JP3905273B2

JP3905273B2 - Pigment dispersant, pigment dispersion, and pigment ink for writing or recording

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Publication number: JP3905273B2
Application number: JP36096499A
Authority: JP
Inventors: 宏明西勝; 久男岡本; 哲男福田; 和夫狩野; 善文杉戸; 士郎山宮; 好夫阿部; 道衛中村
Original assignee: Dainichiseika Color and Chemicals Mfg Co Ltd
Current assignee: Dainichiseika Color and Chemicals Mfg Co Ltd
Priority date: 1999-12-20
Filing date: 1999-12-20
Publication date: 2007-04-18
Anticipated expiration: 2019-12-20
Also published as: JP2001172522A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機顔料（以下単に顔料という）の分散剤、顔料分散液及び筆記用又は記録用インキに関し、更に詳しくは流動性、分散安定性、貯蔵安定性等に優れ、特に筆記用又は記録用顔料インキの製造に適した分散剤及び顔料分散液に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、繊維束芯やフエルト芯を使用した筆記用具に使用するマーキングインキは、樹脂と色素と溶剤とから作られ、色素としては染料が使用されている。溶剤は樹脂に対する溶解性や染料に対する溶解性の点からエステル系や芳香族系の溶剤が使用されている。
【０００３】
しかしながら、芳香族系溶剤は作業者の健康に対して悪影響（有機溶剤中毒）を及ぼしたり、大気汚染物質であるために使用しないことが望ましい。筆記用インキは水性化が進んでいるが、未だに溶剤系のマーキングペンが広く使用されている。これは溶剤系のインキがポリエチレン等のプラスチックフィルムに対する筆記性や、プラスチックフィルムに筆記した直後の乾燥性が優れているからである。
【０００４】
又、インクジェット印刷は、コンピューターに制御されたデジタル印刷であり、その印刷情報信号はコンピューターからプリンターに直接供給され、製版は必要ない。そのため印刷部数の少ない各種画像の印刷には特に適しており、近年のインクジェット印刷機の進歩は高精細で大きな各種画像の印刷を可能にしている。
【０００５】
インクジェット印刷用インキは、低粘度で、安定性に優れていることが必要であり、有機溶剤系で染料を使用したインキはあるが、顔料を使用したインクジェット印刷用インキは技術的に困難なため、顔料タイプでは水性インキが使われている。しかしながら、水性インキでは展色剤としての樹脂が極めて少なく、そのため良好な発色が得られていない。又、プラスチックフィルムに対する接着の問題もある。このような事情から、顔料を使用した発色の良いアルコール系のインクジェット印刷用インキの開発が強く望まれている。
【０００６】
ところで、従来の技術では塗料等で見られる如く、顔料を樹脂溶液に分散させる際には、樹脂の顔料に対する分散力に多くを期待し、樹脂の顔料に対する分散力が不十分な場合には、顔料分散剤（顔料処理剤）（以下単に分散剤という）が使用されてきた。通常の塗料では従来の分散剤で十分な顔料の分散が得られた。
【０００７】
しかしながら、筆記用又は記録用顔料インキは、塗料と比べ、要求される粘度が極端に低く、更に要求される顔料の分散程度も極めて高度である。このような要求に対して、従来の樹脂や分散剤の使用では、顔料の十分な分散が得られなかったり、分散剤の顔料からの脱着や顔料と樹脂との親和性不足から、顔料分散液の粘度に経時変化が起こり、要求される性能を有する顔料分散液を得ることは極めて困難であった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
有機溶剤系の顔料インキにおいて、溶剤としてエチルアルコール等のアルコール系の溶剤が使用できれば、筆記具を使用している人や、同一環境にいる人の健康に及ぼす影響が少なく、又、芳香族系溶剤を使用しないことで大気汚染の問題も改善が可能となり、更に水性インキの欠点である乾燥性やプラスチックフィルムに対する濡れの問題も解消される。そのうえ、アルコール系溶剤は自然界からの再生可能な資源であり、このような溶剤の使用は好ましいことである。しかしながら、従来公知のアルコール系溶剤に可溶な樹脂では、分散剤を使用しても低粘度、高分散及び高分散安定性が要求される顔料インキを得ることは極めて困難である。
【０００９】
従って本発明の目的は、顔料の分散性に優れ、粘度安定性に優れた顔料分散液の製造を可能とする分散剤、及び有機溶剤、特にアルコール系溶剤に可溶な樹脂を顔料に対して十分な量を使用し、低粘度で且つ顔料分散性が良好で、粘度安定性にも優れ、筆記具又は記録器具を使用している人や、同一環境にいる人の健康に及ぼす影響が少ない、顔料を着色剤とする顔料分散液、筆記用インキ又は記録用インキを提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的は以下の本発明によって達成される。即ち、本発明は、下記の一般式（Ｉ）で表わされることを特徴とする顔料の分散剤；顔料と分散剤と被膜形成樹脂と有機溶剤とからなる顔料分散液において、分散剤が上記分散剤である顔料分散液；該分散液からなる筆記用又は記録用顔料インキ；及び該インキを有する筆記具又は記録機器を提供する（以下「顔料分散液、筆記用インキ又は記録用インキ」を纏めて単に「インキ」という）。

（但し、上記式中のＸは、水酸基、アルコキシ基、１〜３級アミノ基又はアシルアミノ基であり、Ｙは４位に水素原子、水酸基、アルコキシ基、１〜３級アミノ基又はアシルアミノ基を有するアントラキノニルアミノ基、フェニルアミノ基或いはフェノキシ基であり、Ａ及びＢはアルキル基、シクロアルキル基又はアリール基であり、Ａ又はＢの少なくとも一方は塩基性窒素原子を有する置換基を少なくとも１個有し、Ｚは水素原子、シアノ基、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、ニトロ基、ベンゾイルアミノ基又はベンゾイル基（３位）を表わし、該ベンゾイル基はＸと結合してアクリドン環を形成してもよい。）
上記「塩基性窒素原子を有する置換基」とは、１級、２級又は３級アミノ基、第４級アンモニウム基及び／又はピリジニウム基であり、特に３級アミノ基が好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に好ましい実施の形態を挙げて本発明を更に詳細に説明する。本発明の分散剤は、各種塗料、各種印刷インキ、各種顔料捺染剤、合成樹脂の着色剤等に使用される従来公知の各種顔料の分散剤として有用である。特に有用な用途はインキにおける顔料の分散剤としての用途であり、以下本発明をインキを代表例として説明する。
【００１２】
本発明の分散剤は、例えば、特公昭４６−３３２３２号公報、特公昭４６−３３２３３号及び特公昭４６−３４５１８号公報に開示されている製造方法或いはそれに準じる方法で製造される。１例を挙げれば、１−アミノ−４−ベンゾイルアミノアントラキノン１モルとアニリン又はフェノール１モルと塩化シアヌル１モルとをｏ−ジクロロベンゼン等の不活性な溶媒中で１３０℃〜１６０℃で２〜６時間、更に少なくとも１個の２級アミノ基と少なくとも１個の３級アミノ基を有し且つ１級アミノ基を有さないポリアミン１モルを添加して１５０〜１７０℃で３〜４時間反応させることによって得られる。
【００１３】
上記方法において使用する「少なくとも１個の２級アミノ基と少なくとも１個の３級アミノ基を有し、且つ１級アミノ基を有さないポリアミン」としては、例えば、
Ｎ，Ｎ，Ｎ’−トリメチル−エチレンジアミン
Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ’−エチル−エチレンジアミン
Ｎ，Ｎ−ジエチル−Ｎ’−メチル−エチレンジアミン
Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ’−エチル−プロピレンジアミン
Ｎ，Ｎ，Ｎ’−トリメチル−プロピレンジアミン
Ｎ，Ｎ，Ｎ’−トリエチル−プロピレンジアミン
Ｎ，Ｎ，Ｎ’−トリメチル−ヘキサメチレンジアミン
Ｎ，Ｎ−ジエチル−Ｎ’−メチル−ｐ−フェニレンジアミン
Ｎ，Ｎ−ジプロピル−Ｎ’−メチル−ｐ−フェニレンジアミン
Ｎ，Ｎ，Ｎ’−トリメチル−ｐ−フェニレンジアミン
Ｎ，Ｎ，Ｎ’−トリメチル−ｍ−フェニレンジアミン
Ｎ，Ｎ，Ｎ’−トリエチル−ｐ−フェニレンジアミン
Ｎ，Ｎ−ジエチル−Ｎ’−メチル−１，４−ジアミノシクロヘキサン
Ｎ，Ｎ−ジエチル−Ｎ’−メチル−１，３−ジアミノシクロヘキサン
Ｎ，Ｎ，Ｎ’−トリメチル−１，４−ジアミノシクロヘキサン
Ｎ，Ｎ，Ｎ’−トリエチル−１，４−ジアミノシクロヘキサン
Ｎ−メチルピペラジン
Ｎ−エチルピペラジン
Ｎ−イソブチルピペラジン
２−クロロフェニルピペラジン
Ｎ−（２−ピリジル）ピペラジン
Ｎ−（４−ピリジル）ピペラジン
メチルホモピペラジン等が挙げられる。
【００１４】
上記化合物に加えて、特に好ましいものとしては、
Ｎ，Ｎ，Ｎ”，Ｎ”−テトラメチルジエチレントリアミン
Ｎ，Ｎ，Ｎ”，Ｎ”−テトラ（ｎ−プロピル）ジエチレントリアミン
Ｎ，Ｎ，Ｎ”，Ｎ”−テトラ（ｉ−プロピル）ジエチレントリアミン
Ｎ，Ｎ，Ｎ”，Ｎ”−テトラ（ｎ−ブチル）ジエチレントリアミン
Ｎ，Ｎ，Ｎ”，Ｎ”−テトラ（ｉ−ブチル）ジエチレントリアミン
Ｎ，Ｎ，Ｎ”，Ｎ”−テトラ（ｓ−ブチル）ジエチレントリアミン
Ｎ，Ｎ，Ｎ”，Ｎ”−テトラ（ｔ−ブチル）ジエチレントリアミン
３，３’−イミノビス（Ｎ，Ｎ−ジメチルプロピルアミン）
３，３’−イミノビス（Ｎ，Ｎ−ジエチルプロピルアミン）
３，３’−イミノビス〔Ｎ，Ｎ−ジ（ｎ−プロピル）プロピルアミン〕
３，３’−イミノビス〔Ｎ，Ｎ−ジ（ｉ−プロピル）プロピルアミン〕
３，３’−イミノビス〔Ｎ，Ｎ−ジ（ｎ−ブチル）プロピルアミン〕
３，３’−イミノビス〔Ｎ，Ｎ−ジ（ｉ−ブチル）プロピルアミン〕
３，３’−イミノビス〔Ｎ，Ｎ−ジ（ｓ−ブチル）プロピルアミン〕
３，３’−イミノビス〔Ｎ，Ｎ−ジ（ｔ−ブチル）プロピルアミン〕
４，４’−イミノビス（Ｎ，Ｎ−ジメチルブチルアミン）
４，４’−イミノビス（Ｎ，Ｎ−ジエチルブチルアミン）
２，９−ジメチル−２，５，９−トリアザデカン
２，１２−ジメチル−２，６，１２−トリアザトリデカン
２，１２−ジメチル−２，５，１２−トリアザトリデカン
２，１６−ジメチル−２，９，１６−トリアザヘプタデカン
３−エチル−１０−メチル−３，６，１０−トリアザウンデカン
５，１３−ジ（ｎ−ブチル）−５，９，１３−トリアザヘプタデカン
２，２’−ジピコリルアミン
３，３’−ジピコリルアミン等が挙げられる。
【００１５】
上記方法により得られる本発明の分散剤のうちで、好ましい分散剤は下記の一般式（１）で表される化合物であり、更に好ましい分散剤は下記の一般式（２）で表される化合物であり、特に好ましい分散剤は下記の一般式（３）で表される化合物である。

