JP2023149304A - Water-based pigment dispersion and water-based pigment ink for inkjet recording - Google Patents
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Abstract
Description
保存安定性に優れた水系顔料分散体の製造法、及び水系インクジェット記録用インクを提供することを目的とする。 The purpose of the present invention is to provide a method for producing an aqueous pigment dispersion with excellent storage stability and an aqueous inkjet recording ink.
各種のカラー記録方法の中でも代表的方法の一つであるインクジェットプリンタによる記録方法は、インクの小滴を発生させこれを種々の被記録材料(紙、フィルム、布帛等)に付着させ記録を行うものである。この方法は、記録ヘッドと被記録材料とが直接接触しないため音の発生が少なく静かであり、また小型化、高速化が容易という特長の為、近年商用印刷として急速に拡大している。
近年、水系インクには耐光性、耐水性等を向上させるために、染料インクに代わって顔料インクが使用されている。さらに、より環境低負荷な水性インクジェットのメディア適用範囲を拡大する動きが加速する中、濡れにくいメディアに対応する為に低表面張力溶媒がインク中に多く添加されるようになっている。低表面張力溶媒は顔料分散体の分散状態を不安定化させるため、保存安定性評価において凝集、沈降、粘度増加などの原因となる。このような背景から、顔料インクには光沢性、耐擦過性、安定吐出性などの従来性能に加えて、より高度な保存安定性が要求されている。顔料系インクの製造法として、例えば塩基性物質で中和した樹脂と顔料とを混錬分散させ、これに酸を加えて顔料表面に樹脂を析出させ、再度塩基性物質で中和することによって微細な状態を保持し、水性媒体中に顔料を再分散させる製造方法が提案されている。(特許文献1)。しかしこの方法には、顔料との混錬、再中和など複雑な工程を要し、洗浄作業も煩雑であるという課題がある。また、より高分散安定な顔料分散体を得る方法として、架橋構造を有する重合体で顔料を包含しカプセル化させる方法(特許文献2、特許文献3)などが報告されているが、架橋反応や重合反応では、顔料内包化工程が複雑で高温高圧装置が必要になるなど操作が煩雑であるという課題に加えて、保存安定性評価も十分でない。
The recording method using an inkjet printer, which is one of the representative methods among various color recording methods, generates small droplets of ink and attaches them to various recording materials (paper, film, fabric, etc.) to record. It is something. This method has been rapidly expanding as a commercial printing method in recent years because the recording head and the recording material do not come into direct contact with each other, so it is quiet and generates little noise, and it is also easy to downsize and increase speed.
In recent years, pigment inks have been used in place of dye inks for water-based inks in order to improve light resistance, water resistance, and the like. Furthermore, as the movement to expand the range of media that can be applied to aqueous inkjet media with lower environmental impact is accelerating, low surface tension solvents are increasingly being added to inks to accommodate media that are difficult to wet. A low surface tension solvent destabilizes the dispersion state of the pigment dispersion, which causes aggregation, sedimentation, and viscosity increase in storage stability evaluation. Against this background, pigment inks are required to have higher storage stability in addition to conventional performances such as gloss, scratch resistance, and stable ejection properties. A method for producing pigment-based ink is, for example, by kneading and dispersing a resin that has been neutralized with a basic substance and a pigment, adding an acid to this to precipitate the resin on the surface of the pigment, and then neutralizing it again with a basic substance. A production method has been proposed in which the pigment is maintained in a fine state and redispersed in an aqueous medium. (Patent Document 1). However, this method requires complicated steps such as kneading with pigment and re-neutralization, and the cleaning work is also complicated. In addition, as a method for obtaining a pigment dispersion with higher dispersion and stability, a method has been reported in which pigments are encapsulated and encapsulated with a polymer having a crosslinked structure (Patent Document 2, Patent Document 3), but the method involves a crosslinking reaction, In the polymerization reaction, the pigment encapsulation process is complicated and operations are complicated, such as requiring high-temperature and high-pressure equipment. In addition, storage stability evaluation is not sufficient.
本発明は、かかる現状を鑑みてなされたものであり、簡便なプロセスで分散でき、高い保存安定性を有するインクを提供することを目的とする。 The present invention was made in view of the current situation, and an object of the present invention is to provide an ink that can be dispersed by a simple process and has high storage stability.
本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、顔料、水不溶性樹脂、沸点が120℃未満であり、かつ、ClogP値が1.0~5.0である有機溶媒(B)、及び水を含み、該有機溶媒(B)の含有量が、250ppmを超え、かつ、5000ppm以下である分散液(DS)を含む水系インクにより、上記の課題を解決できることを見出し、本発明を完成させた。 As a result of extensive research to solve the above problems, the present inventors have discovered that pigments, water-insoluble resins, and organic solvents that have a boiling point of less than 120°C and a ClogP value of 1.0 to 5.0 (B) and a dispersion liquid (DS) containing water and having a content of the organic solvent (B) of more than 250 ppm and less than 5000 ppm. The present invention has been completed.
即ち、本発明は以下の1)~7)に関する。
1)
顔料、水不溶性樹脂、沸点が120℃未満であり、かつ、ClogP値が1.0~5.0である有機溶媒(B)、及び水を含み、該有機溶媒(B)の含有量が、250ppmを超え、かつ、5000ppm以下である分散液(DS)を含む水系インク。
2)
上記有機溶媒(B)が、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン、及び3-メチルペンタンからなる群から選択されるいずれか少なくともいずれかを含む、1)に記載の水系インク。
3)
上記顔料がカーボンブラックを含む、1)又は2)に記載の水系インク。
4)
上記水不溶性樹脂がブロックポリマーである、1)~3)のいずれか一項に記載の水系インク。
5)
上記水不溶性樹脂、水100質量部に対する溶解度が20℃において5~40質量部である有機溶媒(A)、上記沸点が120℃未満であり、かつ、ClogP値が1.0~5.0である有機溶媒(B)、中和剤、及び水を含む乳化組成物を調製する乳化組成物調製工程と、
上記乳化組成物と上記顔料とを混合した混合物を分散処理する分散処理工程と、
該分散処理後の上記混合物から上記有機溶媒(A)及び上記有機溶媒(B)の、それぞれ一部または全部を留去する工程と、
を含む分散液の製造方法。
6)
上記乳化組成物調製工程における、上記有機溶媒(B)の総量bと上記顔料の総量pと、が、0.03≦b/p≦0.7の関係を満たす、5)に記載の分散液の製造方法。
7)
上記有機溶媒(A)が、メチルエチルケトンを含む、5)又は6)に記載の分散液の製造方法。
That is, the present invention relates to the following 1) to 7).
1)
A pigment, a water-insoluble resin, an organic solvent (B) having a boiling point of less than 120°C and a ClogP value of 1.0 to 5.0, and water, the content of the organic solvent (B) being: A water-based ink containing a dispersion (DS) of more than 250 ppm and less than 5000 ppm.
2)
The water-based ink according to 1), wherein the organic solvent (B) contains at least one selected from the group consisting of hexane, heptane, cyclohexane, and 3-methylpentane.
3)
The water-based ink according to 1) or 2), wherein the pigment contains carbon black.
4)
The water-based ink according to any one of 1) to 3), wherein the water-insoluble resin is a block polymer.
5)
The above-mentioned water-insoluble resin, an organic solvent (A) having a solubility in 100 parts by weight of water of 5 to 40 parts by mass at 20°C, the above-mentioned boiling point being less than 120°C, and a ClogP value of 1.0 to 5.0; An emulsion composition preparation step of preparing an emulsion composition containing a certain organic solvent (B), a neutralizing agent, and water;
a dispersion treatment step of dispersing a mixture of the emulsion composition and the pigment;
a step of distilling off part or all of the organic solvent (A) and the organic solvent (B) from the mixture after the dispersion treatment;
A method for producing a dispersion containing.
6)
The dispersion according to 5), wherein in the emulsion composition preparation step, the total amount b of the organic solvent (B) and the total amount p of the pigment satisfy the relationship 0.03≦b/p≦0.7. manufacturing method.
7)
The method for producing a dispersion according to 5) or 6), wherein the organic solvent (A) contains methyl ethyl ketone.
本発明により、長期にわたり高い保存安定性を有するインクジェット印刷用水性インク組成物を提供できた。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the present invention, it was possible to provide an aqueous ink composition for inkjet printing that has high storage stability over a long period of time.
本明細書において、「C.I.」とは、「カラーインデックス」を意味する。また、本明細書においては、実施例等も含めて「%」、「部」及び「量」は、特に断りのない限り、いずれも質量基準で記載する。
また、本明細書において「アルキレン」、「プロピレン」、「アルキル」の用語は、特に断りのない限り、直鎖、及び分岐鎖の両方の構造を包含する意味で使用する。また、質量%の値で、小数点を有する値で記載しているものは、小数点以下2桁目までを有効とし、小数点以下2桁目の数値を四捨五入し、小数点以下1桁目までを記載する。
In this specification, "C.I." means "color index." In addition, in this specification, including Examples and the like, "%", "part", and "amount" are all expressed on a mass basis unless otherwise specified.
Further, in this specification, the terms "alkylene", "propylene", and "alkyl" are used to include both straight chain and branched chain structures, unless otherwise specified. In addition, if the value of mass % is written as a value with a decimal point, the value up to the second decimal place is valid, the value in the second decimal place is rounded off, and the value is written up to the first decimal place. .
上記水系インクは、顔料、水不溶性樹脂、沸点が120℃未満であり、かつ、ClogP値が1.0~5.0である有機溶媒(B)、及び水を含み、該有機溶媒(B)の含有量が、250ppmを超え、かつ、5000ppm以下である分散液(DS)を含む。なお、本明細書中において水系インクをインクと略記することがある。 The water-based ink contains a pigment, a water-insoluble resin, an organic solvent (B) having a boiling point of less than 120°C and a ClogP value of 1.0 to 5.0, and water, and the organic solvent (B) The dispersion liquid (DS) has a content of more than 250 ppm and less than 5000 ppm. Note that water-based ink may be abbreviated as ink in this specification.
[分散液(DS)]
上記インクは上記分散液(DS)を含む。
[Dispersion liquid (DS)]
The ink contains the dispersion liquid (DS).
[顔料]
上記顔料としては、例えば、無機顔料、有機顔料、及び体質顔料等が挙げられる。これらの顔料は、1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。無機顔料としては、例えば、カーボンブラック、酸化チタン、金属酸化物、水酸化物、硫化物、フェロシアン化物、及び金属塩化物等が挙げられる。顔料としては、カーボンブラックを含むことが好ましく、カーボンブラックからなることがより好ましい。
上記カーボンブラックとしては、特に制限されないが、BET比表面積が100m2/g以上が好ましく、普通紙及びコート紙への発色性の観点から、より好ましくは150m2/g以上であり、特に好ましくは180m2/g以上である。上記カーボンブラックの具体例としては、例えば、サーマルブラック、アセチレンブラック、オイルファーネスブラック、ガスファーネスブラック、ランプブラック、ガスブラック、及びチャンネルブラック等のいずれであっても使用できる。より具体的には、Raven 2000、同2350ULTRA、同2500ULTRA、同2800ULTRA、同2900ULTRA、同3000ULTRA、同3500 、同5000ULTRA(以上、コロンビア・カーボン社製)、Monarch700、同880、同900、同1000、同1300(以上、キャボット社製)、Printex75、同80、同85、同95、同L6、Colour Black S160S、同S170、同FW18、同FW182、同FW1、同FW2、同FW171、同FW200、同FW285、Special Black 5、同6、HIBLACK 50L、同600L、同890、同930L、同970LB、NIPex 90、同160IQ、同170IQ、同180IQ(以上、オリオンエンジニアドカーボンズ社製)などが挙げられる。
[Pigment]
Examples of the pigments include inorganic pigments, organic pigments, and extender pigments. These pigments can be used alone or in combination of two or more. Examples of inorganic pigments include carbon black, titanium oxide, metal oxides, hydroxides, sulfides, ferrocyanides, and metal chlorides. The pigment preferably contains carbon black, and more preferably consists of carbon black.
