JP2019056042A - 顔料分散剤、水性顔料分散組成物、水性インク、インクカートリッジ、記録装置及び記録方法 - Google Patents

顔料分散剤、水性顔料分散組成物、水性インク、インクカートリッジ、記録装置及び記録方法 Download PDF

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智弘 新屋
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Abstract

【課題】親水性構造単位として、(メタ)アクリル酸由来の構造単位のみを含む重合体、又は、脂肪族炭化水素基を含有する疎水性構造単位として、環を有さないか1つの環を有する(メタ)アクリル酸エステル由来の構造単位のみを含む重合体と比較して、水性顔料分散組成物又は水性インクに使用した場合に、低湿環境下における記録及び放置を繰り返した後の画像再現性を向上させる顔料分散剤の提供。【解決手段】式(1)で表される構造単位(a)と、芳香族基が2価の連結基を介して主鎖骨格に結合した構造単位(b)と、2以上の環を有する脂肪族炭化水素基を含む(メタ)アクリル酸エステルに由来する構造単位(c)とを含む重合体である、顔料分散剤。酸化が30〜100mgKOH/gである、顔料分散剤。(R1はH又はメチル基;X1は2価の連結基)【選択図】なし

Description

本発明は、顔料分散剤、水性顔料分散組成物、水性インク、インクカートリッジ、記録装置及び記録方法に関する。
特許文献1には、樹脂(A)と、樹脂(A)によって分散された顔料(B)と、樹脂エマルション(C)と、水性液媒体(D)とを少なくとも含むインクジェット記録用水性インクにおいて、前記樹脂(A)は疎水性構造単位(a)と親水性構造単位(b)とを有し、前記疎水性構造単位(a)は、前記樹脂(A)の主鎖を形成する原子と直接に結合していない芳香環を有する疎水性構造単位(a1)を40質量%以上と、アクリル酸又はメタクリル酸の、炭素数1〜4のアルキルエステルに由来する疎水性構造単位(a2)を15質量%以上含み、前記親水性構造単位(b)は、アクリル酸及び/又はメタクリル酸に由来する構造単位(b1)を有し、かつ親水性構造単位(b)が15質量%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インクが開示されている。
特許文献2には、(a)液体ビヒクルと、(b)前記液体ビヒクル中に分散しているポリマー分散型顔料と、を含んで成り、前記ポリマー分散型顔料が、ポリマーで被包された顔料を含み、前記ポリマーが、親水基を有する少なくとも1つの第1モノマーと、疎水基を有する第2モノマーとの重合生成物であり、且つ前記ポリマー分散型顔料が、5.5〜8.5のpHにおいても液体ビヒクル中において安定である、インクジェットインクが開示されている。
特開2009−191133号公報 特開2005−298826号公報
本発明は、親水性構造単位として、(メタ)アクリル酸由来の構造単位のみを含む重合体、又は、脂肪族炭化水素基を含有する疎水性構造単位として、環を有さないか1つの環を有する(メタ)アクリル酸エステル由来の構造単位のみを含む重合体と比較して、水性顔料分散組成物又は水性インクに使用した場合に、低湿環境下における記録及び放置を繰り返した後の画像再現性を向上させる顔料分散剤を提供することを目的とする。
請求項1に係る発明は、下記一般式(1)で表される構造単位(a)と、
(一般式(1)中、Rは水素原子またはメチル基を示し、Xは2価の連結基を示す。)
芳香族基が2価の連結基を介して主鎖骨格に結合した構造単位(b)と、
2以上の環を有する脂肪族炭化水素基を含む(メタ)アクリル酸エステルに由来する構造単位(c)とを含む重合体である、顔料分散剤。
請求項2に係る発明は、酸価が30mgKOH/g以上100mgKOH/g以下である、請求項1に記載の顔料分散剤である。
請求項3に係る発明は、前記構造単位(a)が、カルボキシ基を有する(メタ)アクリル酸エステル由来の構造単位を含む、請求項1または2に記載の顔料分散剤である。
請求項4に係る発明は、前記Xで示される2価の連結基が、直鎖状、分岐鎖状若しくは環状のアルキレン基、アリーレン基、複素環基、−CO−、−O−、−NH−及び−S−並びにこれらの組合せからなる群より選択される、請求項1〜3のいずれか一項に記載の顔料分散剤である。
請求項5に係る発明は、前記Xで示される2価の連結基において、Rが結合する炭素原子とカルボキシ基との間に介在する原子の数が、1以上16以下であり、前記介在する原子が、それぞれ独立して、炭素原子、酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子及びリン原子からなる群より選択される、請求項1〜4のいずれか一項に記載の顔料分散剤である。
請求項6に係る発明は、前記構造単位(c)に含まれる前記脂肪族炭化水素基が、芳香族性を有さない多環式炭化水素基である、請求項1〜5のいずれか一項に記載の顔料分散剤である。
請求項7に係る発明は、前記構造単位(c)に含まれる前記脂肪族炭化水素基がビシクロ基である、請求項1〜6のいずれか一項に記載の顔料分散剤である。
請求項8に係る発明は、前記構造単位(b)が下記一般式(3)で表される、請求項1〜7のいずれか一項に記載の顔料分散剤である。
(一般式(3)中、Rは水素原子又はメチル基を示し、Xは単結合又は芳香環を含まない2価の基を示し、Qは前記芳香族基を示す。)
請求項9に係る発明は、前記構造単位(a)の含有比率が、前記顔料分散剤の総量に対して5質量%以上40質量%以下である、請求項1〜8のいずれか1項に記載の顔料分散剤である。
請求項10に係る発明は、前記構造単位(b)の含有比率が、前記顔料分散剤の総量に対して20質量%以上85質量%以下である、記載の顔料分散剤である。
請求項11に係る発明は、前記構造単位(c)の含有比率が、前記顔料分散剤の総量に対して7質量%以上30質量%以下である、請求項1〜10のいずれか1項に記載の顔料分散剤である。
請求項12に係る発明は、前記顔料分散剤に含まれる芳香環の含有率が、前記顔料分散剤の総量に対して15質量%以上36質量%以下である、請求項1〜11のいずれか1項に記載の顔料分散剤である。
請求項13に係る発明は、顔料、水、及び、請求項1〜12のいずれか一項に記載の顔料分散剤を少なくとも含む、水性顔料分散組成物である。
請求項14に係る発明は、水溶性有機溶媒を更に含む、請求項13に記載の水性顔料分散組成物である。
請求項15に係る発明は、前記水溶性有機溶媒の含有量が、1質量%以上60質量%以下である請求項14に記載の水性顔料分散組成物である。
請求項16に係る発明は、顔料、水、水溶性有機溶媒、及び、請求項1〜12のいずれか一項に記載の顔料分散剤を少なくとも含む、水性インクである。
請求項17に係る発明は、前記水溶性有機溶媒の含有量が、1質量%以上60質量%以下である請求項16に記載の水性インクである。
請求項18に係る発明は、請求項16又は17に記載の水性インクを収容したインクカートリッジである。
請求項19に係る発明は、請求項16又は17に記載の水性インクを記録媒体上に吐出する吐出ヘッドを備える記録装置である。
請求項20に係る発明は、請求項16又は17に記載の水性インクを記録媒体上に吐出する吐出工程を有する記録方法である。
請求項1〜12に係る発明によれば、親水性構造単位として、連結基を有さない(メタ)アクリル酸由来の構造単位のみを含む重合体、又は、脂肪族炭化水素基を含有する疎水性構造単位として、環を有さないか1つの環を有する(メタ)アクリル酸エステル由来の構造単位のみを含む重合体と比較して、水性顔料分散組成物又は水性インクに使用した場合に、低湿環境下における使用及び放置を繰り返した後の画像再現性が向上した顔料分散剤が提供される。
請求項13〜15に係る発明によれば、親水性構造単位として、連結基を有さない(メタ)アクリル酸由来の構造単位のみを含む重合体、又は、脂肪族炭化水素基を含有する疎水性構造単位として、環を有さないか1つの環を有する(メタ)アクリル酸エステル由来の構造単位のみを含む重合体と比較して、低湿環境下における使用及び放置を繰り返した後の画像再現性が向上した水性顔料分散組成物が提供される。
請求項16及び17に係る発明によれば、親水性構造単位として、連結基を有さない(メタ)アクリル酸由来の構造単位のみを含む重合体、又は、脂肪族炭化水素基を含有する疎水性構造単位として、環を有さないか1つの環を有する(メタ)アクリル酸エステル由来の構造単位のみを含む重合体と比較して、低湿環境下における記録及び放置を繰り返した後の画像再現性が向上した水性インクが提供される。
請求項18に係る発明によれば、親水性構造単位として、連結基を有さない(メタ)アクリル酸由来の構造単位のみを含む重合体、又は、脂肪族炭化水素基を含有する疎水性構造単位として、環を有さないか1つの環を有する(メタ)アクリル酸エステル由来の構造単位のみを含む重合体と比較して、低湿環境下における記録及び放置を繰り返した後の画像再現性が向上した水性インクを収容したインクカートリッジが提供される。
請求項19に係る発明によれば、親水性構造単位として、連結基を有さない(メタ)アクリル酸由来の構造単位のみを含む重合体、又は、脂肪族炭化水素基を含有する疎水性構造単位として、環を有さないか1つの環を有する(メタ)アクリル酸エステル由来の構造単位のみを含む重合体と比較して、低湿環境下における記録及び放置を繰り返した後の画像再現性が向上した水性インクを用いる記録装置が提供される。
請求項20に係る発明によれば、親水性構造単位として、連結基を有さない(メタ)アクリル酸由来の構造単位のみを含む重合体、又は、脂肪族炭化水素基を含有する疎水性構造単位として、環を有さないか1つの環を有する(メタ)アクリル酸エステル由来の構造単位のみを含む重合体と比較して、低湿環境下における記録及び放置を繰り返した後の画像再現性が向上した水性インクを用いる記録方法が提供される。
本実施形態に係る記録装置を示す概略構成図である。
