JP3829558B2 - Pigment aqueous dispersion and inkjet ink - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、経時安定性のよい顔料水系分散体、およびそれを用いたインクジェットインキに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、インクジェット記録に用いられるインクジェットインキは、染料を水系媒体に溶解させた染料インキが用いられていた。このような染料インキは、インキの保存安定性、プリンタノズルからの吐出安定性、印刷物の鮮明性、発色性は良好であるが、印刷物の耐水性、耐光性が悪いという問題点があった。このような問題点に対して、被印刷物に耐水性の塗工剤を塗布することにより耐水性を上げる方法、インキと共に耐水化剤を吐出する方法が提案されているが、高コストになるなど、根本的な可決にいたっておらず、また、耐光性に関しては、解決できていない。
【０００３】
これに対し、近年、耐水性、耐光性が良好な顔料インキが検討されている。これは、不溶性の顔料を、水などの媒体に分散して得られるが、染料インキと比較してインキの保存安定性、吐出安定性、耐目詰まり性に劣り、満足なインキが得られていない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記従来の問題点を解決し、保存安定性、吐出安定性、耐目詰まり性に優れる顔料水系分散体およびインクジェットインキを提供することである。
【０００５】
本発明者等は、微細な顔料の水系分散安定化に、分散剤として下記一般式（１）および（２）を用いることにより極めて有効に作用することを見いだし本発明に至った。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、比表面積が８０ｍ2／ｇ〜１２０ｍ2／ｇである顔料を、下記一般式（１）で示される分散剤および下記一般式（２）で示される分散剤の存在下、水性媒体中に分散してなることを特徴とする顔料水系分散体に関する。
一般式（１）
【０００７】
【化３】
（式中、ｒは１〜４の整数、ｎは７〜２０の整数をそれぞれ表す。）
一般式（２）
【０００９】
【化４】
（式中、Ｒ1はＣ6〜Ｃ10のアルキル基、ｍは５〜１５の整数、Ｍは水素原子、アルカリ金属またはアンモニウムをそれぞれ表す。）
更に本発明は、顔料が１３〜１８重量％、分散剤が２．５〜７．５重量％および水性媒体７４．５〜８４．５重量％からなる上記顔料水系分散体に関する。
【００１１】
更に本発明は、一般式（１）で示される分散剤１００重量部に対し一般式（２）で示される分散剤２０〜７０重量部を使用する上記顔料水系分散体。
【００１２】
更に本発明、レーザー光散乱法による積算粒度１％値が２０〜４０ｎｍ、５０％値が５０〜９０ｎｍ、９９％値が３００ｎｍ以下である上記顔料水系分散体に関する。
【００１３】
更に本発明は、２５℃における粘度が２〜６mPa・ｓである上記顔料水系分散体に関する。
【００１４】
更に本発明、上記顔料水系分散体を含むインクジェットインキに関する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の顔料とは、ピグメントエロー１２，１３，１４，１７，２０，２４，７４，８３，８６，９３，９４，１０９，１１０，１１７，１２５，１２８，１２９，１３７，１３８，１４７，１４８，１５０，１５３，１５４，１６６，１６８，１８５等のエロー顔料をはじめ、各種の色相を有する顔料が対象となる。こ例外の色として、ピグメントレッド、９，４８，４９，５２，５３，５７，９７，１２２，１２３，１４９，１６８，１７７，１８０，１９２，２０６，２０７，２０９，ピグメントヴァイオレット１９，４２等の顔料、ピグメントブルー１５，１５：１，１５：３，１５：４、１５：６、２２，６０，６４，ピグメントグリーン７，３６，ピグメントオレンジ４８，４９，カーボンブラック等があげられる。
【００１６】
顔料の粒子径は、微細な物がインクジェットインキとして好適であり、顔料の粒子径を表す指標である比表面積が、８０ｍ2／ｇ〜１２０ｍ2／ｇが好適である。比表面積が８０ｍ2／ｇより小さくなると、分散粒径が大きくなり、顔料の沈降が起こりやすく、また、１２０ｍ2／ｇより大きくなると、インキの耐光性が悪化する。本発明において比表面積は窒素吸着法で測定したものをいう。
【００１７】
本発明の一般式（１）で示される分散剤は、平均重合度４〜３０のポリエチレンオキシドの水溶性重合体である。
【００１８】
一般式（１）で示される分散剤および一般式（２）で示される分散剤は、顔料水系分散体中、２．５〜７．５重量％配合され、上記配合割合より少ないと安定な分散体が得られず、また、多いとインクジェットインキとしての耐水性を悪化させる。
【００１９】
安定な分散体を維持するには、一般式（１）で示される分散剤１００重量部に対し一般式（２）で示される分散剤を１０ー７０重量部が好ましい。
【００２０】
本発明の水性体は、水もしくは水と水性溶剤の混合物からなり、混合物の場合は、水性溶剤は水性媒体中の５０重量％以下を占める。水性溶剤は、顔料水系分散体の用途によって、選定することが可能であり、例えば、用途がインクジェットインキの場合は、後述する水性溶剤を使用することができる。
【００２１】
本発明の顔料水系分散体は、顔料、一般式（１）で示される分散剤および一般式（２）で示される分散剤および水性媒体を、ディスパー、ホモミキサー、ペイントシェーカー、サンドミル、ロールミル、コスモミル、ナノマイザー等の分散機により分散して得られる。
【００２２】