（但し、上記式中のＸ、Ｙ及びＺは前記定義の通りであり、Ｒ₁〜Ｒ₄は、同じでも異なってもよく、置換若しくは未置換のアルキル基又はシクロアルキル基であり、Ｒ₁とＲ₂及び／又はＲ₃とＲ₄は、夫々隣接する窒素原子とともに窒素、窒素と酸素又は窒素と硫黄原子を含んでもよい複素環を形成してもよく、Ｒ₅及びＲ₆は、アルキレン基、シクロアルキレン基又はアリーレン基である。）
【００１６】

（但し、上記式中のＸ、Ｙ、Ｚ及びＲ₁〜Ｒ₄は前記定義の通りであり、ｎ及びｍは２〜３０の整数である。）
尚、前記の式（Ｉ）及び上記の式（１）〜（２）におけるアシルアミノ基は、−ＮＨＣＯＲで示される基であり、Ｒはフェニル基、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等である。
【００１７】

（但し、上記式中のＸはベンゾイルアミノ基であり、Ｚは水素原子であり、Ｒ₁〜Ｒ₄は、同じでも異なってもよく、メチル基又はエチル基を、ｎ及びｍは２又は３を表す。）
【００１８】
本発明において好ましい分散剤の具体例を以下に挙げるが、本発明で使用する分散剤はこれらの例示に限定されるものではない。尚、以下の式中のＸはベンゾイルアミノ基を表わす。

