JP3945214B2 - Dispersion and water-based ink using the same - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は普通紙、再生紙あるいはコート紙に対して高い印字品質が得られ、且つ保存安定性に優れる水性インクに好適な分散体およびそれを用いた水性インクに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の分散体は水に分散させる手段として特開平０１−３０１７６０号公報にあるように界面活性剤を用いる方法、または特公平５−０６４７２４号にあるように疎水部と親水部を有する分散ポリマーを用いて分散されていた。また、着色材の表面を高分子で被覆する方法としては、インクジェットプリンター用インクとして、特開昭６２−９５３６６号公報にあるように、染料インクを内包したマイクロカプセルを用いる方法、特開平１−１７０６７２号公報にあるように、水に不溶な溶媒に色素を溶解または分散させこれを界面活性剤を用いて水中で乳化したマイクロカプセル化した色素を用いる方法、特開平５−３９４４７号公報にあるように、水、水溶性溶媒並びにポリエステルの少なくとも１種に昇華性分散染料を溶解または分散させた内包物をマイクロカプセルで記録液に使用する方法、特開平６−３１３１４１号公報では着色された乳化重合粒子と水性材料からなるインキ組成物、特開平１０−１４００６５号公報では転相乳化反応や酸析法による方法が検討されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の分散体は不安定であり、界面活性剤やグリコールエーテル等の親水部と疎水部を有する物質が存在すると、吸脱着が起こりやすくなるという課題がある。通常の水性インクは紙に対するにじみを低減させるため、界面活性剤やグリコールエーテル等の親水部と疎水部を有する物質が必要である。これらの物質を用いない従来のインクでは紙に対する浸透性が不十分となり、均一な印字を行なうためには紙種が制限され、印字画像の低下を引き起こしやすくなるという課題があった。
【０００４】
さらに、特に、従来の分散体に本発明で用いるような添加剤（アセチレングリコールおよび／またはアセチレンアルコール系界面活性剤、ジ（トリ）エチ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ブチルエーテルおよび／または１，２−アルキレングリコールから選ばれた１種以上からなる物質）を用いると長期の保存安定性が得られず、インクの再溶解性が悪く、インクが乾燥して詰まり易くなるという課題を有していた。
【０００５】
また、このような分散剤により分散された顔料は分散剤の残存物がインク系中に残ったり、分散剤が十分に顔料分散に寄与せず顔料から脱離して粘度が高いものになってしまうという課題があった。粘度が高くなると顔料等の色材の添加量が制限されて、特に普通紙において十分な画質が得られない。
【０００６】
そこで本発明はこのような課題を解決するもので、その目的とするところは普通紙上ではにじみが少なく高発色であり、専用紙上では十分な発色に加え、光沢性と定着性を有するインクを作成可能であり、インクジェット記録にあってはさらに吐出安定性が優れるインクを作成可能とする分散体およびそれを用いた水性インクを提供するところにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の分散体は分子発色体を反応性分散剤を用いて溶液に分散させる工程と、主に疎水性を有する物質で該反応性分散剤の二重結合部分から分子を延長する工程と、少なくとも1種以上の親水官能基を有する物質を含む物質群により該延長された分子をさらに延長する工程により作成されることを特徴とする。また、本発明の水性インクはこの分散体を用いることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明による分散体はそれ自体が保存安定性に優れ、その分散体を用いた水性インクは普通紙上ではにじみが少なく高発色であり、専用紙上では十分な発色に加え、光沢性と定着性を有するインクを作成可能であり、インクジェット記録にあってはさらにインクジェットヘッドからのインクの吐出安定性に優れることなどの特性が要求されていることに鑑み、鋭意検討した結果によるものである。
【０００９】
本発明になる分散体は分子発色体を反応性分散剤を用いて溶液に分散させる工程と、主に疎水性を有する物質で分子を延長する工程と、さらに少なくとも1種以上の親水官能基を有する物質を含む物質群により延長する工程により作成されることを特徴とする。
【００１０】
ここで、本発明において分子発色体とは、いわゆる有色の分子を有する物質をいい、着色剤、色材、顔料、および染料を含めたものをいう。
【００１１】
そして、前述の分子発色体としては有機顔料または無機顔料を好適に用いることができる。例えば、黒色インク用としては、ファーネスブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック等のカーボンブラック（Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック７）類、または銅酸化物、鉄酸化物（Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック１１）、酸化チタン等の金属類、アニリンブラック（Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック１）等の有機顔料が挙げられるがインクジェット用としては比重が比較的低く水中で沈降しにくいカーボンブラックが好ましい。更にカラー用としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１（ファストイエローG）、３、１２（ジスアゾイエローAAA）、１３、１４、１７、２４、３４、３５、３７、４２（黄色酸化鉄）、５３、５５、７４、８１、８３（ジスアゾイエローHR）、９５、９７、９８、１００、１０１、１０４、１０８、１０９、１１０、１１７、１２０、１２８、１３８、１５３、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１、２、３、５、１７、２２（ブリリアントファーストスカーレット）、２３、３１、３８、４８:２（パーマネントレッド2B(Ba)）、４８:２（パーマネントレッド2B (Ca)）、４８:３（パーマネントレッド2B(Sr)）、４８:４（パーマネントレッド2B(Mn)）、４９:１、５２:２、５３:１、５７:１（ブリリアントカーミン6B)、６０:１、６３:１、６３:２、６４:１、８１（ローダミン6Gレーキ）、８３、８８、１０１（べんがら）、１０４、１０５、１０６、１０８（カドミウムレッド）、１１２、１１４、１２２（キナクリドンマゼンタ）、１２３、１４６、１４９、１６６、１６８、１７０、１７２、１７７、１７８、１７９、１８５、１９０、１９３、２０９、２１９、
Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１、２、１５（フタロシアニンブルーR）、１５:１、１５:２、１５:３（フタロシアニンブルーG）、１５:４、１５:６（フタロシアニンブルーE）、１６、１７:１、５６、６０、６３、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン１、４、７、８、１０、１７、１８、３６、
等が使用できる。
【００１２】
水性インクをインクジェットに用いる場合これらの顔料としての添加量は、０．５〜３０％（以下、単に％と記載したものは重量％を表す）が好ましいが、さらには１．０〜１２％が好ましい。これ以下の添加量では、印字濃度が確保できなくなり、またこれ以上の添加量では、インクの粘度増加や粘度特性に構造粘性が生じ、インクジェットヘッドからのインクの吐出安定性が悪くなる傾向になる。
【００１３】
また、顔料の粒経は２５μｍ以下が好ましく、より好ましくは１μｍ以下の粒子からなる顔料を、さらに好ましくは０．０１〜０．１５μｍの粒子からなることが好ましい。
【００１４】
また、前述の反応性分散剤が少なくとも疎水基、親水基およびビニル基を有するものを用いることが好ましい。本発明で用いることのできる反応性界面活性剤モノマーとしては多くの市販品を用いることができ、その具体例として第一工業薬品株式会社のアクアロンＨＳシリーズ（アクアロンＨＳ−０５、ＨＳ−１０，ＨＳ−２０、ＨＳ−１０２５）、アクアロンＲＮシリーズ（ＲＮ−１０、ＲＮ−２０、ＲＮ−３０、ＲＮ−５０，ＲＮ−２０２５）、ニューフロンティアシリーズ（ニューフロンティアＮ−１７７Ｅ，Ｓ−５１０）、旭電化株式会社のアデカリアソープＳＥシリーズ（ＳＥ−１０Ｎ、ＳＥ−１０２５Ａ、ＳＥ−１０２５Ｎ）、アデカリアソープＮＥシリーズ（ＮＥ−１０，ＮＥ−２０、ＮＥ−３０、ＮＥ−４０）などが挙げられる。また、上記反応性界面活性剤モノマーと反応させるモノマーはアクリロニトリル、ブチルメタクリレート、ブチルアクリレートなどのアクリレート類、アクリル酸類、アリル化合物類でもよい。
【００１５】
また、分散方法は超音波分散、ビーズミル、サンドミル、ロールミルなどによる方法などの分散方法を用いてもよい。
【００１６】
さらに、前述の疎水性を有する物質の疎水基が少なくともアルキル基、シクロアルキル基またはアリール基から選ばれた1種以上であることが好ましい。そして、前述の親水性官能基を有する物質の親水基が少なくともカルボキシル基、スルホン酸基、ヒドロキシル基、アミノ基、アミド基およびそれらの塩基であることが好ましい。それらの具体例として２重結合を有するアクリロイル基、メタクリロイル基、ビニル基あるいはアリル基を有するモノマーやオリゴマー類を用いることができる。例えばスチレン、テトラヒドロフルフリルアクリレート、ブチルメタクリレート、（α、２、３または４）−アルキルスチレン、（α、２、３または４）−アルコキシスチレン、３、４−ジメチルスチレン、α−フェニルスチレン、ジビニルベンゼン、ビニルナフタレン、ジメチルアミノ（メタ）アクリレート、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、Ｎ、Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリレート、アクリロイルモルフォリン、Ｎ、Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド、Ｎ、Ｎ−ジエチルアクリルアミド、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、エチルヘキシル（メタ）アクリレート、その他アルキル（メタ）アクリレート、メトキシジエチレングリコール（メタ）アクリレート、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基のジエチレングリコールまたはポリエチレングリコールの（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、フェノキシエチル（メタ）アクリレート、イソボニル（メタ）アクリレート、ヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート、その他含フッ素、含塩素、含珪素（メタ）アクリレート、（メタ）アクリルアミド、マレイン酸アミド、（メタ）アクリル酸等の１官能の他に架橋構造を導入する場合は（モノ、ジ、トリ、テトラ、ポリ）エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、１、４−ブタンジオール、１、５−ペンタンジオール、１、６−ヘキサンジオール、１、８−オクタンジオールおよび１、１０−デカンジオール等の（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、グリセリン（ジ、トリ）（メタ）アクリレート、ビスフェノールＡまたはＦのエチレンオキシド付加物のジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート等アクリル基やメタクリル基を有する化合物を用いることができる。
