JP2016193981A - 顔料分散物及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
また、インク又は顔料分散体において、分散剤として添加される成分の中には、一定量以上含まれていると、かえって調製されたインク又は顔料分散体の保存安定性を低下させたり、また、吐出性を低下させたりするものがある。
例えば、顔料分散体を製造する際に、ロジン酸を添加すると、顔料の分散性を改良することができる。しかしながら、ロジン酸には、天然物由来のロジン化合物が使用されることが多く、その組成は一定ではない。そのため、ロジン酸の組成によっては、良好な分散性が得られない場合もある。
即ち、本発明の目的は、分散性及び分散後の保存安定性に優れ、インクジェット記録用インクに適用したときの吐出性にも優れる顔料分散物及びその製造方法を提供することである。
<1> 水と、顔料と、顔料分散ポリマーと、アビエチン酸、アビエチン酸の塩、ジヒドロアビエチン酸、及びジヒドロアビエチン酸の塩から選ばれる少なくとも1種を含むロジン酸と、を含有し、顔料分散物中に含まれる全ロジン酸に対するアビエチン酸、アビエチン酸の塩、ジヒドロアビエチン酸、及びジヒドロアビエチン酸の塩の合計含有量が、50質量%以上である顔料分散物。
<3> ロジン酸の含有量が、顔料の全質量に対して0.25質量%以上30.0質量%以下である<1>又は<2>に記載の顔料分散物。
<4> ロジン酸の含有量が、顔料の全質量に対して0.25質量%以上3.0質量%未満である<1>〜<3>のいずれか1つに記載の顔料分散物。
<5> 顔料分散ポリマーが、親水性構造単位と疎水性構造単位とを有する<1>〜<4>のいずれか1つに記載の顔料分散物。
<6> 顔料分散ポリマーが、(メタ)アクリル酸に由来する親水性構造単位と、炭素数1〜20のアルキル基を有する(メタ)アクリレート、炭素数1〜20のアルキル基を有する(メタ)アクリレートの誘導体、ベンジル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレートの誘導体、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、及びフェノキシエチル(メタ)アクリレートの誘導体から選ばれる少なくとも1種に由来する疎水性構造単位と、を有する<1>〜<5>のいずれか1つに記載の顔料分散物。
<8> pHが、8.0以上9.5以下である<1>〜<7>のいずれか1つに記載の顔料分散物。
<9> 顔料分散ポリマーが、架橋構造を有する<1>〜<8>のいずれか1つに記載の顔料分散物。
<10> インクジェット記録用インクとして用いられる<1>〜<9>のいずれか1つに記載の顔料分散物。
混合工程で得られた混合液に分散処理を施し、分散物を得る分散工程と、
を有する顔料分散物の製造方法。
<13> 混合工程が、少なくとも、顔料と、アビエチン酸、アビエチン酸の塩、ジヒドロアビエチン酸、及びジヒドロアビエチン酸の塩から選ばれる少なくとも1種を含むロジン酸と、を混合し、第1の液を得る第1工程、及び、第1工程で得られた第1の液と、顔料分散ポリマーと、を混合し、第2の液を得る第2工程を含む<11>又は<12>に記載の顔料分散物の製造方法。
<14> 混合工程で得られた混合液のpHを、1価のアルカリ金属を含む水溶液を用いて、8.0以上9.5以下に調整するpH調整工程を更に有する<11>〜<13>のいずれか1つに記載の顔料分散物の製造方法。
<15> 分散工程で得られた分散物に含まれるロジン酸の量を、顔料の全質量に対して3.0質量%未満に低減する低減工程を更に有する<11>〜<14>のいずれか1つに記載の顔料分散物の製造方法。
本明細書において、組成物中の各成分の量は、組成物中に各成分に該当する物質が複数存在する場合は、特に断らない限り、組成物中に存在する複数の物質の合計量を意味する。
本発明の顔料分散物は、水と、顔料と、顔料分散ポリマーと、アビエチン酸、アビエチン酸の塩、ジヒドロアビエチン酸、及びジヒドロアビエチン酸の塩から選ばれる少なくとも1種を含むロジン酸と、を含有し、顔料分散物中に含まれる全ロジン酸に対するアビエチン酸、アビエチン酸の塩、ジヒドロアビエチン酸、及びジヒドロアビエチン酸の塩の合計含有量が、50質量%以上の顔料分散物である。
本発明の顔料分散物は、分散性及び分散後の保存安定性(以下、単に「保存安定性」ともいう。)に優れ、インクジェット記録用インクに適用したときの吐出性にも優れる。
これに対して、本発明者は、顔料分散物中に、特定のロジン酸を特定量以上含有させることで、従来の天然物由来のロジン化合物をそのまま使用した場合と比較して、安定的に、分散性を向上させることができ、更に、保存安定性及びインクジェット記録用インクに適用したときの吐出性も向上できることを見出した。
本発明の顔料分散物は、アビエチン酸、アビエチン酸の塩、ジヒドロアビエチン酸、及びジヒドロアビエチン酸の塩から選ばれる少なくとも1種を含むロジン酸を含有する。また、本発明の顔料分散物中に含まれる全ロジン酸に対するアビエチン酸、アビエチン酸の塩、ジヒドロアビエチン酸、及びジヒドロアビエチン酸の塩の合計含有量は、50質量%以上である。
ロジン酸に含まれる塩としては、金属塩が好ましく、カルシウム塩がより好ましい。
ここで、「ロジン酸換算」とは、ロジン酸についてはそれ自体の質量を採用し、ロジン酸の塩については、塩に含まれるロジン酸由来の部分構造の質量を採用して、計算することを意味する。
これらのロジン酸の中でも、本発明の顔料分散物においては、ガムロジンを好適に用いることができる。
本発明の顔料分散物が含有するロジン酸が、アビエチン酸及びアビエチン酸の塩から選ばれる少なくとも1種と、ジヒドロアビエチン酸及びジヒドロアビエチン酸の塩から選ばれる少なくとも1種と、の両方を含むと、顔料分散物中のポリマー被覆顔料がより狭い粒度分布を示す。
本明細書において「ポリマー被覆顔料」とは、表面の少なくとも一部が顔料分散ポリマーで被覆された顔料を意味する。
本発明の顔料分散物は、顔料分散物中に含まれる全ロジン酸に対するアビエチン酸、アビエチン酸の塩、ジヒドロアビエチン酸、及びジヒドロアビエチン酸の塩の合計含有量が50質量%以上であることにより、分散性及び保存安定性に優れ、インクジェット記録用インクに適用したときの吐出性にも優れる。
本発明の顔料分散物中に含まれる全ロジン酸に対するアビエチン酸、アビエチン酸の塩、ジヒドロアビエチン酸、及びジヒドロアビエチン酸の塩の合計含有量の上限値は、特に制限されず、例えば、分散性の観点から、好ましくは100質量%であり、より好ましくは95質量%であり、更に好ましくは90質量%である。
アビエチン酸及びアビエチン酸の塩の合計含有量に対するジヒドロアビエチン酸及びジヒドロアビエチン酸の合計含有量の割合が、質量基準で、上記範囲内であると、分散性及び保存安定性により優れ、インクジェット記録用インクに適用したときの吐出性にもより優れる。
