JP4161562B2 - Pigment dispersion and production method thereof, inkjet pigment ink, and inkjet image recording method 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、顔料分散体とその製造方法、及びインクジェット記録で用いるインクジェット用顔料インクとそれを用いたインクジェットの画像記録方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット記録は、インクの微小液滴を種々の作動原理により飛翔させて記録媒体に付着させ、画像、文字等の記録を行うものであるが、比較的高速、低騒音、多色化が容易であるという利点を有している。
【０００３】
また、近年の技術進歩により、染料インクによるインクジェットプリントが、銀塩写真に迫る高画質や装置の低価格化に伴い、その普及を加速させている。
【０００４】
染料は溶媒に可溶であり、色素分子は分子状態もしくはクラスター状態で着色している。従って、各分子の環境が似通っているために、その吸収スペクトルはシャープであり高純度で鮮明な発色を呈する。更に、粒子に起因する粒状パターンがなく、また、散乱光や反射光が発生しないため、透明性が高く色相も鮮明なインクジェット画像を得ることができる。
【０００５】
しかしその一方で、光化学反応等により分子が破壊された場合には、分子数の減少がそのまま着色濃度に反映するために、耐光性が悪いという欠点を有している。染料インクを用いたインクジェット記録画像は、高画質であるが、経時保存による画像品質の低下が大きく、画像保存性の観点で銀塩写真を凌駕する技術が未だ現れていないのが現状である。
【０００６】
染料インクに対して、光による退色に強い画像を必要とする用途向けのインクとして、耐光性が良好である顔料を着色剤として用いる顔料インクが使用されている。しかしながら、顔料は染料と比べて顔料粒子として存在するため、光の散乱を受けやすく、透明感のない画像を与えるので、色再現性の点で染料には及ばない欠点があった。
【０００７】
この欠点を克服するために、顔料粒子として、分散により分散粒径の小さい顔料インクを調製して、色再現を向上することが試みられている。しかしながら、一般的に、一次粒子が小さくなるほど、顔料の分散及び安定性の確保が難しくなり、また粘度上昇等の悪影響がある。それを回避するための技術としては、顔料誘導体、無機塩等で顔料表面を改質する技術が、塗料分野では知られている。具体的には、ミルを用いて高温で長時間ミリングする、硫酸に溶かして水中にペーストする等の方法がある。更に、キナクリドン系顔料においては、特公昭５４−１３５８２１号、特開平５−２３０３８４号には、顔料誘導体をジメチルスルホオキサイドのアルカリ溶媒に、キナクリドンとともに溶解してペーストする技術も公開されている。
【０００８】
しかし、これらの技術は塗料等の非水系または水系のポリマー含有率の高い分散物を得る目的のための技術であり、インクジェットインクのように、粘度が低くポリマー含有率の極端に低い場合に、それらの技術をそのまま適用することは困難であった。その為、インク中の高分子分散剤を増やさざるえず、そのために記録液の粘度上昇による記録液の吐出安定性の低下等、インクジェットとしての基本的な問題を解決するまでは至っていなかった。
【０００９】
上記課題に対し、本発明者は特願２００１−２３４９６６で顔料を溶解した液に水溶性高分子化合物を添加し、水中で晶析することにより、一次粒子径が小さく、かつ均一の顔料粒子を含む水分散液を得ることができることを見いだしたが、上記構成により、インク保存性、インクヘッドの目詰まり、ブロンジング及び光沢性等に対し優れた効果を発揮するが、その後検討を進めた結果、形成したインクジェット画像の画像保存性がコンベンショナル銀塩写真画像に比較すると十分とは言えず、更なる改良が要望されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記課題を鑑みなされたものであり、その目的は、一次粒径が小さい顔料分散体とその製造方法を提供することであり、更には、インク保存性、インクヘッドの目詰まり、ブロンジング、光沢性の改良され、更に耐光性が向上したインクジェット用顔料インク（以下、単に顔料インクともいう）及びそれを用いたインクジェット画像記録方法を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、以下の構成により達成された。
【００１２】
１．顔料粒子を媒体中に分散した顔料分散体において、該顔料粒子表面に界面活性剤が吸着し、極性基を有する顔料誘導体を含有し、かつ該顔料粒子の一次粒径分布で、前記Ｄ９０値と下記Ｄ１０値との差が２５ｎｍ以下であることを特徴とする顔料分散体。
【００１３】
２．平均一次粒径が、３０ｎｍ以下であることを特徴とする前記１項に記載の顔料分散体。
【００１４】
３．顔料粒子を媒体中に分散した顔料分散体において、該顔料粒子表面に界面活性剤が吸着し、極性基を有する顔料誘導体を含有し、かつ該顔料粒子の前記式（１）で表される多分散性指数（ＰＤＩ）が、２以下であることを特徴とする顔料分散体。
【００１５】
４．前記界面活性剤の分子量が、５００〜３０００であることを特徴とする前記１〜３項のいずれか１項に記載の顔料分散体。
【００１７】
５．顔料粒子を、液体媒体中に分散せしめていることを特徴とする前記１〜４項のいずれか１項に記載の顔料分散体。
【００１８】
６．前記液体媒体が、少なくとも５０％の水からなる水性媒体であることを特徴とする前記５項に記載の顔料分散体。
【００１９】
７．前記１〜６項のいずれか１項に記載の顔料分散体を製造する顔料分散体の製造方法であって、顔料粒子と界面活性剤とが溶解した溶液と、顔料不溶性媒体とを混合することを特徴とする顔料分散体の製造方法。
【００２０】
８．前記１〜６項のいずれか１項に記載の顔料分散体を製造する顔料分散体の製造方法であって、顔料粒子が溶解した溶液と、界面活性剤を含有する顔料不溶性媒体とを混合することを特徴とする顔料分散体の製造方法。
【００２１】
９．前記顔料不溶性媒体の少なくとも５０％が水であることを特徴とする前記７又は８項に記載の顔料分散体の製造方法。
【００２２】
１０．晶析すると同時に脱塩を行うことを特徴とする前記７〜９項のいずれか１項に記載の顔料分散体の製造方法。
【００２３】
１１．前記１〜６項のいずれか１項に記載の顔料分散体を含有することを特徴とするインクジェット用顔料インク。
１２．前記７〜１０項のいずれか１項に記載の顔料分散体の製造方法で製造された顔料分散体を含有することを特徴とするインクジェット用顔料インク。
【００２４】
１３．前記１１又は１２項に記載のインクジェット用顔料インクにより、多孔質インクジェット記録媒体上で画像形成することを特徴とするインクジェット画像記録方法。
【００２５】
１４．前記インクジェット用顔料インクに含有される顔料粒子の平均一次粒径が、前記多孔質インクジェット記録媒体の平均空隙径の８０％以下であることを特徴とする前記１３項に記載のインクジェット画像記録方法。
【００２６】
本発明者は上記の課題を解決するために、鋭意研究を重ねた結果、顔料分散体の製造方法として、極性基を有する顔料誘導体を含有し、顔料粒子と界面活性剤とが溶解した溶液と、顔料不溶性媒体とを混合すること、あるいは顔料粒子が溶解した溶液と、界面活性剤を含有する顔料不溶性媒体とを混合することにより、生成した顔料分散体は一次粒子が小さく、且つ水に親和性が高く、機械的な分散を行わずに、分散粒径の小さい水分散物を与えることを見いだし、更にこれらの顔料分散体を含有するインクジェット用顔料インクを用いることにより、インク保存性、インクヘッドの目詰まり、ブロンジング、光沢性が改良されると共に、更に耐光性が向上することを見いだし、本発明に至った次第である。
【００２７】
以下、本発明を詳細に説明する。
請求項１に係る発明では、顔料粒子を媒体中に分散し、顔料粒子表面に界面活性剤が吸着し、極性基を有する顔料誘導体を含有する顔料分散体において、顔料粒子の一次粒径分布で、Ｄ９０値とＤ１０値との差が２５ｎｍ以下であることが特徴であり、また、請求項３に係る発明では、顔料粒子を媒体中に分散し、顔料粒子表面に界面活性剤が吸着し、極性基を有する顔料誘導体を含有する顔料分散体において、顔料粒子の前記式（１）で表される多分散性指数（ＰＤＩ）が、２以下であることが特徴である。
【００２８】
本発明でいうＤ90値、Ｄ10値及び分散性指数（ＰＤＩ）とは、下記の定義によるものである。
【００２９】
本発明でいう多分散性指数（ＰＤＩ：ｐｏｌｙｄｉｓｐｅｒｓｉｔｙ ｉｎｄｅｘ）とは、分散体の粒径分布を定義する指数であり、これは下記式（１）により定義されるものである。
【００３０】
式（１）
ＰＤＩ＝（Ｄ90−Ｄ10）／Ｄ50
式（１）において、Ｄ90、Ｄ50、Ｄ10は、それぞれ分布関数ｄＧ＝Ｆ（Ｄ）ｄＤの積分が、顔料粒子の全粒子数の０．９（９０個数％）、０．５（５０個数％）及び０．１（１０個数％）に等しい粒径を表す。なお、Ｇは顔料粒子数、Ｄは顔料粒子の粒径を表す。
【００３１】
上記関係式を更に図を用いて説明する。
図１は、顔料粒子の粒径（Ｄ）が横座標にプロットされ、与えられた寸法の各顔料粒子の粒子数関数（Ｇ）が縦座標にプロットされている座標系において、顔料分散液の粒径の分布関数の曲線を実線として示す。さらに、同じ座標系において、１０％、５０％および９０％粒子数関数の点および粒径の関連する点Ｄ10、Ｄ50およびＤ90がクロスにより表されている分布関数の積分を破線曲線を示す。
【００３２】
請求項１で規定するＤ90値とＤ10値との差が２５ｎｍ以下とは、図１の６で示すΔＤ（Ｄ90−Ｄ10）が２５ｎｍ以下であることを表し、好ましくは１〜２０ｎｍであり、さらに好ましくは１〜１５ｎｍである。また、請求項３で規定する多分散性指数（ＰＤＩ）が、２以下であることが特徴であるが、好ましくは０．２〜１．８であり、さらに好ましくは０．３〜１．６である。
【００３３】
上記関係式において、粒径分布が狭いほど、ＰＤＩはゼロに近づき、逆に、粒径分布が広い、つまり多分散性が大きいほど、ＰＤＩは大きくなる。
【００３４】
粒径分布は、慣用法で、例えば、顔料分散体を透過型電子顕微鏡で観察し、無作為に粒子１，０００個程度の長径を測定し、それより粒径分布曲線を作成したり、または分析用超遠心機により（たとえばＷ．Ｍａｅｃｈｔｌｅ、Ｍａｋｒｏｍｏｌ．Ｃｈｅｍ．１８５巻（１９８４年）、１０２５〜１０３９ページ参照）求めることができ、あるいはＰＤＩは得られた各値から計算しても求めることができる。実際、２つの方法により得られた多分散性値は直接に比較できないが、これらは両方共に完了分散液の粒分布を特徴づけるのに適当である。
【００３５】
本発明において、請求項１又は請求項３で規定する特性値を有する顔料分散液を得る方法は、顔料粒子表面に界面活性剤が吸着し、かつ極性基を有する顔料誘導体を用いることにより達成することができる。
【００３６】
次いで、本発明に係る顔料について説明する。
本発明で用いられる顔料は、色を有する有機顔料を指し、具体的には、キナクリドン系顔料、フタロシアニン系顔料、アゾ顔料、ペリレン顔料、アントラキノン顔料、ジオキサンジン顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフタロン顔料等の多環式顔料や、塩基性染料型レーキ、酸性染料型レーキ等の染料レーキや、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラック、昼光蛍光顔料等の有機顔料が挙げられる。
【００３７】
具体的な有機顔料を以下に例示する。
マゼンタ又はレッド用の顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド３、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド６、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド７、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１５、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１６、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド４８：１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５３：１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５７：１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２３、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１３９、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１４４、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１４９、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１６６、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７７、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７８、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２２２等が挙げられる。
【００３８】