【００１７】
また、ポリアクリル酸エステル、スチレン−アクリル酸共重合体、ポリスチレン、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、含珪素ポリマー、含硫黄ポリマーからなる群から選ばれた１種以上を主成分とするようにこれらのポリマーを添加しながら作成することもできる。
【００１８】
重合開始剤は過硫酸カリウムや過硫酸アンモニウムの他に、過硫酸水素、アゾビスイソバレロニトリル、アゾビスイソブチロニトリル、過酸化ベンゾイル、過酸化ジブチル、過酢酸、クメンヒドロパーオキシド、ｔ−ブチルヒドロキシパーオキシド、パラメンタンヒドロキシパーオキシドなどラジカル重合に用いられる一般的な開始剤を用いることができるが本発明の好ましい態様においては、水溶性の重合開始剤が好ましく用いられる。
【００１９】
本発明における、乳化重合では連鎖移動剤を用いることもできるが用いないこともできる。用いる場合は例えば、ｔ−ドデシルメルカプタンの他にｎ−ドデシルメルカプタン、ｎ−オクチルメルカプタン、キサントゲン類であるジメチルキサントゲンジスルフィド、ジイソブチルキサントゲンジスルフィド、あるいはジペンテン、インデン、１、４−シクロヘキサジエン、ジヒドロフラン、キサンテンなどが挙げられる。
【００２０】
そして、前述の分散体を用いることによって、安定性の優れたインクジェット記録用インクとすることができる。さらに前述の分散体を筆記具用インクにも好適に用いることができる。
【００２１】
そして、さらに上述のインクジェット記録用インクや筆記具用インクに少なくとも界面活性剤を添加してなることが好ましい。そして、前述の界面活性剤がアセチレングリコール系界面活性剤、アセチレンアルコール系界面活性剤およびシリコン系界面活性剤からなる群から選ばれた1種以上であることが好ましい。
【００２２】
また、前述のインクジェットインクまたは前述の筆記具用インクに少なくともアルキレングリコールモノアルキルエーテルおよび／または１、２−アルキレングリコールを添加してなることが好ましい。
そして、前述のアルキレングリコールモノアルキルエーテルが繰り返し単位１０以下のアルキレングリコールであって、炭素数４〜１０のアルキルエーテルであることが好ましい。その繰り返し単位１０以下のアルキレングリコールであって、炭素数４〜１０のアルキルエーテルがジ（トリ）エチレングリコールモノブチルエ−テルおよび／または（ジ）プロピレングリコールモノブチルエーテルであることが好ましい。さらに、前述の１、２−アルキレングリコールが１、２−ヘキサンジオールおよび／または１、２−ペンタンジオールであることが好ましい。
【００２３】
また、前述のジ（トリ）エチ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ブチルエーテルおよび１，２−アルキレングリコールからなる群から選ばれた１種以上からなる物質の添加量が０．５％以上３０％以下であることが好ましい。０．５％未満では浸透性の効果が低く印字品質が向上しない。３０％を超えると粘度上昇により使いづらくなり、それ以上添加しても印字品質向上の効果がない。より好ましくは１％以上１５％以下である。
【００２４】
前述のアセチレングリコール系界面活性剤、アセチレンアルコール系界面活性剤およびシリコン系界面活性剤からなる群から選ばれた1種以上を０．１％以上５％以下含むことが好ましい。５％を超えると印字品質の効果が頭打ちであり、添加しても粘度が上昇して使いづらくなり、ヘッドの先端にインクが付着しやすくなり、印字が乱れやすくなる。０．１％未満では印字品質向上の効果が低くなる。より好ましい添加量は０．１５〜２％である。
【００２５】
そして、少なくとも前述のアセチレングリコールおよび／またはアセチレンアルコール系界面活性剤と、ジ（トリ）エチ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ブチルエーテルおよび１，２−アルキレングリコールから選ばれた１種以上と、を同時に添加することが好ましい。アセチレングリコールおよび／またはアセチレンアルコール系界面活性剤とジ（トリ）エチ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ブチルエーテルおよび１，２−アルキレングリコールから選ばれた１種以上は同時に用いた方が印字品質が向上する。
【００２６】
そして、前述のアセチレングリコール系界面活性剤、アセチレンアルコール系界面活性剤およびシリコン系界面活性剤からなる群から選ばれた1種以上の添加量が０．０１〜０．５％であり、ジ（トリ）エチ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ブチルエーテルおよび１，２−アルキレングリコールから選ばれた１種以上の添加量が１％以上であることが好ましい。アセチレングリコールおよび／またはアセチレンアルコール系界面活性剤は少量で浸透性を向上させる効果がある。従って、添加量は０．５％以下であり、ジ（トリ）エチ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ブチルエーテルおよび１，２−アルキレングリコールから選ばれた１種以上の添加量は１％以上であることで印字品質がさらに向上する。
【００２７】
また、前述の顔料を包含するポリマーが、ポリアクリル酸エステル、スチレン−アクリル酸共重合体、ポリスチレン、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、含珪素ポリマー、含硫黄ポリマーからなる群から選ばれた１種以上を主成分とすることが好ましい。本発明で用いるアセチレングリコールおよび／またはアセチレンアルコール系界面活性剤、ジ（トリ）エチ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ブチルエーテルおよび／または１，２−アルキレングリコールから選ばれた１種以上からなる物質は通常の分散剤分散に用いる分散剤と吸脱着反応を起こすため、脱離した分散剤がインク中に浮遊し、それが原因で印字が乱れるという現象を生じやすい。しかし、上記のポリマーを用いて好適な分散を行なうことでポリマーが安定に着色剤を包含しているので吸脱着を起こしにくいので好ましい。
【００２８】
さらに、前述の顔料をポリマーで包含した着色剤が少なくとも重合性基を有する分散剤と共重合性モノマーとの共重合体で該顔料を包含したものであることが好ましい。ここで、重合性基を有する分散剤とは少なくとも疎水基、親水基および重合性基を有するもので、重合性基はアクリロイル基、メタクリロイル基、アリル基あるいはビニル基などであり、共重合性基も同じくクリロイル基、メタクリロイル基、アリル基あるいはビニル基などになる。インクジェット記録用インクとしては粒径が比較的そろっていた方が目詰まりや吐出の安定性の観点から好ましいので、顔料をポリマーで包含した着色剤は、乳化重合によって製造されることが好ましい。また、ポリマーが、ポリアクリル酸エステル、スチレン−アクリル酸共重合体、ポリスチレン、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、含珪素ポリマー、含硫黄ポリマーからなる群から選ばれた１種以上を主成分として好適な分散剤による好適な分散がなされるので、堅固なポリマーになり、本発明でよいとするアセチレングリコールおよび／またはアセチレンアルコール系界面活性剤、グリコールエーテル類および／または１，２−アルキレングリコールから選ばれた１種以上からなる物質の添加によっても変形せず、しかも均一な粒径を得やすくなる。
【００２９】
前述の顔料をポリマーで包含した着色剤は、重合性基を有する分散剤で該顔料を分散させた後、該分散剤と共重合可能なモノマーと重合開始剤を用いて水中で乳化重合されたものであることが好ましい。
【００３０】
前述の１，２−アルキレングリコールが炭素数４〜１０の１，２−アルキレングリコールであり、添加量が１０％以下であることが好ましい。１０％を超えると粘度上昇によりインクジェット用としては使いづらくなり、それ以上添加しても印字品質向上の効果がない。しかし、筆記具用としてはこれに限定されない。より好ましくは１％以上８％以下である。
【００３１】
前述の１，２−アルキレングリコールが１，２−ペンタンジオールおよび／または１，２−ヘキサンジオールであることを特徴とする。１，２−ペンタンジオールの添加量は３〜１５％が好ましい。３％未満のものは浸透性の向上の効果が低く、そのためにじみの発生が多い。炭素数が１５％を超えると水溶性が低いので本発明のような水溶性インクには使用しづらい。１，２−ヘキサンジオールは０．５〜１０％が好ましい。０．５％未満のものは浸透性の向上の効果が低く、炭素数が１０を超えると水溶性が低いので本発明のような水溶性インクには使用しづらい。前述のアセチレングリコール系界面活性剤、アセチレンアルコール系界面活性剤およびシリコン系界面活性剤からなる群から選ばれた1種以上の添加量が０．５％以上のときはその１，２−アルキレングリコールとの比が１：０．０１〜１：５０の間が印字品質の観点から好ましく、１，２−アルキレングリコールがアセチレングリコールおよび／またはアセチレンアルコール系界面活性剤の５０倍を超えると印字品質の向上効果が頭打ちでありそれ以上添加しても効果が低く、逆に粘度上昇の弊害を生じる。
【００３２】
前述のアセチレングリコールおよび／またはアセチレンアルコール系界面活性剤の添加量が０．５％以上であり前記１，２−アルキレングリコールとの添加量の比（以下単に比と示すものは添加量の重量比を示す）が１：０．０１〜１：５０であることが好ましい。そして、前述の（ジ）プロピレングリコールモノブチルエーテルを１０％以下含むことが好ましい。１０％を超えると印字品質向上の効果が頭打ちであり、逆に粘度上昇の弊害と水溶性が低いので溶解助剤の添加が必要になってくる。より好ましくは０．５〜５％である。
【００３３】
前述のアセチレングリコール系界面活性剤、アセチレンアルコール系界面活性剤およびシリコン系界面活性剤からなる群から選ばれた1種以上と（ジ）プロピレングリコールモノブチルエーテルの比が１：０〜１：５０であることが好ましい。（ジ）プロピレングリコールモノブチルエーテルがアセチレングリコールおよび／またはアセチレンアルコール系界面活性剤の５０倍を超えると印字品質の向上効果が頭打ちでありそれ以上添加しても効果が低く、逆に粘度上昇の弊害を生じる。
【００３４】
前述のジ（トリ）エチレングリコールモノブチルエーテルを２０％以下含むことが好ましい。２０％を超えると粘度上昇により使いづらくなり、それ以上添加しても印字品質向上の効果がない。より好ましくは１％以上１５％以下である。ジ（トリ）エチレングリコールモノブチルエーテルとはジエチレングリコールモノブチルエーテル（ＤＥＧｍＢＥ）および／またはトリエチレングリコールモノブチルエーテル（ＴＥＧｍＢＥ）を示すが、印字品質改良のための浸透性の必要レベルとして、２０％以下の添加が好ましい。２０％を超えると印字品質向上の効果が頭打ちであり、逆に粘度上昇の弊害が生じる。より好ましくは０．５〜１０％である。
【００３５】