The above-mentioned carbon black is not particularly limited, but preferably has a BET specific surface area of 100 m 2 /g or more, more preferably 150 m 2 /g or more from the viewpoint of color development on plain paper and coated paper, and particularly preferably It is 180 m 2 /g or more. Specific examples of the carbon black include thermal black, acetylene black, oil furnace black, gas furnace black, lamp black, gas black, and channel black. More specifically, Raven 2000, Raven 2350ULTRA, Raven 2500ULTRA, Raven 2800ULTRA, Raven 2900ULTRA, Raven 3000ULTRA, Raven 3500, Raven 5000ULTRA (all manufactured by Columbia Carbon), Monarch 700, Raven 880, Raven 900, Raven 1. 000, 1300 (manufactured by Cabot), Printex 75, 80, 85, 95, L6, Color Black S160S, S170, FW18, FW182, FW1, FW2, FW171, FW200, Examples include FW285, Special Black 5, 6, HIBLACK 50L, 600L, 890, 930L, 970LB, NIPex 90, 160IQ, 170IQ, 180IQ (manufactured by Orion Engineered Carbons), etc. .
上記カーボンブラックのDBP吸油量は、特に制限されないが、DBP吸油量40~150mL/100gであることが好ましく、普通紙上における発色性の観点から、より好ましくは70mL/100g以上であり、特に好ましくは90以上である。上記DBP吸油量とは、カーボンブラック 100gが吸収するDBP(ジブチルフタレート)量をcm3単位で示すものであり、例えば、JIS K 6221を参考に測定し値を求めることができる。 The DBP oil absorption amount of the carbon black is not particularly limited, but it is preferably 40 to 150 mL/100 g, more preferably 70 mL/100 g or more from the viewpoint of color development on plain paper, and particularly preferably It is 90 or more. The above-mentioned DBP oil absorption amount indicates the amount of DBP (dibutyl phthalate) absorbed by 100 g of carbon black in units of cm 3 , and the value can be obtained by measuring, for example, referring to JIS K 6221.
上記有機顔料として、例えば、アゾ、ジスアゾ、フタロシアニン、キナクリドン、イソインドリノン、ジオキサジン、ペリレン、ペリノン、チオインジゴ、アンソラキノン、及びキノフタロン等の各種の顔料が挙げられる。有機顔料の具体例としては、例えばC.I.Pigment Yellow 1、2、3、12、13、14、16、17、24、55、73、74、75、83、93、94、95、97、98、108、114、128、129、138、139、150、151、154、180、185、193、199、202、213等のイエロー;C.I.Pigment Red 5、7、12、48、48:1、57、88、112、122、123、146、149、150、166、168、177、178、179、184、185、202、206、207、254、255、257、260、264、272等のレッド;C.I.Pigment Blue 1、2、3、15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、22、25、60、66、80等のブルー;C.I.Pigment Violet 19、23、29、37、38、50等のバイオレット;C.I.Pigment Orange 13、16、68、69、71、73等のオレンジ;C.I.Pigment Green7、36、54等のグリーン;C.I.Pigment Black 1等のブラックの各色の顔料が挙げられる。 Examples of the organic pigment include various pigments such as azo, disazo, phthalocyanine, quinacridone, isoindolinone, dioxazine, perylene, perinone, thioindigo, anthoraquinone, and quinophthalone. Specific examples of organic pigments include C.I. I. Pigment Yellow 1, 2, 3, 12, 13, 14, 16, 17, 24, 55, 73, 74, 75, 83, 93, 94, 95, 97, 98, 108, 114, 128, 129, 138, Yellow such as 139, 150, 151, 154, 180, 185, 193, 199, 202, 213; C.I. I. Pigment Red 5, 7, 12, 48, 48:1, 57, 88, 112, 122, 123, 146, 149, 150, 166, 168, 177, 178, 179, 184, 185, 202, 206, 207, Red such as 254, 255, 257, 260, 264, 272; C.I. I. Pigment Blue 1, 2, 3, 15, 15:1, 15:2, 15:3, 15:4, 15:6, 16, 22, 25, 60, 66, 80, etc.; C.I. I. Pigment Violet 19, 23, 29, 37, 38, 50, etc.; C.I. I. Pigment Orange 13, 16, 68, 69, 71, 73, etc.; C.I. I. Pigment Green 7, 36, 54, etc.; C.I. I. Examples include pigments of various black colors such as Pigment Black 1 and the like.
上記体質顔料としては、例えば、シリカ、炭酸カルシウム、タルク、クレー、硫酸バリウム、及びホワイトカーボン等が挙げられる。体質顔料は、他の顔料と併用されることが好ましい。 Examples of the extender pigment include silica, calcium carbonate, talc, clay, barium sulfate, and white carbon. It is preferable that extender pigments are used in combination with other pigments.
[水不溶性樹脂]
上記分散液(DS)は水不溶性樹脂を含む。該水不溶性樹脂とは、ポリマーを70℃で24時間乾燥させ、25℃の水100gに溶解させた場合、その溶解量が、10g以下であるポリマーを指す。また、該溶解量は、5g以下であることが好ましく、1g以下であることがより好ましい。
上記水不溶性樹脂としては、例えば、スチレン及びその誘導体;ビニルナフタレン及びその誘導体;α,β-エチレン性不飽和性カルボン酸の脂肪族アルコールエステル;アクリル酸及びその誘導体;マイレン酸及びその誘導体;イタコン酸及びその誘導体;ファール酸及びその誘導体;酢酸ビニル、ビニルアルコール、ビニルピロリドン、アクリルアミド、及びそれらの誘導体等よりなる群の単量体から選択される、少なくとも2つの単量体(好ましくは、このうち少なくとも1つが親水性の単量体)から構成される共重合体が挙げられる。そのような共重合体としては、例えば、スチレン-(メタ)アクリル酸共重合体、スチレン-(メタ)アクリル酸-(メタ)アクリル酸エステル共重合体、(メタ)アクリル酸エステル-(メタ)アクリル酸共重合体、ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート-(メタ)アクリル酸共重合体、スチレン-マレイン酸共重合体等が挙げられる。
これらの中ではスチレン-(メタ)アクリル酸共重合体、スチレン-(メタ)アクリル酸-(メタ)アクリル酸エステル共重合体、(メタ)アクリル酸エステル-(メタ)アクリル酸共重合体、ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート-(メタ)アクリル酸共重合体が好ましく;スチレン-(メタ)アクリル酸共重合体、スチレン-(メタ)アクリル酸-(メタ)アクリル酸エステル共重合体、(メタ)アクリル酸エステル-(メタ)アクリル酸共重合体がより好ましく;(メタ)アクリル酸エステル-(メタ)アクリル酸共重合体がさらに好ましく;メタクリル酸エステル-メタクリル酸共重合体が特に好ましい。
なお、本明細書において「(メタ)アクリル」の用語は、「アクリル」と「メタクリル」の両方を含む意味で用いる。「(メタ)アクリレート」等も同様である。
共重合体の種類としては、例えば、ブロック共重合体、ランダム共重合体及びグラフト共重合体、及び/又はそれらの塩等が挙げられ、ブロック共重合体であることが好ましい。なお、本明細書中において、ブロック共重合体をブロックポリマーと記載する場合がある。
水不溶性樹脂は合成することも、市販品として入手することもできる。市販品の具体例としては、例えば、いずれもジョンソンポリマー社製のジョンクリル62、67、68、678、611、687、690、及び819等のスチレン-アクリル系共重合体;モビニールS-100A(ヘキスト合成社製の変性酢酸ビニル共重合体);ジュリマーAT-210(日本純薬株式会社製のポリアクリル酸エステル共重合体)等が挙げられる。
合成により得られる共重合体としては、国際公開第2013/115071号ガゼットに開示されたA-Bブロックポリマーが好ましく挙げられる。
[Water-insoluble resin]
The dispersion liquid (DS) contains a water-insoluble resin. The water-insoluble resin refers to a polymer whose dissolved amount is 10 g or less when the polymer is dried at 70° C. for 24 hours and dissolved in 100 g of water at 25° C. Moreover, it is preferable that the amount dissolved is 5 g or less, and more preferably 1 g or less.
Examples of the water-insoluble resin include styrene and its derivatives; vinylnaphthalene and its derivatives; aliphatic alcohol esters of α,β-ethylenically unsaturated carboxylic acids; acrylic acid and its derivatives; maleic acid and its derivatives; itacon At least two monomers (preferably, Examples include copolymers, at least one of which is a hydrophilic monomer. Examples of such copolymers include styrene-(meth)acrylic acid copolymer, styrene-(meth)acrylic acid-(meth)acrylic acid ester copolymer, and (meth)acrylic acid ester-(meth)acrylic acid ester copolymer. Examples include acrylic acid copolymer, polyethylene glycol (meth)acrylate-(meth)acrylic acid copolymer, and styrene-maleic acid copolymer.
Among these, styrene-(meth)acrylic acid copolymer, styrene-(meth)acrylic acid-(meth)acrylic ester copolymer, (meth)acrylic ester-(meth)acrylic acid copolymer, polyethylene Glycol (meth)acrylate-(meth)acrylic acid copolymers are preferred; styrene-(meth)acrylic acid copolymers, styrene-(meth)acrylic acid-(meth)acrylic acid ester copolymers, (meth)acrylics Acid ester-(meth)acrylic acid copolymers are more preferred; (meth)acrylic ester-(meth)acrylic acid copolymers are even more preferred; methacrylic ester-methacrylic acid copolymers are particularly preferred.
In this specification, the term "(meth)acrylic" is used to include both "acrylic" and "methacrylic". The same applies to "(meth)acrylate" and the like.
Examples of the type of copolymer include block copolymers, random copolymers, graft copolymers, and/or salts thereof, and block copolymers are preferred. In addition, in this specification, a block copolymer may be described as a block polymer.
Water-insoluble resins can be synthesized or commercially available. Specific examples of commercially available products include styrene-acrylic copolymers such as Joncryl 62, 67, 68, 678, 611, 687, 690, and 819, all manufactured by Johnson Polymer; Movinyl S-100A ( Modified vinyl acetate copolymer manufactured by Hoechst Synthesis Co., Ltd.); Jurimer AT-210 (polyacrylic acid ester copolymer manufactured by Nippon Pure Chemical Industries, Ltd.), and the like.
As the copolymer obtained by synthesis, AB block polymer disclosed in International Publication No. 2013/115071 Gazette is preferably mentioned.
上記水不溶性樹脂の重量平均分子量は、水系顔料分散体の保存安定性及び吐出性の向上、印刷後の印字物の耐久性の観点から、50000未満であり、3000以上50000未満であることが好ましく、さらに好ましくは7000以上25000未満である。また、上記分散剤としての樹脂の酸価としては、50~300KOHmg/gであることが好ましく、さらに好ましくは60~275KOHmg/g、特に好ましくは70~250KOHmg/gである。 The weight average molecular weight of the water-insoluble resin is less than 50,000, preferably from 3,000 to less than 50,000, from the viewpoint of improving the storage stability and ejectability of the aqueous pigment dispersion and the durability of printed matter after printing. , more preferably 7,000 or more and less than 25,000. Further, the acid value of the resin as the dispersant is preferably 50 to 300 KOHmg/g, more preferably 60 to 275 KOHmg/g, particularly preferably 70 to 250 KOHmg/g.
上記の水不溶性樹脂は、顔料と混合した状態;又は、顔料の表面の一部、若しくは全てを分散剤としての樹脂で被覆した状態のいずれとしても使用することができる。また、これらの両方の状態を併用することもできる。 The water-insoluble resin described above can be used either in a state mixed with a pigment; or in a state in which part or all of the surface of the pigment is coated with a resin as a dispersant. Moreover, both of these states can also be used together.
