JP2020037101A - 分散用組成物、分散体及びインク組成物、並びにこれらの製造方法 - Google Patents

分散用組成物、分散体及びインク組成物、並びにこれらの製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】分散染料や顔料を微粒化させることができ、更には、優れた濡れ性、分散安定性を有する分散用組成物、分散体及びこれらを用いたインク組成物、並びにこれらの製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】(A)分散剤(下記B及びCを除く):85〜99.89質量%、(B)アセチレングリコール及び/又はアセチレングリコールのエトキシル化体:0.01〜5質量%、(C)重量平均分子量が1,500〜20,000であり、エチレンオキサイドの含有量が20〜90質量%、プロピレンオキサイドの含有量が10〜80質量%のポリオキシ(エチレン・プロピレン)ブロックポリマーから選ばれる1種又は2種以上:0.1〜10質量%を含有することを特徴とする分散用組成物、これを用いた分散体及びインク組成物、並びにこれらの製造方法。【選択図】なし

Description

本発明は、特に、分散染料や顔料を分散させるために用いられる分散用組成物、分散体及びインク組成物、並びにこれらの製造方法に関する。
従来から、分散染料や顔料はインクの着色剤として使用されている。分散染料や顔料をインクに使用する場合は、微粒子化した分散染料や顔料を水に分散させる必要がある。しかしながら、分散染料や顔料は水に不溶であるため、分散染料や顔料を分散状態にして、長期間安定に保つためには分散剤が重要となる。一方、近年においては画像の精細性向上のために分散染料や顔料の粒子径を小さくすることが望まれており、小粒径化のため各種分散方式、分散プロセス条件が提案されているが、微細にし、かつ安定に媒体に分散しなければ良好な透明度、精細度および発色性が得られないばかりか、さらにインクジェット用インクにおいてはノズルの目詰まりの原因となる。しかしながら一般的に、分散染料や顔料の機械的粉砕・分散による微粒化程度には実務上限界がある。
これまで分散剤としては種々の化合物が用いられてきた。例えば、特許文献1では分散染料の分散剤として芳香族スルホン酸塩、リグニンスルホン酸塩を用いている。また特許文献2では高分子分散剤としてスチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−メタアクリル酸共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、ナフタレンスルホン酸ナトリウムホルマリン縮合物等が用いられている。
しかしながら、上記分散剤を用いて得られた分散染料や顔料分散体を含有したインクは、分散剤が高分子量の樹脂或いは界面活性剤であるため、分散染料や顔料の平均粒子径が大きく、吐出安定性や液安定性に劣るものであった。
そこで、複数の分散剤を用いる方法も試みられている。例えば、特許文献3では、分散剤として、ノニオン性界面活性剤であるポリオキシエチレン−β−ナフチルエーテルとアニオン性界面活性剤であるナフタレンスルホン酸ナトリウムホルマリン縮合物とを併用することが記載されている。さらに、特許文献4では、ナフタレンスルホン酸ナトリウムホルマリン縮合物、ポリカルボン酸グラフトポリマー及びポリオキシエチレンスチリルフェニルエーテルから選ばれる2種類以上を含有する顔料分散体が開示されている。
さらに、分散剤と界面活性剤を併用する方法も試みられている。例えば、特許文献5では分散剤と2種以上の界面活性剤を併用することが開示されており、特許文献6では、分散剤と硫酸エステル系界面活性剤と、HLB値が6.0以下であるアセチレングリコール系界面活性剤を含む組成物が開示されている。しかしながら、いずれの場合も分散染料や顔料を微粒化させる能力が悪く、その分散性能には改良の余地があった。
特開2000−239980号公報 特開2007−224210号公報 特開2008−038075号公報 特開2010−111826号公報 特開2016−060772号公報 特開2018−053035号公報
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、分散染料や顔料を微粒化させることができ、更には、優れた濡れ性、分散安定性を有する分散用組成物、分散体及びこれを用いたインク組成物、並びにこれらの製造方法を提供することを目的とする。
本発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討を行った結果、分散剤と、下記式(1)及び/又は下記式(2)で示されるアセチレングリコール系界面活性剤と、特定のエチレンオキサイド付加モル数及び分子量範囲のポリオキシ(エチレン・プロピレン)ブロックポリマーを配合した分散用組成物を用いると、分散染料や顔料を微粒化させることができ、更には、優れた濡れ性、分散安定性を有することを見出し、本発明をなすに至ったものである。
従って、本発明は、下記の分散用組成物、分散体及びこれを用いたインク組成物、並びにこれらの製造方法を提供する。
1.(A)分散剤(下記(B)及び(C)を除く):85〜99.89質量%、
(B)下記式(1)
Figure 2020037101
(式中、R1及びR2はそれぞれ炭素数1〜5のアルキル基を示す。)
で表されるアセチレングリコール及び/又は下記式(2)
Figure 2020037101