オレンジ又はイエロー用の顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ３１、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ４３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１４、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１７、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー９３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー９４、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２８、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３８等が挙げられる。
【００３９】
グリーン又はシアン用の顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：２、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１６、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー６０、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン７等が挙げられる。
【００４０】
これらの顔料を溶解する溶媒としては、酸性溶媒とアルカリ性非プロトン性極性溶媒が挙げられる。
【００４１】
酸性溶媒としては、硫酸、スルホン酸系溶媒（例えばメタンスルホン酸、エタンスルホン酸など）が挙げられる。
【００４２】
アルカリ性非プロトン性極性溶媒とは、アルカリ性物質（例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム）の水溶液を含有した非プロトン性極性溶媒のことをいう。
【００４３】
非プロトン性極性溶媒としては、アミド類（例えば、ホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド等）、複素環類（例えば、２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−シクロヘキシル−２−ピロリドン、２−オキサゾリドン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン等）、スルホキシド類（例えば、ジメチルスルホキシド等）、スルホン類（例えば、スルホラン等）、アセトニトリル等が挙げられる。好ましくは、アミド類、スルホキシド類、アセトニトリルである。
【００４４】
本発明においては、顔料粒子表面に界面活性剤が吸着していることが一つの特徴であり、更に請求項４に係る発明では、界面活性剤の分子量が、５００〜３０００であることが特徴である。顔料分散時に、界面活性剤を顔料粒子表面に吸着させることにより、顔料の晶析による結晶成長期に、最適な一次粒子制御を行うことにより、所望の粒径及び粒径分布を有する顔料分散液を得ることができる。
【００４５】
本発明でいう界面活性剤とは、顔料などの疎水面に吸着する基と、水中で安定化出来る親水基を併せ持つ化合物と定義する。界面活性剤の分子量は、好ましくは６００以上３０００以下であり、さらに好ましくは、分子内にエチレンオキシド鎖、プロピレンオキシド鎖、グリシジルオキシド鎖などのアルキレンオキシド鎖を有するアニオン、ノニオンの界面活性剤である。
【００４６】
界面活性剤の例としては、例えば、ジアルキルスルホコハク酸塩類、アルキルナフタレンスルホン酸塩類、脂肪酸塩類等のアニオン性界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル類、スルホアルキルポリオキシエチレンアリールエーテル類、ポリオキシエチレンアリルエーテル類、アセチレングリコール類、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロックコポリマー類等のノニオン性界面活性剤が挙げられ、好ましくはポリオキシエチレンアリルエーテル類である。
【００４７】
界面活性剤の添加量は、溶解された顔料に対して１質量％以上１０００質量％以下が好ましい。更には、２０質量％以上２００質量％以下がより好ましい。１質量％未満では顔料粒子の成長及び凝集を抑制する効果が少なくなり、１０００質量％を越えると粘度上昇、溶解不良等の問題が発生し易くなる。
【００４８】
請求項１及び請求項３に係る発明では、顔料分散体が極性基を有する顔料誘導体を含有していることが特徴である。
【００４９】
本発明に係る極性基を有する顔料誘導体とは、有機顔料骨格を有する有機物で直接に又はジョイントを介して極性基が結合しているものを言う。
【００５０】
極性基としては、例えば、スルホン酸基、カルボン酸基、燐酸基、硼酸基、水酸基が挙げられるが、好ましくはスルホン酸基、カルボン酸基であり、更に好ましくは、スルホン酸基である。
【００５１】
有機顔料骨格としては、アントラキノン骨格、ジオキサジン骨格、チオインジゴ骨格、キナクリドン骨格、フタロシアニン骨格、ピロロピロール骨格、ペリレン顔料骨格、イソインドリノン顔料骨格、キノフタロン顔料骨格等の多環式顔料骨格、及びアゾ基を有する顔料が挙げられるが、好ましくはキナクリドン骨格、フタロシアニン骨格、アントラキノン骨格であり、更に好ましくは、キナクリドン骨格、フタロシアニン骨格である。
【００５２】
キナクリドン骨格を有する顔料誘導体としてはスルホキナクリドン、ジスルホキナクリドン、カルボキシキナクリドン、ジカルボキシキナクリドン、スルホフェニルアミノスルホニルキナクリドン、スルホブチルアミノスルホニルキナクリドン等が挙げられ、フタロシアニン骨格を有する顔料誘導体としてはスルホフタロシアニン、ジスルホフタロシアニン、テトラスルホフタロシアニン、ジカルボキシフタロシアニン、テトラカルボキシフタロシアニン等が挙げられる。
【００５３】
アゾ基を有する顔料誘導体としてはＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｗｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ ７４のスルホン化物、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １２８のスルホン化物等が、イソインドリノン骨格を有する顔料誘導体としてはＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ１０９のスルホン化物等が、アントラキノン骨格を有する顔料誘導体としてはＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ１６８のスルホン化物等が、ペリノン骨格を有する顔料誘導体としてはＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｏｒａｎｇｅ １６８のスルホン化物等がそれぞれ挙げられ、特に好ましくはキナクリドン骨格を有する顔料誘導体である。
【００５４】
ジョイントとは、２価の連結基を指す。具体的には、置換もしくは無置換のアルキレン基、置換もしくは無置換のアルケニレン基、置換もしくは無置換のフェニレン基、置換もしくは無置換のヘテロ環基（例えば、フラニレン基、ピロリレン基、イミダゾリレン基等）、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＳＯ2−、−ＳＯ−、−ＳＯ2ＮＨ−、−ＮＨＳＯ2−、−ＮＨＣＯ−、−ＣＯＮＨ−、−Ｓ−及びこれらを組み合わせた連結基が挙げられる。
【００５５】
極性基は、フリーでも塩の状態でも良い。カウンター塩としては、無機塩（リチウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、アルミニウム、ニッケル、アンモニウム）、有機塩（トリエチルアンモニウム、ジエチルアンモニウム、ピリジニウム、トリエタノールアンモニウム等）が挙げられる。好ましくは１価の価数を有するカウンター塩である。
【００５６】
これらの顔料誘導体は、公知の方法で容易に合成することができるが、顔料を硫酸、クロル硫酸などのスルホン化剤によるスルホン化、クロル硫酸を用いてスルホニルクロリド化後アミンと反応させる方法、又は、予めスルホン酸が入っている中間体を用いて顔料を合成する方法等が用いられる。
【００５７】
本発明に係る極性基を有する顔料誘導体は、顔料と同一骨格であることが好ましく、更に好ましくは極性基を有する顔料誘導体及び顔料が、キナクリドン骨格を有する顔料であり、さらに顔料はアルカリ性非プロトン性極性溶媒に溶解して溶液とすることが好ましい。
【００５８】
顔料誘導体の添加量は、溶解された顔料に対して０．１ｍｏｌ％以上５０ｍｏｌ％以下が好ましい。０．１ｍｏｌ％未満では顔料粒子の成長及び凝集を抑制する効果が少なくなり、５０ｍｏｌ％を越えると期待する程の効果が得られない。
【００５９】
請求項７に係る発明では、液体媒体が、少なくとも５０％の水からなる水性媒体であることを特徴とする。
【００６０】
この水性媒体中には、水に溶解する水溶性有機溶媒を加えても良い。水溶性の有機溶媒の具体的例としては、水溶性アルコール類（例えば、メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、ブタノール、ｉｓｏ−ブタノール、ｓｅｃ−ブタノール、ｔｅｒｔ−ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール、ベンジルアルコール等）、水溶性多価アルコール類（例えば、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、ポ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、ポリプロピレングリコール、ブチレングリコール、ヘキサンジオール、ペンタンジオール、グリセリン、ヘキサントリオール、チオジグリコール等）、水溶性ケトン類（アセトンなど）が挙げられる。
【００６１】
本発明の顔料分散体の製造方法として、請求項７に係る発明では、顔料粒子と界面活性剤とが溶解した溶液と、顔料不溶性媒体とを混合することが特徴であり、また請求項８に係る発明では、顔料粒子が溶解した溶液と、界面活性剤を含有する顔料不溶性媒体とを混合することが特徴である。
【００６２】
更に、請求項９に係る発明では、顔料不溶性媒体の少なくとも５０％が水であることが特徴である。
【００６３】
本発明でいう顔料不溶性媒体としては、代表的には水であるが、その他に前述の水溶性有機溶媒を適宜添加しても良い。
【００６４】
次いで、本発明の顔料分散体の製造方法の詳細について説明する。
本発明においては、反応容器内で、前述の酸性溶媒あるいはアルカリ性非プロトン性極性溶媒に顔料を溶解し、必要に応じ界面活性剤を含む溶液と、必要に応じ界面活性剤、極性基を有する顔料誘導体を含む顔料不溶性媒体とを、攪拌、混合した後、顔料粒子を晶析して、顔料分散液を得る。
【００６５】
本発明に係る反応容器の撹拌手段は、特に制限はなく、通常のインペラーを用いることができる。パドル翼、湾曲パドル翼、傾斜パドル翼、プロペラ翼、タービン翼、ブルマージン翼、イカリ翼、螺旋軸翼、螺旋帯翼、ディゾルバー翼、ホモミクサー翼などが挙げられる。これらのうち、回転軸方向の推力により軸方向への流れを強く発生させることができる軸流型撹拌翼を用いることが好ましい。
【００６６】
顔料溶液の混合においては、より均一な混合を行うために実質的に乱流であることが好ましい。乱流はレイノルズ（Ｒｅ）数により定義される。レイノルズ数とは、流れの中にある物体の代表的な長さをＤ、速度をＵ、密度をρ、粘性率をηとすると、
Ｒｅ＝ＤＵρ／η
なる無次元数によって定義される。
【００６７】
一般に、Ｒｅ＜２３００の時を層流、２３００＜Ｒｅ＜３０００を遷移域、Ｒｅ＞３０００の時を乱流という。実質的に乱流とは、Ｒｅ＞３０００を指し、好ましくはＲｅ＞５０００、より好ましくはＲｅ＞１００００である。本発明においてはレイノルズ数３０００以上で混合することが好ましく、５０００以上が更に好ましい。
【００６８】
顔料溶液の添加は、液の流れによどみのない場所に添加することが好ましく、撹拌翼近傍の液中に添加することがより好ましい。また顔料溶液の添加ノズルは１本でも良いが、複数本存在する方が好ましい。
【００６９】
本発明において、混合装置は内部に攪拌機を有する動的混合装置でも良いし、攪拌機を有さない静的混合装置でも良い。静的混合装置の場合には、全ての供給管及び析出した顔料を排出する管の軸が全て同一の点で集結し、かつ管内部に撹拌機を有さないことを特徴とする。例えばＴ字型でも良いしＹ字形でも良い。動的混合装置においても静的混合装置においても、顔料溶液及び顔料誘導体溶液、更に水性媒体を導入するノズルの数が１本又は１本ずつでも良いが、複数本又は複数本ずつ存在する方が好ましい。
【００７０】
極性基を有する顔料誘導体を溶解、又は分散させた水性媒体中に、溶解された顔料の溶液を加える時の温度は、特に制限をされないが、好ましくは０℃〜８０℃の範囲が挙げられる。０℃未満では、親水媒体中の水が氷結する可能性があるし、８０℃を越えると顔料粒子の成長が著しく速くなり、所望の粒径が得られない。
【００７１】
請求項１０に係る発明では、晶析すると同時に脱塩を行うことが特徴である。
本発明において脱塩とは、界面活性剤、極性基を有する顔料誘導体及び顔料を用いる顔料分散体の製造方法において、該顔料分散体の製造時又は製造後に生ずるナトリウムなどの塩類や、酸性溶媒、アルカリ性非プロトン性極性溶媒を除去する工程を示す。脱塩方法としては、遠心分離法、浮上分離法、沈降分離法、限外濾過法、電気透析法など様々な方法が好ましく用いられる。本発明において、より好ましい方法としては限外濾過法が挙げられる。
【００７２】
