分となり、良好な常温で固形の顔料分散体が作製されない。このためインクジェット記録用水性顔料分散液の分散安定性が低下する傾向がある。また、スチレン系モノマー単位の総和が、全モノマー単位の総和の90質量%以下であると、分散に寄与するアニオン性基を有するモノマー単位の含有量を確保できるため、水系での分散安定性、長期保存安定性が悪化する危険性を防ぐことができる。スチレン系モノマーの量が上記範囲であると、スチレンアクリル酸系樹脂の水性媒体に対する分散性を良好にすることができ、インクジェット記録用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。   The use ratio of the styrene monomer in all the constituent monomer units constituting the styrene acrylic resin is more preferably 60 to 90% by mass, and particularly preferably 70 to 90% by mass. When the use ratio of the styrene monomer is less than 60% by mass, the affinity of the styrene resin to the carbon black becomes insufficient, and the adsorption of the styrene acrylic resin to the carbon black surface in the kneading process becomes insufficient. A solid pigment dispersion cannot be produced at a good normal temperature. For this reason, the dispersion stability of the aqueous pigment dispersion for inkjet recording tends to decrease. Moreover, since the content of monomer units having an anionic group contributing to dispersion can be ensured when the total of styrene monomer units is 90% by mass or less of the total of all monomer units, the dispersion stability in an aqueous system, The risk of deterioration of long-term storage stability can be prevented. When the amount of the styrene monomer is within the above range, the dispersibility of the styrene acrylic resin in the aqueous medium can be improved, and the dispersibility and dispersion stability of the pigment in the aqueous pigment dispersion for inkjet recording can be improved. be able to.

スチレン系モノマーと共重合させるラジカル重合性の二重結合を有する不飽和脂肪族カルボン酸としては、公知の化合物を使用することができる。例えば、アクリル酸、メタアクリル酸、α−エチルアクリル酸、クロトン酸、α−メチルクロトン酸、α−エチルクロトン酸、イソクロトン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、メサコン酸、グルタコン酸、等が挙げられる。中でもアクリル酸、メタアクリル酸を使用するのが好ましく、両者を併用するのが特に好ましい。アクリル酸とメタクリル酸を併用することによって、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る。この結果、保存安定性が良好なインクジェット記録用水性顔料分散液を得られる傾向がある。   As the unsaturated aliphatic carboxylic acid having a radical polymerizable double bond to be copolymerized with a styrene monomer, a known compound can be used. For example, acrylic acid, methacrylic acid, α-ethylacrylic acid, crotonic acid, α-methylcrotonic acid, α-ethylcrotonic acid, isocrotonic acid, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, citraconic acid, mesaconic acid, glutaconic acid , Etc. Among them, it is preferable to use acrylic acid and methacrylic acid, and it is particularly preferable to use both in combination. By using acrylic acid and methacrylic acid together, the copolymerization at the time of resin synthesis is improved and the uniformity of the resin is improved. As a result, there is a tendency to obtain an aqueous pigment dispersion for inkjet recording having good storage stability.

スチレンアクリル酸系樹脂には、スチレン系モノマー及びラジカル重合性の二重結合を有する不飽和脂肪族カルボン酸以外の公知のモノマーを使用できる。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。   As the styrene acrylic resin, known monomers other than the styrene monomer and the unsaturated aliphatic carboxylic acid having a radical polymerizable double bond can be used. 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系樹脂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 a styrene acrylic acid resin, a usual polymerization method can be adopted, and examples thereof include 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. 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系樹脂のガラス転移点は90℃以上あることが好ましい。100℃以上で150℃以下であることがさらに好ましい。ガラス転移点が90℃以上であると、インク組成物の熱安定性が向上する。このため前記水性顔料分散液から作製されたインクジェット記録用水性インク組成物をサーマルジェット方式のインクジェット記録用に用いても、繰り返し加熱によって吐出不良を起こすような特性変化を生じず、好ましい。なお本発明で使用するスチレン系樹脂のガラス転移点は、示差走査熱量計で測定される値である。   The glass transition point of the styrenic resin used in the present invention is preferably 90 ° C. or higher. More preferably, it is 100 ° C. or higher and 150 ° C. or lower. When the glass transition point is 90 ° C. or higher, the thermal stability of the ink composition is improved. For this reason, even if the water-based ink composition for ink-jet recording prepared from the water-based pigment dispersion is used for thermal jet type ink-jet recording, it does not cause characteristic changes that cause defective discharge due to repeated heating. The glass transition point of the styrene resin used in the present invention is a value measured with a differential scanning calorimeter.

本発明で使用するスチレンアクリル酸系樹脂は、既述のように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。スチレン系樹脂は、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 styrene acrylic acid resin used in the present invention may be a random copolymer as described above, but may also be 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 resin may be a mixture of the graft copolymer and the random copolymer.

本発明で使用する顔料分散体においては塩基性化合物を配合することが好ましい。塩基性化合物は、アニオン性基を有する共重合体中の該アニオン性基を中和するためのものであるが、公知慣用のものがいずれも使用でき、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニアの様な無機塩基性物質や、トリエチルアミン、アルカノールアミンの様な有機塩基性物質を用いることができる。中でも、熱安定性に優れ、無臭である水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム等のアルカリ金属水酸化物の使用が好ましい。特に水酸化カリウムが好ましい。また、塩基性化合物の添加量は、アニオン性基を有する共重合体が有するカルボキシル基等の全アニオン性基を中和するために必要な量の0.8〜1.2倍に相当する量であることが好ましい。   The pigment dispersion used in the present invention preferably contains a basic compound. The basic compound is for neutralizing the anionic group in the copolymer having an anionic group, and any known and conventional one can be used, for example, sodium hydroxide, potassium hydroxide, An inorganic basic substance such as ammonia or an organic basic substance such as triethylamine or alkanolamine can be used. Among them, it is preferable to use an alkali metal hydroxide such as sodium hydroxide, potassium hydroxide or lithium hydroxide which has excellent thermal stability and is odorless. In particular, potassium hydroxide is preferred. Moreover, the addition amount of the basic compound is an amount corresponding to 0.8 to 1.2 times the amount necessary for neutralizing all anionic groups such as carboxyl groups of the copolymer having an anionic group. It is preferable that

塩基性化合物は水溶液、又は有機溶剤溶液として添加することが好ましい。この場合、塩基性化合物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、塩基性化合物を溶解する溶剤としては、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、水溶液を用いることが好ましい。   The basic compound is preferably added as an aqueous solution or an organic solvent solution. In this case, the concentration of the basic compound aqueous solution or the organic solvent solution is preferably 20% by mass to 50% by mass. Moreover, it is preferable to use alcohol solvents, such as methanol, ethanol, isopropanol, as a solvent which melt | dissolves a basic compound. Among these, in the present invention, it is preferable to use an aqueous solution.

本発明で使用するカーボンブラックの常温で固形の顔料分散媒体に対して、混合工程において使用される水性媒体中に湿潤剤としての水溶性有機溶剤を用いても良い。また、後述するように混練工程を行う時、被混練物である顔料分散体中に湿潤剤を含有させることが好ましい。用いられる湿潤剤としては公知慣用のものが使用でき、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、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。   A water-soluble organic solvent as a wetting agent may be used in the aqueous medium used in the mixing step with respect to the carbon black solid pigment dispersion medium used in the present invention. Moreover, when performing a kneading | mixing process so that it may mention later, it is preferable to make a pigment dispersion which is a to-be-kneaded material contain a wetting agent. Known wetting agents can be used as the wetting agent used, such as glycerin, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, polyethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, polypropylene glycol, 1,3-propanediol, Polyols such as 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,2,6-hexanetriol, trimethylolpropane, pentaerythritol, 2-pyrrolidone, N-methyl-2 -Lactams such as pyrrolidone and ε-caprolactam, 1,3-dimethylimidazolidinone and the like.