【００１９】

【００２０】

【００２１】

【００２２】

【００２３】

【００２４】

【００２５】

【００２６】

【００２７】

【００２８】

及び上記具体例１〜６及び９〜１１の第４級アンモニウム化合物及び具体例７〜８のピリジニウム化合物。
【００２９】
本発明のインキは、上記の分散剤と顔料と被膜形成樹脂と有機溶剤とから構成される。本発明で使用される顔料としては、従来公知の顔料はいずれも使用することができる。例えば、アゾ系、縮合アゾ系、アンスラキノン系、ペリレン・ペリノン系、インジゴ・チオインジゴ系、イソインドリノン系、アゾメチン系、アゾメチンアゾ系、キナクリドン系、フタロシアニンブルー、ジオキサジンバイオレット、アニリンブラック系等の顔料が使用できる。特に好ましい顔料はとしては、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド（以下Ｐ．Ｒ．と称す）１７７、Ｐ．Ｒ．２５４、Ｐ．Ｒ．２４２、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン（以下Ｐ．Ｇ．と称す）３６、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー（以下Ｐ．Ｂ．と称す）１５：２、Ｐ．Ｂ．１５：６、Ｐ．Ｂ．６０、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー（以下Ｐ．Ｙ．と称す）１３８、Ｐ．Ｙ．１８５、Ｐ．Ｙ．１５０、Ｐ．Ｙ．１３９、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット２３等が挙げられる。
【００３０】
本発明で使用される有機溶剤としては、各種塗料、コーティング剤、印刷インキ等に使用されている従来公知の有機溶剤が何れも使用できる。本発明のインキを筆記用又は記録器具用のインキとして使用する場合にはアルコール系溶剤を使用することが好ましい。アルコール系溶剤としては、沸点が１５０℃以下のアルコールを含む溶剤が好ましい。アルコール系溶剤中のアルコールの使用割合は、少なくとも１０重量％であり、好ましくは５０〜１００重量％である。
【００３１】
アルコールとしては、例えば、エチルアルコール、プロピルアルコール、メトキシプロパノール、エトキシプロパノール、プロピルオキシエタノール等が好ましい。これらは単独で又は二種以上を混合して使用することができる。又、これら以外の溶剤についても本発明の趣旨に反しない範囲で使用することができ、例えば、酢酸エチル、酢酸プロピル、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、メチルエチルケトン、メチルプロピルケトン等が併用できる。
【００３２】
本発明で使用する被膜形成樹脂（以下単に樹脂と称する。）は、前記有機溶剤、特に前記アルコール系溶剤に可溶であることが必要であり、このような樹脂はカルボキシル基、水酸基又はアミド基を有する付加重合性単量体及びこれらと付加共重合可能な単量体を構成単量体とする樹脂である。以下に本発明に使用される樹脂を構成する単量体について説明する。
【００３３】
カルボキシル基を有する単量体は、例えば、アクリル酸、メタクリル酸；フマル酸、マレイン酸、イタコン酸、及びこれらのアルキルモノエステル、ヒドロキシアルキルモノエステル等；（メタ）アクリル酸ヒドロキシエチル、（メタ）アクリル酸ヒドロキシプロピル等の（メタ）アクリル酸ヒドロキシアルキルエステルと二塩基酸、例えば、無水琥珀酸、無水フタル酸、又は無水シクロヘキサンジカルボン酸等とのモノエステル等が挙げられる。尚、本発明では、アクリル酸及びメタクリル酸を（メタ）アクリル酸と称する。
【００３４】
水酸基を有する単量体としては、（メタ）アクリル酸ヒドロキシアルキルエステル、例えば、（メタ）アクリル酸ヒドロキシエチル又はヒドロキシプロピル；上記の（メタ）アクリル酸ヒドロキシアルキルエステルと二塩基酸とのモノエステルとジヒドロキシアルキルとのエステル、例えば、（メタ）アクリル酸ヒドロキシエチル又はヒドロキシプロピル等と琥珀酸、フタル酸、又はシクロヘキサンジカルボン酸等とのモノエステルとエチレングリコール又はプロピレングリコール等のジヒドロキシアルキルとのモノエステル等がある。尚、上記のカルボキシル基や水酸基を有する単量体におけるアルキル基の炭素数は１〜１２程度である。
【００３５】
又、アミド基を有する単量体としては、例えば、（メタ）アクリルアミド、Ｎ−置換（メタ）アクリルアミド、例えば、（メタ）アクリル酸ブトキシメチルアミド、Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチルアクリルアミド、Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチルメタクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアクリルアミド、Ｎ−メチロール（メタ）アクリルアミド、Ｎ−アルキルオキシエチル（メタ）アクリルアミド等が使用できる。
【００３６】
上記単量体以外にも樹脂に耐水性や可撓性その他の物性を付与するために、アルコール系溶剤に可溶な範囲で上記の各単量体と共重合可能な付加重合性単量体を用いることができる。例えば（メタ）アクリル酸のエステル、例えば、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸プロピル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸オクチル、（メタ）アクリル酸ラウリル、（メタ）アクリル酸ステアリル、（メタ）アクリル酸シクロヘキシル、（メタ）アクリル酸べンジル、（メタ）アクリル酸イソボルニル、（メタ）アクリル酸テトラフルフリル等；スチレン、スチレン誘導体、例えば、α−メチルスチレン等；二塩基酸のジアルキルエステル、例えば、マレイン酸のジアルキルエステル、フマル酸ジアルキルエステル、イタコン酸のジアルキルエステル等；更に酢酸ビニル、（メタ）アクリロニトリル等が使用できる。
【００３７】
本発明で使用する樹脂は、上記の単量体を使用し、従来公知のラジカル重合開始剤を用いて、或いは用いずに、例えば、懸濁重合やアルコール系溶剤を用いる溶液重合によって共重合させることで得ることができる。本発明で使用する樹脂としては、（メタ）アクリル酸ヒドロキシアルキルエステルと二塩基酸のモノエステル（一般式ＣＨ₂＝Ｃ（Ｒ¹）−ＣＯＯ−Ｒ²−Ｏ−ＣＯ−Ｒ³−ＣＯＯＨ（式中のＲ¹は水素原子又はメチル基、Ｒ²は分岐鎖を有してもよい炭素数が２〜６のアルキレン鎖、Ｒ³は分岐鎖又は不飽和基を有してもよいアルキレン基、シクロアルキレン基又はアリーレン基である。）で表わされるモノマー）を共重合体の少なくとも一部として共重合させた樹脂を使用することが好ましい。又、該共重合体と、上記特定のモノマーを含まない共重合体との混合物を使用してもよい。何れの場合にも樹脂全体の中で１〜５０重量％、好ましくは３〜４０重量％が（メタ）アクリル酸ヒドロキシアルキルエステルと二塩基酸とのモノエステルモノマー単位を含むことが好ましい。該単量体単位の含有量が少なすぎると、顔料の分散効果が少なく、多すぎると筆記物又は印字物の耐アルカリ性が悪くなるので好ましくない。
【００３８】
上記の単量体の混合物を共重合して樹脂を得る場合には、（メタ）アクリル酸ヒドロキシアルキルエステルと二塩基酸とのモノエステルが、単量体混合物中１〜５０重量％、好ましくは３〜４０重量％であることが好ましい。その他の単量体の使用割合は、得られる樹脂がアルコール系溶剤に可溶である範囲で、樹脂に要求される性能を満足するように適宜決められ、使用割合は特に限定されない。該樹脂の数平均分子量（ＧＰＣで測定、標準ポリスチレン換算の数平均分子量）は、通常、２，０００〜１００，０００、好ましくは２，０００〜５０，０００である。又、該樹脂の酸価は、通常、０．５〜３００ｍｇＫＯＨ／ｇ、好ましくは５〜１８０ｍｇＫＯＨ／ｇである。
【００３９】
本発明のインキは、前記の顔料と分散剤と被膜形成樹脂と有機溶剤とを使用し、従来のインキや塗料の製造におけると同様にして製造することができ、製造方法自体は特に限定されない。例えば、顔料を予め前記の分散剤で処理した後、前記の樹脂のアルコール系溶剤溶液に分散させる方法、未処理の顔料と前記の分散剤とを上記の樹脂溶液と混合し、更に分散機で顔料を分散処理する方法等が挙げられる。
【００４０】
顔料を予め分散剤で処理した後、樹脂のアルコール系溶剤溶液に分散させる方法を採用する場合には、（１）硫酸等に顔料及び分散剤を溶解した後、この硫酸溶液を水中に注いだ後、液をアルカリ性にして両者を固溶体として析出させ、濾過、水洗、乾燥及び粉砕により分散処理顔料（以下単に「処理顔料」という）を得る方法、（２）分散剤を硫酸、塩酸、又は酢酸等の塩とし、これを水中で顔料と混合し、必要に応じ、分散機で分散処理して顔料の表面に分散剤を吸着させた後、アルカリ析出し、濾過、水洗、乾燥及び粉砕により処理顔料を得る方法、又は（３）酢酸等の液状の有機酸に分散剤を溶解し、これに顔料を加えて、必要により、分散機で分散処理をして顔料表面に分散剤を吸着させた後、濾過、アルカリ洗浄、水洗、乾燥及び粉砕により処理顔料を得る方法等によって得られる処理顔料を、樹脂のアルコール系溶液に分散させることにより本発明のインキが製造される。
【００４１】