顔料水系分散体は、レーザー光散乱法による積算粒度１％値が２０〜４０ｎｍ、５０％値が５０〜９０ｎｍ、かつ９９％値が３００ｎｍ以下であることが好適である。過度の微細粒子が多すぎると、分散体の保存安定性が悪化する恐れがあり、また、粗大粒子が多すぎると、顔料粒子の沈降が起きやすく、インクジェットインキとして好適でない。
【００２３】
本発明の顔料水系分散体は、２５℃における粘度が、２〜６ｃｐｓであることが好ましく、６ｃｐｓを越えるような顔料水系分散体は、インクジェットインキとして、好ましい粘度範囲の調製が困難となる。
【００２４】
本発明の顔料水系分散体は、水性媒体、各種添加剤等と混合し、物性を調整することにより、インクジェットインキとして用いることができる。
【００２５】
水性媒体は、水および必要に応じて水性溶剤から構成される。 水としては、金属イオン等を除去したイオン交換水あるいは蒸留水が、インキの４９〜９５重量％の範囲で用いられる。
【００２６】
水性溶剤には、インキのノズル部分での乾燥、インキの固化を防止し、安定にインキの噴射を行わせ、ノズルの経時での乾燥を防止するための保湿剤として働く水性溶剤と、インキの被印刷体が紙のような浸透性のある材料のときに、紙へのインキの浸透をはやめ見掛けの乾燥性を早くする浸透剤として働く水性溶剤と、インキの紙での乾燥を速めるための乾燥促進剤として働く水性溶剤とがある。
【００２７】
保湿剤として働く水性溶剤としては、１，３−プロパンジオール、１，２−ヘキサンジオール、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、ジプロピレングリコール、２，４，６−ヘキサントリオール、グリセリン、テトラフルフリルアルコール、ケトンアルコール、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、置換ピロリドン、４−メトキシ−４−メチルペンタノン等が例示できる。これらの水性溶剤は、単独ないし混合してインキの１〜５０重量％、好ましくはインキの２〜２５重量％の範囲で用いられる。
【００２８】
浸透剤として働く水性溶剤としては、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル等のグリコールエーテル類、ポリエチレングリコールモノラウリルエーテルのグリコールエーテル、エチレングリコール、プロピレングリコール等のアルキレングリコールが例示できる。
【００２９】
これらの水性溶剤は、単独ないし混合してインキの０〜５重量％、好ましくは１〜５重量％の範囲で用いられる。浸透剤として働く水性溶剤は、上記使用量で十分な効果があり、これよりも多いと印字の滲み、紙抜け（プリントスルー）を起こし好ましくなくなる。
【００３０】
乾燥促進剤として働く水性溶剤としては、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等の低級アルコール類が例示できる。これらの水性溶剤は、単独ないし混合してインキの０．１〜２０重量％、好ましくは１〜１０重量％の範囲で用いられる。
【００３１】
また、本発明のインキジェトインキは、表面張力や、プリンターの接液材料との濡れ性、吐出安定性を付与するために、ノニオン性、アニオン性、カチオン性または両イオン性の界面活性剤を添加することができる。
【００３２】
ノニオン性界面活性剤としては、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、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脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、フッ素系、シリコン系等のノニオン性活性剤が例示できる。
【００３３】
アニオン性界面活性剤としては、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、ナフタレンスルホン酸フォルマリン縮合物、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等が例示できる。
【００３４】
カチオン性界面活性剤としては、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例示できる。
【００３５】
両イオン性界面活性剤としては、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例示できる。
【００３６】
界面活性剤のうち、ラウリル硫酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、オレイン酸ナトリウム、ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム等のアニオン性界面活性剤は、浸透性のある被印刷体へのインキの浸透性をはやめ見かけの乾燥性を早くする浸透剤としての働きもする。これらの浸透剤としても働くアニオン性界面活性剤のインキ中の含有量は、０．１〜５重量％の範囲であることが好ましい。浸透剤としても働くアニオン性界面活性剤は、上記使用量で十分な効果があり、これよりも多いと印字の滲み、紙抜け（プリントスルー）を起こし好ましくなくなる。
【００３７】
本発明のインクジェットインキには、防黴剤、キレート剤をはじめとする種々の添加剤を添加することができる。
【００３８】
防黴剤は、インキへの黴の発生を防止するものであり、デヒドロ酢酸ナトリウム、安息香酸ナトリウム、ソジウムビリジンチオン−１−オキサイド、ジンクピリジンチオン−１−オキサイド、１，２−ベンズイソチアゾリン−３−オン、１−ベンズイソチアゾリン−３−オンのアミン塩等が用いられる。これらは、インキの０．０５〜１．０重量％の範囲で用いられる。