本発明の顔料分散物中におけるロジン酸の含有量が、顔料の全質量に対して0.25質量%以上であると、顔料分散物としたときの分散性をより向上させることができる。
また、本発明の顔料分散物中におけるロジン酸の含有量が、顔料の全質量に対して30.0質量%未満であると、優れた分散性を維持しつつ、保存安定性をより向上させることができ、また、インクジェット記録用インクに適用したときの吐出性も向上させることができる。
本発明の顔料分散物中に含まれるアビエチン酸、アビエチン酸の塩、ジヒドロアビエチン酸、及びジヒドロアビエチン酸の塩の量についても、同様の方法により求めることができる。
測定装置:高速クロマトグラフ Chromaster(登録商標)(日立ハイテクサイエンス(株)製)
検出器:Corona(登録商標)CAD(ESA Biosciences, Inc)
カラム:Shim−pack SPR−H((株)島津製作所製)
カラムオーブン:40℃
流量:1.0mL/min
注入量:10μL
試料:顔料分散物を常温で真空乾燥して、得られた固形分40mgを2mLのメタノールに10時間浸漬させた後、0.45μフィルターでろ過して固形分を除去し、得られた溶液を使用する。
本発明の顔料分散物は、顔料を含有する。
顔料としては、特に制限されず、目的に応じて、適宜選択することができ、例えば、有機顔料又は無機顔料のいずれであってもよい。
アゾ顔料としては、アゾレーキ、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、キレートアゾ顔料、等が挙げられる。
多環式顔料としては、フタロシアニン顔料、ペリレン顔料、ペリノン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサジン顔料、インジゴ顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフタロン顔料等が挙げられる。
染料キレートとしては、塩基性染料型キレート、酸性染料型キレート等が挙げられる。
ロジン酸が添加されている顔料の具体例としては、FUJI FAST RED(冨士色素(株)製)等が挙げられる。
本発明の顔料分散物は、顔料分散ポリマーを含有する。
顔料分散ポリマーは、水溶性ポリマー又は水不溶性ポリマーのいずれであってもよい。
本明細書において、「水溶性ポリマー」とは、105℃で2時間減圧乾燥させた後、25℃の水100g中に溶解させたときに、その溶解量が5.0g以上であるポリマーを意味し、その溶解量は、好ましくは10.0g以上であり、より好ましくは15.0g以上である。
親水性構造単位とは、少なくとも1つの親水性基を含む構造単位である。
親水性の構造単位を構成するモノマーとしては、親水性基を含むモノマーであれば特に制限はない。親水性基としては、ノニオン性基、カルボン酸基、スルホン酸基、リン酸基等を挙げられる。
ノニオン性基としては、水酸基、(窒素原子が無置換の)アミド基、アルキレンオキシド重合体(ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド等)に由来する基、糖アルコールに由来する基などが挙げられる。
カルボキシ基を有する構造単位としては、(メタ)アクリル酸、β−カルボキシエチルアクリレート、フマル酸、イタコン酸、マレイン酸、クロトン酸等に由来の構造単位が挙げられる。これらの中でも、カルボキシ基を有する構造単位としては、(メタ)アクリル酸に由来の構造単位及びβ−カルボキシエチルアクリレートに由来の構造単位から選ばれる構造単位が好ましく、(メタ)アクリル酸に由来の構造単位がより好ましい。
これらの中でも、疎水性構造単位としては、炭素数1〜20のアルキル基を有する(メタ)アクリレート、炭素数1〜20のアルキル基を有する(メタ)アクリレートの誘導体、ベンジル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレートの誘導体、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、及びフェノキシエチル(メタ)アクリレートの誘導体から選ばれる少なくとも1つに由来する構造単位が好ましい。
顔料分散ポリマーがこれらの疎水性構造単位を含む場合、これらの疎水性構造単位を、1種単独で含んでもよく、また、2種以上含んでもよい。
なお、本明細書において、「酸価」とは、顔料分散ポリマーの固形分1gあたりの酸価を表し、JIS K 0070(1992)に準じ、電位差滴定法によって求めることができる。
顔料分散ポリマーの重量平均分子量(Mw)は、以下に示す条件のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定される値である。
測定装置:高速GPC HLC−8020 GPC(東ソー(株))
検出器:示差屈折率計(RI) RI−8020(東ソー(株))
カラム:TSKgeL Super Multipore HZ−H(4.6mmID×15cm、東ソー(株)製)を3本使用
カラム温度:40℃
溶離液:テトラヒドロフラン(THF)
試料濃度:0.45質量%
注入量:10μL
流量:0.35mL/分
本発明の顔料分散物は、水を含有する。
水としては、イオン交換水、蒸留水等のイオン性不純物を含まない水を用いることが好ましい。
本発明の顔料分散物中における水の含有量は、特に制限されず、目的に応じて適宜設定することができる。例えば、分散性及びインクジェット記録用インクに適用したときの吐出性の観点からは、水の含有量は、顔料分散物の全量に対して、40質量%〜99質量%であることが好ましく、50質量%〜95質量%であることがより好ましく、60質量%〜95質量%であることが更に好ましい。
本発明の顔料分散物は、界面活性剤の少なくとも1種を含有してもよい。
界面活性剤によれば、分散性がより向上し得る。
界面活性剤としては、ノニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、ベタイン系界面活性剤等が挙げられる。
また、界面活性剤としては、N,N−ジメチル−N−アルキルアミンオキシド等のアミンオキシド型の両性界面活性剤も好ましい。
さらに、特開昭59−157636号の第(37)〜(38)頁、及びリサーチ・ディスクロージャーNo.308119(1989年)に界面活性剤として挙げられたものを用いることもできる。
また、特開2003−322926号、特開2004−325707号、及び特開2004−309806号の各公報に記載のフッ素系(例えば、フッ化アルキル系)界面活性剤、シリコーン系界面活性剤等を用いることにより、本発明の顔料分散物をインクとして用いたときの形成される画像の耐擦性を良化することもできる。
アセチレンジオール基を有する化合物としては、市販品を用いることができる。アセチレンジオール基を有する化合物の市販品の例としては、AirProducts&Chemicals社製のSURFYNOL(登録商標)82、SURFYNOL(登録商標)465、SURFYNOL(登録商標)485、DYNOL604、DYNOL607、日信化学工業(株)製のオルフィン(登録商標)STG、オルフィン(登録商標)E1010等が挙げられる。