前述のアセチレングリコールおよび／またはアセチレンアルコール系界面活性剤の添加量が０．５％以上であり、ジ（トリ）エチレングリコールモノブチルエーテルとの比が１：０．０１〜１：５０であることが好ましい。アセチレングリコールおよび／またはアセチレンアルコール系界面活性剤の５０倍まで添加することが印字品質の観点から好ましい。ジ（トリ）エチレングリコールモノブチルエーテルはアセチレングリコール系の界面活性剤の溶解性を向上させることと印字品質の向上に役立つが、５０倍を超える添加量ではそれらの効果が頭打ちになるのでインクジェット用としては使用しにくくなる。
【００３６】
本発明におけるインクジェット記録用インクは、その放置安定性の確保、インク吐出ヘッドからの安定吐出達成等の目的で保湿剤、溶解助剤、浸透制御剤、粘度調整剤、ｐＨ調整剤、溶解助剤、酸化防止剤、防黴剤、腐食防止剤、分散に影響を与える金属イオンを捕獲するためのキレート等種々の添加剤を添加する場合がある。
【００３７】
以下、それらを例示する。
【００３８】
インクジェットのノズル面や筆記具のペン先で乾燥を抑えるために水溶性のあるグリコール類を添加することが好ましく、その例としてはエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、分子量２０００以下のポリエチレングリコール、１、３−プロピレングリコール、イソプロピレングリコール、イソブチレングリコール、１、４−ブタンジオール、１、３−ブタンジオール、１、５−ペンタンジオール、１、６−ヘキサンジオール、グリセリン、メソエリスリトール、ペンタエリスリトールなどがある。
【００３９】
また、本発明においてはノズル前面でインクが乾燥して詰まることを抑制するために、多くの種類の糖類を用いることもできる。単糖類および多糖類があり、グルコース、マンノース、フルクトース、リボース、キシロース、アラビノース、ラクトース、ガラクトース、アルドン酸、グルシトース、マルトース、セロビオース、スクロース、トレハロース、マルトトリオース等の他にアルギン酸およびその塩、シクロデキストリン類、セルロース類を用いることができる。そしてその添加量は０．０５％以上で３０％以下がよい。０．０５％未満ではインクがヘッドの先端で乾燥して詰まる目詰まり現象を回復させる効果は少なく、３０％を超えるとインクの粘度が上昇して適切な印字ができなくなる。一般的な糖類である単糖類および多糖類のグルコース、マンノース、フルクトース、リボース、キシロース、アラビノース、ラクトース、ガラクトース、アルドン酸、グルシトース、マルトース、セロビオース、スクロース、トレハロース、マルトトリオース等のより好ましい添加量は３〜２０％である。アルギン酸およびその塩、シクロデキストリン類、セルロース類はインクにしたときの粘度が高くなり過ぎない程度の添加量にする必要がある。
【００４０】
その他に水と相溶性を有し、インクに含まれる水との溶解性の低いグリコールエーテル類やインク成分の溶解性を向上させ、さらに被記録体たとえば紙に対する浸透性を向上させ、あるいはノズルやペン先の目詰まりを防止するために用いることのできるものとして、エタノール、メタノール、ブタノール、プロパノール、イソプロパノールなどの炭素数１から４のアルキルアルコール類、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、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メチルエーテルアセテート、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−ｎ−プロピルエーテル、エチレングリコールモノ−ｉｓｏ−プロピルエーテル、ジエチレングリコールモノ−ｉｓｏ−プロピルエーテル、エチレングリコールモノ−ｎ−ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノ−ｎ−ブチルエーテル、トリエチレングリコールモノ−ｎ−ブチルエーテル、エチレングリコールモノ−ｔ−ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノ−ｔ−ブチルエーテル、１−メチル−１−メトキシブタノール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノ−ｔ−ブチルエーテル、プロピレングリコールモノ−ｎ−プロピルエーテル、プロピレングリコールモノ−ｉｓｏ−プロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノ−ｎ−プロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノ−ｉｓｏ−プロピルエーテル、プロピレングリコールモノ−ｎ−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノ−ｎ−ブチルエーテルなどのグリコールエーテル類、ホルムアミド、アセトアミド、ジメチルスルホキシド、ソルビット、ソルビタン、アセチン、ジアセチン、トリアセチン、スルホランなどがあり、これらを適宜選択して使用することができる。
【００４１】
また、本発明になるインクにはさらに紙や特殊紙等の媒体への浸透性を制御するため、他の界面活性剤を添加することも可能である。添加する界面活性剤は本実施例に示すインク系との相溶性のよい界面活性剤が好ましく、界面活性剤のなかでも浸透性が高く安定なものがよい。その例としては、両性界面活性剤、非イオン界面活性剤などがあげられる。両性界面活性剤としてはラウリルジメチルアミノ酢酸ベタイン、２−アルキル−Ｎ−カルボキシメチル−Ｎ−ヒドロキシエチルイミダゾリニウムベタイン、ヤシ油脂肪酸アミドプロピルジメチルアミノ酢酸ベタイン、ポリオクチルポリアミノエチルグリシンその他イミダゾリン誘導体などがある。非イ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アルキルアリルエーテル、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、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルなどのエーテル系、ポリオキシエチレンオレイン酸、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などのエステル系、その他フッ素アルキルエステル、パーフルオロアルキルカルボン酸塩などの含フッ素系界面活性剤などがある。
【００４２】
また、ｐＨ調整剤、溶解助剤あるいは酸化防止剤としてジエタノールアミン、トリエタノールアミン、プロパノールアミン、モルホリンなどのアミン類およびそれらの変成物、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化リチウムなどの無機塩類、水酸化アンモニウム、４級アンモニウム水酸化物（テトラメチルアンモニウムなど）、炭酸（水素）カリウム、炭酸（水素）ナトリウム、炭酸（水素）リチウムなどの炭酸塩類その他燐酸塩など、あるいはＮ−メチル−２−ピロリドン、尿素、チオ尿素、テトラメチル尿素などの尿素類、アロハネート、メチルアロハネートなどのアロハネート類、ビウレット、ジメチルビウレット、テトラメチルビウレットなどのビウレット類など、Ｌ−アスコルビン酸およびその塩などがある。また、市販の酸化防止剤、紫外線吸収剤なども用いることができる。その例としてはチバガイギーのＴｉｎｕｖｉｎ３２８、９００、１１３０、３８４、２９２、１２３、１４４、６２２、７７０、２９２、Ｉｒｇａｃｏｒ２５２、１５３、Ｉｒｇａｎｏｘ１０１０、１０７６、１０３５、ＭＤ１０２４など、あるいはランタニドの酸化物などがある。
【００４３】
さらに、粘度調整剤としては、ロジン類、アルギン酸類、ポリビニルアルコール、ヒドロキシプロピルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロース、ポリアクリル酸塩、ポリビニルピロリドン、アラビアゴムスターチなどがある。
【００４４】
（実施例）
次に具体的な実施の形態について説明する。
【００４５】
本発明において示す分子発色体の例として有機または無機顔料を用いる場合について述べる。実施例、および比較例における顔料１は無機顔料であるカーボンブラック顔料、顔料２は有機顔料であるフタロシアニン顔料、顔料３は有機顔料であるジメチルキナクリドン顔料、顔料４は有機顔料であるジケトピロロピロール顔料を用いた。しかし、これらに限定されず多くの有機、無機顔料を用いることができる。＜＞中にそれぞれの平均粒径をｎｍ（ナノメートル）単位で示す。
【００４６】
本発明においては、顔料を反応性分散剤で分散したあと、水中で触媒の存在下で乳化重合を行なうことによって得ることができる。
【００４７】
（分散体１〜４の製造）
まず、分散体１としてはカーボンブラックであるラーベンＣ（コロンビアンカーボン株式会社製）を用いる。分子発色体を反応性分散剤を用いて溶液に分散させる工程は以下のようになる。超音波発生機、攪拌機、滴下装置、水冷式還流コンデンサー、および温度調整器を備えた反応容器にラーベンＣ（コロンビアンカーボン株式会社製）２５部（以下単に部と示すものは重量部を示す）と、重合性界面活性剤である旭電化株式会社製のアデカリアソープＳＥ−１０Ｎを５部とをイオン交換水１８０部中に加えて超音波を４時間かけて分散処理を行なう。
【００４８】
次に、主に疎水性を有する物質で分子を延長する工程は以下のようになる。スチレン５部とα-メチルスチレン１．６部と、アゾビスイソブチロニトリル０．０５部とのメチルエチルケトン溶液をさらに加えて６０℃で８時間重合反応を行なう。得られた溶液を遠心ろ過してポリマーで包含された顔料を取り出し、さらに０．４μｍのメンブレンイルターで濾過して粗大粒子を除去する。このポリマーで包含された顔料溶液をホモジナイザーでほぐして再分散させる。
【００４９】
次に、少なくとも1種以上の親水官能基を有する物質を含む物質群により上記延長された分子をさらに延長する工程は以下のようになる。反応容器に前述の顔料をメチルエチルケトン溶液を、さらにイオン交換水２７部とラウリル硫酸ナトリウム０．０５部を添加し、イオン交換水１００部と重合開始剤として過流酸カリウムを０．５部入れ、窒素雰囲気７０℃を保持する。次いで、スチレン５部、テトラヒドロフルフリルメタクリレート１部、ブチルメタクリレート１５部、トリエチレングリコールメタクリレート５部およびｔ−ドデシルメルカプタン０．０２部を入れた混合溶液を、滴下し反応させた後に、ロータリーエバポレーターでメチルエチルケトンと水の一部を留去して、水酸化ナトリウムで中和してｐＨ８．５に調整してから０．３μｍのフィルターでろ過して分散体１とする。
【００５０】
上記と同様な手法で分散体２〜４を得る。分散体２はピグメントブルー１５：３（銅フタロシアニン顔料：クラリアント製）を用いる。分散体３はピグメントレッド１２２（ジメチルキナクリドン顔料：クラリアント製）を用いる。分散体４はピグメントイエロー１８０（ジケトピロロピロール：クラリアント製）を用いる。
【００５１】
（分散体５〜８の製造）
まず、分散体５はカーボンブラックであるモナーク８８０（キャボット製）を用いる。分子発色体を反応性分散剤を用いて溶液に分散させる工程は以下のようになる。モナーク８８０を５０部とアデカリアソープＳＥ−１０Ｎを３部、水５０部の混合物を３本ロールミルで混練して、その混練物１００部をイオン交換水１５０部中に加えて、ビーズミルミニゼータ（アジサワ株式会社製）により２時間分散処理を行ないカーボンブラックの水分散体を得る。
【００５２】