【００３９】
キレート剤は、インキ中の金属イオンを封鎖し、ノズル部での金属の析出やインキ中で不溶解性物の析出等を防止するものであり、エチレンジアミンテトラアセティックアシド、エチレンジアミンテトラアセティックアシドのナトリウム塩、エチレンジアミンテトラアセティックアシドのジアンモニウム塩、エチレンジアミンテトラアセティックアシドのテトラアンモニウム塩等が用いられる。これらは、インキの０．００５〜０．５重量％の範囲で用いられる。
【００４０】
また、色相の調整、濃度の付与等を目的として、耐水性、耐光性に問題の無いような形で、染料を用いることができる。
【００４１】
また、インキのｐＨを調整し、インキの安定ないし記録装置中のインキ配管との安定性を得るため、アミン、無機塩、アンモニア等のｐＨ調整剤、リン酸等の緩衝液を用いることができる。
【００４２】
また、インキの循環、移動、あるいはインキ製造時の泡の発生を防止するため、消泡剤を添加することもできる。
【００４３】
また、耐水性、記録紙への定着性を付与する目的で、他の水溶性樹脂、水分散性樹脂を添加することができる。
【００４４】
本発明のインクジェットインキは、本発明の顔料水系分散体に、必要に応じて水性媒体、添加剤を混合し、ディスパー、サンドミル、ホモジナイザー、ボールミル、ペイントシェーカー、超音波分散機等で攪拌、分散、混合することにより製造できる。
【００４５】
本発明のインクジェットインキは、孔径０．６５μｍ以下のフィルター、さらには孔径０．４５μｍ以下のフィルターで十分濾過することが好ましい。フィルター濾過に先立ち遠心分離による濾過を行うこともでき，これにより、フィルター濾過における目詰まりを少なくし，フィルター交換を少なくできる。
【００４６】
インキの粘度は、記録装置の方式にもよるが、２５℃において０．８〜４０ｍPa・ｓであることが好ましい。
【００４７】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。なお、実施例中、「部」および「％」は、「重量部」および「重量％」をそれぞれ表す。
【００４８】
（実施例１）
比表面積９５ｍ2／ｇのキノフタロン顔料（ＬＩＯＮＯＧＥＮ ＹＥＬＬＯＷ１０１０ 東洋インキ製造社製）１５部、下記分散剤ａ３部、下記分散剤ｂ１部およびイオン交換水８２部を１ｍｍガラスビーズを充填したサンドミルにより４時間分散を行い、２５℃における粘度４．５ｍPa・ｓ、レーザー光散乱法による積算粒度１％値が３０ｎｍ、５０％値が６５ｎｍ、９９％値が１９０ｎｍの黄色顔料水系分散体を得た。得られた顔料水系分散体は、６０℃で３週間の保存後も、粘度、粒径に変化が見られなかった。
分散剤ａ
【００４９】
【化５】
分散剤ｂ
【００５１】
【化６】
次に、得られた顔料水系分散体２０部、保湿剤としてグリセリン２０部、浸透剤としてジオクチルスルホコハク酸ナトリウム０．５部、防かび剤として １−ベンズイソチアゾリン−３−オンのアミン塩 ０．１部、バインダー樹脂としてアクリル系エマルジョン（トークリルＷ−２６１：東洋インキ製造社製）０．５部、イオン交換水５８．９部をディスパーにより攪拌、混合し、その後０．４５μｍのメンブランフィルターにより濾過することにより、インクジェットインキを得た。得られたインクジェットインキは、２５℃における粘度１．８ｍPa・ｓ、平均粒径６５ｎｍであり、６０℃で３週間保存後の粘度、粒径に変化が見られず、また沈降物も見られなかった。また、得られたインクジェットインキをヒューレットパッカード社製デスクジェット７２０Ｃ用カートリッジに注入し、印字試験を行ったところ、良好な印字物が得られ、また、室温に１週間放置後の印字でも、目詰まりが発生しなかった。
（実施例２）
比表面積１００ｍ2／ｇのキナクリドン顔料（ＬＩＯＮＯＧＥＮ ＭＡＧＥＮＴＡ ５７５０ 東洋インキ製造社製）１５部、下記分散剤ｃ４部、下記分散剤ｄ２部およびイオン交換水８１部を１ｍｍガラスビーズを充填したサンドミルにより４時間分散を行い、２５℃における粘度５．３ｍPa・ｓ、レーザー光散乱法による積算粒度１％値が３４ｎｍ、５０％値が５９ｎｍ、９９％値が１８０ｎｍの紅色顔料水系分散体を得た。得られた顔料水系分散体は、６０℃で３週間の保存後も、粘度、粒径に変化が見られなかった。
分散剤ｃ
【００５３】
【化７】
分散剤ｄ
【００５５】
【化８】
次に、得られた顔料水系分散体２０部、保湿剤としてグリセリン２０部、浸透剤としてジオクチルスルホコハク酸ナトリウム０．５部、防かび剤として １−ベンズイソチアゾリン−３−オンのアミン塩 ０．１部、バインダー樹脂としてアクリル系エマルジョン（トークリルＷ−２６１：東洋インキ製造社製）０．５部、イオン交換水５８．９部をディスパーにより攪拌、混合し、その後０．４５μｍのメンブランフィルターにより濾過することにより、インクジェットインキを得た。得られたインクジェットインキは、２５℃における粘度２．２ｍPa・ｓ、平均粒径５８ｎｍであり、６０℃で３週間保存後の粘度、粒径に変化が見られず、また沈降物も見られなかった。また、得られたインクジェットインキをヒューレットパッカード社製デスクジェット７２０Ｃ用カートリッジに注入し、印字試験を行ったところ、良好な印字物が得られ、また、室温に１週間放置後の印字でも、目詰まりが発生しなかった。
（比較例１）
比表面積１００ｍ2／ｇのキナクリドン顔料１５部、エチレンオキシドの平均重合度１３のポリエチレンオキシド−β−ナフトールエーテルスルホン酸ナトリウム５部、イオン交換水８０部を、実施例２と同様に分散を行ったところ、２５℃における粘度２．５ｍPa・ｓ、レーザー光散乱法による積算粒度１％値が３０ｎｍ、５０％値が５０ｎｍ、９９％値が２１０ｎｍの紅色顔料水系分散体を得た。得られた顔料水系分散体を６０℃に保存したところ、１週間後にゲル化に至った。