HLBは、GRIFFINのHLB値(20Mw/M、Mw=親水性部位の分子量、M=非イオン界面活性剤の分子量)により算出された値である。
本発明の顔料分散物は、尿素を含有してもよい。
尿素は、保湿機能が高いため、湿潤剤として用いることができる。
本発明の顔料分散物は、尿素を含有することで、乾燥及び凝固がより効果的に抑制される。
本発明の顔料分散物は、水溶性有機溶剤の少なくとも1種を含有してもよい。
本明細書において、「水溶性有機溶剤」とは、25℃の水100gに対して、5g以上溶解する有機溶剤を意味し、好ましくは10g以上溶解する。
水溶性有機溶剤は、本発明の顔料分散物をインクジェット記録用インクとして用いた場合に、噴射ノズルのインク吐出口でのインクの付着乾燥によって発生し得る目詰まりを防止する乾燥防止剤として機能し得る。
乾燥防止剤として好適な水溶性有機溶剤の具体例としては、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、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、チオジグリコール、ジチオジグリコール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、1,2,6−ヘキサントリオール、アセチレングリコール誘導体、グリセリン、トリメチロールプロパン等の多価アルコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル等の多価アルコールの低級アルキルエーテル化合物、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、N−エチルモルホリン等の複素環化合物、スルホラン、ジメチルスルホキシド、3−スルホレン等の含硫黄化合物、ジアセトンアルコール、ジエタノールアミン等の多官能化合物、尿素誘導体などが挙げられる。
これらの水溶性有機溶剤の中でも、乾燥防止剤としては、グリセリン、ジエチレングリコール等の多価アルコールが好ましい。
浸透促進剤として好適な水溶性有機溶剤の具体例としては、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、1,2−ヘキサンジオール等のアルコール、ラウリル硫酸ナトリウム、オレイン酸ナトリウム、ノニオン系界面活性剤などが挙げられる。
本発明の顔料分散物が浸透促進剤として水溶性有機溶剤を含有する場合、水溶性有機溶剤の含有量は、画像の滲み、及び紙抜け(プリントスルー)を起こさない量の範囲内であることが好ましく、例えば、顔料分散物の全質量に対して、5質量%〜30質量%であることが好ましい。
粘度調整剤として好適な水溶性有機溶剤の具体例としては、アルコール(例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、sec−ブタノール、t−ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール、ベンジルアルコール)、多価アルコール(例えば、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、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、ブチレングリコール、ヘキサンジオール、ペンタンジオール、グリセリン、ヘキサントリオール、チオジグリコール)、グリコール誘導体(例えば、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールジアセテート、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、ポリオキシプロピレングリセリルエーテル)、アミン(例えば、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、N−メチルジエタノールアミン、N−エチルジエタノールアミン、モルホリン、N−エチルモルホリン、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、ポリエチレンイミン、テトラメチルプロピレンジアミン)、及びその他の極性溶媒(例えば、ホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、スルホラン、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、N−ビニル−2−ピロリドン、2−オキサゾリドン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、アセトニトリル、アセトン)が挙げられる。
本発明の顔料分散物が粘度調整剤として水溶性有機溶剤を含有する場合、水溶性有機溶剤の含有量は、所望の粘度に応じて、適宜設定するとよい。
本発明の顔料分散物は、上記の成分に加え、必要に応じて、その他の添加剤を含有してもよい。
その他の添加剤としては、例えば、水溶性重合性化合物、重合開始剤、樹脂粒子、褪色防止剤、乳化安定剤、浸透促進剤、紫外線吸収剤、防腐剤、防黴剤、pH調整剤、表面張力調整剤、消泡剤、粘度調整剤、分散剤、分散安定剤、防錆剤、キレート剤等の公知の添加剤が挙げられる。これらの各種添加剤は、顔料分散物の調製後に直接添加してもよく、また、顔料分散物の調製時に添加してもよい。
pH調整剤としては、中和剤(例えば、有機塩基、無機アルカリ)が挙げられ、無機アルカリが好ましい。無機アルカリとしては、1価のアルカリ金属を含む化合物が好ましく、水酸化ナトリウム及び水酸化カリウムから選ばれる少なくとも1種であることがより好ましい。
本発明の顔料分散物のpHは、8.0以上9.5以下であることが好ましく、8.2以上9.2以下であることがより好ましく、8.4以上8.9以下であることが更に好ましい。
本発明の顔料分散物のpHが上記範囲内であると、保存安定性により優れる。
本発明の顔料分散物の上記pHは、pHメーター(型名:WM−50EG、東亜DDK(株)製)を用いて測定された、液温25℃の顔料分散物のpHを指す。
本発明の顔料分散物は、分散性及び保存安定性に優れるとともに、インクジェット記録用インクに適用したときの吐出性にも優れることから、特に、インクジェット記録用インクとして用いられること(即ち、本発明の顔料分散物がインクジェット記録用インクであること)が好ましい。
本発明の顔料分散物の製造方法は、上述の顔料分散物を製造することができればよく、特に制限されるものではない。
本発明の顔料分散物を製造する方法としては、本発明の顔料分散物を得やすいという観点から、以下で説明する、本実施形態の顔料分散物の製造方法が好ましい。