又、未処理顔料と分散剤を樹脂溶液に混合し、分散機で分散処理する方法を用いる場合には、樹脂のアルコール系溶剤溶液に顔料と分散剤とを添加し、必要であれば、予備混合し、分散機で分散してインキとする。本発明において使用できる分散機は特に制限されず、例えば、ニーダー、アトライター、ボールミル、ガラスやジルコン等を使用したサンドミルや横型メディア分散機、コロイドミル等が挙げられる。分散処理した顔料を使用する場合には、更に処理顔料を固形の樹脂に分散させ（以下では顔料チップと称する。）、該顔料チップをアルコール系溶剤に溶解し、必要であれば、更に樹脂を追加してインキを得ることもできる。
【００４２】
顔料チップを得る方法としては、例えば、（１）懸濁重合で得た固形の樹脂又は溶液重合で得た樹脂の溶液から分離した固形の樹脂と処理顔料とを、ニーダー、バンバリーミキサー、ミキシングロール又は三本ロール等で混練する操作のいずれかを単独で又は組み合わせて加熱下に顔料を樹脂中に分散させ、次いで粉砕又は切断してチップを得る方法、（２）樹脂の水溶性溶剤溶液と、処理顔料のプレスケーキをニーダーで混合し、樹脂の軟化温度又はそれ以上に加熱して水を除去し、必要であれば、更に三本ロールや押し出し機等を用いて顔料を分散させ、粉砕又は切断して顔料チップを得る方法、（３）処理顔料のプレスケーキと固形の樹脂とを、樹脂の軟化温度以上でフラッシングする方法等がある。
【００４３】
本発明のインキにおいては、前記の分散剤は、顔料１００重量部に対して、通常、０．５〜５０重量部、好ましくは、１〜３０重量部の割合で使用する。又、前記の樹脂に対する顔料の使用割合は、樹脂１００重量部に対して、通常、５〜５００重量部の範囲である。
本発明のインキ中の顔料濃度は、顔料の種類にもよるが、通常０．３〜５０重量％、好ましくは０．５〜３０重量％である。又、インキの粘度は、通常１〜５０ミリパスカル・秒（ｍＰａ・ｓ）、好ましくは２〜３０ｍＰａ・ｓであるが、筆記具の構造により７ｍＰａ・ｓより低いことが必要な場合もある。インキにおいて特に重要なことは、粘度の経時安定性に優れていることであるが、本発明のインキは、顔料とともに前記の分散剤及び樹脂を用いることで、優れた粘度の経時安定性が付与される。
【００４４】
尚、本発明のインキには、更に各種の添加剤を加えることができる。かかる添加剤としては、例えば、紫外線吸収剤、抗酸化剤等の耐久性向上剤；沈降防止剤；剥離剤又は剥離性向上剤；芳香剤、抗菌剤；可塑剤、乾燥防止剤等が使用でき、更に必要であれば、染料を添加することもできる。又、樹脂として、前記の本発明で使用する樹脂と相溶性のある樹脂を、顔料の分散安定性を低下させない限りにおいて併用することもできる。
得られたインキは通常そのままで使用できるが、遠心分離機、超遠心分離機又はろ過機で、場合により僅かに存在するかも知れない顔料の粗大粒子を除去することにより、筆記用具又は記録用具の信頼性を高めることができるので好ましい。
【００４５】
このようにして得られた本発明のインキを、多孔質芯を有する容器に充填することで本発明による筆記具が得られる。容器は従来公知の多孔質芯を有する各種筆記具と同様、筆記し易い大きさと形状であればよく、特に制限されない。容器の材質は蓋を含めて、溶剤の透過が実質的にないものであれば金属でも、プラスチックでもよく、或いはこれらの複合材料でもよい。
【００４６】
又、多孔質芯は容器の中から筆記に応じてインキが芯の先端まで移動できるものであれば構造や材質は問わないが、優れた筆記性、耐久性及び耐溶剤性が必要である。例えば、繊維束やフエルト状芯としては、ポリエステル、ポリプロピレン、ナイロン、ポリアクリロニトリル、ビニロン等の合成繊維やセルロース及びセルロース系再生繊維、更には羊毛や絹や綿等の天然繊維等が使用でき、プラスチックの連続気泡性発泡体としては硬質及び軟質のウレタン樹脂発泡体やポリビニルアルコールのアセタール化物の発泡体や再生繊維の発泡体が使用できる。インキ吸蔵体としては繊維を束にしたもの、フエルト状にしたもの、編んだもの等、プラスチックの連続気泡性発泡体等が使用できる。
【００４７】
以上の説明においては、本発明の分散剤を使用したインキを代表例として説明したが、本発明はインキのみに限定されるものではなく、例えば、本発明の分散剤は、従来公知の各種顔料の分散剤として有用であり、各種塗料、各種印刷インキ、各種顔料捺染剤、合成樹脂の着色剤等に使用される各種顔料の分散剤として有用である。
【００４８】
【実施例】
次に、実施例及び比較例を挙げて本発明を更に具体的に説明する。尚、文中部又は％とあるのは重量基準である。
実施例１
ｏ−ジクロロベンゼン６００部に６２部の１−アミノ−４−ベンゾイルアミノアントラキノンと２５部の塩化シアヌルを加え１３０℃で５時間撹拌する。冷却後、更にＮ，Ｎ，Ｎ”，Ｎ”−テトラエチルジエチレントリアミン５０部を添加して１７０℃にて３時間撹拌する。濾過後アルコールで洗浄し、乾燥後、前記具体例（１）の分散剤１を得た。
【００４９】
実施例２
実施例１と同様にして、塩化シアヌルに１−アミノ−４−ベンゾイルアミノアントラキノン及び３，３’−イミノビス（Ｎ，Ｎ−ジメチルプロピルアミン）を順次を縮合反応させて前記具体例（２）の分散剤２を得た。
【００５０】
実施例３
実施例１と同様にして、塩化シアヌルに１−アミノ−４−ベンゾイルアミノアントラキノン及び３−エチル−１０−メチル−３，６，１０−トリアザウンデカンを順次を縮合反応させて前記具体例（３）の分散剤３を得た。
【００５１】
実施例４
実施例１と同様にして、塩化シアヌルに１−アミノ−４，５−ジベンゾイルアミノアントラキノン及び３，３’−イミノビス（Ｎ，Ｎ−ジメチルプロピルアミン）を順次を縮合反応させて前記具体例（４）の分散剤４を得た。
【００５２】
実施例５
実施例１と同様にして、塩化シアヌルに１−アミノ−４−ベンゾイルアミノアントラキノン、アニリン及び３，３’−イミノビス（Ｎ，Ｎ−ジメチルプロピルアミン）を順次を縮合反応させて前記具体例（５）の分散剤５を得た。
【００５３】
実施例６
実施例１と同様にして、塩化シアヌルに１−アミノ−４−ベンゾイルアミノアントラキノン及び５，１３−ジ（ｎ−ブチル）−５，９，１３−トリアザヘプタデカンを順次を縮合反応させて前記具体例（６）の分散剤６を得た。
【００５４】
実施例７
実施例１と同様にして、塩化シアヌルに１−アミノ−４−ベンゾイルアミノアントラキノン及び２，２’−ジピコリルアミンを順次を縮合反応させて前記具体例（７）の分散剤７を得た。
【００５５】
実施例８
実施例１と同様にして、塩化シアヌルに１−アミノ−４−ベンゾイルアミノアントラキノン及び３，３’−ジピコリルアミンを順次を縮合反応させて前記具体例（８）の分散剤８を得た。
【００５６】
実施例９
実施例１と同様にして、塩化シアヌルに１−アミノ−４−ヒドロキシアントラキノン及び３，３’−イミノビス（Ｎ，Ｎ−ジメチルプロピルアミン）を順次に縮合反応させて前記具体例（９）の分散剤９を得た。
【００５７】
実施例１０
実施例１と同様にして、塩化シアヌルに１−アミノ−４−メトキシアントラキノン及び３，３’−イミノビス（Ｎ，Ｎ−ジメチルプロピルアミン）を順次に縮合反応させて前記具体例（１０）の分散剤１０を得た。
【００５８】
実施例１１
実施例１と同様にして、塩化シアヌルに１−アミノ−アクリドン−１，２（２’，４’−ジクロロ）アクリドン及び３，３’−イミノビス（Ｎ，Ｎ−ジメチルプロピルアミン）を順次に縮合反応させて前記具体例（１１）の分散剤１１を得た。
【００５９】
被膜形成樹脂の合成例
ヒドロキシエチルメタクリレート７５部、α−メチルスチレン２５部、メチルメタクリレート１００部、アクリロイルオキシエチルフタレート７５部、ラウリルメタクリレート７５部、ジアセトンアクリルアミド１５０部、アゾビスイソブチロニトリル１５部、エタノール５５０部、メチルシクロヘキサン１５０部及び酢酸エチル５０部を重合容器に仕込み、冷却管をセットして７５℃で１０時間重合する。冷却後、樹脂溶液を重合容器から取り出した。これを樹脂液とする。樹脂分は４０％で、粘度は２５０ｍＰａ・ｓであり、樹脂の数平均分子量（ＧＰＣで測定、標準ポリスチレン換算）は８，６００で、酸価は３９であった。
【００６０】
実施例１２
上記の樹脂液の２５０部とシアニンブルー（Ｐ．Ｂ．１５−２）５０部、実施例１の分散剤（１）４部、エタノール５３６部、メチルシクロヘキサン６０部及びエトキシプロパノール１００部を横型メディア分散機を使用して分散させ、更に、超遠心分離により粗大粒子を除去して本発明のインキを得た。顔料の平均の粒子径は９５ｎｍで、粘度は３．８ｍＰａ・ｓであった。又、該インキを５０℃で１週間保存したが顔料の沈降は認められず、粘度を計ったところ３．８ｍＰａ・ｓであり、粘度変化はなかった。
【００６１】
次に、上記のインキを繊維束の芯を有するペン体に詰めてポリエチレンフィルムに筆記したところ、良好に筆記できた。又、該インキ１００部にエトキシプロパノール２０部とベンジルアルコール５部を追加して得たインキを使用して、インキジェット印刷機にて印刷したところ、良好な印刷物が得られた。
【００６２】
実施例１３〜１９
分散剤として、実施例２〜８の分散剤のそれぞれを用いた以外は、実施例１２と同様にして青色インキを得、実施例１２と同様にして評価した。この結果を実施例１２の結果とともに表１に示す。表中の○は筆記性が良好な場合及びインキジェット印刷性が良好な場合を、△は筆記性が不充分な場合を、又、インキジェット印刷性が不充分な場合を示している。
比較例１
分散剤を使用しなかった以外は実施例１２と同様にして青色インキを得、実施例１２と同様にして評価した。この結果を表１に示す。
【００６３】