以下、本発明の一実施形態に係る顔料分散剤について詳細に説明する。
<顔料分散剤>
本実施形態に係る顔料分散剤は、下記一般式(1)で表される構造単位(a)と、
(一般式(1)中、Rは水素原子又はメチル基を示し、Xは2価の連結基を示す。)
芳香族基が2価の連結基を介して主鎖骨格に結合した構造単位(b)と、2以上の環を有する脂肪族炭化水素基を含む(メタ)アクリル酸エステルに由来する構造単位(c)とを含む重合体である。本実施形態に係る顔料分散剤は、構造単位(a)、構造単位(b)及び構造単位(c)以外の他の構造単位を含んでもよい。
本実施形態に係る顔料分散剤は、各構造単位に対応するエチレン性不飽和基含有モノマーの共重合体であり、例えば、後述するように、各エチレン性不飽和基含有モノマーを用いてラジカル重合させることにより得られる。
なお、本明細書において、「(メタ)アクリル酸」は、アクリル酸およびメタクリル酸の一方であることを意味する。同様に、「(メタ)アクリレート」は、アクリレートおよびメタクリレートの一方であることを意味し、「(メタ)アクリロイル」は、アクリロイルおよびメタクリロイルの一方であることを意味する。また、本明細書において「連結基」と記載した場合、当該連結基は1以上の原子を含む2価の基(原子団)であり、単結合を含まない。
〔一般式(1)で表される構造単位(a)〕
本実施形態に係る顔料分散剤に含まれる構造単位(a)は、一般式(1)で表される親水性の構造単位(繰り返し単位)であれば特に制限されず、カルボキシ基と重合体の主鎖骨格を構成するエチレン基との間に介在する2価の連結基も特に限定されない。ここで、カルボキシ基と重合体の主鎖骨格との間に2価の連結基が介在することは、構造単位(a)が(メタ)アクリル酸に由来する構造単位ではないことを意味する。本実施形態に係る顔料分散剤は、構造単位(a)を1種のみ含有していてもよく、2種以上含有していてもよい。
ここで、顔料分散剤として、特許文献1に記載された(メタ)アクリル酸由来の構造単位を含む重合体を用いる場合、立体障害による分散安定性が低下しやすい。そのため、水性顔料分散組成物又は水性インクにおいて、水の含有比率が低下すると、顔料の分散が不安定になりやすく、顔料分散組成物が増粘したり、顔料が凝集することがある。本実施形態に係る顔料分散剤では、カルボキシ基が2価の連結基であるXを介して重合体の主鎖骨格に結合する構造単位(a)を含む。構造単位(a)は、(メタ)アクリル酸由来の構造単位に比較して、2価の連結基であるXを介して主鎖骨格と結合しているため、立体反発による分散安定性が向上することとなる。そのため、構造単位(a)を含む本実施形態に係る顔料分散剤は、親水性構造単位として構造単位(a)を含まず、(メタ)アクリル酸由来の構造単位のみを含む顔料分散剤に比較して、水性顔料分散組成物又は水性インクにおける水の含有比率が低下しても、顔料の分散安定性を維持することができると考えられる。
で示される2価の連結基において、Rが結合する炭素原子と末端のカルボキシ基との間に介在する原子の数は、1以上16以下であることが好ましく、2以上12以下であることがより好ましく、3以上8以下であることが更に好ましい。Rが結合する炭素原子とカルボキシ基との間に介在する原子の数は、主鎖骨格とカルボキシ基との間の距離に相当し、当該原子の数が多くなるにつれて、カルボキシ基が重合体の主鎖骨格から離れていることを意味する。Xに芳香環、脂環式アルキル基等の環状構造が含まれる場合、Rが結合する炭素原子とカルボキシ基との間に介在する原子の数は、当該原子の数が最小の数となるように数えればよい。Rが結合する炭素原子と末端のカルボキシ基との間に介在する原子としては、例えば、炭素原子、酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子及びリン原子からなる群より選択される原子が挙げられる。
で示される2価の連結基としては、例えば、直鎖状、分岐鎖状及び環状のアルキレン基、アリーレン基、複素環、−CO−、−O−、−NH−及び−S−、並びに、これらの組合せよりなる群から選択される2価の基が挙げられる。Xで示される2価の連結基は、炭素数が2個以上4個以下の直鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基、フェニル基、カルボニルオキシ基(−COO−)、カルボニルイミノ(−CONH−)基、及び、これらの組合せよりなる群から選択される2価の基が好ましく、エチレン基又はイソプロピル基とカルボニルオキシ基との組合せがより好ましい。
以下に、Xで示される2価の連結基の具体例を示すが、Xは以下の具体例に限定されるものではない。下記具体例において、*を付した箇所でXとRが結合する炭素原子とが結合し、**を付した箇所でXとカルボキシ基とが結合するものとする。また、下記具体例中に付された数字は、各具体例におけるRが結合する炭素原子とカルボキシ基との間に介在する原子の数を示す。
構造単位(a)は、例えば、カルボキシ基を有する(メタ)アクリル酸エステル由来の構造単位であってもよい。カルボキシ基を有する(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えば、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタル酸、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルコハク酸、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルフタル酸、β−カルボキシエチルアクリレート等が挙げられる。これらの化合物は、1種単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。
構造単位(a)は、例えば、(メタ)アクリル酸多量体由来の構造単位であってもよい。(メタ)アクリル酸多量体は、例えば、下記一般式(2)で表される。
一般式(2)において、Rはそれぞれ独立して水素原子又はメチル基を示し、nは自然数を示し、1以上4以下であることが好ましく、1以上3以下であることがより好ましい。例えば、一般式(2)で表され、Rがいずれも水素原子であり、nが1である化合物は、β−カルボキシエチルアクリレートである。
また、構造単位(a)は、例えば、エチレン性不飽和基に直接又は2価の連結基を介して結合した水酸基に酸無水物を付加してなるエステル化合物に由来する構造単位であってもよい。酸無水物の具体例としては、無水コハク酸、無水フタル酸、無水3−メチルフタル酸、無水トリメリット酸、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸、無水メチル−5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸、無水3,4,5,6−テトラヒドロフタル酸、無水cis−1,2,3,6−テトラヒドロフタル酸等が挙げられる。これらの化合物は、1種単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。
なお、顔料分散剤に含まれる構造単位が、一般式(1)で表され、なお且つ、芳香族基が2価の連結基を介して主鎖骨格に結合したものである場合、当該構造単位は構造単位(a)に該当するものとする。また、顔料分散剤に含まれる構造単位が、一般式(1)で表され、なお且つ、2以上の環を有する脂肪族炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステルに由来するものである場合、当該構造単位は構造単位(a)に該当するものとする。
顔料分散剤における構造単位(a)の含有比率は、例えば、本実施形態に係る顔料分散剤の総量に対して、5質量%以上40質量%以下であってよく、7質量%以上35質量%以下が好ましく、10質量%以上30質量%以下がより好ましい。また、構造単位(a)の含有比率は、後述する顔料分散剤の酸価に鑑みて設定してもよい。
〔構造単位(b)〕
本実施形態に係る顔料分散剤に含まれる構造単位(b)は、芳香族基が2価の連結基を介して重合体の主鎖骨格を構成するエチレン基に結合してなる構造単位であれば特に制限されない。本実施形態に係る顔料分散剤は、構造単位(b)を1種のみ含有していてもよく、2種以上含有していてもよい。
本実施形態に係る顔料分散剤は、芳香族基が2価の連結基を介して主鎖骨格に結合した構造単位(b)を含む。これにより、構造単位(b)を含まず、芳香族基が連結基を介さずに直接主鎖骨格に結合した構造単位を含む重合体と比較して、本実施形態に係る顔料分散剤では、芳香族基が顔料分散剤粒子の表面に現れやすくなり、疎水性の芳香族基が顔料の表面に吸着されやすくなる。本実施形態に係る顔料分散剤の顔料への吸着がこのようにして強くなることで、水性顔料分散組成物又は水性インクにおける顔料の水性媒体への分散安定性が向上すると考えられる。
構造単位(b)に含まれる芳香族基としては、例えば、置換基を有していてもよいアリール基が挙げられる。アリール基を構成する炭素原子の数は、例えば、6以上30以下であってよく、6以上20以下であることが好ましい。アリール基の具体例としては、例えば、フェニル基、α−ナフチル基、β−ナフチル基等が挙げられる。アリール基の置換基としては、アルキル基、ハロゲン原子(例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子)、ヒドロキシ基、アリール基等が挙げられる。
また、構造単位(b)に含まれる芳香族基は、置換基を有していてもよいヘテロアリール基であってもよい。ヘテロアリール基に含まれるヘテロ原子としては、例えば、酸素原子、硫黄原子、窒素原子等が挙げられる。ヘテロアリール基を構成する原子の数は、例えば、6以上30以下であってよく、6以上20以下であることが好ましい。ヘテロアリール基の置換基としては、アルキル基、ハロゲン原子(例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子)、ヒドロキシ基、アリール基等が挙げられる。