次に、主に疎水性を有する物質で分子を延長する工程は以下のようになる。上記カーボンブラックの水分散体を、攪拌機、滴下装置、水冷式還流コンデンサー、および温度調整器を備えた反応容器に入れ攪拌し、スチレン２０部とジプロピレングリコールメタクリレート２．５部と、過硫酸カリウム０．０５部とをさらに加えて７０℃で４８時間重合反応を行なう。得られた溶液を０．４μｍのメンブレンフィルターで濾過して粗大粒子を除去する。
【００５３】
次に、少なくとも1種以上の親水官能基を有する物質を含む物質群により上記延長された分子をさらに延長する工程は以下のようになる。反応容器にさらにイオン交換水３７部とラウリル硫酸ナトリウム０．０５部を添加し、イオン交換水１００部と重合開始剤として過流酸カリウムを０．５部入れ、窒素雰囲気７０℃を保持する。次いで、スチレン５部、ブチルメタクリレート１５部、メタクリル酸１．５部およびｔ−ドデシルメルカプタン０．０２部を入れた混合溶液を、滴下し反応させた後に、水酸化ナトリウムで中和してｐＨ８に調整してから０．３μｍのフィルターでろ過して分散体５とする。
【００５４】
上記と同様な手法で分散体６〜８を得る。分散体６はピグメントブルー１５：３（銅フタロシアニン顔料：クラリアント製）を用いる。分散体７はピグメントレッド１２２（ジメチルキナクリドン顔料：クラリアント製）を用いる。分散体８はピグメントイエロー１８０（ジケトピロロピロール：クラリアント製）を用いる。
【００５５】
（インクジェットインクの調製例）
以下具体的に、本発明によるインクジェット記録用インクに好適な組成の例を示す。分散体の添加量はその量（固形分濃度：顔料とそれを取り巻く分散ポリマーの合計量）を重量で換算したものとして示す。（）は用いた顔料、＜＞は顔料の粒径をｎｍ単位で示す。尚、本実施例中の残量の水と示す中にはインクの腐食防止のためプロキセルＸＬ−２を０．０５％、インクジェットヘッド部材の腐食防止のためベンゾトリアゾールを０．０２％、インク系中の金属イオンの影響を低減するためにＥＤＴＡを０．０４％をそれぞれイオン交換水に添加したものを用いた。
【００５６】
実施例１ 添加量（％）
分散体１＜１０５＞ ７．５
ＤＥＧｍＢＥ ５．０
オルフィンＥ１０１０ １．０
グリセリン ９．０
１，５−ペンタンジオール ５．０
トリエタノールアミン ０．８
水 残量
ＤＥＧｍＢＥ：ジエチレングリコールモノブチルエーテル
オルフィンＥ１０１０（アセチレングリコール系界面活性剤：日信化学工業株式会社製）
実施例２
分散体２＜８５＞ ４．５
ＴＥＧｍＢＥ １０．０
ジプロピレングリコール ５．０
サーフィノール４６５ １．２
トリエタノールアミン ０．９
水 残量
ＴＥＧｍＢＥ：トリエチレングリコールモノブチルエーテル
サーフィノール４６５（アセチレングリコール系界面活性剤：エアープロダクツ（米国）製）
実施例３
分散体３＜９０＞ ８．５
１，２−ヘキサンジール １０．０
オルフィンＳＴＧ ０．５
ジエチレングリコール ７．０
チオジグリコール ３．５
１，６−ヘキサンジオール ５．０
トリエタノールアミン １．０
水酸化カリウム ０．１
水 残量
オルフィンＳＴＧ（アセチレングリコール系界面活性剤：日信化学工業株式会社製）
実施例４
分散体４＜８０＞ １０．０
ＴＥＧｍＢＥ ３．０
１，２−ペンタンジオール ５．０
サーフィノール６１ ０．５
テトラチレングリコール ９．０
１，５−ペンタンジオール ２．０
ジメチル−２−イミダゾリジノン ２．０
安息香酸ナトリウム ０．１
トリエタノールアミン ０．７
水 残量
サーフィノール６１（アセチレンアルコール系界面活性剤：エアープロダクツ（米国）製）
実施例５
分散体５ ８．０
ＤＰＧｍＢ ２．０
ＤＥＧｍＢＥ ７．０
グリセリン １４．０
トリエタノールアミン ０．９
水 残量
ＤＰＧｍＢＥ：ジプロピレングリコールモノブチルエーテル
実施例６
剤分散体６ １０．０
オルフィンＥ１０１０ １．０
ＴＥＧｍＢＥ ６．０
グリセリン １５．０
チオジグリコール ２．０
１、５−ペンタンジオール １．０
トリエタノールアミン ０．９
水 残量
実施例７
分散体７ １２．０
サーフィノール６１ ０．５
ＤＥＧｍＢＥ ８．０
グリセリン １５．０
トリメチロールプロパン １．０
トリメチロールエタン １．０
サーフィノール４６５ １．０
トリエタノールアミン ０．５
ＫＯＨ ０．０５
水 残量
実施例８
分散体８ １０．５
オルフィンＳＴ １．０
ＰＧｍＢＥ ２．０
ＤＥＧｍＢＥ １０．０
グリセリン ７．０
ジエチレングリコール ５．０
テトラプロピレングリコール ５．０
トリエタノールアミン ０．９
ＫＯＨ ０．１
水 残量
ＰＧｍＢＥ：プロピレングリコールモノブチルエーテル
比較例に用いたインクの組成を以下に示す。
【００５７】
比較例１
顔料１ ＜１０５＞ ７．０
グリセリン １０．０
分散剤 ３．０
非イオン系界面活性剤 １．０
イオン交換水 残量
非イオン系界面活性剤：ノイゲンＥＡ１６０（第一工業製薬株式会社製）
分散剤はソルスパース２７０００（アビシア製）を用いてビーズミルミニゼータ（アジサワ株式会社製）により２時間分散処理を行なって作成した。
【００５８】
比較例２
アシッドブルー９ ６．５
ＤＥＧｍＭＥ ７．０
ジエチレングリコール １０．０
２−ピロリドン ５．０
イオン交換水 残量
ＤＥＧｍＭＥ：ジエチレングリコールモノメチルエーテル
比較例３
ダイレクトブラック１５４ ２．５
ジエチレングリコール １０．０
非イオン系界面活性剤 １．０
イオン交換水 残量
非イオン系界面活性剤：エパン４５０（第一工業製薬株式会社製）
【００５９】
（保存安定性試験）
実施例１〜８のインクおよび実施例１において実施例１の顔料の代りに比較例１の顔料を用いたインク(比較例４)をガラス製のサンプル瓶に入れ密栓後、それぞれ６０℃／１週間で放置し、放置前後でのインクの発生異物、物性値（粘度、表面張力）について調べた。その結果を表１に示す。異物試験は実施例１〜８のインク５ｇが直径１ｍｍで孔径１０μｍの金属フィルターに残る量をカウントして、１０μｍの孔が埋まる数として定量する方法を用いる。異物発生試験は加熱試験後の異物量の数／初期の異物量の値を示す。粘度はローリングボール式粘度計（アントンパール製）ＡＭＶｎを用いて６０°で４回ずつ測定した値の平均値とした。表面張力は自動表面張力計（協和界面科学株式会社製）ＣＢＶＰ−Ａ３を用いて測定した。粘度は加熱試験後の粘度／初期粘度の値、表面張力は加熱後の表面張力／初期表面張力の値を示す。
【００６０】
【表１】
表１の結から結果から本発明になる実施例１〜８のいずれのインクも異物の発生、物性値の変化が殆ど無く、良好な保存安定性であった。しかし、比較例４では表面張力の変化は少なかったが、異物が発生して濾過性が低下し、増粘現象が生じ、吐出の安定性は得られなかった。
【００６２】
（印字評価試験）
表２に印字の評価結果として文字を印字したときのにじみの評価結果を示す。
表２中Ａは極めてよい、Ｂはよい、Ｃは悪い、Ｄは極めて悪いということを示す。
【００６３】
【表２】
表２の結果から明らかなように比較例で用いるようなインクは印字品質が悪く、本発明で用いるインクジェット記録用インクを用いると印字品質が良好なことが分かる。
【００６５】
尚、これらの印字評価の測定はセイコーエプソン株式会社製のインクジェットプリンターＰＭ−９００Ｃを用いることによって行なった。これらの評価に用いた紙は、ヨーロッパ、アメリカおよび日本の市販されている普通の紙でＣｏｎｑｕｅｒｏｒ紙、Ｆａｖｏｒｉｔ紙、Ｍｏｄｏ Ｃｏｐｙ紙、Ｒａｐｉｄ Ｃｏｐｙ紙、ＥＰＳＯＮ ＥＰＰ紙、Ｘｅｒｏｘ ４０２４紙、Ｘｅｒｏｘ １０紙、Ｎｅｅｎｈａ Ｂｏｎｄ紙、Ｒｉｃｏｐｙ ６２００紙、やまゆり紙、Ｘｅｒｏｘ Ｒ紙である。
【００６６】
以上のように、本発明においては印字画像の紙等の被記録体に対するにじみが低減される高品質で実用性の高いインクジェット記録用インクを提供することができる。
【００６７】
（浸透剤変更による保存安定性試験）
実施例１の組成においてＤＥＧｍＢＥとＥ１０１０の替りに本発明でよいとする他の添加剤（アセチレングリコール系界面活性剤、アセチレンアルコール系界面活性剤、シリコン系界面活性剤、ジ（トリ）エチ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ブチルエーテルおよび１，２−アルキレングリコールから選ばれた１種以上からなる物質）を用いて作成したインクと比較例１で示すインクに本発明でよいとする添加剤（アセチレングリコール系界面活性剤、アセチレンアルコール系界面活性剤、シリコン系界面活性剤、ジ（トリ）エチ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ブチルエーテルおよび１，２−アルキレングリコールから選ばれた１種以上からなる物質）を添加した場合について（表２の実施例９〜１８）、同様に６０℃／１週間で放置し、放置後のインクの発生異物、物性値（粘度、表面張力）および吐出安定性について調べた結果を表３に示す。異物発生量は６０℃放置後の異物量／初期の異物量、粘度は６０℃放置後の粘度／初期の粘度、表面張力は６０℃放置後表面張力／初期の表面張力の値を示し、吐出安定性はセイコーエプソン株式会社製のインクジェットプリンターＰＭ−９００Ｃを用いて、Ａ４版Ｘｅｒｏｘ Ｐ紙に１００ページ連続印字して全く印字乱れなど生じないものをＡ、１０個所未満印字乱れのあるものをＢ、１０個所以上１００個所未満印字乱れのあるものをＣ、１００個所以上印字乱れのあるものをＤとする。
【００６８】
【表３】
表２と表３の結果からわかるように、本発明になる分子発色体を反応性分散剤を用いて溶液に分散させる工程と、主に疎水性を有する物質で分子を延長する工程と、さらに少なくとも1種以上の親水官能基を有する物質を含む物質群により延長する工程により作成されることを特徴とする分散体を用いたインクジェット記録用インクは良好な印字品質であり、吐出安定性、保存性安定性に優れるインクジェット記録用インクになることがわかる。また、実施例２〜８についても同様に添加剤を変えて試験を行なったところ、ほぼ同様な結果がえられた。
【００７０】
すなわち従来のように一般的な分散剤で分散させた場合は本発明でよいとする添加剤（アセチレングリコール系界面活性剤、アセチレンアルコール系界面活性剤、シリコン系界面活性剤、ジ（トリ）エチ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ブチルエーテルおよび／または１，２−アルキレングリコールから選ばれた１種以上からなる物質）を用いることが難しく、そのため十分な印字品質が得られない。しかし、本発明になるような分散体を用いることで十分な発色性を有しながら保存安定性や吐出安定性が得られる水性インクになる。
【００７１】
尚、本発明はこれらの実施例に限定されると考えるべきではなく、本発明の主旨を逸脱しない限り種々の変更は可能である。
【００７２】
【発明の効果】
以上述べたように本発明は安定性があり、普通紙上ではにじみが少なく高発色であり、専用紙上では十分な発色に加え、インクジェット記録用インクにあってはさらに吐出安定性が優れるインクを作成可能とする分散体およびそれを用いた水性インクを提供するという効果を有する。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a dispersion suitable for a water-based ink that can obtain high print quality on plain paper, recycled paper, or coated paper and is excellent in storage stability, and a water-based ink using the same.