水不溶性樹脂は、塩生成基を有する。塩生成基とは、カルボキシ基、水酸基、スルホ基、リン酸基、アミノ基を指す。塩生成基は、塩生成基含有モノマーを含有するモノマー混合物を重合させることにより、水不溶性樹脂に導入することができる。 The water-insoluble resin has salt-forming groups. The salt-forming group refers to a carboxy group, a hydroxyl group, a sulfo group, a phosphoric acid group, and an amino group. The salt-forming group can be introduced into the water-insoluble resin by polymerizing a monomer mixture containing the salt-forming group-containing monomer.
[有機溶媒B]
上記有機溶媒Bは、沸点が120℃未満であり、かつ、ClogP値が1.0~5.0の溶媒を指す。有機溶媒Bとしては、沸点が120℃未満であり、かつ、ClogP値が1.0~5.0の条件を満たすであれば特に限定はなく、該条件を満たす、芳香族炭化水素系溶媒、脂肪族炭化水素系溶媒、ハロゲン化脂肪族炭化水素系溶媒等が挙げられる。上記芳香族炭化水素系溶媒としては、例えば、o-キシレン、トルエン、ベンゼンなどが挙げられる。上記脂肪族炭化水素系溶媒としては、例えば、ヘプタン、ヘキサン、3-メチルペンタン、シクロヘキサンなどが挙げられる。上記ハロゲン化脂肪族炭化水素系溶媒としては、例えば、クロロホルム、ジクロロメタン等が挙げられる。上記有機溶媒Bは、単独で又は2種以上を混合して用いることができる。有機溶媒Bとしては、ヘキサン、へプタン、3-メチルペンタン、シクロヘキサンが好ましく、安全性や、後処理において溶媒を留去する際の操作性を考慮すれば、ヘキサンが更に好ましい。
[Organic solvent B]
The above-mentioned organic solvent B refers to a solvent having a boiling point of less than 120° C. and a ClogP value of 1.0 to 5.0. The organic solvent B is not particularly limited as long as it has a boiling point of less than 120°C and a ClogP value of 1.0 to 5.0, and aromatic hydrocarbon solvents that satisfy the conditions, Examples include aliphatic hydrocarbon solvents, halogenated aliphatic hydrocarbon solvents, and the like. Examples of the aromatic hydrocarbon solvent include o-xylene, toluene, and benzene. Examples of the aliphatic hydrocarbon solvent include heptane, hexane, 3-methylpentane, and cyclohexane. Examples of the halogenated aliphatic hydrocarbon solvent include chloroform, dichloromethane, and the like. The above organic solvent B can be used alone or in combination of two or more. As the organic solvent B, hexane, heptane, 3-methylpentane, and cyclohexane are preferable, and hexane is more preferable in consideration of safety and operability when distilling off the solvent in post-treatment.
上記有機溶媒BのClogP値としては、分散安定性の観点から2.0~4.0であることが好ましい。なお、有機溶媒BのClogP値は、ChemBioDrawUltra 13.0(CambridgeSoft社製)を用いて計算される。 The ClogP value of the organic solvent B is preferably 2.0 to 4.0 from the viewpoint of dispersion stability. Note that the ClogP value of organic solvent B is calculated using ChemBioDrawUltra 13.0 (manufactured by CambridgeSoft).
上記分散剤(DS)中に含まれる上記有機溶媒Bの含有量は、500ppm以上5000ppm以下であり、251~5000ppmの範囲であることが好ましく、255~4000ppmの範囲であることがより好ましく、臭気面や安全性の観点から260~3000ppm以下であることがより更に好ましい。上記分散剤(DS)中に含まれる上記有機溶媒Bの含有量を500ppm以上5000ppm以下とすることにより、分散剤(DS)の保存安定性を高めることが可能となる。 The content of the organic solvent B contained in the dispersant (DS) is 500 ppm or more and 5000 ppm or less, preferably in the range of 251 to 5000 ppm, more preferably in the range of 255 to 4000 ppm, and odor From the viewpoint of safety and safety, it is even more preferable that the content be 260 to 3000 ppm or less. By controlling the content of the organic solvent B contained in the dispersant (DS) to 500 ppm or more and 5000 ppm or less, it becomes possible to improve the storage stability of the dispersant (DS).
[水]
上記分散液(DS)は、水を含有する。水としては、金属イオン等の不純物の含有量が少ない水、すなわち、イオン交換水、蒸留水等が好ましい。そのような水は、公知の方法により調製することができる。
[water]
The dispersion liquid (DS) contains water. As water, water with a low content of impurities such as metal ions, ie, ion-exchanged water, distilled water, etc., is preferable. Such water can be prepared by known methods.
上記分散液(DS)の調製方法は、公知の方法を使用することができる。その一例としては、転相乳化法が挙げられる。すなわち、メチルエチルケトン等の有機溶媒に分散剤としての樹脂を溶解し、後述する中和剤の水溶液を加えて乳化液を調製する。得られた乳化液に顔料を加えて分散処理を行う。このようにして得られた液から有機溶媒と一部の水を減圧留去することにより、目的とする分散液を得ることができる。 A known method can be used to prepare the dispersion liquid (DS). One example is the phase inversion emulsification method. That is, a resin as a dispersant is dissolved in an organic solvent such as methyl ethyl ketone, and an aqueous solution of a neutralizing agent, which will be described later, is added to prepare an emulsion. A pigment is added to the obtained emulsion and a dispersion process is performed. By distilling off the organic solvent and a portion of the water under reduced pressure from the liquid thus obtained, the desired dispersion liquid can be obtained.
上記乳化液は、各成分を任意の順で混合しても調製することができるが、水不溶性樹脂を後述する有機溶媒Aに溶解又は分散させたのち、水及び中和剤と混合することが、均一な乳化組成物とすることができることから好ましい。また、有機溶媒Bは水に対する溶解性が低いために、有機溶媒A、水不溶性樹脂、中和剤を加えて乳化液を調整したのちに有機溶媒Bを加えることが、水不溶性樹脂の析出を抑えることができることから好ましい。 The above emulsion can be prepared by mixing each component in any order, but it is possible to dissolve or disperse the water-insoluble resin in organic solvent A described below and then mix it with water and a neutralizing agent. , is preferable because a uniform emulsified composition can be obtained. Furthermore, since organic solvent B has low solubility in water, adding organic solvent B after preparing an emulsion by adding organic solvent A, a water-insoluble resin, and a neutralizing agent prevents precipitation of the water-insoluble resin. This is preferable because it can be suppressed.
また、分散処理は、例えば、サンドミル(ビーズミル)、ロールミル、ボールミル、ペイントシェーカー、超音波分散機、マイクロフルイダイザー等を用いて行うことができる。一例として、サンドミルを用いるときは、粒子径が0.01mm~1mm程度のビーズを使用し、ビーズの充填率を適宜設定して分散処理を行うことができる。
上記のようにして得られた分散液に対して、ろ過及び/又は遠心分離等の操作をすることができる。この操作により、分散液が含有する粒子の粒子径の大きさを揃えることができる。
分散液の調製中に泡立ちが生じるときは、公知のシリコン系、アセチレングリコール系等の消泡剤を極微量加えることができる。
上記以外の分散液の調製方法としては、酸析法、界面重合法、in-situ重合法、液中硬化被膜法、コアセルベーション(相分離)法、液中乾燥法、融解分散冷却法、気中懸濁被覆法、スプレードライング法等が挙げられる。これらの中では転相乳化法、酸析法、及び界面重合法が好ましい。
Further, the dispersion treatment can be performed using, for example, a sand mill (bead mill), a roll mill, a ball mill, a paint shaker, an ultrasonic disperser, a microfluidizer, or the like. For example, when using a sand mill, beads with a particle diameter of about 0.01 mm to 1 mm can be used, and the dispersion process can be performed by appropriately setting the filling rate of the beads.
The dispersion obtained as described above can be subjected to operations such as filtration and/or centrifugation. By this operation, the particle diameters of the particles contained in the dispersion can be made uniform.
If foaming occurs during the preparation of the dispersion, a very small amount of a known antifoaming agent such as silicone-based or acetylene glycol-based antifoaming agents can be added.
Methods for preparing dispersions other than those mentioned above include acid precipitation method, interfacial polymerization method, in-situ polymerization method, in-liquid hardening film method, coacervation (phase separation) method, in-liquid drying method, melt dispersion cooling method, Examples include air suspension coating method and spray drying method. Among these, the phase inversion emulsification method, acid precipitation method, and interfacial polymerization method are preferred.
分散液中における上記顔料の平均粒径(D50)は、通常300nm以下、好ましくは30~280nm、より好ましくは40~270nm、さらに好ましくは50~250nmである。
また、同様にD90は通常400nm以下、好ましくは350nm以下、より好ましくは300nm以下である。下限は100nm以上が好ましい。
同様にD10は通常10nm以上、好ましくは20nm以上、より好ましくは30nm以上、上限は100nm以下である。粒径は、レーザ光散乱を用いて測定できる。
The average particle size (D50) of the pigment in the dispersion is usually 300 nm or less, preferably 30 to 280 nm, more preferably 40 to 270 nm, even more preferably 50 to 250 nm.
Similarly, D90 is usually 400 nm or less, preferably 350 nm or less, and more preferably 300 nm or less. The lower limit is preferably 100 nm or more.
Similarly, D10 is usually 10 nm or more, preferably 20 nm or more, more preferably 30 nm or more, and the upper limit is 100 nm or less. Particle size can be measured using laser light scattering.
[中和剤]
上記水不溶性樹脂が有する塩生成基の一部又は全部は、中和剤で中和されていることが好ましい。中和剤として、塩生成基の種類に応じて酸または塩基を用いることができる。酸としては、例えば、塩酸、硫酸等の無機塩、及び酢酸、プロピオン酸、乳酸、コハク酸、グリコール酸、グルコン酸、グリセリン酸、ポリエチレングルコール酸等の有機酸が挙げられる。塩基としては、例えば、トリメチルアミン、トリエチルアミン等の3級アミン類、アンモニア、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等が挙げられる。中和度には特に限定が無いが、分散液(DS)の液性が中性、例えば、pHが4.5~10となるように調整することが好ましい。
[Neutralizer]
It is preferable that some or all of the salt-forming groups possessed by the water-insoluble resin are neutralized with a neutralizing agent. As a neutralizing agent, an acid or a base can be used depending on the type of salt-forming group. Examples of acids include inorganic salts such as hydrochloric acid and sulfuric acid, and organic acids such as acetic acid, propionic acid, lactic acid, succinic acid, glycolic acid, gluconic acid, glyceric acid, and polyethylene glycolic acid. Examples of the base include tertiary amines such as trimethylamine and triethylamine, ammonia, sodium hydroxide, and potassium hydroxide. Although there is no particular limitation on the degree of neutralization, it is preferable to adjust the dispersion liquid (DS) so that the liquid property is neutral, for example, the pH is 4.5 to 10.
[有機溶媒A]
上記有機溶媒Aとしては、上記有機溶媒B以外であり、かつ、水100重量部に対する溶解度が20℃において、5~40重量部である有機溶媒が挙げられ、該溶解度が20℃において10~30重量部のものであることが好ましい。
[Organic solvent A]
Examples of the organic solvent A include organic solvents other than the organic solvent B that have a solubility in 100 parts by weight of water of 5 to 40 parts by weight at 20°C, and have a solubility of 10 to 30 parts by weight at 20°C. Parts by weight are preferred.
有機溶媒Aの例としては、アルコール系溶媒、ケトン系溶媒、エステル系溶媒、エーテル系溶媒、芳香族炭化水素系溶媒、脂肪族炭化水素系溶媒、ハロゲン化脂肪族炭化水素系溶媒等が挙げられる。例えば、アルコール系溶媒としては、1-ブタノール、2-ブタノール等が挙げられる。ケトン系溶媒としては、メチルエチルケトン等が挙げられる。エステル系溶媒としては酢酸エチルが挙げられる。エーテル系溶媒としてはジエチルエーテル等が挙げられる。これらの有機溶媒は、それぞれ単独で又は2種以上を混合して用いることができる。有機溶媒Aの中では、その安全性や、後処理において溶媒を除去する際の操作性を考慮すれば、メチルエチルケトンが好ましい。 Examples of the organic solvent A include alcohol solvents, ketone solvents, ester solvents, ether solvents, aromatic hydrocarbon solvents, aliphatic hydrocarbon solvents, halogenated aliphatic hydrocarbon solvents, etc. . For example, alcoholic solvents include 1-butanol, 2-butanol, and the like. Examples of ketone solvents include methyl ethyl ketone. Examples of ester solvents include ethyl acetate. Examples of the ether solvent include diethyl ether. These organic solvents can be used alone or in combination of two or more. Among the organic solvents A, methyl ethyl ketone is preferable in consideration of its safety and operability when removing the solvent in post-treatment.