構造単位(b)に含まれる2価の連結基において、主鎖骨格を構成するエチレン基と芳香族基との間に介在する原子の数は、例えば、1以上20以下であってよく、2以上12以下が好ましく、3以上8以下がより好ましい。主鎖骨格を構成するエチレン基と芳香族基との間に介在する原子の数は、主鎖骨格と芳香族基との間の距離に相当し、当該原子の数が多くなるにつれて、芳香族基が重合体の主鎖骨格から離れていることを意味する。2価の連結基に脂環式アルキル基等の環状構造が含まれる場合、当該介在する原子の数は、原子の数が最小となるように数えればよい。主鎖骨格を構成するエチレン基と芳香族基との間に介在する原子としては、例えば、炭素原子、酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子及びリン原子からなる群より選択される原子が挙げられる。
構造単位(b)に含まれる2価の連結基としては、例えば、直鎖状、分岐鎖状及び環状のアルキレン基、アリーレン基、複素環、−CO−、−O−、−NH−及び−S−、並びに、これらの組合せよりなる群から選択される2価の基が挙げられる。
構造単位(b)に含まれる2価の連結基としては、例えば、下記一般式(3)で表される構造単位が挙げられる。
一般式(3)中、Rは水素原子又はメチル基を示し、Xは単結合又は芳香環を含まない2価の基を示し、Qは上記の芳香族基を示す。一般式(3)におけるエチレン基が重合体の主鎖骨格に該当し、一般式(3)における−CO−O−X−が構造単位(b)に含まれる連結基に該当する。
で示される芳香環構造を含まない2価の基としては、例えば、アルキレン基、オキシアルキレン基、アルキニレン基、シクロアルキレン基、イミノ基等が挙げられる。アルキレン基の具体例としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基、ヘプチレン基、オクチレン基、デシレン基、テトラデシレン基、オクタデシレン基等が挙げられる。オキシアルキレン基の具体例としては、オキシメチレン基、オキシエチレン基、オキシプロピレン基、オキシブチレン基等が挙げられる。アルキニレン基の具体例としては、エチニレン基、プロピニレン基等が挙げられる。シクロアルキレン基の具体例としては、シクロヘキシレン基、シクロペンチレン基等が挙げられる。一般式(3)におけるXは、分散安定性の観点から、メチレン基、オキシエチレン基が好ましい。
一般式(3)におけるQで示される芳香族基は、例えば、上記の置換基を有していてもよいアリール基又は上記の置換基を有していてもよいヘテロアリール基が挙げられ、具体例及び好ましい芳香族基についても前述のものが挙げられる。
構造単位(b)は、例えば、芳香族基を有する(メタ)アクリル酸エステル由来の構造単位であってもよい。芳香族基を有する(メタ)アクリル酸エステルの具体例としては、例えば、フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
なお、顔料分散剤に含まれる構造単位が、芳香族基が2価の連結基を介して主鎖骨格に結合したものであり、なお且つ、2以上の環を有する脂環式炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステルに由来するものである場合、当該構造単位は構造単位(b)に該当するものとする。
顔料分散剤における構造単位(b)の含有比率は、例えば、本実施形態に係る顔料分散剤の総量に対して、20質量%以上85質量%以下であってよく、35質量%以上80質量%以下が好ましく、45質量%以上70質量%以下がより好ましい。
〔構造単位(c)〕
本実施形態に係る顔料分散剤に含まれる構造単位(c)は、2以上の環を有する脂肪族炭化水素基を含む(メタ)アクリル酸エステルに由来する構造単位であれば特に制限されない。本実施形態に係る顔料分散剤は、構造単位(c)を1種のみ含有していてもよく、2種以上含有していてもよい。
構造単位(c)を含む本実施形態に係る顔料分散剤は、脂環構造を有するために嵩高く、水性顔料分散組成物又は水性インク等の水系溶媒中において、樹脂同士の立体反発による分散安定性が向上するとともに、水及び水以外の溶媒中において、その脂環構造を有することによる嵩高さのため顔料からの分散剤の脱離を阻害することとなる。水性顔料分散組成物又は水性インクを低湿環境下で使用した場合、使用後に放置することで水が蒸発し、水以外の水系溶媒の含有比率が増加すると考えられる。このような状態でも、構造単位(c)を含む顔料分散剤では、環を有さないか1つの環を有する脂肪族炭化水素基を含む(メタ)アクリル酸エステル由来の構造単位のみを含む顔料組成物と比較して、樹脂同士の立体反発による分散安定性が向上するとともに、顔料からの分散剤の脱離が阻害され、顔料の分散不安定化を抑制することができると考えられる。
2以上の環を有する脂肪族炭化水素基としては、例えば、芳香族性を有さない多環式炭化水素基が挙げられる。多環式炭化水素基は、例えば、2つの脂環部位を有するビシクロ基、3つの脂環部位を有するトリシクロ基、及び、4つの脂環部位を有するテトラシクロ基等であってよい。これらの多環式炭化水素基は、隣接する2つの環が共有する炭素原子の数に応じて、架橋環式、縮合環式、スピロ環式等の各種環状構造を有するが、構造単位(c)における多環式炭化水素基は、いずれの環状構造を有していてもよい。構造単位(c)に含まれる脂環部位の数は特に限定されるものではないが、2以上5以下が好ましく、2以上3以下がより好ましい。
構造単位(c)に含まれる2以上の環を有する脂肪族炭化水素基は、ビシクロ基又はトリシクロ基であることが好ましく、ビシクロ基であることがより好ましい。ビシクロ基の具体例としては、ノルボルニル基、イソボルニル基、ジシクロペンタニル基、ジシクロペンテニル基、デカヒドロナフタレニル基、ペルヒドロフルオレニル基、及び、ビシクロ[4.3.0]ノニル基等が挙げられる。また、トリシクロ基の具体例としては、アダマンチル基、ジメチルアダマンチル基、及び、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカニル基等が挙げられる。
2以上の環を有する脂肪族炭化水素基は、1つの環を有し、芳香族性を有さない単環式炭化水素基を2以上含有し、当該単環式炭化水素基が単結合又は2価の脂肪族炭化水素基を介して結合したものであってもよい。単環式炭化水素基としては、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロノニル基及びシクロデシル基等のシクロアルキル基、並びに、シクロプロペニル基、シクロブテニル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基、シクロヘプテニル基、シクロオクテニル基、シクロノネニル基及びシクロデセニル基等のシクロアルケニル基等が挙げられる。
2以上の環を有する脂肪族炭化水素基は、更に置換基を有してもよい。脂環式炭化水素基が有する置換基としては、例えば、アルキル基、アルケニル基、アリール基、アラルキル基、アルコキシ基、水酸基、1級アミノ基、2級アミノ基、3級アミノ基、アルキルカルボニル基、アリールカルボニル基、及びシアノ基等が挙げられる。
構造単位(c)の由来となるエチレン性不飽和基含有モノマーの具体例としては、ノルボルニル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、アダマンチル(メタ)アクリレート、デカヒドロナフタレニル(メタ)アクリレート、ペルヒドロフルオレニル(メタ)アクリレート、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカニル(メタ)アクリレート、ビシクロ[4.3.0]ノニル(メタ)アクリレート、及び、ビシクロヘキシル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
顔料分散剤における構造単位(c)の含有比率は、例えば、本実施形態に係る顔料分散剤の総量に対して、7質量%以上30質量%以下であってよく、7質量%以上25質量%以下が好ましく、10質量%以上23質量%以下がより好ましい。
本実施形態に係る顔料分散剤は、上述の通り、構造単位(a)と構造単位(b)と構造単位(c)とを含む重合体である。本実施形態に係る顔料分散剤は、親水性構造単位として、連結基を有さない(メタ)アクリル酸由来の構造単位のみを含む重合体、又は、脂肪族炭化水素基を含有する疎水性構造単位として、環を有さないか1つの環を有する(メタ)アクリル酸エステル由来の構造単位のみを含む重合体と比較して、水性顔料分散組成物又は水性インクに使用した場合に、低湿環境下における使用(記録)及び放置を繰り返した後の画像再現性を向上させることができる。例えば、本実施形態に係る顔料分散剤は、上述の重合体と比較して、線画像における欠け、曲がり及びぼやけ等の形成、並びに、ハーフトーン画像におけるスジムラ等の形成を、より低減することができる。これは、上述の通り、構造単位(a)を有することで、(メタ)アクリル酸由来の構造単位のみを含む場合と比較して、水性顔料分散組成物又は水性インクにおける水の含有比率が低下しても、顔料の分散安定性を維持できるためであり、また、構造単位(c)を有することで、環を有さないか1つの環を有する脂肪族炭化水素基を含む(メタ)アクリル酸エステル由来の構造単位のみを含む場合と比較して、水系媒体中での安定性が向上し、水性顔料分散組成物又は水性インクにおける水の含有比率が低下しても、顔料からの顔料分散剤の脱離を抑制し分散安定性を維持できるためと考えられる。
〔構造単位(d)〕
本実施形態に係る顔料分散剤を構成する重合体は、構造単位(a)、構造単位(b)及び構造単位(c)以外の構造単位を有していてもよい。本明細書において、「構造単位(d)」と記載した場合、顔料分散剤に含まれる構造単位であって、構造単位(a)、構造単位(b)及び構造単位(c)のいずれにも属さない構造単位を意味する。
