JP2018090686A - 水性顔料分散液の製造方法及びインクジェット記録用インクの製造方法。 - Google Patents
水性顔料分散液の製造方法及びインクジェット記録用インクの製造方法。 Download PDFInfo
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Abstract
Description
前記バッチ式の接触処理で使用するキレート形成基を有する樹脂(b)としては、キレート形成基を有する樹脂(b)のうち、前記キレート形成基の全量に対する、塩基性化合物によって中和されたキレート形成基のモル比が30モル%未満である樹脂を使用する。上記特定の樹脂(b)を使用することによって、水性顔料分散液(a1)に含まれる銅イオンを含む多価金属イオンを効果的に除去でき、その結果、コゲーションに起因したインクの吐出不良を引き起こしにくいインク及びその製造に使用可能な水性顔料分散液(a2)を得ることができる。
なお、前記式中のZは、樹脂(b)の水分含有率(質量%)を表す。具体的には、前記測定に使用した樹脂(b)と同一の樹脂(b)約5gを秤量瓶に取り、直ちに蓋をして正確に秤量し質量(z1)を得る。次に、前記瓶の蓋を開けて105℃で2時間乾燥し、デシケーターで放冷した後の質量(z2)を測定する。前記質量(z1)−質量(z2)を、樹脂(b)の水分含有率(質量%)とした。
また、「キレート形成基の全量(mmol)」の算出に用いたものと同じ樹脂(b)を用意し、前記樹脂(b)と塩基性化合物とを混合することによって、前記樹脂(b)が有するキレート形成基の一部を中和する。
なお、顔料の化学構造に組み込まれた多価金属は、今般の接触処理によって除去される不純物ではない。例えばC.I.ピグメントブルー15:3は化学構造に銅が組み込まれている。本発明においては、C.I.ピグメントブルー15:3を用いた分散液において、銅を捕集した量は、接触処理後のキレート形成基を有する樹脂(b)を十分に洗浄して、1Nの塩酸で銅を脱離させた溶液から算出している。
本発明で使用する水性顔料分散液(a1)としては、例えば顔料、アニオン性基を有する樹脂等の顔料分散樹脂、前記アニオン性基の中和に使用する塩基性化合物等を含有するものを使用することができる。前記水性顔料分散液(a1)は前記顔料に由来する多価金属イオンが多く含まれているものを指す。
前記顔料としては、特に限定されず公知の有機顔料、無機顔料を使用することができる。また、前記顔料としては、未処理顔料、処理顔料を使用することができる。具体的には、前記顔料としては、水や水溶性有機溶剤に分散可能な無機顔料や有機顔料を使用することができる。
顔料分散樹脂としては、例えばアニオン性基を有する樹脂を使用することができる。
また、スルホン酸基を有するポリオールとしては、例えば5−スルホイソフタル酸、スルホテレフタル酸、4−スルホフタル酸、5[4−スルホフェノキシ]イソフタル酸等のジカルボン酸、及びそれらの塩と、前記低分子量ポリオールとを反応させて得られるポリエステルポリオールが挙げられる。
塩基性化合物は、前記アニオン性基を含有する樹脂のアニオン性基を中和する目的で使用する。塩基性化合物としては公知のものを使用でき、例えばカリウム、ナトリウムなどのアルカリ金属の水酸化物;カリウム、ナトリウムなどのアルカリ金属の炭酸塩;カルシウム、バリウムなどのアルカリ土類金属などの炭酸塩;水酸化アンモニウム等の無機系塩基性化合物や、トリエタノールアミン、N,N−ジメタノールアミン、N−アミノエチルエタノールアミン、ジメチルエタノールアミン、N−N−ブチルジエタノールアミンなどのアミノアルコール類、モルホリン、N−メチルモルホリン、N−エチルモルホリンなどのモルホリン類、N−(2−ヒドロキシエチル)ピペラジン、ピペラジンヘキサハイドレートなどのピペラジン等の有機系塩基性化合物が挙げられる。なかでも、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化リチウムに代表されるアルカリ金属水酸化物は、水性顔料分散液の低粘度化に寄与し、インクジェット記録用インクの吐出安定性の面から好ましく、特に水酸化カリウムが好ましい。