[0002]
[Prior art]
Conventional dispersions use a method of using a surfactant as disclosed in JP-A-01-301760 as a means for dispersing in water, or a dispersion polymer having a hydrophobic part and a hydrophilic part as described in JP-B-5-064724. Used to be dispersed. As a method for coating the surface of the colorant with a polymer, as disclosed in JP-A-62-95366, as a method for ink for an inkjet printer, a method using microcapsules enclosing a dye ink, JP-A-1- As disclosed in JP-A-170672, a method using a microencapsulated dye obtained by dissolving or dispersing a dye in a solvent insoluble in water and emulsifying the dye in water using a surfactant is disclosed in JP-A-5-39447. As described above, a method in which an inclusion in which a sublimable disperse dye is dissolved or dispersed in at least one of water, a water-soluble solvent, and a polyester is used as a recording liquid in a microcapsule, and in JP-A-6-313141, colored emulsification Ink composition comprising polymer particles and aqueous material, JP-A-10-140065 discloses a method by phase inversion emulsification reaction or acid precipitation method It has been studied.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, conventional dispersions are unstable, and there is a problem that adsorption / desorption tends to occur when a substance having a hydrophilic part and a hydrophobic part such as a surfactant or glycol ether is present. Ordinary water-based inks need a substance having a hydrophilic part and a hydrophobic part, such as a surfactant and glycol ether, in order to reduce bleeding on paper. Conventional inks that do not use these materials have insufficient paper permeability, and there is a problem that the type of paper is limited in order to perform uniform printing, which tends to cause a reduction in the printed image.
[0004]
Furthermore, in particular, additives as used in the present invention for conventional dispersions (acetylene glycol and / or acetylene alcohol surfactants, di (tri) ethylene glycol monobutyl ether, (di) propylene glycol monobutyl ether and / or 1 , 2-alkylene glycol selected from one or more substances), long-term storage stability cannot be obtained, ink re-dissolvability is poor, and the ink tends to dry and become clogged. It was.
[0005]
In addition, the pigment dispersed by such a dispersant has a residual dispersant remaining in the ink system, or the dispersant does not contribute sufficiently to the pigment dispersion and becomes detached from the pigment, resulting in a high viscosity. There was a problem. When the viscosity is high, the amount of coloring material such as pigment is limited, and sufficient image quality cannot be obtained particularly on plain paper.
[0006]
Therefore, the present invention solves such problems, and the object is to produce ink that has high gloss and low color on plain paper, and has gloss and fixing properties in addition to sufficient color on special paper. It is possible to provide a dispersion capable of producing an ink having excellent ejection stability in ink jet recording, and a water-based ink using the dispersion.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The dispersion of the present invention includes a step of dispersing a molecular color former in a solution using a reactive dispersant, a step of extending a molecule from a double bond portion of the reactive dispersant with a substance having a hydrophobic property, It is produced by the step of further extending the extended molecule with a substance group containing a substance having at least one hydrophilic functional group. The aqueous ink of the present invention is characterized by using this dispersion.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The dispersion according to the present invention itself is excellent in storage stability, and the water-based ink using the dispersion exhibits high color development with little bleeding on plain paper, and has sufficient glossiness and fixability on a special paper in addition to sufficient color development. This is based on the result of earnest studies in view of the fact that ink jet recording is required to have characteristics such as excellent ink ejection stability from an ink jet head.
[0009]
The dispersion according to the present invention comprises a step of dispersing a molecular color former in a solution using a reactive dispersant, a step of extending a molecule mainly with a hydrophobic substance, and at least one hydrophilic functional group. It is produced by the process extended by the substance group containing the substance which has.
[0010]
Here, in the present invention, the molecular color former refers to a substance having a so-called colored molecule, and includes a colorant, a coloring material, a pigment, and a dye.
[0011]
An organic pigment or an inorganic pigment can be preferably used as the molecular color former. For example, for black ink, carbon black (CI pigment black 7) such as furnace black, lamp black, acetylene black, channel black, or copper oxide, iron oxide (CI pigment black 11) ), Metals such as titanium oxide, and organic pigments such as aniline black (CI Pigment Black 1), but carbon black having a relatively low specific gravity and difficult to settle in water is preferred for inkjet use. Further, for color use, C.I. I. Pigment Yellow 1 (Fast Yellow G), 3, 12 (Disazo Yellow AAA), 13, 14, 17, 24, 34, 35, 37, 42 (Yellow Iron Oxide), 53, 55, 74, 81, 83 (Disazo Yellow HR), 95, 97, 98, 100, 101, 104, 108, 109, 110, 117, 120, 128, 138, 153, C.I. I. Pigment Red 1, 2, 3, 5, 17, 22 (Brilliant First Scarlet), 23, 31, 38, 48: 2 (Permanent Red 2B (Ba)), 48: 2 (Permanent Red 2B (Ca)), 48 : 3 (Permanent Red 2B (Sr)), 48: 4 (Permanent Red 2B (Mn)), 49: 1, 52: 2, 53: 1, 57: 1 (Brilliant Carmine 6B), 60: 1, 63: 1, 63: 2, 64: 1, 81 (Rhodamine 6G rake), 83, 88, 101 (Bengara), 104, 105, 106, 108 (Cadmium red), 112, 114, 122 (Quinacridone magenta), 123, 146, 149, 166, 168, 170, 172, 177, 178, 179, 185, 190, 193, 209, 219,
C. I. Pigment Blue 1, 2, 15 (phthalocyanine blue R), 15: 1, 15: 2, 15: 3 (phthalocyanine blue G), 15: 4, 15: 6 (phthalocyanine blue E), 16, 17: 1, 56 60, 63, C.I. I. Pigment Green 1, 4, 7, 8, 10, 17, 18, 36,
Etc. can be used.
[0012]
When water-based ink is used for inkjet, the addition amount of these pigments is preferably 0.5 to 30% (hereinafter, simply described as “%” represents “% by weight”), and more preferably 1.0 to 12%. preferable. If the addition amount is less than this, the print density cannot be ensured, and if the addition amount is more than this, the viscosity of the ink increases or structural viscosity is generated in the viscosity characteristics, and the ejection stability of the ink from the ink jet head tends to deteriorate. .
[0013]
Further, the particle size of the pigment is preferably 25 μm or less, more preferably a pigment composed of particles of 1 μm or less, and still more preferably 0.01 to 0.15 μm.
[0014]
Moreover, it is preferable to use the above-mentioned reactive dispersant having at least a hydrophobic group, a hydrophilic group and a vinyl group. As the reactive surfactant monomer that can be used in the present invention, many commercially available products can be used, and specific examples thereof include Aqualon HS series (Aqualon HS-05, HS-10, HS of Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.). -20, HS-1025), Aqualon RN series (RN-10, RN-20, RN-30, RN-50, RN-2025), New Frontier series (New Frontier N-177E, S-510), Asahi Denka Adeka Soap SE Series (SE-10N, SE-1025A, SE-1025N), Adeka Soap NE Series (NE-10, NE-20, NE-30, NE-40), etc. are available. The monomer to be reacted with the reactive surfactant monomer may be acrylates such as acrylonitrile, butyl methacrylate and butyl acrylate, acrylic acids and allyl compounds.
[0015]
The dispersion method may be a dispersion method such as a method using ultrasonic dispersion, a bead mill, a sand mill, or a roll mill.
[0016]
Furthermore, it is preferable that the hydrophobic group of the above-described hydrophobic substance is at least one selected from an alkyl group, a cycloalkyl group, and an aryl group. The hydrophilic group of the substance having a hydrophilic functional group is preferably at least a carboxyl group, a sulfonic acid group, a hydroxyl group, an amino group, an amide group, and a base thereof. Specific examples thereof include monomers and oligomers having an acryloyl group, methacryloyl group, vinyl group or allyl group having a double bond. For example, styrene, tetrahydrofurfuryl acrylate, butyl methacrylate, (α, 2, 3 or 4) -alkyl styrene, (α, 2, 3 or 4) -alkoxy styrene, 3,4-dimethyl styrene, α-phenyl styrene, divinyl Benzene, vinyl naphthalene, dimethylamino (meth) acrylate, dimethylaminoethyl (meth) acrylate, dimethylaminopropyl acrylamide, N, N-dimethylaminoethyl acrylate, acryloylmorpholine, N, N-dimethylacrylamide, N-isopropylacrylamide, N, N-diethylacrylamide, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, ethylhexyl (meth) acrylate, other alkyl (meth) Chryrate, methoxydiethylene glycol (meth) acrylate, ethoxy group, propoxy group, butoxy group diethylene glycol or polyethylene glycol (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, phenoxyethyl (meth) acrylate, isobonyl (meth) ) Acrylate, hydroxyalkyl (meth) acrylate, other fluorine-containing, chlorine-containing, silicon-containing (meth) acrylate, (meth) acrylamide, maleic acid amide, (meth) acrylic acid, etc., in addition to a monofunctional cross-linked structure In the case of (mono, di, tri, tetra, poly) ethylene glycol di (meth) acrylate, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,8-octa Di (meth) acrylate such as diol and 1,10-decanediol, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, glycerin (di, tri) (meth) acrylate, di (meth) acrylate of bisphenol A or F ethylene oxide adduct, A compound having an acrylic group or a methacrylic group such as neopentyl glycol di (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, or the like can be used.