(式中、R3及びR4はそれぞれ炭素数1〜5のアルキル基を示し、m及びnはそれぞれ0.5〜25の正数であり、m+nは1〜40である。)
で表されるアセチレングリコールのエトキシル化体:0.01〜5質量%、
(C)下記式(3)
HO(C24O)w(C36O)x(C24O)y H (3)
(式中、w、x、yは正数である。)
で表される重量平均分子量が1,500〜20,000であり、エチレンオキサイドの含有量が20〜90質量%、プロピレンオキサイドの含有量が10〜80質量%のポリオキシ(エチレン・プロピレン)ブロックポリマーから選ばれる1種又は2種以上:0.1〜10質量%
を含有することを特徴とする分散用組成物。
2.(A)分散剤の重量平均分子量が100以上である上記1記載の分散用組成物。
3.(C)ポリオキシ(エチレン・プロピレン)ブロックポリマーのエチレンオキサイドの含有量が35〜90質量%、プロピレンオキサイドの含有量が10〜65質量%である上記1又は2記載の分散用組成物。
4.(C)ポリオキシ(エチレン・プロピレン)ブロックポリマーの重量平均分子量が5,000〜20,000である上記1〜3のいずれかに記載の分散用組成物。
5.上記1〜4のいずれかに記載の分散用組成物と、分散染料及び/又は顔料と、水性溶媒とを含有することを特徴とする分散体。
6.上記5記載の分散体を含有することを特徴とするインク組成物。
7.上記1〜4のいずれかに記載の分散用組成物と、分散染料及び/又は顔料と、水性溶媒とを混合分散する工程を含むことを特徴とする分散体の製造方法。
8.上記1〜4のいずれかに記載の分散用組成物と、分散染料及び/又は顔料と、水性溶媒とを混合分散して分散体を得る工程と、該分散体と、水、水溶性有機溶媒、樹脂、紫外線吸収剤、酸化防止剤、pH調整剤、防腐剤及び粘度調整剤の群から選ばれる少なくとも1種の物質とを混合する工程とを含むことを特徴とするインク組成物の製造方法。
本発明の分散用組成物によれば、分散染料や顔料を微粒化させることができる。また、この分散用組成物を用いた分散体及びインク組成物は、優れた濡れ性を発揮すると共に、分散安定性を経時変化することなく発揮し得るものである。
本発明の分散用組成物は、(A)分散剤(下記(B)及び(C)を除く):85〜99.89質量%、
(B)下記式(1)
Figure 2020037101
(式中、R1及びR2はそれぞれ炭素数1〜5のアルキル基を示す。)
で表されるアセチレングリコール及び/又は下記式(2)
Figure 2020037101
(式中、R3及びR4はそれぞれ炭素数1〜5のアルキル基を示し、m及びnはそれぞれ0.5〜25の正数であり、m+nは1〜40である。)
で表されるアセチレングリコールのエトキシル化体:0.01〜5質量%、
(C)下記式(3)
HO(C24O)w(C36O)x(C24O)y H (3)
(式中、w、x、yは正数である。)
で表される重量平均分子量が1,500〜20,000であり、エチレンオキサイドの含有量が20〜90質量%、プロピレンオキサイドの含有量が10〜80質量%のポリオキシ(エチレン・プロピレン)ブロックポリマーから選ばれる1種又は2種以上:0.1〜10質量%を含有する。
(A)成分の分散剤については、下記(B)及び(C)を除く公知の分散剤であれば、特に限定されず、高分子分散剤、低分子界面活性剤等を挙げることができるが、分子量(重量平均分子量)が100以上の化合物がよく、インクの保存安定性の点からは高分子分散剤の使用が好ましい。低分子とは分子量(重量平均分子量)が1,000以下、好ましくは100以上の分子を意味し、高分子とは分子量(重量平均分子量)が1,000を超える分子をいうが、好ましくは3,000〜20,000の分子量の高分子分散剤である。なお、上記の分子量(重量平均分子量)はJIS K 7252に準拠して測定したものであり、好ましくは上記数値範囲の重量平均分子量を有する分散剤を用いることができる。
高分子分散剤としては、例えば、アラビアゴム、トラガントゴムなどの天然ゴム類、サポニンなどのグルコシド類、メチルセルロース、カルボキシセルロース、ヒドロキシメチルセルロースなどのセルロース誘導体、リグニンスルホン酸塩(Na,K、Ca,Mg)ホルマリン縮合物、セラックなどの天然高分子、ポリアクリル酸塩、スチレン−無水マレイン酸共重合物、オレフィン−無水マレイン酸共重合物、ポリスチレンスルホン酸塩(Na,K)、アクリルアミド−アクリル酸共重合物、アルギン酸ソーダ、スチレン−アクリル酸共重合物の塩、ビニルナフタレン−マレイン酸共重合物の塩、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物の塩などの陰イオン性高分子やポリビニルアルコール、ポリアルキレンポリアミン、ポリアクリルアミド、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコールなどの非イオン性高分子などが挙げられる。中でも、メチルセルロース、カルボキシセルロース、ヒドロキシメチルセルロースなどのセルロース誘導体、リグニンスルホン酸塩(Na,K)、もしくはそのホルマリン縮合物、セラックなどの天然高分子、ポリアクリル酸塩(Na,K)、スチレン−無水マレイン酸共重合物、オレフィン−無水マレイン酸共重合物、ポリスチレンスルホン酸塩(Na,K)、アクリルアミド−アクリル酸共重合物、アルギン酸ソーダ、スチレン−アクリル酸共重合物の塩(Na,K)、ビニルナフタレン−マレイン酸共重合物の塩(Na,K)、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物の塩(Na,K)、ポリビニルアルコール、ポリアルキレンポリアミン、ポリアクリルアミド、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコールが好ましい。