本実施形態の製造方法によれば、上述した本発明の顔料分散物を容易に製造することができる。
なお、各工程で用いる成分の具体例、及び好ましい態様については、上述の顔料分散物の項に記載したとおりであるため、ここでは説明を省略する。
混合工程は、水と、顔料と、顔料分散ポリマーと、アビエチン酸、アビエチン酸の塩、ジヒドロアビエチン酸、及びジヒドロアビエチン酸の塩から選ばれる少なくとも1種を含むロジン酸と、を混合し、全ロジン酸の含有量に対するアビエチン酸、アビエチン酸の塩、ジヒドロアビエチン酸、及びジヒドロアビエチン酸の塩の合計含有量が50質量%以上である混合液を得る工程である。
混合工程では、顔料と、顔料分散ポリマーと、特定のロジンを特定量以上で含むロジン酸と、を混合することにより、特定のロジンによって顔料表面の濡れ性が向上し、顔料表面が顔料分散ポリマーによって効率良く被覆される。これにより、最終的に、分散性及び保存安定性に優れ、インクジェット記録用インクに適用したときの吐出性にも優れる顔料分散物を得ることができる。
アビエチン酸、アビエチン酸の塩、ジヒドロアビエチン酸、及びジヒドロアビエチン酸の塩から選ばれる少なくとも1種を含む、混合物としてのロジン酸としては、ガムロジン、トールロジン、ウッドロジン等が挙げられ、好ましくはガムロジンである。
混合液中における全ロジン酸の含有量に対するアビエチン酸、アビエチン酸の塩、ジヒドロアビエチン酸、及びジヒドロアビエチン酸の塩の合計含有量が50質量%以上であると、顔料表面の濡れ性が向上し、顔料表面が顔料分散ポリマーによって効率良く被覆されるため、分散性及び保存安定性に優れ、インクジェット記録用インクに適用したときの吐出性にも優れる顔料分散物を得ることができる。
混合液中における全ロジン酸の含有量に対するアビエチン酸、アビエチン酸の塩、ジヒドロアビエチン酸、及びジヒドロアビエチン酸の塩の合計含有量の上限値は、特に制限されず、例えば、分散性の観点から、好ましくは100質量%であり、より好ましくは95質量%であり、更に好ましくは90質量%である。
アビエチン酸及びアビエチン酸の塩の合計配合量に対するジヒドロアビエチン酸及びジヒドロアビエチン酸の塩の合計配合量の割合が、上記範囲内であると、分散性及び保存安定性により優れ、インクジェット記録用インクに適用したときの吐出性にもより優れる顔料分散物を得ることができる。
混合液に含まれるロジン酸の量が、顔料に対して3.0質量%以上であると、顔料表面の濡れ性を十分に向上し得るため、顔料表面が顔料分散ポリマーによって効率良く被覆される結果、分散性により優れる顔料分散物を得ることができる。
混合液に含まれるロジン酸の量が、顔料に対して30.0質量%以下であると、混合液のゲル化を抑制し得る。
また、混合液に含まれるロジン酸の量が、顔料に対して上記範囲内であると、表面の少なくとも一部が顔料分散ポリマーで被覆された顔料(即ち、ポリマー被覆顔料)の多分散性指数(PDI)が好適な範囲の顔料分散物となる。なお、多分散性指数(PDI)については後述する。
界面活性剤を配合することで、顔料表面の濡れ性をより向上し、分散性により優れた顔料分散物が得られる。
界面活性剤としては、上述の顔料分散物の項に記載のものと同様であるため、ここでは説明を省略する。
界面活性剤の配合量は、顔料の全質量に対して、30質量%〜100質量%が好ましく、5質量%〜30質量%がより好ましい。
顔料の分散性をより向上させる観点からは、顔料と、アビエチン酸、アビエチン酸の塩、ジヒドロアビエチン酸、及びジヒドロアビエチン酸の塩から選ばれる少なくとも1種を含むロジン酸と、を混合した後、顔料分散ポリマーと混合することが好ましい。すなわち、混合工程は、少なくとも、顔料と、アビエチン酸、アビエチン酸の塩、ジヒドロアビエチン酸、及びジヒドロアビエチン酸の塩から選ばれる少なくとも1種を含むロジン酸と、を混合し、第1の液を得る第1工程、及び、第1工程で得られた第1の液と、顔料分散ポリマーと、を混合し、第2の液を得る第2工程を含むことが好ましい。なお、第2の液が、上記混合工程における混合液に相当する。
混合工程における各成分の混合は、二本ロール、三本ロール、ボールミル、トロンミル、ディスパー、ニーダー、コニーダー、ホモジナイザー、ブレンダー、単軸又は二軸の押出機等を用いて行うことができる。
なお、混合方法の詳細については、T.C. Patton著”Paint Flow and Pigment Dispersion”(1964年 John Wiley and Sons社刊)等の記載を参照することができる。
分散工程は、上述の混合工程で得られた混合液に分散処理を施し、分散物を得る工程である。
分散工程では、混合工程で得られた混合液に分散処理を施すことにより、表面の少なくとも一部が顔料分散ポリマーで被覆された顔料(即ち、ポリマー被覆顔料)が分散している分散物を得ることができる。
平均粒子径は、200nm以下であると色再現性が良好になり、インクジェット法で打滴する際の打滴特性が良好になり、10nm以上であると耐光性が良好になる。
本明細書において、「多分散性指数(PDI:polydispersity index)」とは、分散粒子の粒子径分布を定義する指数であり、これは下記式(1)により定義されるものである。
なお、D90、D50、及びD10は、ナノトラック粒度分布測定装置UPA−EX150(日機装(株)製)を用いて動的光散乱法により測定される平均粒子径から見積もることができる。測定するときの顔料濃度は0.75質量%に調整し、25℃で測定を行う。
分散装置としては、ボールミル、ビーズミル、サンドミル、ソルトミル、アトライター、ロールミル、アジテーター、ヘンシェルミキサー、コロイドミル、超音波ホモジナイザー、パールミル、湿式ジェットミル、ペイントシェーカー等の分散装置が挙げられる。
これらの中でも、ビーズミル分散装置は、分散性に優れた分散物を得ることができる点において、好ましい。
ビーズミル分散装置を用いた分散には、好ましくは0.01mm〜3.0mm、より好ましくは0.05mm〜1.5mm、更に好ましくは0.1mm〜1.0mmの平均粒子径を有するビーズを用いることで、分散性により優れた分散物を得ることができる。
本実施形態の製造方法は、本発明の効果を損なわない範囲において、必要に応じて、混合工程及び分散工程以外のその他の工程を有していてもよい。
その他の工程としては、pH調整工程、架橋工程、及び低減工程が挙げられる。
本実施形態の製造方法は、保存安定性により優れる顔料分散物を得る観点から、混合工程で得られた混合液のpHを、1価のアルカリ金属を含む水溶液を用いて、8.0以上9.5以下に調整するpH調整工程を更に有することが好ましい。
1価のアルカリ金属を含む水溶液としては、特に制限されず、例えば、水酸化ナトリウム水溶液及び水酸化カリウム水溶液が好ましく用いられる。
pH調整工程では、混合液のpHを、8.2以上9.2以下に調整することが好ましく、8.4以上9.0以下に調整することがより好ましい。