上記インクは、上記分散剤(DS)以外に、その他の添加剤を含んでいても良い。なお、上記インクは、顔料と水不溶性樹脂を含有する上記分散液(DS)を調製した後、他の成分と混合して調製することが好ましい。 The ink may contain other additives in addition to the dispersant (DS). Note that the above ink is preferably prepared by preparing the above dispersion (DS) containing a pigment and a water-insoluble resin, and then mixing it with other components.
上記他の成分としては、バインダー樹脂、水溶性有機溶剤、界面活性剤、防黴剤、防菌剤、pH調整剤、防錆剤、消泡剤等が挙げられる。これらは1種単独で、あるいは2種以上を併用しても良い。 Examples of the other components include a binder resin, a water-soluble organic solvent, a surfactant, an antifungal agent, an antibacterial agent, a pH adjuster, an antirust agent, an antifoaming agent, and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
[バインダー樹脂]
バインダー樹脂はポリマー及びワックスから選択される、1種類以上を含むことが好ましい。
前記ポリマーとしては、例えば、ウレタン系、ポリエステル、アクリル系、酢酸ビニル系、塩化ビニル系、スチレン-アクリル系、アクリル-シリコン系、スチレン-ブタジエン系の各ポリマー又はそれを含有するエマルションが挙げられる。これらの中ではウレタン系、アクリル系、及びスチレン-ブタジエン系から選択されるポリマーが好ましく、アクリル系ポリマーがより好ましい。
前記ポリマーは、合成することも、市販品として購入することもできる。ポリマーを合成するときは、例えば、国際公開2015/147192号ガゼット等が開示するポリマーが好ましい。
市販品としては、例えば、スーパーフレックス 126、130、150、170、210、420、470、820、830、890(第一工業製薬株式会社製のウレタン系樹脂エマルション);ハイドラン HW-350、HW-178、HW-163、HW-171、AP-20、AP-30、WLS-201、WLS-210(DIC株式会社製のウレタン系樹脂エマルション);0569、0850Z、2108(JSR株式会社製のスチレン-ブタジエン系樹脂エマルション);AE980、AE981A、AE982、AE986B、AE104(株式会社イーテック製のアクリル系樹脂エマルション)、NeoCryl A-1105、A-1125、A-1127(楠本化学社製のアクリル系樹脂エマルション)等が挙げられる。
[Binder resin]
The binder resin preferably includes one or more selected from polymers and waxes.
Examples of the polymer include urethane-based, polyester, acrylic-based, vinyl acetate-based, vinyl chloride-based, styrene-acrylic-based, acrylic-silicon-based, and styrene-butadiene-based polymers, or emulsions containing the same. Among these, preferred are urethane-based, acrylic-based, and styrene-butadiene-based polymers, and acrylic-based polymers are more preferred.
The polymer can be synthesized or purchased commercially. When synthesizing a polymer, for example, polymers disclosed in International Publication No. 2015/147192 Gazette and the like are preferred.
Commercially available products include, for example, Superflex 126, 130, 150, 170, 210, 420, 470, 820, 830, 890 (urethane resin emulsion manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.); Hydran HW-350, HW- 178, HW-163, HW-171, AP-20, AP-30, WLS-201, WLS-210 (urethane resin emulsion manufactured by DIC Corporation); 0569, 0850Z, 2108 (styrene resin manufactured by JSR Corporation) butadiene resin emulsion); AE980, AE981A, AE982, AE986B, AE104 (acrylic resin emulsion manufactured by Etec Co., Ltd.), NeoCryl A-1105, A-1125, A-1127 (acrylic resin emulsion manufactured by Kusumoto Chemical Co., Ltd.) etc.
前記ワックスとしては、ワックスエマルションが好ましく、水系ワックスエマルションがより好ましい。ワックスとしては、天然ワックス及び合成ワックスを用いることができる。
天然ワックスとしては、石油系ワックスであるパラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス等;褐炭系ワックスであるモンタンワックス等;植物系ワックスであるカルナバワックス、キャンデリアワックス等;動植物系ワックスである蜜蝋、ラノリン等のワックスを、水性媒体中に分散させたエマルジョン等が挙げられる。
The wax is preferably a wax emulsion, more preferably an aqueous wax emulsion. As the wax, natural wax and synthetic wax can be used.
Natural waxes include petroleum-based waxes such as paraffin wax and microcrystalline wax; lignite-based waxes such as montan wax; vegetable-based waxes such as carnauba wax and candelia wax; and animal and plant-based waxes such as beeswax and lanolin. Examples include emulsions in which wax is dispersed in an aqueous medium.
合成ワックスとしてはポリアルキレンワックス(好ましくはポリC2-C4アルキレンワックス)、酸化ポリアルキレンワックス(好ましくは酸化ポリC2-C4アルキレンワックス)、及びパラフィンワックスが挙げられる。前記のうち、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、酸化ポリエチレンワックス、酸化ポリプロピレンワックス及びパラフィンワックスから選択される1種類以上のワックスが好ましく、酸化ポリエチレンワックスがより好ましい。
また、ワックスの平均粒径は、インクジェットヘッドの目詰まりを防止するために50nm~5μmが好ましく、100nm~1μmがより好ましい。
Examples of synthetic waxes include polyalkylene waxes (preferably polyC2-C4 alkylene waxes), oxidized polyalkylene waxes (preferably oxidized polyC2-C4 alkylene waxes), and paraffin waxes. Among the above waxes, one or more waxes selected from polyethylene wax, polypropylene wax, oxidized polyethylene wax, oxidized polypropylene wax, and paraffin wax are preferred, and oxidized polyethylene wax is more preferred.
Further, the average particle size of the wax is preferably 50 nm to 5 μm, more preferably 100 nm to 1 μm, in order to prevent clogging of the inkjet head.
ワックスエマルジョンの市販品としては、例えば、ビックケミー・ジャパン社製のCERAFLOUR 925、929、950、991;AQUACER 498、515、526、531、537、539、552、1547;AQUAMAT 208、263、272;MINERPOL 221等;三井化学社製の三井ハイワックス NL100、NL200、NL500、4202E、1105A、2203A、NP550、NP055、NP505等;三洋化学社製のKUE-100、11、東邦化学株式会社製HYTEC E-6500、9015、6400等が挙げられる。 Commercially available wax emulsions include, for example, CERAFLOUR 925, 929, 950, 991; AQUACER 498, 515, 526, 531, 537, 539, 552, 1547; AQUAMAT 208, 263, 272; MINERPOL manufactured by BYK Chemie Japan; 221 etc.; Mitsui Hywax NL100, NL200, NL500, 4202E, 1105A, 2203A, NP550, NP055, NP505 etc. manufactured by Mitsui Chemicals; KUE-100, 11 manufactured by Sanyo Chemical Co., Ltd., HYTEC E-6500 manufactured by Toho Chemical Co., Ltd. , 9015, 6400, etc.
前記インクの総質量に対する上記バインダー樹脂の総含有量は、インクの紙への定着性、インクの吐出性、およびインクの保存安定性の観点から、0.6%~6.0%であることが好ましく、さらに好ましくは1.0%~5%である。 The total content of the binder resin with respect to the total mass of the ink is 0.6% to 6.0% from the viewpoint of the fixing property of the ink to paper, the ejection property of the ink, and the storage stability of the ink. is preferable, and more preferably 1.0% to 5%.
[水溶性有機溶媒]
水溶性有機溶媒は特に制限されないが、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、第二ブタノール又は第三ブタノール等のC1-C6アルカノール;N,N-ジメチルホルムアミド又はN,N-ジメチルアセトアミド等のカルボン酸アミド;2-ピロリドン、N-メチル-2-ピロリドン又はN-メチルピロリジン-2-オン等のラクタム;1,3-ジメチルイミダゾリジン-2-オン又は1,3-ジメチルヘキサヒドロピリミド-2-オン等の環式尿素類;アセトン、2-メチル-2-ヒドロキシペンタン-4-オン、エチレンカーボネート等のケトン、ケトアルコール又はカーボネート;テトラヒドロフラン、ジオキサン等の環状エーテル;エチレングリコール、ジ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、1,2-ブチレングリコール、1,4-ブチレングリコール、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、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール(好ましくは分子量400、800、1540又はそれ以上のもの)、ポリプロピレングリコール、チオジグリコール又はジチオジグリコール等のC2-C6アルキレン単位を有するモノ、オリゴ又はポリアルキレングリコール又はチオグリコール;グリセリン、ジグリセリン、ヘキサン-1,2,6-トリオール、トリメチロールプロパン等のC3-C9ポリオール(トリオール);エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノアリルエーテル、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、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(ブチルカルビトール)、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル等のグリコールエーテル(好ましくはC3-C10のモノ、ジ若しくはトリエチレングリコールエーテル、及びC4-C13のモノ、ジ若しくはトリプロピレングリコールエーテルよりなる群から選択されるグリコールエーテル);1,2-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、1,6-ヘキサンジオール、2-メチル-2,4-ペンタンジオール、2-エチル-1,3-ヘキサンジオール、2,4-ジエチル-1,5-ペンタンジオール等の、C5-C9アルカンジオール;γ-ブチロラクトン又はジメチルスルホキシド等;等が挙げられる。
[Water-soluble organic solvent]
Water-soluble organic solvents are not particularly limited, but include, for example, C1-C6 alkanols such as methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, isobutanol, sec-butanol, or tertiary-butanol; N,N-dimethylformamide or N,N- Carboxylic acid amides such as dimethylacetamide; lactams such as 2-pyrrolidone, N-methyl-2-pyrrolidone or N-methylpyrrolidin-2-one; 1,3-dimethylimidazolidin-2-one or 1,3-dimethylhexane Cyclic ureas such as hydropyrimid-2-one; ketones, keto alcohols or carbonates such as acetone, 2-methyl-2-hydroxypentan-4-one and ethylene carbonate; cyclic ethers such as tetrahydrofuran and dioxane; ethylene glycol , diethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,2-butylene glycol, 1,4-butylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, dipropylene glycol, polyethylene glycol (preferably mono-, oligo- or polyalkylene glycols or thioglycols having C2-C6 alkylene units, such as polypropylene glycol, thiodiglycol or dithiodiglycol (molecular weight 400, 800, 1540 or more); C3-C9 polyols (triols) such as 1,2,6-triol and trimethylolpropane; ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monoallyl ether, ethylene glycol monoisopropyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol mono Ethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether (butyl carbitol), triethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monoethyl ether, triethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monopropyl ether, prolene glycol monobutyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, etc. Glycol ethers (preferably selected from the group consisting of C3-C10 mono-, di- or triethylene glycol ethers and C4-C13 mono-, di- or tripropylene glycol ethers); 1,2-pentanediol, 1 , 5-pentanediol, 1,2-hexanediol, 1,6-hexanediol, 2-methyl-2,4-pentanediol, 2-ethyl-1,3-hexanediol, 2,4-diethyl-1, C5-C9 alkanediols such as 5-pentanediol; γ-butyrolactone or dimethyl sulfoxide; and the like.
[界面活性剤]
界面活性剤としては、アニオン、ノニオン、シリコン系、及びフッ素系の各界面活性剤が挙げられる。これらの中ではシリコン系、及びフッ素系から選択される界面活性剤が好ましく、生体や環境への安全性の観点からはシリコン系界面活性剤がより好ましい。
[Surfactant]
Examples of the surfactant include anionic, nonionic, silicone-based, and fluorine-based surfactants. Among these, silicon-based and fluorine-based surfactants are preferred, and silicon-based surfactants are more preferred from the viewpoint of safety to living organisms and the environment.