【００６４】
実施例２０
分散剤２の１０部を氷酢酸５部を含む１００部の水溶液に溶解させ、この溶液を赤色顔料（Ｐ．Ｒ．−２５４）のスラリー（顔料分１００部）中に添加して６０分間撹拌する。次に水酸化ナトリウムの１０％水溶液を徐々に加えて系のｐＨを８．５に調整する。更に３０分間撹拌した後、生成した固形物を濾過及び洗浄して９０℃で乾燥及び粉砕して、分散剤で表面処理された１０８部の赤色顔料粉末を得た。
【００６５】
このようにして得られた処理顔料を、市販のメラミン／アルキド塗料中にボールミルにて分散（顔料分１５％）したところ、得られた着色塗料は低粘度であり、ほぼニュートニアン流動に近い流動性を示した。又、この赤色塗料を市販のメラミン／アルキドの白塗料と混合して淡赤色塗料を作成し、１週間保存したところ、色の分離が無く均一な状態であった。
比較例２
分散剤２で表面処理をしない赤色顔料（Ｐ．Ｒ．−２５４）を使用した以外は実施例２０と同様にして塗料を作製し、実施例２０と同様にして評価したところ、該塗料は高粘度であり、白塗料との混合塗料では赤色顔料が凝集を起こして、分離及び沈降を起こしていた。
【００６６】
実施例２１
分散剤３の８部を氷酢酸５部を含む１００部の水溶液に溶解させ、この溶液を赤色顔料（Ｐ．Ｒ．−２５４）のスラリー（顔料分１００部）中に添加して６０分間撹拌する。次に水酸化ナトリウムの１０％水溶液を徐々に加え、系のｐＨを８．５に調整する。更に３０分間撹拌した後、生成した固形物を濾過及び洗浄して９０℃で乾燥及び粉砕して分散剤で表面処理された１０５部の赤色顔料粉末を得た。
【００６７】
このようにして得られた処理顔料を、市販のアクリルラッカーにビーズミルを使用して分散し、顔料分１３％の赤色塗料を作成した。この塗料をラッカー用シンナーにて粘度調整し、鉄板にスプレー塗装を行い、乾燥膜厚３２μｍの赤色塗装板を得た。このものは鮮映性に優れ、高光沢を示した。
比較例３
分散剤３で表面処理をしない赤色顔料（Ｐ．Ｒ．−２５４）を使用した以外は実施例２１と同様にして塗料を作製し、同様に粘度調整し、実施例２１と同様にして評価したところ、赤色塗装板の塗膜表面が平滑ではなく光沢も低いものであった。
【００６８】
【発明の効果】
上記本発明によれば、従来公知の各種顔料の分散剤として有用であり、インキ、各種塗料、各種印刷インキ、各種顔料捺染剤、合成樹脂の着色剤等に使用される各種顔料の分散剤が提供される。特に本発明の分散剤を赤、青、紫のインキの分散剤として添加して使用することにより、低粘度のインキを安定に製造することができ、最終的に優れたインキを得ることができる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a dispersant for an organic pigment (hereinafter simply referred to as a pigment), a pigment dispersion, and a writing or recording ink, and more particularly excellent in fluidity, dispersion stability, storage stability, etc. The present invention relates to a dispersant and a pigment dispersion that are suitable for producing pigment inks.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a marking ink used for a writing instrument using a fiber bundle core or a felt core is made of a resin, a pigment, and a solvent, and a dye is used as the pigment. As the solvent, an ester solvent or an aromatic solvent is used from the viewpoint of solubility in a resin and solubility in a dye.
[0003]
However, it is desirable not to use aromatic solvents because they adversely affect the health of workers (organic solvent poisoning) and are air pollutants. Although ink for writing is becoming water-based, solvent-based marking pens are still widely used. This is because solvent-based inks have excellent writing properties for plastic films such as polyethylene and drying properties immediately after writing on plastic films.
[0004]
Inkjet printing is digital printing controlled by a computer, and the printing information signal is directly supplied from the computer to the printer, and no plate making is required. Therefore, it is particularly suitable for printing various images with a small number of prints, and recent advances in ink jet printers have enabled printing of various images with high definition and high resolution.
[0005]
Ink-jet printing inks must have low viscosity and excellent stability, and there are inks that use dyes in organic solvent systems, but ink-jet printing inks that use pigments are technically difficult In the pigment type, water-based ink is used. However, water-based inks have very little resin as a color developing agent, and thus good color development is not obtained. There is also a problem of adhesion to a plastic film. Under such circumstances, development of alcohol-based inks for ink jet printing with good color development using pigments is strongly desired.
[0006]
By the way, as seen in paints and the like in the prior art, when dispersing the pigment in the resin solution, expecting much dispersion power of the resin to the pigment, and if the dispersion power of the resin to the pigment is insufficient, A pigment dispersant (pigment treating agent) (hereinafter simply referred to as a dispersant) has been used. With ordinary paints, sufficient dispersion of the pigment was obtained with the conventional dispersant.
[0007]
However, writing or recording pigment inks have extremely low required viscosity as compared with paints, and the required degree of pigment dispersion is extremely high. In response to such demands, the use of conventional resins and dispersants does not provide sufficient dispersion of the pigment, or because the desorption of the dispersant from the pigment or the lack of affinity between the pigment and the resin, It was extremely difficult to obtain a pigment dispersion having the required performance due to a change in the viscosity of the ink.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
If an organic solvent such as ethyl alcohol can be used as a solvent in organic solvent-based pigment inks, there will be little effect on the health of people using writing instruments or people in the same environment. By eliminating the use of air, the problem of air pollution can be improved, and further, the problems of drying and the wetting of plastic films, which are disadvantages of water-based inks, are solved. In addition, alcoholic solvents are renewable resources from nature and the use of such solvents is preferred. However, it is extremely difficult to obtain a pigment ink that requires low viscosity, high dispersion, and high dispersion stability even when a dispersant is used for a resin that is soluble in a conventionally known alcohol solvent.
[0009]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a dispersant that can produce a pigment dispersion excellent in pigment dispersibility and viscosity stability, and a resin soluble in an organic solvent, particularly an alcohol solvent, with respect to the pigment. Use a sufficient amount, low viscosity, good pigment dispersibility, excellent viscosity stability, little impact on the health of people using writing instruments or recording instruments, and people in the same environment, It is to provide a pigment dispersion, a writing ink or a recording ink containing a pigment as a colorant.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The above object is achieved by the present invention described below. That is, the present invention provides a pigment dispersant represented by the following general formula (I); a pigment dispersion comprising a pigment, a dispersant, a film-forming resin, and an organic solvent, wherein the dispersant is A pigment dispersion as an agent; a writing or recording pigment ink comprising the dispersion; and a writing instrument or a recording device having the ink (hereinafter referred to as “pigment dispersion, writing ink or recording ink”) Simply called "ink").