本発明において脱塩度は、溶液の伝導度として５，０００μｍ／ｃｍ以下が好ましく、３，０００μｍ／ｃｍ以下がより好ましく、１，０００μｍ／ｃｍ以下が更に好ましい。
【００７３】
本発明においては、晶析、脱塩、濃縮により、所望の小粒径を有する顔料分散体を得ることができるが、それでも不充分な場合には、更に機械的分散手段を適宜使用しても良い。機械的な分散手段としては、例えば、ディスパー、サンドミル、ホモジナイザー、ボールミル、ペイントシェーカーなど様々な方法が好ましく用いられる。本発明において、より好ましい方法としてはサンドミルが挙げられる。
【００７４】
本発明で得られる顔料分散体を用いれば、分散安定性は従来のものよりかなり向上するが、それでも不足の場合は、必要に応じて、高分子分散剤を含有させてもよい。高分子分散剤の種類は特に制限されないが、例えば、スチレン、スチレン誘導体、ビニルナフタレン誘導体、アクリル酸、アクリル酸誘導体、マレイン酸、マレイン酸誘導体、イタコン酸、イタコン酸誘導体、フマル酸、フマル酸誘導体から選ばれた２種以上の単量体からなるブロック共重合体、ランダム共重合体およびこれらの塩を挙げることができる。
【００７５】
本発明の顔料インクに使用できるインク溶剤としては、水溶性の有機溶媒が好ましく、具体的にはアルコール類（例えば、メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、ｎ−ブタノール、ｉ−ブタノール、ｓｅｃ−ブタノール、ｔｅｒｔ−ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール、ベンジルアルコール等）、多価アルコール類（例えば、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、ポ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、ポリプロピレングリコール、ブチレングリコール、ヘキサンジオール、ペンタンジオール、グリセリン、ヘキサントリオール、チオジグリコール等）、多価アルコールエーテル類（例えば、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フェニルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、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、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、トリプロピレングリコールジメチルエーテル等）、アミン類（例えば、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、Ｎ−メチルジエタノールアミン、Ｎ−エチルジエタノールアミン、モルホリン、Ｎ−エチルモルホリン、エチレンジアミン、ジエチレンジアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ポリエチレンイミン、ペンタメチルジエチレントリアミン、テトラメチルプロピレンジアミン等）、アミド類（例えば、ホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド等）、複素環類（例えば、２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−シクロヘキシル−２−ピロリドン、２−オキサゾリドン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン等）、スルホキシド類（例えば、ジメチルスルホキシド等）、スルホン類（例えば、スルホラン等）、スルホン酸塩類（例えば１−ブタンスルホン酸ナトリウム塩等）、尿素、アセトニトリル、アセトン等が挙げられる。
【００７６】
これらのインク溶剤は単独で用いても、また併用して用いても良い。
本発明の顔料インクにおいて、ラテックスをインク中に加えても良い。例えば、スチレン−ブタジエン共重合体、ポリスチレン、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、アクリル酸エステル共重合体、ポリウレタン、シリコン−アクリル共重合体及びアクリル変性フッ素授脂等のラテックスが挙げられる。ラテックスは、乳化剤を用いてポリマー粒子を分散させたものであっても、また乳化剤を用いないで分散させたものであってもよい。乳化剤としては界面活性剤が多く用いられるが、スルホン酸基、カルボン酸基等の水に可溶な基を有するポリマー（例えば、可溶化基がグラフト結合しているポリマー、可溶化基を持つ単量体と不溶性の部分を持つ単量体とから得られるポリマー）を用いることも好ましい。
【００７７】
本発明のインクではソープフリーラテックスを用いることが特に好ましい。
ここにソープフリーラテックスとは、乳化剤を使用していないラテックス、及びスルホン酸基、カルボン酸基等の水に可溶な基を有するポリマー（例えば、可溶化基がグラフト結合しているポリマー、可溶化基を持つ単量体と不溶性の部分を持つ単量体とから得られるポリマー）を乳化剤として用いたラテックスのことを指す。
【００７８】
近年、ラテックスのポリマー粒子として、粒子全体が均一であるポリマー粒子を分散したラテックス以外に、粒子の中心部と外縁部で組成を異にしたコア・シェルタイプのポリマー粒子を分散したラテックスも存在するが、本発明においては、このタイプのラテックスも好ましく用いることができる。
【００７９】
本発明の顔料インクにおいて、ラテックス中のポリマー粒子の平均粒径は１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下が好ましく、１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることがより好ましい。ラテックスの平均粒径が３００ｎｍを越えると、画像の光沢感の劣化が起こり、１０ｎｍ未満であると耐水性、耐擦過性が不十分となる。なおラテックス中のポリマー粒子の平均粒子径は光散乱法、電気泳動法、レーザードップラー法を用いた市販の粒径測定機器により求めることができる。
【００８０】
本発明の顔料インクにおいて、ラテックスは固形分添加量としてインクの全質量に対して０．１質量％以上２０質量％以下となるように添加されるが、ラテックスの固形分添加量を０．５質量％以上１０％質量％以下とすることが特に好ましい。ラテックスの固形分添加量が０．１質量％未満では、耐水性に関して十分な効果を発揮させることが難しく、また、２０質量％を越えると、経時でインク粘度の上昇が起こったり、顔料分散粒径の増大が起こりやすくなるなどインク保存性の点で問題が生じることが多い。
【００８１】
本発明の顔料インクには、この他に、防腐剤、防黴剤、粘度調整剤等を必要に応じて含有させてもよい。
【００８２】
本発明の顔料インクには、電気伝導度調節剤を用いることもでき、例えば、塩化カリウム、塩化アンモニウム、硫酸ナトリウム、硝酸ナトリウム、塩化ナトリウムなどの無機塩や、トリエタノールアミン等の水性アミン等が挙げられる。
【００８３】
本発明の顔料インクにおいては、吐出安定性、プリントヘッドやインクカートリッジ適合性、保存安定性、画像保存性、その他の諸性能向上の目的に応じて、さらに粘度調整剤、比抵抗調整剤、皮膜形成剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、退色防止剤、防錆剤、防腐剤等を添加することもできる。
【００８４】
記録に用いられる記録媒体としては、普通紙、コート紙、インク液を吸収して膨潤するインク受容層を設けた膨潤型インクジェット用記録紙、多孔質のインク受容層を持った空隙型インクジェット用記録紙、また基紙の代わりにポリエチレンテレフタレートフィルムなどの樹脂支持体を用いたものも用いることができるが、記録媒体として、多孔質インクジェット記録媒体を用いることが好ましく、この組み合わせにより本発明の効果を最も発揮することができる。
【００８５】
多孔質インクジェット記録媒体としては、具体的には、空隙型インクジェット用記録紙又は空隙型インクジェット用フィルムを挙げることができ、これらはインク吸収能を有する空隙層が設けられている記録媒体であり、空隙層は、主に親水性バインダーと無機微粒子の軟凝集により形成されるものである。
【００８６】
空隙層の設け方は、皮膜中に空隙を形成する方法として種々知られており、例えば、二種以上のポリマーを含有する均一な塗布液を支持体上に塗布し、乾燥過程でこれらのポリマーを互いに相分離させて空隙を形成する方法、固体微粒子及び親水性又は疎水性バインダーを含有する塗布液を支持体上に塗布し、乾燥後に、インクジェット記録用紙を水或いは適当な有機溶媒を含有する液に浸漬して固体微粒子を溶解させて空隙を作製する方法、皮膜形成時に発泡する性質を有する化合物を含有する塗布液を塗布後、乾燥過程でこの化合物を発泡させて皮膜中に空隙を形成する方法、多孔質固体微粒子と親水性バインダーを含有する塗布液を支持体上に塗布し、多孔質微粒子中や微粒子間に空隙を形成する方法、親水性バインダーに対して概ね等量以上の容積を有する固体微粒子及び／又は微粒子油滴と親水性バインダーを含有する塗布液を支持体上に塗布して固体微粒子の間に空隙を作製する方法などが挙げられるが、本発明のインクを用いる上では、いずれも方法で設けられても、良い結果を与える。
【００８７】
請求項１４に係る発明では、インクジェット用顔料インクに含有される顔料粒子の平均一次粒径が、多孔質インクジェット記録媒体の平均空隙径の８０％以下であることが特徴であり、この条件とすることにより、本発明の目的効果をいかんなく発揮することができる。
【００８８】
インクジェット記録で使用するインクジェットヘッドはオンデマンド方式でもコンティニュアス方式でも構わない。また、吐出方式としては、電気−機械変換方式（例えば、シングルキャビティー型、ダブルキャビティー型、ベンダー型、ピストン型、シェアーモード型、シェアードウォール型等）、電気−熱変換方式（例えば、サーマルインクジェット型、バブルジェット型等）、静電吸引方式（例えば、電界制御型、スリットジェット型等）及び放電方式（例えば、スパークジェット型等）などを具体的な例として挙げることができるが、いずれの吐出方式を用いても構わない。
【００８９】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されない。
【００９０】
実施例１
《顔料分散体の調製》
下記に記載の方法に従って、顔料分散体１〜２６を調製した。
【００９１】
はじめに、顔料溶液（Ａ液）に界面活性剤を添加して、顔料分散体１〜９を調製した。この方法を「調製方法Ａ」と称す。
【００９２】
〔顔料分散体１の調製：比較例〕
（Ａ１液の調製）
５０ｇのＣ．Ｉ．ピグメントレッド１２２と９．０ｇの顔料誘導体１とをＤＭＳＯ（Ｄｉｍｅｔｈｙｌ ｓｕｌｆｏｘｉｄｅ）７５０ｇと１０％ＮａＯＨ水溶液２５０ｇの混合溶液に溶解させ、１μｍのミリポアフィルターで濾過した液をＡ１液とする。
【００９３】
（Ｂ１液の調製）
水２０７５ｇに酢酸４２．５ｇを加えたものをＢ１液とする。
【００９４】
（顔料分散体の調製）
容量約４Ｌの容器にＢ１液を入れ、容器の周囲から氷冷し、液温を０〜１０℃にする。次に、図２に記載の装置を用いて、顔料分散体１を調製した。
【００９５】
Ｔ．Ｋ．ロボミックス（特殊機化工業株式会社製）の攪拌部としてホモミキサーＭを用いて、水性媒体ＢとしてＢ１液を５０００ｒｐｍで攪拌する。次いで、この装置にダイアフラムポンプ（株式会社ヤマダコーポレーション社製 ＤＰ−１０ＢＰＴ）を用いて限外濾過膜（旭化成工業株式会社製 ラボモジュール ＳＩＰ−１０１３）に１０Ｌ／ｍｉｎの流量で循環させる装置を取り付けて、Ｂ１液の液中に顔料溶液ＡとしてＡ１液をローラーポンプＰを用いて３０分で添加し、顔料微粒子を析出させるのと同時に、脱塩及び濃縮を繰り返し、溶液の伝導度が５００μＳ／ｃｍ以下になるまで脱塩、濃縮を行い、濃度６％の顔料分散体１を得た。
【００９６】
〔顔料分散体２の調製〕
（Ａ２液の調製）
５０ｇのＣ．Ｉ．ピグメントレッド１２２と１００ｇの界面活性剤ＳＡ−１とを、ＤＭＳＯ（Ｄｉｍｅｔｈｙｌ ｓｕｌｆｏｘｉｄｅ）７５０ｇと１０％ＮａＯＨ水溶液２５０ｇの混合溶液に溶解させ、１μｍのミリポアフィルターで濾過し、この液をＡ２液とする。
【００９７】
（顔料分散体の調製）
前記顔料分散体１の調製において、Ａ１液に代えて、上記Ａ２液を用いた以外は同様にして、顔料分散体２を調製した。
【００９８】
〔顔料分散体３の調製〕
（Ａ３液の調製）
５０ｇのＣ．Ｉ．ピグメントレッド１２２、９．０ｇの顔料誘導体１と１００ｇのＳＡ−１とを、ＤＭＳＯ（Ｄｉｍｅｔｈｙｌ ｓｕｌｆｏｘｉｄｅ）７５０ｇと１０％ＮａＯＨ水溶液２５０ｇの混合溶液に溶解させ、１μｍのミリポアフィルターで濾過し、この液をＡ３液とする。
【００９９】
上記顔料分散体２の調製において、Ａ２液に代えて、上記Ａ３液を用いた以外は同様にして、顔料分散体３を調製した。
【０１００】
〔顔料分散体４の調製〕
上記顔料分散体３の調製において、下記に記載の方法で脱塩工程を行った以外は同様にして、顔料分散体４を調製した。
【０１０１】
容量約４Ｌの容器に前述のＢ１液を入れ、容器の周囲から氷冷し、液温を０〜１０℃にする。次に、図２に記載の装置を用いて、顔料分散体４を調製した。
【０１０２】
Ｔ．Ｋ．ロボミックス（特殊機化工業株式会社製）の攪拌部としてホモミキサーＭを用いて、水性媒体ＢとしてＢ１液を５０００ｒｐｍで攪拌する。このＢ１液の液中に顔料溶液ＡとしてＡ３液をローラーポンプＰを用いて３０分で添加し、顔料微粒子を析出させた。
【０１０３】
次いで、顔料微粒子が析出した溶液をダイアフラムポンプ（株式会社ヤマダコーポレーション社製 ＤＰ−１０ＢＰＴ）を用いて限外濾過膜（旭化成工業株式会社製 ラボモジュール ＳＩＰ−１０１３）に１０Ｌ／ｍｉｎの流量で循環させて濃縮し、純水を加える操作を繰り返し行うことで、溶液の伝導度が５００μＳ／ｃｍ以下になるまで脱塩を行い、濃度６％の顔料分散体４を得た。