アニオン界面活性剤としてはアルキルスルホカルボン酸塩、α-オレフィンスルホン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、N-アシルアミノ酸又はその塩、N-アシルメチルタウリン塩、アルキル硫酸塩ポリオキシアルキルエーテル硫酸塩、アルキル硫酸塩ポリオキシエチレンアルキルエーテル燐酸塩、ロジン酸石鹸、ヒマシ油硫酸エステル塩、ラウリルアルコール硫酸エステル塩、アルキルフェノール型燐酸エステル、アルキル型燐酸エステル、アルキルアリールスルホン酸塩、ジエチルスルホ琥珀酸塩、ジエチルヘキシルスルホ琥珀酸塩、ジオクチルスルホ琥珀酸塩等が挙げられる。 Examples of anionic surfactants include alkyl sulfocarboxylate, α-olefin sulfonate, polyoxyethylene alkyl ether acetate, polyoxyethylene alkyl ether sulfate, N-acylamino acid or its salt, N-acylmethyl taurate, Alkyl sulfate polyoxyalkyl ether sulfate, alkyl sulfate polyoxyethylene alkyl ether phosphate, rosin acid soap, castor oil sulfate ester salt, lauryl alcohol sulfate ester salt, alkylphenol type phosphate ester, alkyl type phosphate ester, alkylaryl sulfone Examples include acid salts, diethyl sulfosuccinate, diethylhexyl sulfosuccinate, dioctyl sulfosuccinate, and the like.
ノニオン界面活性剤としては、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンドデシルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンジスチレン化フェニルエーテル(例えば、花王株式会社製のエマルゲン A-60、A-90、A-500)等のエーテル系;ポリオキシエチレンオレイン酸エステル、ポリオキシエチレンジステアリン酸エステル、ソルビタンラウレート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノオレエート、ソルビタンセスキオレエート、ポリオキシエチレンモノオレエート、ポリオキシエチレンステアレート等のエステル系;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-オール等のアセチレングリコール(アルコール)系;ポリグリコールエーテル系等が挙げられる。これらの市販品としては、例えば、日信化学株式会社のサーフィノール 104、104PG50、82、420、440、465、485、オルフィン STG;花王株式会社製のエマルゲン A-60、A-90、A-500等が挙げられる。 Examples of nonionic surfactants include polyoxyethylene nonylphenyl ether, polyoxyethylene octylphenyl ether, polyoxyethylene dodecylphenyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene alkyl ether, and polyoxyethylene diphenyl ether. Ethers such as styrenated phenyl ethers (e.g. Emulgen A-60, A-90, A-500 manufactured by Kao Corporation); polyoxyethylene oleate, polyoxyethylene distearate, sorbitan laurate, sorbitan mono Ester systems such as stearate, sorbitan monooleate, sorbitan sesquioleate, polyoxyethylene monooleate, polyoxyethylene stearate; 2,4,7,9-tetramethyl-5-decyne-4,7-diol , 3,6-dimethyl-4-octyne-3,6-diol, 3,5-dimethyl-1-hexyn-3-ol, and other acetylene glycol (alcohol) systems; polyglycol ether systems, and the like. These commercially available products include, for example, Surfynol 104, 104PG50, 82, 420, 440, 465, 485, Olfin STG, manufactured by Nissin Chemical Co., Ltd.; Emulgen A-60, A-90, A- manufactured by Kao Corporation. 500 etc. are mentioned.
シリコン系界面活性剤としては、ポリエーテル変性シロキサン、ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン等が挙げられる。その一例としては、エアープロダクツ社製のダイノール 960、980;日信化学株式会社製のシルフェイス SAG001、SAG002、SAG003、SAG005、SAG503A、SAG008、SAG009、SAG010;及び、BYK Additives & Instruments社製のBYK-345、347、348、349、3455、LP-X23288、LP-X23289、LP-X23347;Evonic Tego Chemie社製のTEGO Twin 4000、TEGO Wet KL 245、250、260、265、270、280等が挙げられる。 Examples of the silicone surfactant include polyether-modified siloxane, polyether-modified polydimethylsiloxane, and the like. Examples include Dynor 960, 980 manufactured by Air Products; Silface SAG001, SAG002, SAG003, SAG005, SAG503A, SAG008, SAG009, SAG010 manufactured by Nissin Chemical Co., Ltd.; and BYK Additives & Instruments. Made by BYK -345, 347, 348, 349, 3455, LP-X23288, LP-X23289, LP-X23347; TEGO Twin 4000, TEGO Wet KL 245, 250, 260, 265, 270, 2 manufactured by Evonic Tego Chemie 80 etc. were listed It will be done.
フッ素系界面活性剤としては、例えば、パーフルオロアルキルスルホン酸化合物、パーフルオロアルキルカルボン酸系化合物、パーフルオロアルキルリン酸エステル化合物、パーフルオロアルキルエチレンオキサイド付加物、及び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化合物等が挙げられる。 Examples of fluorine-based surfactants include perfluoroalkyl sulfonic acid compounds, perfluoroalkyl carboxylic acid compounds, perfluoroalkyl phosphate compounds, perfluoroalkyl ethylene oxide adducts, and perfluoroalkyl ether groups in side chains. Examples include polyoxyalkylene ether polymer compounds.
[防黴剤]
防黴剤の具体例としては、デヒドロ酢酸ナトリウム、安息香酸ナトリウム、ナトリウムピリジンチオン-1-オキシド、p-ヒドロキシ安息香酸エチルエステル、1,2-ベンズイソチアゾリン-3-オン及びその塩等が挙げられる。
[Mildewproofing agent]
Specific examples of antifungal agents include sodium dehydroacetate, sodium benzoate, sodium pyridinethione-1-oxide, p-hydroxybenzoic acid ethyl ester, 1,2-benzisothiazolin-3-one and its salts. .
[防腐剤]
防腐剤の例としては、例えば有機硫黄系、有機窒素硫黄系、有機ハロゲン系、ハロアリールスルホン系、ヨードプロパギル系、ハロアルキルチオ系、ニトリル系、ピリジン系、8-オキシキノリン系、ベンゾチアゾール系、イソチアゾリン系、ジチオール系、ピリジンオキシド系、ニトロプロパン系、有機スズ系、フェノール系、第4アンモニウム塩系、トリアジン系、チアジン系、アニリド系、アダマンタン系、ジチオカーバメイト系、ブロム化インダノン系、ベンジルブロムアセテート系又は無機塩系等の化合物が挙げられる。
有機ハロゲン系化合物の具体例としては、例えばペンタクロロフェノールナトリウムが挙げられる。
ピリジンオキシド系化合物の具体例としては、例えば2-ピリジンチオール-1-オキサイドナトリウムが挙げられる。
イソチアゾリン系化合物としては、例えば、1,2-ベンズイソチアゾリン-3-オン、2-n-オクチル-4-イソチアゾリン-3-オン、5-クロロ-2-メチル-4-イソチアゾリン-3-オン、5-クロロ-2-メチル-4-イソチアゾリン-3-オンマグネシウムクロライド、5-クロロ-2-メチル-4-イソチアゾリン-3-オンカルシウムクロライド、2-メチル-4-イソチアゾリン-3-オンカルシウムクロライド等が挙げられる。
その他の防腐防黴剤の具体例として、無水酢酸ナトリウム、ソルビン酸ナトリウム又は安息香酸ナトリウム、ロンザ社製、商品名プロクセルGXL(S)、プロクセルLV、プロクセルXL-2(S)等が挙げられる。
[Preservative]
Examples of preservatives include organic sulfur-based, organic nitrogen-sulfur-based, organic halogen-based, haloarylsulfone-based, iodopropargyl-based, haloalkylthio-based, nitrile-based, pyridine-based, 8-oxyquinoline-based, and benzothiazole-based. , isothiazoline type, dithiol type, pyridine oxide type, nitropropane type, organotin type, phenol type, quaternary ammonium salt type, triazine type, thiazine type, anilide type, adamantane type, dithiocarbamate type, brominated indanone type, benzyl Examples include bromoacetate-based or inorganic salt-based compounds.
Specific examples of organic halogen compounds include sodium pentachlorophenol.
Specific examples of pyridine oxide compounds include sodium 2-pyridinethiol-1-oxide.
Examples of isothiazoline compounds include 1,2-benzisothiazolin-3-one, 2-n-octyl-4-isothiazolin-3-one, 5-chloro-2-methyl-4-isothiazolin-3-one, 5 -Chloro-2-methyl-4-isothiazolin-3-one magnesium chloride, 5-chloro-2-methyl-4-isothiazolin-3-one calcium chloride, 2-methyl-4-isothiazolin-3-one calcium chloride, etc. Can be mentioned.
Specific examples of other preservatives and fungicides include anhydrous sodium acetate, sodium sorbate, or sodium benzoate, manufactured by Lonza, trade names Proxel GXL (S), Proxel LV, Proxel XL-2 (S), and the like.
[pH調整剤]
pH調整剤の具体例としては、例えばジエタノールアミン、トリエタノールアミン、N-メチルジエタノールアミン等のアルカノールアミン;水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属の水酸化物;水酸化アンモニウム(アンモニア水);炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム等のアルカリ金属の炭酸塩;ケイ酸ナトリウム、酢酸カリウム等の有機酸のアルカリ金属塩;及び、リン酸二ナトリウム等の無機塩基等が挙げられる。
[pH adjuster]
Specific examples of pH adjusters include alkanolamines such as diethanolamine, triethanolamine, and N-methyldiethanolamine; alkali metal hydroxides such as lithium hydroxide, sodium hydroxide, and potassium hydroxide; ammonium hydroxide (ammonium hydroxide); water); alkali metal carbonates such as lithium carbonate, sodium carbonate, sodium bicarbonate, and potassium carbonate; alkali metal salts of organic acids such as sodium silicate and potassium acetate; and inorganic bases such as disodium phosphate, etc. Can be mentioned.
[防錆剤]
防錆剤の具体例としては、例えば、酸性亜硫酸塩、チオ硫酸ナトリウム、チオグリコール酸アンモニウム、ジイソプロピルアンモニウムナイトライト、四硝酸ペンタエリスリトール又はジシクロヘキシルアンモニウムナイトライト等が挙げられる。
[anti-rust]
Specific examples of the rust preventive include acidic sulfite, sodium thiosulfate, ammonium thioglycolate, diisopropylammonium nitrite, pentaerythritol tetranitrate, dicyclohexylammonium nitrite, and the like.
[消泡剤]
消泡剤としては、例えば、シリコン系、シリカ鉱物油系、オレフィン系、アセチレン系等が挙げられる。市販の消泡剤としては、例えば、いずれも信越化学工業株式会社製のサーフィノールDF37、DF58、DF110D、DF220、MD-20、オレフィンSK-14等が挙げられる。
[Defoaming agent]
Examples of antifoaming agents include silicone-based, silica mineral oil-based, olefin-based, acetylene-based, and the like. Examples of commercially available antifoaming agents include Surfynol DF37, DF58, DF110D, DF220, MD-20, and Olefin SK-14, all manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.
上記インクの総量に対する、上記顔料の総量は、通常1~20%、好ましくは1.5~10%、より好ましくは2~8%である。ここで、本願の明細書及び特許請求の範囲において、特に断りのない限り「%」及び「部」は質量基準で記載する。
また、上記顔料の平均粒径は、通常50nm~250nm、好ましくは60nm~200nmである。本願の明細書及び特許請求の範囲において平均粒径は、レーザー回折・散乱法によって求めた粒度分布における積算値50%での粒径をいう。
The total amount of the pigment relative to the total amount of the ink is usually 1 to 20%, preferably 1.5 to 10%, and more preferably 2 to 8%. Here, in the specification and claims of the present application, "%" and "part" are expressed on a mass basis unless otherwise specified.
