JP2023119427A - Aqueous colorant dispersion, ink, ink set, and image formed object - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インクジェット記録用インク等に使用できる水系着色剤分散体に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a water-based colorant dispersion that can be used for ink for inkjet recording and the like.
インクジェット記録方式は、印刷物の耐候性や耐水性の観点から、着色剤に顔料を用いるものが主流になりつつある。また、紙だけでなくポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン等の軟質樹脂基材にも印刷ができ、商品包装や商業ラベルといった分野への活用が進んでいる。 From the standpoint of weather resistance and water resistance of printed matter, ink jet recording methods using pigments as colorants are becoming mainstream. In addition to paper, it can also print on soft resin substrates such as polyethylene terephthalate, polyvinyl chloride, polyethylene, polypropylene, and nylon, and is being used in fields such as product packaging and commercial labels.
インクジェット記録用インクとして、例えば、特許文献1では、ヒビ割れの発生、摩耗性の低下、密着性の低下の少なくともいずれかを解決した優れた画像を記録できるインクジェット用白色系インクとして、白色系色材と、ポリエステル系樹脂からなる第1樹脂と、フルオレン系樹脂およびスチレンアクリル系樹脂の少なくとも一方からなる第2樹脂と、ポリオレフィン系ワックスからなる第3樹脂と、を含有する、インクジェット記録用白色系インクが開示されている。
特許文献2では、ポリオレフィン製記録媒体に対する優れた密着性及び耐擦過性を有するインク組成物として、着色剤と、ポリエステル部位とポリオレフィン部位とを含むポリエステル樹脂粒子とを含有する水系インクが開示されている。
特許文献3では、ポリエチレンテレフタレートへの密着性に優れ、更にナイロンへの密着性、及び耐擦過性にも優れたインク組成物として、着色剤と、ポリエステル部位とポリウレタン部位とを有する樹脂粒子とを含有する水系インクが開示されている。
As an ink for inkjet recording, for example, in Patent Document 1, as a white ink for inkjet capable of recording an excellent image in which at least one of the occurrence of cracks, a decrease in abrasion resistance, and a decrease in adhesion is resolved, a white color is used. a first resin made of a polyester resin; a second resin made of at least one of a fluorene resin and a styrene acrylic resin; and a third resin made of a polyolefin wax. An ink is disclosed.
Patent Document 2 discloses a water-based ink containing a coloring agent and polyester resin particles containing a polyester moiety and a polyolefin moiety, as an ink composition having excellent adhesion and abrasion resistance to a polyolefin recording medium. there is
In Patent Document 3, as an ink composition having excellent adhesion to polyethylene terephthalate, adhesion to nylon, and abrasion resistance, a colorant and resin particles having a polyester portion and a polyurethane portion are used. Disclosed is a water-based ink containing.
軟質樹脂基材の印刷物を用いた包装容器は、例えば包装袋を開ける際に基材を指で強くつまんで折り曲げたりする。その時、基材ごと折れ曲がり、基材に追随してインク皮膜も折れ曲がる。また、ラベル貼付された容器も含め、輸送時には容器どうし、または梱包材料と擦れ合ったり、使用時にインク皮膜を爪で引っ掻くなどに起因して、インク皮膜が欠落することがある。さらに、軟質樹脂基材の印刷物を用いた包装容器は、紙のようなインク成分の吸収がないためにインク皮膜が基材表面へ定着することが難しい。インクジェット記録用インクを商品包装や商業ラベルなどの分野へ活用するには、これらの使用環境にも耐えられるようなインク皮膜のヒビ割れ耐性、耐摩擦性、密着性のいずれも持たなくてはならない。しかし、特許文献1に記載されたインクジェット記録用インクでは、ヒビ割れ、耐摩擦性、密着性の全ての性能を同時に満たすインク中の樹脂の種類と配合量の範囲が限られており、軟質樹脂基材に対する画像品質は低かった。特許文献2および特許文献3の水系着色剤分散体を含むインクは、ある程度の密着性および耐擦過性があったが、ヒビ割れ耐性に関する記述がなく、全ての性能を満たしていない。 A packaging container using a printed material made of a soft resin base material is bent by strongly pinching the base material with fingers, for example, when opening a packaging bag. At that time, the base material is bent, and the ink film is also bent following the base material. Also, the ink film may be lost due to rubbing between containers, including labeled containers, or packaging material during transportation, or scratching the ink film with a fingernail during use. Furthermore, packaging containers using printed materials on soft resin substrates do not absorb ink components unlike paper, so it is difficult for the ink film to adhere to the surface of the substrates. In order to utilize ink for inkjet recording in fields such as product packaging and commercial labels, the ink film must have crack resistance, abrasion resistance, and adhesion to withstand these usage environments. . However, in the inkjet recording ink described in Patent Document 1, the range of resin types and blending amounts in the ink that simultaneously satisfies all of the properties of cracking, abrasion resistance, and adhesion is limited. The image quality to the substrate was poor. The inks containing the water-based colorant dispersions of US Pat.
本発明は、インク化後の温度変動下における粘度安定性が高く、適度な柔軟性と耐摩擦性を両立する密着性が良好なインキ皮膜を形成できる水系着色剤分散体の提供を目的とする。 An object of the present invention is to provide a water-based colorant dispersion that has high viscosity stability under temperature fluctuations after being made into an ink, and that can form an ink film with good adhesion that achieves both moderate flexibility and abrasion resistance. .
本発明の水系着色剤分散体は、着色剤(A)、樹脂(B)、樹脂(C)、塩基性化合物(D)および水系媒体(E)を含み、
樹脂(B)が、疎水性基含有モノマー単位、酸基含有モノマー単位、および(ポリ)アルキレンオキシ基含有モノマー単位を含む重合物であり、
樹脂(C)が、疎水性基含有モノマー単位、および酸基含有モノマー単位を含み、(ポリ)アルキレンオキシ基含有モノマー単位を含まない重合物である、水系着色剤分散体である。
The aqueous colorant dispersion of the present invention contains a colorant (A), a resin (B), a resin (C), a basic compound (D) and an aqueous medium (E),
the resin (B) is a polymer containing a hydrophobic group-containing monomer unit, an acid group-containing monomer unit, and a (poly)alkyleneoxy group-containing monomer unit;
The resin (C) is a water-based colorant dispersion which is a polymer containing hydrophobic group-containing monomer units and acid group-containing monomer units but not containing (poly)alkyleneoxy group-containing monomer units.
上記の本発明によれば、インク化後の温度変動下における粘度安定性が高く、適度な柔軟性と耐摩擦性を両立する密着性が良好なインキ皮膜を形成できる水系着色剤分散体、これを用いたインク、インクセット、および画像形成物を提供できる。 According to the present invention, a water-based colorant dispersion that has high viscosity stability under temperature fluctuations after being made into an ink and can form an ink film with good adhesion that achieves both moderate flexibility and abrasion resistance. can provide inks, ink sets, and image-formed products using
本発明における用語を定義する。「C.I.」は、カラーインデックス番号である。モノマーおよび単量体は、エチレン性不飽和基含有単量体である。モノマー単位は、モノマーの重合後に樹脂に組み込まれた状態である。
「(メタ)アクリレート」とは、アクリレート及びメタクリレートを含む。
(ポリ)アルキレンオキシ基は、ポリアルキレンオキシ基およびアルキレンオキシ基の両者を含む。アルキレンオキシ基は、例えば、エチレンオキシ基、プロピレンオキシ基、ブチレンオキシ基等である。(無水)マレイン酸単位中の単位は、(無水)マレイン酸モノマーを重合した重合物を構成する繰り返し単位の一つを意味する。他のモノマー単位も前記同様である。また、モノマーは、未重合の状態である。分散剤は、あらかじめ微細化した着色剤を分散するために使用する化合物である。被覆着色剤は、樹脂とともに着色剤の微細化を行い、表面の少なくとも一部が樹脂で被覆された着色剤である。インキ皮膜は、画像層ともいう。
Terms used in the present invention are defined. "C.I." is the color index number. Monomers and monomers are ethylenically unsaturated group-containing monomers. A monomer unit is the state that is incorporated into the resin after polymerization of the monomer.
"(Meth)acrylate" includes acrylate and methacrylate.
(Poly)alkyleneoxy groups include both polyalkyleneoxy groups and alkyleneoxy groups. An alkyleneoxy group is, for example, an ethyleneoxy group, a propyleneoxy group, a butyleneoxy group, and the like. A unit in the (anhydrous) maleic acid unit means one of repeating units constituting a polymer obtained by polymerizing a (anhydride) maleic acid monomer. Other monomer units are the same as above. Moreover, the monomer is in an unpolymerized state. Dispersants are compounds used to disperse pre-micronized colorants. The coated colorant is a colorant whose surface is at least partly coated with a resin, which is finely divided together with a resin. The ink film is also called the image layer.
本発明の水系着色剤分散体は、着色剤(A)、樹脂(B)、樹脂(C)、塩基性化合物(D)および水系媒体(E)を含み、
樹脂(B)が、疎水性基含有モノマー単位、酸基含有モノマー単位、および(ポリ)アルキレンオキシ基含有モノマー単位を含む重合物であり、
樹脂(C)が、疎水性基含有モノマー単位、および酸基含有モノマー単位を含み、(ポリ)アルキレンオキシ基含有モノマー単位を含まない重合物である、水系着色剤分散体である。
The aqueous colorant dispersion of the present invention contains a colorant (A), a resin (B), a resin (C), a basic compound (D) and an aqueous medium (E),
the resin (B) is a polymer containing a hydrophobic group-containing monomer unit, an acid group-containing monomer unit, and a (poly)alkyleneoxy group-containing monomer unit;
The resin (C) is a water-based colorant dispersion which is a polymer containing hydrophobic group-containing monomer units and acid group-containing monomer units but not containing (poly)alkyleneoxy group-containing monomer units.
本発明の水系着色剤分散体は、インク化後の温度変動下における粘度安定性が高く、バインダー樹脂との相溶性が高く、保存安定性が良好な、インキ皮膜の適度な柔軟性と耐摩擦性を両立した水系着色剤分散体である。
これら効果の理由としては、着色剤粒子を分散する樹脂(B)および樹脂(C)に疎水性基含有モノマー単位を含む重合物を使用することで、疎水性構造が着色剤粒子に吸着しやすくなることで粘度安定性が向上する。また、疎水性基による立体障害効果により着色剤同士の凝集を抑制し、粗大粒子個数を低減することができる。
また、樹脂(B)に(ポリ)アルキレンオキシ基含有モノマー単位を使用することで、インク中のバインダー樹脂との相溶性向上に加えて、疎水性基含有モノマー単位とは別の官能基による立体障害効果をもたらす。
ここで樹脂(B)と樹脂(C)とを併用することで、樹脂で分散された着色剤粒子どうしの距離が一律でなく不規則となり無定形のような状態で存在しうるため、樹脂(B)単独または樹脂(C)単独の場合に比べて、更に着色剤同士の凝集抑制が可能となる。これによって、(ポリ)アルキレンオキシ基の導入によるインク皮膜の適度な柔軟性が得られるとともに、着色剤粒子の凝集由来のインク皮膜の欠落が抑制され、皮膜の強化につながる。さらには上記理由により、温度変化に伴う着色剤粒子どうしの相互作用が減り、粘度上昇が起きにくいと推測する。なお、着色剤粒子は、樹脂(B)および樹脂(C)で分散することで課題を解決できるが、着色剤粒子をこれら樹脂が被覆するとより高度に課題を解決できる。
The water-based colorant dispersion of the present invention has high viscosity stability under temperature fluctuations after being made into an ink, high compatibility with a binder resin, good storage stability, and appropriate flexibility and abrasion resistance of an ink film. It is a water-based colorant dispersion that satisfies both properties.
The reason for these effects is that by using polymers containing hydrophobic group-containing monomer units for the resin (B) and the resin (C) in which the colorant particles are dispersed, the hydrophobic structure is easily adsorbed to the colorant particles. viscosity stability improves. In addition, the steric hindrance effect of the hydrophobic group suppresses the aggregation of the colorants, thereby reducing the number of coarse particles.
In addition, by using a (poly)alkyleneoxy group-containing monomer unit for the resin (B), in addition to improving compatibility with the binder resin in the ink, a steric produce an impediment effect.
Here, by using the resin (B) and the resin (C) together, the distance between the colorant particles dispersed in the resin becomes irregular rather than uniform and can exist in an amorphous state. As compared with B) alone or resin (C) alone, it is possible to further suppress the aggregation of the colorants. As a result, the introduction of the (poly)alkyleneoxy group provides an appropriate degree of flexibility of the ink film, and also prevents the ink film from falling off due to the aggregation of the colorant particles, leading to the strengthening of the film. Furthermore, for the above reason, it is assumed that the interaction between the colorant particles due to the temperature change is reduced, and the increase in viscosity is less likely to occur. The problem can be solved by dispersing the colorant particles in the resin (B) and the resin (C), but the problem can be solved more effectively by coating the colorant particles with these resins.
<着色剤(A)>
本発明の水系着色剤分散体は、着色剤(A)を含む。着色剤(A)は、水性媒体に不溶の顔料、染料である。なお、水溶性染料を併用できる。
顔料は、例えば、C.I.ピグメント レッド 3,5,19,22,31,38,42,43,48:1,48:2,48:3,48:4,48:5,49:1,53:1,57:1,57:2,58:4,63:1,81,81:1,81:2,81:3,81:4,88,104,108,112,122,123,144,146,147,149,150,166,168,169,170,176,177,178,179,184,185,202,208,216,226,242,254,255,257,269,291;
C.I.ピグメント グリーン 7,26,36,50,58,59,62,63;
C.I.ピグメント ブルー 1,15,15:1,15:2,15:3,15:4,15:6,16,17,17:1,22,27,28,29,36,60;
C.I.ピグメント オレンジ 13,16,20,34,36,38,43,62,64,71,73;
C.I.ピグメント イエロー 1,3,12,13,14,17,34,35,37,55,74,81,83,93,94,95,97,108,109,110,120,128,137,138,139,150,153,154,155,157,166,167,168,174,180,185,193,213,234;
C.I.ピグメント バイオレット 3,19,23,29,30,37,50,88;
C.I.ピグメント ブラック 7,28,26;
C.I.ピグメント ホワイト 6,18,21;等が挙げられる。
<Colorant (A)>
The aqueous colorant dispersion of the present invention contains a colorant (A). Colorant (A) is a pigment or dye that is insoluble in an aqueous medium. A water-soluble dye can be used together.
Pigments are, for example, C.I. I. Pigment Red 3,5,19,22,31,38,42,43,48:1,48:2,48:3,48:4,48:5,49:1,53:1,57:1, 57:2, 58:4, 63:1, 81, 81:1, 81:2, 81:3, 81:4, 88, 104, 108, 112, 122, 123, 144, 146, 147, 149, 150, 166, 168, 169, 170, 176, 177, 178, 179, 184, 185, 202, 208, 216, 226, 242, 254, 255, 257, 269, 291;
C. I. Pigment Green 7,26,36,50,58,59,62,63;
C. I. Pigment Blue 1,15,15:1,15:2,15:3,15:4,15:6,16,17,17:1,22,27,28,29,36,60;
C. I. Pigment Orange 13, 16, 20, 34, 36, 38, 43, 62, 64, 71, 73;
C. I. pigment yellow 139, 150, 153, 154, 155, 157, 166, 167, 168, 174, 180, 185, 193, 213, 234;
C. I. Pigment Violet 3, 19, 23, 29, 30, 37, 50, 88;
C. I. Pigment Black 7, 28, 26;
C. I. Pigment White 6, 18, 21; and the like.
分散染料は、例えば、C.I.ディスパース レッド 11,50,53,54,55,55:1,59,60,65,70,72,73,75,86,88,91,92,93,111,126,127,134,135,143,145,146,152,153,154,158,159,164,167:1,177,181,190,190:1,204,206,207,221,239,240,258,277,278,283,311,323,343,348,356,362;
C.I.バットレッド41;
C.I.ディスパース グリーン 6:1,9;
C.I.ディスパース ブルー 19,26,26:1,35,55,56,58,60,64,64:1,72、72:1,73,81,81:1,87,91,95,108,113,128,131,141,143,145,148,154,158,165,165:1,165:2,176,183,185,197,198,201,214,224,225,257,266,267,287,354,358,359,360,365,368;
C.I.ディスパース オレンジ 1,1:1,5,13,20,25,25:1,29,31:1,33,49,54,55,56,66,73,76,118,119,163;
C.I.ディスパース イエロー 3,5,7,8,23,39,42,51,54,60,64,71,79,82,83,86,93,99,100,119,122,124,126,160,184:1,186,198,199,201,204,224,237;
C.I.ディスパース バイオレット 8,17,23,27,28,29,33,36,57;
C.I.ディスパース ブラウン2;等が挙げられる。
Disperse dyes include, for example, C.I. I. Disperse Red 11, 50, 53, 54, 55, 55: 1, 59, 60, 65, 70, 72, 73, 75, 86, 88, 91, 92, 93, 111, 126, 127, 134, 135 , 143, 145, 146, 152, 153, 154, 158, 159, 164, 167: 1, 177, 181, 190, 190: 1, 204, 206, 207, 221, 239, 240, 258, 277, 278 , 283, 311, 323, 343, 348, 356, 362;
C. I. bat red 41;
C. I. Disperse Green 6:1,9;
C. I. Disperse Blue 19,26,26:1,35,55,56,58,60,64,64:1,72,72:1,73,81,81:1,87,91,95,108,113 , 128, 131, 141, 143, 145, 148, 154, 158, 165, 165: 1, 165: 2, 176, 183, 185, 197, 198, 201, 214, 224, 225, 257, 266, 267 , 287, 354, 358, 359, 360, 365, 368;
C. I. Disperse Orange 1,1:1,5,13,20,25,25:1,29,31:1,33,49,54,55,56,66,73,76,118,119,163;
C. I. Disperse Yellow 3,5,7,8,23,39,42,51,54,60,64,71,79,82,83,86,93,99,100,119,122,124,126,160 , 184:1,186,198,199,201,204,224,237;
C. I. Disperse Violet 8, 17, 23, 27, 28, 29, 33, 36, 57;
C. I. Disperse Brown 2; and the like.
水溶性染料は、直接染料、酸性染料、食用染料、塩基性染料、反応性染料等が挙げられる。例えば、C.I.ダイレクト レッド 2,4,9,23,26,31,39,62,63,72,75,76,79,80,81,83,84,89,92,95,111,173,184,207,211,212,214,218,223,224,225,226,227,232,233,240,241,242,243,247;
C.I.ダイレクト バイオレット 7,9,47,48,51,66,90,93,94,95,98,100,101;
C.I.ダイレクト イエロー 8,9,11,12,27,28,29,33,35,39,41,44,50,53,58,59,68,86,87,93,95,96,98,100,106,108,109,110,130,132,142,144,161,163;
C.I.ダイレクト ブルー 1,10,15,22,25,55,67,68,71,76,77,78,80,84,86,87,90,98,106,108,109,151,156,158,159,160,168,189,192,193,194,199,200,201,202,203,207,211,213,214,218,225,229,236,237,244,248,249,251,252,264,270,280,288,289,291;
C.I.ダイレクト ブラック 9,17,19,22,32,51,56,62,69,77,80,91,94,97,108,112,113,114,117,118,121,122,125,132,146,154,166,168,173,199
C.I.アシッド レッド 35,42,52,57,62,80,82,111,114,118,119,127,128,131,143,151,154,158,249,254,257,261,263,266,289,299,301,305,336,337,361,396,397;
C.I.アシッド バイオレット 5,34,43,47,48,90,103,126;
C.I.アシッド イエロー 17,19,23,25,39,40,42,44,49,50,61,64,76,79,110,127,135,143,151,159,169,174,190,195,196,197,199,218,219,222,227;
C.I.アシッド ブルー 9,25,40,41,62,72,76,78,80,82,92,106,112,113,120,127:1,129,138,143,175,181,205,207,220,221,230,232,247,258,260,264,271,277,278,279,280,288,290,326
C.I.アシッド ブラック 7,24,29,48,52:1,172;
C.I.リアクティブ レッド 3,13,17,19,21,22,23,24,29,35,37,40,41,43,45,49,55;
C.I.リアクティブ バイオレット 1,3,4,5,6,7,8,9,16,17,22,23,24,26,27,33,34;
C.I.リアクティブ イエロー 2,3,13,14,15,17,18,23,24,25,26,27,29,35,37,41,42;
C.I.リアクティブ ブルー 2,3,5,8,10,13,14,15,17,18,19,21,25,26,27,28,29,38;
C.I.リアクティブ ブラック 4,5,8,14,21,23,26,31,32,34;
C.I.ベーシック レッド 12,13,14,15,18,22,23,24,25,27,29,35,36,38,39,45,46;
C.I.ベーシック バイオレット 1,2,3,7,10,15,16,20,21,25,27,28,35,37,39,40,48;
C.I.ベーシック イエロー 1,2,4,11,13,14,15,19,21,23,24,25,28,29,32,36,39,40;
C.I.ベーシック ブルー 1,3,5,7,9,22,26,41,45,46,47,54,57,60,62,65,66,69,71;
C.I.ベーシック ブラック 8;等が挙げられる。
Water-soluble dyes include direct dyes, acid dyes, food dyes, basic dyes, reactive dyes, and the like. For example, C.I. I. Direct Red 2,4,9,23,26,31,39,62,63,72,75,76,79,80,81,83,84,89,92,95,111,173,184,207, 211,212,214,218,223,224,225,226,227,232,233,240,241,242,243,247;
C. I. Direct Violet 7, 9, 47, 48, 51, 66, 90, 93, 94, 95, 98, 100, 101;
C. I. Direct Yellow 8,9,11,12,27,28,29,33,35,39,41,44,50,53,58,59,68,86,87,93,95,96,98,100, 106, 108, 109, 110, 130, 132, 142, 144, 161, 163;
C. I. Direct Blue 1, 10, 15, 22, 25, 55, 67, 68, 71, 76, 77, 78, 80, 84, 86, 87, 90, 98, 106, 108, 109, 151, 156, 158, 159, 160, 168, 189, 192, 193, 194, 199, 200, 201, 202, 203, 207, 211, 213, 214, 218, 225, 229, 236, 237, 244, 248, 249, 251, 252, 264, 270, 280, 288, 289, 291;
C. I. Direct Black 9,17,19,22,32,51,56,62,69,77,80,91,94,97,108,112,113,114,117,118,121,122,125,132 146, 154, 166, 168, 173, 199
C. I. Acid Red 35, 42, 52, 57, 62, 80, 82, 111, 114, 118, 119, 127, 128, 131, 143, 151, 154, 158, 249, 254, 257, 261, 263, 266, 289, 299, 301, 305, 336, 337, 361, 396, 397;
C. I. Acid Violet 5,34,43,47,48,90,103,126;
C. I. Acid Yellow 17, 19, 23, 25, 39, 40, 42, 44, 49, 50, 61, 64, 76, 79, 110, 127, 135, 143, 151, 159, 169, 174, 190, 195, 196, 197, 199, 218, 219, 222, 227;
C. I. Acid Blue 9,25,40,41,62,72,76,78,80,82,92,106,112,113,120,127:1,129,138,143,175,181,205,207, 220,221,230,232,247,258,260,264,271,277,278,279,280,288,290,326
C. I. Acid Black 7,24,29,48,52:1,172;
C. I. Reactive Red 3, 13, 17, 19, 21, 22, 23, 24, 29, 35, 37, 40, 41, 43, 45, 49, 55;
C. I. Reactive Violet 1,3,4,5,6,7,8,9,16,17,22,23,24,26,27,33,34;
C. I. Reactive Yellow 2,3,13,14,15,17,18,23,24,25,26,27,29,35,37,41,42;
C. I. Reactive Blue 2,3,5,8,10,13,14,15,17,18,19,21,25,26,27,28,29,38;
C. I. Reactive Black 4,5,8,14,21,23,26,31,32,34;
C. I. Basic Red 12, 13, 14, 15, 18, 22, 23, 24, 25, 27, 29, 35, 36, 38, 39, 45, 46;
C. I. Basic Violet 1,2,3,7,10,15,16,20,21,25,27,28,35,37,39,40,48;
C. I. Basic Yellow 1,2,4,11,13,14,15,19,21,23,24,25,28,29,32,36,39,40;
C. I. Basic Blue 1,3,5,7,9,22,26,41,45,46,47,54,57,60,62,65,66,69,71;
C. I. basic black 8; and the like.
着色剤(A)は、単独または2種以上を併用して使用できる。 Colorants (A) can be used alone or in combination of two or more.