【０１０４】
〔顔料分散体５〜７の調製〕
前記顔料分散体３の調製において、Ａ３液のＳＡ−１に代えて、表１に記載のようにＳＡ−２〜ＳＡ−４を用いた以外は同様にして、顔料分散体５〜７を調製した。
【０１０５】
〔顔料分散体８、９の調製〕
前記顔料分散体３の調製において、Ａ３液の顔料の種類及び溶剤と顔料誘導体の種類を表１に記載のように変更した以外は同様にして、顔料分散体８、９を調製した。なお、表１記載の溶剤であるＤＭＦは、ジメチルホルムアミドを表す。
【０１０６】
【化１】
【化２】
次いで、水性媒体（Ｂ液）に界面活性剤を添加して、顔料分散体１０〜２２を調製した。この方法を「調製方法Ｂ」と称す。
【０１０９】
〔顔料分散体１０の調製：比較例〕
（Ａ４液の調製）
５０ｇのＣ．Ｉ．ピグメントレッド１２２と９．０ｇの顔料誘導体１とを、ＤＭＳＯ（Ｄｉｍｅｔｈｙｌ ｓｕｌｆｏｘｉｄｅ）７５０ｇと１０％ＮａＯＨ水溶液２５０ｇの混合溶液に溶解させ、１μｍのミリポアフィルターで濾過した液をＡ４液とする。
【０１１０】
（顔料分散体１０の調製）
容量約４Ｌの容器にＢ１液を入れ、容器の周囲から氷冷し、液温を０〜１０℃にする。次に、図２に記載の装置を用いて、顔料分散体１０を調製した。
【０１１１】
Ｔ．Ｋ．ロボミックス（特殊機化工業株式会社製）の攪拌部としてホモミキサーＭを用いて、水性媒体ＢとしてＢ１液を５０００ｒｐｍで攪拌する。次いで、この装置にダイアフラムポンプ（株式会社ヤマダコーポレーション社製 ＤＰ−１０ＢＰＴ）を用いて限外濾過膜（旭化成工業株式会社製 ラボモジュール ＳＩＰ−１０１３）に１０Ｌ／ｍｉｎの流量で循環させる装置を取り付けて、Ｂ１液の液中に顔料溶液ＡとしてＡ４液をローラーポンプＰを用いて３０分で添加し、顔料微粒子を析出させるのと同時に、脱塩及び濃縮を繰り返し、溶液の伝導度が５００μＳ／ｃｍ以下になるまで脱塩、濃縮を行い、濃度６％の顔料分散体１０を得た。
【０１１２】
〔顔料分散体１１の調製〕
（Ａ５液の調製）
５０ｇのＣ．Ｉ．ピグメントレッド１２２を、ＤＭＳＯ（Ｄｉｍｅｔｈｙｌ ｓｕｌｆｏｘｉｄｅ）７５０ｇと１０％ＮａＯＨ水溶液２５０ｇの混合溶液に溶解させ、１μｍのミリポアフィルターで濾過した液をＡ５液とする。
【０１１３】
（Ｂ２液の調製）
１００ｇのＳＡ−１を水２０７５ｇに溶解し、１μｍのミリポアフィルターで濾過した液に酢酸４２．５ｇを加えたものをＢ２液とする。
【０１１４】
（顔料分散体の調製）
上記顔料分散体１０の調製において、Ａ４液及びＢ１液に代えて、上記Ａ５液及び上記Ｂ２液を用いた以外は同様にして、顔料分散体１１を調製した。
【０１１５】
〔顔料分散体１２の調製〕
上記顔料分散体１０の調製において、Ｂ１液に代えて、上記Ｂ２液を用いた以外は同様にして、顔料分散体１２を調製した。
【０１１６】
〔顔料分散体１３の調製〕
上記顔料分散体１２の調製において、下記に記載の方法で脱塩工程を行った以外は同様にして、顔料分散体１３を調製した。
【０１１７】
容量約４Ｌの容器に前述のＢ２液を入れ、容器の周囲から氷冷し、液温を０〜１０℃にする。次に、図２に記載の装置を用いて、顔料分散体１３を調製した。
【０１１８】
Ｔ．Ｋ．ロボミックス（特殊機化工業株式会社製）の攪拌部としてホモミキサーＭを用いて、水性媒体ＢとしてＢ２液を５０００ｒｐｍで攪拌する。このＢ２液の液中に顔料溶液ＡとしてＡ５液をローラーポンプＰを用いて３０分で添加し、顔料微粒子を析出させた。
【０１１９】
次いで、顔料微粒子が析出した溶液をダイアフラムポンプ（株式会社ヤマダコーポレーション社製 ＤＰ−１０ＢＰＴ）を用いて限外濾過膜（旭化成工業株式会社製 ラボモジュール ＳＩＰ−１０１３）に１０Ｌ／ｍｉｎの流量で循環させて濃縮し、純水を加える操作を繰り返し行うことで、溶液の伝導度が５００μＳ／ｃｍ以下になるまで脱塩を行い、濃度６％の顔料分散体１３を得た。
【０１２０】
〔顔料分散体１４〜２３の調製〕
上記顔料分散体１２の調製において、表１に記載のように、顔料溶液（Ａ液）の顔料の種類、顔料誘導体の種類、溶媒の種類と水性溶媒（Ｂ液）の界面活性剤の種類を変更した以外は同様にして、顔料分散体１４〜２３を調製した。
【０１２１】
【化３】
次いで、比較の調製方法として、ソルトミリングにより顔料分散体２４〜２６を調製した。この方法を「調製方法Ｃ」と称す。
【０１２３】
〔顔料分散体２４の調製〕
ステンレスガロンニーダー中に、５０ｇのＣ．Ｉ．ピグメントレッド１２２、塩化ナトリウム５００ｇ、５０ｇのジエチレングリコールを添加し、６０℃で１８０分間混練した。
【０１２４】
次いで、混練済みの結晶を水洗処理した後、顔料誘導体１を９．０ｇと水１０００ｇとを添加して、これらを混合物を、０．５ｍｍのジルコニアビーズを体積率で５０％充填したサンドグラインダーを用いて分散し、顔料分散体２４を調製した。
【０１２５】
〔顔料分散体２５、２６の調製〕
上記顔料分散体２４の調製において、顔料の種類及び顔料誘導体の種類を表１に記載のように変更した以外は同様にして、顔料分散体２５、２６を調製した。
【０１２６】
【表１】
《顔料分散体の評価》
（界面活性剤の吸着の有無の確認）
上記調製した各顔料分散体を塩化ナトリウム濃度が０．１％になるように塩化ナトリウムを加え溶解した後、遠心分離で顔料を分離する。分離した顔料を０．１質量％の塩化ナトリウム水溶液で水洗、乾燥した後、拡散反射赤外吸収スペクトルを測定し、界面活性剤のピークが見られたものを○、ピークが見られなかったものを×で示した。
【０１２８】
（顔料分散体の一次平均粒径の測定）
上記調製した各顔料分散体を透過型電子顕微鏡で観察し、無作為に粒子１，０００個の長径を測定し、一次平均粒径を算出した。
【０１２９】
（Ｄ90、Ｄ50、Ｄ10及びＰＤＩの測定）
上記測定した１，０００個の粒径測定データを基に、横座標が粒径（Ｄ）、縦座標が粒子数関数（Ｇ）からなる粒径分布曲線及び分布関数の積分曲線を作成し、積分曲線より、粒子数関数で１０個数％、５０個数％、９０個数％に対応する粒径点Ｄ10、Ｄ50及びＤ90を求め、それらの測定値より、Ｄ90−Ｄ10及び前記式（１）に従ってＰＤＩ（多分散性指数）を求めた。なおＤ50は上記一次平均粒径と同一である。
【０１３０】
以上により得られた結果を表２に示す。
【０１３１】
【表２】
表２より明らかなように、本発明に係る方法に従って調製された顔料分散体は、比較例に対し、一次平均粒径が小さく、かつ粒径分布も極めて狭いことが判る。
【０１３３】
実施例２
《顔料インクの調製》
下記の記載の方法により、顔料インク１〜２６を調製した。
【０１３４】
顔料分散体 １６０ｇ
ジエチレングリコール １８０ｇ
グリセリン ８０ｇ
ペレックスＯＴ−Ｐ（花王（株）製） ５ｇ
プロキセルＧＸＬ（ゼネカ社製） ２ｇ
からなる組成で、イオン交換水で１０００ｇに仕上げ、１μｍのミリポアフィルターを２度通過させて各顔料インクを調製した。
【０１３５】
《記録媒体への記録》
ノズル孔径２０μｍ、駆動周波数１２ｋＨｚ、１色当たりのノズル数１２８、同色間のノズル密度１８０ｄｐｉであるピエゾ型ヘッドを搭載し、最大記録密度７２０×７２０ｄｐｉのオンデマンド型のインクジェットプリンタを使用して、普通紙と平均空隙径が０．０３μｍの多孔質インクジェット記録媒体上に、反射濃度として１．０を与える均一画像パターン１〜２５を出力した。なお、本発明で言うｄｐｉとは、２．５４ｃｍ（１ｉｎｃｈ）当たりのドット数をいう。
【０１３６】
《顔料インク及び出力画像の評価》
（分散安定性の評価）
各顔料インクについて、ゼータサイザー１０００（マルバーン社製）を用いて、分散粒径を測定した後、顔料インク１００ｍｌを蒸発が起こらない様に密閉したサンプル瓶に入れ、６０℃の恒温槽に１週間攪拌しながら停滞させ、その後、ゼータサイザー１０００（前出）を使用して粒径変化率を求め、粒径変化率が１０％未満であれば○、粒径変化率が１０〜５０％であれば△、粒径変化率が５０％を越えた場合を×として、分散安定性の評価を行った。
【０１３７】
（ヘッドの目詰まりの評価）
２０℃、３０％ＲＨの環境下で、ノズル孔径２０ミクロンのピエゾ型ヘッドを用いて、１滴当たり１２ピコリットルを吐出する条件で、クリーニングをせずに１週間連続して吐出を続けて状態を観察し、下記に示す基準に則り評価した。
【０１３８】
○：全ノズルから正常に出射
△：１〜３ノズルに目詰まりが見られるがノズル面からの吸引クリーニングにより回復
×：４ノズル以上に目詰まりが発生し、吸引クリーニングにより回復不可能な目詰まりが１ノズル以上発生
（ブロンジングの評価）
下記基準に則り、目視で評価を行った。
【０１３９】
◎：ブロンジングがほとんど感じられない
○：若干のブロンジングが見られるが、実用上問題がない
△：実用上問題のあるブロンジングが見られる
×：著しいブロンジングが見られる。
【０１４０】
（光沢性の評価）
評価サンプル画像を写像性測定器ＩＣＭ−１ＤＰ（スガ試験機械社製）で反射６０度、光学くし２ｍｍでの写像性（光沢値Ｃ値％）を測定した。評価は、以下の基準によって行った。
【０１４１】
◎：Ｃ値％が６１以上
○：Ｃ値％が６０〜５１
△：Ｃ値％が５０〜４１
×：Ｃ値％が４０以下
上記評価ランクにおいて、◎、○が実用上好ましいランクと判断した。
【０１４２】
（耐光性の評価）
各画像の耐光性は、イエロー、マゼンタ、シアンの各単色ウエッジ画像の反射濃度が約１．０のサンプル部を、キセノン・フェードメーターを用いて、７００００ｌｘで、６０日間照射した後、反射濃度残存率｛（キセノン・フェードメーター照射後の反射濃度／キセノン・フェードメーター照射前の反射濃度）×１
００（％）｝を測定し、各画像の反射濃度残存率を下記に示す基準に則り評価した。
【０１４３】
５：反射濃度残存率が９５％以上
４：反射濃度残存率が８５〜９５％未満
３：反射濃度残存率が７０〜８５％未満
２：反射濃度残存率が５０〜７０％未満
１：反射濃度残存率が５０％未満
以上により得られた各評価結果を表３に示す。
【０１４４】
【表３】
表３より明らかなように、顔料粒子表面に界面活性剤が吸着し、本発明で規定する一次平均粒径、Ｄ90−Ｄ10及びＰＤＩを有する顔料分散体を用いた顔料インクは、比較例に対し、顔料インクの安定性、印字時のヘッドの目詰まり耐性、形成した画像のブロンジング及び光沢性に優れて、かつ耐光性が向上し、さらに多孔質インクジェット記録媒体を用いた際にその効果が顕著に発揮されていることが判る。
【０１４６】
【発明の効果】
本発明により、一次粒径が小さい顔料分散体とその製造方法を提供することができ、更には、インク保存性、インクヘッドの目詰まり、ブロンジング、光沢性を改良し、かつ耐光性が向上したインクジェット用顔料インク及びそれを用いたインクジェット画像記録方法を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＤ10、Ｄ50、Ｄ90を表す粒径の分布関数曲線。
【図２】本発明の顔料分散体調製に用いることのできる装置の一例を示すプロセス図。
【符号の説明】
１ 顔料分散液の粒径分布関数
２ 粒径の分布関数の積分曲線
３ Ｄ90の表示
４ Ｄ50の表示
５ Ｄ10の表示
６ Ｄ90−Ｄ10
Ａ 顔料溶液
Ｂ 水性媒体
Ｍ ホモミキサー
Ｐ ローラーポンプ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a pigment dispersion and a method for producing the same, and an inkjet pigment ink used in inkjet recording and an inkjet image recording method using the same.
[0002]
[Prior art]
Inkjet recording is a method in which micro droplets of ink are ejected by various operating principles and deposited on a recording medium to record images, characters, etc., but are relatively fast, low noise, and easy to increase in color. Has the advantage of being.
[0003]
In addition, due to recent technological advances, inkjet printing using dye ink is accelerating the spread of high-quality images approaching silver salt photography and the price of the apparatus.
[0004]
The dye is soluble in the solvent, and the pigment molecule is colored in a molecular state or a cluster state. Therefore, since the environment of each molecule is similar, its absorption spectrum is sharp, and it exhibits a clear color with high purity. Furthermore, since there is no granular pattern resulting from the particles, and no scattered light or reflected light is generated, an inkjet image having high transparency and a clear hue can be obtained.
[0005]