（比較例２）
比表面積６０ｍ2／ｇのジメチルキナクリドン顔料１５部、エチレンオキシドの平均重合度７、スチレン平均付加数１．５のポリエチレンオキシドスチレン化３−メチルフェニルエーテルスルホン化物のナトリウム塩３部、イオン交換水８２部を、１ｍｍガラスビーズを充填したサンドミルにより４時間分散を行い、２５℃における粘度２．５ｍPa・ｓ、レーザー光散乱法による積算粒度１％値が５０ｎｍ、５０％値が１２０ｎｍ、９９％値が４００ｎｍの紅色顔料水系分散体を得た。得られた顔料水系分散体は、６０℃で２週間の保存後に、沈降物が見られた。
【００５７】
次に、得られた顔料水系分散体２０部、保湿剤としてグリセリン２０部、浸透剤としてジオクチルスルホコハク酸ナトリウム０．５部、防かび剤として １−ベンズイソチアゾリン−３−オンのアミン塩 ０．１部、バインダー樹脂としてアクリル系エマルジョン（トークリルＷ−２６１：東洋インキ製造社製）０．５部、イオン交換水５８．９部をディスパーにより攪拌、混合し、その後０．４５μｍのメンブランフィルターにより濾過することにより、インクジェットインキを得た。得られたインクジェットインキは、２５℃における粘度１．７ｍPa・ｓ、平均粒径１２０ｎｍであり、６０℃で３週間保存後の粘度、粒径に変化が見られなかったが、沈降物が見られた。また、得られたインクジェットインキをヒューレットパッカード社製デスクジェット７２０Ｃ用カートリッジに注入し、印字試験を行ったところ、吐出時のインキに方向が乱れが生じ、画像の再現が得られなかった。また、室温に１週間放置後の印字で、目詰まりが発生した。
（実施例３）
比表面積９０ｍ2／ｇのフタロシアニンブルー顔料（ＬＩＯＮＯＬ ＢＬＵＥＦＧ−７３５１ｓ 東洋インキ製造社製）１５部、下記分散剤ｅ４部、下記分散剤ｆ２部およびイオン交換水８１部を１ｍｍガラスビーズを充填したサンドミルにより４時間分散を行い、２５℃における粘度４．９ｍPa・ｓ、レーザー光散乱法による積算粒度１％値が３６ｎｍ、５０％値が６７ｎｍ、９９％値が２１０ｎｍの青色顔料水系分散体を得た。得られた顔料水系分散体は、６０℃で３週間の保存後も、粘度、粒径に変化が見られなかった。
分散剤ｅ
【００５８】
【化９】
分散剤ｆ
【００６０】
【化１０】
次に、得られた顔料水系分散体２０部、保湿剤としてグリセリン２０部、浸透剤としてジオクチルスルホコハク酸ナトリウム０．５部、防かび剤として １−ベンズイソチアゾリン−３−オンのアミン塩 ０．１部、バインダー樹脂としてアクリル系エマルジョン（トークリルＷ−２６１：東洋インキ製造社製）０．５部、イオン交換水５８．９部をディスパーにより攪拌、混合し、その後０．４５μｍのメンブランフィルターにより濾過することにより、インクジェットインキを得た。得られたインクジェットインキは、２５℃における粘度２．２ｍPa・ｓ、平均粒径５８ｎｍであり、６０℃で３週間保存後の粘度、粒径に変化が見られず、また沈降物も見られなかった。また、得られたインクジェットインキをヒューレットパッカード社製デスクジェット７２０Ｃ用カートリッジに注入し、印字試験を行ったところ、良好な印字物が得られ、また、室温に１週間放置後の印字でも、目詰まりが発生しなかった。
【００６２】
【発明の効果】
本発明では、顔料を微細化すると共に、一般式（１）で示される分散剤および一般式（２）で示される分散剤として用いることにより、保存安定性、低粘度の顔料水系分散体を得られ、この顔料水系分散体を用いることにより、保存安定性、吐出安定性、耐目詰まり性に優れるインクジェットインキが得られた。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a pigment aqueous dispersion having good temporal stability, and an inkjet ink using the same.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a dye ink in which a dye is dissolved in an aqueous medium has been used as an ink-jet ink used for ink-jet recording. Such dye inks have good ink storage stability, ejection stability from a printer nozzle, sharpness of printed matter, and coloring property, but have problems of poor water resistance and light resistance. For such problems, a method for increasing the water resistance by applying a water-resistant coating agent to the printing material and a method for discharging the water-proofing agent together with the ink have been proposed, but the cost becomes high. However, the fundamental approval has not been reached, and the light resistance has not been solved.