(However, X in the above formula is a hydroxyl group, an alkoxy group, a primary to tertiary amino group or an acylamino group, and Y is a hydrogen atom, a hydroxyl group, an alkoxy group, a primary to tertiary amino group or an acylamino group at the 4-position. An anthraquinonylamino group, a phenylamino group or a phenoxy group, A and B are an alkyl group, a cycloalkyl group or an aryl group, and at least one of A or B has at least one substituent having a basic nitrogen atom. Z represents a hydrogen atom, a cyano group, a halogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, a nitro group, a benzoylamino group or a benzoyl group (position 3), and the benzoyl group is bonded to X to form an acridone ring. You may do it.)
The “substituent having a basic nitrogen atom” is a primary, secondary or tertiary amino group, a quaternary ammonium group and / or a pyridinium group, and a tertiary amino group is particularly preferable.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, the present invention will be described in more detail with reference to preferred embodiments. The dispersant of the present invention is useful as a dispersant for conventionally known various pigments used for various paints, various printing inks, various pigment printing agents, synthetic resin colorants, and the like. A particularly useful application is as a pigment dispersant in ink, and the present invention will be described below using ink as a representative example.
[0012]
The dispersant of the present invention is produced, for example, by the production method disclosed in Japanese Patent Publication No. 46-33232, Japanese Patent Publication No. 46-33233 and Japanese Patent Publication No. 46-34518, or a method analogous thereto. For example, 1 mol of 1-amino-4-benzoylaminoanthraquinone and 1 mol of aniline or phenol and 1 mol of cyanuric chloride are added at 130 to 160 ° C. in an inert solvent such as o-dichlorobenzene. 6 hours, and 1 mol of polyamine having at least one secondary amino group and at least one tertiary amino group and no primary amino group was added and reacted at 150 to 170 ° C. for 3 to 4 hours. To obtain.
[0013]
Examples of the “polyamine having at least one secondary amino group and at least one tertiary amino group and having no primary amino group” used in the above method include:
N, N, N'-trimethyl-ethylenediamine
N, N-dimethyl-N'-ethyl-ethylenediamine
N, N-diethyl-N'-methyl-ethylenediamine
N, N-dimethyl-N'-ethyl-propylenediamine
N, N, N'-trimethyl-propylenediamine
N, N, N'-triethyl-propylenediamine
N, N, N'-trimethyl-hexamethylenediamine
N, N-diethyl-N'-methyl-p-phenylenediamine
N, N-dipropyl-N'-methyl-p-phenylenediamine
N, N, N'-trimethyl-p-phenylenediamine
N, N, N'-trimethyl-m-phenylenediamine
N, N, N'-triethyl-p-phenylenediamine
N, N-diethyl-N'-methyl-1,4-diaminocyclohexane
N, N-diethyl-N'-methyl-1,3-diaminocyclohexane
N, N, N'-trimethyl-1,4-diaminocyclohexane
N, N, N'-triethyl-1,4-diaminocyclohexane
N-methylpiperazine
N-ethylpiperazine
N-isobutylpiperazine
2-chlorophenylpiperazine
N- (2-pyridyl) piperazine
N- (4-pyridyl) piperazine
And methyl homopiperazine.
[0014]
In addition to the above compounds, particularly preferred are:
N, N, N ″, N ″ -tetramethyldiethylenetriamine
N, N, N ″, N ″ -tetra (n-propyl) diethylenetriamine
N, N, N ″, N ″ -tetra (i-propyl) diethylenetriamine
N, N, N ″, N ″ -tetra (n-butyl) diethylenetriamine
N, N, N ″, N ″ -tetra (i-butyl) diethylenetriamine
N, N, N ″, N ″ -tetra (s-butyl) diethylenetriamine
N, N, N ″, N ″ -tetra (t-butyl) diethylenetriamine
3,3'-iminobis (N, N-dimethylpropylamine)
3,3'-iminobis (N, N-diethylpropylamine)
3,3'-iminobis [N, N-di (n-propyl) propylamine]
3,3'-iminobis [N, N-di (i-propyl) propylamine]
3,3'-iminobis [N, N-di (n-butyl) propylamine]
3,3'-iminobis [N, N-di (i-butyl) propylamine]
3,3'-iminobis [N, N-di (s-butyl) propylamine]
3,3'-iminobis [N, N-di (t-butyl) propylamine]
4,4'-iminobis (N, N-dimethylbutylamine)
4,4'-iminobis (N, N-diethylbutylamine)
2,9-dimethyl-2,5,9-triazadecane
2,12-dimethyl-2,6,12-triazatridecane
2,12-dimethyl-2,5,12-triazatridecane
2,16-dimethyl-2,9,16-triazaheptadecane
3-Ethyl-10-methyl-3,6,10-triazaundecane
5,13-di (n-butyl) -5,9,13-triazaheptadecane
2,2'-dipicolylamine
3,3'-dipicolylamine and the like.
[0015]
Among the dispersants of the present invention obtained by the above method, a preferred dispersant is a compound represented by the following general formula (1), and a more preferred dispersant is a compound represented by the following general formula (2). A particularly preferred dispersant is a compound represented by the following general formula (3).