<樹脂(B)>
本発明の水系着色剤分散体は、樹脂(B)を含む。樹脂(B)は、疎水性基含有モノマー単位、酸基含有モノマー単位、および(ポリ)アルキレンオキシ基含有モノマー単位を含む重合物である。
<Resin (B)>
The aqueous colorant dispersion of the invention contains a resin (B). Resin (B) is a polymer containing hydrophobic group-containing monomer units, acid group-containing monomer units, and (poly)alkyleneoxy group-containing monomer units.
[疎水性基含有モノマー単位]
疎水性基含有モノマー単位は、(メタ)アクリル酸アルキルエステル単位、芳香族モノマー単位、複素環モノマー単位、およびα-オレフィンモノマー単位が挙げられる。芳香族基または複素環基は、2以上の芳香環または複素環が縮合しても良い。
[Hydrophobic group-containing monomer unit]
Hydrophobic group-containing monomer units include (meth)acrylic acid alkyl ester units, aromatic monomer units, heterocyclic monomer units, and α-olefin monomer units. Two or more aromatic or heterocyclic rings may be condensed in the aromatic or heterocyclic group.
(メタ)アクリル酸アルキルエステルは、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸ステアリル、シクロヘキサン(メタ)アクリレート、フルフリル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、アダマンタン(メタ)アクリレート、2-メチルアダマンタン(メタ)アクリレート等が挙げられる。
芳香族モノマー単位は、例えば、スチレン、αメチルスチレン、スチレンマクロマー、2-メチルスチレン、4-メチルスチレン、4-n-オクチルスチレン、4-メトキシスチレン、4-アミノスチレン、4-ニトロスチレン、4-ビニルフェニルアセテート、2-ビニルキノリン、2-ビニルナフタレン、4-ビニルビフェニル、9-ビニルアントラセン、9-ビニルフェナントレン、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、フェノキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ペンタフロロフェニル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシ-3-フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、2-(メタ)アクリロイロキシエチルフタル酸、2-(メタ)アクリロイロキシエチル-2-ヒドロキシエチル-フタル酸、ネオペンチルグリコール(メタ)アクリル酸安息香酸エステル、4-[(6-(メタ)アクリロイルオキシ)ヘキシルオキシ]-4’-シアノビフェニル、N-フェニル(メタ)アクリルアミド、アリルフェニルアセテート、アリルフェニルエーテル、アリルフェノキシアセテート等が挙げられる。
複素環モノマー単位は、例えば、4-ビニルピリジン、ビニルイミダゾール、1-ビニル-1H-インドール等が挙げられる。
α-オレフィンモノマー単位は、例えば、1-ヘキセン、1-オクテン、1-デセン、1-ドデセン、1-テトラデセン、1-ヘキサデセン、1-オクタデセン等が挙げられる。
(Meth)acrylic acid alkyl esters, for example, methyl (meth)acrylate, butyl (meth)acrylate, lauryl (meth)acrylate, stearyl (meth)acrylate, cyclohexane (meth)acrylate, furfuryl (meth)acrylate , isobornyl (meth)acrylate, adamantane (meth)acrylate, 2-methyladamantane (meth)acrylate and the like.
Aromatic monomer units are, for example, styrene, α-methylstyrene, styrene macromers, 2-methylstyrene, 4-methylstyrene, 4-n-octylstyrene, 4-methoxystyrene, 4-aminostyrene, 4-nitrostyrene, 4-nitrostyrene, -vinylphenyl acetate, 2-vinylquinoline, 2-vinylnaphthalene, 4-vinylbiphenyl, 9-vinylanthracene, 9-vinylphenanthrene, phenyl (meth)acrylate, benzyl (meth)acrylate, phenoxyethyl (meth)acrylate, phenoxy Diethylene glycol (meth)acrylate, phenoxypolyethylene glycol (meth)acrylate, pentafluorophenyl (meth)acrylate, 2-hydroxy-3-phenoxypropyl (meth)acrylate, 2-(meth)acryloyloxyethyl phthalate, 2-( meth)acryloyloxyethyl-2-hydroxyethyl-phthalic acid, neopentyl glycol (meth)acrylic acid benzoate, 4-[(6-(meth)acryloyloxy)hexyloxy]-4'-cyanobiphenyl, N -Phenyl(meth)acrylamide, allylphenyl acetate, allylphenyl ether, allylphenoxyacetate and the like.
Examples of heterocyclic monomer units include 4-vinylpyridine, vinylimidazole, 1-vinyl-1H-indole and the like.
Examples of α-olefin monomer units include 1-hexene, 1-octene, 1-decene, 1-dodecene, 1-tetradecene, 1-hexadecene, 1-octadecene and the like.
疎水性基含有モノマー単位を有することで、樹脂(B)が着色剤(A)に吸着し粘度安定性が向上する。また、疎水性基による立体障害効果により着色剤同士の凝集を抑制し、粗大粒子個数を低減することができる。疎水性基含有モノマー単位としては、(メタ)アクリル酸アルキルエステル単位、芳香族モノマー単位、複素環モノマー単位およびα-オレフィンモノマー単位が好ましく、α-オレフィンモノマー単位がより好ましい。 By having a hydrophobic group-containing monomer unit, the resin (B) is adsorbed to the colorant (A) and the viscosity stability is improved. In addition, the steric hindrance effect of the hydrophobic group suppresses the aggregation of the colorants, thereby reducing the number of coarse particles. As the hydrophobic group-containing monomer units, (meth)acrylic acid alkyl ester units, aromatic monomer units, heterocyclic monomer units and α-olefin monomer units are preferable, and α-olefin monomer units are more preferable.
疎水性基含有モノマー単位は、単独または2種以上を併用して使用できる。 The hydrophobic group-containing monomer units can be used alone or in combination of two or more.
樹脂(B)を合成する際に用いる疎水性基含有モノマの使用量は、樹脂(B)を合成する際に用いる全モノマー中、20~90質量%が好ましく、25~80質量%がより好ましく、30~70質量%がさらに好ましい。疎水性基含有モノマー単位の含有量を上記範囲とすることで、樹脂(B)が着色剤(A)に吸着しやすくなり、着色剤が一次粒子レベルにまで分散されやすくなる。 The amount of the hydrophobic group-containing monomer used when synthesizing the resin (B) is preferably 20 to 90% by mass, more preferably 25 to 80% by mass, of the total monomers used when synthesizing the resin (B). , 30 to 70 mass % is more preferable. By setting the content of the hydrophobic group-containing monomer unit within the above range, the resin (B) is easily adsorbed to the colorant (A), and the colorant is easily dispersed to the level of primary particles.
[酸基含有モノマー単位]
酸基含有モノマー単位は、例えば、カルボキシ基、スルホ基、またはリン酸基を有するモノマー単位が挙げられる。
[Acid group-containing monomer unit]
Acid group-containing monomer units include, for example, monomer units having a carboxy group, a sulfo group, or a phosphoric acid group.
〔カルボキシ基含有モノマー単位〕
カルボキシ基含有モノマーは、カルボキシ基または酸無水物基を有するモノマーである。例えば、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸ダイマー、イタコン酸、イタコン酸モノメチルエステル等のイタコン酸ハーフエステル、マレイン酸、マレイン酸モノノルマルブチルエステルやマレイン酸モノイソプロピルエステル等のマレイン酸ハーフエステル、無水マレイン酸、フマル酸、フマル酸モノエチルエステルのフマル酸ハーフエステル、テトラヒドロフタル酸、テトラヒドロフタル酸モノメチルエステルのテトラヒドロフタル酸ハーフエステル、クロトン酸、2-(メタ)アクリロイロキシエチルフタレート、2-(メタ)アクリロイロキシプロピルフタレート、2-(メタ)アクリロイロキシエチルヘキサヒドロフタレート、2-(メタ)アクリロイロキシプロピルヘキサヒドロフタレート、エチレンオキサイド変性コハク酸(メタ)アクリレート、β-カルボキシエチル(メタ)アクリレート、及びω-カルボキシポリカプロラクトン(メタ)アクリレート、ベタイン構造を有する化合物等およびこれらの塩等が挙げられる。
[Carboxy group-containing monomer unit]
A carboxy group-containing monomer is a monomer having a carboxy group or an acid anhydride group. For example, (meth)acrylic acid, (meth)acrylic acid dimer, itaconic acid, itaconic acid half esters such as itaconic acid monomethyl ester, maleic acid, maleic acid half esters such as maleic acid mono-n-butyl ester and maleic acid monoisopropyl ester , maleic anhydride, fumaric acid, fumaric acid half ester of fumaric acid monoethyl ester, tetrahydrophthalic acid, tetrahydrophthalic acid half ester of tetrahydrophthalic acid monomethyl ester, crotonic acid, 2-(meth)acryloyloxyethyl phthalate, 2 -(meth)acryloyloxypropyl phthalate, 2-(meth)acryloyloxyethyl hexahydrophthalate, 2-(meth)acryloyloxypropyl hexahydrophthalate, ethylene oxide-modified succinic acid (meth)acrylate, β-carboxyethyl (Meth)acrylates, ω-carboxypolycaprolactone (meth)acrylates, compounds having a betaine structure, and salts thereof.
なお、上記マレイン酸ハーフエステル等のハーフエステルは、アルコールと反応させて形成できる。
アルコールは、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、デカノールおよびこれらの構造異性体等が挙げられる。これらの中でもメタノール、エタノール、プロパノールが好ましい。
Half esters such as the above maleic acid half esters can be formed by reacting them with alcohols.
Alcohols include, for example, methanol, ethanol, propanol, butanol, pentanol, hexanol, decanol, structural isomers thereof, and the like. Among these, methanol, ethanol and propanol are preferred.
アルコールは、単独または2種類以上を併用して使用できる。 Alcohol can be used individually or in combination of 2 or more types.
〔スルホ基含有モノマー単位〕
スルホ基含有モノマーは、例えば、ビニルスルホン酸、アクリルアミドターシャリーブチルスルホン酸、(メタ)アクリル酸2-スルホエチル、(メタ)アクリル酸3-スルホプロピル、スチレンスルホン酸;およびこれらの塩等が挙げられる。
[Sulfo group-containing monomer unit]
Sulfo group-containing monomers include, for example, vinylsulfonic acid, acrylamide tert-butylsulfonic acid, 2-sulfoethyl (meth)acrylate, 3-sulfopropyl (meth)acrylate, styrenesulfonic acid; and salts thereof. .
〔リン酸基含有モノマー単位〕 [Phosphate group-containing monomer unit]
リン酸基含有モノマーは、例えば、ビス(メタクリロキシエチル)ホスフェート、ジフェニル-2-アクリロイルオキシエチルホスフェート、ジフェニル-2-メタクリロイルオキシエチルホスフェート、及びジブチル-2-アクリロイルオキシエチルホスフェート;およびこれらの塩等が挙げられる。 Phosphate group-containing monomers include, for example, bis(methacryloxyethyl) phosphate, diphenyl-2-acryloyloxyethyl phosphate, diphenyl-2-methacryloyloxyethyl phosphate, and dibutyl-2-acryloyloxyethyl phosphate; and salts thereof, etc. are mentioned.
酸基含有モノマー単位としては、カルボキシ基含有モノマー単位が好ましく、無水マレイン酸単位、マレイン酸単位、マレイン酸エステル単位、(メタ)アクリル酸がより好ましく、無水マレイン酸単位、マレイン酸単位、マレイン酸エステル単位がさらに好ましい。 The acid group-containing monomer unit is preferably a carboxy group-containing monomer unit, more preferably maleic anhydride unit, maleic acid unit, maleic acid ester unit, (meth)acrylic acid, maleic anhydride unit, maleic acid unit, maleic acid Ester units are more preferred.
酸基含有モノマー単位は、単独または2種以上を併用して使用できる。 The acid group-containing monomer units can be used singly or in combination of two or more.
樹脂(B)を合成する際に用いる酸基含有モノマーの使用量は、樹脂(B)を合成する際に用いる全モノマー中、10~90質量%が好ましく、20~80質量%がより好ましく、30~70質量%がさらに好ましい。酸基含有モノマー単位の含有量を上記範囲とすることで、電荷反発により粘度安定性が向上するため好ましい。これらの中でもカルボキシ基は、電荷反発による粘度安定性が特に向上するため好ましい。 The amount of the acid group-containing monomer used in synthesizing the resin (B) is preferably 10 to 90% by mass, more preferably 20 to 80% by mass, based on the total monomers used in synthesizing the resin (B). 30 to 70% by mass is more preferable. By setting the content of the acid group-containing monomer unit within the above range, charge repulsion improves the viscosity stability, which is preferable. Among these, a carboxy group is preferable because it particularly improves viscosity stability due to charge repulsion.
〔(ポリ)アルキレンオキシ基含有モノマー単位〕
(ポリ)アルキレンオキシ基含有モノマーは、例えば、ポリエチレングリコールアリルエーテル、ポリエチレングリコールポリプロピレングリコールアリルエーテル、ポリプロピレングリコールアリルエーテル、メトキシ(ポリ)エチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシ(ポリ)エチレングリコール(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(ポリ)エチレングリコールアクリレート、メトキシ(ポリ)プロピレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシ(ポリ)プロピレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシ(ポリ)エチレン(ポリ)プロピレングリコール(メタ)アクリレート;等が挙げられる。
これらの中でも下記式(1)で表されるポリエチレングリコールアリルエーテル、ポリエチレングリコールポリプロピレングリコールアリルエーテル、ポリプロピレングリコールアリルエーテルが好ましく、ポリエチレングリコールポリプロピレングリコールアリルエーテル、ポリプロピレングリコールアリルエーテルがさらに好ましい。
[(Poly) alkyleneoxy group-containing monomer unit]
(Poly) alkyleneoxy group-containing monomers include, for example, polyethylene glycol allyl ether, polyethylene glycol polypropylene glycol allyl ether, polypropylene glycol allyl ether, methoxy (poly) ethylene glycol (meth) acrylate, ethoxy (poly) ethylene glycol (meth) acrylate , 2-ethylhexyl (poly) ethylene glycol acrylate, methoxy (poly) propylene glycol (meth) acrylate, ethoxy (poly) propylene glycol (meth) acrylate, ethoxy (poly) ethylene (poly) propylene glycol (meth) acrylate; mentioned.
Among these, polyethylene glycol allyl ether, polyethylene glycol polypropylene glycol allyl ether, and polypropylene glycol allyl ether represented by the following formula (1) are preferable, and polyethylene glycol polypropylene glycol allyl ether and polypropylene glycol allyl ether are more preferable.
式(1)
式(1)中、mは0または1以上の整数、nは0または1以上の整数であり、m+n≧1である。R1は、水素原子またはメチル基を表す。R2は、置換基を有しても良い炭素数1~30のアルキル基、アリール基を表す。また、m≧1、n≧1、m+n≧2の時、CH2CH2O基(エチレンオキシ基)と、CH(CH3)CH2O基(プロピレンオキシ基)の結合順番は、ランダムでも良いし、交互でも良いし、ブロックでも良い。 In formula (1), m is 0 or an integer of 1 or more, n is 0 or an integer of 1 or more, and m+n≧1. R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group. R 2 represents an optionally substituted alkyl group or aryl group having 1 to 30 carbon atoms. Further, when m≧1, n≧1, and m+n≧2, the bonding order of the CH 2 CH 2 O group (ethyleneoxy group) and the CH(CH 3 )CH 2 O group (propyleneoxy group) may be random. It's good, it's good to be alternating, it's good to be a block.
式(1)中、mは0~20が好ましい。nは0~20が好ましい。m+nは1~40が好ましい。R1は、水素原子またはメチル基が好ましい。R2は、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、デシル基、フェニル基、フェニルカルボキシ基、フェノール基が好ましい。 In formula (1), m is preferably 0-20. n is preferably 0-20. m+n is preferably 1-40. R 1 is preferably a hydrogen atom or a methyl group. R2 is preferably a methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, hexyl group, cyclohexyl group, decyl group, phenyl group, phenylcarboxy group or phenol group.
樹脂(B)を合成する際に用いる(ポリ)オキシアルキレン基含有モノマー単位の含有量は、樹脂(B)を合成する際に用いる全モノマー中、1~50質量%が好ましく、2~30質量%がより好ましく、3~20質量%がさらに好ましい。(ポリ)アルキレンオキシ基含有モノマー単位を上記範囲とすることで、樹脂被覆着色剤どうしの距離が不規則になりやすく、更なる凝集抑制を発現しやすくなるため好ましい。 The content of the (poly)oxyalkylene group-containing monomer unit used for synthesizing the resin (B) is preferably 1 to 50% by mass, preferably 2 to 30% by mass, based on the total monomers used for synthesizing the resin (B). % is more preferred, and 3 to 20% by mass is even more preferred. By setting the (poly)alkyleneoxy group-containing monomer unit within the above range, the distance between the resin-coated colorants tends to become irregular, which is preferable because it facilitates further suppression of aggregation.
樹脂(B)は、疎水性基含有モノマー単位、酸基含有モノマー単位、および(ポリ)アルキレンオキシ基含有モノマー単位以外のその他モノマー単位も含有できる。その他モノマー単位は、その他ビニルモノマー等が挙げられる。 Resin (B) may also contain monomer units other than hydrophobic group-containing monomer units, acid group-containing monomer units, and (poly)alkyleneoxy group-containing monomer units. Examples of other monomer units include other vinyl monomers.
<樹脂(C)>
本発明の水系着色剤分散体は、樹脂(C)を含む。樹脂(C)は、疎水性基含有モノマー単位、および酸基含有モノマー単位を含み、(ポリ)アルキレンオキシ基含有モノマー単位を含まない重合物である。
なお、疎水性基含有モノマー単位、および酸基含有モノマー単位は、前記したものを使用できる。
<Resin (C)>
The aqueous colorant dispersion of the invention contains a resin (C). Resin (C) is a polymer containing hydrophobic group-containing monomer units and acid group-containing monomer units, but not containing (poly)alkyleneoxy group-containing monomer units.
As the hydrophobic group-containing monomer unit and the acid group-containing monomer unit, those described above can be used.
市販品は、例えば、BASFジャパン社製Joncryl67、586、611、678、680、682、683、690、693、HPD671、HPD696(スチレン-アクリル酸共重合体)、NUCERA社製セラマー67、1608、1251(αオレフィン-無水マレイン酸-マレイン酸ハーフエステル共重合体)、巴工業社製SMA1000、2000、3000、EF30、EF40、EF60、EF80、1400、17352、2625、3840(スチレン-無水マレイン酸共重合体)等が挙げられる。 Commercially available products include Joncryl67, 586, 611, 678, 680, 682, 683, 690, 693, HPD671, HPD696 (styrene-acrylic acid copolymer) manufactured by BASF Japan, and Ceramer 67, 1608, 1251 manufactured by NUCERA. (α-olefin-maleic anhydride-maleic acid half ester copolymer), manufactured by Tomoe Kogyo SMA1000, 2000, 3000, EF30, EF40, EF60, EF80, 1400, 17352, 2625, 3840 coalescence) and the like.
樹脂(B)および樹脂(C)の重合方法としては、ランダム重合、ブロック重合、リビングラジカル重合、交互共重合など、従来公知のいずれの重合方法も採用できる。 As the method for polymerizing the resin (B) and the resin (C), any conventionally known polymerization method such as random polymerization, block polymerization, living radical polymerization, and alternating copolymerization can be employed.
樹脂(B)と樹脂(C)の比率は、発明の効果を最大限に発現するために、水系着色剤分散体中の樹脂(B)と樹脂(C)全体量に対する樹脂(B)の質量%で、10~90%が好ましく、20~80%がより好ましく、30~70%が更に好ましい。 In order to maximize the effect of the invention, the ratio of the resin (B) and the resin (C) is determined by the mass of the resin (B) relative to the total amount of the resin (B) and the resin (C) in the water-based colorant dispersion. %, preferably 10 to 90%, more preferably 20 to 80%, even more preferably 30 to 70%.
樹脂(B)および樹脂(C)の酸価は、1~400mgKOH/gが好ましく、50~350mgKOH/gがより好ましく、100~250mgKOH/gがさらに好ましい。酸価を上記範囲とすることで、電荷反発により十分な分散安定性が得られる。 The acid value of resin (B) and resin (C) is preferably 1 to 400 mgKOH/g, more preferably 50 to 350 mgKOH/g, even more preferably 100 to 250 mgKOH/g. By setting the acid value within the above range, sufficient dispersion stability can be obtained by charge repulsion.
樹脂(B)および樹脂(C)の数平均分子量(Mn)は、1,000~1,000,000が好ましく、3,000~80,000がより好ましく、4,000~30,000がさらに好ましい。また、重量平均分子量(Mw)を数平均分子量(Mn)で除した多分散度(Mw/Mn)は、5.0以下が好ましく、3.0以下がより好ましく、2.0以下がさらに好ましく、1.5以下が最も好ましい。 The number average molecular weight (Mn) of the resin (B) and the resin (C) is preferably 1,000 to 1,000,000, more preferably 3,000 to 80,000, and further preferably 4,000 to 30,000. preferable. Further, the polydispersity (Mw/Mn) obtained by dividing the weight average molecular weight (Mw) by the number average molecular weight (Mn) is preferably 5.0 or less, more preferably 3.0 or less, and further preferably 2.0 or less. , 1.5 or less is most preferred.
樹脂(B)および樹脂(C)は、融点を有する樹脂が好ましい。融点は100℃未満が好ましく、90℃以下がより好ましく、80℃以下がさらに好ましい。100℃以上であると、水系媒体中で分散する際に高温で分散する必要性が生じる場合があり、水の蒸発が激しく分散体を作製することが困難となる場合がある。 Resin (B) and resin (C) are preferably resins having a melting point. The melting point is preferably less than 100°C, more preferably 90°C or less, and even more preferably 80°C or less. If the temperature is 100° C. or higher, it may be necessary to disperse at a high temperature when dispersing in an aqueous medium, and water may evaporate violently, making it difficult to prepare a dispersion.
樹脂(B)および樹脂(C)の添加量は、着色剤(A)100質量部に対して、1~200質量部が好ましく、10~100質量部がより好ましい。なお樹脂(B)および樹脂(C)は、着色剤(A)の一部または全部を被覆することが好ましい。 The amount of resin (B) and resin (C) added is preferably 1 to 200 parts by mass, more preferably 10 to 100 parts by mass, per 100 parts by mass of colorant (A). It is preferable that the resin (B) and the resin (C) cover part or all of the colorant (A).