[0003]
On the other hand, in recent years, pigment inks having good water resistance and light resistance have been studied. This is obtained by dispersing an insoluble pigment in a medium such as water, but it is inferior in storage stability, ejection stability, and clogging resistance compared to dye ink, and a satisfactory ink is obtained. Absent.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems and provide a pigment aqueous dispersion and an ink-jet ink that are excellent in storage stability, ejection stability, and clogging resistance.
[0005]
The inventors of the present invention have found that the following general formulas (1) and (2) are used as stabilizers for stabilizing the dispersion of fine pigments in an aqueous system.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
That is, the present invention provides a pigment having a specific surface area of 80m 2 / g~120m 2 / g, the presence of a dispersing agent represented by the dispersant and the following general formula represented by the following general formula (1) (2), aqueous The present invention relates to an aqueous pigment dispersion characterized by being dispersed in a medium.
General formula (1)
[0007]
[Chemical 3]
(In the formula, r represents an integer of 1 to 4, and n represents an integer of 7 to 20, respectively.)
General formula (2)
[0009]
[Formula 4]
(In the formula, R 1 represents a C 6 to C 10 alkyl group, m represents an integer of 5 to 15, and M represents a hydrogen atom, an alkali metal, or ammonium.)
The present invention further relates to the above pigment aqueous dispersion comprising 13 to 18% by weight of a pigment, 2.5 to 7.5% by weight of a dispersant, and 74.5 to 84.5% by weight of an aqueous medium.
[0011]
Furthermore, this invention is the said pigment aqueous dispersion which uses 20-70 weight part of dispersing agents shown by General formula (2) with respect to 100 weight part of dispersing agents shown by General formula (1).
[0012]
Furthermore, the present invention relates to the above pigment aqueous dispersion having a cumulative particle size 1% value of 20 to 40 nm, a 50% value of 50 to 90 nm, and a 99% value of 300 nm or less as measured by a laser light scattering method.
[0013]
Furthermore, this invention relates to the said pigment aqueous dispersion whose viscosity in 25 degreeC is 2-6 mPa * s.
[0014]
Furthermore, the present invention relates to an inkjet ink containing the pigment aqueous dispersion.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Pigment Yellow 12, 13, 14, 17, 20, 24, 74, 83, 86, 93, 94, 109, 110, 117, 125, 128, 129, 137, 138, 147, 148 , 150, 153, 154, 166, 168, 185 and the like, as well as pigments having various hues. As exception colors, Pigment Red, 9, 48, 49, 52, 53, 57, 97, 122, 123, 149, 168, 177, 180, 192, 206, 207, 209, Pigment Violet 19, 42, etc. Pigment Blue 15, 15: 1, 15: 3, 15: 4, 15: 6, 22, 60, 64, Pigment Green 7, 36, Pigment Orange 48, 49, Carbon Black, and the like.
[0016]
Particle size of the pigment, fine ones are suitable as an inkjet ink, the specific surface area is an indicator of the particle size of the pigment, 80m 2 / g~120m 2 / g are preferred. When the specific surface area is less than 80 m 2 / g, the dispersed particle size becomes large and the pigment is likely to settle, and when it exceeds 120 m 2 / g, the light resistance of the ink is deteriorated. In the present invention, the specific surface area is measured by a nitrogen adsorption method.
[0017]
The dispersant represented by the general formula (1) of the present invention is a water-soluble polymer of polyethylene oxide having an average degree of polymerization of 4 to 30.
[0018]
The dispersant represented by the general formula (1) and the dispersant represented by the general formula (2) are blended in an amount of 2.5 to 7.5% by weight in the pigment aqueous dispersion. A body cannot be obtained, and if it is too much, the water resistance of the ink-jet ink is deteriorated.
[0019]
In order to maintain a stable dispersion, the dispersant represented by the general formula (2) is preferably 10 to 70 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the dispersant represented by the general formula (1).
[0020]
The aqueous body of the present invention comprises water or a mixture of water and an aqueous solvent. In the case of a mixture, the aqueous solvent accounts for 50% by weight or less in the aqueous medium. The aqueous solvent can be selected depending on the use of the pigment aqueous dispersion. For example, when the use is an inkjet ink, the aqueous solvent described later can be used.
[0021]
The pigment aqueous dispersion of the present invention comprises a pigment, a dispersant represented by the general formula (1), a dispersant represented by the general formula (2) and an aqueous medium, a disper, a homomixer, a paint shaker, a sand mill, a roll mill, and a cosmomill. It is obtained by dispersing with a disperser such as a nanomizer.
[0022]
The pigment aqueous dispersion preferably has a cumulative particle size 1% value of 20 to 40 nm, a 50% value of 50 to 90 nm, and a 99% value of 300 nm or less as measured by a laser light scattering method. If the amount of excessive fine particles is too large, the storage stability of the dispersion may be deteriorated. If the amount of coarse particles is too large, the pigment particles are liable to settle, which is not suitable as an inkjet ink.