本発明に用いることができる上記湿潤剤は、スチレンアクリル酸系樹脂等のアニオン性基を有する共重合体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アニオン性基を有する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。さらにインクジェット記録用水性インク組成物中に前記湿潤剤が5質量%以上残存した場合、該水性インク組成物の特性を低下させないものであることが好ましい。湿潤剤の添加量は、カーボンブラック100質量部に対して、60〜200質量部であることが好ましい。   The above-mentioned wetting agent that can be used in the present invention does not have a strong dissolving power for a copolymer having an anionic group such as a styrene acrylic resin, and the wetting agent and the anionic group have a resin concentration of 25% by mass. A copolymer that does not become a homogeneous solution when the copolymer having s is stirred is preferred. Further, when 5 wt% or more of the wetting agent remains in the water-based ink composition for inkjet recording, it is preferable that the characteristics of the water-based ink composition are not deteriorated. The addition amount of the wetting agent is preferably 60 to 200 parts by mass with respect to 100 parts by mass of carbon black.

本発明のインクジェット記録用水性顔料分散液においては、カーボンブラック100質量部に対する、アニオン性基を有する共重合体の含有量は10から50質量部であることが好ましく、10から40質量部であることがさらに好ましい。スチレン系樹脂の含有量が10質量部未満であると、インクジェット記録用顔料分散液の分散安定性が低下するとともに、本分散液を用いたインク組成物によって形成された画像の耐摩擦性が低下する傾向にあり、50質量部を超えた場合は、インクジェット記録用インクを作製した場合の液の粘度が高くなる傾向が認められる。   In the aqueous pigment dispersion for inkjet recording of the present invention, the content of the copolymer having an anionic group with respect to 100 parts by mass of carbon black is preferably 10 to 50 parts by mass. More preferably. When the content of the styrene resin is less than 10 parts by mass, the dispersion stability of the pigment dispersion for inkjet recording is lowered, and the friction resistance of the image formed by the ink composition using the dispersion is lowered. When the amount exceeds 50 parts by mass, it is recognized that the viscosity of the liquid when ink for inkjet recording is produced tends to increase.

以上に記載された原材料を使用して常温で固形の顔料分散体を作製し、該顔料分散体を水性媒体中に混合撹拌して、本発明のインクジェット記録用水性顔料分散液またはインクジェット記録用水性インクを製造する方法を、以下に詳細に説明する。   Using the raw materials described above, a solid pigment dispersion is produced at room temperature, and the pigment dispersion is mixed and stirred in an aqueous medium to produce an aqueous pigment dispersion for inkjet recording or an aqueous inkjet recording water according to the present invention. The method for producing the ink will be described in detail below.

本発明のインクジェット記録用水性顔料分散液を製造するには、既述したカーボンブラック、アニオン性基を有する共重合体と、必要に応じて塩基性化合物及び又は湿潤剤を含有する常温で固形の顔料分散体を作製し、該顔料分散体を水性媒体中に分散する。該顔料分散体を作製するためにはカーボンブラック、アニオン性基を有する樹脂、必要に応じて塩基性化合物、湿潤剤を含有する混合物を混練して、固形着色混練物である常温で固形の顔料分散体を作製する混練工程によって行うことができる。そして固形着色混練物である顔料分散体を水性媒体中に混合、撹拌する混合工程を経て該顔料分散体を水性媒体中に分散することができる。混練する際には、上記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、顆粒カーボンブラックが粉砕され、更にその表面にスチレン系樹脂の吸着が進行し、均一な固形着色混練物としての顔料分散体を得ることができる。   In order to produce the aqueous pigment dispersion for ink-jet recording of the present invention, the carbon black described above, a copolymer having an anionic group, and a solid compound at room temperature containing a basic compound and / or a wetting agent as necessary. A pigment dispersion is prepared and the pigment dispersion is dispersed in an aqueous medium. In order to prepare the pigment dispersion, carbon black, a resin having an anionic group, and if necessary, a mixture containing a basic compound and a wetting agent are kneaded to form a solid colored kneaded solid pigment at room temperature. It can be carried out by a kneading step for producing a dispersion. The pigment dispersion can be dispersed in the aqueous medium through a mixing step of mixing and stirring the pigment dispersion, which is a solid colored kneaded product, in the aqueous medium. When kneading, it is preferable to knead the mixture under a high shearing force. By kneading under a high shearing force, the granular carbon black is pulverized, and the adsorption of the styrenic resin proceeds on the surface, whereby a pigment dispersion as a uniform solid colored kneaded product can be obtained.

水性媒体中に分散される混練工程終了後の前記顔料分散体の固形分濃度は40〜80質量%であることが好ましい。また前記混練工程中におけるインクジェットインク用着色混練物である顔料分散体中の固形分濃度も40〜80質量%であることが好ましく、このような固形分濃度で進行する混練工程を有することが好ましい。混練工程終了後の水性媒体中に分散される顔料分散体の固形分濃度は60〜80質量%であることがより好ましく、また混練工程中における着色混練物も固形分濃度は60〜80質量%であることがより好ましい。固形分濃度をこのような範囲にすることで、混練物に十分な剪断力を与えることができ、カーボンブラックの粉砕が不十分となることがなく、均一な顔料分散体である混練物を得ることができる。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、前記スチレン系樹脂の温度特性を考慮して適宜調整を行うことができるが、前記スチレン系樹脂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く、また混練物中の液体成分の揮散によって固形分濃度が上昇しにくいため、混練終了後の顔料分散体である混練物が、固形分比の極めて高い混練物となることもない。このため顔料分散体の水性媒体中への分散が困難となることがない。   It is preferable that the solid content concentration of the pigment dispersion after completion of the kneading step dispersed in the aqueous medium is 40 to 80% by mass. Further, the solid content concentration in the pigment dispersion which is the colored kneaded product for inkjet ink in the kneading step is also preferably 40 to 80% by mass, and it is preferable to have a kneading step that proceeds at such a solid content concentration. . The solid content concentration of the pigment dispersion dispersed in the aqueous medium after completion of the kneading step is more preferably 60 to 80% by mass, and the colored kneaded product in the kneading step also has a solid content concentration of 60 to 80% by mass. It is more preferable that By setting the solid content concentration in such a range, a sufficient shearing force can be imparted to the kneaded product, and the kneaded product that is a uniform pigment dispersion can be obtained without insufficient pulverization of carbon black. be able to. The temperature at the time of kneading can be appropriately adjusted in consideration of the temperature characteristics of the styrenic resin so that a sufficient shearing force is applied to the kneaded product, but is lower than the glass transition point of the styrenic resin, and It is preferable that the temperature difference from the glass transition point is within a range smaller 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 an increase in the kneading temperature, and solid content concentration is unlikely to increase due to evaporation of the liquid component in the kneaded product. Therefore, the kneaded material that is the pigment dispersion after the kneading is not a kneaded material having a very high solid content ratio. For this reason, it is not difficult to disperse the pigment dispersion in the aqueous medium.

インクジェットインク用着色混練物を製造する際には、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、撹拌槽を有する密閉型の混練機を用いることが好ましい。このような混練機を使用すると、顔料分散体である混練物を水性媒体中に混合、撹拌する混合工程を経て、インクジェット記録用水性顔料分散液を作製することが容易であり、例えば顔料分散体を混練機中で直接希釈して、インクジェット記録用水性顔料分散液を製造することが可能である。撹拌槽を有する混練機の具体例としてはプラネタリーミキサーが好ましい。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。   When producing a colored kneaded product for inkjet ink, it is preferable to use a closed type kneader having a stirring tank rather than using an open type kneader having no stirring tank such as a two-roll roll. When such a kneader is used, it is easy to prepare an aqueous pigment dispersion for inkjet recording through a mixing step of mixing and stirring the kneaded product as a pigment dispersion in an aqueous medium. Can be directly diluted in a kneader to produce an aqueous pigment dispersion for inkjet recording. A planetary mixer is preferable as a specific example of a kneader having a stirring tank. Planetary mixers can be kneaded in a wider range of viscosity than a two-roller, etc., and can also be added with an aqueous medium and distilled under reduced pressure, so the viscosity and load shear force during kneading can be adjusted. Is easy.