On the other hand, however, when the molecule is destroyed by a photochemical reaction or the like, the decrease in the number of molecules is reflected in the color density as it is, so that the light resistance is poor. Ink-jet recording images using dye ink have high image quality, but the image quality is greatly deteriorated by storage over time, and there is no technology that surpasses silver salt photography yet from the viewpoint of image storage stability.
[0006]
In contrast to dye inks, pigment inks that use pigments with good light resistance as colorants are used as inks for applications that require images that are resistant to fading due to light. However, since pigments exist as pigment particles compared to dyes, they are susceptible to light scattering and give an image without a sense of transparency.
[0007]
In order to overcome this drawback, an attempt has been made to improve color reproduction by preparing a pigment ink having a small dispersed particle diameter by dispersion as pigment particles. However, generally, the smaller the primary particles, the more difficult it is to ensure the dispersion and stability of the pigment, and there are adverse effects such as an increase in viscosity. As a technique for avoiding this, a technique for modifying a pigment surface with a pigment derivative, an inorganic salt, or the like is known in the paint field. Specifically, there are methods such as milling at high temperature for a long time using a mill, dissolving in sulfuric acid and pasting in water. Further, regarding quinacridone pigments, Japanese Patent Publication No. 54-13581 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-230384 disclose a technique of dissolving a pigment derivative in an alkaline solvent of dimethylsulfoxide together with quinacridone and pasting it.
[0008]
However, these technologies are for the purpose of obtaining a dispersion having a high non-aqueous or water-based polymer content such as a paint, and when the viscosity is low and the polymer content is extremely low as in the case of inkjet ink, It has been difficult to apply these techniques as they are. For this reason, it has been necessary to increase the polymer dispersant in the ink, and for this reason, it has not yet been possible to solve basic problems as an inkjet, such as a decrease in ejection stability of the recording liquid due to an increase in the viscosity of the recording liquid. .
[0009]
In response to the above problems, the present inventors added a water-soluble polymer compound to a solution in which a pigment is dissolved in Japanese Patent Application No. 2001-234966, and crystallized in water to obtain uniform pigment particles having a small primary particle size. It has been found that an aqueous dispersion can be obtained, but with the above configuration, it exhibits excellent effects on ink storage stability, clogging of the ink head, bronzing and glossiness, etc. The image storage stability of the formed inkjet image is not sufficient as compared with a conventional silver salt photographic image, and further improvement is desired.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a pigment dispersion having a small primary particle size and a method for producing the same, and further, ink storage stability, clogging of the ink head, An object of the present invention is to provide an inkjet pigment ink (hereinafter, also simply referred to as pigment ink) having improved bronzing and gloss and further improved light resistance, and an inkjet image recording method using the same.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The above object of the present invention has been achieved by the following constitution.
[0012]
1. In the pigment dispersion obtained by dispersing the pigment particles in the medium, the surfactant is adsorbed on the pigment particle surface, it contains a pigment derivative having a polar group, and a primary particle size distribution of the pigment particles, the D 90 value And a D 10 value below is 25 nm or less.
[0013]
2. 2. The pigment dispersion as described in 1 above, wherein the average primary particle size is 30 nm or less.
[0014]
3. In a pigment dispersion in which pigment particles are dispersed in a medium, a surfactant is adsorbed on the surface of the pigment particles , contains a pigment derivative having a polar group, and the pigment particles are represented by the formula (1). A pigment dispersion having a dispersibility index (PDI) of 2 or less.
[0015]
4). 4. The pigment dispersion according to any one of items 1 to 3, wherein the surfactant has a molecular weight of 500 to 3000.
[0017]
5 . 5. The pigment dispersion according to any one of 1 to 4 above, wherein the pigment particles are dispersed in a liquid medium.
[0018]
6 . 6. The pigment dispersion as described in 5 above, wherein the liquid medium is an aqueous medium composed of at least 50% water.
[0019]
7 . 7. A method for producing a pigment dispersion for producing the pigment dispersion according to any one of 1 to 6, wherein a solution in which pigment particles and a surfactant are dissolved is mixed with a pigment insoluble medium. A method for producing a pigment dispersion characterized by the above.
[0020]
8 . 7. A method for producing a pigment dispersion for producing the pigment dispersion according to any one of 1 to 6, wherein a solution in which pigment particles are dissolved and a pigment-insoluble medium containing a surfactant are mixed. A method for producing a pigment dispersion characterized by the above.
[0021]
9 . 9. The method for producing a pigment dispersion according to 7 or 8, wherein at least 50% of the pigment insoluble medium is water.
[0022]
1 0 . 10. The method for producing a pigment dispersion according to any one of 7 to 9, wherein desalting is performed simultaneously with crystallization.
[0023]
1 1 . Inkjet pigment ink characterized by containing a pigment dispersion according to any one of the 1-6 Section.
12 An ink-jet pigment ink comprising the pigment dispersion produced by the method for producing a pigment dispersion described in any one of 7 to 10 above.