本実施形態では、構造単位(a)、構造単位(b)及び構造単位(c)を含有することにより得られる効果を阻害しない限り、構造単位(d)の種類及び含有量は制限されない。構造単位(d)の由来となるモノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸エステル、イタコン酸エステル、フマル酸エステル、マレイン酸エステル等のα,β−エチレン性不飽和カルボン酸エステル化合物;酢酸ビニル等のビニルエステル化合物;アクリロニトリル等のシアン化ビニル化合物;アクリルアミド等のアクリルアミド化合物;スチレン、アルキル置換スチレン、ハロゲン置換スチレン、ビニルナフタレン等の芳香族ビニル化合物;塩化ビニル、塩化ビニリデン等のハロゲン置換エチレン化合物;エチレン、プロピレン、ブテン、ブタジエン、イソプレン、シクロペンタジエン、ピネン等のエチレン性不飽和化合物;などが挙げられる。これらの化合物は、1種単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。
これらの中でも、重合のし易さ、及び顔料が分散された顔料分散組成物の分散安定性の低下をより抑制する点で、直鎖、分岐鎖もしくは脂環部位を1つのみ有する、脂肪族炭化水素基を含有する(メタ)アクリル酸エステルモノマーが好ましい。当該(メタ)アクリル酸エステルモノマーの具体例としては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸−2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸−2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸−2−ヒドロキシプロピル等が挙げられる。
本実施形態に係る顔料分散剤が構造単位(d)を有する場合、当該構造単位(d)の含有比率は、例えば、本実施形態に係る顔料分散剤の総量に対して、0質量%を超え30質量%以下であってよく、5質量%以上20質量%以下であることが好ましい。
〔酸価〕
本実施形態に係る顔料分散剤の酸価は、例えば、30mgKOH/g以上100mgKOH/g以下であってもよい。顔料分散剤の酸価は、35mgKOH/g以上95mgKOH/g以下が好ましく、40mgKOH/g以上75mgKOH/g以下がより好ましい。顔料分散剤の酸価が低過ぎると、顔料の水性媒体での分散安定性が低くなることがある。一方、顔料分散剤の酸価が高過ぎると、顔料分散剤の顔料への吸着が阻害され、分散安定性が低下するとともに、画像の耐水性も相対的に低下することがある。顔料分散剤の酸価が上記範囲内にあれば、顔料の分散安定性を保ちつつ、画像の耐水性を向上することができる。
顔料分散剤の酸価は、顔料分散剤に含まれる各構造単位の種類及び含有比率、特に、構造単位(a)の種類及び含有比率に基づいて調整すればよい。
酸価は、JIS K0070:1992に従って行い、中和滴定法を用いて測定される。即ち、適当量の試料を分取し、溶媒(テトラヒドロフラン)100ml、及び、指示薬(フェノールフタレイン溶液)数滴を加え、水浴上で試料が溶けるまで充分に振り混ぜる。この溶液を0.1mol/l水酸化カリウムエタノール溶液で滴定し、指示薬の薄い紅色が30秒間続いた時を終点とする。酸価をA、試料量をS(g)、滴定に用いた0.1mol/l水酸化カリウムエタノール溶液をB(ml)、fを0.1mol/l水酸化カリウムエタノール溶液のファクターとした時、A=(B×f×5.611)/Sの式により酸価が算出される。
〔芳香環含有率〕
本実施形態に係る顔料分散剤は、顔料分散剤の総量に対する芳香環の含有率が15質量%以上36質量%以下であることが好ましく、20質量%以上32質量%以下であることがより好ましい。芳香環含有率が15質量%以上であれば、顔料分散剤の顔料への吸着性が向上し、水性顔料分散組成物及び水性インクの分散安定性が向上する傾向にある。一方、芳香環含有率が36質量%以下であれば、顔料分散剤の顔料への吸着性の過度の増大が抑制され、顔料分散剤の立体反発力が減少しにくいために、当該分散安定性の低下が抑制されやすい。
ここで、顔料分散剤における芳香環含有率は、顔料分散剤の総量に対する、顔料分散剤に含まれる「単環の芳香環、単環の芳香環が縮合した縮合環」の合計の質量比を意味する。なお、顔料分散剤の芳香環含有率の算出において、単環の芳香環、単環の芳香環が縮合した縮合環に置換した置換基は除かれる。つまり、芳香環含有率は、各構造単位の分子量及び含有比率、並びに、構造単位(a)、構造単位(b)及び構造単位(d)中に含まれる芳香環(置換基を有する場合、置換基を除く芳香環)の分子量から算出される。
〔重量平均分子量〕
本実施形態に係る顔料分散剤の重量平均分子量は特に限定されるものではない。顔料分散剤の重量平均分子量は、例えば、8000以上30万以下であってもよい。顔料分散剤の重量平均分子量が8000以上であれば顔料分散液の分散安定性の悪化が抑制されやすく、顔料の沈降や顔料分散液の粘度上昇を引き起こしにくくなる。顔料分散剤の重量平均分子量が30万以下であれば顔料分散液の粘度が上昇しにくく、顔料の分散不良が生じにくく分散時間が長くなりにくい。顔料分散剤の重量平均分子量は、1万以上15万以下であることがより好ましく、1万以上10万以下であることがさらに好ましく、1万以上8万以下であることが特に好ましい。
本実施形態に係る顔料分散剤の重量平均分子量(Mw)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフ(GPC)により測定される値である。具体的には、GPCによる分子量測定を、測定装置として東ソー株式会社製GPC「HLC−8120GPC」を用い、東ソー株式会社製カラム・TSKgel SuperHM−M (15cm)を使用し、THF溶媒で行う。重量平均分子量は、この測定結果から単分散ポリスチレン標準試料により作成した分子量校正曲線を使用して算出する。
〔顔料分散剤の製造方法〕
次に、本実施形態に係る顔料分散剤の製造方法について詳しく説明する。本実施形態に係る顔料分散剤は、例えば、構造単位(a)〜(c)のそれぞれを形成するエチレン性不飽和基含有モノマー、及び、必要に応じて用いられる構造単位(d)を形成するエチレン性不飽和基含有モノマー等のラジカル重合性化合物を用いて、ラジカル重合により重合することで得られる。
具体的なラジカル重合法としては、例えば、溶液重合、乳化重合、懸濁重合などの公知のラジカル重合法を採用すればよい。例えば、溶液重合法では、通常、モノマー、ラジカル重合開始剤等の試薬を均一に溶解させる溶媒を用いて行う。溶媒は、例えば、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、ハロゲン化炭化水素、アルコール、カルボン酸、ニトリル、エステル、ケトン、スルホキシド、水等が挙げられる。脂肪族炭化水素としては、ヘキサン、シクロヘキサン、芳香族炭化水素としては、トルエン、キシレン、ハロゲン化炭化水素としてはクロロホルム、四塩化炭素、アルコールとしてはエタノール、イソプロピルアルコール、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4ブタンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、カルボン酸としては酢酸、プロピオン酸、ニトリルとしてはアセトニトリル、エステルとしては酢酸エチル、酢酸ブチル、ケトンとしてはメチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、スルホキシドとしてはジメチルスルホキシド等が挙げられる。
ラジカル重合性化合物を用いてラジカル重合により重合するとき、重合開始剤を使用してもよい。重合開始剤は、公知のラジカル重合開始剤であってよく、例えば、過酸化水素、過酸化アセチル、過酸化クミル、過酸化tert−ブチル、過酸化プロピオニル、過酸化ベンゾイル、過酸化クロロベンゾイル、過酸化ジクロロベンゾイル、過酸化ブロモメチルベンゾイル、過酸化ラウロイル、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、ペルオキシ炭酸ジイソプロピル、テトラリンヒドロペルオキシド、1−フェニル−2−メチルプロピル−1−ヒドロペルオキシド、過トリフェニル酢酸、tert−ブチルヒドロペルオキシド、過蟻酸tert−ブチル、過酢酸tert−ブチル、過安息香酸tert−ブチル、過フェニル酢酸tert−ブチル、過メトキシ酢酸tert−ブチル、過N−(3−トルイル)カルバミン酸tert−ブチル、重硫酸アンモニウム、重硫酸ナトリウム、等の過酸化物類;2,2’−アゾビス(イソブチロニトリル)(AIBN)、2,2’−アゾビス−(2,4’−ジメチルバレロニトリル)、ジメチル−2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)等のアゾ化合物等が挙げられる。
また、分子量を調整する観点から、ラジカル重合を行う際に連鎖移動剤を使用してもよい。連鎖移動剤としては、例えば、ヘキシルチオール、ヘプタンチオール、オクタンチオール、ノナンチオール、デカンチオール、ドデカンチオール、テトラデカンチオール、ヘキサデカンチオール等のチオール部位を有する化合物;等が挙げられる。
本実施形態に係る顔料分散剤は、顔料が分散された顔料分散液が油性(非水性)の場合、又は水性の場合のいずれの場合でも適用され得る。本実施形態に係る顔料分散剤は、特に、顔料を分散させる顔料分散液が水性である場合の顔料分散剤として使用すると、低湿環境下における使用及び放置を繰り返した後の画像再現性が向上し、また、水性の顔料分散液の分散安定性の低下がより抑制される。なお、本実施形態に係る顔料分散剤を用いて顔料を分散させた水性の顔料分散組成物は、例えば、水性塗料の顔料分散液、又は水性インクの顔料分散液として適用され得る。