<塩基性化合物(D)>
本発明の水系着色剤分散体は、塩基性化合物(D)を含む。塩基性化合物は、樹脂(B)および樹脂(C)に含まれるカルボキシ基、スルホ基、リン酸基等の酸基を中和できる化合物である。塩基性化合物は、樹脂(B)および樹脂(C)を中和できる化合物であれば特に限定されない。塩基性化合物は、無機塩基、有機塩基が挙げられる。
無機塩基は、例えば、水酸化リチウム,水酸化ナトリウム,水酸化カリウムなどのアルカリ金属水酸化物、オルソ珪酸ナトリウム,メタ珪酸ナトリウム,セスキ珪酸ナトリウム等の珪酸のアルカリ金属塩、リン酸三ナトリウム等のリン酸のアルカリ金属塩、炭酸二ナトリウム,炭酸水素ナトリウム,炭酸二カリウム等の炭酸のアルカリ金属塩、ホウ酸ナトリウム等のホウ酸のアルカリ金属塩、アンモニア;
有機塩基は、例えば、メチルアミン,ジメチルアミン,トリメチルアミン,エチルアミン,ジエチルアミン,トリエチルアミン等のアルキルアミン、エタノールアミン等の1級アミノアルコール;
ブチルアミノエタノール、ジエタノールアミン等の2級アミノアルコール;
トリメタノールアミン、トリエタノールアミン、トリブタノールアミン、ジメチルアミノエタノール、ジエチルアミノエタノール、ジメチルアミノプロパノール、メトキシポリ(オキシエチレン/ オキシプロピレン)-2-プロピルアミン、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、N-ペンチルジブタノールアミン等の3級アミノアルコール;等が挙げられる。
これらの中でも、無機塩基または3級アミノアルコールが好ましい。具体的には、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、ジメチルアミノエタノール、ジエチルアミノエタノール、ジブチルアミノエタノール、N-メチルジエタノールアミン、N-ブチルジエタノールアミン、トリエタノールアミンが好ましい。
<Basic compound (D)>
The aqueous colorant dispersion of the invention contains a basic compound (D). The basic compound is a compound capable of neutralizing acid groups such as carboxy groups, sulfo groups, and phosphoric groups contained in resin (B) and resin (C). The basic compound is not particularly limited as long as it is a compound capable of neutralizing the resin (B) and the resin (C). Basic compounds include inorganic bases and organic bases.
Examples of inorganic bases include alkali metal hydroxides such as lithium hydroxide, sodium hydroxide and potassium hydroxide; alkali metal salts of silicic acid such as sodium orthosilicate, sodium metasilicate and sodium sesquisilicate; alkali metal salts of phosphoric acid, alkali metal salts of carbonic acid such as disodium carbonate, sodium hydrogencarbonate and dipotassium carbonate, alkali metal salts of boric acid such as sodium borate, ammonia;
Organic bases include, for example, alkylamines such as methylamine, dimethylamine, trimethylamine, ethylamine, diethylamine and triethylamine, primary amino alcohols such as ethanolamine;
secondary amino alcohols such as butylaminoethanol and diethanolamine;
trimethanolamine, triethanolamine, tributanolamine, dimethylaminoethanol, diethylaminoethanol, dimethylaminopropanol, methoxypoly(oxyethylene/oxypropylene)-2-propylamine, N-methyldiethanolamine, N-ethyldiethanolamine, N-pentyl tertiary amino alcohols such as dibutanolamine; and the like.
Among these, inorganic bases or tertiary amino alcohols are preferred. Specifically, sodium hydroxide, potassium hydroxide, dimethylaminoethanol, diethylaminoethanol, dibutylaminoethanol, N-methyldiethanolamine, N-butyldiethanolamine and triethanolamine are preferred.
<水系媒体(E)>
本発明の水系着色剤分散体は、水系媒体(E)を含む。水系媒体(E)は、水、および水と混和する水溶性有機溶剤が挙げられる。
<Aqueous medium (E)>
The aqueous colorant dispersion of the present invention contains an aqueous medium (E). Examples of the aqueous medium (E) include water and water-soluble organic solvents that are miscible with water.
[水]
水は、通常の水道水でも良いが、イオン交換水、蒸留水、精製水が好ましい。水が含有する金属イオン量の総量は、10ppm以下が好ましく、1ppm以下がより好ましく、100ppb以下がさらに好ましい。特にカルシウム、マグネシウム等の2価金属イオンは、樹脂(B)や樹脂(C)中のカルボキシ基等の酸基2か所と反応することで、意図しない架橋構造を形成してしまうため、可能な限り抑制することが好ましい。これにより、水系着色剤分散体を使用するインクジェット記録用インクは、ノズル詰まりが発生しにくくなる。
[water]
The water may be ordinary tap water, but preferably ion-exchanged water, distilled water, or purified water. The total amount of metal ions contained in water is preferably 10 ppm or less, more preferably 1 ppm or less, and even more preferably 100 ppb or less. In particular, divalent metal ions such as calcium and magnesium form an unintended crosslinked structure by reacting with two acid groups such as carboxy groups in resin (B) and resin (C). It is preferable to suppress as much as possible. As a result, nozzle clogging is less likely to occur in inkjet recording inks that use water-based colorant dispersions.
[水溶性有機溶剤]
水溶性有機溶剤は、例えば、モノアルコール類、多価アルコール類、多価アルコールアルキルエーテル類、多価アルコールアリールエーテル類、含窒素複素環化合物、アミド類、アミン類、含硫黄化合物類、プロピレンカーボネート、炭酸エチレン、その他水溶性溶剤等が挙げられる。
[Water-soluble organic solvent]
Water-soluble organic solvents include, for example, monoalcohols, polyhydric alcohols, polyhydric alcohol alkyl ethers, polyhydric alcohol aryl ethers, nitrogen-containing heterocyclic compounds, amides, amines, sulfur-containing compounds, propylene carbonate , ethylene carbonate, and other water-soluble solvents.
モノアルコール類は、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、3-メトキシ-3-メチルブタノール;等が挙げられる。 Examples of monoalcohols include methanol, ethanol, propanol, butanol, pentanol, 3-methoxy-3-methylbutanol; and the like.
多価アルコール類は、例えば、グリセリン、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、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、1,2-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、1,2-ペンタンジオール、1,3-ペンタンジオール、1,4-ペンタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,2-ヘキサンジオール、1,3-ヘキサンジオール、1,4-ヘキサンジオール、1,5-ヘキサンジオール、1,6-ヘキサンジオール、3-メチル-1,3-ブタンジオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、1,2,6-ヘキサントリオール、1,2,4-ブタントリオール、1,2,3-ブタントリオール、ペトリオール、2-エチル-2-メチル-1,3-プロパンジオール、3,3-ジメチル-1,2-ブタンジオール、2,2-ジエチル-1,3-プロパンジオール、2-メチル-2-プロピル-1,3-プロパンジオール、2,4-ジメチル-2,4-ペンタンジオール、2,5-ジメチル-2,5-ヘキサンジオール、5-ヘキセン-1,2-ジオール、2-エチル-1,3-ヘキサンジオール;等が挙げられる。 Polyhydric alcohols include, for example, glycerin, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, polyethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, propylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene glycol. , polypropylene glycol, 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 1,2-pentanediol, 1,3-pentanediol, 1,4-pentanediol, 1,5- Pentanediol, 1,2-hexanediol, 1,3-hexanediol, 1,4-hexanediol, 1,5-hexanediol, 1,6-hexanediol, 3-methyl-1,3-butanediol, tri methylolethane, trimethylolpropane, 1,2,6-hexanetriol, 1,2,4-butanetriol, 1,2,3-butanetriol, petriol, 2-ethyl-2-methyl-1,3-propane Diol, 3,3-dimethyl-1,2-butanediol, 2,2-diethyl-1,3-propanediol, 2-methyl-2-propyl-1,3-propanediol, 2,4-dimethyl-2 ,4-pentanediol, 2,5-dimethyl-2,5-hexanediol, 5-hexene-1,2-diol, 2-ethyl-1,3-hexanediol; and the like.
多価アルコールアルキルエーテル類は、例えば、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、テトラエチ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エチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル;等が挙げられる。 Examples of polyhydric alcohol alkyl ethers include ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, tetraethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, and propylene glycol monobutyl ether. ; and the like.
多価アルコールアリールエーテル類は、例えば、エチレングリコールモノフェニルエーテル、ジエチレングリコールモノフェニルエーテル、テトラエチレングリコールクロロフェニルエーテル、エチレングリコールモノベンジルエーテル、エチレングリコールモノアリルエーテル;等が挙げられる。 Examples of polyhydric alcohol aryl ethers include ethylene glycol monophenyl ether, diethylene glycol monophenyl ether, tetraethylene glycol chlorophenyl ether, ethylene glycol monobenzyl ether, ethylene glycol monoallyl ether; and the like.
含窒素複素環化合物は、例えば、2-ピロリドン、N-メチル-2-ピロリドン、N-ヒドロキシエチル-2-ピロリドン、1,3-ジメチルイミイダゾリジノン、ε-カプロラクタム、γ-ブチロラクトン;等が挙げられる。 Nitrogen-containing heterocyclic compounds include, for example, 2-pyrrolidone, N-methyl-2-pyrrolidone, N-hydroxyethyl-2-pyrrolidone, 1,3-dimethylimidazolidinone, ε-caprolactam, γ-butyrolactone; mentioned.
アミド類は、例えば、ホルムアミド、N-メチルホルムアミド、N,N-ジメチルホルムアミド;等が挙げられる。 Amides include, for example, formamide, N-methylformamide, N,N-dimethylformamide; and the like.
アミン類は、例えば、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モノエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン;等が挙げられる。 Amines include, for example, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, monoethylamine, diethylamine, triethylamine; and the like.
含硫黄化合物類は、例えば、ジメチルスルホキシド、スルホラン、チオジエタノール;等が挙げられる。 Examples of sulfur-containing compounds include dimethylsulfoxide, sulfolane, thiodiethanol; and the like.
水系媒体(E)は、単独または2種以上を併用して使用できる。 The aqueous medium (E) can be used alone or in combination of two or more.
<架橋剤(F)>
本発明の水系着色剤分散体は、架橋剤(F)を含むことが好ましい。架橋剤(F)としては、樹脂(B)または樹脂(C)のカルボキシ基、スルホ基、リン酸基、アミノ基の2か所以上と反応し、樹脂(B)または樹脂(C)を分子間または分子内で架橋できる化合物である。架橋剤は、例えばエポキシ基、オキセタニル基、イソシアネート基、アミノ基、第四級アンモニウム塩基、アジリジニル基、カルボジイミド基、オキサゾリン基等を有する化合物が挙げられる。特にエポキシ基含有化合物を添加することで、樹脂(B)中のカルボキシ基等と反応し強固な三次元構造を形成するため好ましい。架橋剤の重量平均分子量または式量は、100~2,000が好ましく、120~1,500がより好ましく、150~1,000がさらに好ましい。
<Crosslinking agent (F)>
The aqueous colorant dispersion of the present invention preferably contains a cross-linking agent (F). The cross-linking agent (F) reacts with two or more carboxy groups, sulfo groups, phosphoric acid groups, and amino groups of the resin (B) or the resin (C) to form the resin (B) or the resin (C) as a molecule. It is a compound that can be crosslinked between or within molecules. Examples of cross-linking agents include compounds having epoxy groups, oxetanyl groups, isocyanate groups, amino groups, quaternary ammonium bases, aziridinyl groups, carbodiimide groups, oxazoline groups, and the like. In particular, the addition of an epoxy group-containing compound is preferable because it reacts with the carboxyl group or the like in the resin (B) to form a strong three-dimensional structure. The weight average molecular weight or formula weight of the cross-linking agent is preferably 100 to 2,000, more preferably 120 to 1,500, even more preferably 150 to 1,000.
架橋剤の添加量は、樹脂(B)および樹脂(C)中の酸基モル数に対し、架橋剤の官能基のモル数が0.2~1.5当量が好ましく、0.5~1.2当量がより好ましい。架橋剤の添加量を前記範囲とすることで、着色剤(A)の粒子表面の一部または全部が、強固な三次元構造を形成した樹脂(B)または樹脂(C)により被覆されるため好ましい。 The amount of the cross-linking agent to be added is preferably 0.2 to 1.5 moles of the functional group of the cross-linking agent, and 0.5 to 1 mole of the acid groups in the resin (B) and the resin (C). .2 equivalents are more preferred. By setting the addition amount of the cross-linking agent within the above range, part or all of the particle surface of the colorant (A) is coated with the resin (B) or the resin (C) forming a strong three-dimensional structure. preferable.
エポキシ基含有化合物は、例えば、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、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリントリグリシジルエーテル、グリセロールポリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールポリグリシジルエーテル、レゾルシノールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、ジグリシジルオルトフタレート、水添ビスフェノールA型ジグリシジルエーテル等のポリグリシジルエーテル等が挙げられる。 Epoxy group-containing compounds include, for example, ethylene glycol diglycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether, polypropylene glycol diglycidyl ether, glycerin triglycidyl ether, glycerol polyglycidyl ether, polyglycerol polyglycidyl ether, trimethylolpropane polyglycidyl ether, sorbitol Examples include polyglycidyl ethers such as polyglycidyl ether, pentaerythritol polyglycidyl ether, resorcinol diglycidyl ether, neopentyl glycol diglycidyl ether, diglycidyl orthophthalate, and hydrogenated bisphenol A type diglycidyl ether.
オキセタニル基含有化合物は、例えば、4,4’-(3-エチルオキセタン-3-イルメチルオキシメチル)ビフェニル(OXBP)、3-エチル-3-ヒドロキシメチルオキセタン(EHO)、1,4-ビス[{(3-エチル-3-オキセタニル)メトキシ}メチル]ベンゼン(XDO)、ジ[1-エチル(3-オキセタニル)]メチルエーテル(DOX)、ジ[1-エチル(3-オキセタニル)]メチルエーテル(DOE)、1,6-ビス[(3-エチル-3-オキセタニル)メトキシ]ヘキサン(HDB)、9,9-ビス[2-メチル-4-{2-(3-オキセタニル)}ブトキシフェニル]フルオレン、9,9-ビス[4-[2-{2-(3-オキセタニル)}ブトキシ]エトキシフェニル]フルオレン等が挙げられる。 Oxetanyl group-containing compounds include, for example, 4,4′-(3-ethyloxetan-3-ylmethyloxymethyl)biphenyl (OXBP), 3-ethyl-3-hydroxymethyloxetane (EHO), 1,4-bis[ {(3-ethyl-3-oxetanyl)methoxy}methyl]benzene (XDO), di[1-ethyl(3-oxetanyl)]methyl ether (DOX), di[1-ethyl(3-oxetanyl)]methyl ether ( DOE), 1,6-bis[(3-ethyl-3-oxetanyl)methoxy]hexane (HDB), 9,9-bis[2-methyl-4-{2-(3-oxetanyl)}butoxyphenyl]fluorene , 9,9-bis[4-[2-{2-(3-oxetanyl)}butoxy]ethoxyphenyl]fluorene and the like.
イソシアネート基含有化合物は、例えば、有機ポリイソシアネート又はイソシアネート基末端プレポリマー、有機ポリイソシアネートは、例えばヘキサメチレンジイソシアネート、2,2,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネート;トリレン-2,4-ジイソシアネート、フェニレンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート;脂環式ジイソシアネート; 芳香族トリイソシアネート; それらのウレタン変性体等の変性体等が挙げられる。
なお、イソシアネート基末端プレポリマーは、有機ポリイソシアネート又はその変性体と低分子量ポリオール等とを反応させることにより得ることができる。イソシアネート基含有化合物は、3つのイソシアネート基と有する化合物が好ましい。
また、ブロックイソシアネート化合物に代表される、熱処理・光処理・酸処理・塩基処理等の前処理によりイソシアネート基を生成する化合物も挙げられる。
Isocyanate group-containing compounds include, for example, organic polyisocyanates or isocyanate group-terminated prepolymers, organic polyisocyanates include aliphatic diisocyanates such as hexamethylene diisocyanate and 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate; tolylene-2,4- aromatic diisocyanates such as diisocyanates and phenylene diisocyanates; alicyclic diisocyanates; aromatic triisocyanates;
The isocyanate group-terminated prepolymer can be obtained by reacting an organic polyisocyanate or a modified product thereof with a low-molecular-weight polyol or the like. The isocyanate group-containing compound is preferably a compound having three isocyanate groups.
Also included are compounds that generate isocyanate groups by pretreatment such as heat treatment, light treatment, acid treatment, base treatment, and the like, represented by blocked isocyanate compounds.
アミノ基、第四級アンモニウム塩含有化合物は、例えば、ヒドラジド、カルボジヒドラジド、チオカルボヒドラジド、オキサリルジヒドラジド等の、ジアミン;
エチレンジアミン、1,3-プロパンジアミン、1,2-プロパンジアミン、1,4-ブタンジアミン、1,6-ヘキサメチレンジアミン、1,8-オクタメチレンジアミン、1,11-ジアミノウンデカン、1,12-ジアミノドデカン、2-ブチル-2-エチル-1,5-ペンタンジアミン、1,5-ジアミノ-2-メチルペンタン、2,2-ジメチル-1,3-プロパンジアミン、2,4,4-トリメチル-1,6-ジアミノヘキサン、ラウリルプロピレンジアミン、エチレングリコールビス(2-アミノエチル)エーテル、1,4-ブタンジオールビス(3-アミノプロピル)エーテル、1,13-ジアミノ-4,7,10-トリオキサトリデカン、ポリオキシプロピレンジアミン、メタントリアミン、1,2,3-プロパントリアミン、1,8-ジアミノ-4-アミノメチルオクタン、3-(2-アミノエチル)ペンタン-1,5-ジアミン、1,4,7-トリアミノシクロノナン-1,4,7-トリイド、ブタン-1,1,4,4-テトラアミン、2,4-ジメチル-4-エチルアミノ-2,3,5-トリアミノヘキサン、2,3-ビス(ジアミノメチル)ブタン-1,1,4,4-テトラアミン、1,2-ビス(メチルアミノ)エタン、2,5-ジアミノ-2,5-ジメチルヘキサン、ブタン-1,1,4-トリメチルアミン、ブタン-1,1,4,4-テトラメチルアミン、1,2-ビス(ジメチルアミノ)エタン、ブタン-1,1,4-トリジメチルアミン、ブタン-1,1,4,4-テトラジメチルアミン、ヘキサメチレンテトラミン、ジエチレントリアミン、ジプロピレントリアミン、ビスヘキサメチレントリアミン、トリエチレンテトラアミン、アジピン酸ジヒドラジド、コハク酸ジヒドラジド、セバシン酸ジヒドラジド、エイコサン二酸ジヒドラジド、バリンジヒドラジド、テトラエチレンペンタミン、3,3’-ジアミノ-N-メチルジプロピルアミン、トリス(2-アミノエチル)アミン、トリス(4-アミノエチル)アミン、3,3’-ジアミノ-N-メチルジプロピルアミン、トリス(2-アミノエチル)アミン、トリス(4-アミノエチル)アミン、1-メチルアミノ-2-ジメチルアミノエタン、直鎖ポリエチレンイミン、分岐鎖ポリエチレンイミン等の、アルキレンジアミン;
1,2-シクロヘキサンジアミン、1,4-シクロヘキサンジアミン、イソホロンジアミン、1,3-ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、3(4),8(9)-ビス(アミノメチル)トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン(TCDジアミン)、イソプロピル-2,4-ジアミノシクロヘキサン、イソプロピル-2,6-ジアミノシクロヘキサン、4,4’-メチレンビス(シクロヘキシルアミン)、4,4’-メチレンビス(2-メチルシクロヘキシルアミン)、アダマンタン-1,3-ジアミン、シクロヘキサン-1,3,5-トリアミン、2,3,5-トリアミノビシクロ[2.2.1]ヘプタン、ピペラジン、2,5-ジメチルピペラジン、N-シクロヘキシル-1,3-プロパンジアミン等の、脂環ジアミン;
o-フェニレンジアミン、m-フェニレンジアミン、p-フェニレンジアミン、2,4-トルエンジアミン、2,6-トルエンジアミン、2,2’-ジアミノジフェニルメタン、4,4’-ジアミノジフェニルメタン、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、3,3’-ジアミノジフェニルスルホン、キシリレンジアミン、トリス(4-アミノフェニル)メタン、1,2,4-ベンゼントリアミン、メラミン、ベンゼン-1,2,4,5-テトラアミン、ピリミジン-2,4,5,6-テトラアミン、3,3’-ジアミノベンジジン、テトラアミノフタロシアニン、イソフタル酸ジヒドラジド等の、芳香環ジアミン;
ブタン-1,4-ビスアンモニウムクロライド等の、第四級アンモニウム塩含有化合物が挙げられる。
Amino group, quaternary ammonium salt-containing compounds, for example, diamines such as hydrazides, carbodihydrazides, thiocarbohydrazides, oxalyl dihydrazides;
ethylenediamine, 1,3-propanediamine, 1,2-propanediamine, 1,4-butanediamine, 1,6-hexamethylenediamine, 1,8-octamethylenediamine, 1,11-diaminoundecane, 1,12- Diaminododecane, 2-butyl-2-ethyl-1,5-pentanediamine, 1,5-diamino-2-methylpentane, 2,2-dimethyl-1,3-propanediamine, 2,4,4-trimethyl- 1,6-diaminohexane, lauryl propylene diamine, ethylene glycol bis(2-aminoethyl) ether, 1,4-butanediol bis(3-aminopropyl) ether, 1,13-diamino-4,7,10-trio xatridecane, polyoxypropylenediamine, methanetriamine, 1,2,3-propanetriamine, 1,8-diamino-4-aminomethyloctane, 3-(2-aminoethyl)pentane-1,5-diamine, 1 ,4,7-triaminocyclononane-1,4,7-triide, butane-1,1,4,4-tetraamine, 2,4-dimethyl-4-ethylamino-2,3,5-triaminohexane , 2,3-bis(diaminomethyl)butane-1,1,4,4-tetramine, 1,2-bis(methylamino)ethane, 2,5-diamino-2,5-dimethylhexane, butane-1, 1,4-trimethylamine, butane-1,1,4,4-tetramethylamine, 1,2-bis(dimethylamino)ethane, butane-1,1,4-tridimethylamine, butane-1,1,4 , 4-tetradimethylamine, hexamethylenetetramine, diethylenetriamine, dipropylenetriamine, bishexamethylenetriamine, triethylenetetramine, adipic acid dihydrazide, succinic acid dihydrazide, sebacic acid dihydrazide, eicosandioic acid dihydrazide, valine dihydrazide, tetraethylene penta amine, 3,3′-diamino-N-methyldipropylamine, tris(2-aminoethyl)amine, tris(4-aminoethyl)amine, 3,3′-diamino-N-methyldipropylamine, tris( alkylenediamines such as 2-aminoethyl)amine, tris(4-aminoethyl)amine, 1-methylamino-2-dimethylaminoethane, linear polyethyleneimine, branched polyethyleneimine;
1,2-cyclohexanediamine, 1,4-cyclohexanediamine, isophoronediamine, 1,3-bis(aminomethyl)cyclohexane, 3(4),8(9)-bis(aminomethyl)tricyclo[5.2.1 .0 2,6 ]decane (TCD diamine), isopropyl-2,4-diaminocyclohexane, isopropyl-2,6-diaminocyclohexane, 4,4′-methylenebis(cyclohexylamine), 4,4′-methylenebis(2- methylcyclohexylamine), adamantane-1,3-diamine, cyclohexane-1,3,5-triamine, 2,3,5-triaminobicyclo[2.2.1]heptane, piperazine, 2,5-dimethylpiperazine, Alicyclic diamines such as N-cyclohexyl-1,3-propanediamine;
o-phenylenediamine, m-phenylenediamine, p-phenylenediamine, 2,4-toluenediamine, 2,6-toluenediamine, 2,2'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'- Diaminodiphenyl ether, 3,3'-diaminodiphenyl sulfone, xylylenediamine, tris(4-aminophenyl)methane, 1,2,4-benzenetriamine, melamine, benzene-1,2,4,5-tetramine, pyrimidine- aromatic ring diamines such as 2,4,5,6-tetraamine, 3,3′-diaminobenzidine, tetraaminophthalocyanine, and isophthalic dihydrazide;
Quaternary ammonium salt-containing compounds such as butane-1,4-bisammonium chloride are included.