また、低分子界面活性剤としては、例えば、カルボン酸塩型(カルボン酸塩、エーテルカルボン酸塩、アシルアミノ酸塩等)、硫酸エステル塩型(硫酸エステル塩、エーテル硫酸エステル塩、アマイドエーテル硫酸エステル塩等)、スルホン酸塩型(スルホン酸塩、スルホコハク酸塩、アシルタウリン酸塩、イセチオン酸塩等)、リン酸エステル塩型(アルキルモノリン酸エステルNa塩、アルキルトリリン酸エステルNa塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステル塩、ジ(トリ)ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステルNa塩、トリポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸等)などの陰イオン界面活性剤、オキシエチレン鎖型(エーテル型、エーテルエステル型、オキシエチレン鎖・オキシプロピレン鎖付加型、エチレンジアミン−オキシプロピレン鎖・オキシエチレン鎖付加型等)、水酸基含有型(ソルビタンエステル、グリセライド、ポリグリセリンのアルキル脂肪酸(モノ、ポリ)エステル、ポリグリセリン縮合リシノレイン酸エステル、有機酸モノグリセリド、プロピレングリコール脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル、アルキルグリセリルエーテル、アルキルポリグルコシド、レシチン等)などの非イオン界面活性剤が挙げられる。これらの各化合物は1種または2種以上を適宜選択しても使用できる。
(A)成分の配合量は、有効成分として分散用組成物全体の85〜99.89質量%であり、好ましくは90〜99.8質量%である。(A)成分の配合量が85質量%未満であると、分散染料の分散不良が発生し、99.89質量%を超えると、泡の発生が多くなる。
本発明の分散用組成物の(B)成分は、下記式(1)で示されるアセチレングリコール及び/又は下記式(2)で示されるアセチレングリコールのエトキシル化体から選ばれる1種又は2種以上のアセチレングリコール類である。
Figure 2020037101
(式中、R1及びR2はそれぞれ炭素数1〜5のアルキル基を示す。)
Figure 2020037101
(式中、R3及びR4はそれぞれ炭素数1〜5のアルキル基を示し、m及びnはそれぞれ0.5〜25の正数であり、m+nは1〜40である。)
ここで、上記式(2)で示されるエトキシル化体中のエチレンオキサイド付加モル総数は1〜40モル、好ましくは2〜12モルである。エチレンオキサイドの付加モル総数が40モルを超えた場合、インク組成物の静的及び動的表面張力が大きくなる。
(B)成分であるこれらのアセチレングリコール類は、その1種を単独で又は2種以上を混合して使用することができ、本発明の分散用組成物を調整する際に用いられる量は、0.01〜5質量%であり、好ましくは0.1〜1質量%である。0.01質量%未満であると動的表面張力が上昇し、高速印刷時のハジキ発生の原因になり、5質量%を超えると水への溶解性が悪くなり、配合した際に凝集物が発生し、表面張力低下効果が得られず、ハジキが発生したり低温放置安定性が著しく低下し、配合困難になる。
(C)成分のポリオキシ(エチレン・プロピレン)ブロックポリマーは、下記式(3)HO(C24O)w(C36O)x(C24O)y H (3)
(式中、w、x、yは正数である。)で表される。w+yは10〜200が好ましく、xは10〜50であることが好ましい。具体的には、例えば、
HO(C24O)w(C36O)20(C24O)y H(但し、w+y=27)、
HO(C24O)w(C36O)30(C24O)y H(但し、w+y=160)、
HO(C24O)w(C36O)35(C24O)y H(但し、w+y=30)、
HO(C24O)w(C36O)35(C24O)y H(但し、w+y=48)、
HO(C24O)w(C36O)20(C24O)y H(但し、w+y=155)
等を挙げることができ、その1種を単独で又は2種以上を混合して使用することができる。
なお、これら(C)成分の重量平均分子量は1,500〜20,000であり、特に5,000〜20,000であることが好ましく、分子量が1,500未満では、可溶化能が低下し、水への溶解能が低下するため、インキに配合した際不溶解物が発生し、20,000を超えた場合は、動的表面張力が大きいため、印刷時の滲みの原因になる。なお、上記の重量平均分子量はゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)で測定した値である。
また、エチレンオキサイドの含有量は20〜90質量%であり、特に35〜90質量%であることが好ましく、含有量が20質量%未満では、可溶化能が低下し凝集物が発生するし、90質量%を超えると可溶化能がアップするものの、動的表面張力が大きくなり、高速塗工時にハジキが発生する。
プロピレンオキサイドの含有量についても10〜80質量%であり、より好ましくは10〜65質量%である。エチレンオキサイドの含有量がプロピレンオキサイドの含有量よりも多くなることがさらに好ましい。
本発明の分散用組成物を調整する際に用いられる(C)成分の量は0.1〜10質量%であり、好ましくは0.5〜5質量%である。0.1質量%未満では、成分(B)の十分な可溶化が行われず、水溶性が低下し、配合した際に凝集物の発生が生じ、10質量%を超えると配合時の泡立ちが多くなったり、動的表面張力が高くなるなどして塗工ムラやハジキが発生する。