(However, X, Y and Z in the above formula are as defined above, and R₁~ R_FourCan be the same or different and are substituted or unsubstituted alkyl or cycloalkyl groups, R₁And R₂And / or R_ThreeAnd R_FourMay form a heterocyclic ring which may contain nitrogen, nitrogen and oxygen or nitrogen and sulfur atoms, respectively, with adjacent nitrogen atoms;_FiveAnd R₆Is an alkylene group, a cycloalkylene group or an arylene group. )
[0016]

(However, X, Y, Z and R in the above formula₁~ R_FourIs as defined above, and n and m are integers of 2 to 30. )
The acylamino group in the above formula (I) and the above formulas (1) to (2) is a group represented by —NHCOR, and R is a phenyl group, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, or the like. It is.
[0017]

(However, X in the above formula is a benzoylamino group, Z is a hydrogen atom, R₁~ R_FourMay be the same or different and each represents a methyl group or an ethyl group, and n and m represent 2 or 3. )
[0018]
Specific examples of preferred dispersants in the present invention are listed below, but the dispersant used in the present invention is not limited to these examples. In the following formula, X represents a benzoylamino group.

[0019]

[0020]

[0021]

[0022]

[0023]

[0024]

[0025]

[0026]

[0027]

[0028]

And the quaternary ammonium compound of the said specific examples 1-6 and 9-11 and the pyridinium compound of specific examples 7-8.
[0029]
The ink of the present invention comprises the above dispersant, pigment, film-forming resin, and organic solvent. Any conventionally known pigment can be used as the pigment used in the present invention. For example, azo, condensed azo, anthraquinone, perylene / perinone, indigo / thioindigo, isoindolinone, azomethine, azomethine azo, quinacridone, phthalocyanine blue, dioxazine violet, aniline black, etc. Can be used. Particularly preferred pigments include C.I. I. Pigment Red (hereinafter referred to as PR) 177, P.R. R. 254, P.I. R. 242, C.I. I. Pigment Green (hereinafter referred to as PG) 36, C.I. I. Pigment Blue (hereinafter referred to as P.B.) 15: 2, P.B. B. 15: 6, P.I. B. 60, C.I. I. Pigment Yellow (hereinafter referred to as P.Y.) 138, P.I. Y. 185, P.I. Y. 150, P.I. Y. 139, C.I. I. And CI Pigment Violet 23.
[0030]
As the organic solvent used in the present invention, any conventionally known organic solvent used in various paints, coating agents, printing inks and the like can be used. When the ink of the present invention is used as ink for writing or recording instruments, it is preferable to use an alcohol solvent. As the alcohol solvent, a solvent containing an alcohol having a boiling point of 150 ° C. or less is preferable. The proportion of alcohol used in the alcohol solvent is at least 10% by weight, preferably 50 to 100% by weight.
[0031]
As the alcohol, for example, ethyl alcohol, propyl alcohol, methoxypropanol, ethoxypropanol, propyloxyethanol and the like are preferable. These can be used alone or in admixture of two or more. Further, solvents other than these can be used within the scope not departing from the gist of the present invention. For example, ethyl acetate, propyl acetate, cyclohexane, methylcyclohexane, ethylcyclohexane, methylethylketone, methylpropylketone and the like can be used in combination.
[0032]
The film-forming resin (hereinafter simply referred to as resin) used in the present invention needs to be soluble in the organic solvent, particularly the alcohol solvent, and such a resin has a carboxyl group, a hydroxyl group or an amide group. And a resin comprising as a constituent monomer an addition-polymerizable monomer having a monomer and a monomer capable of addition copolymerization therewith. Below, the monomer which comprises resin used for this invention is demonstrated.
[0033]
Monomers having a carboxyl group include, for example, acrylic acid, methacrylic acid; fumaric acid, maleic acid, itaconic acid, and their alkyl monoesters, hydroxyalkyl monoesters, etc .; (meth) hydroxyethyl acrylate, (meth) Examples thereof include monoesters of hydroxyalkyl esters of (meth) acrylic acid such as hydroxypropyl acrylate and dibasic acids such as succinic anhydride, phthalic anhydride, or cyclohexanedicarboxylic anhydride. In the present invention, acrylic acid and methacrylic acid are referred to as (meth) acrylic acid.
[0034]
Examples of the monomer having a hydroxyl group include (meth) acrylic acid hydroxyalkyl esters, such as hydroxyethyl (meth) acrylate or hydroxypropyl; monoesters of the above (meth) acrylic acid hydroxyalkyl esters and dibasic acids; Esters with dihydroxyalkyl, for example, monoesters of hydroxyethyl or hydroxypropyl (meth) acrylate with oxalic acid, phthalic acid, or cyclohexanedicarboxylic acid, and monoesters of dihydroxyalkyl such as ethylene glycol or propylene glycol There is. In addition, carbon number of the alkyl group in the monomer having the above carboxyl group or hydroxyl group is about 1 to 12.
[0035]
Examples of the monomer having an amide group include (meth) acrylamide, N-substituted (meth) acrylamide, such as (meth) acrylic acid butoxymethylamide, N-tert-butylacrylamide, and N-tert-butyl. Methacrylamide, diacetone acrylamide, N-isopropylacrylamide, N, N-dimethylacrylamide, N, N-diethylacrylamide, N-methylol (meth) acrylamide, N-alkyloxyethyl (meth) acrylamide and the like can be used.
[0036]
In addition to the above monomers, in order to impart water resistance, flexibility and other physical properties to the resin, an addition polymerizable monomer copolymerizable with each of the above monomers within a range soluble in an alcohol solvent. Can be used. For example, esters of (meth) acrylic acid, for example, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, octyl (meth) acrylate, (meth) acrylic Lauryl acid, stearyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, tetrafurfuryl (meth) acrylate, etc .; styrene, styrene derivatives such as α -Dimethyl ester of dibasic acid, for example, dialkyl ester of maleic acid, dialkyl ester of fumaric acid, dialkyl ester of itaconic acid, etc .; vinyl acetate, (meth) acrylonitrile, etc. can be used.
[0037]
The resin used in the present invention uses the above-mentioned monomer and is copolymerized by, for example, suspension polymerization or solution polymerization using an alcohol solvent with or without a conventionally known radical polymerization initiator. Can be obtained. As the resin used in the present invention, (meth) acrylic acid hydroxyalkyl ester and dibasic acid monoester (general formula CH₂= C (R¹) -COO-R²-O-CO-R^Three-COOH (R in the formula¹Is a hydrogen atom or a methyl group, R²Is an alkylene chain having 2 to 6 carbon atoms which may have a branched chain, R^ThreeIs an alkylene group, a cycloalkylene group or an arylene group which may have a branched chain or an unsaturated group. It is preferable to use a resin obtained by copolymerizing the monomer represented by ()) as at least a part of the copolymer. Moreover, you may use the mixture of this copolymer and the copolymer which does not contain the said specific monomer. In any case, it is preferable that 1 to 50% by weight, preferably 3 to 40% by weight, of the entire resin contains a monoester monomer unit of (meth) acrylic acid hydroxyalkyl ester and dibasic acid. If the content of the monomer unit is too small, the effect of dispersing the pigment is small, and if it is too large, the alkali resistance of the written material or printed matter is deteriorated.
[0038]
When a resin is obtained by copolymerizing a mixture of the above monomers, the monoester of (meth) acrylic acid hydroxyalkyl ester and dibasic acid is 1 to 50% by weight in the monomer mixture, preferably It is preferable that it is 3 to 40 weight%. The usage ratio of the other monomer is appropriately determined so as to satisfy the performance required for the resin within the range in which the obtained resin is soluble in the alcohol solvent, and the usage ratio is not particularly limited. The number average molecular weight (measured by GPC, standard polystyrene equivalent number average molecular weight) of the resin is usually 2,000 to 100,000, preferably 2,000 to 50,000. Moreover, the acid value of this resin is 0.5-300 mgKOH / g normally, Preferably it is 5-180 mgKOH / g.
[0039]
The ink of the present invention can be produced in the same manner as in the production of conventional inks and paints using the pigment, dispersant, film-forming resin, and organic solvent, and the production method itself is not particularly limited. For example, a method in which a pigment is previously treated with the dispersant and then dispersed in an alcohol solvent solution of the resin, an untreated pigment and the dispersant are mixed with the resin solution, and further dispersed with a disperser. Examples include a method of dispersing a pigment.
[0040]
In the case of adopting a method in which a pigment is treated in advance with a dispersant and then dispersed in an alcohol solvent solution of the resin, (1) the pigment and the dispersant are dissolved in sulfuric acid or the like, and then the sulfuric acid solution is poured into water. Thereafter, the solution is made alkaline and both are precipitated as a solid solution, and a dispersion-treated pigment (hereinafter simply referred to as “treated pigment”) is obtained by filtration, washing with water, drying and pulverization. (2) The dispersant is sulfuric acid, hydrochloric acid, or acetic acid. The salt is mixed with the pigment in water, and if necessary, dispersed by a disperser to adsorb the dispersant on the surface of the pigment, then alkali precipitated, treated by filtration, washing with water, drying and grinding. Method for obtaining a pigment, or (3) Dispersing a dispersant in a liquid organic acid such as acetic acid, adding the pigment to this, and if necessary, carrying out a dispersion treatment with a disperser to adsorb the dispersant on the pigment surface. After filtration, alkali washing, water washing, drying and The treated pigment obtained by the method such as to obtain a treated pigment by milling, the ink of the present invention is produced by dispersing in an alcohol solution of a resin.
[0041]
In addition, when using a method in which an untreated pigment and a dispersant are mixed in a resin solution and dispersed by a disperser, the pigment and the dispersant are added to an alcohol solvent solution of the resin. Mix and disperse with a disperser to make ink. The disperser that can be used in the present invention is not particularly limited, and examples thereof include a kneader, an attritor, a ball mill, a sand mill using glass or zircon, a horizontal media disperser, and a colloid mill. In the case of using a dispersion-treated pigment, the treated pigment is further dispersed in a solid resin (hereinafter referred to as a pigment chip), the pigment chip is dissolved in an alcohol solvent, and if necessary, the resin is further added. In addition, ink can be obtained.
[0042]
As a method for obtaining a pigment chip, for example, (1) a solid resin obtained by suspension polymerization or a solid resin separated from a solution of a resin obtained by solution polymerization and a treated pigment, kneader, Banbury mixer, mixing roll Or a method of obtaining a chip by dispersing the pigment in the resin under heating alone or in combination by kneading with a three-roll or the like, and then crushing or cutting, and (2) a water-soluble solvent solution of the resin Then, press cake of the treated pigment is mixed with a kneader, heated to the softening temperature of the resin or higher to remove water, and if necessary, the pigment is further dispersed using a three roll or an extruder, and pulverized. Alternatively, there are a method of obtaining a pigment chip by cutting, and (3) a method of flushing the treated pigment press cake and the solid resin at a temperature higher than the softening temperature of the resin.
[0043]
In the ink of the present invention, the dispersant is usually used in a proportion of 0.5 to 50 parts by weight, preferably 1 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the pigment. Moreover, the usage-amount of the pigment with respect to the said resin is the range of 5-500 weight part normally with respect to 100 weight part of resin.
The pigment concentration in the ink of the present invention is usually 0.3 to 50% by weight, preferably 0.5 to 30% by weight, although it depends on the type of pigment. Further, the viscosity of the ink is usually 1 to 50 millipascal · second (mPa · s), preferably 2 to 30 mPa · s, but may be required to be lower than 7 mPa · s depending on the structure of the writing instrument. What is particularly important in the ink is that it has excellent viscosity stability over time, but the ink of the present invention provides excellent viscosity stability over time by using the dispersant and resin together with the pigment. Is done.
[0044]
Various additives can be further added to the ink of the present invention. Examples of such additives include durability improvers such as UV absorbers and antioxidants; anti-settling agents; release agents or release improvers; fragrances, antibacterial agents; plasticizers and anti-drying agents. Further, if necessary, a dye can be added. As the resin, a resin compatible with the resin used in the present invention can be used in combination as long as the dispersion stability of the pigment is not lowered.
The obtained ink can usually be used as it is, but by removing coarse particles of pigment that may be slightly present in a centrifuge, ultracentrifuge or filter, Since reliability can be improved, it is preferable.
[0045]
The writing instrument according to the present invention is obtained by filling the ink of the present invention thus obtained in a container having a porous core. The container is not particularly limited as long as it has a size and shape that allows easy writing, as with various writing instruments having a conventionally known porous core. The material of the container including the lid may be metal, plastic, or a composite material thereof as long as it does not substantially permeate the solvent.
[0046]
The porous core is not particularly limited in structure and material as long as the ink can move from the container to the tip of the core in accordance with writing, but excellent writing property, durability and solvent resistance are required. For example, as fiber bundles and felt cores, synthetic fibers such as polyester, polypropylene, nylon, polyacrylonitrile, vinylon, cellulose and cellulose-based regenerated fibers, and natural fibers such as wool, silk, and cotton can be used. As the open-cell foam, hard and soft urethane resin foams, foams of acetalized products of polyvinyl alcohol, and foams of regenerated fibers can be used. As the ink occlusion body, an open-cell foam of plastic such as a bundle of fibers, a felt-like one, a knitted one, or the like can be used.
[0047]
In the above description, the ink using the dispersant of the present invention has been described as a representative example. However, the present invention is not limited only to the ink. For example, the dispersant of the present invention includes various conventionally known pigments. It is useful as a dispersant for various pigments used in various paints, various printing inks, various pigment printing agents, colorants for synthetic resins, and the like.
[0048]
【Example】
Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples. In the text, “%” or “%” is based on weight.
Example 1
62 parts of 1-amino-4-benzoylaminoanthraquinone and 25 parts of cyanuric chloride are added to 600 parts of o-dichlorobenzene and stirred at 130 ° C. for 5 hours. After cooling, 50 parts of N, N, N ″, N ″ -tetraethyldiethylenetriamine is further added and stirred at 170 ° C. for 3 hours. After filtration, washing with alcohol and drying, Dispersant 1 of Specific Example (1) was obtained.
[0049]
Example 2
In the same manner as in Example 1, 1-amino-4-benzoylaminoanthraquinone and 3,3′-iminobis (N, N-dimethylpropylamine) were sequentially subjected to a condensation reaction with cyanuric chloride. Dispersant 2 was obtained.
[0050]
Example 3
In the same manner as in Example 1, 1-amino-4-benzoylaminoanthraquinone and 3-ethyl-10-methyl-3,6,10-triazaundecane were sequentially subjected to a condensation reaction with cyanuric chloride to give the specific example (3 Dispersant 3) was obtained.
[0051]
Example 4
In the same manner as in Example 1, 1-amino-4,5-dibenzoylaminoanthraquinone and 3,3′-iminobis (N, N-dimethylpropylamine) were sequentially subjected to a condensation reaction with cyanuric chloride, and the above specific examples ( 4) Dispersant 4 was obtained.
[0052]
Example 5
In the same manner as in Example 1, 1-amino-4-benzoylaminoanthraquinone, aniline and 3,3′-iminobis (N, N-dimethylpropylamine) were sequentially subjected to a condensation reaction with cyanuric chloride to produce the specific example (5 Dispersant 5) was obtained.
[0053]
Example 6
In the same manner as in Example 1, 1-amino-4-benzoylaminoanthraquinone and 5,13-di (n-butyl) -5,9,13-triazaheptadecane were sequentially condensed and reacted with cyanuric chloride. Dispersant 6 of specific example (6) was obtained.
[0054]
Example 7
In the same manner as in Example 1, 1-amino-4-benzoylaminoanthraquinone and 2,2'-dipicolylamine were sequentially condensed with cyanuric chloride to obtain Dispersant 7 of Specific Example (7).
[0055]
Example 8
In the same manner as in Example 1, 1-amino-4-benzoylaminoanthraquinone and 3,3′-dipicolylamine were sequentially condensed with cyanuric chloride to obtain Dispersant 8 of Specific Example (8).
[0056]
Example 9
In the same manner as in Example 1, 1-amino-4-hydroxyanthraquinone and 3,3′-iminobis (N, N-dimethylpropylamine) were sequentially condensed with cyanuric chloride to disperse the specific example (9). Agent 9 was obtained.
[0057]
Example 10
In the same manner as in Example 1, 1-amino-4-methoxyanthraquinone and 3,3′-iminobis (N, N-dimethylpropylamine) were sequentially condensed with cyanuric chloride to disperse the specific example (10). Agent 10 was obtained.
[0058]
Example 11
In the same manner as in Example 1, 1-amino-acridone-1,2 (2 ′, 4′-dichloro) acridone and 3,3′-iminobis (N, N-dimethylpropylamine) were sequentially condensed to cyanuric chloride. By reacting, the dispersant 11 of the specific example (11) was obtained.
[0059]
Example of film-forming resin synthesis
Hydroxyethyl methacrylate 75 parts, α-methylstyrene 25 parts, methyl methacrylate 100 parts, acryloyloxyethyl phthalate 75 parts, lauryl methacrylate 75 parts, diacetone acrylamide 150 parts, azobisisobutyronitrile 15 parts, ethanol 550 parts, methyl A polymerization vessel is charged with 150 parts of cyclohexane and 50 parts of ethyl acetate, and a polymerization tube is set at 75 ° C. for 10 hours. After cooling, the resin solution was taken out from the polymerization vessel. This is a resin liquid. The resin content was 40%, the viscosity was 250 mPa · s, the number average molecular weight (measured by GPC, standard polystyrene conversion) of the resin was 8,600, and the acid value was 39.
[0060]
Example 12
250 parts of the above resin liquid, 50 parts of cyanine blue (P.B.15-2), 4 parts of the dispersant (1) of Example 1, 536 parts of ethanol, 60 parts of methylcyclohexane and 100 parts of ethoxypropanol The ink of the present invention was obtained by dispersing using a disperser and further removing coarse particles by ultracentrifugation. The average particle diameter of the pigment was 95 nm and the viscosity was 3.8 mPa · s. The ink was stored at 50 ° C. for 1 week, but no precipitation of the pigment was observed. The viscosity was measured to be 3.8 mPa · s, indicating no change in viscosity.
[0061]
Next, when the ink described above was packed in a pen body having a fiber bundle core and written on a polyethylene film, writing was successful. Further, when an ink obtained by adding 20 parts of ethoxypropanol and 5 parts of benzyl alcohol to 100 parts of the ink was printed with an ink jet printer, a good printed matter was obtained.
[0062]
Examples 13-19
A blue ink was obtained in the same manner as in Example 12 except that each of the dispersants in Examples 2 to 8 was used as the dispersant, and evaluation was performed in the same manner as in Example 12. The results are shown in Table 1 together with the results of Example 12. In the table, ◯ indicates a case where writing property is good and ink jet printing property is good, Δ indicates a case where writing property is insufficient, and a case where ink jet printing property is insufficient.
Comparative Example 1
A blue ink was obtained in the same manner as in Example 12 except that the dispersant was not used, and was evaluated in the same manner as in Example 12. The results are shown in Table 1.
[0063]