インクジェットインク用着色混練物である顔料分散体を混合、撹拌する混合工程を経ることにより、該顔料分散体を水性媒体中に分散、希釈する際に使用する水性媒体は、インクジェット記録用水性顔料分散液の乾燥防止、および分散処理実施時の粘度調整の必要性から湿潤剤としての水溶性有機溶剤を含んでいても良く、その量はインクジェットインク用着色混練物中の湿潤剤と合わせて、インクジェット記録用水性顔料分散液中に3〜50質量%であることが好ましく、5〜40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。混練物の製造時と、これを希釈する際の水性媒体に使用される湿潤剤は、同一でも良く、異なっていても良い。
混合工程における顔料分散体への水性媒体の添加は、顔料分散体を撹拌しながら少量ずつ連続的、もしくは間歇的に行って徐々に顔料分散体の粘度を低下させ液体状態とすることが好ましい。このような水性媒体の添加を伴う混合工程は、混練工程で作製された顔料分散体に対して、混練工程に使用した装置と同一の装置で顔料分散体に徐々に水性媒体を添加しつつ、混練操作を継続することで行うこともでき、生産効率、製造収率の点で好ましい。
The aqueous medium used for dispersing and diluting the pigment dispersion in the aqueous medium by mixing and stirring the pigment dispersion, which is a colored kneaded product for inkjet ink, is an aqueous pigment dispersion for inkjet recording. A water-soluble organic solvent as a wetting agent may be included in order to prevent drying of the liquid and to adjust the viscosity at the time of carrying out the dispersion treatment, and the amount is combined with the wetting agent in the colored kneaded material for inkjet ink, The amount in the aqueous recording pigment dispersion is preferably 3 to 50% by mass, and more preferably 5 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. The wetting agent used in the aqueous medium when the kneaded product is produced and when it is diluted may be the same or different.
The aqueous medium is preferably added to the pigment dispersion in the mixing step continuously or intermittently while stirring the pigment dispersion to gradually reduce the viscosity of the pigment dispersion into a liquid state. In the mixing step involving the addition of such an aqueous medium, the aqueous dispersion medium is gradually added to the pigment dispersion in the same apparatus as that used in the kneading process with respect to the pigment dispersion produced in the kneading process. It can also be carried out by continuing the kneading operation, which is preferable in terms of production efficiency and production yield.

混練後のインクジェットインク用着色混練物である顔料分散体を、水性媒体中に混合、撹拌する工程を経て水性媒体中に希釈、分散して得たインクジェット記録用水性顔料分散液は、更に分散機により分散処理を行うことができる。分散処理を行うことによって、インクジェット記録用水性顔料分散液中の粗大分散粒子が更に粉砕され、インク流路の閉塞を抑えることができる。   An aqueous pigment dispersion for inkjet recording obtained by diluting and dispersing a pigment dispersion, which is a colored kneaded product for inkjet ink after kneading, in an aqueous medium through a step of mixing and stirring is further provided in a disperser. Thus, distributed processing can be performed. By performing the dispersion treatment, coarsely dispersed particles in the aqueous pigment dispersion for inkjet recording are further pulverized, and blockage of the ink flow path can be suppressed.

分散処理を行う際の分散機としては、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。
この様にして作製されたインクジェット記録用水性顔料分散液の顔料濃度は、インクジェット記録用水性インクを調整する際の自由度を考慮すると高顔料濃度が好ましく、分散安定性とのバランスから10〜30質量%の顔料濃度であることが好ましい。
Examples of the disperser used in the dispersion treatment include a homogenizer, a high-pressure homogenizer, a paint shaker, a ball mill, a roll mill, a sand mill, a sand grinder, a dyno mill, a disper mat, a nano mill, an SC mill, and a nanomizer. One may be used alone, or two or more kinds of devices may be used in combination.
The pigment concentration of the aqueous pigment dispersion for inkjet recording thus prepared is preferably a high pigment concentration in consideration of the degree of freedom when adjusting the aqueous ink for inkjet recording, and 10 to 30 from the balance with dispersion stability. A pigment concentration of mass% is preferred.

上述のように作製された水性顔料分散液からインクジェット記録用水性インクを製造するためには、上記水性顔料分散液を、さらに水性媒体にて希釈して、必要な添加剤成分添加し、成分を調整して行うことができる。インクジェット記録用インクとしては最終的には顔料濃度は2〜10質量%程度が好ましく、この範囲の顔料濃度に調製される。
水性顔料分散液を希釈する水性媒体は水のみでもよいが、インクジェット記録用インク中で、乾燥防止、粘度調整、濃度調整等の諸機能を発揮することができる水溶性有機溶剤を配合することができる。水溶性有機溶剤としては、上述の水性顔料分散液用混練物を分散するために用いたと同様のものを添加し使用することもできる。また、記録媒体への浸透性を示す水溶性有機溶剤が配合されていると、顔料インクに浸透性を付与することができ好ましい。
最終的にインクを作製するためのインク化の工程において、濾過や遠心分離等の粗大粒子除去工程によって水性顔料分散液中の粗大粒子数をさらに低減することができる。しかしこれら工程前の粗大粒子数の大小は、該工程にかかる負担の大小に直接影響し、生産効率の差となって現れると共に、工程前の粗大粒子数の大小関係が工程後もそのまま維持されて最終的なインクジェット記録用インクの特性に反映される。
顔料インクであるインクジェット記録用インクには、水性媒体と水性顔料分散液の他に、例えば公知の添加剤などを配合することができる。配合可能なものとしては、例えばアルカリ剤、p H 調整剤、界面活性剤、防腐剤、キレート剤、可塑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、紫外線硬化性樹脂などを例示することができる。
このようにして製造されたインクジェット記録用インクは、適用するインクジェットの方式によっては特に限定されず、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)などの種々の方式のインクジェット記録装置に適用できる。特にサーマル方式のインクジェット記録装置に適用した場合に、分散安定性、保存安定性に加え、コゲーションの発生を長期にわたって抑制することができ、極めて安定したインク吐出が可能となる。また粗大粒子が大幅に低減されていることから、長期の連続安定吐出を必要とする適用分野において大きな効果を発揮する。
さらに長期間の保存においても顔料の沈降が生じることがなく、インクジェットプリンターのメインテナンスを軽減することができる。
In order to produce an aqueous ink for inkjet recording from the aqueous pigment dispersion prepared as described above, the aqueous pigment dispersion is further diluted with an aqueous medium, the necessary additive components are added, and the components are added. Can be adjusted. As the ink for ink jet recording, the pigment concentration is preferably about 2 to 10% by mass, and the pigment concentration is adjusted within this range.
The aqueous medium for diluting the aqueous pigment dispersion may be water alone, but in the ink for ink jet recording, a water-soluble organic solvent capable of exhibiting various functions such as drying prevention, viscosity adjustment, concentration adjustment may be blended. it can. As the water-soluble organic solvent, the same water-soluble organic solvent as that used for dispersing the above-mentioned kneaded product for an aqueous pigment dispersion can be added and used. In addition, it is preferable that a water-soluble organic solvent exhibiting permeability to the recording medium is blended to impart permeability to the pigment ink.
In the step of making an ink for finally producing ink, the number of coarse particles in the aqueous pigment dispersion can be further reduced by a coarse particle removal step such as filtration or centrifugation. However, the size of the coarse particles before the process directly affects the burden on the process and appears as a difference in production efficiency, and the relationship between the coarse particles before the process is maintained as it is after the process. This is reflected in the characteristics of the final ink for ink jet recording.
In addition to the aqueous medium and the aqueous pigment dispersion, for example, a known additive can be blended in the inkjet recording ink which is a pigment ink. As what can be mix | blended, an alkali agent, pH adjuster, surfactant, antiseptic | preservative, a chelating agent, a plasticizer, antioxidant, a ultraviolet absorber, an ultraviolet curable resin etc. can be illustrated, for example.
The ink for ink jet recording produced in this way is not particularly limited depending on the ink jet method to be applied, and is a continuous jet type (charge control type, spray type, etc.), on-demand type (piezo type, thermal type, electrostatic type). The present invention can be applied to various types of ink jet recording apparatuses such as a suction method. In particular, when applied to a thermal ink jet recording apparatus, in addition to dispersion stability and storage stability, the occurrence of kogation can be suppressed over a long period of time, and extremely stable ink ejection can be achieved. In addition, since the coarse particles are greatly reduced, a great effect is exhibited in an application field that requires long-term continuous stable discharge.
Furthermore, pigment settling does not occur even during long-term storage, and maintenance of the ink jet printer can be reduced.