Further, the average particle size of the pigment is usually 50 nm to 250 nm, preferably 60 nm to 200 nm. In the specification and claims of the present application, the average particle size refers to the particle size at 50% of the integrated value in the particle size distribution determined by laser diffraction/scattering method.
上記分散液(DS)を含む後述するインク中に含まれる上記有機溶媒Bの含有量は、30ppm以上3500ppm以下であることが好ましく、臭気面や安全性の観点から50ppm以上1500ppm以下であることがより好ましい。 The content of the organic solvent B contained in the ink described below containing the dispersion liquid (DS) is preferably 30 ppm or more and 3500 ppm or less, and from the viewpoint of odor and safety, it is preferably 50 ppm or more and 1500 ppm or less. More preferred.
上記水不溶性樹脂、水100質量部に対する溶解度が20℃において5~40質量部である有機溶媒(A)、上記沸点が120℃未満であり、かつ、ClogP値が1.0~5.0である有機溶媒(B)、中和剤、及び水を含む乳化組成物を調製する乳化組成物調製工程と、
上記乳化組成物と上記顔料とを混合した混合物を分散処理する分散処理工程と、
該分散処理後の上記混合物から上記有機溶媒(A)及び上記有機溶媒(B)の、それぞれ一部または全部を留去する工程と、を含む分散液の製造方法も本願発明に含まれる。
The above-mentioned water-insoluble resin, an organic solvent (A) having a solubility in 100 parts by weight of water of 5 to 40 parts by mass at 20°C, the above-mentioned boiling point being less than 120°C, and a ClogP value of 1.0 to 5.0; An emulsion composition preparation step of preparing an emulsion composition containing a certain organic solvent (B), a neutralizing agent, and water;
a dispersion treatment step of dispersing a mixture of the emulsion composition and the pigment;
The present invention also includes a method for producing a dispersion liquid, which includes a step of distilling off part or all of the organic solvent (A) and the organic solvent (B) from the mixture after the dispersion treatment.
上記乳化組成物調製工程における、上記有機溶媒(B)の総量bと顔料の総量pと、b/pとした場合、保存安定性を向上させる観点から、b/pが0.03≦b/p≦0.7の関係を満たすことが好ましく、0.04≦b/p≦0.6の関係を満たすことが更に好ましい。さらに、水不溶性樹脂の溶解安定性を高める点、乳化液の作成のし易さ、後処理において溶媒を留去する際の操作性を考慮すれば、0.06≦b/p≦0.5の関係を満たすことが特に好ましい。 In the emulsion composition preparation step, when the total amount b of the organic solvent (B) and the total amount p of the pigment are b/p, from the viewpoint of improving storage stability, b/p is 0.03≦b/ It is preferable to satisfy the relationship p≦0.7, and more preferably to satisfy the relationship 0.04≦b/p≦0.6. Furthermore, if we consider the improvement of the dissolution stability of the water-insoluble resin, the ease of creating an emulsion, and the operability when distilling off the solvent in post-processing, we believe that 0.06≦b/p≦0.5 It is particularly preferable that the following relationship is satisfied.
上記インクを2種類以上含むインクセットも本願発明に含まれる。また、上記インクと、上記インク以外の他のインクと、を含むインクセットも本願発明に含まれる。
上記他のインクとは、上記インクと構成が異なるものであれば特に限定は無いが、上記インクと色相が異なることが好ましい。
An ink set containing two or more of the above inks is also included in the present invention. Further, an ink set including the above ink and another ink other than the above ink is also included in the present invention.
The above-mentioned other ink is not particularly limited as long as it has a different structure from the above-mentioned ink, but it is preferable that the other ink has a different hue from the above-mentioned ink.
上記インクをインクジェットインクとして使用する場合、金属陽イオンの塩化物(例えば塩化ナトリウム)、及び硫酸塩(例えば硫酸ナトリウム)等の無機不純物の含有量の少ないインクが好ましい。このような無機不純物は、市販品のカーボンブラックに含まれることが多い。無機不純物含有量の目安は、おおよそカーボンブラックの総量に対して1%以下程度であり、下限は分析機器の検出限界以下、すなわち0%が理想である。
無機不純物の少ないカーボンブラックを得る方法としては、例えば、逆浸透膜を用いる方法;カーボンブラックの固体をメタノール等のC1-C4アルコール及び水の混合溶媒中で懸濁撹拌し、着色体を濾過分離して、乾燥する方法;又は、イオン交換樹脂で無機不純物を交換吸着する方法;等の脱塩処理が挙げられる。
また、上記インクをインクジェットインクとして使用するときは、インクを精密濾過することが好ましい。精密濾過をするときは、メンブランフィルター及び/又はガラス濾紙等を用いることができる。精密濾過を行うときのフィルター等の孔径は通常0.5μm~20μm、好ましくは0.5μm~10μmである。
When the above ink is used as an inkjet ink, an ink containing a small amount of inorganic impurities such as metal cation chloride (eg, sodium chloride) and sulfate (eg, sodium sulfate) is preferable. Such inorganic impurities are often contained in commercially available carbon black. A guideline for the content of inorganic impurities is approximately 1% or less based on the total amount of carbon black, and the ideal lower limit is below the detection limit of an analytical instrument, that is, 0%.
As a method for obtaining carbon black with few inorganic impurities, for example, a method using a reverse osmosis membrane; solid carbon black is suspended and stirred in a mixed solvent of C1-C4 alcohol such as methanol and water, and colored bodies are separated by filtration. Examples of desalting treatments include a method of drying and a method of exchanging and adsorbing inorganic impurities with an ion exchange resin;
Furthermore, when the above ink is used as an inkjet ink, it is preferable to microfiltrate the ink. When carrying out precision filtration, a membrane filter and/or glass filter paper can be used. The pore size of the filter used for precision filtration is usually 0.5 μm to 20 μm, preferably 0.5 μm to 10 μm.
上記インクは、各種の印刷分野に使用することができる。例えば、筆記、印刷、情報印刷、捺染等の用途に好適である。特に、インクジェット印刷に用いることが好ましい。 The above ink can be used in various printing fields. For example, it is suitable for applications such as writing, printing, information printing, and textile printing. In particular, it is preferable to use it for inkjet printing.
上記インク又は上記インクセットを用い印刷された印刷メディア、上記インク又は上記インクセットと印刷メディアとのインクメディアセット、及び、上記インク又は上記インクセットを使用した印刷濃度の向上方法、も本願発明に含まれる。 The present invention also includes printing media printed using the above ink or the above ink set, an ink media set of the above ink or the above ink set, and a printing medium, and a method for improving print density using the above ink or the above ink set. included.
上記インクジェット印刷方法は、上記インクの液滴を印刷信号に応じて吐出させて、印刷メディアに付着させることにより印刷を行う方法である。インクの吐出を行うインクジェットプリンタのインクノズル等については特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
インクジェット印刷方法としては、インク中のカーボンブラックの含有量の低いインクを小さい体積で多数射出して画質を改良する方法;実質的に同じ色相で、インク中のカーボンブラックの含有量が異なる複数のインクを用いて画質を改良する方法;及び、無色透明のインクと、カーボンブラックを含有するインクとを併用することにより、印刷メディアに対するカーボンブラックの定着性を向上させる方法等も挙げられる。上記インクは、これらの方法においてもカーボンブラックを含有するインクとして使用することができる。
The inkjet printing method is a method of printing by ejecting droplets of the ink according to a print signal and making them adhere to a print medium. There are no particular restrictions on the ink nozzles of the inkjet printer that eject ink, and they can be appropriately selected depending on the purpose.
The inkjet printing method improves image quality by ejecting a large number of inks with a low carbon black content in a small volume; Examples include a method of improving image quality using ink; and a method of improving the fixability of carbon black to print media by using a colorless transparent ink and an ink containing carbon black in combination. The above ink can also be used as an ink containing carbon black in these methods.
インクジェット印刷方式は、公知の方式を使用できる。その一例としては、例えば、電荷制御方式、ドロップオンデマンド方式(圧力パルス方式ともいう。)、音響インクジェット方式、サーマルインクジェット方式等が挙げられる。 As the inkjet printing method, a known method can be used. Examples include a charge control method, a drop-on-demand method (also referred to as a pressure pulse method), an acoustic inkjet method, a thermal inkjet method, and the like.
前記の記録メディアとしては、前記インクにより着色される物質であれば特に制限はない。記録メディアとしては、例えば、紙、フィルム、繊維や布(セルロース、ナイロン、羊毛等)、皮革、カラーフィルター用基材等が挙げられる。
これらの記録メディアは、インク受容層を有するものと、有しないものとに大別することができる。
The recording medium is not particularly limited as long as it is a substance that can be colored by the ink. Examples of the recording media include paper, film, fibers and cloth (cellulose, nylon, wool, etc.), leather, base materials for color filters, and the like.
These recording media can be roughly divided into those that have an ink-receiving layer and those that do not.
インク受容層を有する記録メディアとしては、例えば、紙、合成紙、フィルム等を基材とし、これにインク受容層を設けたものが挙げられる。インク受容層は、例えば前記基材にカチオン系ポリマーを含浸あるいは塗工する方法;又は多孔質シリカ、アルミナゾルや特殊セラミックス等の無機微粒子を、ポリビニルアルコールやポリビニルピロリドン等の親水性ポリマーと共に、前記基材表面に塗工する方法;等により設けられる。
このような記録メディアは、通常インクジェット専用紙、インクジェット専用フィルム、光沢紙等と呼ばれる。その代表的な市販品の例としては、キヤノン株式会社製の商品名:プロフェッショナルフォトペーパー、スーパーフォトペーパー、光沢ゴールド及びマットフォトペーパー;セイコーエプソン株式会社製の商品名:写真用紙クリスピア(高光沢)、写真用紙(光沢)、フォトマット紙;日本ヒューレット・パッカード株式会社製の商品名:アドバンスフォト用紙(光沢);富士フィルム株式会社製の商品名:画彩写真仕上げPro;等が挙げられる。
Examples of recording media having an ink-receiving layer include those having an ink-receiving layer provided on a base material such as paper, synthetic paper, or film. The ink-receiving layer can be formed, for example, by impregnating or coating the base material with a cationic polymer; or by using inorganic fine particles such as porous silica, alumina sol, or special ceramics together with a hydrophilic polymer such as polyvinyl alcohol or polyvinylpyrrolidone. It is provided by a method of coating the material surface.
Such recording media are usually called inkjet paper, inkjet film, glossy paper, or the like. Examples of typical commercially available products include: Professional Photo Paper, Super Photo Paper, Glossy Gold, and Matte Photo Paper manufactured by Canon Inc.; Product name of Seiko Epson Corporation: Photo Paper Crispia (high gloss) , photo paper (glossy), photo matte paper; trade name: Advanced Photo Paper (glossy), manufactured by Japan Hewlett-Packard Co., Ltd.; trade name: Gasai Photo Finish Pro, manufactured by Fuji Film Co., Ltd.; and the like.
インク受容層を有しない記録メディアとしては、グラビア印刷、オフセット印刷等の用途に用いられるコート紙、アート紙等の各種の用紙;ラベル印刷用途に用いられるキャストコート紙;等が挙げられる。 Examples of recording media without an ink-receiving layer include various types of paper such as coated paper and art paper used in gravure printing, offset printing, etc.; cast coated paper used in label printing; and the like.
上記インクジェット印刷方法で印刷メディアに印刷するときは、例えば上記インクを含有する容器(インクタンク等という。)をインクジェットプリンタの所定の位置に装填し、上記の印刷方法で印刷メディアに印刷する。
上記インクジェット印刷方法は、上記カラーインクから選択される複数のインクのインクセットとして、フルカラーの印刷ができる。そのときは、各色のインクを含有する容器を上記と同様にインクジェットプリンタの所定の位置に装填し、上記の印刷方法で印刷メディアに印刷する。
When printing on a print medium using the above inkjet printing method, for example, a container containing the above ink (referred to as an ink tank or the like) is loaded into a predetermined position of an inkjet printer, and printing is performed on the print medium using the above printing method.