pHの測定方法としては、上述の顔料分散物の項に記載のものと同様であるため、ここでは説明を省略する。
本実施形態の製造方法は、顔料分散ポリマーが、カルボキシ基、イソシアネート基、エポキシ基等の架橋構造を形成することが可能な官能基を有する場合、顔料分散物の保存安定性の観点から、分散工程の後、分散物中で分散しているポリマー被覆顔料のポリマー(即ち、顔料分散ポリマー)を架橋させる架橋工程を更に有することが好ましい。
架橋工程は、分散工程の後であればよく、低減工程の前後のいずれでもよい。
架橋工程では、例えば、以下のように、架橋剤を用いてポリマー間を架橋させることが好ましい。
なお、架橋工程における分散物の液温は、好ましくは70℃〜80℃である。
具体的には、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、1,6−へキサンジオールジグリシジルエーテル、ジエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ジプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル等の架橋剤が挙げられる。これらの中でも、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ジエチレングリコールジグリシジルエーテル、及びトリメチロールプロパントリグリシジルエーテルから選ばれる少なくとも1種の架橋剤が好ましい。
本実施形態の製造方法は、保存安定性により優れる顔料分散物を得る観点から、分散工程で得られた分散物に含まれるロジン酸の量を、顔料の全質量に対して3.0質量%未満に低減する低減工程を更に有することが好ましい。
低減工程では、上記の混合工程で、顔料の分散性を向上させるために加えたロジン酸の量を、低減工程で3.0質量%未満まで低減させることで、より優れた分散性を維持しつつ、保存安定性及びインクジェット記録用インクに適用したときの吐出性にもより優れる顔料分散物を得ることができる。
ロジン酸は、混合工程で添加した量の50質量%以下に低減することが好ましく、0.83質量%〜40質量%に低減することがより好ましい。
ロジン酸の量が0.25質量%以上であると、顔料分散物としたときの分散性をより向上させることができる。
なお、ここでいうロジン酸の量には、顔料に添加されているロジン酸も含まれる。
一般的に、限外ろ過に用いられるろ過膜の形状には、平面状、パイプ状、中空糸状等の形状がある。また、ろ過膜の材質には、ポリエーテルスルホン(PESU)、ポリアクリロニトリル等の合成高分子、セラミックなどがあり、用途によって選択される。
限外ろ過では、ダイアフィルトレーション用リザーバタンクに分散物を入れ、マグネティックスターラーで攪拌しながらチューブポンプを使って送液する。ろ過時の流量は、400mL〜700mL/分が好ましく、600mL〜700mL/分がより好ましい。送液の際には、液温を25℃に保ち、常に濃度が一定になるように、ろ過された分の超純水を供給する。低減工程におけるろ過の回数は、ろ過する液の洗浄効率により異なり、例えば、仕込んだ分散物の体積倍率で10倍程度の量の超純水でろ過する。ろ過の回数は、1体積倍率を1回として回数を数えると、8回〜14回が好ましく、10回〜14回がより好ましい。
測定装置:高速GPC HLC−8020 GPC(東ソー(株))
検出器:示差屈折率計(RI) RI−8020(東ソー(株))
カラム:TSKgeL Super Multipore HZ−H(4.6mmID×15cm、東ソー(株)製)を3本使用
カラム温度:40℃
溶離液:テトラヒドロフラン(THF)
試料濃度:0.45質量%
注入量:10μL
流量:0.35mL/分
〔顔料分散ポリマーP−1の合成〕
顔料分散ポリマーP−1は、下記の方法に従って合成した。
メタクリル酸(170質量部)と、メタクリル酸ベンジル(830質量部)と、イソプロパノール(375質量部)とを混合することにより、モノマー供給組成物を調製した。
また、2,2−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)(22.05質量部)と、イソプロパノール(187.5質量部)とを混合することにより、開始剤供給組成物を調製した。
次に、イソプロパノール(187.5質量部)を窒素雰囲気下、80℃に加温した中に、上記モノマー供給組成物及び上記開始剤供給組成物の混合物を、2時間かけて滴下した。滴下終了後、更に4時間、80℃に保った後、25℃まで冷却した。
冷却後、溶媒を減圧除去することにより、顔料分散ポリマーP−1を得た。
得られた顔料分散ポリマーP−2の重量平均分子量(Mw)は、29,000であり、酸価は、110.8mgKOH/gであった。
P−1の合成におけるメタクリル酸の配合量を170質量部から265質量部に変え、メタクリル酸ベンジルの配合量を830質量部から735質量部に変えたこと以外は、P−1と同様にして、顔料分散ポリマーP−2を合成した。
得られた顔料分散ポリマーP−2の重量平均分子量(Mw)は、31,000であり、酸価は、172.8mgKOH/gであった。
P−1の合成におけるメタクリル酸の配合量を170質量部から100質量部に変え、メタクリル酸ベンジルの配合量を830質量部から570質量部に変えたこと以外は、P−1と同様にして、顔料分散ポリマーP−3を合成した。
得られた顔料分散ポリマーP−3の重量平均分子量(Mw)は、28,000であり、酸価は、65.1mgKOH/gであった。
<実施例1>
上記で得られた顔料分散ポリマーP−1の150質量部を水に溶解し、顔料分散ポリマーの濃度が約25質量%となるように顔料分散ポリマー水溶液を調製した。
この顔料分散ポリマー水溶液180質量部と、ガムロジン〔天然ロジン、組成:アビエチン酸(35質量%)、ネオアビエチン酸(24質量%)、パラストリン酸(22質量%)、デヒドロアビエチン酸(6質量%)ピマール酸(6質量%)、イソピマール酸(7質量%)、荒川化学工業(株)製〕2.58質量部と、アビエチン酸(純度:93質量%、7質量%の不純物はジヒドロアビエチン酸を除く他のロジン酸、和光純薬工業(株)製)0.80質量部と、ジヒドロアビエチン酸(純度:100質量%、和光純薬工業(株)製)1.11質量部と、PR−122(クロモファイン(登録商標)レッド、大日精化(株)製)90質量部と、水170.0質量部と、を混合し、混合液を得た。得られた混合液に、水酸化カリウム水溶液を添加し、中和後のpHが8.7になるように調整した。なお、pHは、pHメーター(型名:WM−50EG、東亜DDK(株)製)を用い、25℃で測定した値であり、以下の顔料分散物の作製においても同様である。
次いで、中和後の混合液に対して、ビーズミル(ビーズ径:0.1mmφ、ジルコニアビーズ)を用いて、3時間分散処理を行った。この分散処理により、顔料の固形分濃度が15質量%の非架橋ポリマー被覆顔料の分散物を得た。