以下、本発明を実施例によってさらに詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り以下の実施例によって限定されるものではない。なお、以下の例において「部」及び「%」は特に断りがない限り質量基準である。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited by a following example, unless the summary is exceeded. In the following examples, “parts” and “%” are based on mass unless otherwise specified.

<スチレンアクリル系樹脂>
本実施例で用いるスチレンアクリル系樹脂Aは、溶液重合で作製された粉体状(直径1mm以下)の樹脂であり、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=77/10/13(質量比)であり、分子量11000、酸価152mgKOH/g、ガラス転移点107℃である。
なお、本発明における重量平均分子量は、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。なお測定は以下の装置及び条件により実施した。
送液ポンプ:LC−9A
システムコントローラー:SLC−6B
オートインジェクター:S1L−6B
検出器:RID−6A
以上島津製作所社製
データ処理ソフト:Sic480IIデータステーション(システムインスツルメンツ社製)。
カラム:GL−R400(ガードカラム)+GL−R440+GL−R450+GL−R400M(日立化成工業社製)
溶出溶媒:THF
溶出流量:2ml/min
カラム温度:35℃
<Styrene acrylic resin>
The styrene acrylic resin A used in this example is a powdery resin (diameter of 1 mm or less) prepared by solution polymerization. In the monomer composition ratio, styrene / acrylic acid / methacrylic acid = 77/10/13 ( Mass ratio), a molecular weight of 11,000, an acid value of 152 mgKOH / g, and a glass transition point of 107 ° C.
The weight average molecular weight in the present invention is a value measured by a GPC (gel / permeation / chromatography) method, and is a value converted to the molecular weight of polystyrene used as a standard substance. The measurement was carried out with the following equipment and conditions.
Liquid feed pump: LC-9A
System controller: SLC-6B
Auto injector: S1L-6B
Detector: RID-6A
Data processing software manufactured by Shimadzu Corporation: Sic480II data station (manufactured by System Instruments).
Column: GL-R400 (guard column) + GL-R440 + GL-R450 + GL-R400M (manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.)
Elution solvent: THF
Elution flow rate: 2 ml / min
Column temperature: 35 ° C

(実施例1)
下記組成の混合物を、容量50LのプラネタリーミキサーPLM−50V(株式会社井上製作所製)に仕込み、ジャケットを60℃に加温し、自転回転数60回転/分、公転回転数20回転/分で撹拌してカーボンブラックとスチレンアクリル系樹脂の混練物を得た。
(a)カーボンブラックa 50部
(b)スチレンアクリル系樹脂A 15部
(c)8N−酸化カリウム水溶液 7部
(d)ジエチレングリコール 30部
カーボンブラックaは灰分が0.05質量%、DBP吸油量Aが59ml/100g、BET比表面積Bが128m/gで、A/Bが0.47であった。混練物の形成を確認後、3.5時間混練を継続した後混合工程を開始し、60℃に加温したイオン交換水を徐々に加えながらさらに混練を継続した。最終的にイオン交換水を150部加え、カーボンブラック濃度が約20%の分散液を得た。分散液を得るためには原料の撹拌開始後約5時間を要した。プラネタリーミキサーから取り出したブラック色分散液をイオン交換水で更に希釈し、カーボンブラック濃度14.5%の水性顔料分散液を得た(混練製法)。
Example 1
A mixture having the following composition was charged into a planetary mixer PLM-50V (manufactured by Inoue Seisakusho Co., Ltd.) having a capacity of 50 L, the jacket was heated to 60 ° C., and the rotational speed was 60 rpm and the revolution speed was 20 rpm. The mixture was stirred to obtain a kneaded product of carbon black and styrene acrylic resin.
(A) Carbon black a 50 parts (b) Styrene acrylic resin A 15 parts (c) 8N-potassium oxide aqueous solution 7 parts (d) Diethylene glycol 30 parts Carbon black a has an ash content of 0.05% by mass and DBP oil absorption A Was 59 ml / 100 g, BET specific surface area B was 128 m 2 / g, and A / B was 0.47. After confirming the formation of the kneaded product, the kneading was continued for 3.5 hours, and then the mixing process was started. The kneading was further continued while gradually adding ion-exchanged water heated to 60 ° C. Finally, 150 parts of ion exchange water was added to obtain a dispersion having a carbon black concentration of about 20%. In order to obtain the dispersion, about 5 hours were required after starting the stirring of the raw materials. The black color dispersion taken out from the planetary mixer was further diluted with ion-exchanged water to obtain an aqueous pigment dispersion having a carbon black concentration of 14.5% (kneading production method).

(実施例2)
実施例1において、カーボンブラックaに代えて、カーボンブラックbを使用したことと、ジエチレングリコールを50部使用したこと以外は、実施例1と同様にして、カーボンブラック濃度14.5%の水性顔料分散液を得た。カーボンブラックbは灰分が0.04質量%、DBP吸油量Aが101ml/100g、BET比表面積Bが258m/gで、A/Bが0.39であった。
(Example 2)
In Example 1, an aqueous pigment dispersion having a carbon black concentration of 14.5% was obtained in the same manner as in Example 1 except that carbon black b was used instead of carbon black a and 50 parts of diethylene glycol was used. A liquid was obtained. Carbon black b had an ash content of 0.04% by mass, a DBP oil absorption A of 101 ml / 100 g, a BET specific surface area B of 258 m 2 / g, and an A / B of 0.39.

(実施例3)
実施例1において、カーボンブラックaに代えて、カーボンブラックcを使用したことと、ジエチレングリコールを47部使用したこと以外は、実施例1と同様にして、カーボンブラック濃度14.5%の水性顔料分散液を得た。カーボンブラックcは灰分が0.40%、DBP吸油量Aが94ml/100g、BET比表面積Bが371m/gで、A/Bが0.25であった。
(Example 3)
In Example 1, an aqueous pigment dispersion having a carbon black concentration of 14.5% was obtained in the same manner as in Example 1 except that carbon black c was used instead of carbon black a and 47 parts of diethylene glycol was used. A liquid was obtained. Carbon black c had an ash content of 0.40%, a DBP oil absorption A of 94 ml / 100 g, a BET specific surface area B of 371 m 2 / g, and an A / B of 0.25.

(実施例4)
実施例1において、カーボンブラックaに代えて、カーボンブラックdを使用したことと、ジエチレングリコールを35部使用したこと以外は、実施例1と同様にして、カーボンブラック濃度14.5%の水性顔料分散液を得た。カーボンブラックdは灰分が0.74質量%、DBP吸油量Aが70ml/100g、BET比表面積Bが292m/gで、A/Bが0.24であった。
Example 4
In Example 1, an aqueous pigment dispersion having a carbon black concentration of 14.5% was obtained in the same manner as in Example 1 except that carbon black d was used instead of carbon black a and 35 parts of diethylene glycol was used. A liquid was obtained. Carbon black d had an ash content of 0.74 mass%, a DBP oil absorption A of 70 ml / 100 g, a BET specific surface area B of 292 m 2 / g, and an A / B of 0.24.