本実施形態に係る顔料分散剤において、重合体中の構造単位の構造及びその含有比率等は、核磁気共鳴(NMR)、熱分解ガスクロマトグラフ質量分析(GC−MS)等の分析機器を用いた公知の方法により測定すればよい。
<水性顔料分散組成物>
本実施形態に係る水性顔料分散組成物は、本実施形態に係る顔料分散剤と、顔料と、水とを含む。また、必要に応じて、水溶性有機溶媒を含む。
なお、水性顔料分散組成物中に含まれる顔料分散剤は、本実施形態に係る顔料分散剤と本実施形態に係る顔料分散剤以外の顔料分散剤を併用してもよい。本実施形態に係る顔料分散剤以外の顔料分散剤としては、例えば、本実施形態に係る顔料分散剤以外の高分子顔料分散剤、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤、非イオン性界面活性剤等が挙げられる。低湿環境下における水性顔料分散組成物の使用及び放置を繰り返した後の画像再現性により優れ、水性顔料分散組成物の分散安定性の低下がより抑制されるため、水性顔料分散組成物中に含まれる本実施形態に係る顔料分散剤は、水性顔料分散組成物中に含まれる顔料分散剤の総量に対して、90質量%以上であることがよく、100質量%であることが好ましい。
本実施形態に係る顔料分散剤の含有量は、顔料の種類により異なるため、特に限定されないが、水性顔料分散組成物中の顔料に対し、例えば、0.1質量%以上100質量%以下であってよい。
〔顔料〕
本実施形態に係る水性顔料分散組成物に含まれる顔料は、特に制限されず、例えば、有機顔料、無機顔料が挙げられる。顔料は、例えば、黒色顔料、シアン顔料、マゼンタ顔料、又は、イエロー顔料であってもよい。また、顔料は、例えば、黒色又はシアン、マゼンタ、イエローの3原色のほか、赤、緑、青、茶、白等の特定色を示す顔料や、金、銀色等の金属光沢顔料、無色又は淡色の体質顔料、プラスチックピグメント等であってもよい。
黒色顔料(ブラック顔料)の具体例としては、Raven7000,Raven5750,Raven5250,Raven5000 ULTRAII,Raven 3500,Raven2000,Raven1500,Raven1250,Raven1200,Raven1190 ULTRAII,Raven1170,Raven1255,Raven1080,Raven1060(以上、コロンビアン・カーボン社製)、Regal400R,Regal330R,Regal660R,Mogul L,Black Pearls L,Black Pearls 800,Black Pearls 880,Monarch 700,Monarch 800,Monarch 880,Monarch 900,Monarch 1000,Monarch 1100,Monarch 1300,Monarch 1400(以上、キャボット社製)、Color Black FW1,Color Black FW2,Color Black FW2V,Color Black 18,Color Black FW200,Color Black S150,Color Black S160,Color Black S170,Printex35,Printex U,Printex V,Printex140U,Printex140V,Special Black 6,Special Black 5,Special Black 4A,Special Black4(以上、オリオンエンジニアドカーボンズ社製)、No.25,No.33,No.40,No.47,No.52,No.900,No.2300,MCF−88,MA600,MA7,MA8,MA100(以上、三菱化学株式会社製)等を挙げられるが、これらに限定されるものではない。
シアン顔料の具体例としては、C.I.Pigment Blue−1,−2,−3,−15,−15:1,−15:2,−15:3,−15:4,−16,−22,−60等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
マゼンタ顔料の具体例としては、C.I.Pigment Red−5,−7,−12,−48,−48:1,−57,−112,−122,−123,−146,−168,−177,−184,−202,−238, C.I.Pigment Violet −19等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
イエロー顔料の具体例としては、C.I.Pigment Yellow−1,−2,−3,−12,−13,−14,−16,−17,−73,−74,−75,−83,−93,−95,−97,−98,−114,−128,−129,−138,−151,−154,−155,−180,−185等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
また、顔料としては、シリカ、アルミナ、又は、ポリマービード等をコアとして、その表面に染料又は顔料を固着させた粒子、染料の不溶レーキ化物、着色エマルション、着色ラテックス等も挙げられる。
キナクリドン系顔料(たとえばC.I.Pigment Red−122)は水系媒体に分散させることが困難な場合があるが、本実施形態に係る顔料分散剤を用いることで、キナクリドン系顔料が水系媒体中に安定に分散しやすくなる。
水性顔料分散組成物における顔料の含有量は、特に限定されないが、例えば、水性顔料分散組成物の総量に対して1質量%以上25質量%以下であってよく、好ましくは2質量%以上20質量%以下である。
〔水〕
水としては、特に不純物の混入、又は微生物の発生を防止するという観点から、イオン交換水、超純水、蒸留水、限外濾過水が好適に挙げられる。
水性顔料分散組成物中に含まれる水の含有量は、特に限定されないが、水性顔料分散組成物中に含まれる顔料濃度が予め定められた量になるように加えればよい。
〔水溶性有機溶媒〕
水溶性有機溶媒は、例えば、水性顔料分散組成物の保管時の乾燥抑制、及び水性顔料分散組成物による塗膜を乾燥させるときの造膜性の改善を目的に使用される。水溶性有機溶媒としては、多価アルコール類、多価アルコール類誘導体、含窒素溶媒、アルコール類、含硫黄溶媒等が挙げられる。水溶性有機溶媒としては、その他、炭酸プロピレン、炭酸エチレン等も挙げられる。水溶性有機溶媒は、1種類で使用してもよいし、2種類以上を併用してもよい。
多価アルコール類としては、エチレングリコール、ジ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、ブチレングリコール、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコール、1,5−ペンタンジオール、1,2−へキサンジオール、1,2,6−ヘキサントリオール、グリセリン、トリメチロールプロパン、キシリトールなどの糖アルコール類;キシロース、グルコース、ガラクトースなどの糖類;等が挙げられる。
多価アルコール類誘導体としては、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エチルエーテル、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、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、ジグリセリンのエチレンオキサイド付加物等が挙げられる。
含窒素溶媒としては、ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、シクロヘキシルピロリドン、トリエタノールアミン等が挙げられる。
アルコール類としてはエタノール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール、ベンジルアルコール等が挙げられる。含硫黄溶媒としては、チオジエタノール、チオジグリセロール、スルフォラン、ジメチルスルホキシド等が挙げられる。
水溶性有機溶媒の量としては、特に限定されないが、水性顔料分散組成物の保管時の乾燥抑制の度合い、及び水性顔料分散組成物による塗膜を乾燥させるときの造膜性の改善する度合いに応じて、顔料分散組成物中に含まれる顔料濃度が予め定められた量になるように決定すればよい。水溶性有機溶媒の含有量は、例えば、1質量%以上60質量%以下であり、好ましくは1質量%以上40質量%以下である。
水性顔料分散組成物は、必要に応じて、その他添加剤を含んでいてもよい。その他添加剤は、例えば、酸化防止剤、防カビ剤、導電剤、紫外線吸収剤、およびキレート化剤等が挙げられる。
水性顔料分散組成物の粘度は、特に限定されず、顔料の種類等によって適宜調整すればよい。例えば、水性顔料分散組成物の粘度は、1.5mPa・s以上30mPa・s以下であり、1.5mPa・s以上20mPa・s以下が好ましい。また、水性顔料分散組成物の分散安定性の低下がより抑制される点で、水性顔料分散組成物の調整直後(保管前)の粘度と、保管後(例えば、80℃、6日間保管後)との粘度の差が、0mP・s以上1.0mP・s以下であることが好ましく、0mPa・s以上0.5mPa・s以下であることがより好ましい。水性顔料分散組成物の粘度は、回転粘度計RE−80L(東機産業株式会社製)を測定装置として用い、直径24mmのコーンプレートを用いて、測定温度23℃、せん断速度50rpmで測定する。
水性顔料分散組成物は、例えば、水性顔料分散組成物中に分散している顔料の体積平均粒子径が、顔料分散組成物の分散安定性の低下がより抑制される点で、水性顔料分散組成物の調製直後(保管前)と、保管後(例えば、80℃、6日間保管後)との差が、0nm以上10nm以下であることが好ましく、0nm以上5nm以下であることがより好ましい。
水性顔料分散組成物に分散している顔料の体積平均粒子径の測定方法としては、例えば、25℃の液温において、動的光散乱式粒径分布測定装置(株式会社堀場製作所製、LB−500)を用いることにより、測定される。
水性顔料分散組成物の用途としては、特に制限されないが、例えば、水性塗料、各種印刷用の水性インク等の用途が挙げられる。
<水性インク>