得られた分散物に対して、顔料の濃度が15質量%となるようにイオン交換水を添加し、実施例1の顔料分散物(顔料分散物1)を得た。
ガムロジン、アビエチン酸、及びジヒドロアビエチン酸の配合量、顔料分散ポリマーの種類、並びにpHを表2に示すものとしたこと以外は、顔料分散物1と同様にして、実施例2〜11、15、及び17の顔料分散物(顔料分散物2〜11、15、及び17)を得た。
上記で得られた顔料分散ポリマーP−1の150質量部を水に溶解し、顔料分散ポリマーの濃度が約40質量%となるように顔料分散ポリマー水溶液を調製した。
この顔料分散ポリマー水溶液180質量部と、ガムロジン(天然ロジン、組成は実施例1と同じ、荒川化学工業(株)製)4.88質量部と、アビエチン酸(純度:93質量%、7質量%の不純物はジヒドロアビエチン酸を除く他のロジン酸、和光純薬工業(株)製)1.65質量部と、ジヒドロアビエチン酸(和光純薬工業(株)製)2.51質量部と、PY−74(クロモファイン(登録商標)イエロー、大日精化(株)製)90質量部と、水170.0質量部と、を混合し、混合液を得た。得られた混合液に、水酸化カリウム水溶液を添加し、中和後のpHが8.7になるように調整した。
次いで、中和後の混合液に対して、ビーズミル(ビーズ径:0.1mmφ、ジルコニアビーズ)を用いて、3時間分散処理を行った。この分散処理により、顔料の固形分濃度が15質量%の非架橋ポリマー被覆顔料の分散物を得た。
得られた分散物に対して、顔料の濃度が15質量%となるようにイオン交換水を添加し、実施例12の顔料分散物(顔料分散物12)を得た。
上記で得られた顔料分散ポリマーP−1の150質量部を水に溶解し、顔料分散ポリマーの濃度が約25質量%となるように顔料分散ポリマー水溶液を調製した。
この顔料分散ポリマー水溶液180質量部と、ガムロジン(天然ロジン、組成は実施例1と同じ、荒川化学工業(株)製)2.58質量部と、アビエチン酸(純度:93質量%、7質量%の不純物はジヒドロアビエチン酸を除く他のロジン酸、和光純薬工業(株)製)0.80質量部と、ジヒドロアビエチン酸(和光純薬工業(株)製)1.11質量部と、PR−122(クロモファイン(登録商標)レッド、大日精化(株)製)90質量部と、水170.0質量部と、を混合し、混合液を得た。得られた混合液に、水酸化カリウム水溶液を添加し、中和後のpHが8.5になるように調整した。
次いで、中和後の混合液に対して、ビーズミル(ビーズ径:0.1mmφ、ジルコニアビーズ)を用いて、3時間分散処理を行った。この分散処理により、顔料の固形分濃度が15質量%の非架橋ポリマー被覆顔料の分散物を得た。
得られた分散物に対して、顔料の濃度が15質量%となるようにイオン交換水を添加し、顔料分散物を得た。
得られた顔料分散物を、ポリエーテルスルホン(PESU)膜(微細孔のサイズ:0.1μm)を備えた、限外ろ過装置(クロスフロー型ウルトラフィルター(UF)、ザルトリウス社製)に、1分間に600mLの流量で流した。このとき、液温が25℃となるように調整し、仕込んだ液の体積倍率の1倍を1回として10回限外ろ過を行い、実施例13の顔料分散物(顔料分散物13)を得た。
上記で得られた顔料分散ポリマーP−1の150質量部を水に溶解し、顔料分散ポリマーの濃度が約25質量%となるように顔料分散ポリマー水溶液を調製した。
この顔料分散ポリマー水溶液180質量部と、ロジン酸Ca〔組成:デヒドロアビエチン酸カルシウム(8質量%)、ジヒドロアビエチン酸カルシウム(24質量%)、アビエチン酸カルシウム(36質量%)、テトラヒドロアビエチン酸カルシウム(32質量%)、括弧内の数値は全てロジン酸換算値〕が添加してあるピグメントレッド(ロジン酸Ca添加PR)−122(商品名:FUJI FAST RED、顔料に対するロジン酸Caの添加量:5質量%、冨士色素(株)製)94.5質量部と、水170.0質量部と、を混合し、混合液を得た。得られた混合液に、水酸化カリウム水溶液を添加し、中和後のpHが8.3になるように調整した。
次いで、中和後の混合液に対して、ビーズミル(ビーズ径:0.1mmφ、ジルコニアビーズ)を用いて、3時間分散処理を行った。この分散処理により、顔料の固形分濃度が15質量%の非架橋ポリマー被覆顔料の分散物を得た。
得られた分散物に対して、顔料の濃度が15質量%となるようにイオン交換水を添加し、実施例14の顔料分散物(顔料分散物14)を得た。
上記で得られた顔料分散ポリマーP−1の150質量部を水に溶解し、顔料分散ポリマーの濃度が約25質量%となるように顔料分散ポリマー水溶液を調製した。
この顔料分散ポリマー水溶液180質量部と、ガムロジン(天然ロジン、組成は実施例1と同じ、荒川化学工業(株)製)2.58質量部と、アビエチン酸(純度:93質量%、7質量%の不純物はジヒドロアビエチン酸を除く他のロジン酸、和光純薬工業(株)製)0.80質量部と、ジヒドロアビエチン酸(和光純薬工業(株)製)1.11質量部と、PR−122(クロモファイン(登録商標)レッド、大日精化(株)製)90質量部と、水170.0質量部と、を混合し、混合液を得た。得られた混合液に、水酸化カリウム水溶液を添加し、中和後のpHが8.6になるように調整した。
次いで、中和後の混合液に対して、ビーズミル(ビーズ径:0.1mmφ、ジルコニアビーズ)を用いて、3時間分散処理を行った。この分散処理により、顔料の固形分濃度が15質量%の非架橋ポリマー被覆顔料の分散物を得た。
得られた非架橋ポリマー被覆顔料の分散物136質量部に対して、Denacol(登録商標)EX321(架橋剤、ナガセケムテックス(株)製)0.23質量部、及びホウ酸水溶液(ホウ酸濃度:4質量%)14.3質量部を添加し、70℃で6時間反応させた。反応後、25℃に冷却することにより、架橋ポリマー被覆顔料の分散物を得た。
得られた分散物に対して、顔料の濃度が15質量%となるようにイオン交換水を添加し、実施例16の顔料分散物(顔料分散物16)を得た。
上記で得られた顔料分散ポリマーP−1の150質量部を水に溶解し、顔料分散ポリマーの濃度が約25質量%となるように顔料分散ポリマー水溶液を調製した。
この顔料分散ポリマー水溶液180質量部と、PR−122(クロモファイン(登録商標)レッド、大日精化(株)製)90質量部と、水180.0質量部と、を混合し、混合液を得た。得られた混合液に、水酸化カリウム水溶液を添加し、中和後のpHが8.5になるように調整した。
次いで、中和後の混合液に対して、ビーズミル(ビーズ径:0.1mmφ、ジルコニアビーズ)を用いて、3時間分散処理を行った。この分散処理により、顔料の固形分濃度が15質量%の非架橋ポリマー被覆顔料の分散物を得た。
得られた分散物に対して、顔料の濃度が15質量%となるようにイオン交換水を添加し、比較例1の顔料分散物(比較顔料分散物1)を得た。
ガムロジン、アビエチン酸、ジヒドロアビエチン酸、及びピマール酸の配合量、顔料分散ポリマーの種類、並びにpHを表2に示すものとしたこと以外は、顔料分散物1と同様にして、比較例2〜5の顔料分散物(比較顔料分散物2〜5)を得た。