(実施例5)
実施例1において、カーボンブラックaに代えて、カーボンブラックeを使用したことと、ジエチレングリコールを35部使用したこと以外は、実施例1と同様にして、カーボンブラック濃度14.5%の水性顔料分散液を得た。カーボンブラックeは灰分が0.04質量%、DBP吸油量Aが69ml/100g、BET比表面積Bが108m/gで、A/Bが0.64であった。
(Example 5)
In Example 1, an aqueous pigment dispersion having a carbon black concentration of 14.5% was obtained in the same manner as in Example 1 except that carbon black e was used instead of carbon black a and 35 parts of diethylene glycol was used. A liquid was obtained. Carbon black e had an ash content of 0.04% by mass, a DBP oil absorption A of 69 ml / 100 g, a BET specific surface area B of 108 m 2 / g, and an A / B of 0.64.

(比較例1)
実施例1において、カーボンブラックaに代えて、カーボンブラックfを使用したことと以外は、実施例1と同様にして、カーボンブラック濃度14.5%の水性顔料分散液を得た。カーボンブラックfは灰分が2.79質量%、DBP吸油量Aが61ml/100g、BET比表面積Bが302m/gで、A/Bが0.20であった。
(Comparative Example 1)
In Example 1, an aqueous pigment dispersion having a carbon black concentration of 14.5% was obtained in the same manner as in Example 1 except that carbon black f was used instead of carbon black a. Carbon black f had an ash content of 2.79% by mass, a DBP oil absorption A of 61 ml / 100 g, a BET specific surface area B of 302 m 2 / g, and an A / B of 0.20.

(比較例2)
実施例1において、カーボンブラックaに代えて、カーボンブラックgを使用したことと以外は、実施例1と同様にして、カーボンブラック濃度14.5%の水性顔料分散液を得た。カーボンブラックgは灰分が1.54質量%、DBP吸油量Aが65ml/100g、BET比表面積Bが320m/gで、A/Bが0.20であった。
(Comparative Example 2)
In Example 1, an aqueous pigment dispersion having a carbon black concentration of 14.5% was obtained in the same manner as in Example 1 except that carbon black g was used instead of carbon black a. Carbon black g had an ash content of 1.54% by mass, a DBP oil absorption A of 65 ml / 100 g, a BET specific surface area B of 320 m 2 / g, and an A / B of 0.20.

(比較例3)
実施例1において、カーボンブラックaに代えて、カーボンブラックhを使用したことと、ジエチレングリコールを50部使用したこと以外は、実施例1と同様にして、カーボンブラック濃度14.5%の水性顔料分散液を得た。カーボンブラックhは灰分が0.01質量%、DBP吸油量Aが96ml/100g、BET比表面積Bが116m/gで、A/Bが0.83であった。
(Comparative Example 3)
In Example 1, an aqueous pigment dispersion having a carbon black concentration of 14.5% was obtained in the same manner as in Example 1 except that carbon black h was used instead of carbon black a and 50 parts of diethylene glycol was used. A liquid was obtained. Carbon black h had an ash content of 0.01% by mass, a DBP oil absorption A of 96 ml / 100 g, a BET specific surface area B of 116 m 2 / g, and an A / B of 0.83.

(比較例4)
実施例1において、カーボンブラックaに代えて、カーボンブラックiを使用したことと、ジエチレングリコールを65部使用したこと以外は、実施例1と同様にして、カーボンブラック濃度14.5%の水性顔料分散液を得た。カーボンブラックiは灰分が0.01質量%、DBP吸油量Aが130ml/100g、BET比表面積Bが146m/gで、A/Bが0.89であった。
(Comparative Example 4)
In Example 1, an aqueous pigment dispersion having a carbon black concentration of 14.5% was obtained in the same manner as in Example 1 except that carbon black i was used instead of carbon black a and 65 parts of diethylene glycol was used. A liquid was obtained. Carbon black i had an ash content of 0.01% by mass, a DBP oil absorption A of 130 ml / 100 g, a BET specific surface area B of 146 m 2 / g, and an A / B of 0.89.

(比較例5)
実施例1において、カーボンブラックaに代えて、カーボンブラックjを使用したことと、ジエチレングリコールを50部使用したこと以外は、実施例1と同様にして、カーボンブラック濃度14.5%の水性顔料分散液を得た。カーボンブラックgは灰分が0.01質量%、DBP吸油量Aが102ml/100g、BET比表面積Bが117m/gで、A/Bが0.87であった。
(Comparative Example 5)
In Example 1, an aqueous pigment dispersion having a carbon black concentration of 14.5% was obtained in the same manner as in Example 1 except that carbon black j was used instead of carbon black a and 50 parts of diethylene glycol was used. A liquid was obtained. Carbon black g had an ash content of 0.01% by mass, a DBP oil absorption A of 102 ml / 100 g, a BET specific surface area B of 117 m 2 / g, and an A / B of 0.87.

(比較例6)
下記組成の混合物を、250mlのポリ容器に仕込み、直径1.25mmのジルコニアビーズと共にペイントシェイカーで4時間撹拌し、カーボンブラック濃度が14.5%の水性顔料分散液を得た(ビーズミル製法)。
(a)カーボンブラックd 50部
(b)スチレンアクリル系樹脂A 15部
(c)8N−酸化カリウム水溶液 7部
(d)ジエチレングリコール 35部
(e)イオン交換水 238部
(Comparative Example 6)
A mixture having the following composition was placed in a 250 ml plastic container and stirred with a paint shaker for 4 hours together with zirconia beads having a diameter of 1.25 mm to obtain an aqueous pigment dispersion having a carbon black concentration of 14.5% (bead mill production method).
(A) Carbon black d 50 parts (b) Styrene acrylic resin A 15 parts (c) 8N-potassium oxide aqueous solution 7 parts (d) Diethylene glycol 35 parts (e) Ion exchanged water 238 parts

(比較例7)
比較例6において、カーボンブラックdに代えて、カーボンブラックgを使用した以外は、比較例6と同様にして、カーボンブラックを分散した。しかしカーボンブラックの分散が不十分となり、水性顔料分散液を得ることができなかった。
(Comparative Example 7)
In Comparative Example 6, carbon black was dispersed in the same manner as in Comparative Example 6 except that carbon black g was used instead of carbon black d. However, the dispersion of carbon black was insufficient, and an aqueous pigment dispersion could not be obtained.

実施例1〜5、比較例1〜7で使用したカーボンブラックの特性測定方法と、前記実施例及び比較例で作製した水性顔料分散液について行った測定項目の測定方法を以下に示す。これら測定方法で測定した実施例及び比較例で使用のカーボンブラックの特性と、水性顔料分散液の測定結果とについては表1に示す。
(カーボンブラックの灰分測定方法)
JIS K6218−2に準拠した方法でカーボンブラックの灰分を測定した。灰分の単位は質量%である。
The method for measuring the characteristics of the carbon black used in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 7 and the measurement method for the measurement items performed on the aqueous pigment dispersions prepared in Examples and Comparative Examples are shown below. Table 1 shows the characteristics of the carbon black used in Examples and Comparative Examples measured by these measurement methods and the measurement results of the aqueous pigment dispersion.
(Measurement method of carbon black ash)
The ash content of carbon black was measured by a method based on JIS K6218-2. The unit of ash is mass%.

(カーボンブラックのDBP吸油量測定方法)
JIS K6217−4に準拠した方法でカーボンブラックのDBP吸油量を測定した。DBP吸油量の単位は「ml/100g」である。本実施例では、カーボンブラックのDBP吸油量を「A」と表記する。
(Measurement of DBP oil absorption of carbon black)
The DBP oil absorption of carbon black was measured by a method based on JIS K6217-4. The unit of DBP oil absorption is “ml / 100 g”. In this example, the DBP oil absorption of carbon black is expressed as “A”.