[0023]
The pigment aqueous dispersion of the present invention preferably has a viscosity at 25 ° C. of 2 to 6 cps, and a pigment aqueous dispersion having a viscosity exceeding 6 cps makes it difficult to prepare a preferable viscosity range as an inkjet ink.
[0024]
The pigment aqueous dispersion of the present invention can be used as an inkjet ink by mixing with an aqueous medium, various additives, and the like and adjusting the physical properties.
[0025]
The aqueous medium is composed of water and optionally an aqueous solvent. As water, ion-exchanged water or distilled water from which metal ions or the like have been removed is used in the range of 49 to 95% by weight of the ink.
[0026]
The aqueous solvent includes an aqueous solvent that acts as a humectant to prevent drying of the ink at the nozzle portion, solidification of the ink, and stable ink jetting, and prevents drying of the nozzle over time. When the material to be printed is a permeable material such as paper, an aqueous solvent that works as a penetrant to stop the ink from penetrating the paper and speed up the apparent drying, and to accelerate the drying of the ink on the paper And an aqueous solvent that acts as a drying accelerator.
[0027]
Examples of aqueous solvents that act as humectants include 1,3-propanediol, 1,2-hexanediol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, polyethylene glycol, dipropylene glycol, 2,4,6-hexanetriol, and glycerin. , Tetrafurfuryl alcohol, ketone alcohol, N-methyl-2-pyrrolidone, substituted pyrrolidone, 4-methoxy-4-methylpentanone and the like. These aqueous solvents are used alone or mixed in an amount of 1 to 50% by weight, preferably 2 to 25% by weight of the ink.
[0028]
Examples of the aqueous solvent that functions as a penetrant include glycol ethers such as diethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, and ethylene glycol monoethyl ether, polyethylene glycol monolauryl ether glycol ether, and ethylene glycol, propylene glycol and other alkylene glycols. .
[0029]
These aqueous solvents may be used alone or mixed in the range of 0 to 5% by weight, preferably 1 to 5% by weight of the ink. An aqueous solvent that acts as a penetrant has a sufficient effect at the above-mentioned use amount, and if it is more than this amount, it causes printing bleeding and paper loss (print-through), which is not preferable.
[0030]
Examples of the aqueous solvent that functions as a drying accelerator include lower alcohols such as methanol, ethanol, and isopropyl alcohol. These aqueous solvents are used alone or mixed in an amount of 0.1 to 20% by weight, preferably 1 to 10% by weight of the ink.
[0031]
In addition, the ink jet ink of the present invention contains a nonionic, anionic, cationic or amphoteric surfactant in order to impart surface tension, wettability with the wetted material of the printer, and ejection stability. Can be added.
[0032]
Nonionic surfactants include polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkyl aryl ether, polyoxyethylene oxypropylene block copolymer, sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene sorbitol fatty acid ester, glycerin fatty acid ester Nonionic activators such as polyoxyethylene fatty acid ester, polyoxyethylene alkylamine, fluorine-based and silicon-based can be exemplified.
[0033]
Anionic surfactants include fatty acid salts, alkyl sulfate salts, alkylaryl sulfonates, alkylnaphthalene sulfonates, dialkyl sulfonates, dialkyl sulfosuccinates, alkyl diaryl ether disulfonates, alkyl phosphates, Examples include polyoxyethylene alkyl ether sulfate, polyoxyethylene alkyl aryl ether sulfate, naphthalenesulfonic acid formalin condensate, polyoxyethylene alkyl phosphate ester salt, glycerol borate fatty acid ester, polyoxyethylene glycerol fatty acid ester and the like. .
[0034]
Examples of the cationic surfactant include alkylamine salts, quaternary ammonium salts, alkylpyridinium salts, alkylimidazolium salts and the like.
[0035]
Examples of amphoteric surfactants include alkylbetaines, alkylamine oxides, phosphadylcholines and the like.
[0036]
Among the surfactants, anionic surfactants such as sodium lauryl sulfate, sodium dodecylbenzene sulfonate, sodium oleate, and sodium dioctyl sulfosuccinate have stopped apparently penetrating the ink to the permeable substrate. It also acts as a penetrant for quick drying. The content of the anionic surfactant that also functions as a penetrating agent in the ink is preferably in the range of 0.1 to 5% by weight. An anionic surfactant that also acts as a penetrating agent has a sufficient effect at the above-mentioned use amount, and if it is more than this amount, it causes printing bleeding and paper loss (print-through), which is not preferable.
[0037]
Various additives such as an antifungal agent and a chelating agent can be added to the inkjet ink of the present invention.
[0038]
Antifungal agents prevent wrinkles from appearing on the ink, and include sodium dehydroacetate, sodium benzoate, sodium pyridine thione-1-oxide, zinc pyridinethione-1-oxide, and 1,2-benzisothiazoline- An amine salt of 3-one, 1-benzisothiazolin-3-one, or the like is used. These are used in the range of 0.05 to 1.0% by weight of the ink.