[0017]
These polymers are mainly composed of at least one selected from the group consisting of polyacrylic acid esters, styrene-acrylic acid copolymers, polystyrene, polyesters, polyamides, polyimides, silicon-containing polymers, and sulfur-containing polymers. It can also be made while adding.
[0018]
Polymerization initiators include potassium persulfate and ammonium persulfate, hydrogen persulfate, azobisisovaleronitrile, azobisisobutyronitrile, benzoyl peroxide, dibutyl peroxide, peracetic acid, cumene hydroperoxide, t-butyl Although general initiators used for radical polymerization such as hydroxy peroxide and paramentane hydroxy peroxide can be used, in a preferred embodiment of the present invention, a water-soluble polymerization initiator is preferably used.
[0019]
In the present invention, a chain transfer agent can be used or not used in emulsion polymerization. When used, for example, in addition to t-dodecyl mercaptan, n-dodecyl mercaptan, n-octyl mercaptan, xanthogens such as dimethylxanthogen disulfide, diisobutylxanthogen disulfide, dipentene, indene, 1,4-cyclohexadiene, dihydrofuran, xanthene Etc.
[0020]
And by using the above-mentioned dispersion, it can be set as the ink for inkjet recording excellent in stability. Furthermore, the above-mentioned dispersion can be suitably used for ink for writing instruments.
[0021]
Further, it is preferable that at least a surfactant is added to the above-described ink for ink jet recording or ink for writing instruments. The surfactant is preferably at least one selected from the group consisting of acetylene glycol surfactants, acetylene alcohol surfactants, and silicon surfactants.
[0022]
Moreover, it is preferable to add at least alkylene glycol monoalkyl ether and / or 1,2-alkylene glycol to the above-described inkjet ink or the above-mentioned ink for writing instruments.
The alkylene glycol monoalkyl ether described above is an alkylene glycol having 10 or less repeating units, and is preferably an alkyl ether having 4 to 10 carbon atoms. The alkylene glycol having 10 or less repeating units, and the alkyl ether having 4 to 10 carbon atoms is preferably di (tri) ethylene glycol monobutyl ether and / or (di) propylene glycol monobutyl ether. Furthermore, the aforementioned 1,2-alkylene glycol is preferably 1,2-hexanediol and / or 1,2-pentanediol.
[0023]
Further, the addition amount of the substance consisting of one or more selected from the group consisting of di (tri) ethylene glycol monobutyl ether, (di) propylene glycol monobutyl ether and 1,2-alkylene glycol is 0.5% or more and 30%. % Or less is preferable. If it is less than 0.5%, the penetrating effect is low and the print quality is not improved. If it exceeds 30%, it becomes difficult to use due to an increase in viscosity, and even if added more than that, there is no effect of improving the printing quality. More preferably, it is 1% or more and 15% or less.
[0024]
It is preferable to contain 0.1% or more and 5% or less of one or more selected from the group consisting of the aforementioned acetylene glycol surfactants, acetylene alcohol surfactants, and silicon surfactants. If it exceeds 5%, the effect of the print quality will reach its peak, and even if it is added, the viscosity will increase and it will be difficult to use, ink will easily adhere to the tip of the head, and the print will be disturbed. If it is less than 0.1%, the effect of improving the print quality becomes low. A more preferable addition amount is 0.15 to 2%.
[0025]
And at least the above-mentioned acetylene glycol and / or acetylene alcohol surfactant, one or more selected from di (tri) ethylene glycol monobutyl ether, (di) propylene glycol monobutyl ether and 1,2-alkylene glycol, Are preferably added simultaneously. Printing quality is better when one or more selected from acetylene glycol and / or acetylene alcohol surfactant and di (tri) ethylene glycol monobutyl ether, (di) propylene glycol monobutyl ether and 1,2-alkylene glycol are used at the same time Will improve.
[0026]
And the addition amount of one or more selected from the group consisting of the aforementioned acetylene glycol surfactant, acetylene alcohol surfactant and silicon surfactant is 0.01 to 0.5%, and di ( The addition amount of one or more selected from tri) ethylene glycol monobutyl ether, (di) propylene glycol monobutyl ether and 1,2-alkylene glycol is preferably 1% or more. The acetylene glycol and / or acetylene alcohol surfactant has the effect of improving the permeability in a small amount. Accordingly, the addition amount is 0.5% or less, and the addition amount of one or more selected from di (tri) ethylene glycol monobutyl ether, (di) propylene glycol monobutyl ether and 1,2-alkylene glycol is 1% or more. As a result, the print quality is further improved.
[0027]
In addition, the polymer including the pigment is at least one selected from the group consisting of polyacrylate ester, styrene-acrylic acid copolymer, polystyrene, polyester, polyamide, polyimide, silicon-containing polymer, and sulfur-containing polymer. It is preferable to use it as a main component. Consists of one or more selected from acetylene glycol and / or acetylene alcohol surfactant, di (tri) ethylene glycol monobutyl ether, (di) propylene glycol monobutyl ether and / or 1,2-alkylene glycol used in the present invention. Since the substance causes an adsorption / desorption reaction with the dispersant used for normal dispersion of the dispersant, a phenomenon that the dissociated dispersant floats in the ink and the printing tends to be disturbed due to this. However, it is preferable to carry out suitable dispersion using the above-mentioned polymer because the polymer stably contains a colorant and thus hardly absorbs and desorbs.
[0028]
Furthermore, it is preferable that the colorant including the above-described pigment as a polymer includes at least a dispersant having a polymerizable group and a copolymerizable monomer and including the pigment. Here, the dispersant having a polymerizable group has at least a hydrophobic group, a hydrophilic group and a polymerizable group, and the polymerizable group is an acryloyl group, a methacryloyl group, an allyl group or a vinyl group, and is a copolymerizable group. Are also acryloyl, methacryloyl, allyl or vinyl groups. As the ink for ink jet recording, it is preferable that the particle diameters are relatively uniform from the viewpoint of clogging and ejection stability. Therefore, the colorant containing the pigment in the polymer is preferably produced by emulsion polymerization. Further, the polymer is preferably a dispersion mainly composed of at least one selected from the group consisting of polyacrylate ester, styrene-acrylic acid copolymer, polystyrene, polyester, polyamide, polyimide, silicon-containing polymer, and sulfur-containing polymer. As a result of suitable dispersion by the agent, the polymer is selected from acetylene glycol and / or acetylene alcohol surfactants, glycol ethers and / or 1,2-alkylene glycols which may be used in the present invention. It is easy to obtain a uniform particle size without deformation by addition of one or more substances.
[0029]
The colorant including the above pigment as a polymer was dispersed in the pigment with a dispersant having a polymerizable group, and then emulsion polymerized in water using a monomer copolymerizable with the dispersant and a polymerization initiator. It is preferable.
[0030]
The 1,2-alkylene glycol described above is a 1,2-alkylene glycol having 4 to 10 carbon atoms, and the addition amount is preferably 10% or less. If it exceeds 10%, it becomes difficult to use as an ink jet due to an increase in viscosity, and even if it is added more than that, there is no effect of improving the printing quality. However, it is not limited to this for writing instruments. More preferably, it is 1% or more and 8% or less.
[0031]
The aforementioned 1,2-alkylene glycol is 1,2-pentanediol and / or 1,2-hexanediol. The addition amount of 1,2-pentanediol is preferably 3 to 15%. If it is less than 3%, the effect of improving the permeability is low, and therefore blurring occurs frequently. If the carbon number exceeds 15%, the water-solubility is low, so that it is difficult to use in the water-soluble ink as in the present invention. 1,2-hexanediol is preferably 0.5 to 10%. If it is less than 0.5%, the effect of improving the permeability is low, and if the carbon number exceeds 10, the water-solubility is low, so it is difficult to use it for the water-soluble ink as in the present invention. When the addition amount of one or more selected from the group consisting of the above-mentioned acetylene glycol surfactants, acetylene alcohol surfactants and silicon surfactants is 0.5% or more, the 1,2-alkylene glycol Is preferably from 1: 0.01 to 1:50 from the viewpoint of print quality. When 1,2-alkylene glycol exceeds 50 times that of acetylene glycol and / or acetylene alcohol surfactant, the print quality is improved. The improvement effect has reached its peak, and even if it is added more than that, the effect is low, and adversely increases the viscosity.
[0032]
The addition amount of the above-mentioned acetylene glycol and / or acetylene alcohol surfactant is 0.5% or more, and the ratio of the addition amount to 1,2-alkylene glycol (hereinafter simply referred to as the ratio is the weight ratio of the addition amount). Is preferably 1: 0.01 to 1:50. And it is preferable to contain the above-mentioned (di) propylene glycol monobutyl ether 10% or less. If it exceeds 10%, the effect of improving the printing quality will reach its peak, and conversely, the adverse effect of increasing the viscosity and the low water solubility make it necessary to add a dissolution aid. More preferably, it is 0.5 to 5%.
[0033]
The ratio of one or more selected from the group consisting of the aforementioned acetylene glycol surfactants, acetylene alcohol surfactants and silicon surfactants to (di) propylene glycol monobutyl ether is 1: 0 to 1:50 Preferably there is. (Di) When propylene glycol monobutyl ether exceeds 50 times the amount of acetylene glycol and / or acetylene alcohol surfactant, the effect of improving the printing quality is peaked, and even if added more, the effect is low, and adversely the viscosity increases. Produce.
[0034]
It is preferable to contain 20% or less of the aforementioned di (tri) ethylene glycol monobutyl ether. If it exceeds 20%, it becomes difficult to use due to an increase in viscosity, and even if it is added more than that, there is no effect of improving the printing quality. More preferably, it is 1% or more and 15% or less. Di (tri) ethylene glycol monobutyl ether refers to diethylene glycol monobutyl ether (DEGmBE) and / or triethylene glycol monobutyl ether (TEGmBE). As a necessary level of permeability for improving print quality, addition of 20% or less preferable. If it exceeds 20%, the effect of improving the printing quality will reach its peak, and the adverse effect of increasing the viscosity will occur. More preferably, it is 0.5 to 10%.