本発明の分散用組成物は(A)成分、(B)成分、(C)成分を含むものであり、(A)+(B)+(C)=100質量%の組成になるものである。
本発明の分散体は、上記の分散用組成物と、分散染料及び/又は顔料と、水性溶媒とを含むものであり、特に、インク組成物として用いることが好適である。
上記分散体の構成成分について以下に説明する。
本発明の分散体において、分散用組成物の配合量は、有効成分として分散染料及び顔料の100質量部に対して1〜100質量部であることが好ましく、10〜90質量部であることがより好ましく、30〜80質量部であることが更に好ましい。分散用組成物の配合量が少なすぎると、分散染料や顔料を十分に分散させることができず、また、分散用組成物の配合量が多すぎると、分散体中に分散染料や顔料に吸着していない分散剤が多く存在することになり好ましくない。
分散染料は、特に限定されず公知のものを使用することができる。分散染料は、ベンゼンアゾ系(モノアゾ、ジスアゾ)、複素環アゾ系(チアゾールアゾ、ベンゾチアゾールアゾ、ピリドンアゾ、ピラゾロンアゾ、チオフェンアゾ等)、アントラキノン系、縮合系(キノフタロン、スチリル、クマリン等)等の化学構造に分類され、水溶性基をもたないため水に難溶で、分子量が2,000以下で他の染料に比べて小さい等の特徴を有するものである。
本発明に好ましく使用できる分散染料を以下に例示する。
C.I.Disperse Yellow 3、4、5、7、9、13、24、30、33、34、42、44、49、50、51、54、56、58、60、63、64、66、68、71、74、76、79、82、83、85、86、88、90、91、93、98、99、100、104、114、116、118、119、122、124、126、135、140、141、149、160、162、163、164、165、179、180、182、183、186、192、198、199、202、204、210、211、215、216、218、224などの黄色染料;
C.I.Disperse Orange 1、3、5、7、11、13、17、20、21、25、29、30、31、32、33、37、38、42、43、44、45、47、48、49、50、53、54、55、56、57、58、59、61、66、71、73、76、78、80、89、90、91、93、96、97、119、127、130、139、142などの橙色染料;
C.I.Disperse Red 1、4、5、7、11、12、13、15、17、27、43、44、50、52、53、54、55、56、58、59、60、65、72、73、74、75、76、78、81、82、86、88、90、91、92、93、96、103、105、106、107、108、110、111、113、117、118、121、122、126、127、128、131、132、134、135、137、143、145、146、151、152、153、154、157、159、164、167、169、177、179、181、183、184、185、188、189、190、191、192、200、201、202、203、205、206、207、210、221、224、225、227、229、239、240、257、258、277、278、279、281、288、289、298、302、303、310、311、312、320、324、328などの赤色染料;
C.I.Disperse Violet 1、4、8、23、26、27、28、31、33、35、36、38、40、43、46、48、50、51、52、56、57、59、61、63、69、77などの紫色染料;
C.I.Disperse Green 6:1、9などの緑色染料;
C.I.Disperse Brown 1、2、4、9、13、19、27などの茶色染料;
C.I.Disperse Blue 3、7、9、14、16、19、20、26、27、35、43、44、54、55、56、58、60、62、64、71、72、73、75、79、81、82、83、87、91、93、94、95、96、102、106、108、112、113、115、118、120、122、125、128、130、139、141、142、143、146、148、149、153、154、158、165、167、171、173、174、176、181、183、185、186、187、189、197、198、200、201、205、207、211、214、224、225、257、259、267、268、270、284、285、287、288、291、293、295、297、301、315、330、333、359、360などの青色染料;
C.I.Disperse Black 1、3、10、24などの黒色染料等を好ましく使用できる。
日本化薬(株)製の染料としては、Kayaset Black K−R、A−N、Kayalon Polyester Black S−200、EX−SF 300、G−SF、BR−SF、2B−SF 200、TA−SF 200、AUL−S、Kayaset Yellow K−CL、Kayalon Polyester Yellow 4G−E、Kayalon Polyester Light Yellow 5G−S、Kayaset Red K−BL、Kayacelon Red E−BF、SMS−5、SMS−12、Kayalon Polyester Red TL−SF、BR−S、BL−E、HL−SF、3BL−S200、AUL−S、Kayalon Polyester Light Red B−S200、Kayalon Polyester Rubine BL−S200、Kayaset Blue N、K−FL、MSB−13、Kayalon Polyester Blue BR−SF、T−S、Kayalon Polyester Light Blue BGL−S200、Kayalon Polyester Turq Blue GL−S200、Kayalon Polyester Blue Green FCT−S等を好ましく使用できる。