[0039]
The chelating agent sequesters metal ions in the ink and prevents the deposition of metal at the nozzle part and the insoluble matter in the ink, and the ethylenediaminetetraacetic acid, ethylenediaminetetraacetic acid Sodium salts, diammonium salts of ethylenediaminetetraacetic acid, tetraammonium salts of ethylenediaminetetraacetic acid, and the like are used. These are used in the range of 0.005 to 0.5% by weight of the ink.
[0040]
In addition, for the purpose of adjusting the hue, imparting density, etc., the dye can be used in such a form that there is no problem in water resistance and light resistance.
[0041]
In addition, in order to adjust the pH of the ink and obtain the stability of the ink or the stability of the ink pipe in the recording apparatus, it is possible to use a pH adjusting agent such as amine, inorganic salt or ammonia, or a buffer solution such as phosphoric acid. .
[0042]
An antifoaming agent can also be added to prevent the circulation and movement of the ink or the generation of bubbles during ink production.
[0043]
Further, other water-soluble resins and water-dispersible resins can be added for the purpose of imparting water resistance and fixability to recording paper.
[0044]
The inkjet ink of the present invention is mixed with the aqueous pigment dispersion of the present invention, if necessary, with an aqueous medium and additives, and stirred, dispersed with a disper, sand mill, homogenizer, ball mill, paint shaker, ultrasonic disperser, etc. It can be manufactured by mixing.
[0045]
The inkjet ink of the present invention is preferably sufficiently filtered with a filter having a pore diameter of 0.65 μm or less, and further with a filter having a pore diameter of 0.45 μm or less. Filtration by centrifugation can be performed prior to filter filtration, thereby reducing clogging in filter filtration and reducing filter replacement.
[0046]
The viscosity of the ink is preferably 0.8 to 40 mPa · s at 25 ° C., although it depends on the method of the recording apparatus.
[0047]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples. In the examples, “parts” and “%” represent “parts by weight” and “% by weight”, respectively.
[0048]
Example 1
Disperse 15 parts of quinophthalone pigment (LIONOGEN YELLOW1010 manufactured by Toyo Ink Co., Ltd.) having a specific surface area of 95 m 2 / g, 3 parts of the following dispersant a, 1 part of the following dispersant b and 82 parts of ion-exchanged water for 4 hours with a sand mill filled with 1 mm glass beads. A yellow pigment aqueous dispersion having a viscosity of 4.5 mPa · s at 25 ° C., an integrated particle size 1% value by laser light scattering of 30 nm, a 50% value of 65 nm, and a 99% value of 190 nm was obtained. The obtained pigment aqueous dispersion showed no change in viscosity and particle size even after storage at 60 ° C. for 3 weeks.
Dispersant a
[0049]
[Chemical formula 5]
Dispersant b
[0051]
[Chemical 6]
Next, 20 parts of the resulting pigment aqueous dispersion, 20 parts of glycerin as a humectant, 0.5 parts of sodium dioctylsulfosuccinate as a penetrant, and an amine salt of 1-benzisothiazolin-3-one as a fungicide 0.1 Part, 0.5 part acrylic emulsion (tokrill W-261: manufactured by Toyo Ink Co., Ltd.) and 58.9 parts ion-exchanged water as a binder resin are stirred and mixed with a disper and then filtered through a 0.45 μm membrane filter. As a result, an inkjet ink was obtained. The obtained ink-jet ink has a viscosity of 1.8 mPa · s at 25 ° C. and an average particle size of 65 nm, no change in viscosity and particle size after storage for 3 weeks at 60 ° C., and no sediment. It was. Moreover, when the obtained ink-jet ink was injected into a cartridge for Deskjet 720C manufactured by Hewlett-Packard Co., and a printing test was performed, a good printed matter was obtained, and even after printing for 1 week at room temperature, clogging occurred. Did not occur.
(Example 2)
15 parts of quinacridone pigment (LIONOGEN MAGENTA 5750 manufactured by Toyo Ink Co., Ltd.) having a specific surface area of 100 m 2 / g, 4 parts of the following dispersant c, 2 parts of the following dispersant d and 81 parts of ion-exchanged water for 4 hours by a sand mill filled with 1 mm glass beads. Dispersion was carried out to obtain a red pigment aqueous dispersion having a viscosity of 5.3 mPa · s at 25 ° C., an integrated particle size 1% value of 34 nm, a 50% value of 59 nm, and a 99% value of 180 nm at a laser light scattering method. The obtained pigment aqueous dispersion showed no change in viscosity and particle size even after storage at 60 ° C. for 3 weeks.
Dispersant c
[0053]
[Chemical 7]
Dispersant d
[0055]
[Chemical 8]
Next, 20 parts of the resulting pigment aqueous dispersion, 20 parts of glycerin as a humectant, 0.5 parts of sodium dioctylsulfosuccinate as a penetrant, and an amine salt of 1-benzisothiazolin-3-one as a fungicide 0.1 Part, 0.5 part acrylic emulsion (tokrill W-261: manufactured by Toyo Ink Co., Ltd.) and 58.9 parts ion-exchanged water as a binder resin are stirred and mixed with a disper and then filtered through a 0.45 μm membrane filter. As a result, an inkjet ink was obtained. The obtained ink-jet ink has a viscosity of 2.2 mPa · s at 25 ° C. and an average particle size of 58 nm, no change in viscosity and particle size after storage for 3 weeks at 60 ° C., and no sediment. It was. Moreover, when the obtained ink-jet ink was injected into a cartridge for Deskjet 720C manufactured by Hewlett-Packard Co., and a printing test was performed, a good printed matter was obtained, and even after printing for 1 week at room temperature, clogging occurred. Did not occur.