アジリジニル基含有化合物は、例えば、N,N’-ジフェニルメタン-4,4’-ビス(1-アジリジンカルボキサイト)、N,N’-トルエン-2,4-ビス(1-アジリジンカルボキサイト)、ビスイソフタロイル-1-(2-メチルアジリジン)、トリ-1-アジリジニルホスフィンオキサイド、N,N’-ヘキサメチレン-1,6-ビス(1-アジリジンカルボキサイト)、2,2’-ビスヒドロキシメチルブタノール-トリス[3-(1-アジリジニル)プロピオネート]、トリメチロールプロパントリ-β-アジリジニルプロピオネート、テトラメチロールメタントリ-β-アジリジニルプロピオネート、トリス-2,4,6-(1-アジリジニル)-1,3,5-トリアジン、4,4’-ビス(エチレンイミノカルボニルアミノ)ジフェニルメタン等が挙げられる。 Aziridinyl group-containing compounds include, for example, N,N'-diphenylmethane-4,4'-bis(1-aziridine carboxysite), N,N'-toluene-2,4-bis(1-aziridine carboxysite), bis isophthaloyl-1-(2-methylaziridine), tri-1-aziridinylphosphine oxide, N,N'-hexamethylene-1,6-bis(1-aziridinecarboxysite), 2,2'-bis hydroxymethylbutanol-tris[3-(1-aziridinyl)propionate], trimethylolpropane tri-β-aziridinylpropionate, tetramethylolmethane tri-β-aziridinylpropionate, tris-2,4, 6-(1-aziridinyl)-1,3,5-triazine, 4,4′-bis(ethyleneiminocarbonylamino)diphenylmethane and the like.
カルボジイミド基含有化合物は、例えば、カルボジイミド化触媒の存在下でジイソシアネート化合物を脱炭酸縮合反応させることによって生成した高分子量ポリカルボジイミドが挙げられる。高分子量ポリカルボジイミドの市販品は、例えば、日清紡績社製のカルボジライトシリーズ等が挙げられる。 Examples of carbodiimide group-containing compounds include high-molecular-weight polycarbodiimides produced by subjecting a diisocyanate compound to a decarboxylation condensation reaction in the presence of a carbodiimidation catalyst. Examples of commercial products of high-molecular-weight polycarbodiimide include the Carbodilite series manufactured by Nisshinbo Co., Ltd., and the like.
オキサゾリン基含有化合物は、例えば、脂肪族基又は芳香族基に2個以上、好ましくは2~3個のオキサゾリン基が結合した化合物、2,2-ビス(2-オキサゾリン)、1,3-フェニレンビスオキサゾリン、1,3-ベンゾビスオキサゾリン等のビスオキサゾリン化合物、該化合物と多塩基性カルボン酸とを反応させて得られる末端オキサゾリン基含有化合物等が挙げられる。 The oxazoline group-containing compound is, for example, a compound in which two or more, preferably 2 to 3, oxazoline groups are bonded to an aliphatic group or an aromatic group, 2,2-bis(2-oxazoline), 1,3-phenylene Examples include bisoxazoline compounds such as bisoxazoline and 1,3-benzobisoxazoline, terminal oxazoline group-containing compounds obtained by reacting these compounds with polybasic carboxylic acids, and the like.
これらの中でもエポキシ基含有化合物が好ましく、エチ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ポリグリシジルエーテル、グリセロールポリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、ジグリシジルオルトフタレート、ソルビトールポリグリシジルエーテル、レゾルシノールジグリシジルエーテル、水添ビスフェノールA型ジグリシジルエーテルが好ましく、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテルがより好ましい。なお、架橋剤(E)は、架橋効率の面から、適度に水に溶解することが好ましい。溶解度は、架橋剤を25℃の水100gに溶解させたときに、その溶解量が0.1~50gが好ましく、0.2~40gがさらに好ましく、0.5~30gがより好ましい。市販品としては、ナガセケムテックス社製デナコールEX321、ADEKA社製アデカグリシロールED-505等が挙げられる。 Among these, epoxy group-containing compounds are preferred, and ethylene glycol diglycidyl ether, trimethylolpropane polyglycidyl ether, glycerol polyglycidyl ether, polyglycerol polyglycidyl ether, neopentyl glycol diglycidyl ether, diglycidyl orthophthalate, sorbitol polyglycidyl ether. , resorcinol diglycidyl ether and hydrogenated bisphenol A diglycidyl ether are preferred, and trimethylolpropane polyglycidyl ether is more preferred. From the viewpoint of cross-linking efficiency, the cross-linking agent (E) is preferably moderately soluble in water. The solubility is preferably 0.1 to 50 g, more preferably 0.2 to 40 g, more preferably 0.5 to 30 g when the cross-linking agent is dissolved in 100 g of water at 25°C. Commercially available products include Denacol EX321 manufactured by Nagase ChemteX Co., Ltd., and ADEKA Glycyrol ED-505 manufactured by ADEKA.
<その他添加剤>
本発明の水系着色剤分散体は、その他添加剤を含有できる。添加剤は、例えば、酸性化合物、塩基性化合物、架橋剤、糖類、バインダー樹脂、界面活性剤、防腐防黴剤、キレート化剤、防錆剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、酸素吸収剤、光安定化剤、色素誘導体等が挙げられる。
<Other additives>
The aqueous colorant dispersion of the present invention can contain other additives. Additives include, for example, acidic compounds, basic compounds, cross-linking agents, sugars, binder resins, surfactants, antiseptic and antifungal agents, chelating agents, rust inhibitors, antioxidants, ultraviolet absorbers, oxygen absorbers, Light stabilizers, dye derivatives and the like can be mentioned.
[酸性化合物]
酸性化合物は、分散体のpHを調整するために用いることができる。酸性化合物は、無機酸、有機酸が挙げられる。
無機酸は、例えば、塩酸、硫酸、リン酸、亜リン酸、亜ホスホン酸、亜ホスフィン酸、ホスフィン、硝酸;等が挙げられる。
有機酸としては、ギ酸、酢酸、クエン酸、シュウ酸、リンゴ酸、ベンゼンスルホン酸;等が挙げられる。
[Acidic compound]
Acidic compounds can be used to adjust the pH of the dispersion. Examples of acidic compounds include inorganic acids and organic acids.
Examples of inorganic acids include hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, phosphorous acid, phosphonous acid, phosphinic acid, phosphine, nitric acid;
Organic acids include formic acid, acetic acid, citric acid, oxalic acid, malic acid, benzenesulfonic acid; and the like.
[糖類]
糖類は、従来公知の種々の糖類を使用できる。糖類は極性基を有するため、着色剤表面に吸着し、着色剤同士の凝集を抑制できる。また、多糖類の場合は、極性基の効果に加え、三次元構造による立体障害効果により着色剤同士の凝集を抑制できる。
[Sugars]
Various conventionally known sugars can be used as sugars. Since the saccharide has a polar group, it can be adsorbed on the surface of the colorant to suppress the aggregation of the colorants. Moreover, in the case of polysaccharides, in addition to the effect of the polar group, the steric hindrance effect due to the three-dimensional structure can suppress the aggregation of the colorants.
糖類は、例えば、グリセリルアルデヒド、トレオース、キシロース、グルコース、マンノース、ガラクトース等の単糖類;
スクロース、ラクツロース、ラクトース、マルトース、トレハロース、セロビオース等の二糖類;
アミロース、アミロペクチン、グリコーゲン、セルロース、メチルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、メチルヒドロキシエチルセルロース、メチルヒドロキシプロピルセルロース、セルロースナノファイバー、セルロースナノクリスタル、セルロースナノウィスカー、TEMPO酸化セルロースナノファイバー、キチン、ガラギーナン、アルギン酸、ヘパリン、ヒアルロン酸、ペクチン、キサンタンガム、タマリンドシードガム、ローカストビーンガム、ジェランガム、グアーガム、アラビアガム、寒天、カラヤガム、スクシノグリカン、デキストリン等の多糖類;等が挙げられる。
Sugars are, for example, monosaccharides such as glycerylaldehyde, threose, xylose, glucose, mannose, galactose;
disaccharides such as sucrose, lactulose, lactose, maltose, trehalose, cellobiose;
Amylose, amylopectin, glycogen, cellulose, methylcellulose, ethylcellulose, carboxymethylcellulose, hydroxymethylcellulose, hydroxyethylcellulose, hydroxypropylcellulose, methylhydroxyethylcellulose, methylhydroxypropylcellulose, cellulose nanofibers, cellulose nanocrystals, cellulose nanowhiskers, TEMPO oxidized cellulose nano Polysaccharides such as fiber, chitin, galrageenan, alginic acid, heparin, hyaluronic acid, pectin, xanthan gum, tamarind seed gum, locust bean gum, gellan gum, guar gum, gum arabic, agar, karaya gum, succinoglycan, dextrin; .
市販品は、例えば、日本製紙社製サンローズAPP-84、A02SH、A01MC、F04HC、A20SH、SN30C、F120MC、F350HC、F1000LC(カルボキシメチルセルロース)、ユニテックフーズ社製ヒートゲル極、超、超CL、堅、堅SL、(メチルセルロース)、日新化成社製エトセルSTD、MED(エチルセルロース)、ユニテックフーズ社製ヒートゲル柔、柔L、柔SL、緩、緩L、緩MH(メチルヒドロキシプロピルセルロース)、住友精化社製AL-15、AL-15F、A-15F、AH-15F、AV-15F、AW-15F、AX-15、SW-25F、SZ-25F、CF-G、CF-V、CF-W、CF-X、CF-Y(ヒドロキシエチルセルロース)等が挙げられる。 Commercially available products include Sunrose APP-84, A02SH, A01MC, F04HC, A20SH, SN30C, F120MC, F350HC, F1000LC (carboxymethyl cellulose) manufactured by Nippon Paper Industries Co., Ltd.; Hard SL, (methyl cellulose), Nisshin Kasei Ethocel STD, MED (ethyl cellulose), Unitech Foods Heat Gel Soft, Soft L, Soft SL, Soft, Soft L, Soft MH (methyl hydroxypropyl cellulose), Sumitomo Seika AL-15, AL-15F, A-15F, AH-15F, AV-15F, AW-15F, AX-15, SW-25F, SZ-25F, CF-G, CF-V, CF-W, CF-X, CF-Y (hydroxyethyl cellulose) and the like.
[バインダー樹脂]
本発明の水系着色剤分散体は、バインダー樹脂を含有できる。バインダー樹脂は樹脂種でいうと、例えば、アクリル樹脂、オレフィン樹脂、エステル樹脂、エーテル樹脂、ウレタン樹脂等が挙げられる。また、バインダー樹脂は水への溶解性の面からいうと、水溶性樹脂、水不溶性樹脂等が挙げられる。なお、水不溶性樹脂は、エマルジョンや樹脂粒子を含む。
[Binder resin]
The aqueous colorant dispersion of the present invention can contain a binder resin. Examples of binder resins include acrylic resins, olefin resins, ester resins, ether resins, urethane resins, and the like. In terms of solubility in water, binder resins include water-soluble resins and water-insoluble resins. The water-insoluble resin includes emulsions and resin particles.
バインダー樹脂の含有量は、分散体の不揮発分100質量%中、2~30質量%が好ましく、3~20質量%がより好ましい。 The content of the binder resin is preferably 2 to 30% by mass, more preferably 3 to 20% by mass, based on 100% by mass of the non-volatile content of the dispersion.
本発明の水系着色剤分散体は、以下記載のその他添加剤を含有できる。 The aqueous colorant dispersion of the present invention can contain other additives described below.
[界面活性剤]
界面活性剤は、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、両性界面活性剤等が挙げられる。
[Surfactant]
Surfactants include anionic surfactants, cationic surfactants, nonionic surfactants, amphoteric surfactants and the like.
〔アニオン性界面活性剤〕
アニオン性界面活性剤は、脂肪酸塩、アルキル硫酸エステル塩、アルキルアリールスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、ジアルキルスルホン酸塩、ジアルキルスルホコハク酸塩、アルキルジアリールエーテルジスルホン酸塩、アルキルリン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩(例えばNH4、Na、Ca等)、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸塩(例えばNH4、Na、Ca等)、ナフタレンスルホン酸フォルマリン縮合物及びその塩、ジアルキルサクシネートスルホン酸Na塩、ポリオキシエチレンアルキルリン酸エステル塩、グリセロールボレイト脂肪酸エステル、ポリオキシエチレングリセロール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン多環フェニルエーテル硫酸エステル塩(例えばNH4、Na等)、ラウリル酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルサルフェート塩、オレイン酸塩、パーフルオロアルキルスルホン酸、パーフルオロアルキルスルホン酸塩、パーフルオロアルキルカルボン酸、パーフルオロアルキルカルボン酸塩、パーフルオロアルキルリン酸エステル、パーフルオロアルキルリン酸エステルの塩、パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー、パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマーの硫酸エステル塩、パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマーの塩等が挙げられる。これらフッ素系界面活性剤の塩における対イオンは、例えば、LI、Na、K、NH4、NH3CH2CH2OH、NH2(CH2CH2OH)2、NH(CH2CH2OH)3等が挙げられる。
[Anionic surfactant]
Anionic surfactants include fatty acid salts, alkyl sulfates, alkyl aryl sulfonates, alkyl naphthalene sulfonates, dialkyl sulfonates, dialkyl sulfosuccinates, alkyl diaryl ether disulfonates, alkyl phosphates, poly Oxyethylene alkyl ether sulfates, polyoxyethylene alkyl aryl ether sulfates, polyoxyethylene alkyl ether acetates, alkylbenzene sulfonates (e.g. NH4 , Na, Ca, etc.), alkyldiphenyl ether disulfonates (e.g. NH4 , Na , Ca, etc.), naphthalene sulfonic acid formalin condensate and its salts, dialkyl succinate sulfonic acid Na salt, polyoxyethylene alkyl phosphate ester salt, glycerol borate fatty acid ester, polyoxyethylene glycerol fatty acid ester, polyoxyethylene poly ring phenyl ether sulfate (e.g., NH 4 , Na, etc.), laurate, polyoxyethylene alkyl ether sulfate, oleate, perfluoroalkylsulfonic acid, perfluoroalkylsulfonate, perfluoroalkylcarboxylic acid, Perfluoroalkyl carboxylates, perfluoroalkyl phosphates, salts of perfluoroalkyl phosphates, polyoxyalkylene ether polymers having perfluoroalkyl ether groups in side chains, polyoxyalkylene ethers having perfluoroalkyl ether groups in side chains Sulfuric acid ester salts of oxyalkylene ether polymers, salts of polyoxyalkylene ether polymers having perfluoroalkyl ether groups in side chains, and the like. Counterions in the salts of these fluorosurfactants are, for example, LI, Na, K, NH4 , NH3CH2CH2OH , NH2 ( CH2CH2OH ) 2 , NH( CH2CH2OH ) 3 and the like.
〔カチオン性界面活性剤〕
カチオン性界面活性剤は、アルキルアミン塩、第4級アンモニウム塩、アルキルピリジニウム塩、アルキルイミダゾリウム塩等が挙げられる。
[Cationic surfactant]
Cationic surfactants include alkylamine salts, quaternary ammonium salts, alkylpyridinium salts, alkylimidazolium salts and the like.
〔ノニオン性界面活性剤〕
ノニオン系界面活性剤は、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル、ポリオキシエチレンオキシプロピレンブロックコポリマー、ポリオキシエチレン多環フェニルエーテル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミド、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、アセチレングリコール、ポリオキシエチレンアルキルアミン、フッ素系、シリコーン系等のノニオン性活性剤が挙げられる。特にアセチレングリコール系界面活性剤は、例えば、2,4,7,9-テトラメチル-5-デシン-4,7-ジオール、3,6-ジメチル-4-オクチン-3,6-ジオール、3,5-ジメチル-1-ヘキシン-3-オール等が挙げられる。アセチレングリコール系界面活性剤の市販品は、例えば、エアープロダクツ社製(米国)のサーフィノール104、82、465、485、TG、DF110D等が挙げられる。
[Nonionic surfactant]
Nonionic surfactants include, for example, polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyalkylene alkyl ethers, polyoxyethylene alkylaryl ethers, polyoxyethyleneoxypropylene block copolymers, polyoxyethylene polycyclic phenyl ethers, sorbitan fatty acid esters, polyoxy Ethylene sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene sorbitol fatty acid ester, glycerin fatty acid ester, polyoxyethylene alkylphenyl ether, polyoxyethylene alkylamine, polyoxyethylene alkylamide, polyoxyethylene fatty acid ester, acetylene glycol, polyoxyethylene alkylamine, Examples include nonionic surfactants such as fluorine-based and silicone-based surfactants. In particular, acetylene glycol-based surfactants are 5-dimethyl-1-hexyn-3-ol and the like. Examples of commercially available acetylene glycol-based surfactants include Surfynol 104, 82, 465, 485, TG and DF110D manufactured by Air Products (USA).
また、フッ素系界面活性剤も使用できる。例えば、サーフロンS-111、S-112、S-113、S-121、S-131、S-132、S-141、S-145(いずれもAGC社製)、フルラードFC-93、FC-95、FC-98、FC-129、FC-135、FC-170C、FC-430、FC-431(いずれも住友スリーエム社製)、メガファックF-470、F1405、F-474(いずれもDIC社製)、ZonylTBS、FSP、FSA、FSN-100、FSN、FSO-100、FSO、FS-300、UR(いずれもDuPont社製)、FT-110、FT-250、FT-251、FT-400S、FT-150、FT-400SW(いずれもネオス社製)、PF-151N(オムノバ社製)等が挙げられる。 Fluorinated surfactants can also be used. For example, Surflon S-111, S-112, S-113, S-121, S-131, S-132, S-141, S-145 (all manufactured by AGC), Flurard FC-93, FC-95 , FC-98, FC-129, FC-135, FC-170C, FC-430, FC-431 (all manufactured by Sumitomo 3M), Megafac F-470, F1405, F-474 (all manufactured by DIC ), ZonylTBS, FSP, FSA, FSN-100, FSN, FSO-100, FSO, FS-300, UR (all manufactured by DuPont), FT-110, FT-250, FT-251, FT-400S, FT -150, FT-400SW (all manufactured by Neos), PF-151N (manufactured by Omnova), and the like.
〔両イオン性界面活性剤〕
両イオン性界面活性剤は、アルキルベタイン、アルキルアミンオキサイド、ホスファジルコリン等が挙げられる。例えば、ラウリルアミノプロピオン酸塩、ラウリルジメチルベタイン、ステアリルジメチルベタイン、ラウリルジヒドロキシエチルベタイン、ラウリルジメチルアミンオキシド、ミリスチルジメチルアミンオキシド、ステアリルジメチルアミンオキシド、ジヒドロキシエチルラウリルアミンオキシド、ポリオキシエチレンヤシ油アルキルジメチルアミンオキシド、ヤシ油アルキルベタイン、ジメチルラウリルベタイン等が挙げられる。
[Amphoionic Surfactant]
Amphoteric surfactants include alkylbetaines, alkylamine oxides, phosphatidylcholines and the like. For example, laurylaminopropionate, lauryldimethylbetaine, stearyldimethylbetaine, lauryldihydroxyethylbetaine, lauryldimethylamine oxide, myristyldimethylamine oxide, stearyldimethylamine oxide, dihydroxyethyllaurylamine oxide, polyoxyethylene coconut alkyldimethylamine. oxide, coconut oil alkylbetaine, dimethyllaurylbetaine and the like.
[防腐防黴剤]
防腐防黴剤は、例えば、デヒドロ酢酸ナトリウム、ソルビン酸ナトリウム、2-ピリジンチオール-1-オキサイドナトリウム、安息香酸ナトリウム、ペンタクロロフェノールナトリウム、メチルイソチアゾリノン、ベンズイソチアゾリノン等が挙げられる。
[Preservative and antifungal agent]
Examples of antiseptic and antifungal agents include sodium dehydroacetate, sodium sorbate, sodium 2-pyridinethiol-1-oxide, sodium benzoate, sodium pentachlorophenol, methylisothiazolinone, and benzisothiazolinone.
[キレート化剤]
キレート化剤は、例えば、エチレンジアミン四酢酸ナトリウム、ニトリロ三酢酸ナトリウム、ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸ナトリウム、ジエチレントリアミン五酢酸ナトリウム、ウラミル二酢酸ナトリウム等が挙げられる。
[Chelating agent]
Chelating agents include, for example, sodium ethylenediaminetetraacetate, sodium nitrilotriacetate, sodium hydroxyethylethylenediaminetriacetate, sodium diethylenetriaminepentaacetate, sodium uramil diacetate and the like.
[防錆剤]
防錆剤は、例えば、酸性亜硫酸塩、チオ硫酸ナトリウム、チオジグリコール酸アンモン、ジイソプロピルアンモニウムニトライト、四硝酸ペンタエリスリトール、ジシクロヘキシルアンモニウムニトライト、ベンゾトリアゾール等が挙げられる。
[anti-rust]
Rust inhibitors include, for example, acid sulfite, sodium thiosulfate, ammonium thiodiglycolate, diisopropylammonium nitrite, pentaerythritol tetranitrate, dicyclohexylammonium nitrite, benzotriazole and the like.
[酸化防止剤]
酸化防止剤は、例えば、フェノール系酸化防止剤(ヒンダードフェノール系酸化防止剤を含む)、アミン系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤、リン系酸化防止剤等が挙げられる。
フェノール系酸化防止剤は、例えば、ブチル化ヒドロキシアニソール、2,6-ジ-tert-ブチル-4-エチルフェノール、ステアリル-β-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート、2,2-メチレンビス(4-メチル-6-tert-ブチルフェノール)、2,2-メチレンビス(4-エチル-6-tert-ブチルフェノール)、4,4-ブチリデンビス(3-メチル-6-tert-ブチルフェノール)、3,9-ビス[1,1-ジメチル-2-[β-(3-tert-ブチル-4-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)プロピオニルオキシ]エチル]2,4,8,10-テトライキサスピロ[5,5]ウンデカン、1,1,3-トリス(2-メチル-4-ヒドロキシ-5-tert-ブチルフェニル)ブタン、1,3,5-トリメチル-2,4,6-トリス(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)ベンゼン、テトラキス[メチレン-3-(3’,5’-ジ-tert-ブチル-4’-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン等が挙げられる。
アミン系酸化防止剤は、例えば、フェニル-β-ナフチルアミン、α-ナフチルアミン、N,N-ジ-sec-ブチル-p-フェニレンジアミン、フェノチアジン、N,N-ジフェニル-p-フェニレンジアミン、2,6-ジ-tert-ブチル-p-クレゾール、2,6-ジ-tert-ブチルフェノール、2,4-ジメチル-6-tert-ブチル-フェノール、ブチルヒドロキシアニソール、2,2-メチレンビス(4-メチル-6-tert-ブチルフェノール)、4,4-ブチリデンビス(3-メチル-6-tert-ブチルフェノール)、4,4-チオビス(3-メチル-6-tert-ブチルフェノール)、テトラキス[メチレン-3(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ジヒドロキフェニル)プロピオネート]メタン、1,1,3-トリス(2-メチル-4-ヒドロキシ-5-tert-ブチルフェニル)ブタン等が挙げられる。
硫黄系酸化防止剤は、例えば、ジラウリル3,3-チオジプロピオネート、ジステアリルチオジプロピオネート、ラウリルステアリルチオジプロピオネート、ジミリスチル-3,3-チオジプロピオネート、ジステアリル-β,β-チオジプロピオネート、2-メルカプトベンゾイミダゾール、ジラウリルサルファイド等が挙げられる。
リン系酸化防止剤は、トリフェニルフォスファイト、オクタデシルフォスファイト、トリイソデシルフォスファイト、トリラウリルトリチオフォスファイト、トリノニルフェニルフォスファイト等が挙げられる。
[Antioxidant]
Antioxidants include, for example, phenol antioxidants (including hindered phenol antioxidants), amine antioxidants, sulfur antioxidants, phosphorus antioxidants, and the like.