オリエント化学工業(株)製の染料としては、Valifast Black 3806、3810、3820、Oil Black BS、BY、B−85、860、Water Yellow 6C、Valifast Yellow 1101、1105、3110、3120、4120、4126、Oplas Yellow 130、140、Oil Yellow GG−S、105、107、129、818、Water Red 27、Valifast Red 1306、1355、2303、3311、3320、Valifast Orange 3210、Valifast Brown 2402、Oil Red 5B、Oil Pink 312、Oil Brown BB、Valifast Blue 1601、1603、1605、2606、3806、3820、Oil Blue #15、#613、613、N14、BOS等を好ましく使用できる。
住友化学(株)製の染料としては、Sumikaron Black S−BL、S−BF extra conc.、S−RPD、S−XE 300%、Sumikaron Yellow SE−4G、SE−5G、SE−3GL conc.、SE−RPD、Sumikaron Brilliant Flavine S−10G、Sumikaron Red E−FBL、E−RPD(E)、S−RPD(S)、Sumikaron Brilliant Red S−BF、S−BLF、SE−BL、SE−BGL、SE−2BF、SE−3BL(N)、Sumikaron Red E−FBL、E−RPD(E)、S−RPD(S)、Sumikaron Brilliant Red S−BF、S−BLF、SE−BL、SE−BGL、SE−2BF、SE−3BL(N)、Sumikaron Brilliant Blue S−BL、Sumikaron Turquoise Blue S−GL、S−GLFgrain等を好ましく使用できる。
BASF社製の染料としては、Basacryl Black X−BGW、NaozaponBlack X−51、X−55、Neozapon Yellow 081、Lurafix Yellow 138等、Zapon Blue 807、Neozapon Blue 807、Lurafix Blue590、660、Orasol Black RLI、RL、CN、Oracet Yellow 8GF、GHS、Orasol Red G、Oracet Pink RP、Orasol Blue GL、GN、2R等を好ましく使用できる。
田岡化学工業(株)製の染料としては、Oleosol Fast Black AR、RL、Oleosol Fast Pink FB、Rhodamine A、B、B gran.、Oleosol Fast Yellow 2G、Oleosol Fast Blue ELN等を好ましく使用できる。
保土谷化学工業(株)製の染料としては、Spilon Black BNH、MH special等を好ましく使用できる。
三井化学(株)製の染料としては、PS Yellow GG、MS Yellow HD−180、PS Red G、MS Magenta VP等を好ましく使用できる。
バイエル社製の染料としては、Ceres Blue GN 01等を好ましく使用できる。
住化カラー(株)製の染料としては、TS Yellow 118 cake、ESC Yellow 155、Sumiplast Yellow HLR、GC、TS Turq Blue 618、606、ESC Blue 655、660、Sumiplast BlueS、OA等を好ましく使用できる。
顔料は、特に限定されず公知のものを使用することができる。有機顔料としては、例えば、溶性アゾ顔料、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料等のアゾ顔料、キナクドリン顔料、ペリレン顔料、ペリノン顔料、イソインドリノン顔料、イソインドリン顔料、ジオキサジン顔料、チオインジゴ顔料、アントラキノン顔料、キノフタロン顔料、金属錯体顔料、ジケトピロロピロール顔料等の多環式顔料、フタロシアニン顔料などが挙げられる。また、無機顔料としては、カーボンブラック、金属酸化物、金属水酸化物、金属硫化物、金属フェロシアン化物、金属塩化物等が挙げられ、更にカーボンブラックとしては、ファーネスブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック等が挙げられる。
顔料の具体例としては、C.I.Pigment Red 7、9、14、41、48:1、48:2、48:3、48:4、81:1、81:2、81:3、122、123、146、149、168、177、178、179、187、200、202、208、210、215、224、254、255、264などの赤色顔料;