[0064]
Example 20
10 parts of Dispersant 2 is dissolved in 100 parts of an aqueous solution containing 5 parts of glacial acetic acid, and this solution is added to a slurry of red pigment (PR-254) (pigment content 100 parts) and stirred for 60 minutes. To do. Next, a 10% aqueous solution of sodium hydroxide is gradually added to adjust the pH of the system to 8.5. After further stirring for 30 minutes, the produced solid was filtered and washed, dried and pulverized at 90 ° C., and 108 parts of red pigment powder surface-treated with a dispersant was obtained.
[0065]
When the treated pigment thus obtained was dispersed in a commercially available melamine / alkyd paint with a ball mill (pigment content 15%), the resulting colored paint had a low viscosity and flowed almost like a Newtonian flow. Showed sex. This red paint was mixed with a commercially available melamine / alkyd white paint to prepare a pale red paint, which was stored for one week.
Comparative Example 2
A paint was prepared in the same manner as in Example 20 except that a red pigment (PR-254) that was not surface-treated with Dispersant 2 was used. The viscosity was a viscosity, and the red pigment agglomerated in the mixed paint with the white paint, causing separation and sedimentation.
[0066]
Example 21
8 parts of Dispersant 3 is dissolved in 100 parts of an aqueous solution containing 5 parts of glacial acetic acid, and this solution is added to a slurry of red pigment (PR-254) (pigment content 100 parts) and stirred for 60 minutes. To do. Next, a 10% aqueous solution of sodium hydroxide is gradually added to adjust the pH of the system to 8.5. After further stirring for 30 minutes, the produced solid was filtered and washed, dried and pulverized at 90 ° C. to obtain 105 parts of red pigment powder surface-treated with a dispersant.
[0067]
The treated pigment thus obtained was dispersed in a commercial acrylic lacquer using a bead mill to prepare a red paint having a pigment content of 13%. The viscosity of this paint was adjusted with a lacquer thinner, and spray coating was performed on an iron plate to obtain a red painted plate having a dry film thickness of 32 μm. This product was excellent in sharpness and showed high gloss.
Comparative Example 3
A paint was prepared in the same manner as in Example 21 except that a red pigment (PR-254) that was not surface-treated with Dispersant 3 was used, the viscosity was adjusted in the same manner, and evaluation was performed in the same manner as in Example 21. However, the coating film surface of the red painted plate was not smooth and gloss was low.
[0068]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is useful as a dispersant for conventionally known various pigments, and various pigment dispersants used in inks, various paints, various printing inks, various pigment printing agents, synthetic resin colorants, and the like. Provided. In particular, by using the dispersant of the present invention as a dispersant for red, blue, and purple inks, it is possible to stably produce a low-viscosity ink and finally obtain an excellent ink. .

Claims

An organic pigment dispersant comprising a compound represented by the following general formula (I):

(However, X in the above formula is a hydroxyl group, an alkoxy group, a primary to tertiary amino group or an acylamino group, and Y is a hydrogen atom, a hydroxyl group, an alkoxy group, a primary to tertiary amino group or an acylamino group at the 4-position. An anthraquinonylamino group, a phenylamino group or a phenoxy group, A and B are an alkyl group, a cycloalkyl group or an aryl group, and at least one of A or B has at least one substituent having a basic nitrogen atom. Z represents a hydrogen atom, a cyano group, a halogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, a nitro group, a benzoylamino group or a benzoyl group (position 3), and the benzoyl group is bonded to X to form an acridone ring. You may do it.)

The organic pigment dispersant according to claim 1, wherein the substituent having a basic nitrogen atom is a primary, secondary or tertiary amino group, a quaternary ammonium group and / or a pyridinium group.

The organic pigment dispersant according to claim 1, wherein the compound represented by the general formula (I) is represented by the following general formula (1).

(However, X, Y and Z in the above formula are as defined above, and R _{1 to} R ₄ may be the same or different, and are substituted or unsubstituted alkyl groups or cycloalkyl groups, and R ₁ And R ₂ and / or R ₃ and R ₄ may form a heterocycle which may contain nitrogen, nitrogen and oxygen or nitrogen and sulfur atom together with the adjacent nitrogen atom, and R ₅ and R ₆ are alkylene Group, cycloalkylene group or arylene group.)

The pigment dispersant according to claim 1, wherein the compound represented by the general formula (I) is a compound represented by the following general formula (2).

(However, X, Y and Z in the above formula are as defined above, and R _{1 to} R ₄ may be the same or different, and are substituted or unsubstituted alkyl groups or cycloalkyl groups, and R ₁ And R ₂ and / or R ₃ and R ₄ may form a heterocyclic ring that may contain nitrogen, nitrogen and oxygen, or nitrogen and sulfur atoms together with the adjacent nitrogen atom, and n and m are 2-30. (It is an integer.)

The pigment dispersant according to claim 1, wherein the compound represented by the general formula (I) is a compound represented by the following general formula (3).

(However, X in the above formula is a benzoylamino group, Z is a hydrogen atom, R _{1 to} R ₄ may be the same or different, and a methyl group or an ethyl group, and n and m are 2 or 3) Represents.)

The pigment dispersion liquid which consists of an organic pigment, a dispersing agent, film formation resin, and an organic solvent, and a dispersing agent is a dispersing agent of any one of Claims 1-5.

The pigment dispersion according to claim 6, wherein the organic solvent is an alcohol solvent.

The pigment dispersion according to claim 7, wherein the alcohol solvent is a solvent containing an alcohol having a boiling point of 150 ° C or lower.

The pigment dispersion according to claim 6, wherein the film-forming resin is soluble in an alcohol solvent.

The film-forming resin is a monoester (general formula CH ₂ ═C (R ¹ ) —COO—R ² —O—CO—R ³ ) of 1 to 50% by weight of a hydroxyalkyl ester of (meth) acrylic acid and a dibasic acid. -COOH (wherein R ¹ is a hydrogen atom or a methyl group, R ² is an alkylene chain having 2 to 6 carbon atoms which may have a branched chain, and R ³ may have a branched chain or an unsaturated group) The pigment dispersion liquid according to claim 9, which comprises a good alkylene group, cycloalkylene group or arylene group.

The number average molecular weight (measured by GPC, number average molecular weight in terms of standard polystyrene) of the film-forming resin is 2,000 to 100,000, and the acid value of the resin is 0.5 to 300 mgKOH / g. The pigment dispersion liquid according to 10.

The pigment dispersion according to claim 6, wherein the organic pigment is a red pigment, a blue pigment, or a purple pigment.

A pigment ink for writing or recording, comprising the pigment dispersion according to any one of claims 6 to 12.

The dispersant is used in a ratio of 0.5 to 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the pigment, the pigment is used in a range of 5 to 500 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the resin, and the pigment concentration in the ink is The pigment ink for writing or recording according to claim 13, wherein the pigment ink is 0.3 to 50% by weight and the viscosity of the ink is 1 to 50 millipascal · second (mPa · s).

A writing instrument or recording device comprising the writing or recording pigment ink according to claim 13 or 14.