水性インク(以下、単に「インク」とも記載する)は、本実施形態に係る顔料分散剤、顔料、水、及び水溶性有機溶媒を含む。
水性インク中に含まれる顔料分散剤は、本実施形態に係る顔料分散剤と本実施形態に係る顔料分散剤以外の顔料分散剤を併用してもよい。本実施形態に係る顔料分散剤以外の顔料分散剤としては、例えば、前述の水性顔料分散組成物において挙げた、本実施形態に係る顔料分散剤以外の顔料分散剤が挙げられる。低湿環境下における水性インクを用いた記録及び放置を繰り返した後の画像再現性により優れる点、及び、水性インクの分散安定性の低下がより抑制される点で、本実施形態に係る顔料分散剤は、水性インク中に含まれる顔料分散剤の総量に対して、90質量%以上であることがよく、100質量%であることが好ましい。
本実施形態に係る顔料分散剤の含有量は、顔料の分散性等により異なるため、特に限定されないが、水性インク中の顔料に対し、例えば、0.1質量%以上100質量%以下であってよい。
顔料としては、特に限定されるものではないが、前述の水性顔料分散組成物に含まれる顔料において挙げた有機顔料、無機顔料が挙げられる。例えば、黒色顔料(ブラック顔料)、シアン色顔料、マゼンタ色顔料及びイエロー顔料が挙げられ、これらの顔料の具体例としては、前述の水性顔料分散組成物に含有される顔料が挙げられる。
水性インクに含まれる顔料の含有量は、例えば、水性インクの総量に対して1質量%以上25質量%以下が好ましく、2質量%以上20質量%以下がより好ましい。
水としては、特に不純物の混入、又は微生物の発生を防止するという観点から、イオン交換水、超純水、蒸留水、限外濾過水が好適に挙げられる。
水の含有量は、例えば、インクに対して10質量%以上95質量%以下(好ましくは、30質量%以上90質量%以下)であることがよい。
水溶性有機溶媒としては、前述の水性顔料分散組成物に含まれる水溶性有機溶媒において記載した水溶性有機溶媒が挙げられる。例えば、多価アルコール類、多価アルコール類誘導体、含窒素溶媒、アルコール類、含硫黄溶媒、炭酸プロピレン、炭酸エチレン等が挙げられ、これらの水溶性有機溶媒の具体例は、前述の水性顔料分散組成物に含有される水溶性有機溶媒において記載したものが挙げられる。
水溶性有機溶媒の含有量は、1質量%以上60質量%以下が好ましく、1質量%以上40質量%以下がより好ましい。
本実施形態に係る水性インクは、本実施形態に係る顔料分散剤、顔料、水及び水溶性有機溶媒以外の添加剤を含有していてもよい。添加剤としては、例えば、インク吐出性改善剤(ポリエチレンイミン、ポリアミン類、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等)、導電率/pH調整剤(水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム等のアルカリ金属類の化合物等)、反応性の希釈溶媒、浸透剤、pH緩衝剤、酸化防止剤、防カビ剤、粘度調整剤、導電剤、キレート化剤、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤等が挙げられる。
また、本実施形態に係る水性インクが含有してもよい添加剤としては、水性インクの表面張力を調整し易くするための界面活性剤が挙げられる。界面活性剤としては、公知の界面活性剤が挙げられ、例えば、HLB(親水基/疎水基バランス「Hydrophile− Lipophile Barance」)が14以下の界面活性剤が挙げられる。HLBが14以下の界面活性剤としては、HLBが14以下の界面活性剤を単独で用いるか、又は異なるHLBの界面活性剤を複数種使用してHLBを14以下に調整するなどの方法が挙げられる。
なお、HLB(親水基/疎水基バランス「Hydrophile− Lipophile Barance」)は、以下の式(グリフィン法)により定義されるものである。
・HLB=20×(親水部の式量の総和/分子量)
水性インクのpHは、例えば、4以上10以下の範囲内であってよく、7.5以上9.5以下の範囲内であることが好ましい。
水性インクの導電率は、例えば、0.01S/m以上0.5S/m以下であり、好ましくは0.01S/m以上0.25S/m以下であり、より好ましくは0.01S/m以上0.20S/m以下である。
水性インクの粘度は、例えば、1.5mPa・s以上30mPa・s以下であり、好ましくは1.5mPa・s以上20mPa・s以下である。また、水性インクの分散安定性の低下がより抑制される点で、水性インクの調製直後(保管前)と、保管後(例えば、80℃、6日間保管後)との粘度の差が、0mP・s以上1.0mP・s以下であることが好ましく、0mPa・s以上0.5mPa・s以下であることがより好ましい。
水性インク中に分散している顔料の体積平均粒子径は、水性インクの分散安定性の低下がより抑制される点で、水性インクの調製直後(保管前)と、保管後(例えば、80℃、6日間保管後)との差が、0nm以上10nm以下であることが好ましく、0nm以上5nm以下であることがより好ましい。
水性インクのpH、導電率、粘度、及び水性インク中の体積平均粒子径の各々の測定方法は、水性顔料分散組成物のpH、導電率、粘度、及び水性インク中の体積平均粒子径の各々の測定方法と同様である。
また、水性インクの表面張力は、例えば、20mN/m以上50mN/m以下であり、25mN/m以上45mN/m以下であることが好ましい。ここで、表面張力としては、ウイルヘルミー型表面張力計(協和界面科学株式会社製)を用い、23℃、55%RHの環境において測定した値を採用する。
<記録装置、記録方法>
図1を参照しながら、本実施形態に係る記録装置及び記録方法の一例について説明する。図1は、本実施形態に係る記録装置を示す概略構成図である。
本実施形態に係る記録装置12は、筐体14内の下部に、給紙容器16が備えられており、給紙容器16内に積層された用紙P(記録媒体の一例)を取り出しロール18で1枚ずつ取り出す機構を有している。取り出された用紙Pは、搬送経路22を構成する複数の搬送ローラ対20で搬送される。
給紙容器16の上方には、駆動ロール24及び従動ロール26に張力を付与されつつ支持された無端状の搬送ベルト28が配置されている。搬送ベルト28の上方には、吐出ヘッド30(吐出装置の一例)が配置されており、搬送ベルト28における平坦部分に対向している。この吐出ヘッド30が搬送ベルト28の平坦部分に対向した領域が、吐出ヘッド30から用紙Pにインクの液滴が吐出される吐出領域となっている。搬送ローラ対20で搬送された用紙Pは、搬送ベルト28で保持されてこの吐出領域に至り、吐出ヘッド30に対向した状態となり、吐出ヘッド30から画像情報に応じて吐出されたインクの液滴が用紙Pの表面に付着する。
吐出ヘッド30は、インクジェット方式によってインク滴を複数のノズルから吐出する吐出ヘッドであり、公知のものが適用される。例えば、吐出ヘッド30は、インクの液滴を熱により吐出する、所謂サーマル方式であってもよいし、インクの液滴を圧力により吐出する、所謂圧電方式であってもよい。また、吐出ヘッド30は、記録装置12に着脱される各色のインクカートリッジ31と供給管(不図示)を通じて各色毎に連結される。インクカートリッジ31は、本実施形態に係る水性インクを収容し、当該記録装置に着脱されるようカートリッジ化されており、インクカートリッジ31から各色のインクが吐出ヘッド30へ供給される。
吐出ヘッド30としては、例えば、有効な記録領域(インクを吐出するノズルの配置領域)が用紙Pの幅(搬送方向と交差(例えば直交)する方向の長さ)以上とされた長尺状の吐出ヘッドが挙げられる。吐出ヘッド30は、目的に応じて、例えば、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、及びブラック(K)の4色それぞれに対応した4つの吐出ヘッドが搬送方向に沿ってアレイ状に配置されている形態、ブラック(K)に対応した一つの吐出ヘッド30を配置した形態、他の中間色を加えた4色以上のそれぞれに対応した4つ以上の吐出ヘッド30を配置した形態等の種々の形態を有してもよい。
吐出ヘッド30の上流側(用紙Pの搬送方向上流側)には、帯電ロール32が配置されている。帯電ロール32は、従動ロール26とで搬送ベルト28及び用紙Pを挟みつつ従動し、接地された従動ロール26との間に電位差を生じさせ、用紙Pに電荷を与えて搬送ベルト28に静電吸着させる。
吐出ヘッド30の下流側(用紙Pの搬送方向下流側)には、剥離板34が配置されており、用紙Pを搬送ベルト28から剥離させる。剥離された用紙Pは、剥離板34の下流側(用紙Pの搬送方向下流側)で排出経路36を構成する複数の排出ローラ対38で搬送され、筐体14の上部に設けられた排紙容器40に排出される。
このようにして、記録装置12は、本実施形態に係る水性インクを吐出ヘッド30から記録媒体上に吐出して、画像を記録する。即ち、記録装置12によれば、本実施形態に係る水性インクを記録媒体上に吐出する吐出工程を有する記録方法が実現される。
上記の説明では、吐出ヘッド30によってインクの液滴を用紙Pの表面に直接吐出する方式を有する記録装置12について説明した。しかしながら、本実施形態に係る記録装置は、例えば中間転写体にインクの液滴を吐出した後に、中間転写体上のインクの液滴を用紙Pに転写する方式を有してもよい。
また、上記の説明では、記録装置12は、目的のサイズの枚葉状の記録媒体にインクを吐出して画像を記録する方式を有していた。しかしながら、本実施形態に係る記録装置及び記録方法では、例えば、ロール状の記録媒体(所謂連帳紙)に水性インクを吐出して画像を記録する方式を有してもよい。更に、上記の説明では、乾燥装置を備えていない記録装置12について説明したが、本実施形態に係る記録装置は、記録媒体上に吐出された水性インクを乾燥する乾燥装置を更に備えた記録装置でもあってもよい。
以下に、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。なお、以下の説明において、特に断りのない限り、「部」及び「%」はすべて質量基準である。
(顔料分散剤D−1の合成)