Phenolic antioxidants include, for example, butylated hydroxyanisole, 2,6-di-tert-butyl-4-ethylphenol, stearyl-β-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate , 2,2-methylenebis(4-methyl-6-tert-butylphenol), 2,2-methylenebis(4-ethyl-6-tert-butylphenol), 4,4-butylidenebis(3-methyl-6-tert-butylphenol ), 3,9-bis[1,1-dimethyl-2-[β-(3-tert-butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl)propionyloxy]ethyl]2,4,8,10-tetraiki Suspiro[5,5]undecane, 1,1,3-tris(2-methyl-4-hydroxy-5-tert-butylphenyl)butane, 1,3,5-trimethyl-2,4,6-tris ( 3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl)benzene, tetrakis[methylene-3-(3′,5′-di-tert-butyl-4′-hydroxyphenyl)propionate]methane and the like.
Amine antioxidants include, for example, phenyl-β-naphthylamine, α-naphthylamine, N,N-di-sec-butyl-p-phenylenediamine, phenothiazine, N,N-diphenyl-p-phenylenediamine, 2,6 -di-tert-butyl-p-cresol, 2,6-di-tert-butylphenol, 2,4-dimethyl-6-tert-butyl-phenol, butylhydroxyanisole, 2,2-methylenebis(4-methyl-6 -tert-butylphenol), 4,4-butylidenebis(3-methyl-6-tert-butylphenol), 4,4-thiobis(3-methyl-6-tert-butylphenol), tetrakis[methylene-3(3,5- di-tert-butyl-4-dihydroxyphenyl)propionate]methane, 1,1,3-tris(2-methyl-4-hydroxy-5-tert-butylphenyl)butane and the like.
Sulfur antioxidants include, for example, dilauryl 3,3-thiodipropionate, distearyl thiodipropionate, lauryl stearyl thiodipropionate, dimyristyl-3,3-thiodipropionate, distearyl-β,β -thiodipropionate, 2-mercaptobenzimidazole, dilauryl sulfide and the like.
Phosphorus antioxidants include triphenylphosphite, octadecylphosphite, triisodecylphosphite, trilauryltrithiophosphite, trinonylphenylphosphite and the like.
[紫外線吸収剤]
紫外線吸収剤は、例えば、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、サリチレート系紫外線吸収剤、シアノアクリレート系紫外線吸収剤、ニッケル錯塩系紫外線吸収剤等が挙げられる。
ベンゾフェノン系紫外線吸収剤は、例えば、2-ヒドロキシ-4-n-オクトキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-n-ドデシルオキシベンゾフェノン、2,4-ジヒドロキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-メトキシベンゾフェノン、2,2,4,4-テトラヒドロキシベンゾフェノン等が挙げられる。
ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤は、例えば、2-(2’-ヒドロキシ-5’-tert-オクチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2’-ヒドロキシ-5’-メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2’-ヒドロキシ-4’-オクトキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2’-ヒドロキシ-3’-tert-ブチル-5’-メチルフェニル)-5-クロロベンゾトリアゾール等が挙げられる。
サリチレート系紫外線吸収剤は、例えば、フェニルサリチレート、p-tert-ブチルフェニルサリチレート、p-オクチルフェニルサリチレート等が挙げられる。
シアノアクリレート系紫外線吸収剤は、例えば、エチル-2-シアノ-3,3’-ジフェニルアクリレート、メチル-2-シアノ-3-メチル-3-(p-メトキシフェニル)アクリレート、ブチル-2-シアノ-3-メチル-3-(p-メトキシフェニル)アクリレート等が挙げられる。
ニッケル錯塩系紫外線吸収剤は、例えば、ニッケルビス(オクチルフェニル) サルファイド、2,2-チオビス(4-tert-オクチルフェレート)-n-ブチルアミンニッケル(II)、2,2-チオビス(4-tert-オクチルフェレート)-2-エチルヘキシルアミンニッケル(II)、2,2-チオビス(4-tert-オクチルフェレート)トリエタノールアミンニッケル(II)等が挙げられる。
[Ultraviolet absorber]
Examples of the ultraviolet absorber include benzophenone-based ultraviolet absorbers, benzotriazole-based ultraviolet absorbers, salicylate-based ultraviolet absorbers, cyanoacrylate-based ultraviolet absorbers, and nickel complex salt-based ultraviolet absorbers.
Benzophenone UV absorbers include, for example, 2-hydroxy-4-n-octoxybenzophenone, 2-hydroxy-4-n-dodecyloxybenzophenone, 2,4-dihydroxybenzophenone, 2-hydroxy-4-methoxybenzophenone, 2 , 2,4,4-tetrahydroxybenzophenone and the like.
Benzotriazole-based UV absorbers include, for example, 2-(2′-hydroxy-5′-tert-octylphenyl)benzotriazole, 2-(2′-hydroxy-5′-methylphenyl)benzotriazole, 2-(2 '-hydroxy-4'-octoxyphenyl)benzotriazole, 2-(2'-hydroxy-3'-tert-butyl-5'-methylphenyl)-5-chlorobenzotriazole and the like.
Salicylate-based ultraviolet absorbers include, for example, phenyl salicylate, p-tert-butylphenyl salicylate, p-octylphenyl salicylate and the like.
Cyanoacrylate UV absorbers include, for example, ethyl-2-cyano-3,3'-diphenyl acrylate, methyl-2-cyano-3-methyl-3-(p-methoxyphenyl) acrylate, butyl-2-cyano- 3-methyl-3-(p-methoxyphenyl)acrylate and the like.
Examples of nickel complex ultraviolet absorbers include nickel bis(octylphenyl) sulfide, 2,2-thiobis(4-tert-octylferrate)-n-butylamine nickel (II), 2,2-thiobis(4-tert -octylferrate)-2-ethylhexylamine nickel (II), 2,2-thiobis(4-tert-octylferrate)triethanolamine nickel (II), and the like.
[色素誘導体]
本発明の水系顔料分散体は、必要に応じて色素誘導体を添加することができる。
[Dye derivative]
A dye derivative can be added to the aqueous pigment dispersion of the present invention, if necessary.
色素誘導体は、有機色素残基に酸性基、塩基性基、中性基などを有する化合物である。色素誘導体は、例えば、スルホ基、カルボキシ基、リン酸基などの酸性置換基を有する化合物及びこれらのアミン塩や、スルホンアミド基や末端に3級アミノ基などの塩基性置換基を有する化合物、フェニル基やフタルイミドアルキル基などの中性置換基を有する化合物が挙げられる。
有機色素は、例えばジケトピロロピロール系顔料、アントラキノン系顔料、キナクリドン系顔料、ジオキサジン系顔料、ペリノン系顔料、ペリレン系顔料、チアジンインジゴ系顔料、トリアジン系顔料、ベンズイミダゾロン系顔料、ベンゾイソインドール等のインドール系顔料、イソインドリン系顔料、イソインドリノン系顔料、キノフタロン系顔料、ナフトール系顔料、スレン系顔料、金属錯体系顔料、アゾ、ジスアゾ、ポリアゾ等のアゾ系顔料、等が挙げられる。
A dye derivative is a compound having an acidic group, a basic group, a neutral group, or the like in an organic dye residue. Dye derivatives include, for example, compounds having an acidic substituent such as a sulfo group, a carboxy group, and a phosphoric acid group, amine salts thereof, compounds having a basic substituent such as a sulfonamide group or a terminal tertiary amino group A compound having a neutral substituent such as a phenyl group or a phthalimidoalkyl group can be mentioned.
Organic dyes include, for example, diketopyrrolopyrrole pigments, anthraquinone pigments, quinacridone pigments, dioxazine pigments, perinone pigments, perylene pigments, thiazineindigo pigments, triazine pigments, benzimidazolone pigments, benzoiso Indole pigments such as indole, isoindoline pigments, isoindolinone pigments, quinophthalone pigments, naphthol pigments, threne pigments, metal complex pigments, azo pigments such as azo, disazo and polyazo. .
その他添加剤は、それぞれ単独または2種以上を併用して使用できる。 Other additives can be used alone or in combination of two or more.
<水系着色剤分散体の製造>
本発明の水系着色剤分散体の製造方法は、以下の工程を有することが好ましい。
工程I:樹脂(B)および樹脂(C)を、着色剤(A)粒子の表面に被覆する工程
工程II:水系媒体(E)を加え、混合・撹拌する工程
<Production of water-based colorant dispersion>
The method for producing an aqueous colorant dispersion of the present invention preferably includes the following steps.
Step I: Step of coating resin (B) and resin (C) on the surface of colorant (A) particles Step II: Step of adding aqueous medium (E) and mixing and stirring
[工程I]
樹脂(B)および樹脂(C)を、着色剤(A)粒子の表面に被覆する工程としては、従来公知の製造方法を採用することができるが、中でも着色剤(A)により強固に樹脂(B)および樹脂(C)を被覆することができるソルトミリング法が好ましい。
[Process I]
As the step of coating the surface of the colorant (A) particles with the resin (B) and the resin (C), a conventionally known production method can be employed. A salt milling method is preferred, which allows coating of B) and resin (C).
〔ソルトミリング法〕
ソルトミリング法は、以下の工程を有することが好ましい。
工程I-1:着色剤(A)、樹脂(B)および樹脂(C)に、少なくとも水溶性無機塩と水溶性有機溶剤を加えて摩砕混練する工程
工程I-2:水溶性無機塩および水溶性有機溶剤を除去する工程
[Salt milling method]
The salt milling method preferably has the following steps.
Step I-1: A step of adding at least a water-soluble inorganic salt and a water-soluble organic solvent to the colorant (A), the resin (B) and the resin (C), and grinding and kneading Step I-2: a water-soluble inorganic salt and Process for removing water-soluble organic solvent
前記製造方法は、着色剤が有機顔料の場合、特に有効である。 The manufacturing method is particularly effective when the colorant is an organic pigment.
まず、着色剤(A)、樹脂(B)および樹脂(C)、水溶性無機塩および水溶性有機溶剤を混練機で混合する工程(ソルトミリング処理)を行い(工程I-1)、水溶性無機塩および水溶性有機溶剤を洗浄して除去する工程(洗浄処理)を行うことが好ましい(工程I-2)。 First, a step of mixing the colorant (A), the resin (B) and the resin (C), the water-soluble inorganic salt and the water-soluble organic solvent with a kneader (salt milling treatment) is performed (step I-1), and the water-soluble It is preferable to carry out a step of washing to remove the inorganic salt and the water-soluble organic solvent (washing treatment) (step I-2).
ソルトミリング処理とは、顔料と水溶性無機塩と水溶性有機溶剤との混合物を、例えばニーダー、トリミックス、2本ロールミル、3本ロールミル、ボールミル、アトライター、サンドミル、または、プラネタリー型ミキサー等のバッチ式又は連続式混練機を用いて、加熱しながら機械的に混練した後、水洗により水溶性無機塩と水溶性有機溶剤を除去する処理である。水溶性無機塩は破砕助剤として働くものであり、水溶性有機溶剤は粒子成長剤として働くものである。ソルトミリング時に無機塩の硬度の高さを利用して顔料の一次粒子が破砕される。また、顔料は水溶性有機溶剤と接触することで一次粒子が成長する。顔料をソルトミリング処理する際の条件を最適化することにより、この破砕と成長が繰り返され、一次粒子径が非常に微細であり、また、分布の幅がせまく、シャープな粒度分布をもつ顔料を得ることができる。また、一次粒子形状も、一次粒子の全方位から均一に破砕と成長が繰り返されるため、扁平な粒子形状にはならず、真球に近い一次粒子が得られる。 The salt milling treatment is a mixture of a pigment, a water-soluble inorganic salt, and a water-soluble organic solvent, for example, a kneader, a trimix, a two-roll mill, a three-roll mill, a ball mill, an attritor, a sand mill, or a planetary mixer. After mechanically kneading with heating using a batch or continuous kneader, the mixture is washed with water to remove water-soluble inorganic salts and water-soluble organic solvents. The water-soluble inorganic salt acts as a grinding aid and the water-soluble organic solvent acts as a particle growth agent. During salt milling, the high hardness of the inorganic salt is used to crush the primary particles of the pigment. Also, the primary particles of the pigment grow when it comes into contact with a water-soluble organic solvent. By optimizing the conditions for the salt milling process of the pigment, this crushing and growth are repeated, resulting in a pigment with an extremely fine primary particle size and a narrow distribution width, with a sharp particle size distribution. Obtainable. In addition, as for the shape of the primary particles, since the crushing and growth of the primary particles are repeated uniformly from all directions, the primary particles do not have a flat particle shape and are nearly spherical.
ソルトミリングの際の混練温度は、-10℃~300℃が好ましく、30℃~90℃がより好ましい。適切な温度でソルトミリングを行う事により、着色剤(A)の一次粒子が微細化され、および樹脂(B)または樹脂(C)が着色剤粒子を被覆することができる。 The kneading temperature during salt milling is preferably -10°C to 300°C, more preferably 30°C to 90°C. By performing salt milling at an appropriate temperature, the primary particles of the colorant (A) can be refined and the resin (B) or resin (C) can coat the colorant particles.
ソルトミリングの際の混練時間は、0.1~100時間が好ましく、3~24時間がより好ましい。適切な混練時間でソルトミリングを行う事により、顔料の一次粒子が微細化され、および樹脂(B)または樹脂(C)が着色剤(A)粒子を被覆することができる。混練時に掛かる負荷を表す瞬時電力は、混練機の混練速度や、着色剤(A)、水溶性無機塩、水溶性有機溶剤の混合物の粘度等を調整することで任意に設定できる。なお、樹脂(B)や樹脂(C)の一部が遊離樹脂として存在する場合がある。遊離樹脂は、樹脂(B)や樹脂(C)の合計中、0.01~30質量%程度である。 The kneading time during salt milling is preferably 0.1 to 100 hours, more preferably 3 to 24 hours. By performing salt milling for an appropriate kneading time, the primary particles of the pigment can be made finer, and the resin (B) or resin (C) can coat the colorant (A) particles. The instantaneous electric power representing the load applied during kneading can be arbitrarily set by adjusting the kneading speed of the kneader, the viscosity of the mixture of the coloring agent (A), the water-soluble inorganic salt, and the water-soluble organic solvent. Part of resin (B) and resin (C) may exist as free resin. The amount of free resin is about 0.01 to 30% by mass based on the total amount of resin (B) and resin (C).
〔水溶性無機塩〕
水溶性無機塩は、例えば、塩化ナトリウム、塩化バリウム、塩化カリウム、硫酸ナトリウム等が挙げられる。価格の点から塩化ナトリウム(食塩)が好ましい。水溶性無機塩(X)の使用量は、処理効率と生産効率の両面から、顔料100質量部に対し、50~2,000質量部が好ましく、300~1,000質量部がより好ましい。水溶性無機塩の粒子径は、0.001~100μmが好ましく、0.1~10μmがより好ましい。なお、工業的に用いられる塩化ナトリウムは海水などの天然物から製造される事があるため、塩化カリウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム等の不純物を0.01~30質量%程度含んでいても良い。
[Water-soluble inorganic salt]
Examples of water-soluble inorganic salts include sodium chloride, barium chloride, potassium chloride, sodium sulfate and the like. Sodium chloride (salt) is preferred from the point of view of price. The amount of the water-soluble inorganic salt (X) to be used is preferably 50 to 2,000 parts by mass, more preferably 300 to 1,000 parts by mass, based on 100 parts by mass of the pigment, in terms of both processing efficiency and production efficiency. The particle size of the water-soluble inorganic salt is preferably 0.001-100 μm, more preferably 0.1-10 μm. In addition, since sodium chloride used industrially is sometimes produced from natural products such as seawater, impurities such as potassium chloride, calcium chloride, magnesium chloride, calcium sulfate, magnesium sulfate, etc. May contain.
〔水溶性有機溶剤〕
水溶性有機溶剤は、上段で説明した多価アルコール類が好ましい。水溶性有機溶剤の使用量は、顔料100質量部に対し5~1,000質量部が好ましく、50~500質量部がより好ましい。水溶性有機溶剤の使用量を適切に選択することで、混練物をソルトミリング処理に適した粘度にすることができる。
[Water-soluble organic solvent]
The water-soluble organic solvent is preferably the polyhydric alcohols described above. The amount of the water-soluble organic solvent used is preferably 5 to 1,000 parts by mass, more preferably 50 to 500 parts by mass, based on 100 parts by mass of the pigment. By appropriately selecting the amount of the water-soluble organic solvent used, the kneaded material can be made to have a viscosity suitable for the salt milling treatment.
洗浄処理は、摩砕混練機から着色剤(A)と、樹脂(B)または樹脂(C)と、水溶性無機塩と、水溶性有機溶剤とを含む混合物を取り出し、溶媒を投入して撹拌を行い、懸濁液を得る。加える溶媒の種類は、水溶性無機塩と水溶性有機溶剤を溶解することができれば、特に限定されるものではないが、水道水、塩酸水溶液などの酸水溶液、イオン交換水が好ましい。加える溶媒の分量は、懸濁液を得るのに充分な量であればよく、特に限定されない。例えば、10~10,000倍の質量の溶媒を加えて混合撹拌する。必要に応じて加温してもよい。このときの混合撹拌条件は特に限定されないが、温度5~100℃で行うことが好ましい。続いて、ろ過等の操作によりろ液を除去することで、混練機で用いた水溶性無機塩及び水溶性有機溶剤を除去することができ、着色剤(A)、および樹脂(B)または樹脂(C)を含む顔料組成物を得ることができる。 In the washing treatment, a mixture containing the coloring agent (A), the resin (B) or the resin (C), the water-soluble inorganic salt, and the water-soluble organic solvent is taken out from the grinding kneader, the solvent is added, and the mixture is stirred. to obtain a suspension. The type of solvent to be added is not particularly limited as long as it can dissolve the water-soluble inorganic salt and the water-soluble organic solvent, but tap water, acid aqueous solution such as hydrochloric acid aqueous solution, and ion-exchanged water are preferable. The amount of solvent to be added is not particularly limited as long as it is sufficient to obtain a suspension. For example, 10 to 10,000 times the mass of the solvent is added and mixed with stirring. It may be warmed if necessary. The mixing and stirring conditions at this time are not particularly limited, but the temperature is preferably 5 to 100°C. Subsequently, by removing the filtrate by an operation such as filtration, the water-soluble inorganic salt and water-soluble organic solvent used in the kneader can be removed, and the coloring agent (A) and the resin (B) or resin A pigment composition containing (C) can be obtained.
洗浄処理後、溶媒を除去する工程を行ってもよい。好適な方法は、例えば、乾燥処理を行う方法を挙げることができる。乾燥条件は、例えば、常圧下、80~120℃の範囲で12~48時間程度の乾燥を行う方法、減圧下、-180~80℃ の範囲で12~60時間程度の乾燥を行う方法等が挙げられる。乾燥処理は特に限定されないが、スプレードライ装置を利用する方法も挙げられる。乾燥処理と同時もしくは乾燥処理後に粉砕処理を行ってもよい。 After the washing treatment, a step of removing the solvent may be performed. Suitable methods include, for example, a method of performing a drying treatment. Drying conditions include, for example, a method of drying under normal pressure in the range of 80 to 120°C for about 12 to 48 hours, and a method of drying in the range of -180 to 80°C under reduced pressure for about 12 to 60 hours. mentioned. Although the drying treatment is not particularly limited, a method using a spray drying device is also included. The pulverization treatment may be performed simultaneously with the drying treatment or after the drying treatment.
着色剤(A)の平均一次粒子径としては、ソルトミリング前の着色剤の平均一次粒子径は10nm~10,000nm程度が好ましく、ソルトミリング後の着色剤の平均一次粒子径は5nm~200nm程度が好ましく、ソルトミリング前の着色剤の平均一次粒子径>ソルトミリング後の着色剤の平均一次粒子径となる事が好ましい。平均一次粒子径が小さくなる事で着色力や透明性が向上するため好ましい。平均一次粒子径は、透過型電子顕微鏡にて倍率10,000倍で撮影した複数枚の写真より抽出した顔料の一次粒子100個について、一次粒子の長径を算術平均することにより求めることができる。一次粒子の長径を短径で除したアスペクト比は、1.0~5.0が好ましく、1.0~3.0がより好ましい。インクジェットインクとして用いる場合、ソルトミリング後の平均一次粒子径は100nm以下、好ましくは60nm以下とすることが好ましい。 As for the average primary particle size of the colorant (A), the average primary particle size of the colorant before salt milling is preferably about 10 nm to 10,000 nm, and the average primary particle size of the colorant after salt milling is about 5 nm to 200 nm. It is preferable that the average primary particle size of the colorant before salt milling>the average primary particle size of the colorant after salt milling. A smaller average primary particle size is preferable because it improves coloring power and transparency. The average primary particle size can be determined by arithmetically averaging the major diameters of 100 pigment primary particles extracted from a plurality of photographs taken with a transmission electron microscope at a magnification of 10,000. The aspect ratio obtained by dividing the major axis by the minor axis of the primary particles is preferably 1.0 to 5.0, more preferably 1.0 to 3.0. When used as an inkjet ink, the average primary particle size after salt milling is preferably 100 nm or less, preferably 60 nm or less.
[工程II]
次いで、洗浄処理後の着色剤組成物に対し、溶媒(E)および塩基性化合物(D)を添加し、必要に応じ加温または冷却しながら混合する工程を行う(工程II)。混合装置は、例えば、ハイスピードミキサー、ホモジナイザー、高圧ホモジナイザー、シルバーソンミキサー、プラネタリーミキサー、トリミックス、ニーダー、エクストルーダー、横型サンドミル、縦型サンドミル又は/及びアニューラ型ビーズミル、ペイントシェイカー、ボールミル、超音波発振子を具備する分散機、高圧分散機、対向衝突型分散機、斜向衝突型分散機、バッチ型ローターステーター、インライン型ローターステーター、2本ロールミル、3本ロールミル等が挙げられる。これらの工程により、顔料粒子の凝集が一次粒子レベルにまで解砕され、水系着色剤分散体を作製できる。
[Step II]
Next, a step of adding the solvent (E) and the basic compound (D) to the washed colorant composition and mixing the mixture while heating or cooling as necessary (step II). Mixing devices include, for example, high-speed mixers, homogenizers, high-pressure homogenizers, Silverson mixers, planetary mixers, trimixes, kneaders, extruders, horizontal sand mills, vertical sand mills or/and annular bead mills, paint shakers, ball mills, ultra A disperser equipped with a sonic oscillator, a high-pressure disperser, an opposing impingement disperser, an oblique impingement disperser, a batch rotor-stator, an in-line rotor-stator, a two-roll mill, a three-roll mill, and the like. Through these steps, aggregates of pigment particles are crushed to the level of primary particles, and an aqueous colorant dispersion can be produced.