C.I.Pigment Yellow 1、3、5、6、14、55、60、61、62、63、65、73、74、77、81、93、97、98、104、108、110、128、138、139、147、150、151、154、155、166、167、168、170、180、188、193、194、213などの黄色顔料;
C.I.Pigment Orange 36、38、43などの橙色顔料;
C.I.Pigment Blue 15、15:2、15:3、15:4、15:6、16、22、60などの青色顔料;
C.I.Pigment Green 7、36、58などの緑色顔料;
C.I.Pigment Violet 19、23、32、50などの紫色顔料;
C.I.Pigment Black 7などの黒色顔料が挙げられる。
これらの中でも、C.I.Pigment Red 122、C.I.Pigment Yellow 74、128、155、C.I.Pigment Blue 15:3、15:4、15:6、C.I.Pigment Green 7、36、C.I.Pigment Violet 19、C.I.Pigment Black 7等を好ましく使用できる。
分散体に含まれる分散染料及び/又は顔料は、その目的に応じて、種類、粒子径、処理方法等を適宜選択することができる。また、分散体に含まれる分散染料及び顔料については、1種のみで使用してもよいし、2種以上の複数種類で使用してもよい。
分散体における分散染料及び顔料の濃度は、分散用組成物100質量%中、1〜50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。分散染料及び顔料の濃度が50質量%を超えると、分散体中において、分散染料及び顔料の密度が高くなり、自由な移動が妨げられることによって凝集してしまう可能性がある。
水性溶媒は、水及び/又は水溶性有機溶媒を使用することができ、2種以上を混合して使用してもよい。水は、純水又はイオン交換水(脱イオン水)を用いることが好ましい。また、水溶性有機溶媒としては、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコール、sec−ブチルアルコール、tert−ブチルアルコールなどのアルコール類、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、1,2,6−ヘキサントリオール、チオジグリコール、ヘキシレングリコール、ジエチレングリコールなどのグリコール類、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メチルエーテル、ジエチレングリコールエチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、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などのグリコールエーテル類、グリセリンなどの多価アルコール、N−メチル−2−ピロリドン、2−ピロリドン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノンなどの含窒素化合物類を用いることができる。なお、水と水溶性有機溶媒との混合液を使用する場合、水溶性有機溶媒は10質量%以下、好ましくは0.01〜5質量%とすることがよい。
分散体中の水及び水溶性有機溶媒の割合については、分散体100質量%中、5〜95質量%であることが好ましく、30〜90質量%であることがより好ましい。
本発明の分散体の製造方法については、特に、上述した分散用組成物と、分散染料及び/又は顔料と、水性溶媒とを混合分散する工程を含むことが好適である。例えば、分散剤と、分散染料及び/又は顔料と、水性溶媒を、ペイントシェーカー、ビーズミル、ボールミル、ディソルバー、ニーダーなどの混合分散機を用いて混合し、分散体を得ることができる。また、常温において固体の成分を用いる場合は、必要に応じて加熱混合してもよい。
分散体の粘度は、10.0mPa・s以下が望ましく、5.0mPa・s以下がより望ましい。また、分散体の粘度の下限値としては、1.0mPa・s以上であることが望ましい。この場合の粘度は、25℃における条件である。
分散体中の分散染料及び/又は顔料の平均粒子径については、例えば分散体に分散後5時間後の粒径が330nm以下、好ましくは100〜300nmが望ましい。ここで言う平均粒子径とは、メディアン径(D50)のことを言う。
分散体の静的表面張力は、50mN/m以下が望ましく、45mN/m以下、下限値は20mN/m以上がより望ましい。
また、本発明のインク組成物は、下記(i)〜(iii)を含有することが好適である。
(i)分散用組成物
(ii)分散染料及び/又は顔料
(iii)水及び/又は水溶性有機溶媒
更に、樹脂や紫外線吸収剤、酸化防止剤、pH調整剤、防腐剤及び粘度調整剤等の添加剤を任意で加えてもよい。
インク組成物中の分散染料及び/又は顔料の濃度は、インク組成物100質量%中、0.1〜20質量%であることが好ましく、より好ましくは0.1〜10質量%である。
インク組成物中の水及び/又は水溶性有機溶媒の割合は、インク組成物100質量%中、50〜99質量%であることが好ましく、60〜95質量%であることがより好ましい。