本発明で使用する水は、イオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、蒸留水等の純水、または超純水を用いることができる。また、紫外線照射、または過酸化水素添加などにより滅菌した水を用いることにより得られた水性顔料分散液やそれを使用したインク等を長期保存する場合にカビまたはバクテリアの発生を防止することができるので好適である。
(1)予め顔料、アニオン性基を含有する樹脂等の顔料分散樹脂、及び、塩基性化合物等を含有する顔料混練物を製造し、それを水で希釈する方法
(2)顔料、アニオン性基を含有する樹脂等の顔料分散樹脂、及び、塩基性化合物を含む混合物を、水を含む水性媒体中に分散させる方法
(3)メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン等の水との相溶性を有する有機溶剤中に、アニオン性基を含有する樹脂等の顔料分散樹脂及び塩基性化合物等を溶解し、顔料を添加した後、攪拌または分散装置を用いて前記顔料を前記有機溶液中に分散させ、次いで、前記分散物を前記水性媒体中に転相乳化した後、前記有機溶剤を留去する方法
前記製造方法としては、前記(1)の方法を採用することが、顔料濃度の高い水性顔料分散液を得やすいため好ましく、前記(2)の方法は簡便であるため好ましい。
前記銅イオン等の多価金属を多く含む水性顔料分散液(a1)を、前記バッチ式の接触処理することによって得られた水性顔料分散液(a2)は、水性顔料分散液(a1)と比較して、多価金属の量が大幅に減少したものである。
なお、前記式中のZは、樹脂(b)の水分含有率(質量%)を表す。具体的には、前記測定に使用した樹脂(b)と同一の樹脂(b)約5gを秤量瓶に取り、直ちに蓋をして正確に秤量し質量(z1)を得た。次に、前記瓶の蓋を開けて105℃で2時間乾燥し、デシケーターで放冷した後の質量(z2)を測定した。前記質量(z1)−質量(z2)を、樹脂(b)の水分含有率(質量%)とした。
また、「キレート形成基の全量(mmol)」の算出に用いたものと同じ樹脂(b)を用意し、前記樹脂(b)と塩基性化合物とを混合することによって、前記樹脂(b)が有するキレート形成基の一部を中和した。
(GPC測定条件)
前記スチレンアクリル樹脂A及びポリウレタン樹脂Bの重量平均分子量は、GPC(ゲル・浸透・クロマトグラフィー)法で測定された値であり、ポリスチレン分子量に換算した値である。測定条件は以下の通りである。
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 (株)島津製作所製
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(株)製)
溶出溶媒:テトラヒドロフラン(THF)
溶出流量:2ml/min
カラム温度:35℃
下記に示す組成1の混合物を、容量50LのプラネタリーミキサーPLM−V−50V(株式会社井上製作所製)に仕込み、ジャケットを加温し、内容物の温度が60℃になるまで低速(自転回転数:21rpm,公転回転数:14rpm)で混練を行った。前記内容物の温度が60℃に達した後、高速(自転回転数:35rpm,公転回転数:24rpm)で混練を1時間継続し顔料ペーストを得た。
前記スチレンアクリル樹脂A 1500質量部
ファストゲンブルーTGR−SD( Pigment Blue 15:3、DIC(株)製) 5000質量部
トリエチレングリコール 2400質量部
34質量% 水酸化カリウム水溶液 662質量部
下記組成2を金属製ビーカーに投入した。
<組成2>
ファストゲンブルーTGR−SD ウェットケーキ( Pigment Blue 15:3、DIC(株)製、固形分濃度 30質量%) 150質量部
ポリウレタン樹脂水溶液B 67.5質量部(ポリウレタン樹脂13.5質量部)