混合装置は、例えば、パウレック社製マイクロフルイダイザー(インターアクションチャンバー:Zタイプ、Yタイプ)、スギノマシン社製スターバースト(チャンバー形状:斜向衝突チャンバー、ボール衝突チャンバー、分離チャンバー、シングルノズルチャンバー、スリット式チャンバー、循環冷却式チャンバー、多液噴射反応チャンバー)、アシザワ・ファインテック社製スターミルLMZ(ビーズミル)、浅田鉄工社製ピコミル、シルバーソン社製インライン型ハイシアミキサー(ローターステーター)、シルバーソン社製バッチミキサー(ローターステーター)などが挙げられ、求める物性に応じ適宜選定できる。 Mixing devices include, for example, Powrex Microfluidizer (interaction chamber: Z type, Y type), Sugino Machine Star Burst (chamber shape: oblique collision chamber, ball collision chamber, separation chamber, single nozzle chamber, Slit type chamber, circulating cooling type chamber, multi-liquid injection reaction chamber), Ashizawa Finetech Starmill LMZ (bead mill), Asada Iron Works Pikomill, Silverson in-line high shear mixer (rotor stator), Silverson A batch mixer (rotor stator) manufactured by Co., Ltd., etc., can be appropriately selected according to the desired physical properties.
工程IIは、複数の装置を組み合わせて処理しても良い。複数の装置を用いることにより、粗大粒子個数が低減し、よりシャープな粒度分布を有するインクが得られるため好ましい。例えば、以下の組み合わせが好ましい。
・シルバーソン社製インライン型ハイシアミキサー(ローターステーター)を用いて混合し、スギノマシン社製スターバースト(斜向衝突チャンバー)を用いてさらに混合する方法。
・シルバーソン社製バッチミキサー(ローターステーター)を用いて混合し、スギノマシン社製スターバースト(斜向衝突チャンバー)を用いてさらに混合する方法、
・アシザワ・ファインテック社製スターミルLMZ(ビーズミル)を用いて混合し、スギノマシン社製スターバースト(斜向衝突チャンバー)を用いてさらに混合する方法。
・スギノマシン社製スターバースト(斜向衝突チャンバー)を用いて混合し、アシザワ・ファインテック社製スターミルLMZ(ビーズミル)を用いてさらに混合する方法。
Process II may be processed by combining a plurality of devices. It is preferable to use a plurality of devices because the number of coarse particles can be reduced and an ink having a sharper particle size distribution can be obtained. For example, the following combinations are preferred.
- A method of mixing using an in-line high shear mixer (rotor stator) manufactured by Silverson, and further mixing using a starburst (oblique collision chamber) manufactured by Sugino Machine.
・A method of mixing using a batch mixer (rotor stator) manufactured by Silverson and further mixing using a starburst (oblique collision chamber) manufactured by Sugino Machine,
- A method of mixing using Starmill LMZ (bead mill) manufactured by Ashizawa Finetech, and further mixing using Starburst (oblique collision chamber) manufactured by Sugino Machine.
- A method of mixing using a Star Burst (oblique collision chamber) manufactured by Sugino Machine Co., Ltd. and further mixing using a Star Mill LMZ (bead mill) manufactured by Ashizawa Fine Tech.
工程IIでは、塩基性化合物(D)を添加する事ができる。樹脂(B)および樹脂(C)がカルボキシ基やリン酸基などの酸基含有モノマー単位を有する場合、特に好ましい。塩基性化合物を添加する事で酸基が中和され、電荷反発により分散系が安定化するため好ましい。また、後述する架橋剤(F)との反応性を生じさせることができる場合がある。塩基性化合物は、酸基に対し0.1~2.0当量添加することが好ましく、0.4~1.5当量添加することがより好ましい。 In step II, a basic compound (D) can be added. It is particularly preferred that the resin (B) and the resin (C) have acid group-containing monomer units such as carboxy groups and phosphoric acid groups. Addition of a basic compound neutralizes acid groups and stabilizes the dispersion system by charge repulsion, which is preferable. Moreover, reactivity with a cross-linking agent (F), which will be described later, may be generated in some cases. The basic compound is preferably added in an amount of 0.1 to 2.0 equivalents, more preferably 0.4 to 1.5 equivalents, relative to the acid group.
工程IIでは、前記した架橋剤(F)を添加できる。樹脂(B)および樹脂(C)が架橋剤(F)と反応し得る官能基を有する場合、架橋反応により着色剤粒子表面に強固な三次元構造を形成することで、温度が変動する過酷な環境下においても粘度安定性が向上し、インクジェット記録用インクとした時の吐出安定性が向上するため好ましい。架橋剤(F)を添加する温度は、架橋剤の反応性に応じ任意に選択する事ができる。例えば、架橋剤(F)と樹脂(B)および樹脂(C)との反応温度以下で架橋剤(F)を添加・撹拌してから反応温度以上に昇温する方法、架橋剤(F)と樹脂(B)および樹脂(C)との反応温度以上で架橋剤(F)を添加する方法、などが挙げられる。 In step II, the cross-linking agent (F) described above can be added. When the resin (B) and the resin (C) have a functional group capable of reacting with the cross-linking agent (F), the cross-linking reaction forms a strong three-dimensional structure on the surface of the colorant particles, resulting in severe temperature fluctuations. It is preferable because the viscosity stability is improved even in the environment, and the ejection stability is improved when used as an ink for inkjet recording. The temperature at which the cross-linking agent (F) is added can be arbitrarily selected according to the reactivity of the cross-linking agent. For example, a method of adding and stirring the cross-linking agent (F) at a temperature below the reaction temperature of the cross-linking agent (F) and the resin (B) and the resin (C) and then raising the temperature above the reaction temperature; and a method of adding the cross-linking agent (F) at a reaction temperature of the resin (B) and the resin (C) or higher.
反応終了後に、pHの調整が必要であれば、前記した酸性化合物または塩基性化合物(D)を添加し、目的のpHに調整することができる。酸性化合物の具体例としては、リン酸、塩酸、硫酸、硝酸等の無機酸、酢酸、クエン酸等の有機酸が挙げられる。塩基性化合物の具体例としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の無機塩基、ジメチルアミノエタノール、ジブチルアミノプロパノール、トリエタノールアミン等の有機塩基が挙げられる。樹脂(B)がカルボキシ基やリン酸基などの酸基含有モノマー単位を有する場合、特に好ましい。塩基性化合物を添加する事で酸基が中和され、電荷反発により分散系が安定化するため好ましい。また、不揮発分を調整するため、水系媒体(E)を添加しても良い。 After completion of the reaction, if the pH needs to be adjusted, the above-described acidic compound or basic compound (D) can be added to adjust to the desired pH. Specific examples of the acidic compound include inorganic acids such as phosphoric acid, hydrochloric acid, sulfuric acid and nitric acid, and organic acids such as acetic acid and citric acid. Specific examples of basic compounds include inorganic bases such as sodium hydroxide and potassium hydroxide, and organic bases such as dimethylaminoethanol, dibutylaminopropanol and triethanolamine. It is particularly preferable if the resin (B) has an acid group-containing monomer unit such as a carboxy group or a phosphoric acid group. Addition of a basic compound neutralizes acid groups and stabilizes the dispersion system by charge repulsion, which is preferable. In addition, an aqueous medium (E) may be added in order to adjust the non-volatile content.
pH調整後の水系着色剤分散体のpHは、7~10が好ましく、7.1~9.5がより好ましい。 The pH of the water-based colorant dispersion after pH adjustment is preferably 7 to 10, more preferably 7.1 to 9.5.
得られた水系顔料分散体は、ろ過、遠心分離、マグネットフィルターによる磁性異物の除去、陽イオン交換樹脂・陰イオン交換樹脂・キレート剤等による不純物イオンの除去を行う事が好ましい。ろ過または遠心分離を行う事で粗大粒子を除去する事ができ、マグネットフィルターにより磁性異物が除去され、さらにイオン交換樹脂等によりカルシウムイオンやマグネシウムイオンを始めとする不純物イオンが除去され、インクジェットインクとした時に吐出性が良好となる。ろ過、遠心分離、マグネットフィルターによる磁性異物の除去、イオン交換樹脂等による不純物イオン除去は、従来公知のいずれの方法も採用できるが、例えばろ過ではメンブレンフィルター、デプスフィルター、限外ろ過フィルターなどを採用することができる。フィルターの目開きは、0.1μm~10μmが好ましい。遠心分離では円筒型遠心分離機、バスケット型遠心分離機などを採用することができる。マグネットフィルターでは日本マグネティックス社製高勾配磁選機CS-X、前田シェルサービス社製マグキャッチフィルターMGCF-100、MGCF-125、エイシン社製高効率マグ・フィルター(1.0T~1.35T)、高磁力マグ・フィルター(1.7T)などを採用することができる。不純物イオンの除去は、例えば特開2002-179961号公報、特開2003-277672号公報に記載の方法などを採用することができる。 The obtained water-based pigment dispersion is preferably subjected to filtering, centrifugal separation, removal of magnetic foreign matter by a magnetic filter, and removal of impurity ions by a cation exchange resin, an anion exchange resin, a chelating agent, or the like. Coarse particles can be removed by filtration or centrifugation, magnetic foreign matter is removed by a magnetic filter, and impurity ions such as calcium ions and magnesium ions are removed by an ion exchange resin, etc., making it possible to use it as an inkjet ink. Ejectability is improved when the Filtration, centrifugation, removal of magnetic contaminants by magnetic filters, removal of impurity ions by ion exchange resins, etc., can employ any of the conventionally known methods, but for filtration, membrane filters, depth filters, ultrafiltration filters, etc. can do. The mesh size of the filter is preferably 0.1 μm to 10 μm. A cylindrical centrifuge, a basket-type centrifuge, or the like can be used for centrifugation. Magnet filters include a high-gradient magnetic separator CS-X manufactured by Nippon Magnetics Co., Ltd., a mag catch filter MGCF-100 and MGCF-125 manufactured by Maeda Shell Service Co., Ltd., a high-efficiency mag filter manufactured by Eishin (1.0T to 1.35T), A high magnetic force mag filter (1.7 T) or the like can be employed. Impurity ions can be removed by the methods described in, for example, JP-A-2002-179961 and JP-A-2003-277672.
水系着色剤分散体中に含まれる着色剤(A)の体積平均粒子径D50は、5nm~200nmが好ましい。上記範囲となる事で、水系着色剤分散体中の着色剤(A)は凝集が少なく一次粒子レベルにまで分散されており、着色力や透明性が向上するため好ましい。インク中の着色剤(A)の体積平均粒子径D50は、大塚電子社製FPAR-1000を用いて測定した体積基準の粒子径分布から求められる。インクジェットインクとしては、体積平均粒子径D50は10~150nmが好ましく、30~90nmがより好ましい。 The volume average particle diameter D50 of the colorant (A) contained in the aqueous colorant dispersion is preferably 5 nm to 200 nm. Within the above range, the colorant (A) in the water-based colorant dispersion has less aggregation and is dispersed down to the primary particle level, and coloring power and transparency are improved, which is preferable. The volume-average particle size D50 of the colorant (A) in the ink is obtained from the volume-based particle size distribution measured using FPAR-1000 manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd. As an inkjet ink, the volume average particle diameter D50 is preferably 10 to 150 nm, more preferably 30 to 90 nm.
得られた水系着色剤分散体中に含まれる着色剤(A)を含む粒子の平均円形度は、0.60~1.00程度が好ましい。平均円形度の値が大きくなる事で真球に近い粒子形状となり、インクとした時に着色剤の一次粒子同士の接触が点接触になりやすく、接触面積が低下し、これにより粘度が低下するため好ましい。平均円形度は、透過型電子顕微鏡にて倍率10,000倍で撮影した複数枚の写真より抽出した着色剤の一次粒子100個について、一次粒子の周囲長および面積を算出し、以下の式で求めた円形度を算術平均することにより求めることができる。なお、平均円形度は顔料粒子を上から見た時の形状を表すため、着色剤粒子の三次元形状を直接観測していないが、測定時に顔料粒子は様々な方向を向いており、また前記した通りソルトミリング製法は顔料粒子が全方位から均一に破砕と成長が繰り返されるため、扁平な粒子形状にはならず、真球に近い一次粒子が得られるため、着色剤粒子100個の算術平均とすることで、顔料粒子の三次元形状を近似的に求める事ができる。
円形度=4π×(面積)÷(周囲長)^2
The average circularity of the particles containing the colorant (A) contained in the resulting aqueous colorant dispersion is preferably about 0.60 to 1.00. When the average circularity value increases, the particle shape becomes almost spherical, and when the ink is made into ink, the contact between the primary particles of the colorant tends to be point contact, and the contact area decreases, which reduces the viscosity. preferable. The average circularity is obtained by calculating the peripheral length and area of the primary particles of 100 primary particles of the colorant extracted from a plurality of photographs taken with a transmission electron microscope at a magnification of 10,000, and using the following formula. It can be obtained by arithmetically averaging the obtained circularity. Since the average circularity represents the shape of the pigment particles when viewed from above, the three-dimensional shape of the colorant particles is not directly observed. As described above, in the salt milling method, the pigment particles are uniformly crushed and grown repeatedly from all directions, so the primary particles are not flattened and are nearly spherical, so the arithmetic average of 100 colorant particles is By doing so, the three-dimensional shape of the pigment particles can be obtained approximately.
Circularity = 4π × (area) ÷ (perimeter) ^ 2
また、上記した製造方法以外にも、特開2020-143201号公報の明細書[0025]から[0029]に記載された転相乳化法、特開2018-028080号公報の明細書[0034]から[0048]に記載されたソルトミリング工程を経由しない分散処理法、特開2020-015893号公報の明細書[0119]に記載された水溶性無機塩を使用しない混練法などにより、着色剤(A)に、樹脂(B)および樹脂(C)を被覆することができる。 In addition to the above-described production method, the phase inversion emulsification method described in [0025] to [0029] of JP-A-2020-143201, and the specification [0034] of JP-A-2018-028080 Colorant (A ) can be coated with resin (B) and resin (C).
<その他添加剤>
本発明の水系着色剤分散体は、前記の添加剤を含有できる。添加剤は、例えば、塩基性化合物、界面活性剤、防腐防黴剤、キレート化剤、防錆剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、酸素吸収剤、光安定化剤等が挙げられる。
<Other additives>
The water-based colorant dispersion of the present invention can contain the additives described above. Examples of additives include basic compounds, surfactants, antiseptic and antifungal agents, chelating agents, rust inhibitors, antioxidants, ultraviolet absorbers, oxygen absorbers, light stabilizers and the like.
<組成物の用途>
本発明の水系着色剤分散体は、インクや導電材組成物等に使用することが好ましい。インクは、活版印刷、フレキソ印刷等に用いる凸版印刷用インク、グラビア印刷等に用いる凹版印刷用インク、オフセット印刷等に用いる平版印刷用インク、スクリーン印刷等に用いる孔版印刷用インク、インクジェット印刷、静電荷現像トナー印刷に用いるオンデマンド印刷用インク等が挙げられる。導電材組成物は、リチウムイオン電池等の二次電池用電極部材等が挙げられる。その他、建材や自動車用などの塗料、筆記具用インク、カラーフィルター、固体撮像素子、LIDAR等のセンサー等の用途が挙げられる。
これらの中でも、インクジェット印刷に用いるインクジェット記録用インクが好ましい。
<Application of composition>
The water-based colorant dispersion of the present invention is preferably used for inks, conductive material compositions, and the like. Inks include letterpress printing inks used in letterpress printing, flexo printing, etc., intaglio printing inks used in gravure printing, etc., lithographic printing inks used in offset printing, etc., stencil printing inks used in screen printing, etc., inkjet printing, static Ink for on-demand printing used for charge development toner printing, and the like. Examples of the conductive material composition include electrode members for secondary batteries such as lithium ion batteries. Other applications include paints for building materials and automobiles, inks for writing instruments, color filters, solid-state imaging devices, and sensors such as LIDAR.
Among these, the ink for inkjet recording used for inkjet printing is preferable.
<インクジェット記録用インク>
本発明のインクジェット記録用インクは、水系着色剤分散体を含有する。インクジェット記録用インクは、任意成分として、水と混和する水溶性有機溶剤を含有できる。水溶性有機溶剤は、既に説明した水系媒体を使用できる。これらの中でも多価アルコールまたは多価アルコールアルキルエーテルが好ましい。これらの溶剤は基材への浸透が非常に速く、コート紙、アート紙といった低吸液性基材に対しても、浸透が速い。そのため、印刷時の乾燥が速く、正確な印字を実現することができる。また、沸点が高いため、湿潤剤としての働きは十分である。
<Ink for inkjet recording>
The inkjet recording ink of the present invention contains an aqueous colorant dispersion. The ink for inkjet recording can contain a water-soluble organic solvent that is miscible with water as an optional component. As the water-soluble organic solvent, the water-based medium already described can be used. Among these, polyhydric alcohols or polyhydric alcohol alkyl ethers are preferred. These solvents are very fast in penetrating into the base material, and can also quickly penetrate low liquid-absorbing base materials such as coated paper and art paper. Therefore, it dries quickly during printing, and accurate printing can be achieved. In addition, since it has a high boiling point, it works well as a wetting agent.
水溶性有機溶剤は、単独または2種類以上を併用して使用できる。 A water-soluble organic solvent can be used individually or in combination of 2 or more types.
水溶性有機溶剤の含有量は、インクジェット記録用インク中、3~60質量%が好ましく、3~50質量%がより好ましい。また、水溶性有機溶剤と水の含有量の合計は、インクジェット記録用インク中、10~95質量%が好ましく、30~80質量%がより好ましい。 The content of the water-soluble organic solvent is preferably 3 to 60% by mass, more preferably 3 to 50% by mass, in the ink for inkjet recording. The total content of the water-soluble organic solvent and water is preferably 10 to 95% by mass, more preferably 30 to 80% by mass, in the ink for inkjet recording.
本発明のインクジェット記録用インクは、その他の添加剤として、前記したバインダー樹脂等の添加剤を含有できる。 The ink for inkjet recording of the present invention can contain additives such as the above-described binder resin as other additives.
インクジェット記録用インクは、ろ過、遠心分離、マグネットフィルターによる磁選、陽イオン交換樹脂・陰イオン交換樹脂・キレート剤等による不純物イオンの除去を行うことが好ましい。これによりインクジェットプリンタからの吐出性が良好となる。ろ過、遠心分離、マグネットフィルター、陽イオン交換樹脂・陰イオン交換樹脂・キレート剤等は、既に説明した材料を採用できる。 Impurity ions are preferably removed from the ink for inkjet recording by filtration, centrifugation, magnetic separation using a magnet filter, cation exchange resin, anion exchange resin, chelating agent, or the like. As a result, the ejection property from the ink jet printer is improved. For filtration, centrifugation, magnetic filters, cation exchange resins, anion exchange resins, chelating agents, etc., the materials already described can be used.
インクジェット記録用インクは、各種のインクジェットプリンタに好適に用いることができる。インクジェットプリンタのインク吐出方式は、例えば、荷電制御型、スプレー型等の連続噴射型、ピエゾ方式、サーマル方式、静電吸引方式等が挙げられる。また、インクジェットプリンタの印刷方式は、例えば、インクジェットヘッドを左右に往復させながら基材へ印刷するマルチパス方式(シリアルヘッド方式)、インクジェットヘッドを固定して印刷するシングルパス方式(ラインヘッド方式)等が挙げられる。 The inkjet recording ink can be suitably used for various inkjet printers. Examples of the ink ejection method of an inkjet printer include a charge control method, a continuous ejection method such as a spray method, a piezo method, a thermal method, an electrostatic attraction method, and the like. The printing methods of inkjet printers include, for example, a multi-pass method (serial head method) in which printing is performed on a base material while reciprocating the inkjet head left and right, and a single-pass method (line head method) in which printing is performed with the inkjet head fixed. are mentioned.
<インクセット>
インクジェット記録用インキは、2色以上のインクジェット記録用インクを含むインクセットとすることができる。
具体的には、シアン色インク、マゼンタ色インク、イエロー色インクを含む、3色インクセットが挙げられる。また、これにブラック色を加えた、いわゆる4色プロセスカラーのインクセットや、レッド色インク、オレンジ色インク、グリーン色インク等の特色インクを加え、色再現領域を広げたインクセット等も挙げられる。さらに、下塗り層としてのホワイト色インクや、カルシウムイオン、酸性化合物、ポリマー凝集剤などのインクを凝集させる成分を含む前処理液等とのインクセットも挙げられる。
<Ink set>
The inkjet recording ink can be an ink set containing two or more colors of inkjet recording ink.
Specifically, a three-color ink set including cyan ink, magenta ink, and yellow ink is exemplified. Other examples include a so-called 4-color process color ink set that adds black to this, and an ink set that expands the color reproduction range by adding special color inks such as red ink, orange ink, and green ink. . Furthermore, an ink set with a white ink as an undercoat layer or a pretreatment liquid containing an ink-aggregating component such as calcium ions, an acidic compound, or a polymer aggregating agent may also be used.
<画像形成物>
本発明の画像形成物は、基材、および本発明のインクまたは本発明のインクセットから形成された印刷層を有する。
本発明のインクをインクジェット記録用インク用途に使用してインクジェットプリンタに搭載する場合、例えば、シアンインク、マゼンタインク、イエローインク、ブラックインクとのセットで搭載することができる。これらいわゆるプロセスカラーと呼ばれる4色のインクセットを共に搭載し、各色の印刷量などを調整することで、基材(被印刷物)上に様々な色相の印刷部(画像)を形成できる。また、必要に応じ、レッドインク、グリーンインクなどプロセスカラー以外のインクを搭載することで、より色再現性の高い印刷部(画像)を形成できる。各インクの顔料濃度、粘度、動的粘弾性、表面張力、印刷順番、揮発分の蒸発速度などは設計事項であり、求める特性に応じて適宜調整することができる。画像層の厚さは、0.01μm~1cmが好ましい。また基材への印刷は、基材を水平にして塗工しても良いし、垂直にして塗工しても良い。
<Image formation>
The image-formed article of the present invention has a substrate and a printing layer formed from the ink of the present invention or the ink set of the present invention.
When the ink of the present invention is used as an ink for inkjet recording and installed in an inkjet printer, for example, it can be installed as a set of cyan ink, magenta ink, yellow ink, and black ink. By mounting these 4-color ink sets called process colors together and adjusting the printing amount of each color, printed areas (images) of various hues can be formed on the base material (printing material). In addition, if necessary, inks other than process colors such as red ink and green ink can be loaded to form a printing portion (image) with higher color reproducibility. The pigment concentration, viscosity, dynamic viscoelasticity, surface tension, printing order, evaporation rate of volatile matter, etc. of each ink are design items, and can be appropriately adjusted according to desired characteristics. The thickness of the image layer is preferably 0.01 μm to 1 cm. In printing on the base material, the coating may be performed with the base material horizontal or vertical.
[基材]
本発明のインクは、種々の基材へ印刷できる。基材としては、普通紙、布帛、ニットなどの高吸水性基材、アート紙、コート紙、塩化ビニル、天然皮革、人工皮革、合成皮革、木材、コンクリート、卵殻、錠剤、食品、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルムなどの低吸水性基材、金属(アルミ、ステンレス、銅、ニッケル、チタン等)、ガラスなどの非吸水性基材が挙げられる。基材は、平滑でも良いし、凹凸を有していても良いし、平面でも良いし、曲面でも良い。基材の厚さは、0.01mm~1cmが好ましい。建材などに用いる基材であれば、1cm~1mが好ましい。
[Base material]
The inks of the present invention can be printed on various substrates. Substrates include plain paper, fabric, highly absorbent substrates such as knits, art paper, coated paper, vinyl chloride, natural leather, artificial leather, synthetic leather, wood, concrete, egg shells, tablets, food, polyethylene film, Low water-absorbing substrates such as polypropylene films and polyethylene terephthalate films, and non-water-absorbing substrates such as metals (aluminum, stainless steel, copper, nickel, titanium, etc.) and glass. The substrate may be smooth, uneven, flat, or curved. The thickness of the substrate is preferably 0.01 mm to 1 cm. If it is a base material used for building materials, etc., it is preferably 1 cm to 1 m.