反応容器にメチルエチルケトン200部を入れ、窒素気流下において78℃に加熱した。β−カルボキシエチルアクリレート(β−CEA:SIPOMER β−CEA J;ソルベイ日華株式会社製)90部、ベンジルメタクリレート(BzMA)330部、イソボルニルメタクリレート(IBOMA)108部、エチルメタクリレート(EMA)72部、メチルエチルケトン200部、及び、V−601(重合開始剤、ジメチル2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)、和光純薬工業株式会社製)12部を混合して得られた混合物を、反応容器に3時間かけて滴下し、次いで、78℃で3時間反応を行った。メチルエチルケトンを減圧留去することで顔料分散剤D−1を白色粉体として得た。顔料分散剤D−1を構成する構造単位(a)、構造単位(b)、構造単位(c)及び構造単位(d)の構成比率(質量比)は、それぞれ15%、55%、18%及び12%であった。
上述の通り、JIS K0070:1992に従って酸価を測定したところ、顔料分散剤D−1の酸価は51mgKOH/gであった。また、上述の通り、GPCによる分子量測定を行ったところ、顔料分散剤D−1の重量平均分子量(Mw)は41000であった。顔料分散剤D−1の総量に対する芳香環の含有率は24.0質量%であった。
(顔料分散剤D−2の合成)
IBOMAに替えてジシクロペンタニルメタクリレート(DCPMA)を用いたこと以外は、顔料分散剤D−1の合成方法に従って、顔料分散剤D−2を合成した。顔料分散剤D−2を構成する構造単位(a)、構造単位(b)、構造単位(c)及び構造単位(d)の構成比率(質量比)は、それぞれ15%、55%、18%及び12%であった。顔料分散剤D−2について、酸価は51mgKOH/gであり、重量平均分子量(Mw)は40000であり、総量に対する芳香環の含有率は24.0質量%であった。
(顔料分散剤D−3の合成)
IBOMAに替えてジシクロペンタニルアクリレート(DCPA)を用いたこと以外は、顔料分散剤D−1の合成方法に従って、顔料分散剤D−3を合成した。顔料分散剤D−3を構成する構造単位(a)、構造単位(b)、構造単位(c)及び構造単位(d)の構成比率(質量比)は、それぞれ15%、55%、18%及び12%であった。顔料分散剤D−3について、酸価は51mgKOH/gであり、重量平均分子量(Mw)は40000であり、総量に対する芳香環の含有率は24.0質量%であった。
(顔料分散剤D−4の合成)
BzMAに替えてフェノキシエチルメタクリレート(POEMA)を用いたこと以外は、顔料分散剤D−1の合成方法に従って、顔料分散剤D−4を合成した。顔料分散剤D−4を構成する構造単位(a)、構造単位(b)、構造単位(c)及び構造単位(d)の構成比率(質量比)は、それぞれ15%、55%、18%及び12%であった。顔料分散剤D−4について、酸価は51mgKOH/gであり、重量平均分子量(Mw)は39000であり、総量に対する芳香環の含有率は20.5質量%であった。
(顔料分散剤D−5の合成)
BzMAに替えてベンジルアクリレート(BzA)を用いたこと以外は、顔料分散剤D−1の合成方法に従って、顔料分散剤D−5を合成した。顔料分散剤D−5を構成する構造単位(a)、構造単位(b)、構造単位(c)及び構造単位(d)の構成比率(質量比)は、それぞれ15%、55%、18%及び12%であった。顔料分散剤D−5について、酸価は51mgKOH/gであり、重量平均分子量(Mw)は35000であり、総量に対する芳香環の含有率は26.1質量%であった。
(顔料分散剤D−6の合成)
β−CEAに替えて2−メタクリロイルオキシエチルコハク酸(SEMA)を用い、混合物へのSEMAの添加量を120部とし、EMAの添加量を42部としたこと以外は、顔料分散剤D−1の合成方法に従って、顔料分散剤D−6を合成した。顔料分散剤D−6を構成する構造単位(a)、構造単位(b)、構造単位(c)及び構造単位(d)の構成比率(質量比)は、それぞれ20%、55%、18%及び7%であった。顔料分散剤D−6について、酸価は49mgKOH/gであり、重量平均分子量(Mw)は37000であり、総量に対する芳香環の含有率は24.0質量%であった。
(顔料分散剤D−7の合成)
EMAに替えてシクロヘキシルメタクリレート(CHMA)を用いたこと以外は、顔料分散剤D−1の合成方法に従って、顔料分散剤D−7を合成した。顔料分散剤D−7を構成する構造単位(a)、構造単位(b)、構造単位(c)及び構造単位(d)の構成比率(質量比)は、それぞれ15%、55%、18%及び12%であった。顔料分散剤D−7について、酸価は51mgKOH/gであり、重量平均分子量(Mw)は40000であり、総量に対する芳香環の含有率は24.0質量%であった。
(顔料分散剤D−8の合成)
混合物へのβ−CEAの添加量を66部とし、EMAの添加量を96部としたこと以外は、顔料分散剤D−1の合成方法に従って、顔料分散剤D−8を合成した。顔料分散剤D−8を構成する構造単位(a)、構造単位(b)、構造単位(c)及び構造単位(d)の構成比率(質量比)は、それぞれ11%、55%、18%及び16%であった。顔料分散剤D−8について、酸価は38mgKOH/gであり、重量平均分子量(Mw)は39000であり、総量に対する芳香環の含有率は24.0質量%であった。
(顔料分散剤D−9の合成)
混合物へのBzMAの添加量を162部とし、EMAを使用しなかったこと以外は、顔料分散剤D−1の合成方法に従って、顔料分散剤D−9を合成した。顔料分散剤D−9を構成する構造単位(a)、構造単位(b)及び構造単位(c)の構成比率(質量比)は、それぞれ27%、55%及び18%であった。顔料分散剤D−9について、酸価は92mgKOH/gであり、重量平均分子量(Mw)は43000であり、総量に対する芳香環の含有率は24.0質量%であった。
(顔料分散剤D−10の合成)
混合物へのBzMAの添加量を192部とし、IBOMAの添加量を144部とし、EMAの添加量を174部としたこと以外は、顔料分散剤D−1の合成方法に従って、顔料分散剤D−10を合成した。顔料分散剤D−10を構成する構造単位(a)、構造単位(b)、構造単位(c)及び構造単位(d)の構成比率(質量比)は、それぞれ15%、32%、24%及び29%であった。顔料分散剤D−10について、酸価は51mgKOH/gであり、重量平均分子量(Mw)は42000であり、総量に対する芳香環の含有率は14.0質量%であった。
(顔料分散剤D−11の合成)
混合物へのBzMAの添加量を65部とし、IBOMAの添加量を7部とし、EMAの添加量を13部としたこと以外は、顔料分散剤D−1の合成方法に従って、顔料分散剤D−11を合成した。顔料分散剤D−11を構成する構造単位(a)、構造単位(b)、構造単位(c)及び構造単位(d)の構成比率(質量比)は、それぞれ15%、65%、7%及び13%であった。顔料分散剤D−11について、酸価は51mgKOH/gであり、重量平均分子量(Mw)は43000であり、総量に対する芳香環の含有率は28.4質量%であった。
(顔料分散剤D−12の合成)
β−CEAに替えて2−メタクリロイロキシエチルヘキサヒドロフタル酸(HPEMA)を用いたこと以外は、顔料分散剤D−1の合成方法に従って、顔料分散剤D−12を合成した。顔料分散剤D−12を構成する構造単位(a)、構造単位(b)、構造単位(c)及び構造単位(d)の構成比率(質量比)は、それぞれ23%、55%、18%及び4%であった。顔料分散剤D−12について、酸価は45mgKOH/gであり、重量平均分子量(Mw)は38000であり、総量に対する芳香環の含有率は24.0質量%であった。
(顔料分散剤DA−1の合成)
β−CEAに替えてメタクリル酸(MA)を用い、IBOMAを使用せず、混合物へのMAの添加量を48部とし、EMAの添加量を222部としたこと以外は、顔料分散剤D−1の合成方法に従って、顔料分散剤DA−1を合成した。顔料分散剤DA−1を構成する、MA由来の構造単位、構造単位(b)及びEMA由来の構造単位の構成比率(質量比)は、それぞれ8%、55%及び37%であった。顔料分散剤DA−1について、酸価は52mgKOH/gであり、重量平均分子量(Mw)は43000であり、総量に対する芳香環の含有率は24.0質量%であった。
(顔料分散剤DA−2の合成)
β−CEAに替えてメタクリル酸(MA)を用い、混合物へのMAの添加量を48部とし、EMAの添加量を114部としたこと以外は、顔料分散剤D−1の合成方法に従って、顔料分散剤DA−2を合成した。顔料分散剤DA−2を構成する、MA由来の構造単位、構造単位(b)、構造単位(c)及びEMA由来の構造単位の構成比率(質量比)は、それぞれ8%、55%、18%及び19%であった。顔料分散剤DA−2について、酸価は52mgKOH/gであり、重量平均分子量(Mw)は42000であり、総量に対する芳香環の含有率は24.0質量%であった。
(顔料分散剤DA−3の合成)
BzMAに替えてスチレン(St)を用い、混合物へのStの添加量を210部とし、EMAの添加量を192部としたこと以外は、顔料分散剤D−1の合成方法に従って、顔料分散剤DA−3を合成した。顔料分散剤DA−3を構成する、構造単位(a)、St由来の構造単位、構造単位(c)及びEMA由来の構造単位の構成比率(質量比)は、それぞれ15%、35%、18%及び32%であった。顔料分散剤DA−3について、酸価は51mgKOH/gであり、重量平均分子量(Mw)は35000であり、総量に対する芳香環の含有率は25.9質量%であった。
(顔料分散剤DA−4の合成)
IBOMAに替えてCHMAを用い、混合物へのCHMAの添加量を18部としたこと以外は、顔料分散剤D−1の合成方法に従って、顔料分散剤DA−4を合成した。顔料分散剤DA−4を構成する、構造単位(a)、構造単位(b)、CHMA由来の構造単位及びEMA由来の構造単位の構成比率(質量比)は、それぞれ15%、55%、18%及び12%であった。顔料分散剤DA−4について、酸価は51mgKOH/gであり、重量平均分子量(Mw)は36000であり、総量に対する芳香環の含有率は24.0質量%であった。