トリエチレングリコール 36質量部
イオン交換水 47質量部
これらの混合物を下記の超音波分散機により60分間超音波分散し、水性顔料分散液D(顔料濃度15.0質量%)を得た。超音波分散機(hielscher社製UIP1000hd)
キレストファイバーIRY−LW(キレスト社製、イミノジ酢酸型キレート樹脂)5.53質量部及び純水30.0質量部を十分に撹拌することによって、キレート樹脂組成物E−0(キレート形成基の全量に対する塩基性化合物によって中和されたキレート形成基のモル比:0モル%)を得た。
キレストファイバーIRY−LW(キレスト社製、イミノジ酢酸型キレート樹脂)5.53質量部と純水30.0質量部と48質量%水酸化カリウム0.17質量部とを十分に撹拌することによって、キレート樹脂組成物E−20(キレート形成基の全量に対する塩基性化合物によって中和されたキレート形成基のモル比:20モル%)を得た。
キレストファイバーIRY−LW(キレスト社製、イミノジ酢酸型キレート樹脂)5.53質量部と純水30.0質量部と48質量%水酸化カリウム0.34質量部とを十分に撹拌することによってキレート樹脂組成物E−40(キレート形成基の全量に対する塩基性化合物によって中和されたキレート形成基のモル比:40モル%)を得た。
キレストファイバーIRY−LW(キレスト社製、イミノジ酢酸型キレート樹脂)5.53質量部と純水30.0質量部と48質量%水酸化カリウム0.69質量部とを十分に撹拌することによって、キレート樹脂組成物E−80(キレート形成基の全量に対する塩基性化合物によって中和されたキレート形成基のモル比:80モル%)を得た。
水性顔料分散液C350質量部を、5℃に調整した後、撹拌しながら前記キレート樹脂組成物E−0を投入して3時間撹拌した。
前記キレート樹脂組成物E−0の代わりにキレート樹脂組成物E−20を使用したこと以外は、実施例1と同様の方法で水性顔料分散体を得た、また、実施例1と同様の方法で銅がキレート樹脂によって捕集されたか否かを確認し、かつ、その捕集量を求めた。
前記キレート樹脂組成物E−0の代わりにキレート樹脂組成物E−40を使用したこと以外は、実施例1と同様の方法で水性顔料分散体を得た、また、実施例1と同様の方法で銅がキレート樹脂によって捕集されたか否かを確認し、かつ、その捕集量を求めた。
前記キレート樹脂組成物E−0の代わりにキレート樹脂組成物E−80を使用したこと以外は、実施例1と同様の方法で水性顔料分散体を得た、また、実施例1と同様の方法で銅がキレート樹脂によって捕集されたか否かを確認し、かつ、その捕集量を求めた。
前記水性顔料分散液Cの温度を5℃から25℃に変更したこと以外は、実施例1と同様の方法で水性顔料分散体を得た、また、実施例1と同様の方法で銅がキレート樹脂によって捕集されたか否かを確認し、かつ、その捕集量を求めた。
前記キレート樹脂組成物E−0の代わりにキレート樹脂組成物E−20を使用したこと以外は、実施例3と同様の方法で水性顔料分散体を得た、また、実施例1と同様の方法で銅がキレート樹脂によって捕集されたか否かを確認し、かつ、その捕集量を求めた。
前記キレート樹脂組成物E−0の代わりにキレート樹脂組成物E−40を使用したこと以外は、実施例3と同様の方法で水性顔料分散体を得た、また、実施例1と同様の方法で銅がキレート樹脂によって捕集されたか否かを確認し、かつ、その捕集量を求めた。
前記キレート樹脂組成物E−0の代わりにキレート樹脂組成物E−80を使用したこと以外は、実施例3と同様の方法で水性顔料分散体を得た、また、実施例1と同様の方法で銅がキレート樹脂によって捕集されたか否かを確認し、かつ、その捕集量を求めた。
前記水性顔料分散液Cの温度を5℃から40℃に変更したこと以外は、実施例1と同様の方法で水性顔料分散体を得た、また、実施例1と同様の方法で銅がキレート樹脂によって捕集されたか否かを確認し、かつ、その捕集量を求めた。
前記キレート樹脂組成物E−0の代わりにキレート樹脂組成物E−20を使用したこと以外は、実施例5と同様の方法で水性顔料分散体を得た、また、実施例1と同様の方法で銅がキレート樹脂によって捕集されたか否かを確認し、かつ、その捕集量を求めた。