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明は、実施例に限定されない。なお、特に断りのない限り、「部」は質量部であり、「%」は質量%である。また、NVは、不揮発分(NonvolatIle content)を意味する。 EXAMPLES The present invention will be specifically described below by way of examples, but the present invention is not limited to the examples. In addition, "part" is a mass part and "%" is the mass % unless there is particular notice. Also, NV means nonvolatile content.
実施例中の略号や製品名は、以下を意味する。
MALAH:無水マレイン酸
MAA:メタクリル酸
MMA:メタクリル酸メチル
St:スチレン
AS-6:東亞合成社製スチレンマクロマー(数平均分子量6,000)
PEMA:フェノキシエチルメタクリレート
LA:ラウリルアクリレート
VI:ビニルイミダゾール
ライトアクリレート130A:共栄社化学社製メトキシポリエチレングリコールアクリレート
モノマー1:下記式(2)、m=6~14(平均10)、n=0、R=メチル基
モノマー2:下記式(2)、m=0、n=6~14(平均10)、R=メチル基
モノマー3:下記式(2)、m=4~12(平均8)、n=0~6(平均2)、R=メチル基
モノマー4:下記式(2)、m=10~20(平均15)、n=0、R=n-ブチル基
モノマー5:下記式(2)、m=0、n=10~20(平均15)、R=n-ブチル基
モノマー6:下記式(2)、m=0~8(平均3)、n=6~18(平均12)、R=n-ブチル基
モノマー7:下記式(2)、m=15~25(平均20)、n=0、R=n-ヘキシル基
モノマー8:下記式(2)、m=0、n=15~25(平均20)、R=n-ヘキシル基
モノマー9:下記式(2)、m=5~15(平均10)、n=5~10(平均10)、R=n-ヘキシル基
なお、モノマー1~9のC2H4O基(エチレンオキサイド基)と、C3H6O基(プロピレンオキサイド基)の結合順番としては、ランダムで結合していても良く、交互に結合していても良く、C2H4O基とC3H6O基がそれぞれブロック部を形成していても良い。
Abbreviations and product names in the examples mean the following.
MALAH: maleic anhydride MAA: methacrylic acid MMA: methyl methacrylate St: styrene AS-6: Toagosei Co., Ltd. styrene macromer (number average molecular weight 6,000)
PEMA: Phenoxyethyl methacrylate LA: Lauryl acrylate VI: Vinylimidazole light acrylate 130A: Methoxypolyethylene glycol acrylate manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.
Monomer 1: Formula (2) below, m = 6 to 14 (average 10), n = 0, R = methyl group Monomer 2: Formula (2) below, m = 0, n = 6 to 14 (average 10), R = methyl group monomer 3: formula (2) below, m = 4 to 12 (average 8), n = 0 to 6 (average 2), R = methyl group monomer 4: formula (2) below, m = 10 ~ 20 (average 15), n = 0, R = n-butyl group monomer 5: the following formula (2), m = 0, n = 10 to 20 (average 15), R = n-butyl group monomer 6: the following formula (2), m = 0 to 8 (average 3), n = 6 to 18 (average 12), R = n-butyl group monomer 7: the following formula (2), m = 15 to 25 (average 20), n = 0, R = n-hexyl group monomer 8: formula (2) below, m = 0, n = 15 to 25 (average 20), R = n-hexyl group monomer 9: formula (2) below, m = 5 ~15 (average 10), n = 5-10 (average 10), R = n-hexyl group Note that the C 2 H 4 O group (ethylene oxide group) and the C 3 H 6 O group ( The order of bonding of the propylene oxide group) may be random or alternate, and the C 2 H 4 O group and the C 3 H 6 O group each form a block portion. Also good.
式(2)
以下、酸価を有するモノマーは、酸基含有モノマー単位を有している。
エポキシ系架橋剤:ADEKA社製アデカグリシロールED-505(トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンモノグリシジルエーテルの混合物)
MEK:メチルエチルケトン
MeOH:メタノール
IPA:イソプロピルアルコール
樹脂(C-1):NUCERA社製セラマー1608(無水マレイン酸-マレイン酸モノイソプロピルエステル-オレフィン共重合体、酸価160mgKOH/g)
樹脂(C-2): BASFジャパン社製Joncryl611(スチレン-アクリル酸共重合体、酸価53mgKOH/g、Mw8,100、Tg50℃)
樹脂(C-3):BASFジャパン社製Joncryl683(スチレン-アクリル酸共重合体、酸価165mgKOH/g、Mw8,000、Tg75℃)
樹脂(C-4):BASFジャパン社製Joncryl690(スチレン-アクリル酸共重合体、酸価240mgKOH/g、Mw16,500、Tg84℃)
樹脂(C-5):Polyscope Polymers BV社製XIRAN3000P(スチレン-無水マレイン酸共重合体、酸価285mgKOH/g、Mw10,000、Tg125℃)
樹脂(C-6):CrayValley社製SMA3000H(スチレン-マレイン酸共重合体アンモニウム塩水溶液、酸価265~305mgKOH/g、Mw9,500、Tg125℃)
樹脂(C-7):荒川化学社製マルキードNo.32(マレイン化ロジン樹脂、酸価120~140mgKOH/g、軟化点130~140℃)
J-780:BASFジャパン社製Joncryl 780(ポリアクリルエマルジョン、NV48%)
W-5030:三井化学社製タケラックW-5030(ポリウレタンエマルジョン、NV30%)
S-DF110D:エボニックインダストリーズ社製サーフィノールDF110D(アセチレン系界面活性剤)
Proxel GXL:Lonza社製防腐剤(1,2-ベンズイソチアゾリン-3-オン)
PG:プロピレングリコール
BDG:ブチルジグリコール
PB15:3:C.I.ピグメント ブルー15:3(RAMDEV CHEMICAL INDUSTRIES社製Ramafast Blue WP/L-143)
PY74:C.I.ピグメント イエロー74(山陽色素社製FAST YELLOW 7416)
PY12:C.I.ピグメント イエロー12(トーヨーカラー社製LIONOL YELLOW TCH1205)
PY14:C.I.ピグメント イエロー14(DIC社製SYMULER FAST Yellow 4400)
PY138:C.I.ピグメント イエロー138(BASFジャパン社製PalIotol Yellow L0960HD)
PY155:C.I.ピグメント イエロー155(Cappelle PIgments NV社製LYSOPAC YELLOW 5513P)
PY180:C.I.ピグメント イエロー180(クラリアントケミカルズ社製Novoperm Yellow P-HG)
PR122:C.I.ピグメント レッド122(BASFジャパン社製CInquasIa PInk K4410)
PV19:C.I.ピグメント バイオレット19(クラリアントケミカルズ社製Inkjet Magenta E5B02)
PR122+PV19:C.I.ピグメント レッド122とC.I.ピグメント バイオレット19の固溶体(チバ・ジャパン社製クロモフタルジェットマゼンタ2BC)
PR31:C.I.ピグメント レッド31(東京色材工業社製ToshIkI Red 31N)
PR150:C.I.ピグメント レッド150(東京色材工業社製ToshIkI Red 150TR)
PR150+PR31:PR150とPR31の混合物(混合比75:25)
PR254:C.I.ピグメント レッド254(CINIC ChemIcals社製CInIlex DPP Red SR2P)
PG36:C.I.ピグメント グリーン36(トーヨーカラー社製LIONOL GREEN 8390)
PO34:C.I.ピグメント オレンジ34(クラリアントケミカルズ社製Permanent Orange RL01-MX)
PO43:C.I.ピグメント オレンジ43(クラリアントケミカルズ社製PV Fast Orange GRL)
PBk7:C.I.ピグメント ブラック7(オリオン・エンジニアドカーボンズ社製PRINTEX85)
Hereinafter, a monomer having an acid value has an acid group-containing monomer unit.
Epoxy-based cross-linking agent: ADEKA ADEKA GLYCIROL ED-505 (mixture of trimethylolpropane triglycidyl ether, trimethylolpropane diglycidyl ether, and trimethylolpropane monoglycidyl ether)
MEK: methyl ethyl ketone MeOH: methanol IPA: isopropyl alcohol Resin (C-1): Ceramer 1608 manufactured by NUCERA (maleic anhydride-maleic acid monoisopropyl ester-olefin copolymer, acid value 160 mgKOH/g)
Resin (C-2): Joncryl 611 manufactured by BASF Japan (styrene-acrylic acid copolymer, acid value 53 mgKOH/g, Mw 8,100, Tg 50° C.)
Resin (C-3): Joncryl 683 manufactured by BASF Japan (styrene-acrylic acid copolymer, acid value 165 mgKOH/g, Mw 8,000, Tg 75° C.)
Resin (C-4): Joncryl 690 manufactured by BASF Japan (styrene-acrylic acid copolymer, acid value 240 mgKOH/g, Mw 16,500, Tg 84° C.)
Resin (C-5): XIRAN3000P manufactured by Polyscope Polymers BV (styrene-maleic anhydride copolymer, acid value 285 mgKOH/g, Mw 10,000, Tg 125° C.)
Resin (C-6): SMA3000H manufactured by CrayValley (styrene-maleic acid copolymer ammonium salt aqueous solution, acid value 265-305 mgKOH/g, Mw 9,500, Tg 125°C)
Resin (C-7): Marquedo No. manufactured by Arakawa Chemical Co., Ltd. 32 (maleated rosin resin, acid value 120-140 mgKOH/g, softening point 130-140°C)
J-780: Joncryl 780 manufactured by BASF Japan (polyacrylic emulsion, NV48%)
W-5030: Mitsui Chemicals Takelac W-5030 (polyurethane emulsion, NV30%)
S-DF110D: Surfynol DF110D manufactured by Evonik Industries (acetylenic surfactant)
Proxel GXL: Preservative from Lonza (1,2-benzisothiazolin-3-one)
PG: propylene glycol BDG: butyl diglycol PB15:3: C.I. I. Pigment Blue 15:3 (RAMDEV CHEMICAL INDUSTRIES Ramafast Blue WP/L-143)
PY74: C.I. I. Pigment Yellow 74 (FAST YELLOW 7416 manufactured by Sanyo Pigment Co., Ltd.)
PY12: C.I. I. Pigment Yellow 12 (LIONOL YELLOW TCH1205 manufactured by Toyocolor Co., Ltd.)
PY14: C.I. I. Pigment Yellow 14 (DIC SYMULER FAST Yellow 4400)
PY138: C.I. I. Pigment Yellow 138 (BASF Japan PalIotol Yellow L0960HD)
PY155: C.I. I. Pigment Yellow 155 (LYSOPAC YELLOW 5513P manufactured by Cappelle Pigments NV)
PY180: C.I. I. Pigment Yellow 180 (Novoperm Yellow P-HG manufactured by Clariant Chemicals)
PR122: C.I. I. Pigment Red 122 (CInquasIa PInk K4410 manufactured by BASF Japan)
PV19: C.I. I. Pigment Violet 19 (Inkjet Magenta E5B02 manufactured by Clariant Chemicals)
PR122+PV19: C.I. I. Pigment Red 122 and C.I. I. Solid solution of Pigment Violet 19 (Chromophthal Jet Magenta 2BC manufactured by Ciba Japan)
PR31: C.I. I. Pigment Red 31 (ToshIkI Red 31N manufactured by Tokyo Shikizai Kogyo Co., Ltd.)
PR150: C.I. I. Pigment Red 150 (ToshIkI Red 150TR manufactured by Tokyo Shikizai Kogyo Co., Ltd.)
PR150+PR31: mixture of PR150 and PR31 (mixing ratio 75:25)
PR254: C.I. I. Pigment Red 254 (CInIlex DPP Red SR2P manufactured by CINIC ChemIcals)
PG36: C.I. I. Pigment Green 36 (LIONOL GREEN 8390 manufactured by Toyocolor Co., Ltd.)
PO34: C.I. I. Pigment Orange 34 (Permanent Orange RL01-MX manufactured by Clariant Chemicals)
PO43: C.I. I. Pigment Orange 43 (PV Fast Orange GRL manufactured by Clariant Chemicals)
PBk7: C.I. I. Pigment Black 7 (PRINTEX85 manufactured by Orion Engineered Carbons)
物性値は、以下の方法に従って求めた。 Physical properties were determined according to the following methods.
(数平均分子量(Mn))
RI検出器を装備したゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定した。装置としてHLC-8220GPC(東ソー社製)を用い、分離カラムを2本直列に繋ぎ、両方の充填剤には「TSK-GEL SUPER HZM-N」を2連でつなげて使用し、オーブン温度40℃、溶離液としてTHF溶液を用い、流速0.35ml/mInで測定した。サンプルは1%の上記溶離液からなる溶剤に溶解し、20マイクロリットル注入した。分子量はポリスチレン換算値である。
(Number average molecular weight (Mn))
Measured by gel permeation chromatography (GPC) equipped with an RI detector. HLC-8220GPC (manufactured by Tosoh Corporation) was used as the apparatus, two separation columns were connected in series, and "TSK-GEL SUPER HZM-N" was used as both packing materials, and the oven temperature was 40 ° C. , using a THF solution as an eluent, the measurement was carried out at a flow rate of 0.35 ml/min. Samples were dissolved in a solvent consisting of 1% of the above eluent and injected in 20 microliters. Molecular weight is a polystyrene conversion value.
(酸価)
モノマー組成から樹脂1g中に含まれる酸基のモル数を算出した。この酸基のモル数が、中和するために必要な水酸化カリウム(分子量56.1)のモル数と等しいとして、酸価(mgKOH/g)の理論値を算出した。なお、後述する表3中の酸基含有樹脂(B-60)に含まれる無水マレイン酸は、水系媒体、特に水中で容易に加水分解が進行し、マレイン酸となる事が公知である。そのため、本発明の顔料分散体中では無水マレイン酸としてではなく、マレイン酸として存在していると考えられる。よって、無水マレイン酸を含有する樹脂の酸価については、無水マレイン酸はマレイン酸に加水分解しているものとして酸価を求めた。
(acid value)
The number of moles of acid groups contained in 1 g of resin was calculated from the monomer composition. The theoretical acid value (mgKOH/g) was calculated assuming that the number of moles of this acid group was equal to the number of moles of potassium hydroxide (molecular weight: 56.1) required for neutralization. It is well known that maleic anhydride contained in the acid group-containing resin (B-60) in Table 3, which will be described later, is easily hydrolyzed in an aqueous medium, particularly water, to form maleic acid. Therefore, it is considered that maleic acid, not maleic anhydride, exists in the pigment dispersion of the present invention. Therefore, the acid value of the resin containing maleic anhydride was determined on the assumption that maleic anhydride was hydrolyzed to maleic acid.
(不揮発分)
不揮発分は、測定対象0.5gを精秤し、180℃乾燥機に20分間入れた時の乾燥減量から求めた。
(Nonvolatile content)
The non-volatile content was determined from the loss on drying when 0.5 g of the object to be measured was accurately weighed and placed in a 180° C. dryer for 20 minutes.
・樹脂(B-1)の合成
[第一反応]
ガス導入管、温度計、コンデンサー、滴下ロート、および撹拌機を備えた反応容器に、モノマー混合物として、MALAHを20部(60モル%)、α-オレフィンとして1-オクタデセンを30部(36モル%)、モノマー1(4モル%)、MEKを100部、連鎖移動剤としてチオグリコール酸オクチルを0.5部仕込み、窒素置換した後、撹拌しながら105℃に加熱した。そこへラジカル重合開始剤としてアソビスイソ酪酸ジメチル(富士フイルム和光純薬社製、商品名:V-601)2.0部とMEK5部との混合物を、1時間かけて滴下した。その後、温度85℃で撹拌しながら、V-601を5部とMEK12部との混合物を6時間かけて滴下し、温度85℃に保ったままリフラックス状態で1時間反応させ、酸無水物基として無水マレイン酸を有する重合体を得た。
[第二反応]
続いて、メタノールを7部(60モル%)、触媒としてジアザビシクロウンデセンを0.1部添加し、温度を85℃に保ったままリフラックス状態で6時間撹拌して反応させ、無水マレイン酸を開環しハーフエステル化した。得られた生成物を減圧濃縮し、MEKとメタノールを除去し、樹脂(B-1)(数平均分子量(Mn):4,400、重量平均分子量(Mw)10,500、酸価148mgKOH/g)を得た。
・ Synthesis of resin (B-1) [first reaction]
20 parts (60 mol %) of MALAH as a monomer mixture and 30 parts (36 mol %) of 1-octadecene as an α-olefin are added to a reaction vessel equipped with a gas inlet tube, a thermometer, a condenser, a dropping funnel, and a stirrer. ), monomer 1 (4 mol %), 100 parts of MEK, and 0.5 part of octyl thioglycolate as a chain transfer agent. A mixture of 2.0 parts of dimethyl asobisisobutyrate (manufactured by Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd., trade name: V-601) as a radical polymerization initiator and 5 parts of MEK was added dropwise thereto over 1 hour. Thereafter, while stirring at a temperature of 85 ° C., a mixture of 5 parts of V-601 and 12 parts of MEK was added dropwise over 6 hours, and the temperature was maintained at 85 ° C. and allowed to react in a reflux state for 1 hour, resulting in an acid anhydride group. A polymer having maleic anhydride as was obtained.
[Second reaction]
Subsequently, 7 parts (60 mol %) of methanol and 0.1 part of diazabicycloundecene as a catalyst are added, and the temperature is kept at 85° C. and stirred under reflux for 6 hours for reaction to produce maleic anhydride. The acid was ring-opened and half-esterified. The resulting product was concentrated under reduced pressure to remove MEK and methanol, resin (B-1) (number average molecular weight (Mn): 4,400, weight average molecular weight (Mw): 10,500, acid value: 148 mgKOH/g ).
・樹脂(B-2)~(B-17)の合成
単量体組成および数平均分子量、重量平均分子量を表1に示す通りに変更した以外は樹脂(B-1)と同様にして、樹脂(B-2)~(B-17)を得た。なお、分子量の調整はV-601の添加量を変更し、適宜調整した。また、無水マレイン酸を使用していない樹脂は、第二反応を行っていない。
Synthesis of resins (B-2) to (B-17) Resin (B-2) to (B-17) were obtained. The molecular weight was adjusted appropriately by changing the amount of V-601 added. In addition, the resin that does not use maleic anhydride does not undergo the second reaction.
・樹脂(C-8)の合成
[第一反応]
ガス導入管、温度計、コンデンサー、滴下ロート、および撹拌機を備えた反応容器に、モノマー混合物として、MALAHを10部(50モル%)、α-オレフィンとして1-オクタデセンを25部(50モル%)、MEKを100部、連鎖移動剤としてチオグリコール酸オクチルを0.5部仕込み、窒素置換した後、撹拌しながら105℃に加熱した。そこへラジカル重合開始剤としてアソビスイソ酪酸ジメチル(富士フイルム和光純薬社製、商品名:V-601)2.0部とMEK5部との混合物を、1時間かけて滴下した。その後、温度85℃でリフラックス状態で撹拌しながら、V-601を5部とMEK12部との混合物を6時間かけて滴下し、温度85℃に保ったまま1時間反応させ、酸無水物基として無水マレイン酸を有する重合体を得た。
[第二反応]
続いて、メタノールを4部(50モル%)、触媒としてジアザビシクロウンデセンを0.1部添加し、温度を85℃に保ったままリフラックス状態で6時間撹拌して反応させ、無水マレイン酸を開環しハーフエステル化した。得られた生成物を減圧濃縮し、MEKとメタノールを除去し、樹脂(C-8)(数平均分子量(Mn):4,500、重量平均分子量(Mw)11,000、酸価147mgKOH/g)を得た。
・ Synthesis of resin (C-8) [first reaction]
10 parts (50 mol %) of MALAH as a monomer mixture and 25 parts (50 mol %) of 1-octadecene as an α-olefin are added to a reaction vessel equipped with a gas inlet tube, a thermometer, a condenser, a dropping funnel, and a stirrer. ), 100 parts of MEK, and 0.5 part of octyl thioglycolate as a chain transfer agent were charged, and after purging with nitrogen, the mixture was heated to 105° C. while stirring. A mixture of 2.0 parts of dimethyl asobisisobutyrate (manufactured by Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd., trade name: V-601) as a radical polymerization initiator and 5 parts of MEK was added dropwise thereto over 1 hour. Then, while stirring in a reflux state at a temperature of 85 ° C., a mixture of 5 parts of V-601 and 12 parts of MEK was added dropwise over 6 hours, and the temperature was maintained at 85 ° C. and reacted for 1 hour to obtain an acid anhydride group. A polymer having maleic anhydride as was obtained.
[Second reaction]
Subsequently, 4 parts of methanol (50 mol %) and 0.1 part of diazabicycloundecene as a catalyst are added, and the temperature is maintained at 85° C. and stirred under reflux for 6 hours for reaction to produce maleic anhydride. The acid was ring-opened and half-esterified. The resulting product was concentrated under reduced pressure to remove MEK and methanol, resin (C-8) (number average molecular weight (Mn): 4,500, weight average molecular weight (Mw): 11,000, acid value: 147 mgKOH/g ).
・樹脂(C-9)~(C-16)の合成
単量体組成および数平均分子量、重量平均分子量を表2に示す通りに変更した以外は樹脂(C-8)と同様にして、樹脂(C-9)~(C-16)を得た。なお、分子量の調整はV-601の添加量を変更し、適宜調整した。また、無水マレイン酸を使用していない樹脂は、第二反応を行っていない。
Synthesis of resins (C-9) to (C-16) Resin (C-9) to (C-16) were obtained. The molecular weight was adjusted appropriately by changing the amount of V-601 added. In addition, the resin that does not use maleic anhydride does not undergo the second reaction.
<水系着色剤分散体の作製>
[実施例1]
・水系着色剤分散体(1)の製造
PB15:3を80部、樹脂(B-1)を不揮発分として10部、樹脂(C-1)を同10部、塩化ナトリウム450部、ジエチレングリコール180部をステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所社製)に仕込み、75℃で3時間混練し、混練物を得た。
得られた混練物を、イオン交換水2,000部に投入し、撹拌・ろ過・水洗を行い、この工程を繰り返し、塩化ナトリウムとジエチレングリコールを除去することで、PB15:3の粒子を樹脂(B-1)および樹脂(C-1)で被覆した着色剤を含むウェットケーキを得た。
得られたウェットケーキに、塩基性化合物としてジメチルアミノエタノールを、樹脂(B-1)および樹脂(C-1)のカルボキシ基の総量の80モル%となるよう加え、さらにイオン交換水を加えNVが34質量%となるよう調整し、ディスパーで撹拌・混合し、混合物を得た。
得られた混合物を、アシザワ・ファインテック社製スターミルLMZ(0.5mmφジルコニアビーズ90%充填)を用いて40℃で滞留時間15分の条件で分散し、プレ分散物を得た。
得られたプレ分散物を、高圧ホモジナイザー(スギノマシン社製スターバーストラボHJP-25005、斜向衝突チャンバー装備、処理圧力200MPa)を用い、混合物100kgを、分散中の液温30~80℃(装置出口温度が60~80℃、循環タンクで冷却され30~50℃となる)にて5時間の循環分散を行った。
後処理工程として、前田シェルサービス社製マグキャッチフィルターMGCF-125を用いて分散体から磁性異物を除去した。続いて30~70℃の温度範囲にて、円筒型遠心分離機(超遠心分離機ASM260FH、ローター容積7.7L、巴工業社製)に1.0L/分の送液速度で供給し、20000Gの遠心加速度で連続的に遠心分離処理を行った。
防腐剤としてProxel GXLを1.0部加え、pH調整剤として48wt%水酸化カリウム水溶液および35%塩酸水溶液を用いてpH9.0±0.5となるよう調整し、NVが27質量%となるようイオン交換水を加え、均一になるよう撹拌し、ロキテクノ社製ポリプロピレンロールデプスフィルター750L-SLS-050(ろ過精度:5μm)を用いてろ過を行い、水系着色剤分散体(1)を得た。
<Preparation of water-based colorant dispersion>
[Example 1]
・Production of water-based colorant dispersion (1) 80 parts of PB15:3, 10 parts of resin (B-1) as nonvolatile matter, 10 parts of resin (C-1), 450 parts of sodium chloride, 180 parts of diethylene glycol was charged into a stainless steel 1-gallon kneader (manufactured by Inoue Seisakusho) and kneaded at 75° C. for 3 hours to obtain a kneaded product.
