JP2019001908A - 水性顔料分散体及び水性顔料分散体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
中和率(%)=[{アルカリ金属化合物(B)の合計質量(g)×56.11×1000}/{重合体(A)の酸価(mgKOH/g)×(アルカリ金属化合物(B)の当量)×重合体の質量(g)}]×100
中和率(%)=[{アルカリ金属化合物(B)の合計質量(g)×56.11×1000}/{重合体(A)の酸価(mgKOH/g)×(アルカリ金属化合物(B)の当量)×重合体の質量(g)}]×100
ここで、水性顔料分散体とは、顔料が水等の溶媒に分散した状態のものを指す。前記水性顔料分散体は、水性顔料インクを製造する際に使用する材料、または、水性顔料インクそのものを指す。
本発明の水性顔料分散体に含まれる重合体(A)としては、酸価40〜120mgKOH/gの重合体のうち、前記重合体が有する酸基がアルカリ金属化合物(B)によって中和された構造を有するもの(中和物)を使用する。その際、前記重合体(A)としては、下記式によって算出される中和率が100%を超えるものを使用することが、水性顔料分散体中における顔料の優れた分散性と、普通紙に印刷した際の高発色性とを両立するうえで必須である。
前記重合体(A)が有する酸基は、前記したとおり、アルカリ金属化合物(B)によって中和される。
本発明の水性顔料分散体において、溶媒としては水及び/または水溶性有機溶媒等の水性媒体を使用する。これらは水単独で使用してもよいし、水と水溶性溶媒からなる混合溶媒でもよい。
本発明で使用する顔料としては、公知慣用の有機顔料及び無機顔料を使用する。なかでも、前記顔料としては、有機顔料を使用することが好ましい。
本発明の水性顔料分散体は、酸価40〜120mgKOH/gの重合体(A)、アルカリ金属化合物(B)、顔料及び水性媒体を、前記中和率が100%超となるように混合することによってそれらの混練物を製造する工程、ならびに、前記混練物と水とを混合する工程を有する方法によって製造することができる。
前記水性顔料分散体を所望の濃度に希釈して、インクジェット記録用インク分野や、自動車や建材用の塗料分野や、オフセットインキ、グラビアインキ、フレキソインキ、シルクスクリーンインキ等の印刷インキ分野等様々な用途に使用することができる。
インクジェット記録用水性インクの記録媒体としては特に限定はなく、複写機で一般的に使用されている普通紙(コピー用紙、PPC紙)等の吸収性の記録媒体、インクの吸収層を有する記録媒体、インクの吸収性を有しない非吸水性の記録媒体、インクの吸水性の低い難吸収性の記録媒体などがありうる。
重合体A1は、溶液重合で製造された粉体状(直径1mm以下)である。重合体A1の製造に使用した単量体成分の組成比は、スチレン/アクリル酸/メタクリル酸/アクリル酸ブチル=83/7.35/9.55/0.10(質量比)である。重合体A1は重量平均分子量11000、酸価117mgKOH/g、ガラス転移温度は108℃である。
重合体B1は、溶液重合で製造された粉体状(直径1mm以下)である。重合体B1の製造に使用した単量体成分の組成比は、スチレン/アクリル酸=87.70/12.30(質量比)である。重合体B1は重量平均分子量11000、酸価92mgKOH/g、ガラス転移温度は101℃である。
重合体C1は、溶液重合で製造された粉体状(直径1mm以下)である。重合体C1の製造に使用した単量体成分の組成比は、スチレン/アクリル酸=86.00/14.00(質量比)である。重合体C1は重量平均分子量8000、酸価102mgKOH/g、ガラス転移温度は101℃である。
重合体D1は、溶液重合で製造された粉体状(直径1mm以下)である。重合体D1の製造に使用した単量体成分の組成比は、スチレン/アクリル酸/メタクリル酸/アクリル酸ブチル=72.00/12.13/15.76/0.1(質量比)である。重合体D1は重量平均分子量8000、酸価184mgKOH/g、ガラス転移温度は113℃である。
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、株式会社島津製作所製
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(日立化成工業株式会社製)
溶出溶媒:THF(テトラヒドロフラン)
溶出流量:2ml/min
カラム温度:35℃
重合体A1を7.5質量部、顔料として「FASTOGEN BLUE TGR(DIC(株)製)」50質量部を、プラネタリーミキサー(商品名:ケミカルミキサーACM04LVTJ−B 株式会社愛工舎製作所製)に仕込み、ジャケットを加温し、内容物温度が80℃に達した後、自転回転数:80回転/分、公転回転数:25回転/分で混練を行った。5分後、トリエチレングリコールを35質量部、34質量%水酸化カリウム水溶液を3.10質量部加えた。
得られた水性顔料分散体を純水で顔料濃度12質量%に希釈し、該希釈液に対して以下を配合し、顔料濃度6質量%のインクジェット記録用水性インク(J1)を作製した。
水性顔料分散体の水希釈液:50質量部
2−ピロリジノン:8質量部
トリエチレングリコール:4質量部
トリエチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル:8質量部
精製グリセリン:3質量部
サーフィノール440 (エアープロダクツ社製):0.5質量部
純水:26.5質量部
実施例1の重合体A1の7.5質量部の代わりに重合体B1を7.5質量部使用し、34質量%水酸化カリウム水溶液の使用量を2.44質量部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及びインクジェット記録用水性インク(J2)を得た。顔料に対する前記重合体B1の質量比率(R/P)は0.15であった。
実施例1の重合体A1の7.5質量部の代わりに重合体B1を10.0質量部使用し、34質量%水酸化カリウム水溶液の使用量を2.98質量部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及びインクジェット記録用水性インク(J3)を得た。顔料に対する前記重合体B1の質量比率(R/P)は0.2であった。