[0024]
13. 13. An inkjet image recording method comprising forming an image on a porous inkjet recording medium using the inkjet pigment ink described in 11 or 12 above.
[0025]
14 14. The inkjet image recording method according to item 13, wherein the average primary particle diameter of pigment particles contained in the inkjet pigment ink is 80% or less of the average void diameter of the porous inkjet recording medium.
[0026]
As a result of intensive studies to solve the above problems, the inventor has, as a method for producing a pigment dispersion, a pigment derivative having a polar group and a solution in which pigment particles and a surfactant are dissolved. By mixing a pigment insoluble medium or a solution in which pigment particles are dissolved and a pigment insoluble medium containing a surfactant, the resulting pigment dispersion has small primary particles and is compatible with water. It has been found that an aqueous dispersion having a small dispersed particle diameter can be obtained without performing mechanical dispersion, and by using an ink-jet pigment ink containing these pigment dispersions, It has been found that the clogging, bronzing, and glossiness of the head are improved and the light resistance is further improved, and the present invention has been achieved.
[0027]
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
In the invention according to claim 1, in a pigment dispersion in which pigment particles are dispersed in a medium , a surfactant is adsorbed on the surface of the pigment particles and a pigment derivative having a polar group is contained , The difference between the D 90 value and the D 10 value is 25 nm or less. In the invention according to claim 3, the pigment particles are dispersed in the medium, and the surfactant is adsorbed on the surface of the pigment particles. The pigment dispersion containing the pigment derivative having a polar group is characterized in that the polydispersity index (PDI) represented by the formula (1) of the pigment particles is 2 or less.
[0028]
The D 90 value, D 10 value, and dispersibility index (PDI) in the present invention are based on the following definitions.
[0029]
The polydispersity index (PDI) in the present invention is an index that defines the particle size distribution of the dispersion, and is defined by the following formula (1).
[0030]
Formula (1)
PDI = (D 90 -D 10) / D 50
In the formula (1), D 90 , D 50 , and D 10 are the integrals of the distribution function dG = F (D) dD, respectively, 0.9 (90 number%) and 0.5 ( 50 particle%) and a particle size equal to 0.1 (10 number%). G represents the number of pigment particles, and D represents the particle size of the pigment particles.
[0031]
The above relational expression will be further described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows in a coordinate system in which the particle size (D) of pigment particles is plotted on the abscissa and the particle number function (G) of each pigment particle of a given size is plotted on the ordinate. The curve of the particle size distribution function is shown as a solid line. Further, in the same coordinate system, the integral of the distribution function in which the points of the 10%, 50% and 90% particle number functions and the particle size related points D 10 , D 50 and D 90 are represented by crosses is represented by a dashed curve. Show.
[0032]
The difference between the D 90 value and the D 10 value specified in claim 1 of 25 nm or less means that ΔD (D 90 -D 10 ) indicated by 6 in FIG. 1 is 25 nm or less, preferably 1 to 20 nm. And more preferably 1 to 15 nm. The polydispersity index (PDI) defined in claim 3 is characterized by being 2 or less, preferably 0.2 to 1.8, more preferably 0.3 to 1.6. It is.
[0033]
In the above relational expression, the narrower the particle size distribution is, the closer PDI is to zero. Conversely, the wider the particle size distribution, that is, the greater the polydispersity, the larger the PDI.
[0034]
The particle size distribution is a conventional method, for example, the pigment dispersion is observed with a transmission electron microscope, the long diameter of about 1,000 particles is randomly measured, and a particle size distribution curve is created therefrom, or It can be determined by an analytical ultracentrifuge (see, for example, W. Maechtle, Makromol. Chem. 185 (1984), pages 1025-1039), or PDI can also be determined by calculation from the obtained values. it can. Indeed, the polydispersity values obtained by the two methods cannot be directly compared, but both are suitable for characterizing the grain distribution of the finished dispersion.
[0035]
In the present invention, a method of obtaining a pigment dispersion having a characteristic value defined in claim 1 or claim 3, the surfactant is adsorbed to the pigment particle surfaces, and more pigment derivatives having a polar group and Mochiiruko Can be achieved.
[0036]
Next, the pigment according to the present invention will be described.
The pigment used in the present invention refers to an organic pigment having color, specifically, quinacridone pigment, phthalocyanine pigment, azo pigment, perylene pigment, anthraquinone pigment, dioxazine pigment, thioindigo pigment, isoindolinone pigment, Examples include polycyclic pigments such as quinophthalone pigments, dye lakes such as basic dye-type lakes and acid dye-type lakes, and organic pigments such as nitro pigments, nitroso pigments, aniline black, and daylight fluorescent pigments.
[0037]
Specific organic pigments are exemplified below.
Examples of pigments for magenta or red include C.I. I.
[0038]
Examples of the orange or yellow pigment include C.I. I. Pigment orange 31, C.I. I. Pigment orange 43, C.I. I. Pigment yellow 12, C.I. I. Pigment yellow 13, C.I. I. Pigment yellow 14, C.I. I. Pigment yellow 15, C.I. I. Pigment yellow 17, C.I. I. Pigment yellow 93, C.I. I. Pigment yellow 94, C.I. I. Pigment yellow 128, C.I. I. And CI Pigment Yellow 138.
[0039]
Examples of green or cyan pigments include C.I. I. Pigment blue 15, C.I. I. Pigment blue 15: 2, C.I. I. Pigment blue 15: 3, C.I. I. Pigment blue 16, C.I. I. Pigment blue 60, C.I. I. And CI Pigment Green 7.
[0040]
Examples of the solvent for dissolving these pigments include acidic solvents and alkaline aprotic polar solvents.
[0041]
Examples of the acidic solvent include sulfuric acid and sulfonic acid solvents (for example, methanesulfonic acid, ethanesulfonic acid, etc.).
[0042]
The alkaline aprotic polar solvent means an aprotic polar solvent containing an aqueous solution of an alkaline substance (for example, sodium hydroxide or potassium hydroxide).
[0043]
Examples of the aprotic polar solvent include amides (for example, formamide, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide and the like), heterocyclic rings (for example, 2-pyrrolidone, N-methyl-2-pyrrolidone, N -Cyclohexyl-2-pyrrolidone, 2-oxazolidone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, etc.), sulfoxides (eg dimethyl sulfoxide etc.), sulfones (eg sulfolane etc.), acetonitrile and the like. Preferred are amides, sulfoxides, and acetonitrile.
[0044]
In the present invention, one characteristic is that the surfactant is adsorbed on the surface of the pigment particles. Further, in the invention according to claim 4, the molecular weight of the surfactant is 500 to 3,000. is there. A pigment dispersion having a desired particle size and particle size distribution by adsorbing a surfactant to the pigment particle surface during pigment dispersion, and performing optimal primary particle control during the crystal growth period due to pigment crystallization. Can be obtained.
[0045]
The surfactant in the present invention is defined as a compound having both a group adsorbing on a hydrophobic surface such as a pigment and a hydrophilic group that can be stabilized in water. The molecular weight of the surfactant is preferably 600 or more and 3000 or less, and more preferably an anion or nonionic surfactant having an alkylene oxide chain such as an ethylene oxide chain, a propylene oxide chain, or a glycidyl oxide chain in the molecule.
[0046]
Examples of surfactants include, for example, anionic surfactants such as dialkyl sulfosuccinates, alkylnaphthalene sulfonates, fatty acid salts, polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyethylene alkyl allyl ethers, sulfoalkyl polyoxy Nonionic surfactants such as ethylene aryl ethers, polyoxyethylene allyl ethers, acetylene glycols, and polyoxyethylene / polyoxypropylene block copolymers are exemplified, and polyoxyethylene allyl ethers are preferred.
[0047]
The addition amount of the surfactant is preferably 1% by mass or more and 1000% by mass or less with respect to the dissolved pigment. Furthermore, 20 mass% or more and 200 mass% or less are more preferable. If it is less than 1% by mass, the effect of suppressing the growth and aggregation of the pigment particles is reduced, and if it exceeds 1000% by mass, problems such as an increase in viscosity and poor dissolution tend to occur.
[0048]
The inventions according to claim 1 and claim 3 are characterized in that the pigment dispersion contains a pigment derivative having a polar group.
[0049]
The pigment derivative having a polar group according to the present invention refers to an organic substance having an organic pigment skeleton in which a polar group is bonded directly or via a joint.
[0050]
Examples of the polar group include a sulfonic acid group, a carboxylic acid group, a phosphoric acid group, a boric acid group, and a hydroxyl group, preferably a sulfonic acid group and a carboxylic acid group, and more preferably a sulfonic acid group.
[0051]
Examples of the organic pigment skeleton include an anthraquinone skeleton, a dioxazine skeleton, a thioindigo skeleton, a quinacridone skeleton, a phthalocyanine skeleton, a pyrrolopyrrole skeleton, a perylene pigment skeleton, an isoindolinone pigment skeleton, a quinophthalone pigment skeleton, and an azo group. The quinacridone skeleton, the phthalocyanine skeleton, and the anthraquinone skeleton are preferable, and the quinacridone skeleton and the phthalocyanine skeleton are more preferable.
[0052]
Examples of the pigment derivative having a quinacridone skeleton include sulfoquinacridone, disulfoquinacridone, carboxyquinacridone, dicarboxyquinacridone, sulfophenylaminosulfonylquinacridone, sulfobutylaminosulfonylquinacridone, and the like, and pigment derivatives having a phthalocyanine skeleton include sulfophthalocyanine and dithiophene. Examples include sulfophthalocyanine, tetrasulfophthalocyanine, dicarboxyphthalocyanine, and tetracarboxyphthalocyanine.
[0053]
Examples of the pigment derivative having an azo group include C.I. I. Pigmwnt Yellow 74 sulfonated product, C.I. I. Pigment Yellow 128 sulfonated compounds and the like include C.I. I. Pigment Yellow 109 sulfonated compounds and the like include C.I. I. Pigment Red 168 sulfonated compounds and the like include C.I. I. Pigment Orange 168 sulfonated products and the like, and pigment derivatives having a quinacridone skeleton are particularly preferable.
[0054]
A joint refers to a divalent linking group. Specifically, a substituted or unsubstituted alkylene group, a substituted or unsubstituted alkenylene group, a substituted or unsubstituted phenylene group, a substituted or unsubstituted heterocyclic group (for example, a furylene group, a pyrrolylene group, an imidazolylene group, etc.) , -O -, - COO -, - OCO -, - SO 2 -, - SO -, -
[0055]
The polar group may be free or in a salt state. Examples of the counter salt include inorganic salts (lithium, sodium, potassium, magnesium, calcium, aluminum, nickel, ammonium) and organic salts (triethylammonium, diethylammonium, pyridinium, triethanolammonium, etc.). A counter salt having a monovalent valence is preferred.
[0056]
These pigment derivatives can be easily synthesized by a known method, but the pigment is sulfonated with a sulfonating agent such as sulfuric acid or chlorosulfuric acid, sulfonyl chloride is used to react with amine after sulfonyl chloride, or A method of synthesizing a pigment using an intermediate containing sulfonic acid in advance is used.
[0057]
The pigment derivative having a polar group according to the present invention preferably has the same skeleton as the pigment, more preferably the pigment derivative having a polar group and the pigment are pigments having a quinacridone skeleton, and the pigment is an alkaline aprotic It is preferable to make a solution by dissolving in a polar solvent.