(カーボンブラックのBET比表面積測定方法)
JIS K6217−2に準拠した方法でカーボンブラックのBET比表面積を測定した。BET比表面積の単位は「m/g」である。本実施例では、カーボンブラックのBET比表面積を「B」と表記する。具体的な測定方法は以下の通りである。
(1)ガラス製セルにカーボンブラックを充填した。この時、被測定物の総表面積が1〜50mになるようにカーボンブラックの充填量を調整した。
(2)マウンテック製BET比表面積測定装置(Macsorb HM Model−1201)を用いて、BET法にてカーボンブラックの比表面積を測定した。
(3)2回の測定を行い測定値の平均値をBET比表面積とした。この時、測定値の差が10%を超えないことを必要とし、これを超えた場合はさらに測定を行って測定値の差が10%を超えない測定値となるまで測定を繰り返した。
(Measurement method of BET specific surface area of carbon black)
The BET specific surface area of carbon black was measured by a method based on JIS K6217-2. The unit of the BET specific surface area is “m 2 / g”. In this example, the BET specific surface area of carbon black is expressed as “B”. The specific measurement method is as follows.
(1) A glass cell was filled with carbon black. At this time, the filling amount of carbon black was adjusted so that the total surface area of the object to be measured would be 1 to 50 m 2 .
(2) The specific surface area of carbon black was measured by the BET method using a mountec BET specific surface area measuring device (Macsorb HM Model-1201).
(3) The measurement was performed twice and the average value of the measured values was defined as the BET specific surface area. At this time, it is necessary that the difference between the measured values does not exceed 10%. When the difference is exceeded, the measurement is further performed, and the measurement is repeated until the measured value does not exceed 10%.

(カーボンブラックのDBP吸油量A(ml/100g)と比表面積B(m/g)との比A/Bの計算方法)
前記測定方法で測定したDBP吸油量の測定値をBET比表面積の測定値で除し(A/B)を算出した。本実施例では、DBP吸油量A(ml/100g)と比表面積B(m/g)との比を「A/B」と表記する。
(Calculation method of ratio A / B of DBP oil absorption A (ml / 100 g) and specific surface area B (m 2 / g) of carbon black)
The measured value of DBP oil absorption measured by the above measuring method was divided by the measured value of BET specific surface area to calculate (A / B). In this example, the ratio between the DBP oil absorption A (ml / 100 g) and the specific surface area B (m 2 / g) is expressed as “A / B”.

(分散液中の粗大粒子数測定方法)
Particle Sizing Systems社製粗大粒子数測定装置(Accusizer 780 APS)を用いて、イオン交換水で500〜1000倍に希釈した顔料分散液に含まれる直径0.5μm以上の粗大粒子数を測定した。該測定は、約4mlの顔料分散液を装置に充填し、測定部を通過する粒子の数と粒径を光学的手段を用いて検出するものである。測定時に分散液の希釈倍率、装置への充填重量をパラメータとして入力する。得られた測定結果に希釈濃度の数値をかけ、実施例、比較例で作製される顔料濃度14.5質量%の顔料分散液1ml中に含まれる粒子の個数を算出し、これを粗大粒子数とする。2回測定を行い得られた結果の平均値を粗大粒子数とした。この時、測定値の差が10%を超えないことを必要とし、これを超えた場合はさらに測定を行って測定値の差が10%を超えない測定値となるまで測定を繰り返した。
(Method for measuring the number of coarse particles in the dispersion)
Using a particle size measuring device (Accusizer 780 APS) manufactured by Particle Sizing Systems, the number of coarse particles having a diameter of 0.5 μm or more contained in the pigment dispersion diluted 500 to 1000 times with ion-exchanged water was measured. In the measurement, about 4 ml of a pigment dispersion is filled in an apparatus, and the number of particles passing through the measurement unit and the particle size are detected using optical means. At the time of measurement, the dilution ratio of the dispersion liquid and the weight of filling into the apparatus are input as parameters. By multiplying the obtained measurement result by the value of the dilution concentration, the number of particles contained in 1 ml of the pigment dispersion having a pigment concentration of 14.5% by mass produced in Examples and Comparative Examples was calculated, and this was calculated as the number of coarse particles. And The average value of the results obtained by performing the measurement twice was defined as the number of coarse particles. At this time, it is necessary that the difference between the measured values does not exceed 10%. When the difference is exceeded, the measurement is further performed, and the measurement is repeated until the measured value does not exceed 10%.

(分散液の平均分散粒子径測定方法)
日機装社製ナノトラック粒度分布測定装置(UPA150)を用いて、イオン交換水で2000倍に希釈した顔料分散液の平均分散粒子径を測定した。該測定においては、約4mlの顔料分散液を測定セルに入れて、レーザー光の散乱光を検出することにより、粒子径が測定される。測定時に入力するパラメータとしては、粘度(イオン交換水希釈後の顔料分散液粘度)、分散粒子の密度(カーボンブラックの真比重)、イオン交換水の密度がある。なお、測定温度は25℃であった。測定結果として得られ表示される体積平均粒子径(MV)を平均分散粒子径の値(単位:nm)とした。測定時間30秒で3回測定を行い、得られた結果の平均値を求め、下記表1に記載の平均分散粒子径とした。
(Measuring method of average dispersed particle size of dispersion)
Using a Nikkiso Nanotrac particle size distribution analyzer (UPA150), the average dispersion particle size of the pigment dispersion diluted 2000 times with ion-exchanged water was measured. In the measurement, the particle diameter is measured by putting about 4 ml of the pigment dispersion into a measurement cell and detecting the scattered light of the laser beam. Parameters input at the time of measurement include viscosity (pigment dispersion viscosity after ion exchange water dilution), density of dispersed particles (true specific gravity of carbon black), and density of ion exchange water. The measurement temperature was 25 ° C. The volume average particle size (MV) obtained and displayed as a measurement result was defined as the value of the average dispersed particle size (unit: nm). The measurement was performed 3 times with a measurement time of 30 seconds, and the average value of the obtained results was determined and used as the average dispersed particle size described in Table 1 below.

(分散液の保存安定性試験方法)
分散液をポリプロピレン容器に密封し、60℃で4週間保存した後の分散液の平均分散粒子径を上記と同様の方法で測定した。結果を以下の基準に従って評価した。
○:平均分散粒子径の変化率が+2%以内
△:平均分散粒子径の変化率が+2%〜5%
×:平均分散粒子径の変化率が+5%以上
(Storage stability test method for dispersion)
After the dispersion was sealed in a polypropylene container and stored at 60 ° C. for 4 weeks, the average dispersion particle size of the dispersion was measured by the same method as described above. The results were evaluated according to the following criteria.
○: Change rate of average dispersed particle size is within + 2% Δ: Change rate of average dispersed particle size is + 2% to 5%
X: Change rate of average dispersed particle size is + 5% or more