[0035]
The addition amount of the above-mentioned acetylene glycol and / or acetylene alcohol surfactant is 0.5% or more, and the ratio to di (tri) ethylene glycol monobutyl ether is 1: 0.01 to 1:50. preferable. From the viewpoint of printing quality, it is preferable to add up to 50 times the amount of acetylene glycol and / or acetylene alcohol surfactant. Di (tri) ethylene glycol monobutyl ether is useful for improving the solubility of acetylene glycol surfactants and improving print quality. However, if the amount added exceeds 50 times, the effect will reach its peak, so that it can be used for inkjet. Becomes difficult to use.
[0036]
The ink for ink jet recording in the present invention is a moisturizer, dissolution aid, penetration control agent, viscosity modifier, pH adjuster, dissolution aid for the purpose of ensuring its standing stability and achieving stable ejection from the ink ejection head. In some cases, various additives such as an antioxidant, an antifungal agent, a corrosion inhibitor, and a chelate for capturing metal ions that affect dispersion may be added.
[0037]
Hereinafter, they will be exemplified.
[0038]
It is preferable to add water-soluble glycols to prevent drying on the nozzle surface of an ink jet or the pen tip of a writing instrument. Examples thereof include ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, and tripropylene. Glycol, polyethylene glycol having a molecular weight of 2000 or less, 1,3-propylene glycol, isopropylene glycol, isobutylene glycol, 1,4-butanediol, 1,3-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol Glycerin, mesoerythritol, pentaerythritol and the like.
[0039]
In the present invention, many kinds of saccharides can be used in order to prevent the ink from being dried and clogged in front of the nozzle. There are monosaccharides and polysaccharides, as well as glucose, mannose, fructose, ribose, xylose, arabinose, lactose, galactose, aldonic acid, glucitolose, maltose, cellobiose, sucrose, trehalose, maltotriose, etc. Dextrins and celluloses can be used. The addition amount is preferably 0.05% or more and 30% or less. If it is less than 0.05%, the effect of recovering the clogging phenomenon in which the ink dries and clogs at the tip of the head is small, and if it exceeds 30%, the viscosity of the ink increases and appropriate printing cannot be performed. Monosaccharides and polysaccharides that are common saccharides and more preferable addition amounts of glucose, mannose, fructose, ribose, xylose, arabinose, lactose, galactose, aldonic acid, glucitol, maltose, cellobiose, sucrose, trehalose, maltotriose, etc. Is 3 to 20%. Alginic acid and its salts, cyclodextrins, and celluloses need to be added in such an amount that the viscosity does not become too high when made into an ink.
[0040]
In addition, it is compatible with water, improves the solubility of glycol ethers and ink components that are poorly soluble in water contained in the ink, further improves the permeability to the recording medium such as paper, Examples of what can be used to prevent clogging of the nib include alkyl alcohols having 1 to 4 carbon atoms such as ethanol, methanol, butanol, propanol, isopropanol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene Glycol monobutyl ether, ethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol mono-n-propyl ether, ethylene glycol mono-i o-propyl ether, diethylene glycol mono-iso-propyl ether, ethylene glycol mono-n-butyl ether, diethylene glycol mono-n-butyl ether, triethylene glycol mono-n-butyl ether, ethylene glycol mono-t-butyl ether, diethylene glycol mono-t- Butyl ether, 1-methyl-1-methoxybutanol, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol mono-t-butyl ether, propylene glycol mono-n-propyl ether, propylene glycol mono-iso-propyl ether, dipropylene Glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol Glycol mono-n-propyl ether, dipropylene glycol mono-iso-propyl ether, propylene glycol mono-n-butyl ether, glycol ethers such as dipropylene glycol mono-n-butyl ether, formamide, acetamide, dimethyl sulfoxide, sorbit, sorbitan, There are acetin, diacetin, triacetin, sulfolane and the like, and these can be appropriately selected and used.
[0041]
In addition, other surfactants can be added to the ink according to the present invention in order to control the permeability to a medium such as paper or special paper. The surfactant to be added is preferably a surfactant having good compatibility with the ink system shown in this embodiment, and among the surfactants, those having high permeability and stability are preferable. Examples thereof include amphoteric surfactants and nonionic surfactants. Amphoteric surfactants include lauryldimethylaminoacetic acid betaine, 2-alkyl-N-carboxymethyl-N-hydroxyethylimidazolinium betaine, coconut oil fatty acid amidopropyldimethylaminoacetic acid betaine, polyoctylpolyaminoethylglycine and other imidazoline derivatives. is there. Nonionic surfactants include polyoxyethylene nonyl phenyl ether, polyoxyethylene octyl phenyl ether, polyoxyethylene dodecyl phenyl ether, polyoxyethylene alkyl allyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene Ethers such as ethylene alkyl ether and polyoxyalkylene alkyl ether, polyoxyethylene oleic acid, polyoxyethylene oleate, polyoxyethylene distearate, sorbitan laurate, sorbitan monostearate, sorbitan monooleate, sorbitan sesquis Esters such as oleate, polyoxyethylene monooleate, polyoxyethylene stearate, etc. Alkyl esters, and the like fluorine-containing surfactants such as perfluoroalkyl carboxylates.
[0042]
Moreover, amines such as diethanolamine, triethanolamine, propanolamine and morpholine as pH adjusters, solubilizers or antioxidants and their modified products, inorganic salts such as potassium hydroxide, sodium hydroxide and lithium hydroxide, Ammonium hydroxide, quaternary ammonium hydroxide (tetramethylammonium, etc.), potassium carbonate (hydrogen), carbonate (hydrogen) sodium, carbonates such as lithium carbonate (hydrogen), other phosphates, or N-methyl-2- Examples thereof include ureas such as pyrrolidone, urea, thiourea and tetramethylurea, allophanates such as allophanate and methylallohanate, biurets such as biuret, dimethylbiuret and tetramethylbiuret, and L-ascorbic acid and salts thereof. Commercially available antioxidants, ultraviolet absorbers and the like can also be used. Examples include Ciba-Geigy Tinuvin 328, 900, 1130, 384, 292, 123, 144, 622, 770, 292, Irgacor 252, 153, Irganox 1010, 1076, 1035, MD1024, or lanthanide oxides.
[0043]
Furthermore, examples of the viscosity modifier include rosins, alginic acids, polyvinyl alcohol, hydroxypropylcellulose, carboxymethylcellulose, hydroxyethylcellulose, methylcellulose, polyacrylate, polyvinylpyrrolidone, gum arabic starch and the like.
[0044]
(Example)
Next, specific embodiments will be described.
[0045]
The case where an organic or inorganic pigment is used as an example of the molecular color former shown in the present invention will be described. In Examples and Comparative Examples, Pigment 1 is an inorganic pigment, carbon black pigment, Pigment 2 is an organic pigment, phthalocyanine pigment, Pigment 3 is an organic pigment, dimethylquinacridone pigment, and Pigment 4 is an organic pigment, diketopyrrolopyrrole A pigment was used. However, it is not limited to these, and many organic and inorganic pigments can be used. Each average particle diameter is shown in <> in nm (nanometer) units.
[0046]
In the present invention, the pigment can be obtained by dispersing the pigment with a reactive dispersant and then performing emulsion polymerization in water in the presence of a catalyst.
[0047]
(Production of dispersions 1 to 4)
First, Raven C (manufactured by Columbian Carbon Co., Ltd.), which is carbon black, is used as the dispersion 1. The step of dispersing the molecular color body in the solution using the reactive dispersant is as follows. 25 parts of Raven C (manufactured by Columbian Carbon Co., Ltd.) in a reaction vessel equipped with an ultrasonic generator, stirrer, dropping device, water-cooled reflux condenser, and temperature controller Then, 5 parts of Adeka Soap SE-10N manufactured by Asahi Denka Co., Ltd., which is a polymerizable surfactant, is added to 180 parts of ion-exchanged water, and ultrasonic treatment is performed for 4 hours.
[0048]
Next, the process of extending a molecule mainly with a hydrophobic substance is as follows. A methyl ethyl ketone solution of 5 parts of styrene, 1.6 parts of α-methylstyrene and 0.05 part of azobisisobutyronitrile is further added, and a polymerization reaction is carried out at 60 ° C. for 8 hours. The resulting solution is subjected to centrifugal filtration to take out the pigment contained in the polymer, and further filtered through a 0.4 μm membrane filter to remove coarse particles. The pigment solution encompassed by the polymer is loosened with a homogenizer and redispersed.
[0049]
Next, the process of further extending the extended molecule with a substance group containing a substance having at least one hydrophilic functional group is as follows. In the reaction vessel, the above-mentioned pigment is added with methyl ethyl ketone solution, 27 parts of ion exchange water and 0.05 part of sodium lauryl sulfate are added, 100 parts of ion exchange water and 0.5 part of potassium persulfate as a polymerization initiator are added, A nitrogen atmosphere is maintained at 70 ° C. Next, a mixed solution containing 5 parts of styrene, 1 part of tetrahydrofurfuryl methacrylate, 15 parts of butyl methacrylate, 5 parts of triethylene glycol methacrylate and 0.02 part of t-dodecyl mercaptan was dropped and reacted, and then a rotary evaporator was used. Methyl ethyl ketone and a part of water are distilled off, neutralized with sodium hydroxide and adjusted to pH 8.5, and then filtered through a 0.3 μm filter to form dispersion 1.
[0050]
Dispersions 2 to 4 are obtained in the same manner as above. As the dispersion 2, Pigment Blue 15: 3 (copper phthalocyanine pigment: manufactured by Clariant) is used. As the dispersion 3, Pigment Red 122 (dimethylquinacridone pigment: manufactured by Clariant) is used. As the dispersion 4, Pigment Yellow 180 (diketopyrrolopyrrole: manufactured by Clariant) is used.
[0051]
(Production of dispersions 5 to 8)
First, Monarch 880 (manufactured by Cabot), which is carbon black, is used as the dispersion 5. The step of dispersing the molecular color body in the solution using the reactive dispersant is as follows. A mixture of 50 parts of Monarch 880, 3 parts of Adeka Soap SE-10N and 50 parts of water was kneaded with a three-roll mill, and 100 parts of the kneaded product was added to 150 parts of ion-exchanged water. (Ajisawa Co., Ltd.) for 2 hours to obtain a carbon black aqueous dispersion.
[0052]
Next, the process of extending a molecule mainly with a hydrophobic substance is as follows. The carbon black aqueous dispersion was stirred in a reaction vessel equipped with a stirrer, a dropping device, a water-cooled reflux condenser, and a temperature controller, and 20 parts of styrene, 2.5 parts of dipropylene glycol methacrylate, and potassium persulfate. 0.05 part is further added and a polymerization reaction is carried out at 70 ° C. for 48 hours. The resulting solution is filtered through a 0.4 μm membrane filter to remove coarse particles.