[0058]
The addition amount of the pigment derivative is preferably 0.1 mol% or more and 50 mol% or less with respect to the dissolved pigment. If it is less than 0.1 mol%, the effect of suppressing the growth and aggregation of the pigment particles is reduced, and if it exceeds 50 mol%, the expected effect cannot be obtained.
[0059]
The invention according to claim 7 is characterized in that the liquid medium is an aqueous medium composed of at least 50% water.
[0060]
A water-soluble organic solvent that dissolves in water may be added to the aqueous medium. Specific examples of the water-soluble organic solvent include water-soluble alcohols (for example, methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, butanol, iso-butanol, sec-butanol, tert-butanol, pentanol, hexanol, Cyclohexanol, benzyl alcohol, etc.), water-soluble polyhydric alcohols (for example, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, polyethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, polypropylene glycol, butylene glycol, hexanediol, pentanediol, glycerin, Hexanetriol, thiodiglycol, etc.) and water-soluble ketones (acetone, etc.).
[0061]
As a method for producing a pigment dispersion of the present invention, in the invention according to claim 7, a solution in which the pigment particles and a surfactant were dissolved, is characterized by mixing the pigment insoluble medium, also to claim 8 Such an invention is characterized in that a solution in which pigment particles are dissolved is mixed with a pigment-insoluble medium containing a surfactant.
[0062]
Furthermore, the invention according to claim 9 is characterized in that at least 50% of the pigment-insoluble medium is water.
[0063]
The pigment-insoluble medium referred to in the present invention is typically water, but in addition, the above-mentioned water-soluble organic solvent may be appropriately added.
[0064]
Subsequently, the detail of the manufacturing method of the pigment dispersion of this invention is demonstrated.
In the present invention, in the reaction vessel, the pigment is dissolved in the above-mentioned acidic solvent or alkaline aprotic polar solvent, and if necessary, a solution containing a surfactant, and if necessary, a pigment having a surfactant and a polar group After stirring and mixing the pigment-insoluble medium containing the derivative, the pigment particles are crystallized to obtain a pigment dispersion.
[0065]
The stirring means of the reaction vessel according to the present invention is not particularly limited, and a normal impeller can be used. Examples include a paddle wing, a curved paddle wing, a tilted paddle wing, a propeller wing, a turbine wing, a bull margin wing, an icari wing, a spiral shaft wing, a spiral wing, a dissolver wing, and a homomixer wing. Of these, it is preferable to use an axial flow type stirring blade that can generate a strong flow in the axial direction by thrust in the rotational axis direction.
[0066]
The mixing of the pigment solution is preferably substantially turbulent in order to achieve more uniform mixing. Turbulence is defined by the Reynolds (Re) number. The Reynolds number is the typical length of an object in the flow, D, velocity U, density ρ, viscosity η,
Re = DUρ / η
Is defined by a dimensionless number.
[0067]
Generally, when Re <2300, it is called laminar flow, 2300 <Re <3000 is called a transition region, and when Re> 3000, it is called turbulent flow. Substantially turbulent refers to Re> 3000, preferably Re> 5000, more preferably Re> 10000. In this invention, it is preferable to mix by Reynolds number 3000 or more, and 5000 or more are still more preferable.
[0068]
The pigment solution is preferably added to a place where there is no stagnation due to the flow of the liquid, and more preferably added to the liquid near the stirring blade. The number of nozzles for adding the pigment solution may be one, but it is preferable that a plurality of nozzles are present.
[0069]
In the present invention, the mixing device may be a dynamic mixing device having a stirrer inside or a static mixing device having no stirrer. In the case of a static mixing apparatus, all the supply pipes and the axes of the pipes for discharging the deposited pigment are all gathered at the same point, and there is no stirrer inside the pipe. For example, it may be T-shaped or Y-shaped. In both the dynamic mixing device and the static mixing device, the number of the pigment solution and the pigment derivative solution and the nozzle for introducing the aqueous medium may be one or one, but it is preferable that there are a plurality or a plurality of nozzles. preferable.
[0070]
The temperature at which the solution of the dissolved pigment is added to the aqueous medium in which the pigment derivative having a polar group is dissolved or dispersed is not particularly limited, but is preferably in the range of 0 ° C to 80 ° C. If it is less than 0 ° C., water in the hydrophilic medium may freeze, and if it exceeds 80 ° C., the growth of pigment particles is remarkably accelerated and the desired particle size cannot be obtained.
[0071]
In the invention according to claim 1 0, it is characterized by performing the desalting simultaneously crystallized.
In the present invention, desalting is a method for producing a pigment dispersion using a surfactant, a pigment derivative having a polar group, and a pigment. In the method for producing a pigment dispersion, a salt such as sodium produced during or after the production of the pigment dispersion, an acidic solvent, The process of removing an alkaline aprotic polar solvent is shown. As the desalting method, various methods such as a centrifugal separation method, a flotation separation method, a sedimentation separation method, an ultrafiltration method, and an electrodialysis method are preferably used. In the present invention, a more preferable method is an ultrafiltration method.
[0072]
In the present invention, the desalting degree is preferably 5,000 μm / cm or less, more preferably 3,000 μm / cm or less, and still more preferably 1,000 μm / cm or less as the conductivity of the solution.
[0073]
In the present invention, a pigment dispersion having a desired small particle diameter can be obtained by crystallization, desalting, and concentration. However, if this is still insufficient, a mechanical dispersion means may be used as appropriate. good. As the mechanical dispersion means, for example, various methods such as a disper, a sand mill, a homogenizer, a ball mill, and a paint shaker are preferably used. In the present invention, a more preferable method includes a sand mill.
[0074]
If the pigment dispersion obtained in the present invention is used, the dispersion stability is considerably improved as compared with the conventional one, but if it is still insufficient, a polymer dispersant may be contained as required. The type of the polymer dispersant is not particularly limited. For example, styrene, styrene derivatives, vinyl naphthalene derivatives, acrylic acid, acrylic acid derivatives, maleic acid, maleic acid derivatives, itaconic acid, itaconic acid derivatives, fumaric acid, fumaric acid derivatives. And a block copolymer, a random copolymer and a salt thereof comprising two or more monomers selected from the above.
[0075]
The ink solvent that can be used in the pigment ink of the present invention is preferably a water-soluble organic solvent, specifically, alcohols (for example, methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, n-butanol, i-butanol, sec-butanol, tert-butanol, pentanol, hexanol, cyclohexanol, benzyl alcohol, etc.), polyhydric alcohols (eg, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, polyethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, polypropylene glycol, Butylene glycol, hexanediol, pentanediol, glycerin, hexanetriol, thiodiglycol, etc.), polyhydric alcohol ethers (eg, ethylene glycol) Nomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monophenyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monomethyl Ether acetate, triethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monoethyl ether, triethylene glycol monobutyl ether, triethylene glycol dimethyl ether, dipropylene glycol monopropyl ether, tripropylene glycol dimethyl ether Ter, etc.), amines (eg ethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, N-methyldiethanolamine, N-ethyldiethanolamine, morpholine, N-ethylmorpholine, ethylenediamine, diethylenediamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, polyethylene Imines, pentamethyldiethylenetriamine, tetramethylpropylenediamine, etc.), amides (eg, formamide, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, etc.), heterocyclics (eg, 2-pyrrolidone, N-methyl- 2-pyrrolidone, N-cyclohexyl-2-pyrrolidone, 2-oxazolidone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, etc.), sulfoxides (eg, dimethyl sulfoxide, etc.) , Sulfones (for example, sulfolane), sulfonates (for example, 1-butanesulfonic acid sodium salt), urea, acetonitrile, acetone and the like.
[0076]
These ink solvents may be used alone or in combination.
In the pigment ink of the present invention, latex may be added to the ink. Examples thereof include latex such as styrene-butadiene copolymer, polystyrene, acrylonitrile-butadiene copolymer, acrylic ester copolymer, polyurethane, silicon-acrylic copolymer, and acrylic-modified fluorine-fatting. The latex may be obtained by dispersing polymer particles using an emulsifier, or may be dispersed without using an emulsifier. A surfactant is often used as an emulsifier, but a polymer having a water-soluble group such as a sulfonic acid group or a carboxylic acid group (for example, a polymer in which a solubilizing group is graft-bonded, a single group having a solubilizing group). It is also preferable to use a polymer obtained from a monomer and a monomer having an insoluble part.
[0077]
In the ink of the present invention, it is particularly preferable to use a soap-free latex.
Here, the soap-free latex is a latex that does not use an emulsifier, and a polymer having a water-soluble group such as a sulfonic acid group or a carboxylic acid group (for example, a polymer in which a solubilizing group is grafted, This refers to a latex using a polymer obtained from a monomer having a solubilizing group and a monomer having an insoluble part as an emulsifier.
[0078]
In recent years, as latex polymer particles, there are also latexes in which core-shell type polymer particles having different compositions at the center and outer edge of the particles are dispersed in addition to the latex in which the polymer particles are uniform throughout. However, this type of latex can also be preferably used in the present invention.
[0079]
In the pigment ink of the present invention, the average particle size of the polymer particles in the latex is preferably 10 nm to 300 nm, and more preferably 10 nm to 100 nm. When the average particle size of the latex exceeds 300 nm, the glossiness of the image is deteriorated, and when it is less than 10 nm, the water resistance and scratch resistance become insufficient. The average particle size of the polymer particles in the latex can be determined by a commercially available particle size measuring instrument using a light scattering method, an electrophoresis method, or a laser Doppler method.
[0080]
In the pigment ink of the present invention, the latex is added so that the solid content is 0.1% by mass or more and 20% by mass or less with respect to the total mass of the ink. It is particularly preferable to set the mass to 10% by mass or less. If the solid content of the latex is less than 0.1% by mass, it is difficult to exert a sufficient effect on water resistance, and if it exceeds 20% by mass, the ink viscosity increases over time, or the pigment dispersed particles Problems often occur in terms of ink storage stability, such as an increase in diameter.
[0081]
In addition to the above, the pigment ink of the present invention may contain a preservative, an antifungal agent, a viscosity modifier, and the like, if necessary.
[0082]
In the pigment ink of the present invention, an electrical conductivity adjusting agent can be used, for example, inorganic salts such as potassium chloride, ammonium chloride, sodium sulfate, sodium nitrate, sodium chloride, aqueous amines such as triethanolamine, and the like. Can be mentioned.
[0083]
In the pigment ink of the present invention, according to the purpose of improving ejection stability, print head and ink cartridge compatibility, storage stability, image storage stability, and other various performances, a viscosity modifier, a specific resistance adjuster, a film Forming agents, ultraviolet absorbers, antioxidants, anti-fading agents, rust inhibitors, preservatives, and the like can also be added.
[0084]
As recording media used for recording, plain paper, coated paper, swelling type ink jet recording paper provided with an ink receiving layer that swells by absorbing ink, and void type ink jet recording having a porous ink receiving layer Paper or a substrate using a resin support such as a polyethylene terephthalate film can be used instead of the base paper. However, it is preferable to use a porous ink jet recording medium as the recording medium. The most effective.
[0085]
Specific examples of the porous inkjet recording medium include a void-type inkjet recording paper or a void-type inkjet film, and these are recording media provided with a void layer having an ink absorbing ability, The void layer is mainly formed by soft aggregation of a hydrophilic binder and inorganic fine particles.