Figure 2013006890
Figure 2013006890

表1、図1より、灰分が1.0質量%よりも低く、DBP吸油量A(ml/100g)と比表面積B(m/g)との比A/Bが0.75以下であるカーボンブラックを用い、混練工程を有する製造方法で得られるインクジェット記録用水性顔料分散液は、粗大粒子数が少ないことがわかる(実施例1〜5)。一方、灰分が1.0質量%よりも高いカーボンブラックを用いたインクジェット記録用水性顔料分散液は、粗大粒子数が多く、保存安定性の劣化が観察されている(比較例1〜2)。また灰分が1.0質量%よりも低くても、「A/B」が0.75を超えるカーボンブラックを用いたインクジェット記録用水性顔料分散液は、粗大粒子数が多く、保存安定性の劣化が観察されている(比較例3〜5)。粗大粒子数の少ないインクジェット記録用水性顔料分散液を得るためには、灰分と、DBP吸油量A(ml/100g)と比表面積B(m/g)との比A/Bについて本発明で述べた条件を満たしたカーボンブラックを用いる必要がある。
図1においてA/Bが小さい領域で粗大粒子数が大きい値を示している3点は比較例1、2、6に対応し、これらは灰分が多いことが原因となって粗大粒子数が増加している。
但し比較例6はビーズミル製法を用いているという製法上の差違も粗大粒子数増加の原因となっている。これら比較例においてA/Bが小さい値を示すのは、DBP吸油量が少ない、すなわちストラクチャーの成長が抑制されたカーボンブラックが使用されたからである。このようなカーボンブラックはストラクチャーの成長を抑制するために大量の調整剤(アルカリ金属塩)が使用されており、カーボンブラックの表面には調整剤が灰分として大量に残存している。
From Table 1 and FIG. 1, the ash content is lower than 1.0 mass%, and the ratio A / B of the DBP oil absorption A (ml / 100 g) and the specific surface area B (m 2 / g) is 0.75 or less. It can be seen that the aqueous pigment dispersion for inkjet recording obtained by the production method using carbon black and having a kneading step has a small number of coarse particles (Examples 1 to 5). On the other hand, the aqueous pigment dispersion for inkjet recording using carbon black having an ash content higher than 1.0% by mass has a large number of coarse particles, and deterioration of storage stability is observed (Comparative Examples 1-2). Even if the ash content is lower than 1.0% by mass, the aqueous pigment dispersion for ink jet recording using carbon black having an “A / B” exceeding 0.75 has a large number of coarse particles and deteriorated storage stability. Is observed (Comparative Examples 3 to 5). In order to obtain an aqueous pigment dispersion for inkjet recording with a small number of coarse particles, the ratio A / B of ash, DBP oil absorption A (ml / 100 g) and specific surface area B (m 2 / g) is determined according to the present invention. It is necessary to use carbon black that satisfies the stated conditions.
In FIG. 1, the three points showing a large value for the number of coarse particles in the region where A / B is small correspond to Comparative Examples 1, 2, and 6, which increase the number of coarse particles due to a large amount of ash. is doing.
However, the difference in the manufacturing method that the comparative example 6 uses the bead mill manufacturing method also causes the increase in the number of coarse particles. The reason why A / B shows a small value in these comparative examples is that carbon black having a small DBP oil absorption amount, that is, having suppressed structure growth, was used. Such carbon black uses a large amount of a modifier (alkali metal salt) to suppress the growth of the structure, and a large amount of the modifier remains as ash on the surface of the carbon black.

さらに、上記条件を満たしたカーボンブラックを使用しても、ビーズミル製法で得られたインクジェット記録用水性顔料分散液は、粗大粒子数の低減効果が低い(実施例4、比較例6)。ビーズミル製法で粗大粒子数を少なくするために長時間の分散処理を行うと、顔料表面に吸着した樹脂が剥がれ、逆に粗大粒子数が増加すると共に分散液の粘度が上昇する。また上記範囲外のカーボンブラックは、混練製法では粗大粒子が覆いながらも分散でき、水性顔料分散液を作製することができるが、ビーズミル製法では分散させることさえできない(比較例7)。このことから、本発明で述べた常温で固形の顔料分散体を作製する混練工程を有する製造方法を使用したほうが、分散液の粘度上昇を伴わずにより大きな粗大粒子数の減少を効率的に実現でき、且つ分散液の保存安定性を確保できるということがわかる。   Further, even when carbon black satisfying the above conditions is used, the aqueous pigment dispersion for inkjet recording obtained by the bead mill method has a low effect of reducing the number of coarse particles (Example 4, Comparative Example 6). When a dispersion treatment for a long time is performed to reduce the number of coarse particles by the bead mill method, the resin adsorbed on the pigment surface is peeled off, and conversely, the number of coarse particles increases and the viscosity of the dispersion increases. Further, carbon black outside the above range can be dispersed while covering with coarse particles in the kneading method, and an aqueous pigment dispersion can be prepared, but it cannot even be dispersed in the bead mill method (Comparative Example 7). For this reason, it is more effective to reduce the number of coarse particles more efficiently without increasing the viscosity of the dispersion by using the manufacturing method that has a kneading process to produce a solid pigment dispersion at room temperature described in the present invention. It can be seen that the storage stability of the dispersion can be ensured.

さらに実施例2及び比較例2において作製した水性顔料分散液を用いて以下の試験を行った。
(インクジェット記録用水性顔料インクの吐出試験方法)
下記の組成で顔料濃度が3%となるインクジェット記録用水性顔料インクを作製した。
水性顔料分散液 20.7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 59.8部
作製したインクジェット記録用水性インクを黒色カートリッジに充填し、インクジェットプリンター(EPSON社製EM−930C)にてノズルチェックパターンを印刷した。更にモノクロモードでA4用紙1枚に黒色ベタパターンを印刷した後、再度ノズルチェックパターンを印刷した。黒色ベタパターン印刷試験前後のチェックパターンの欠損状態を以下の基準により評価を行った。
○:ノズル欠けが増加しない
△:ノズル欠けが1〜5ヶ所以下増加する
×:ノズル欠けが6ヶ所以上増加する
Further, the following tests were performed using the aqueous pigment dispersions prepared in Example 2 and Comparative Example 2.
(Discharge test method for water-based pigment ink for inkjet recording)
An aqueous pigment ink for ink jet recording having a pigment concentration of 3% with the following composition was prepared.
Aqueous pigment dispersion 20.7 parts 2-Pyrrolidinone 8 parts Triethylene glycol mono-n-butyl ether 8 parts Purified glycerin 3 parts Surfynol 440 (manufactured by Air Products) 0.5 parts Pure water 59.8 parts Prepared inkjet recording A water-based ink was filled into a black cartridge, and a nozzle check pattern was printed with an inkjet printer (EM-930C manufactured by EPSON). Furthermore, after printing a black solid pattern on one A4 sheet in monochrome mode, a nozzle check pattern was printed again. The defect state of the check pattern before and after the black solid pattern printing test was evaluated according to the following criteria.
○: Nozzle chipping does not increase Δ: Nozzle chipping increases by 1 to 5 or less ×: Nozzle chipping increases by 6 or more

インクジェット記録用水性顔料インクの吐出試験方法にてインク吐出性を評価したところ、例えば実施例2の顔料分散液の評価結果は○であるのに対し、比較例2の顔料分散液の評価結果は×となった。そこで遠心分離と濾過により比較例2の顔料分散液の粗大粒子数を実施例2と同等レベルまで低減させたところ、吐出試験の評価結果は○になった。
比較例での顔料分散液を用いると、特定の濾過や遠心分離等の粗大粒子除去工程を導入しない限り、粗大粒子によるノズル目詰まりなどが原因となってインク吐出性が低下することがわかる。
When the ink discharge performance was evaluated by the discharge test method of the aqueous pigment ink for ink jet recording, for example, the evaluation result of the pigment dispersion liquid of Example 2 is ○, whereas the evaluation result of the pigment dispersion liquid of Comparative Example 2 is X. Therefore, when the number of coarse particles in the pigment dispersion liquid of Comparative Example 2 was reduced to the same level as in Example 2 by centrifugation and filtration, the evaluation result of the ejection test was “good”.
It can be seen that when the pigment dispersion in the comparative example is used, the ink ejection performance is reduced due to nozzle clogging due to coarse particles unless a coarse particle removal step such as specific filtration or centrifugation is introduced.