[0053]
Next, the process of further extending the extended molecule with a substance group containing a substance having at least one hydrophilic functional group is as follows. Further, 37 parts of ion exchange water and 0.05 part of sodium lauryl sulfate are added to the reaction vessel, 100 parts of ion exchange water and 0.5 part of potassium persulfate as a polymerization initiator are added, and a nitrogen atmosphere is maintained at 70 ° C. Next, a mixed solution containing 5 parts of styrene, 15 parts of butyl methacrylate, 1.5 parts of methacrylic acid and 0.02 part of t-dodecyl mercaptan was dropped and reacted, and then neutralized with sodium hydroxide to pH 8. After the adjustment, the dispersion 5 is obtained by filtering with a 0.3 μm filter.
[0054]
Dispersions 6 to 8 are obtained in the same manner as described above. As the dispersion 6, Pigment Blue 15: 3 (copper phthalocyanine pigment: manufactured by Clariant) is used. As the dispersion 7, Pigment Red 122 (dimethylquinacridone pigment: manufactured by Clariant) is used. As the dispersion 8, Pigment Yellow 180 (diketopyrrolopyrrole: manufactured by Clariant) is used.
[0055]
(Inkjet ink preparation example)
Specific examples of compositions suitable for the ink jet recording ink according to the present invention are shown below. The added amount of the dispersion is shown as the amount (solid content concentration: the total amount of the pigment and the dispersion polymer surrounding it) converted by weight. () Indicates the pigment used, and <> indicates the particle size of the pigment in nm units. In the present embodiment, the remaining amount of water is 0.05% for Proxel XL-2 to prevent corrosion of the ink, 0.02% for benzotriazole to prevent corrosion of the inkjet head member, and the ink system. In order to reduce the influence of the metal ions therein, 0.04% EDTA was added to the ion exchange water.
[0056]
Example 1 Amount added (%)
Dispersion 1 <105> 7.5
DEGmBE 5.0
Olphin E1010 1.0
Glycerin 9.0
1,5-pentanediol 5.0
Triethanolamine 0.8
Water remaining
DEGmBE: Diethylene glycol monobutyl ether
Olphine E1010 (acetylene glycol surfactant: manufactured by Nissin Chemical Industry Co., Ltd.)
Example 2
Dispersion 2 <85> 4.5
TEGmBE 10.0
Dipropylene glycol 5.0
Surfinol 465 1.2
Triethanolamine 0.9
Water remaining
TEGmBE: Triethylene glycol monobutyl ether
Surfynol 465 (acetylene glycol surfactant: manufactured by Air Products (USA))
Example 3
Dispersion 3 <90> 8.5
1,2-hexanediol 10.0
Olphine STG 0.5
Diethylene glycol 7.0
Thiodiglycol 3.5
1,6-hexanediol 5.0
Triethanolamine 1.0
Potassium hydroxide 0.1
Water remaining
Olphine STG (acetylene glycol surfactant: manufactured by Nissin Chemical Industry Co., Ltd.)
Example 4
Dispersion 4 <80> 10.0
TEGmBE 3.0
1,2-pentanediol 5.0
Surfinol 61 0.5
Tetraethylene glycol 9.0
1,5-pentanediol 2.0
Dimethyl-2-imidazolidinone 2.0
Sodium benzoate 0.1
Triethanolamine 0.7
Water remaining
Surfynol 61 (acetylene alcohol-based surfactant: manufactured by Air Products (USA))
Example 5
Dispersion 5 8.0
DPGmB 2.0
DEGmBE 7.0
Glycerol 14.0
Triethanolamine 0.9
Water remaining
DPGmBE: Dipropylene glycol monobutyl ether
Example 6
Agent dispersion 6 10.0
Olphin E1010 1.0
TEGmBE 6.0
Glycerin 15.0
Thiodiglycol 2.0
1,5-pentanediol 1.0
Triethanolamine 0.9
Water remaining
Example 7
Dispersion 7 12.0
Surfinol 61 0.5
DEGmBE 8.0
Glycerin 15.0
Trimethylolpropane 1.0
Trimethylolethane 1.0
Surfinol 465 1.0
Triethanolamine 0.5
KOH 0.05
Water remaining
Example 8
Dispersion 8 10.5
Orphin ST 1.0
PGmBE 2.0
DEGmBE 10.0
Glycerin 7.0
Diethylene glycol 5.0
Tetrapropylene glycol 5.0
Triethanolamine 0.9
KOH 0.1
Water remaining
PGmBE: Propylene glycol monobutyl ether
The composition of the ink used in the comparative example is shown below.
[0057]
Comparative Example 1
Pigment 1 <105> 7.0
Glycerin 10.0
Dispersant 3.0
Nonionic surfactant 1.0
Ion exchange water
Nonionic surfactant: Neugen EA160 (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.)
The dispersant was prepared by performing dispersion treatment for 2 hours with a bead mill mini-zeta (manufactured by Ajisawa Co., Ltd.) using Solsperse 27000 (manufactured by Avisia).
[0058]
Comparative Example 2
Acid Blue 9 6.5
DEGmME 7.0
Diethylene glycol 10.0
2-pyrrolidone 5.0
Ion exchange water
DEGmME: Diethylene glycol monomethyl ether
Comparative Example 3
Direct Black 154 2.5
Diethylene glycol 10.0
Nonionic surfactant 1.0
Ion exchange water
Nonionic surfactant: Epan 450 (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.)
[0059]
(Storage stability test)
Inks of Examples 1 to 8 and Ink (Comparative Example 4) using the pigment of Comparative Example 1 in place of the pigment of Example 1 in Example 1 were put in a glass sample bottle and sealed, and each 60 ° C./1 The ink was left for a week, and the foreign matter and physical properties (viscosity and surface tension) of the ink before and after being left were examined. The results are shown in Table 1. The foreign matter test uses a method of counting the amount of 5 g of the ink of Examples 1 to 8 remaining in a metal filter having a diameter of 1 mm and a pore diameter of 10 μm and quantifying it as the number of filled 10 μm holes. The foreign matter generation test indicates the number of foreign matters after the heating test / initial foreign matter value. Viscosity was defined as an average value of values measured four times at 60 ° using a rolling ball viscometer (manufactured by Anton Paar) AMVn. The surface tension was measured using an automatic surface tension meter (manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.) CBVP-A3. The viscosity is a value of viscosity / initial viscosity after a heating test, and the surface tension is a value of surface tension / initial surface tension after heating.
[0060]
[Table 1]
From the results shown in Table 1, the inks of Examples 1 to 8 according to the present invention showed good storage stability with almost no foreign matter and no change in physical property values. However, in Comparative Example 4, the change in surface tension was small, but foreign matters were generated, the filterability was lowered, a thickening phenomenon occurred, and ejection stability could not be obtained.
[0062]
(Print evaluation test)
Table 2 shows the bleeding evaluation results when characters are printed as the printing evaluation results.
In Table 2, A is very good, B is good, C is bad, and D is very bad.
[0063]
[Table 2]
As is apparent from the results in Table 2, it can be seen that the ink used in the comparative example has poor print quality, and that the print quality is good when the ink for ink jet recording used in the present invention is used.
[0065]
These print evaluations were measured by using an ink jet printer PM-900C manufactured by Seiko Epson Corporation. The paper used for these evaluations is the usual paper commercially available in Europe, the United States and Japan, Conqueror paper, Faborit paper, Modo Copy paper, Rapid Copy paper, EPSON EPP paper, Xerox 4024 paper, Xerox 10 paper, Neenha Bond paper, Rcopyy 6200 paper, Yamayuri paper, Xerox R paper.
[0066]
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a high-quality and practical ink-jet recording ink in which bleeding of a printed image on a recording medium such as paper is reduced.
[0067]
(Storage stability test by changing penetrant)
Other additives that can be used in the present invention in place of DEGmBE and E1010 in the composition of Example 1 (acetylene glycol surfactant, acetylene alcohol surfactant, silicon surfactant, di (tri) ethylene glycol mono) Additives that may be used in the present invention for the ink prepared using butyl ether, (di) propylene glycol monobutyl ether and one or more substances selected from 1,2-alkylene glycol) and the ink shown in Comparative Example 1 One or more selected from acetylene glycol surfactants, acetylene alcohol surfactants, silicon surfactants, di (tri) ethylene glycol monobutyl ether, (di) propylene glycol monobutyl ether and 1,2-alkylene glycol A substance consisting of (Examples 9 to 18 in Table 2), the results of examining the generated foreign matter, physical properties (viscosity, surface tension) and ejection stability of the ink after leaving at 60 ° C./1 week in the same manner are shown. 3 shows. The amount of foreign matter generated is the amount of foreign matter after standing at 60 ° C./initial amount of foreign matter, the viscosity is the viscosity after standing at 60 ° C./initial viscosity, and the surface tension is the value of surface tension after standing at 60 ° C./initial surface tension. Stability is 100 pages continuously printed on A4 version Xerox P paper by using an ink jet printer PM-900C manufactured by Seiko Epson Corporation. C having a print disorder of 10 or more and less than 100 is D, and D having a print disorder of 100 or more.
[0068]
[Table 3]
As can be seen from the results of Tables 2 and 3, the step of dispersing the molecular color former according to the present invention in a solution using a reactive dispersant, the step of extending the molecule mainly with a hydrophobic substance, and Ink for ink jet recording using a dispersion, which is created by a process extended by a substance group containing a substance having at least one kind of hydrophilic functional group, has good print quality, ejection stability, storage It turns out that it becomes the ink for inkjet recording which is excellent in stability. In addition, when Examples 2 to 8 were similarly tested by changing the additives, almost the same results were obtained.
[0070]
In other words, additives that can be used in the present invention when dispersed with a general dispersant as in the past (acetylene glycol surfactants, acetylene alcohol surfactants, silicon surfactants, di (tri) ethylene It is difficult to use glycol monobutyl ether, (di) propylene glycol monobutyl ether and / or a substance composed of one or more selected from 1,2-alkylene glycol), so that sufficient print quality cannot be obtained. However, the use of the dispersion according to the present invention provides a water-based ink that can provide storage stability and ejection stability while having sufficient color developability.
[0071]
The present invention should not be considered to be limited to these examples, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
[0072]
【The invention's effect】
As described above, the present invention is stable, produces high color development with little blurring on plain paper, and creates ink with ink jet recording ink with excellent coloration in addition to sufficient color development on dedicated paper. It has an effect of providing a dispersible dispersion and an aqueous ink using the dispersion.
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