The above inkjet printing method allows full color printing as an ink set of a plurality of inks selected from the above color inks. At that time, containers containing ink of each color are loaded into predetermined positions of the inkjet printer in the same manner as above, and printing is performed on print media using the printing method described above.
上記した全ての成分等は、そのうちの1種類のみを使用することができる。また、必要に応じて複数、及び複数の種類を選択し、それらを併用することもできる。
上記した全ての内容について、好ましいもの同士の組み合わせはより好ましく、より好ましいもの同士の組み合わせはさらに好ましい。好ましいものとより好ましいものとの組み合わせ、より好ましいものとさらに好ましいものとの組み合わせ等についても同様である。
Only one type of all the above-mentioned components can be used. Moreover, it is also possible to select a plurality and a plurality of types as necessary and use them together.
Regarding all the contents described above, combinations of preferable items are more preferable, and combinations of more preferable items are still more preferable. The same applies to combinations of preferred and more preferred, combinations of more preferred and even more preferred, and the like.
本願発明のインクは、粘度安定性、凝集沈降抑制等の保存安定性、再分散性、各種擦過性、発色性、彩度に優れ、また、本願発明のインクで記録された画像は、耐水性、耐光性、耐熱性、耐酸化ガス(例えば耐オゾンガス)性等の各種堅牢性に優れる。また、画像形成の際の塗工ムラが少なく、画像形成性にも優れる。 The ink of the present invention has excellent viscosity stability, storage stability such as inhibition of coagulation and sedimentation, redispersibility, various scratch resistance, color development, and saturation, and images recorded with the ink of the present invention have excellent water resistance. , excellent in various fastness properties such as light resistance, heat resistance, and resistance to oxidizing gases (for example, ozone gas). Further, there is little coating unevenness during image formation, and the image forming property is also excellent.
以下、本発明を実施例によって具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例によって限定されるものではない。また、各合成反応等の操作は、特に断りのない限りいずれも攪拌下にて行った。
実施例において、分散液中の顔料固形分の定量が必要なときは、株式会社エイ・アンド・デイ社製のMS-70を用い、乾燥重量法により求めた。顔料固形分は、固形分の全量から、顔料固形分のみを算出した換算値である。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically explained with reference to Examples, but the present invention is not limited to the following Examples. In addition, all operations such as each synthesis reaction were performed under stirring unless otherwise specified.
In the examples, when it was necessary to quantify the pigment solid content in the dispersion, it was determined by the dry weight method using MS-70 manufactured by A & D Co., Ltd. The pigment solid content is a converted value obtained by calculating only the pigment solid content from the total amount of solid content.
[調製例1]水不溶性樹脂Cの調製。
国際公開第2013/115071号の合成例3を追試することにより、合成例3のブロック共重合体(水不溶性樹脂C)を調製した。得られたブロック共重合体の酸価は105mgKOH/g、Mwは25000であった。
[実施例1]
調製例1で得られた水不溶性樹脂C 4.8部をメチルエチルケトン 15部に溶解し、これに、0.35部の水酸化ナトリウムを50部のイオン交換水に溶解させた液を加え、更にヘキサン(ノルマルヘキサン、純正化学社製) 4.0部を加えたのち、30分撹拌して乳化液とした。得られた乳化液に、NEROX600(16部、オリオンエンジニアドカーボンズ社製)を加え、分散用ビーズを投入した後、サンドグラインダーで1500rpmの条件下、15時間分散処理を行って液を得た。得られた液に、イオン交換水120部を加えて分散用ビーズをろ過分離してろ液を得た。得られたろ液からエバポレーターにてバス温度55℃の条件下、メチルエチルケトン、ヘキサン及び水の一部を、顔料固形分が12%となるよう減圧留去することにより分散液1を得た。分散液1中のヘキサン含有量は610ppmであった。
上記で得られた分散液1に、1,2-ヘキサンジオール(5部)、1,2-プロパンジオール(15部)、BYK-349(0.5部、BYK社製)、テキサノール(1.0部)、AQUACER515(1.0部、BYK社製:固形分35%)、トリエタノールアミン(0.3部)、プロクセル GXL(s)(0.05部、ロンザ社製)、及び水を加えて総量100部とした液を1時間撹拌した後、3μmのメンブランフィルター(品番A300A047A、アドバンテック社製)で濾過することにより、実施例1のインクを得た。インク中の顔料含有割合は5.0%であった。
[実施例2]
NEROX600の代わりに、NEROX605(オリオンエンジニアドカーボンズ社製)を用いる以外は実施例1と同様にして、顔料分が12%の分散液2を得た。分散液2中のヘキサン含有量は590ppmであった。また、分散液1を該分散液2に変更すること以外は実施例1と同様にして、実施例2のインクを得た。
[実施例3]
NEROX600の代わりに、#45L(三菱化学社製)を用いる以外は実施例1と同様にして、顔料分が12%の分散液3を得た。分散液3中のヘキサン含有量は420ppmであった。また、分散液1を該分散液3に変更すること以外は実施例1と同様にして、実施例3のインクを得た。
[実施例4]
NEROX600の代わりに、MA600(三菱化学社製)を用いる以外は実施例1と同様にして、顔料分が12%の分散液4を得た。分散液4中のヘキサン含有量は850ppmであった。また、分散液1を該分散液4に変更すること以外は実施例1と同様にして、実施例4のインクを得た。
[実施例5]
NEROX600の代わりに、Printex80(オリオンエンジニアドカーボンズ社製)を用いる以外は実施例1と同様にして、顔料分が12%の分散液5を得た。分散液5中のヘキサン含有量は1800ppmであった。また、分散液1を該分散液5に変更すること以外は実施例1と同様にして、実施例5のインクを得た。
[実施例6]
NEROX600の代わりに、Printex80(オリオンエンジニアドカーボンズ社製)を使用し、ヘキサンの代わりにヘプタンを用いた以外は実施例1と同様にして、顔料分が12%の分散液6を得た。分散液6中のヘプタン含有量は1700ppmであった。また、分散液1を該分散液6に変更すること以外は実施例1と同様にして、実施例6のインクを得た。
[実施例7]
NEROX600の代わりに、Printex80(オリオンエンジニアドカーボンズ社製)を使用し、ヘキサンの代わりに3-メチルペンタンを用いた以外は実施例1と同様にして、顔料分が12%の分散液7を得た。分散液7中の3-メチルペンタン含有量は580ppmであった。また、分散液1を該分散液7に変更すること以外は実施例1と同様にして、実施例7のインクを得た。
[実施例8]
NEROX600の代わりに、Printex80(オリオンエンジニアドカーボンズ社製)を使用し、ヘキサンの代わりにシクロヘキサンを用いた以外は実施例1と同様にして、顔料分が12%の分散液8を得た。分散液8中のシクロヘキサン含有量は1600ppmであった。また、分散液1を該分散液8に変更すること以外は実施例1と同様にして、実施例8のインクを得た。
[実施例9]
NEROX600の代わりに、Printex80(オリオンエンジニアドカーボンズ社製)を使用し、ヘキサンの代わりにトルエンを用いた以外は実施例1と同様にして、顔料分が12%の分散液9を得た。
分散液9中のトルエン含有量は4100ppmであった。また、分散液1を該分散液9に変更すること以外は実施例1と同様にして、実施例9のインクを得た。
[実施例10]
NEROX600の代わりに、Printex80(オリオンエンジニアドカーボンズ社製)を使用し、ヘキサンの代わりにクロロホルムを用いた以外は実施例1と同様にして、顔料分が12%の分散液10を得た。分散液10中のクロロホルム含有量は340ppmであった。また、分散液1を該分散液10に変更すること以外は実施例1と同様にして、実施例10のインクを得た。
[実施例11]
NEROX600の代わりに、Printex80(オリオンエンジニアドカーボンズ社製)を使用し、ヘキサンの代わりにジクロメタンを用いた以外は実施例1と同様にして、顔料分が12%の分散液11を得た。分散液11中のジクロロメタン含有量は260ppmであった。また、分散液1を該分散液11に変更すること以外は実施例1と同様にして、実施例11のインクを得た。
[実施例12]
ジョンクリル819(ジョンソンポリマー社製:Mw14500、酸価75)(水不溶性樹脂D)4.8部をメチルエチルケトン15部に溶解し、これに0.26部の水酸化ナトリウムを50部のイオン交換水に溶解させた液を加え、更にヘキサン4.0部を加えたのち、30分撹拌して乳化液とした。得られた乳化液にPrintex80(16部、オリオンエンジニアドカーボンズ社製)を加え、分散用ビーズを投入した後、サンドグラインダーで1500rpmの条件下、15時間分散処理を行って液を得た。得られた液にイオン交換水120部を加えて分散用ビーズをろ過分離してろ液を得た。得られたろ液からエバポレーターでメチルエチルケトン、ヘキサン及び水の一部を減圧留去することにより、顔料固形分が12%の分散液12を得た。分散液12中のヘキサン含有量は430ppmであった。また、分散液1を該分散液12に変更すること以外は実施例1と同様にして、実施例12のインクを得た。
[Preparation Example 1] Preparation of water-insoluble resin C.
A block copolymer (water-insoluble resin C) of Synthesis Example 3 was prepared by repeating Synthesis Example 3 of International Publication No. 2013/115071. The obtained block copolymer had an acid value of 105 mgKOH/g and an Mw of 25,000.
[Example 1]
4.8 parts of the water-insoluble resin C obtained in Preparation Example 1 was dissolved in 15 parts of methyl ethyl ketone, and a solution of 0.35 parts of sodium hydroxide dissolved in 50 parts of ion-exchanged water was added thereto. After adding 4.0 parts of hexane (normal hexane, manufactured by Junsei Kagaku Co., Ltd.), the mixture was stirred for 30 minutes to form an emulsion. NEROX600 (16 parts, manufactured by Orion Engineered Carbons) was added to the obtained emulsion, and dispersion beads were added, followed by dispersion treatment using a sand grinder at 1500 rpm for 15 hours to obtain a liquid. . To the obtained liquid, 120 parts of ion-exchanged water was added and the dispersion beads were separated by filtration to obtain a filtrate. From the obtained filtrate, methyl ethyl ketone, hexane, and a portion of water were distilled off under reduced pressure using an evaporator at a bath temperature of 55°C so that the pigment solid content was 12%, thereby obtaining Dispersion 1. The hexane content in Dispersion 1 was 610 ppm.
To the dispersion 1 obtained above, 1,2-hexanediol (5 parts), 1,2-propanediol (15 parts), BYK-349 (0.5 part, manufactured by BYK), texanol (1. 0 parts), AQUACER515 (1.0 parts, manufactured by BYK: solid content 35%), triethanolamine (0.3 parts), Proxel GXL (s) (0.05 parts, manufactured by Lonza), and water. The ink of Example 1 was obtained by stirring the liquid to make a total of 100 parts for 1 hour and filtering it with a 3 μm membrane filter (product number A300A047A, manufactured by Advantech). The pigment content in the ink was 5.0%.
[Example 2]
A dispersion liquid 2 having a pigment content of 12% was obtained in the same manner as in Example 1 except that NEROX605 (manufactured by Orion Engineered Carbons) was used instead of NEROX600. The hexane content in Dispersion 2 was 590 ppm. Further, an ink of Example 2 was obtained in the same manner as in Example 1 except that Dispersion 1 was changed to Dispersion 2.
[Example 3]
A dispersion liquid 3 having a pigment content of 12% was obtained in the same manner as in Example 1 except that #45L (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) was used instead of NEROX600. The hexane content in Dispersion 3 was 420 ppm. Further, an ink of Example 3 was obtained in the same manner as in Example 1 except that Dispersion 1 was changed to Dispersion 3.
[Example 4]
A dispersion liquid 4 having a pigment content of 12% was obtained in the same manner as in Example 1 except that MA600 (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) was used instead of NEROX600. The hexane content in Dispersion 4 was 850 ppm. Further, an ink of Example 4 was obtained in the same manner as in Example 1 except that Dispersion 1 was changed to Dispersion 4.