本実施例で述べた水性顔料分散液は、特に遠心分離や濾過による粗大粒子低減のための処理を行わなくても、溶剤、界面活性剤などで構成される希釈液で希釈することにより、安定吐出可能なインクジェット記録用水性顔料インクにすることができるが、特定の濾過や遠心分離等の粗大粒子除去工程によって水性顔料分散液中の粗大粒子数を低減することで、より性能の高いインクジェット記録用水性顔料インクとすることができる。
しかし、実施例と比較例に挙げたカーボンブラックでは、粗大粒子除去工程に要する時間及び収率に明確な違いが生じる。例えば実施例2と比較例2の分散液を、同一の遠心分離機を用いて処理した場合、約2時間で実施例2の分散液の粗大粒子数を500×10個/mlまで低減できたのに対し、比較例2の分散液では約4時間処理しても粗大粒子数を2000×10個/ml以下にすることができなかった。さらに遠心分離処理前後の分散液中の顔料重量の変化(収率)を比較すると、実施例2が95%であるのに対し、比較例2は79%となった。その後、両分散液を定格精度0.5μmのフィルターで濾過したところ、実施例2の分散液は差圧変化無しに全量通過したのに対し、比較例2の分散液は差圧変化が大きく全量は通過しなかった。このように実施例2に示すような本願発明で規定する特徴を有するカーボンブラックを用い、常温で固形の顔料分散体の形成を経て作製された水性顔料分散液は、生産効率及び収率に悪影響を及ぼすことなく粗大粒子数を低減でき、性能の高いインクジェット記録用水性顔料インクを得ることができる。
The aqueous pigment dispersion described in this example is stable by diluting with a diluent composed of a solvent, a surfactant, etc., without performing treatment for reducing coarse particles, particularly by centrifugation or filtration. A water-based pigment ink for ink-jet recording that can be ejected can be obtained, but by performing a coarse particle removal process such as specific filtration or centrifugal separation, the number of coarse particles in the aqueous pigment dispersion is reduced to achieve higher performance ink-jet recording. It can be used as a water-based pigment ink.
However, the carbon blacks listed in the examples and comparative examples have a clear difference in the time and yield required for the coarse particle removal step. For example, when the dispersions of Example 2 and Comparative Example 2 are treated using the same centrifuge, the number of coarse particles of the dispersion of Example 2 can be reduced to 500 × 10 6 particles / ml in about 2 hours. In contrast, the dispersion of Comparative Example 2 could not reduce the number of coarse particles to 2000 × 10 6 particles / ml or less even after treatment for about 4 hours. Further, when the change (yield) of the pigment weight in the dispersion before and after the centrifugal separation was compared, Example 2 was 95%, while Comparative Example 2 was 79%. Thereafter, both dispersion liquids were filtered with a filter having a rated accuracy of 0.5 μm. The dispersion liquid of Example 2 passed through the whole amount without any change in the differential pressure, whereas the dispersion liquid of Comparative Example 2 had a large difference in the differential pressure and the whole amount. Did not pass. Thus, the aqueous pigment dispersion prepared through the formation of a solid pigment dispersion at room temperature using carbon black having the characteristics defined in the present invention as shown in Example 2 has an adverse effect on production efficiency and yield. The number of coarse particles can be reduced without affecting the water, and an aqueous pigment ink for inkjet recording with high performance can be obtained.

本発明の水性顔料分散液は、粗大粒子数が少なく、インクジェット記録用水性インクを作製したときに吐出安定性を顕著に向上させることのできるインクジェット記録用水性顔料分散液を提供することができる。さらに本発明の水性顔料分散液の製造方法によれば上記水性顔料分散液を高い生産効率と高い製造収率で製造することができる。このためその産業上の利用価値は極めて高い。   The aqueous pigment dispersion of the present invention can provide an aqueous pigment dispersion for ink-jet recording that has a small number of coarse particles and can significantly improve ejection stability when an aqueous ink for ink-jet recording is produced. Furthermore, according to the method for producing an aqueous pigment dispersion of the present invention, the aqueous pigment dispersion can be produced with high production efficiency and high production yield. Therefore, its industrial utility value is extremely high.

Claims (11)

カーボンブラック、及びアニオン性基を有する共重合体を含有する常温で固形の顔料分散体を水性媒体中に混合、撹拌してなるインクジェット記録用水性顔料分散液であって、前記カーボンブラックの灰分が1.0質量%以下、かつDBP吸油量A(ml/100g)と比表面積B(m/g)との比A/Bが0.75以下であることを特徴とするインクジェット記録用水性顔料分散液。 Carbon black and an aqueous pigment dispersion for ink jet recording obtained by mixing and stirring a pigment dispersion solid at room temperature containing a copolymer having an anionic group in an aqueous medium, and the ash content of the carbon black is An aqueous pigment for ink jet recording, characterized in that the ratio A / B between the DBP oil absorption A (ml / 100 g) and the specific surface area B (m 2 / g) is 0.75 or less. Dispersion. 前記顔料分散体は塩基性化合物及び湿潤剤を含有し、固形分比率が40〜80質量%である請求項1に記載のインクジェット記録用水性顔料分散液。 The aqueous pigment dispersion for inkjet recording according to claim 1, wherein the pigment dispersion contains a basic compound and a wetting agent and has a solid content ratio of 40 to 80% by mass. 前記アニオン性基を有する共重合体は酸価50〜300、質量平均分子量7500〜40000のスチレンアクリル系共重合体である請求項1または2に記載のインクジェット記録用水性顔料分散液。 The aqueous pigment dispersion for inkjet recording according to claim 1 or 2, wherein the copolymer having an anionic group is a styrene acrylic copolymer having an acid value of 50 to 300 and a mass average molecular weight of 7500 to 40,000. 前記スチレンアクリル系共重合体は、全モノマー成分に対して60〜90質量%のスチレン系モノマー単位を含有する請求項3に記載のインクジェット記録用水性顔料分散液。 The water-based pigment dispersion for inkjet recording according to claim 3, wherein the styrene-acrylic copolymer contains 60 to 90% by mass of a styrene monomer unit with respect to all monomer components. 前記カーボンブラックの灰分が0.2質量%以下、DBP吸油量A(ml/100g)と比表面積B(m/g)との比A/Bが0.5以下である請求項1〜4のいずれか1項に記載のインクジェット記録用水性顔料分散液。 The ash content of the carbon black is 0.2% by mass or less, and the ratio A / B between the DBP oil absorption A (ml / 100 g) and the specific surface area B (m 2 / g) is 0.5 or less. The aqueous pigment dispersion for inkjet recording according to any one of the above. 前記カーボンブラックのDBP吸油量A(ml/100g)が40ml/100g以上である請求項1〜5のいずれか1項に記載のインクジェット記録用水性顔料分散液。 6. The aqueous pigment dispersion for inkjet recording according to claim 1, wherein the carbon black has a DBP oil absorption A (ml / 100 g) of 40 ml / 100 g or more. 請求項1〜6のいずれか1項に記載のインクジェット記録用水性顔料分散液を含有することを特徴とするインクジェット記録用水性インク。 An aqueous ink for inkjet recording, comprising the aqueous pigment dispersion for inkjet recording according to any one of claims 1 to 6. カーボンブラック、及びアニオン性基を有する共重合体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混練工程と、前記顔料分散体を水性媒体中に混合、撹拌する混合工程を有し、前記カーボンブラックの灰分が1質量%以下、かつDBP吸油量A(ml/100g)と比表面積B(m/g)との比A/Bが0.75以下であることを特徴とするインクジェット記録用水性顔料分散液の製造方法。 A kneading step of kneading a mixture containing carbon black and a copolymer having an anionic group to produce a solid pigment dispersion at room temperature, and a mixing step of mixing and stirring the pigment dispersion in an aqueous medium The carbon black has an ash content of 1% by mass or less, and the ratio A / B of the DBP oil absorption A (ml / 100 g) to the specific surface area B (m 2 / g) is 0.75 or less. A method for producing an aqueous pigment dispersion for inkjet recording. 前記顔料分散体は塩基性化合物及び湿潤剤を含有し、固形分比率が40〜80質量%である請求項8に記載のインクジェット記録用水性顔料分散液の製造方法。 The method for producing an aqueous pigment dispersion for inkjet recording according to claim 8, wherein the pigment dispersion contains a basic compound and a wetting agent and has a solid content ratio of 40 to 80% by mass. 前記アニオン性基を有する共重合体は酸価50〜300、質量平均分子量7500〜40000のスチレンアクリル系共重合体である請求項8または9に記載のインクジェット記録用水性顔料分散液の製造方法。 The method for producing an aqueous pigment dispersion for inkjet recording according to claim 8 or 9, wherein the copolymer having an anionic group is a styrene acrylic copolymer having an acid value of 50 to 300 and a mass average molecular weight of 7500 to 40,000. 前記スチレンアクリル系共重合体は、全モノマー成分に対して60〜90質量%のスチレン系モノマー単位を含有する請求項10に記載のインクジェット記録用水性顔料分散液の製造方法。 The method for producing an aqueous pigment dispersion for inkjet recording according to claim 10, wherein the styrene-acrylic copolymer contains 60 to 90% by mass of a styrene monomer unit with respect to all monomer components.
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