前記キレート樹脂組成物E−0の代わりにキレート樹脂組成物E−40を使用したこと以外は、実施例5と同様の方法で水性顔料分散体を得た、また、実施例1と同様の方法で銅がキレート樹脂によって捕集されたか否かを確認し、かつ、その捕集量を求めた。
前記キレート樹脂組成物E−0の代わりにキレート樹脂組成物E−80を使用したこと以外は、実施例5と同様の方法で水性顔料分散体を得た、また、実施例1と同様の方法で銅がキレート樹脂によって捕集されたか否かを確認し、かつ、その捕集量を求めた。
前記水性顔料分散液Cの温度を5℃から60℃に変更したこと以外は、実施例1と同様の方法で水性顔料分散体を得た、また、実施例1と同様の方法で銅がキレート樹脂によって捕集されたか否かを確認し、かつ、その捕集量を求めた。
前記キレート樹脂組成物E−0の代わりにキレート樹脂組成物E−20を使用したこと以外は、実施例7と同様の方法で水性顔料分散体を得た、また、実施例1と同様の方法で銅がキレート樹脂によって捕集されたか否かを確認し、かつ、その捕集量を求めた。
前記キレート樹脂組成物E−0の代わりにキレート樹脂組成物E−40を使用したこと以外は、実施例7と同様の方法で水性顔料分散体を得た、また、実施例1と同様の方法で銅がキレート樹脂によって捕集されたか否かを確認し、かつ、その捕集量を求めた。
前記キレート樹脂組成物E−0の代わりにキレート樹脂組成物E−80を使用したこと以外は、実施例7と同様の方法で水性顔料分散体を得た、また、実施例1と同様の方法で銅がキレート樹脂によって捕集されたか否かを確認し、かつ、その捕集量を求めた。
前記水性顔料分散液Cの代わりに水性顔料分散液Dを使用したこと以外は、実施例5と同様の方法で水性顔料分散体を得た、また、実施例1と同様の方法で銅がキレート樹脂によって捕集されたか否かを確認し、かつ、その捕集量を求めた。
前記キレート樹脂組成物E−0の代わりにキレート樹脂組成物E−20を使用したこと以外は、実施例9と同様の方法で水性顔料分散体を得た、また、実施例1と同様の方法で銅がキレート樹脂によって捕集されたか否かを確認し、かつ、その捕集量を求めた。
前記キレート樹脂組成物E−0の代わりにキレート樹脂組成物E−40を使用したこと以外は、実施例9と同様の方法で水性顔料分散体を得た、また、実施例1と同様の方法で銅がキレート樹脂によって捕集されたか否かを確認し、かつ、その捕集量を求めた。
前記キレート樹脂組成物E−0の代わりにキレート樹脂組成物E−80を使用したこと以外は、実施例9と同様の方法で水性顔料分散体を得た、また、実施例1と同様の方法で銅がキレート樹脂によって捕集されたか否かを確認し、かつ、その捕集量を求めた。
(カラム式のキレート樹脂との接触処理方法)
前記キレート樹脂組成物E−0を直径50mm長さ500mmのカラムに充填した。
Claims (5)
- 水性顔料分散液(a1)に対し、キレート形成基を有する樹脂(b)を用いたバッチ式の接触処理を施す工程を有する水性顔料分散液(a2)の製造方法であって、前記樹脂(b)が、前記キレート形成基の全量に対する、塩基性化合物によって中和されたキレート形成基のモル比が30モル%未満の樹脂であることを特徴とする水性顔料分散液(a2)の製造方法。
- 前記キレート形成基を有する樹脂(b)がイミノジ酢酸型キレート樹脂である請求項1に記載の水性顔料分散液(a2)の製造方法。
- 前記バッチ式の接触処理工程が、温度35℃以上で行う工程である請求項1または2に記載の水性顔料分散液(a2)の製造方法。
- 前記顔料が銅フタロシアニン顔料である請求項1〜3のいずれか1項に記載の水性顔料分散液(a2)の製造方法。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法で得られた水性顔料分散液(a2)を用いたインクジェット記録用インクの製造方法。
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