The resulting kneaded product is put into 2,000 parts of ion-exchanged water, stirred, filtered, and washed with water. This process is repeated to remove sodium chloride and diethylene glycol, thereby converting PB 15:3 particles into resin (B -1) and a wet cake containing colorant coated with resin (C-1) was obtained.
Dimethylaminoethanol as a basic compound was added to the obtained wet cake so that the total amount of carboxyl groups in Resin (B-1) and Resin (C-1) was 80 mol%, and deionized water was added to NV. was adjusted to 34% by mass, and stirred and mixed with a disper to obtain a mixture.
The resulting mixture was dispersed using a Starmill LMZ (0.5 mmφ zirconia beads 90% filled) manufactured by Ashizawa Finetech Co., Ltd. under conditions of 40° C. and a residence time of 15 minutes to obtain a pre-dispersion.
The obtained pre-dispersed material is treated with a high-pressure homogenizer (Sugino Machine Starburst Lab HJP-25005, equipped with an oblique collision chamber, processing pressure 200 MPa), and 100 kg of the mixture is heated to a liquid temperature of 30 to 80 ° C. during dispersion (apparatus Circulation dispersion was carried out for 5 hours at an outlet temperature of 60 to 80°C and cooled in a circulation tank to 30 to 50°C.
As a post-treatment step, magnetic foreign matter was removed from the dispersion using a Mag Catch Filter MGCF-125 manufactured by Maeda Shell Service Co., Ltd. Subsequently, in a temperature range of 30 to 70 ° C., it was supplied to a cylindrical centrifuge (ultracentrifuge ASM260FH, rotor volume 7.7 L, manufactured by Tomoe Kogyo Co., Ltd.) at a liquid feeding rate of 1.0 L / min, and 20000 G The centrifugal separation was continuously performed at a centrifugal acceleration of .
Add 1.0 part of Proxel GXL as a preservative, and adjust the pH to 9.0 ± 0.5 using 48 wt% potassium hydroxide aqueous solution and 35% hydrochloric acid aqueous solution as pH adjusters, and NV becomes 27% by mass. Ion-exchanged water was added, the mixture was stirred to be uniform, and filtered using a polypropylene roll depth filter 750L-SLS-050 (filtration accuracy: 5 μm) manufactured by Roki Techno to obtain an aqueous colorant dispersion (1). .
[実施例2~45、91~113、比較例1~6]
・水系着色剤分散体(2)~(45)、(91)~(113)の製造
使用する着色剤、樹脂を表3-1、3-3、3-5に示す通りに変更した以外は実施例1と同様にして、水系着色剤分散体(2)~(45)、(91)~(113)、(137)~(142)を得た。
[Examples 2 to 45, 91 to 113, Comparative Examples 1 to 6]
・Production of water-based colorant dispersions (2) to (45), (91) to (113) Except for changing the colorants and resins used as shown in Tables 3-1, 3-3, and 3-5 Aqueous colorant dispersions (2) to (45), (91) to (113), and (137) to (142) were obtained in the same manner as in Example 1.
[実施例46]
・水系着色剤分散体(46)の製造
PB15:3を80部、樹脂(B-1)を不揮発分として10部、樹脂(C-1)を不揮発分として10部、塩化ナトリウム450部、ジエチレングリコール180部をステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所社製)に仕込み、80℃で3時間混練し、混練物を得た。
得られた混練物を、イオン交換水2,000部に投入し、撹拌・ろ過・水洗を行い、この工程を繰り返し、塩化ナトリウムとジエチレングリコールを除去することで、PB15:3の粒子を樹脂(B-1)および樹脂(C-1)で被覆した着色剤を含むウェットケーキを得た。
得られたウェットケーキに、塩基性化合物として48%水酸化カリウム水溶液を、樹脂(B-1)および樹脂(C-1)のカルボキシ基の総量の80モル%となるよう加え、さらにイオン交換水を加えNVが34質量%となるよう調整し、ディスパーで撹拌・混合し、混合物を得た。
得られた混合物を、アシザワ・ファインテック社製スターミルLMZ(0.5mmφジルコニアビーズ90%充填)を用いて40℃で滞留時間15分の条件で分散し、プレ分散物を得た。
得られたプレ分散物を、高圧ホモジナイザー(スギノマシン社製スターバーストラボHJP-25005、斜向衝突チャンバー装備、処理圧力200MPa)を用い、混合物100kgを、分散中の液温30~80℃(装置出口温度が60~80℃、循環タンクで冷却され30~50℃となる)にて5時間の循環分散を行い、分散物を得た。
得られた分散物を45℃に冷却後、架橋剤(F)を、樹脂(B-1)および樹脂(C-1)のカルボキシ基のモル数に対し架橋剤(F)の官能基のモル数が0.9当量となるよう添加・撹拌し、75℃に昇温させ、2時間撹拌を行う事で、樹脂(B-1)および樹脂(C-1)中のカルボキシ基を架橋剤で改質した。
後処理工程として、前田シェルサービス社製マグキャッチフィルターMGCF-125を用いて分散体から磁性異物を除去した。続いて30~70℃の温度範囲にて、円筒型遠心分離機(超遠心分離機ASM260FH、ローター容積7.7L、巴工業社製)に1.0L/分の送液速度で供給し、20000Gの遠心加速度で連続的に遠心分離処理を行った。
防腐剤としてProxel GXLを1.0部加え、pH調整剤として48wt%水酸化カリウム水溶液および35%塩酸水溶液を用いてpH9.0±0.5となるよう調整し、NVが27質量%となるようイオン交換水を加え、ロキテクノ社製ポリプロピレンロールデプスフィルター750L-SLS-050(ろ過精度:5μm)を用いてろ過を行い、着色剤分散体(46)を得た。なお、表3-1中の樹脂(B)/全樹脂 質量比:0.5は、全樹脂中に樹脂(B)を50%を含有することを意味する。前記全樹脂は、バインダー樹脂を含まない。
[Example 46]
- Production of water-based colorant dispersion (46) 80 parts of PB15:3, 10 parts of resin (B-1) as nonvolatile matter, 10 parts of resin (C-1) as nonvolatile matter, 450 parts of sodium chloride, diethylene glycol 180 parts of the mixture was placed in a stainless steel 1-gallon kneader (manufactured by Inoue Seisakusho) and kneaded at 80° C. for 3 hours to obtain a kneaded product.
The resulting kneaded product is put into 2,000 parts of ion-exchanged water, stirred, filtered, and washed with water. This process is repeated to remove sodium chloride and diethylene glycol, thereby converting PB 15:3 particles into resin (B -1) and a wet cake containing colorant coated with resin (C-1) was obtained.
To the obtained wet cake, 48% potassium hydroxide aqueous solution was added as a basic compound so that the total amount of carboxyl groups in resin (B-1) and resin (C-1) was 80 mol%, and ion-exchanged water was added. was added to adjust the NV to 34% by mass, followed by stirring and mixing with a disper to obtain a mixture.
The resulting mixture was dispersed using a Starmill LMZ (0.5 mmφ zirconia beads 90% filled) manufactured by Ashizawa Finetech Co., Ltd. under conditions of 40° C. and a residence time of 15 minutes to obtain a pre-dispersion.
The obtained pre-dispersed material is treated with a high-pressure homogenizer (Sugino Machine Starburst Lab HJP-25005, equipped with an oblique collision chamber, processing pressure 200 MPa), and 100 kg of the mixture is heated to a liquid temperature of 30 to 80 ° C. during dispersion (apparatus Circulation dispersion was carried out for 5 hours at an outlet temperature of 60 to 80° C. and cooled in a circulation tank to 30 to 50° C. to obtain a dispersion.
After cooling the resulting dispersion to 45° C., the cross-linking agent (F) is added to the moles of the functional groups of the cross-linking agent (F) with respect to the moles of the carboxyl groups of the resins (B-1) and resin (C-1). The carboxy groups in the resin (B-1) and the resin (C-1) are crosslinked with a cross-linking agent by adding and stirring so that the number becomes 0.9 equivalent, raising the temperature to 75° C., and stirring for 2 hours. Modified.
As a post-treatment step, magnetic foreign matter was removed from the dispersion using a Mag Catch Filter MGCF-125 manufactured by Maeda Shell Service Co., Ltd. Subsequently, in a temperature range of 30 to 70 ° C., it was supplied to a cylindrical centrifuge (ultracentrifuge ASM260FH, rotor volume 7.7 L, manufactured by Tomoe Kogyo Co., Ltd.) at a liquid feeding rate of 1.0 L / min, and 20000 G The centrifugal separation was continuously performed at a centrifugal acceleration of .
Add 1.0 part of Proxel GXL as a preservative, and adjust the pH to 9.0 ± 0.5 using 48 wt% potassium hydroxide aqueous solution and 35% hydrochloric acid aqueous solution as pH adjusters, and NV becomes 27% by mass. Ion-exchanged water was added, and filtration was performed using a polypropylene roll depth filter 750L-SLS-050 (filtration accuracy: 5 μm) manufactured by Roki Techno Co., Ltd. to obtain a colorant dispersion (46). The resin (B)/total resin mass ratio of 0.5 in Table 3-1 means that 50% of the resin (B) is contained in the total resin. The total resin does not include binder resin.
[実施例47~90、114~136、比較例7~12]
・水系着色剤分散体(47)~(90)、(114)~(136)、(143)~(148)の製造
使用する着色剤、樹脂を表3-2、3-4、3-5に示す通りに変更した以外は実施例46と同様にして、水系着色剤分散体(47)~(90)、(114)~(136)、(143)~(148)を得た。
[Examples 47-90, 114-136, Comparative Examples 7-12]
・Production of water-based colorant dispersions (47) to (90), (114) to (136), and (143) to (148) Tables 3-2, 3-4, and 3-5 show the colorants and resins used. Aqueous colorant dispersions (47) to (90), (114) to (136), and (143) to (148) were obtained in the same manner as in Example 46, except for changing as shown in .
[実施例1-1]
・インク(1)の製造
水系着色剤分散体(1)以外の材料について、ディスパーで均一になるまで撹拌・混合した。この混合物を、ディスパーで撹拌している水系着色剤分散体(1)中に滴下し、十分に均一になるまで撹拌した。その後、孔径1μmメンブランフィルターでろ過を行い、インク(1)を得た。
水系着色剤分散体(1) 20部
J-780 10部
W-5030 6部
S-DF110D 0.5部
トリエタノールアミン 1部
エチレングリコール 0.01部
ジエチレングリコール 0.1部
ジプロピレングリコール 0.1部
PG 10部
BDG 1部
Proxel GXL 0.05部
イオン交換水 47.66部
[Example 1-1]
• Production of ink (1) Materials other than the water-based colorant dispersion (1) were stirred and mixed with a disper until uniform. This mixture was added dropwise into the water-based colorant dispersion (1) being stirred by a disper, and stirred until sufficiently uniform. Thereafter, filtration was performed with a membrane filter having a pore size of 1 μm to obtain Ink (1).
Aqueous colorant dispersion (1) 20 parts J-780 10 parts W-5030 6 parts S-DF110D 0.5 parts Triethanolamine 1 part Ethylene glycol 0.01 part Diethylene glycol 0.1 part Dipropylene glycol 0.1 part PG 10 parts BDG 1 part Proxel GXL 0.05 parts Ion-exchanged water 47.66 parts
[実施例2-1~136-1、比較例1-1~12-1]
・インク(2)~(148)の製造
水系着色剤分散体を表4-1~表4-5に示す通りに変更した以外は実施例1-1と同様にして、インク(2)~(148)を得た。
[Examples 2-1 to 136-1, Comparative Examples 1-1 to 12-1]
・Production of inks (2) to (148) In the same manner as in Example 1-1, except that the aqueous colorant dispersion was changed as shown in Tables 4-1 to 4-5, Inks (2) to ( 148) was obtained.
<粘度安定性>
得られたインキジェット記録用インクの25℃における粘度、60℃で10日間保存後の25℃における粘度を測定し、粘度上昇率で評価した。測定はE型粘度計(東機産業社製「ELD型粘度計」)を用いて、回転数20rpmという条件で測定した。
○ : 粘度上昇率が1.1倍未満のもの(良好)
△ : 粘度上昇率が1.1~1.5倍のもの(実用上問題なし)
× : 粘度上昇率が1.5倍を超えるもの(実用不可)
<Viscosity stability>
The viscosity at 25° C. of the obtained ink for ink jet recording and the viscosity at 25° C. after storage at 60° C. for 10 days were measured, and the rate of viscosity increase was evaluated. The measurement was performed using an E-type viscometer ("ELD type viscometer" manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.) under the condition of a rotation speed of 20 rpm.
○: Viscosity increase rate less than 1.1 times (good)
△: Viscosity increase rate is 1.1 to 1.5 times (practically no problem)
×: Viscosity increase rate exceeds 1.5 times (not practical)
<相溶性評価>
実施例および比較例の各インクの調製でそれぞれ使用した樹脂(B)および樹脂(C)とインク組成中のバインダー樹脂を、各インクでの使用量と同等に含む混合水溶液を作製した。次いで前記混合水溶液をガラス上にアプリケーター(BYK-Gardner社製)で均一に塗工し、100℃で加熱乾燥することにより膜厚25μmのポリマー膜を作製した。そして、得られた各ポリマー膜の600nmの透過率を分光光度計(日立製作所社製U-3300)で測定した。測定した透過率を下記のように分類し、相溶性の評価基準とし、各種バインダー樹脂との相溶性を評価した。
○ : 透過率90%以上(良好)
△ : 透過率85%以上(実用上問題なし)
× : 透過率80%未満(実用不可)
<Compatibility evaluation>
A mixed aqueous solution containing the resin (B) and the resin (C) used in the preparation of each ink of Examples and Comparative Examples and the binder resin in the ink composition in the same amounts as those used in each ink was prepared. Then, the mixed aqueous solution was uniformly coated on glass with an applicator (manufactured by BYK-Gardner) and dried by heating at 100° C. to prepare a polymer film having a thickness of 25 μm. Then, the transmittance at 600 nm of each obtained polymer film was measured with a spectrophotometer (U-3300 manufactured by Hitachi, Ltd.). The measured transmittances were classified as follows and used as compatibility evaluation criteria to evaluate compatibility with various binder resins.
○: transmittance of 90% or more (good)
△: transmittance of 85% or more (no practical problem)
×: Transmittance less than 80% (not practical)
<耐折り曲げ性>
得られたインキジェット記録用インクを、Kコントロールコーター(RKプリントコートインスツルメント社製)を用いて、二軸延伸ポリプロピレンフィルム(フタムラ化学社製「FOR#12」)に、コーターバーNo.0(ウェット膜厚4μm相当)、塗工スピード10m/分の条件で塗工した後、80℃のオーブンで3分間乾燥させてから温度25℃、湿度50%の環境下で1日保管し、塗工物を作製した。塗膜の柔軟性を評価する試験として、各インクで作成した塗工物を、山側、谷側それぞれ180度に折り曲げ、印刷後における折り曲げ性を下記評価基準に従って評価した。
○ : 折り曲げた際に、塗膜に罫線割れや細かなクラックが生じない(良好)
△ : 折り曲げた際に、細かなクラックが生じる(実用上問題ない)
× : 折り曲げた際に、罫線割れを生じる(実用不可)
<Bending resistance>
The obtained ink for ink jet recording was applied to a biaxially oriented polypropylene film (“FOR#12” manufactured by Futamura Chemical Co., Ltd.) using a K control coater (manufactured by RK Printcoat Instruments Co., Ltd.), and a coater bar No. 1 was applied thereto. 0 (equivalent to a wet film thickness of 4 μm) and a coating speed of 10 m/min, dried in an oven at 80° C. for 3 minutes, and then stored for 1 day in an environment with a temperature of 25° C. and a humidity of 50%. A coated product was produced. As a test for evaluating the flexibility of the coating film, the coated material prepared with each ink was folded 180 degrees on both the peak side and the valley side, and the bending property after printing was evaluated according to the following evaluation criteria.
○: No creases or fine cracks in the coating film when folded (good)
△: Minor cracks occur when bent (practically no problem)
×: Crease cracks occur when folded (impossible to use)
<耐摩擦性>
上記の耐折り曲げ性評価に記載した方法と同じ方法で塗工物を作成した。学振型摩擦試験機「RT-300」(大栄科学精器製作所社製)を用いて、試料の塗工面を、コート紙(「OKトップコート+」、王子製紙社製、坪量128g/m2)で500g荷重/100回で擦った後、塗工面の状態を目視により下記評価基準に従って評価した。
○ : 塗工面に傷が見られない(良好)
△ : 塗工面に傷が見られるが、使用できるレベル(実用上問題ない)
× : 塗工面に容易に傷が発生(実用不可)
<Abrasion resistance>
A coated product was prepared by the same method as described in the bending resistance evaluation above. Using a Gakushin type friction tester "RT-300" (manufactured by Daiei Kagaku Seiki Seisakusho), the coated surface of the sample is coated with coated paper ("OK Top Coat +", manufactured by Oji Paper Co., Ltd., basis weight 128 g / m 2 ), after rubbing with a load of 500 g/100 times, the state of the coated surface was visually evaluated according to the following evaluation criteria.
○: No scratches on the coated surface (good)
△: Scratches can be seen on the coated surface, but the level can be used (no practical problem)
×: Scratches easily occur on the coated surface (not practical)
<密着性>
上記の耐折り曲げ性評価に記載した方法と同じ方法で塗工物を作成した。この塗工物に対し、幅15mm、長さ5cmのセロハンテープ「セロテープ(登録商標)CT-15」(ニチバン製)を強く圧着させた後、塗工物表面に対し90°の方向で10cm/秒の速度で当該テープを剥がし、塗工面の残存面積を目視により下記評価基準に従って評価した。
○ : 塗工面から全く剥がれなかった(良好)
△ : 塗工面から一部剥がれたが、面積の80%以上が残った(実用上問題ない)
× : 塗工面から剥がれ、残った面積は80%未満であった(実用不可)
<Adhesion>
A coated product was prepared by the same method as described in the bending resistance evaluation above. A 15 mm wide, 5 cm long cellophane tape "Cellotape CT-15" (manufactured by Nichiban Co., Ltd.) was strongly pressed against the coated material, and then 10 cm/ The tape was peeled off at a speed of 1 second, and the remaining area of the coated surface was visually evaluated according to the following evaluation criteria.
○: Not peeled from the coated surface at all (good)
△: Partially peeled off from the coated surface, but 80% or more of the area remained (practically no problem)
×: Peeled off from the coated surface, and the remaining area was less than 80% (not practical)
評価結果を表4-1から表4-5に示す。 Evaluation results are shown in Tables 4-1 to 4-5.
表4-1から表4-5の結果から、実施例1-1~136-1のインクは、本発明の水系着色剤分散体を含むため粘度安定性が高く、バインダー樹脂との相溶性が高く、保存安定性が良好な、インキ皮膜の適度な柔軟性と耐摩擦性を両立して実現し、密着性も良好である。
特に、樹脂(B)および樹脂(C)の疎水性基含有モノマーとして、α-オレフィンを使用したインクは、評価結果が特に良好である。
From the results of Tables 4-1 to 4-5, the inks of Examples 1-1 to 136-1 contain the water-based colorant dispersion of the present invention, so they have high viscosity stability and compatibility with the binder resin. It achieves both high flexibility and good abrasion resistance of the ink film with good storage stability, and also has good adhesion.
In particular, inks using α-olefin as hydrophobic group-containing monomers for resin (B) and resin (C) give particularly good evaluation results.
また、基材として、A4サイズ普通紙、コート紙、ポリエチレンテレフタレートフィルム、アルミ箔、人工皮革(ポリウレタン製)、布帛(綿製)に変更したところ、同様の結果が得られた。なお、基材が紙でない場合は、A4普通紙に基材を張り付けて使用した。 Similar results were obtained when the base material was changed to A4 size plain paper, coated paper, polyethylene terephthalate film, aluminum foil, artificial leather (made of polyurethane), and fabric (made of cotton). When the base material was not paper, the base material was attached to A4 plain paper.
また、これらのインクをもとに作製したインクセットを、キヤノン社製MAXIFYMB5430(サーマル型インクジェットプリンタ)に搭載し、基材としてA4サイズ普通紙、コート紙、ポリプロピレンフィルム(OPPフィルム)、ポリエチレンテレフタレートフィルム、アルミ箔、人工皮革(ポリウレタン製)、布帛(綿製)に対して同様に印刷し、熱風乾燥し、評価したところ、同様の結果が得られた。 In addition, an ink set prepared based on these inks was mounted on MAXIFYMB5430 (thermal inkjet printer) manufactured by Canon Inc., and used as substrates were A4 size plain paper, coated paper, polypropylene film (OPP film), and polyethylene terephthalate film. , aluminum foil, artificial leather (made of polyurethane), and cloth (made of cotton) were printed in the same manner, dried with hot air, and evaluated. Similar results were obtained.
また、実施例1-1~136-1のインクを、EFI社製EFI NozomI C18000 Plus(シングルパス型インクジェットプリンタ)に搭載し、基材としてA4サイズ普通紙、コート紙、ポリプロピレンフィルム(OPPフィルム)、ポリエチレンテレフタレートフィルム、アルミ箔に対して同様に印刷し、熱風乾燥し、評価したところ、同様の結果が得られた。 In addition, the inks of Examples 1-1 to 136-1 were mounted on EFI NozomI C18000 Plus (single-pass inkjet printer) manufactured by EFI, and A4 size plain paper, coated paper, polypropylene film (OPP film) was used as the base material. , polyethylene terephthalate film, and aluminum foil were printed in the same manner, dried with hot air, and evaluated. Similar results were obtained.
Claims (10)
樹脂(B)が、疎水性基含有モノマー単位、酸基含有モノマー単位、および(ポリ)アルキレンオキシ基含有モノマー単位を含む重合物であり、
樹脂(C)が、疎水性基含有モノマー単位、および酸基含有モノマー単位を含み、(ポリ)アルキレンオキシ基含有モノマー単位を含まない重合物である、水系着色剤分散体。 Colorant (A), resin (B), resin (C), basic compound (D) and aqueous medium (E),
the resin (B) is a polymer containing a hydrophobic group-containing monomer unit, an acid group-containing monomer unit, and a (poly)alkyleneoxy group-containing monomer unit;
An aqueous colorant dispersion in which the resin (C) is a polymer containing a hydrophobic group-containing monomer unit and an acid group-containing monomer unit, but not containing a (poly)alkyleneoxy group-containing monomer unit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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