インク組成物中に含まれる樹脂は、疎水基及び親水基を有しているポリマーであることが好ましい。このポリマーは、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基から選ばれる少なくとも1種の官能基を疎水基として有することが好ましい。また、カルボキシ基、スルホ基、ヒドロキシ基、アミノ基、アミド基及びこれらの官能基から選ばれる少なくとも1種の官能基を親水基として有することが好ましい。このようなポリマーは、例えば、アクリロイル基、メタクリロイル基、ビニル基、アリル基等の官能基を有するモノマーやオリゴマー類を重合することによって得られる。具体的には、スチレン、テトラヒドロフルフリルアクリレート、ブチルメタクリレート、(α,2,3又は4)−アルキルスチレン、(α,2,3又は4)−アルコキシスチレン、3,4−ジメチルスチレン、α−フェニルスチレン、ジビニルベンゼン、ビニルナフタレン、ジメチルアミノ(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、N,N−ジメチルアミノエチルアクリレート、アクリロイルモルフォリン、N,N−ジメチルアクリルアミド、N−イソプロピルアクリルアミド、N,N−ジエチルアクリルアミド、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、エチルヘキシル(メタ)アクリレート、その他アルキル(メタ)アクリレート、メトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基のジエチレングリコール又はポリエチレングリコールの(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(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、イソボニル(メタ)アクリレート、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート、その他含フッ素、含塩素、含珪素(メタ)アクリレート、(メタ)アクリルアミド、マレイン酸アミド、(メタ)アクリル酸等の1官能の他に架橋構造を導入する場合は(モノ、ジ、トリ、テトラ、ポリ)エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、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、1,8−オクタンジオール及び1,10−デカンジオール等の(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、グリセリン(ジ、トリ)(メタ)アクリレート、ビスフェノールA又はFのエチレンオキシド付加物のジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等のアクリル基やメタクリル基を有する化合物を用いることができる。
インク組成物中の樹脂の割合は特に限定されないが、インク組成物100質量%中、0〜30質量%であることが好ましく、0〜20質量%であることがより好ましい。なお、インク組成物中に樹脂を配合する場合は、1質量%以上とすることが好ましい。
その他、各種の添加剤をインク組成物に含有させることができる。添加剤としては、紫外線吸収剤、酸化防止剤、pH調整剤、防腐剤、粘度調整剤等が挙げられ、これらを適宜選択してインク組成物中に配合することができる。これらの添加剤は、分散染料及び/又は顔料、水及び/又は水溶性有機溶媒、樹脂とは別に、分散体及びインク組成物100質量%中における残部、具体的には、インク組成物100質量%中、0〜10質量%の割合で配合させることができる。
また、インク組成物の製造方法については、特に制限はないが、上述した分散剤と、分散染料及び/又は顔料と、水性溶媒とを混合分散して分散体を得る工程と、該分散体と、水、水溶性有機溶媒、樹脂、紫外線吸収剤、酸化防止剤、pH調整剤、防腐剤、粘度調整剤から選ばれる少なくとも1種の物質とを混合する工程とを含む方法を採用することが好適である。
インク組成物は、インクジェット記録方式、ペン等の筆記用具による記録方式、その他の印刷方法によって記録媒体に塗工させる。本発明のインク組成物は、特にインクジェット記録方式に好ましく用いることができる。
以下、実施例及び比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。なお、下記の例において、部及び%はそれぞれ質量部、質量%を示す。
[実施例1]
赤色分散染料であるDR−60(C.I.Disperse Red 60)15部、水性溶媒としてイオン交換水74.7部とプロピレングリコール0.1部、(A)成分として化合物(A−1)10.0部、(B)成分として化合物(B−1)0.05部、(C)成分として化合物(C−1)0.15部、ジルコニアビーズ(径0.3mm)300部を、プラスチック容器(ポリプロピレン製、容量0.5L)に入れて、PAINT SHAKER(浅田鉄工(株)製)を用いて、1時間、3時間、5時間分散させた。分散後、ジルコニアビーズを濾別して分散体を得た。
[実施例2〜18、比較例1〜11]
実施例1と同様の方法で、表1、表2及び表3に示す組成の分散体を作製した。
各分散体について、その粘度、平均粒子径、表面張力を下記の方法により測定した。その結果を表1、表2及び表3に示す。なお、各表中、括弧は有効成分量を示す。括弧の記載がない各成分の有効成分は100%であり、各質量部が有効成分量を示す。
〈粘度〉
TVE−20 E型粘度計(東機産業(株)製)を使用して、分散1時間後、3時間後、5時間後の分散体の粘度(25℃)を測定した。分散時間が長くても、一定した粘度であることが良好である。
〈平均粒子径〉
FPAR−1000 濃厚系粒径アナライザー(大塚電子(株)製)を使用して、粘度同様に各分散時間における分散染料の平均粒子径(D50)を測定した。