(Comparative Example 1)
When 15 parts of quinacridone pigment having a specific surface area of 100 m 2 / g, 5 parts of polyethylene oxide-β-naphthol ether sulfonate having an average degree of polymerization of ethylene oxide of 13 and 80 parts of ion-exchanged water were dispersed in the same manner as in Example 2. A red pigment aqueous dispersion having a viscosity of 2.5 mPa · s at 25 ° C., an integrated particle size 1% value by laser light scattering of 30 nm, a 50% value of 50 nm, and a 99% value of 210 nm was obtained. When the obtained pigment aqueous dispersion was stored at 60 ° C., gelation occurred after one week.
(Comparative Example 2)
15 parts of dimethylquinacridone pigment having a specific surface area of 60 m 2 / g, 3 parts of sodium salt of polyethylene oxide styrenated 3-methylphenyl ether sulfonate with an average degree of polymerization of ethylene oxide of 7, styrene average addition number of 1.5, and 82 parts of ion-exchanged water Is dispersed for 4 hours by a sand mill filled with 1 mm glass beads, viscosity is 2.5 mPa · s at 25 ° C., integrated particle size 1% value by laser light scattering method is 50 nm, 50% value is 120 nm, 99% value is 400 nm A red pigment aqueous dispersion was obtained. The obtained pigment aqueous dispersion showed a precipitate after storage at 60 ° C. for 2 weeks.
[0057]
Next, 20 parts of the resulting pigment aqueous dispersion, 20 parts of glycerin as a humectant, 0.5 parts of sodium dioctylsulfosuccinate as a penetrant, and an amine salt of 1-benzisothiazolin-3-one as a fungicide 0.1 Part, 0.5 part acrylic emulsion (tokrill W-261: manufactured by Toyo Ink Co., Ltd.) and 58.9 parts ion-exchanged water as a binder resin are stirred and mixed with a disper and then filtered through a 0.45 μm membrane filter. As a result, an inkjet ink was obtained. The obtained ink-jet ink had a viscosity of 1.7 mPa · s at 25 ° C. and an average particle size of 120 nm. No change was observed in the viscosity and particle size after storage at 60 ° C. for 3 weeks, but sediment was observed. It was. Further, when the obtained ink-jet ink was injected into a cartridge for Deskjet 720C manufactured by Hewlett-Packard Co., and a printing test was performed, the direction of ink was disturbed at the time of ejection, and image reproduction could not be obtained. In addition, clogging occurred during printing after standing at room temperature for 1 week.
Example 3
Using a sand mill filled with 1 mm glass beads, 15 parts of a phthalocyanine blue pigment (LIONOL BLUEFG-7351s manufactured by Toyo Ink Co., Ltd.) having a specific surface area of 90 m 2 / g, 4 parts of the following dispersant e, 2 parts of the following dispersant f and 81 parts of ion-exchanged water. Dispersion was carried out for 4 hours to obtain a blue pigment aqueous dispersion having a viscosity of 4.9 mPa · s at 25 ° C., an integrated particle size 1% value of 36 nm, a 50% value of 67 nm, and a 99% value of 210 nm by a laser light scattering method. The obtained pigment aqueous dispersion showed no change in viscosity and particle size even after storage at 60 ° C. for 3 weeks.
Dispersant e
[0058]
[Chemical 9]
Dispersant f
[0060]
[Chemical Formula 10]
Next, 20 parts of the resulting pigment aqueous dispersion, 20 parts of glycerin as a humectant, 0.5 parts of sodium dioctylsulfosuccinate as a penetrant, and an amine salt of 1-benzisothiazolin-3-one as a fungicide 0.1 Part, 0.5 part acrylic emulsion (tokrill W-261: manufactured by Toyo Ink Co., Ltd.) and 58.9 parts ion-exchanged water as a binder resin are stirred and mixed with a disper and then filtered through a 0.45 μm membrane filter. As a result, an inkjet ink was obtained. The obtained ink-jet ink has a viscosity of 2.2 mPa · s at 25 ° C. and an average particle size of 58 nm, no change in viscosity and particle size after storage for 3 weeks at 60 ° C., and no sediment. It was. Moreover, when the obtained ink-jet ink was injected into a cartridge for Deskjet 720C manufactured by Hewlett-Packard Co., and a printing test was performed, a good printed matter was obtained, and even after printing for 1 week at room temperature, clogging occurred. Did not occur.
[0062]
【The invention's effect】
In the present invention, a pigment aqueous dispersion having a storage stability and a low viscosity is obtained by refining the pigment and using it as a dispersant represented by the general formula (1) and a dispersant represented by the general formula (2). By using this pigment aqueous dispersion, an ink-jet ink excellent in storage stability, ejection stability, and clogging resistance was obtained.
Claims (6)
一般式（１）
一般式（２）
General formula (1)
General formula (2)
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