実施例1の重合体A1の7.5質量部の代わりに重合体C1を7.5質量部使用し、34質量%水酸化カリウム水溶液の使用量を2.70質量部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及びインクジェット記録用水性インク(J4)を得た。顔料に対する前記重合体C1の質量比率(R/P)は0.15であった。
実施例1の重合体A1の使用量を5.0質量部に変更し、34質量%水酸化カリウム水溶液の使用量を2.06質量部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及びインクジェット記録用水性インク(J5)を得た。顔料に対する前記重合体A1の質量比率(R/P)は0.10であった。
実施例1の重合体A1の使用量を10.0質量部に変更し、34質量%水酸化カリウム水溶液の使用量を3.78質量部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及びインクジェット記録用水性インク(J6)を得た。顔料に対する前記重合体A1の質量比率(R/P)は0.2であった。
実施例1の重合体A1の7.5質量部の代わりに重合体D1を15.0質量部使用し、34質量%水酸化カリウム水溶液の使用量を6.50質量部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及びインクジェット記録用水性インク(J7)を得た。顔料に対する前記重合体D1の質量比率(R/P)は0.10であった。
34質量%水酸化カリウム水溶液の使用量を3.10質量部から2.58質量部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及びインクジェット記録用水性インク(H1)を得た。顔料に対する前記重合体A1の質量比率(R/P)は0.15であった。
34質量%水酸化カリウム水溶液の使用量を2.44質量部から2.03質量部に変更したこと以外は、実施例2と同様の方法で水性顔料分散体及びインクジェット記録用水性インク(H2)を得た。顔料の質量に対する前記重合体B1の質量の比率(R/P)は0.15であった。
34質量%水酸化カリウム水溶液の使用量を2.98質量部から2.71質量部に変更したこと以外は、実施例3と同様の方法で水性顔料分散体及びインクジェット記録用水性インク(H3)を得た。顔料に対する前記重合体B1の質量比率(R/P)は0.2であった。
34質量%水酸化カリウム水溶液の使用量を2.70質量部から2.25質量部に変更したこと以外は、実施例4と同様の方法で水性顔料分散体及びインクジェット記録用水性インク(H4)を得た。顔料に対する前記重合体C1の質量比率(R/P)は0.15であった。
34質量%水酸化カリウム水溶液の使用量を2.06質量部から1.72質量部に変更したこと以外は、実施例5と同様の方法で水性顔料分散体及びインクジェット記録用水性インク(H5)を得た。顔料に対する前記重合体A1の質量比率(R/P)は0.10であった。
34質量%水酸化カリウム水溶液の代わりにジメチルエタノールアミン(DMEA)6.02質量部を使用したこと以外は、実施例6と同様の方法で水性顔料分散体及びインクジェット記録用水性インク(H6)を得た。顔料に対する前記重合体A1の質量比率(R/P)は0.2であった。
実施例1の重合体A1の使用量を10.0質量部に変更し、34質量%水酸化カリウム水溶液の使用量を2.75質量部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及びインクジェット記録用水性インク(H7)を得た。顔料に対する前記重合体A1の質量比率(R/P)は0.10であった。
〔体積平均粒子径の測定方法〕
はじめに、実施例及び比較例で調製した水性顔料分散体を、イオン交換水で1000倍に希釈した。
はじめに、実施例及び比較例で調製した水性顔料分散体を、イオン交換水で500〜1000倍に希釈した。
はじめに、実施例及び比較例で製造した直後の水性顔料分散体の体積平均粒子径を、前記〔体積平均粒子径の測定方法〕に記載した方法と同様の方法で測定した。
はじめに、製造後24時間以上静置したインクジェット記録用水性インクを、市販のインクジェットプリンターのカートリッジに充填し、コピー用紙に画像濃度設定100%設定の印刷パターンを印刷した。
Claims (7)
- 酸価40〜120mgKOH/gの重合体(A)と水性媒体と顔料とを含有する水性顔料分散体であって、前記重合体(A)が有する酸基は、アルカリ金属化合物(B)によって中和された構造を有し、下記式によって算出される中和率が100%超であることを特徴とする水性顔料分散体。
中和率(%)=[{アルカリ金属化合物(B)の合計質量(g)×56.11×1000}/{重合体(A)の酸価(mgKOH/g)×(アルカリ金属化合物(B)の当量)×重合体の質量(g)}]×100 - 前記顔料の質量に対する前記重合体(A)の質量割合[重合体(A)の質量/顔料の質量]が0.001〜0.3の範囲である請求項1に記載の水性顔料分散体。
- 前記重合体(A)の重量平均分子量が2000〜30000の範囲である請求項1または2に記載の水性顔料分散体。
- 前記重合体(A)が芳香族環式構造または複素環式構造を有するものである請求項1〜3のいずれか1項に記載の水性顔料分散体。
- 前記アルカリ金属化合物(B)が水酸化カリウムまたは水酸化ナトリウムであり、かつ、前記中和率が100%超150%以下の範囲である請求項1〜4のいずれか1項に記載の水性顔料分散体。
- 前記顔料がシアン顔料である請求項1に記載の水性顔料分散体。
- 酸価40〜120mgKOH/gの重合体(A)、アルカリ金属化合物(B)、顔料及び水性媒体を、前記中和率が100%超となるように混合混練物を製造する工程、ならびに、前記混練物と水とを混合する工程を有することを特徴とする水性顔料分散体の製造方法。
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