〈表面張力〉
DY−500 高機能表面張力計(協和界面科学(株)製)を使用して、粘度同様に各分散時間における分散体の静的表面張力を測定した。分散時間が長くても低い静的表面張力を維持できることが良好である。
Figure 2020037101
Figure 2020037101
Figure 2020037101
上記表1〜3において、各表中の(A)、(B)及び(C)成分の詳細は、以下のとおりである。
(A−1):リグニンスルホン酸ナトリウム(West Virginia Pulp&Paper社製、重量平均分子量8,400)
(A−2):リグニンスルホン酸ナトリウム(日本製紙社製パールレックスNP、重量平均分子量12,000)
(A−3):変性リグニンスルホン酸ナトリウム(日本製紙社製パールレックスDP、重量平均分子量12,000)
(A−4):SMA−1440(川原油化製品、有効成分:20%、スチレン・無水マレイン酸コポリマー 重量平均分子量7,000)
(A−5):シャロールAN−103P(第一工業製薬製品、有効成分:40%、ポリアクリル酸ナトリウム 重量平均分子量10,000)
(A−6):ラベリンFD−40(第一工業製薬製品、有効成分:40%、ナフタレンスルホン酸ナトリウムホルマリン縮合物 重量平均分子量4,000)
(A−7):ノイゲンEA−137(第一工業製薬製品、有効成分:100%、ポリオキシエチレンスチリルフェニルエーテル 重量平均分子量850〜950)
(B−1):2,5,8,11−テトラメチル−6−ドデシン−5,8−ジオールのエトキシル化体(式(2)におけるm+nの平均値は4である。)
(B−2):2,4,7,9−テトラメチル−5−デシン−4,7−ジオールのエトキシル化体(式(2)におけるm+nの平均値は4である。)
(B−3):2,4,7,9−テトラメチル−5−デシン−4,7−ジオール
(C−1):式(3)におけるw+y=48、重量平均分子量5,250、エチレンオキサイド含有量40%、プロピレンオキサイド含有量60%
(C−2):式(3)におけるw+y=12、重量平均分子量1,800、エチレンオキサイド含有量30%、プロピレンオキサイド含有量70%
(C−3):式(3)におけるw+y=26、重量平均分子量2,900、エチレンオキサイド含有量40%、プロピレンオキサイド含有量60%
(C−4):式(3)におけるw+y=145、重量平均分子量8,000、エチレンオキサイド含有量80%、プロピレンオキサイド含有量20%
(C−5):式(3)におけるw+y=205、重量平均分子量11,250、エチレンオキサイド含有量80%、プロピレンオキサイド含有量20%
(DR−60):C.I.Disperse Red 60
(DY−54):C.I.Disperse Yellow 54
(DB−359):C.I.Disperse Blue 359
(DB−360):C.I.Disperse Blue 360
(DBr−27):C.I.Disperse Brown 27

Claims (8)

  1. (A)分散剤(下記(B)及び(C)を除く):85〜99.89質量%、
    (B)下記式(1)
    Figure 2020037101
    (式中、R1及びR2はそれぞれ炭素数1〜5のアルキル基を示す。)
    で表されるアセチレングリコール及び/又は下記式(2)
    Figure 2020037101
    (式中、R3及びR4はそれぞれ炭素数1〜5のアルキル基を示し、m及びnはそれぞれ0.5〜25の正数であり、m+nは1〜40である。)
    で表されるアセチレングリコールのエトキシル化体:0.01〜5質量%、
    (C)下記式(3)
    HO(C24O)w(C36O)x(C24O)y H (3)
    (式中、w、x、yは正数である。)
    で表される重量平均分子量が1,500〜20,000であり、エチレンオキサイドの含有量が20〜90質量%、プロピレンオキサイドの含有量が10〜80質量%のポリオキシ(エチレン・プロピレン)ブロックポリマーから選ばれる1種又は2種以上:0.1〜10質量%
    を含有することを特徴とする分散用組成物。
  2. (A)分散剤の重量平均分子量が100以上である請求項1記載の分散用組成物。
  3. (C)ポリオキシ(エチレン・プロピレン)ブロックポリマーのエチレンオキサイドの含有量が35〜90質量%、プロピレンオキサイドの含有量が10〜65質量%である請求項1又は2記載の分散用組成物。
  4. (C)ポリオキシ(エチレン・プロピレン)ブロックポリマーの重量平均分子量が5,000〜20,000である請求項1〜3のいずれか1項記載の分散用組成物。
  5. 請求項1〜4のいずれか1項記載の分散用組成物と、分散染料及び/又は顔料と、水性溶媒とを含有することを特徴とする分散体。
  6. 請求項5記載の分散体を含有することを特徴とするインク組成物。
  7. 請求項1〜4のいずれか1項記載の分散用組成物と、分散染料及び/又は顔料と、水性溶媒とを混合分散する工程を含むことを特徴とする分散体の製造方法。
  8. 請求項1〜4のいずれか1項記載の分散用組成物と、分散染料及び/又は顔料と、水性溶媒とを混合分散して分散体を得る工程と、該分散体と、水、水溶性有機溶媒、樹脂、紫外線吸収剤、酸化防止剤、pH調整剤、防腐剤及び粘度調整剤の群から選ばれる少なくとも1種の物質とを混合する工程とを含むことを特徴とするインク組成物の製造方法。
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