(顔料分散剤DA−5の合成)
IBOMAに替えてメチルメタクリレート(MMA)を用い、混合物へのMMAの添加量を18部としたこと以外は、顔料分散剤D−1の合成方法に従って、顔料分散剤DA−5を合成した。顔料分散剤DA−5を構成する、構造単位(a)、構造単位(b)、MMA由来の構造単位及びEMA由来の構造単位の構成比率(質量比)は、それぞれ15%、55%、18%及び12%であった。顔料分散剤DA−5について、酸価は51mgKOH/gであり、重量平均分子量(Mw)は34000であり、総量に対する芳香環の含有率は24.0質量%であった。
表1に、各顔料分散剤を構成する構造単位及び各構造単位の構成比率を示す。表2に、各顔料分散剤の酸価、重量平均分子量及び芳香環含有率を示す。
[実施例1〜15及び比較例1〜5]
(水性顔料分散組成物及び水性インクの調製)
表2に記載の各顔料3.0部、各顔料分散剤0.9部、25%水酸化ナトリウム水溶液を各顔料分散剤に含まれるカルボキシ基と等モルの水酸化ナトリウムとなる量、メチルエチルケトン0.9部及び水を混合し、0.1mmジルコニアビーズ100部と共にビーズミル分散機に投入し、6時間分散を行った。得られた分散液をろ過することでジルコニアビーズを取り除いた後、エバポレーターを用いた減圧濃縮により、メチルエチルケトンの除去と顔料濃度15%までの濃縮とを行って、水性顔料分散組成物を得た。
得られた水性顔料分散組成物1部にプロピレングリコール0.8部、トリプロピレングリコール0.2部、サーフィノール440(日信化学工業株式会社製)0.05部、顔料の濃度が5.0%となる量の純水を加えて、水性インクを得た。
<水性インクの評価>
(画像評価)
温度20℃及び湿度10%の環境下、エプソン株式会社製インクジェットプリンターPX−1004を用いて、各実施例及び各比較例で得られた水性インクを吐出した。その後、吐出ヘッドにキャップをせず、20分間放置した。次いで、再度水性インクを吐出し、吐出ヘッドにキャップをせず、20分間放置した。その後、特菱両面アートN(三菱製紙株式会社製)上に、線及びハーフトーン画像を形成した。形成された線及びハーフトーン画像を目視観察し、下記基準に基づいて、線の再現性及びハーフトーン画像のスジムラの度合を評価した。
−評価基準−
・G1:線の欠け、曲がりもしくはぼやけ、又は、ハーフトーン画像におけるスジムラが観察されない。非常に良好。
・G2:線の欠け、曲がりもしくはぼやけ、又は、ハーフトーン画像におけるスジムラがわずかに観察されるが、目立たない。良好。
・G3:線の欠け、曲がりもしくはぼやけ、又は、ハーフトーン画像におけるスジムラがやや観察されるが、実使用可能なレベルである。
・G4:線の欠け、曲がり及びぼやけ、並びに、ハーフトーン画像におけるスジムラのいずれか1つ又は複数が目立つ程度に観察される。実使用可能なレベルにはない。
・G5:線の欠け、曲がり及びぼやけ、並びに、ハーフトーン画像におけるスジムラのいずれか1つ又は複数が観察され、非常に目立つ。実使用可能なレベルからは程遠い。
(分散安定性)
各実施例及び各比較例で水性インクを攪拌しながら、3%硝酸を加えてpHを7.5に調整し、23℃で1日間保存し、保存後の水性インクの23℃での粘度(pH調整後粘度)を測定した。次いで、もとの水性インクに、上記で加えた3%硝酸と同量の純水を加えた後、得られた水性インクの23℃での粘度(pH調製前粘度)を測定した。これらの測定結果から粘度変化率[((pH調整後粘度とpH調整前粘度の差分)/pH調製前粘度)×100](%)を算出し、下記基準に基づいて評価した。
−評価基準−
・G1:粘度変化率が2%以下である。分散安定性が非常に良好。
・G2:粘度変化率が2%を超え5%以下である。分散安定性が良好。
・G3:粘度変化率が5%を超え10%以下である。やや粘度変化が見られるが、実使用レベルにある。
・G4:粘度変化率が10%を超え15%以下である。粘度変化が大きく、分散安定性が劣る。
・G5:粘度変化率が15%を超える。粘度変化が非常に大きく、分散安定性が非常に劣る。
(耐水性)
各実施例及び各比較例で得られた水性インクを、バーコーター(No.7)を用いてOSコート紙W(富士ゼロックス株式会社製;坪量127g/m)上に塗布してベタ画像を形成し、60℃ホットプレート上で3分間加熱した。得られたベタ画像を、水で湿らせたベンコット(小津産業株式会社製)で往復5回擦り、画像部及びベンコットを目視観察し、下記基準に基づいて評価した。G1及びG2が実用上の許容範囲である。
・G1:ベタ画像に変化無し。ベンコットへの色移りも無し。耐水性に非常に優れる。
・G2:ベタ画像にわずかな濃度変化が見られる。もしくはベンコットへのわずかな色移りが見られる程度。耐水性に優れる。
・G3:ベタ画像のはがれ又は大きな濃度変化が見られる。耐水性に劣る。
表2において、PB15:3は、C.I.Pigment Blue 15:3(DIC社製、FASTOGEN Blue TGR−SD)を意味し、PR122は、C.I.Pigment Red 122(DIC社製、FASTOGEN Super Magenta RGT)を意味し、PY155は、C.I.Pigment Yellow 155(クラリアント社製、Ink Jet Yellow 4GC)を意味し、CBは、カーボンブラック(キャボット社製、BP880)を意味する。
実施例1〜15及び比較例1〜5の結果が示すように、構造単位(a)と構造単位(b)と構造単位(c)とを含む重合体である本実施形態に係る顔料分散剤は、親水性構造単位として、連結基を有さない(メタ)アクリル酸由来の構造単位のみを含む重合体、又は、脂肪族炭化水素基を含有する疎水性構造単位として、環を有さないか1つの環を有する(メタ)アクリル酸エステル由来の構造単位のみを含む重合体と比較して、水性インクに使用した場合に、低湿環境下における記録及び放置を繰り返した後の画像再現性を向上させたことが確認された。
12 記録装置、14 筐体、16 給紙容器、18 取り出しロール、20 搬送ローラ対、22 搬送経路、24 駆動ロール、26 従動ロール、28 搬送ベルト、30 吐出ヘッド、32 帯電ロール、34 剥離板、36 排出経路、38 排出ローラ対、40 排紙容器、P 用紙。

Claims (20)

  1. 下記一般式(1)で表される構造単位(a)と、
    (一般式(1)中、Rは水素原子またはメチル基を示し、Xは2価の連結基を示す。)
    芳香族基が2価の連結基を介して主鎖骨格に結合した構造単位(b)と、
    2以上の環を有する脂肪族炭化水素基を含む(メタ)アクリル酸エステルに由来する構造単位(c)とを含む重合体である、顔料分散剤。
  2. 酸価が30mgKOH/g以上100mgKOH/g以下である、請求項1に記載の顔料分散剤。
  3. 前記構造単位(a)が、カルボキシ基を有する(メタ)アクリル酸エステル由来の構造単位を含む、請求項1又は2に記載の顔料分散剤。
  4. 前記Xで示される2価の連結基が、直鎖状、分岐鎖状若しくは環状のアルキレン基、アリーレン基、複素環基、−CO−、−O−、−NH−及び−S−並びにこれらの組合せからなる群より選択される、請求項1〜3のいずれか一項に記載の顔料分散剤。
  5. 前記Xで示される2価の連結基において、Rが結合する炭素原子とカルボキシ基との間に介在する原子の数が、1以上16以下であり、前記介在する原子が、それぞれ独立して、炭素原子、酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子及びリン原子からなる群より選択される、請求項1〜4のいずれか一項に記載の顔料分散剤。
  6. 前記構造単位(c)に含まれる前記脂肪族炭化水素基が、芳香族性を有さない多環式炭化水素基である、請求項1〜5のいずれか一項に記載の顔料分散剤。
  7. 前記構造単位(c)に含まれる前記脂肪族炭化水素基がビシクロ基である、請求項1〜6のいずれか一項に記載の顔料分散剤。
  8. 前記構造単位(b)が下記一般式(3)で表される、請求項1〜7のいずれか一項に記載の顔料分散剤。
    (一般式(3)中、Rは水素原子又はメチル基を示し、Xは単結合又は芳香環を含まない2価の基を示し、Qは前記芳香族基を示す。)
  9. 前記構造単位(a)の含有比率が、前記顔料分散剤の総量に対して5質量%以上40質量%以下である、請求項1〜8のいずれか1項に記載の顔料分散剤。
  10. 前記構造単位(b)の含有比率が、前記顔料分散剤の総量に対して20質量%以上85質量%以下である、請求項1〜9のいずれか1項に記載の顔料分散剤。
  11. 前記構造単位(c)の含有比率が、前記顔料分散剤の総量に対して7質量%以上30質量%以下である、請求項1〜10のいずれか1項に記載の顔料分散剤。
  12. 前記顔料分散剤に含まれる芳香環の含有率が、前記顔料分散剤の総量に対して15質量%以上36質量%以下である、請求項1〜11のいずれか1項に記載の顔料分散剤。
  13. 顔料、水、及び、請求項1〜12のいずれか一項に記載の顔料分散剤を少なくとも含む、水性顔料分散組成物。
  14. 水溶性有機溶媒を更に含む、請求項13に記載の水性顔料分散組成物。
  15. 前記水溶性有機溶媒の含有量が、1質量%以上60質量%以下である請求項14に記載の水性顔料分散組成物。
  16. 顔料、水、水溶性有機溶媒、及び、請求項1〜12のいずれか一項に記載の顔料分散剤を少なくとも含む、水性インク。
  17. 前記水溶性有機溶媒の含有量が、1質量%以上60質量%以下である請求項16に記載の水性インク。
  18. 請求項16又は17に記載の水性インクを収容したインクカートリッジ。
  19. 請求項16又は17に記載の水性インクを記録媒体上に吐出する吐出ヘッドを備える記録装置。
  20. 請求項16又は17に記載の水性インクを記録媒体上に吐出する吐出工程を有する記録方法。
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