[Example 5]
A dispersion liquid 5 having a pigment content of 12% was obtained in the same manner as in Example 1 except that Printex 80 (manufactured by Orion Engineered Carbons) was used instead of NEROX 600. The hexane content in Dispersion 5 was 1800 ppm. Further, an ink of Example 5 was obtained in the same manner as in Example 1 except that Dispersion 1 was changed to Dispersion 5.
[Example 6]
A dispersion liquid 6 having a pigment content of 12% was obtained in the same manner as in Example 1 except that Printex 80 (manufactured by Orion Engineered Carbons) was used instead of NEROX 600 and heptane was used instead of hexane. The heptane content in Dispersion 6 was 1700 ppm. Further, an ink of Example 6 was obtained in the same manner as in Example 1 except that Dispersion 1 was changed to Dispersion 6.
[Example 7]
Dispersion 7 with a pigment content of 12% was prepared in the same manner as in Example 1 except that Printex 80 (manufactured by Orion Engineered Carbons) was used instead of NEROX 600 and 3-methylpentane was used instead of hexane. Obtained. The 3-methylpentane content in Dispersion 7 was 580 ppm. Further, an ink of Example 7 was obtained in the same manner as in Example 1 except that Dispersion 1 was changed to Dispersion 7.
[Example 8]
A dispersion liquid 8 having a pigment content of 12% was obtained in the same manner as in Example 1 except that Printex 80 (manufactured by Orion Engineered Carbons) was used instead of NEROX 600 and cyclohexane was used instead of hexane. The cyclohexane content in Dispersion 8 was 1600 ppm. Further, an ink of Example 8 was obtained in the same manner as in Example 1 except that Dispersion 1 was changed to Dispersion 8.
[Example 9]
A dispersion liquid 9 having a pigment content of 12% was obtained in the same manner as in Example 1 except that Printex 80 (manufactured by Orion Engineered Carbons) was used instead of NEROX 600 and toluene was used instead of hexane.
The toluene content in Dispersion 9 was 4100 ppm. Further, an ink of Example 9 was obtained in the same manner as in Example 1 except that Dispersion 1 was changed to Dispersion 9.
[Example 10]
A dispersion liquid 10 having a pigment content of 12% was obtained in the same manner as in Example 1 except that Printex 80 (manufactured by Orion Engineered Carbons) was used instead of NEROX 600 and chloroform was used instead of hexane. The chloroform content in Dispersion 10 was 340 ppm. Further, an ink of Example 10 was obtained in the same manner as in Example 1 except that Dispersion 1 was changed to Dispersion 10.
[Example 11]
A dispersion liquid 11 having a pigment content of 12% was obtained in the same manner as in Example 1 except that Printex 80 (manufactured by Orion Engineered Carbons) was used instead of NEROX 600 and dichloromethane was used instead of hexane. The dichloromethane content in Dispersion 11 was 260 ppm. Further, an ink of Example 11 was obtained in the same manner as in Example 1 except that Dispersion 1 was changed to Dispersion 11.
[Example 12]
4.8 parts of Joncryl 819 (manufactured by Johnson Polymer Co., Ltd.: Mw 14500, acid value 75) (water-insoluble resin D) was dissolved in 15 parts of methyl ethyl ketone, and 0.26 parts of sodium hydroxide was added to 50 parts of ion-exchanged water. After adding a solution dissolved in , and further adding 4.0 parts of hexane, the mixture was stirred for 30 minutes to obtain an emulsion. Printex 80 (16 parts, manufactured by Orion Engineered Carbons) was added to the obtained emulsion, and dispersion beads were added, followed by dispersion treatment using a sand grinder at 1500 rpm for 15 hours to obtain a liquid. 120 parts of ion-exchanged water was added to the resulting solution, and the dispersion beads were separated by filtration to obtain a filtrate. Methyl ethyl ketone, hexane, and a portion of water were distilled off under reduced pressure from the obtained filtrate using an evaporator to obtain a dispersion liquid 12 having a pigment solid content of 12%. The hexane content in Dispersion 12 was 430 ppm. Further, an ink of Example 12 was obtained in the same manner as in Example 1 except that Dispersion 1 was changed to Dispersion 12.
上記実施例1~12で使用した各種カーボンブラックの物性を下記表1に記載する。 The physical properties of the various carbon blacks used in Examples 1 to 12 above are listed in Table 1 below.
[比較例1~5]
ヘキサンの添加量を0部にした以外は実施例1~5と同様にして、顔料分が12%の各分散液を得た。得られた各分散液をそれぞれ実施例1と同様のインク化操作を行い、顔料の含有量が5.0%の比較例1~5の各インクを得た。
[比較例6]
ヘキサンの添加量を0部にした以外は実施例2と同様にして、顔料分が12%の分散液を得た。得られた分散液を実施例1と同様のインク化操作を行い、顔料の含有量が5.0%の比較例6のインクを得た。
[比較例7]
NEROX600の代わりに、Printex80(オリオンエンジニアドカーボンズ社製)を使用し、ヘキサンの代わりに1,2-ヘキサンジオールを用いた以外は実施例1と同様にして、顔料分が12%の分散液を得た。得られた分散液を実施例1と同様のインク化操作を行い、顔料の含有量が5.0%の比較例7のインクを得た。
[Comparative Examples 1 to 5]
Each dispersion having a pigment content of 12% was obtained in the same manner as in Examples 1 to 5 except that the amount of hexane added was 0 parts. Each of the obtained dispersions was subjected to the same ink-forming operation as in Example 1 to obtain each ink of Comparative Examples 1 to 5 having a pigment content of 5.0%.
[Comparative example 6]
A dispersion having a pigment content of 12% was obtained in the same manner as in Example 2, except that the amount of hexane added was 0 parts. The resulting dispersion was subjected to the same ink-forming operation as in Example 1 to obtain an ink of Comparative Example 6 with a pigment content of 5.0%.
[Comparative Example 7]
A dispersion with a pigment content of 12% was prepared in the same manner as in Example 1 except that Printex 80 (manufactured by Orion Engineered Carbons) was used instead of NEROX 600 and 1,2-hexanediol was used instead of hexane. I got it. The resulting dispersion was subjected to the same ink-forming operation as in Example 1 to obtain an ink of Comparative Example 7 with a pigment content of 5.0%.
(分散体中の有機溶媒B量測定)
ガスクロマトグラフィーによる定量分析を行った。Agilent社製ガスクロマト分析装置「Agilent7890B」にて、Agilent社製カラム「HP-FFAP(長さ50m、内径0.32mm、膜厚0.5μm)」を使用した。有機溶媒Bの定量は、内部標準物質として酢酸ブチル換算にて有機溶媒Bを定量した。具体的には、サンプル300mgサンプル瓶に量りとり、内部標準物質として酢酸ブチル(約0.05wt%相当量)、エタノール1mLを加え、超音波20minかけた後、ガスクロマトグラフィー測定条件で測定し、得られた面積値よりあらかじめ求めておいたファクターを用いて溶媒成分の含有量を算出した。測定時の条件は、注入口温度270℃、キャリアガスはヘリウム、カラム線速度1.0mL/min、スプリット比50とした。また、カラムオーブン温度は、50℃で2分間保持した後、毎分10℃で150℃まで昇温し、150℃で5分間保持した。また、検出器温度は250℃とした。
(Measurement of amount of organic solvent B in dispersion)
Quantitative analysis was performed using gas chromatography. A column "HP-FFAP (length 50 m, inner diameter 0.32 mm, film thickness 0.5 μm)" manufactured by Agilent was used in a gas chromatography analyzer "Agilent 7890B" manufactured by Agilent. The organic solvent B was quantified in terms of butyl acetate as an internal standard substance. Specifically, 300 mg of the sample was weighed into a sample bottle, butyl acetate (equivalent to about 0.05 wt%) and 1 mL of ethanol were added as internal standard substances, and after applying ultrasound for 20 minutes, it was measured under gas chromatography measurement conditions. The content of the solvent component was calculated from the obtained area value using a factor determined in advance. The conditions during the measurement were an injection port temperature of 270° C., a carrier gas of helium, a column linear velocity of 1.0 mL/min, and a split ratio of 50. Further, the column oven temperature was maintained at 50°C for 2 minutes, then raised to 150°C at a rate of 10°C per minute, and maintained at 150°C for 5 minutes. Moreover, the detector temperature was 250°C.
(粘度の測定)
粘度の測定には、E型粘度計TV-35L(東機産業株式会社製)を用いた。
(Measurement of viscosity)
To measure the viscosity, an E-type viscometer TV-35L (manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.) was used.
[保存安定性試験]
インク調製直後と60℃7日間保存後の粘度について、インク調製直後と7日間保存後の測定値の変化率を下記式にて算出した。
インク調製直後と7日間保存後の各測定値の間に乖離が少ないものほど安定性が良いことを意味し、保存安定性に優れることを示す。
粘度変化率=(7日間保存後の測定値-調製直後の測定値)/(調製直後の測定値)×100%
なお、表3中のハイフンは、有機溶剤(B)あるいは有機溶剤(B)以外の溶媒を含有していないことを表している。また、比較例7の「分散液中溶剤B残存量(ppm)」ハイフンは、測定を行っていないことを表している。また、表3中、各実施例で用いた有機溶媒Bの種類を「○」で示している。
[Storage stability test]
Regarding the viscosity immediately after ink preparation and after storage at 60° C. for 7 days, the rate of change in the measured value immediately after preparation of the ink and after storage for 7 days was calculated using the following formula.
The smaller the deviation between the measured values immediately after ink preparation and after 7 days of storage, the better the stability, indicating excellent storage stability.
Viscosity change rate = (measured value after 7 days storage - measured value immediately after preparation) / (measured value immediately after preparation) x 100%
Note that the hyphen in Table 3 indicates that the organic solvent (B) or a solvent other than the organic solvent (B) is not contained. Furthermore, the hyphen in "Residual amount of solvent B in dispersion (ppm)" in Comparative Example 7 indicates that no measurement was performed. Furthermore, in Table 3, the type of organic solvent B used in each example is indicated by "○".
(保存安定性評価)
A:粘度変化率が±4%以内
B:粘度変化率が±4%を超えかつ7%以内
C:粘度変化率が±7%を超えかつ±10%以内
D:粘度変化率が±10%を超える
(Storage stability evaluation)
A: Viscosity change rate is within ±4% B: Viscosity change rate is over ±4% and within 7% C: Viscosity change rate is over ±7% and within ±10% D: Viscosity change rate is ±10% exceed
実施例のインクは、比較例1~7のインクと比べ、明らかに保存安定性が優れていることが分かる。特に、凝集性の高い比表面積が比較的大きなカーボンを使用した実施例5の場合にも高い保存安定性を持つ水系インクが得られることが分かる。 It can be seen that the inks of Examples clearly have better storage stability than the inks of Comparative Examples 1 to 7. In particular, it can be seen that a water-based ink with high storage stability can be obtained even in the case of Example 5 in which carbon with high cohesiveness and relatively large specific surface area is used.
本発明の水分散体は、インクジェット記録用水系インクに好適に用いることができる。 The aqueous dispersion of the present invention can be suitably used in aqueous inks for inkjet recording.
Claims (7)
上記乳化組成物と上記顔料とを混合した混合物を分散処理する分散処理工程と、
該分散処理後の上記混合物から上記有機溶媒(A)及び上記有機溶媒(B)の、それぞれ一部または全部を留去する工程と、
を含む分散液の製造方法。 The above-mentioned water-insoluble resin, an organic solvent (A) having a solubility in 100 parts by weight of water of 5 to 40 parts by mass at 20°C, the above-mentioned boiling point being less than 120°C, and a ClogP value of 1.0 to 5.0; An emulsion composition preparation step of preparing an emulsion composition containing a certain organic solvent (B), a neutralizing agent, and water;
a dispersion treatment step of dispersing a mixture of the emulsion composition and the pigment;
a step of distilling off part or all of the organic solvent (A) and the organic solvent (B) from the mixture after the dispersion treatment;
A method for producing a dispersion containing.
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