なお、表2中、「アビエチン酸及びアビエチン酸の塩」は「AA」と表記し、「ジヒドロアビエチン酸及びジヒドロアビエチン酸の塩」は「DiHA]と表記した。
表2中、「含有割合(AA/DiHA)」は、アビエチン酸及びアビエチン酸の塩の合計含有量に対するジヒドロアビエチン酸及びジヒドロアビエチン酸の塩の合計含有量の割合(質量基準)を意味する。
上記で得られた実施例1〜17の顔料分散物(顔料分散物1〜17)及び比較例1〜5顔料分散物(比較顔料分散物1〜5)について、高速液体クロマトグラフを用いて定量し、各顔料分散物に含まれるロジン酸の合計量、並びに、ロジン酸中に含まれるアビエチン酸、アビエチン酸の塩、ジヒドロアビエチン酸、及びジヒドロアビエチン酸の塩の含有量を求めた。結果を表2に示す。
なお、実施例13の顔料分散物(顔料分散物13)におけるロジン酸に対するアビエチン酸、アビエチン酸の塩、ジヒドロアビエチン酸、及びジヒドロアビエチン酸の塩の合計含有量、並びに、アビエチン酸及びアビエチン酸の塩の合計含有量に対するジヒドロアビエチン酸及びジヒドロアビエチン酸の塩の合計含有量の割合は、限外ろ過を行った後の顔料分散物について測定した値である。
測定装置:高速クロマトグラフ Chromaster(登録商標)(日立ハイテクサイエンス(株)製)
検出器:Corona(登録商標)CAD(ESA Biosciences, Inc)
カラム:Shim−pack SPR−H((株)島津製作所製)
カラムオーブン:40℃
流量:1.0mL/min
注入量:10μL
試料:顔料分散物を常温で真空乾燥して、得られた固形分40mgを2mLのメタノールに10時間浸漬させた後、0.45μフィルターでろ過して固形分を除去し、得られた溶液を使用した。
上記で得られた実施例1〜17の顔料分散物(顔料分散物1〜17)及び比較例1〜5顔料分散物(比較顔料分散物1〜5)について、顔料分散物中で分散状態のポリマー被覆顔料の平均粒子径(体積平均粒子径)は、ナノトラック粒度分布測定装置UPA−EX150(日機装(株)製)を用い、動的光散乱法により測定した。結果を表2に示す。
<分散性>
上記で得られた実施例1〜17の顔料分散物(顔料分散物1〜17)及び比較例1〜5顔料分散物(比較顔料分散物1〜5)について、ナノトラック粒度分布測定装置(型名:UPA−EX150、日機装(株)製)を用いて、動的光散乱法により、ポリマー被覆顔料の粒度分布を測定した。
得られた粒度分布から平均粒子径D90、D50、及びD10を算出し、下記式(1)に従い、多分散性指数(PDI)を求めた。
ここで、D90、D50、及びD10は、それぞれ分散粒子の全粒子数の0.9(90個数%)、0.5(50個数%)、及び0.1(10個数%)に等しい粒子径を表す。
多分散性指数(PDI)は、ポリマー被覆顔料の分散性を評価する指標であり、1.10付近であると、分散性に優れる。
結果を表3に示す。
多分散性指数(PDI)=(D90−D10)/D50 式(1)
上記で得られた実施例1〜17の顔料分散物(顔料分散物1〜17)及び比較例1〜5顔料分散物(比較顔料分散物1〜5)について、保存安定性の評価を行った。
顔料分散物を密閉状態で、50℃にて336時間放置した後、ポリマー被覆顔料の平均粒子径及び顔料分散物の粘度を測定し、経時前後の液物性の変化率を算出した。
また、50℃の温度条件において、ポリマー被覆顔料の平均粒子径及び顔料分散物の粘度のいずれもが1%未満であった顔料分散物については、別途、60℃にて336時間放置した後、ポリマー被覆顔料の平均粒子径及び顔料分散物の粘度を測定し、経時前後の液物性の変化率を算出した。
また、粘度は、B型粘度計(BROOK FIELD社製)を用いて測定した。なお、測定時の顔料分散物の液温は30℃とした。
また、顔料分散物の粘度の変化率は、[(経時後の粘度−初期粘度)/初期粘度]×100により求めた。
得られたそれぞれの変化率の値に基づき、下記の評価基準に従って、顔料分散物の保存安定性を評価した。
なお、実用上許容できるものは、[AAA]、[AA]、[A]及び[B]に分類されるものである。
結果を表3に示す。
AAA:評価温度50℃における、ポリマー被覆顔料の平均粒子径の変化率及び顔料分散物の粘度の変化率のいずれもが1%未満であり、かつ、評価温度60℃における、ポリマー被覆顔料の平均粒子径及び顔料分散物の粘度の変化率のいずれもが1%未満である。
AA:ポリマー被覆顔料の平均粒子径の変化率及び顔料分散物の粘度の変化率のいずれもが1%未満であった。
A:ポリマー被覆顔料の平均粒子径の変化率が1%以上2%未満であり、かつ、顔料分散物の粘度の変化率が1%以上6%未満であるか、又は、ポリマー被覆顔料の平均粒子径の変化率が1%以上2%未満である、若しくは、顔料分散物の粘度の変化率が1%以上6%未満である。
B:ポリマー被覆顔料の平均粒子径の変化率が2%以上5%未満であり、かつ、顔料分散物の粘度の変化率が6%以上15%未満であるか、か、又は、ポリマー被覆顔料の平均粒子径の変化率が2%以上5%未満であるか、若しくは、顔料分散物の粘度の変化率が6%以上15%未満である。
C:ポリマー被覆顔料の平均粒子径の変化率が5%以上10%未満であり、かつ、顔料分散物の粘度の変化率が15%以上25%未満であるか、か、又は、ポリマー被覆顔料の平均粒子径の変化率が5%以上10%未満であるか、若しくは、顔料分散物の粘度の変化率が15%以上25%未満である。
D:ポリマー被覆顔料の平均粒子径の変化率が10%以上であり、かつ、顔料分散物の粘度の変化率が25%以上であるか、又は、ポリマー被覆顔料の平均粒子径の変化率が10%以上であるか、若しくは、顔料分散物の粘度の変化率が25%以上である。
これに対して、比較例1〜5の顔料分散物(比較顔料分散物1〜5)は、いずれも保存安定性に劣っていた。
pHが8.0以上9.5以下の範囲内である実施例1、4、及び9の顔料分散物(顔料分散物1、4、及び9)は、範囲外である実施例5及び6の顔料分散物(顔料分散物5及び6)に比して、保存安定性により優れていた。
顔料分散ポリマーの酸価が90mgKOH/g以上150mgKOH/gの範囲内である実施例9の顔料分散物(顔料分散物9)は、範囲外である実施例7及び8の顔料分散物(顔料分散物7及び8)に比して、分散性及び保存安定性により優れていた。
上記で得られた実施例1〜17の顔料分散物(顔料分散物1〜17)及び比較例1〜5顔料分散物(比較顔料分散物1〜5)を用いて、実施例1A〜17Aのインク及び比較例1A〜5Aのインクを調製した。
下記の組成の成分を混合し、インクを得た。
なお、得られたインクも、顔料分散物の一態様である。
・顔料分散物(顔料固形分濃度:15質量%) 6.5質量部
・トリプロピレングリコールモノメチルエーテル(TPGmME)(水溶性有機溶剤、和光純薬工業(株)製)
2.0質量部
・ジプロピレングリコール(DPG)(水溶性有機溶剤、和光純薬工業(株)製)
2.0質量部
・サンニックスGP250(商品名、ポリオキシプロピレングリセリルエーテル、水溶性有機溶剤、三洋化成工業(株)製)
10.0質量部
・尿素 5.0質量部
・オルフィン(登録商標)E1010(界面活性剤、日信化学工業(株)製)
1.5質量部
・イオン交換水 全体で100質量部となる残量
<吐出性>
上記で得られた実施例1A〜17Aのインク及び比較例1A〜5Aのインクについて、吐出性の評価を行った。
(株)リコー製のGELJET GX5000プリンターヘッドを、500mm/秒で所定の直線方向に移動可能なステージの移動方向(副走査方向)と直交する方向に、ノズルが並ぶラインヘッドの方向(主走査方向)を合わせて固定した。
次に、上記プリンターヘッドに繋がる貯留タンクにインクを詰めた。記録媒体として、富士フイルム(株)製のインクジェットペーパー用紙である画彩写真仕上げProを、ステージに貼り付けた。
次に、ステージを248mm/分で移動させ、インク滴量3.4pL、吐出周波数10kHz、ノズル配列方向75dpi×搬送方向1200dpi(dots per inch)の条件で、96本のラインを搬送方向に対して平行に、1ノズル(1つの吐出孔)あたり2000発のインク滴を吐出して、印画サンプルを作製した。
得られた印画サンプルを目視で観察し、すべてのノズル(吐出孔)からインクが吐出されていることを確認した。
上記インクの吐出後、25℃、80%RHの環境下で3時間ヘッドをそのままの状態で放置した。放置後、新しい記録媒体を、ステージに貼り付けて、再び同様の条件でインクを吐出して印画サンプルを作製した。
得られた印画サンプルを目視で観察し、インク滴を2000発吐出した後の不吐ノズル数(単位:本)を測定し、下記の評価基準に従って、吐出性を評価した。
なお、実用上許容できるものは、[AA]、[A]及び[B]に分類されるものである。
結果を表4に示す。
AA:不吐ノズル数が0本である。
A:不吐ノズル数が1本〜5本である。
B:不吐ノズル数が6本〜10本である。
C:不吐ノズル数が11本〜15本である。
D:不吐ノズル数が16本以上である。
これに対して、比較例1A〜5Aのインクは、いずれも吐出性に劣っていた。
顔料を被覆している顔料分散ポリマーのポリマー間を架橋させた実施例16Aのインクは、吐出性が顕著に優れていた。
アビエチン酸及びアビエチン酸の塩の合計含有量に対するジヒドロアビエチン酸及びジヒドロアビエチン酸の塩の合計含有量の割合が、質量基準で、0.1以上1.0以下の範囲内である実施例1A及び2Aのインクは、範囲外である実施例11Aのインクに比して、吐出性がより優れていた。
顔料分散ポリマーの酸価が90mgKOH/g以上150mgKOH/gの範囲内である実施例9Aのインクは、範囲外である実施例7A及び8Aのインクに比して、吐出性がより優れていた。
Claims (15)
- 水と、顔料と、顔料分散ポリマーと、アビエチン酸、アビエチン酸の塩、ジヒドロアビエチン酸、及びジヒドロアビエチン酸の塩から選ばれる少なくとも1種を含むロジン酸と、を含有し、
顔料分散物中に含まれる全ロジン酸に対するアビエチン酸、アビエチン酸の塩、ジヒドロアビエチン酸、及びジヒドロアビエチン酸の塩の合計含有量が、50質量%以上である顔料分散物。 - アビエチン酸及びアビエチン酸の塩の合計含有量に対するジヒドロアビエチン酸及びジヒドロアビエチン酸の塩の合計含有量の割合が、質量基準で、0.1以上1.0以下である請求項1に記載の顔料分散物。
- ロジン酸の含有量が、顔料の全質量に対して0.25質量%以上30.0質量%以下である請求項1又は請求項2に記載の顔料分散物。
- ロジン酸の含有量が、顔料の全質量に対して0.25質量%以上3.0質量%未満である請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の顔料分散物。
- 顔料分散ポリマーが、親水性構造単位と疎水性構造単位とを有する請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の顔料分散物。
- 顔料分散ポリマーが、(メタ)アクリル酸に由来する親水性構造単位と、炭素数1〜20のアルキル基を有する(メタ)アクリレート、炭素数1〜20のアルキル基を有する(メタ)アクリレートの誘導体、ベンジル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレートの誘導体、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、及びフェノキシエチル(メタ)アクリレートの誘導体から選ばれる少なくとも1種に由来する疎水性構造単位と、を有する請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の顔料分散物。
- 顔料分散ポリマーの酸価が、90mgKOH/g以上150mgKOH/gである請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の顔料分散物。
- pHが、8.0以上9.5以下である請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の顔料分散物。
- 顔料分散ポリマーが、架橋構造を有する請求項1〜請求項8のいずれか1項に記載の顔料分散物。
- インクジェット記録用インクとして用いられる請求項1〜請求項9のいずれか1項に記載の顔料分散物。
- 水と、顔料と、顔料分散ポリマーと、アビエチン酸、アビエチン酸の塩、ジヒドロアビエチン酸、及びジヒドロアビエチン酸の塩から選ばれる少なくとも1種を含むロジン酸と、を混合し、全ロジン酸の含有量に対するアビエチン酸、アビエチン酸の塩、ジヒドロアビエチン酸、及びジヒドロアビエチン酸の塩の合計含有量が50質量%以上である混合液を得る混合工程と、
混合工程で得られた混合液に分散処理を施し、分散物を得る分散工程と、
を有する顔料分散物の製造方法。 - 混合工程で得られた混合液に含まれるロジン酸の量が、顔料に対して3.0質量%以上30.0質量%以下である請求項11に記載の顔料分散物の製造方法。
- 混合工程が、少なくとも、顔料と、アビエチン酸、アビエチン酸の塩、ジヒドロアビエチン酸、及びジヒドロアビエチン酸の塩から選ばれる少なくとも1種を含むロジン酸と、を混合し、第1の液を得る第1工程、及び、
第1工程で得られた第1の液と、顔料分散ポリマーと、を混合し、第2の液を得る第2工程を含む請求項11又は請求項12に記載の顔料分散物の製造方法。 - 混合工程で得られた混合液のpHを、1価のアルカリ金属を含む水溶液を用いて、8.0以上9.5以下に調整するpH調整工程を更に有する請求項11〜請求項13のいずれか1項に記載の顔料分散物の製造方法。
- 分散工程で得られた分散物に含まれるロジン酸の量を、顔料の全質量に対して3.0質量%未満に低減する低減工程を更に有する請求項11〜請求項14のいずれか1項に記載の顔料分散物の製造方法。
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