[0086]
Various methods for forming a void layer are known as a method for forming voids in a film. For example, a uniform coating solution containing two or more kinds of polymers is coated on a support and these polymers are dried. A method of forming a void by phase-separating each other, applying a coating liquid containing solid fine particles and a hydrophilic or hydrophobic binder on a support, and drying, the inkjet recording paper contains water or a suitable organic solvent A method of creating voids by immersing in a liquid to dissolve solid fine particles, applying a coating solution containing a compound that foams during film formation, and then foaming this compound in the drying process to form voids in the film A method in which a coating liquid containing porous solid fine particles and a hydrophilic binder is coated on a support to form voids in or between the porous fine particles. Examples thereof include a method of applying a coating liquid containing solid fine particles and / or fine particle oil droplets having a volume of an amount or more and a hydrophilic binder on a support to produce voids between the solid fine particles. In the case of using ink, even if any method is used, a good result is obtained.
[0087]
The invention according to claim 14 is characterized in that the average primary particle diameter of the pigment particles contained in the ink-jet pigment ink is 80% or less of the average void diameter of the porous inkjet recording medium. As a result, the object effects of the present invention can be exhibited.
[0088]
An ink jet head used in ink jet recording may be an on-demand system or a continuous system. In addition, as a discharge method, an electro-mechanical conversion method (for example, a single cavity type, a double cavity type, a bender type, a piston type, a shear mode type, a shared wall type, etc.), an electro-thermal conversion method (for example, a thermal type) Specific examples include an ink jet type, a bubble jet type, etc., an electrostatic suction type (for example, an electric field control type, a slit jet type, etc.), and a discharge type (for example, a spark jet type). The discharge method may be used.
[0089]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated concretely, this invention is not limited to these.
[0090]
Example 1
<< Preparation of pigment dispersion >>
Pigment dispersions 1-26 were prepared according to the method described below.
[0091]
First, a surfactant was added to the pigment solution (liquid A) to prepare pigment dispersions 1 to 9. This method is referred to as “Preparation Method A”.
[0092]
[Preparation of Pigment Dispersion 1: Comparative Example]
(Preparation of solution A1)
50 g C.I. I. Pigment Red 122 and 9.0 g of Pigment Derivative 1 are dissolved in a mixed solution of DMSO (Dimethylsulfoxide) 750 g and 10% NaOH aqueous solution 250 g, and the solution filtered through a 1 μm Millipore filter is designated as A1 solution.
[0093]
(Preparation of solution B1)
A solution obtained by adding 42.5 g of acetic acid to 2075 g of water is designated as solution B1.
[0094]
(Preparation of pigment dispersion)
B1 liquid is put into a container with a capacity of about 4 L, and ice-cooled from the periphery of the container, and the liquid temperature is adjusted to 0-10 ° C. Next, pigment dispersion 1 was prepared using the apparatus shown in FIG.
[0095]
T. T. K. Using the homomixer M as a stirring part of Robomix (made by Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.), the B1 liquid is stirred at 5000 rpm as the aqueous medium B. Next, a device that circulates at a flow rate of 10 L / min to an ultrafiltration membrane (Lab Module SIP-1013 manufactured by Asahi Kasei Kogyo Co., Ltd.) using a diaphragm pump (DP-10BPT manufactured by Yamada Corporation) is attached to this device. The solution A1 is added to the solution B1 as a pigment solution A in 30 minutes using a roller pump P to precipitate pigment fine particles, and at the same time, desalting and concentration are repeated, and the conductivity of the solution is 500 μS / cm. Desalting and concentration were performed until the following concentration was obtained, thereby obtaining a pigment dispersion 1 having a concentration of 6%.
[0096]
[Preparation of Pigment Dispersion 2]
(Preparation of solution A2)
50 g C.I. I. Pigment Red 122 and 100 g of surfactant SA-1 are dissolved in a mixed solution of 750 g of DMSO (Dimethylsulfoxide) and 250 g of 10% NaOH aqueous solution, and filtered through a 1 μm Millipore filter, and this solution is designated as A2.
[0097]
(Preparation of pigment dispersion)
[0098]
[Preparation of Pigment Dispersion 3]
(Preparation of solution A3)
50 g C.I. I. Pigment Red 122, 9.0 g of Pigment Derivative 1 and 100 g of SA-1 were dissolved in a mixed solution of DMSO (Dimethylsulfoxide) 750 g and 10% NaOH aqueous solution 250 g, and filtered through a 1 μm Millipore filter. Let it be A3 liquid.
[0099]
Pigment dispersion 3 was prepared in the same manner as in the preparation of
[0100]
[Preparation of Pigment Dispersion 4]
In the preparation of the pigment dispersion 3, a pigment dispersion 4 was prepared in the same manner except that the desalting step was performed by the method described below.
[0101]
The aforementioned B1 liquid is put into a container having a capacity of about 4 L, and ice-cooled from the periphery of the container to bring the liquid temperature to 0 to 10 ° C. Next, the pigment dispersion 4 was prepared using the apparatus shown in FIG.
[0102]
T. T. K. Using the homomixer M as a stirring part of Robomix (made by Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.), the B1 liquid is stirred at 5000 rpm as the aqueous medium B. The pigment solution A3 was added to the solution B1 using the roller pump P in 30 minutes as a pigment solution A to precipitate pigment fine particles.
[0103]
Next, the solution in which the pigment fine particles are precipitated is circulated at a flow rate of 10 L / min through an ultrafiltration membrane (Lab Module SIP-1013, manufactured by Asahi Kasei Corporation) using a diaphragm pump (DP-10BPT, manufactured by Yamada Corporation). By repeating the operation of adding concentrated water and adding pure water, desalting was performed until the conductivity of the solution reached 500 μS / cm or less, and a pigment dispersion 4 having a concentration of 6% was obtained.
[0104]
[Preparation of
In the preparation of pigment dispersion 3,
[0105]
[Preparation of pigment dispersions 8 and 9]
Pigment dispersions 8 and 9 were prepared in the same manner as in the preparation of pigment dispersion 3, except that the type of pigment in the A3 liquid and the types of solvent and pigment derivative were changed as shown in Table 1. In addition, DMF which is a solvent of Table 1 represents dimethylformamide.
[0106]
[Chemical 1]
[Chemical 2]
Next, a surfactant was added to the aqueous medium (Liquid B) to prepare pigment dispersions 10-22. This method is referred to as “Preparation Method B”.
[0109]
[Preparation of Pigment Dispersion 10: Comparative Example]
(Preparation of A4 solution)
50 g C.I. I. Pigment Red 122 and 9.0 g of Pigment Derivative 1 are dissolved in a mixed solution of 750 g of DMSO (Dimethylsulfoxide) and 250 g of 10% NaOH aqueous solution, and the solution filtered through a 1 μm Millipore filter is designated as A4 solution.
[0110]
(Preparation of pigment dispersion 10)
B1 liquid is put into a container with a capacity of about 4 L, and ice-cooled from the periphery of the container, and the liquid temperature is adjusted to 0-10 ° C. Next, the
[0111]
T. T. K. Using the homomixer M as a stirring part of Robomix (made by Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.), the B1 liquid is stirred at 5000 rpm as the aqueous medium B. Next, a device that circulates at a flow rate of 10 L / min to an ultrafiltration membrane (Lab Module SIP-1013 manufactured by Asahi Kasei Kogyo Co., Ltd.) using a diaphragm pump (DP-10BPT manufactured by Yamada Corporation) is attached to this device. In the liquid B1, the A4 liquid is added as a pigment solution A in 30 minutes using a roller pump P to precipitate pigment fine particles, and at the same time, desalting and concentration are repeated, and the conductivity of the solution is 500 μS / cm. Desalting and concentration were performed until the following was obtained, thereby obtaining a
[0112]
[Preparation of Pigment Dispersion 11]
(Preparation of solution A5)
50 g C.I. I. Pigment Red 122 is dissolved in a mixed solution of 750 g of DMSO (Dimethylsulfoxide) and 250 g of 10% NaOH aqueous solution, and the solution filtered through a 1 μm Millipore filter is designated as A5 solution.
[0113]
(Preparation of solution B2)
A solution obtained by dissolving 100 g of SA-1 in 2075 g of water and adding 42.5 g of acetic acid to a solution filtered through a 1 μm Millipore filter is referred to as B2 solution.
[0114]
(Preparation of pigment dispersion)
A pigment dispersion 11 was prepared in the same manner as in the preparation of the
[0115]
[Preparation of Pigment Dispersion 12]
In the preparation of the
[0116]
[Preparation of Pigment Dispersion 13]
In the preparation of the pigment dispersion 12, a pigment dispersion 13 was prepared in the same manner except that the desalting step was performed by the method described below.
[0117]
The aforementioned B2 liquid is put into a container having a capacity of about 4 L, and ice-cooled from the periphery of the container so that the liquid temperature is 0 to 10 ° C. Next, the pigment dispersion 13 was prepared using the apparatus shown in FIG.
[0118]
T. T. K. Using the homomixer M as a stirring part of Robomix (made by Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.), the B2 liquid is stirred as an aqueous medium B at 5000 rpm. The pigment solution A5 was added to the solution B2 as a pigment solution A in 30 minutes using a roller pump P to precipitate pigment fine particles.
[0119]
Next, the solution in which the pigment fine particles are precipitated is circulated at a flow rate of 10 L / min through an ultrafiltration membrane (Lab Module SIP-1013, manufactured by Asahi Kasei Corporation) using a diaphragm pump (DP-10BPT, manufactured by Yamada Corporation). Concentration and repeated addition of pure water were repeated until the solution had a conductivity of 500 μS / cm or less to obtain a pigment dispersion 13 having a concentration of 6%.
[0120]
[Preparation of pigment dispersions 14 to 23]
In the preparation of the pigment dispersion 12, as shown in Table 1, the types of pigments in the pigment solution (liquid A), the types of pigment derivatives, the types of solvent, and the types of surfactant in the aqueous solvent (liquid B) Pigment dispersions 14 to 23 were prepared in the same manner except that the changes were made.
[0121]
[Chemical 3]
Next, as a comparative preparation method, pigment dispersions 24-26 were prepared by salt milling. This method is referred to as “Preparation Method C”.
[0123]
[Preparation of Pigment Dispersion 24]
In a stainless gallon kneader, 50 g of C.I. I. Pigment Red 122, 500 g of sodium chloride, and 50 g of diethylene glycol were added and kneaded at 60 ° C. for 180 minutes.
[0124]
Next, after the kneaded crystals were washed with water, 9.0 g of pigment derivative 1 and 1000 g of water were added, and the mixture was mixed with a sand grinder filled with 50% by volume of 0.5 mm zirconia beads. And dispersed to prepare a pigment dispersion 24.
[0125]
[Preparation of pigment dispersions 25 and 26]
Pigment dispersions 25 and 26 were prepared in the same manner as in the preparation of the pigment dispersion 24 except that the types of pigments and pigment derivatives were changed as shown in Table 1.
[0126]
[Table 1]
<< Evaluation of pigment dispersion >>
(Confirmation of surfactant adsorption)
After each pigment dispersion prepared above is dissolved by adding sodium chloride so that the sodium chloride concentration becomes 0.1%, the pigment is separated by centrifugation. The separated pigment was washed with a 0.1% by mass sodium chloride aqueous solution and dried, and then the diffuse reflection infrared absorption spectrum was measured. The one where the peak of the surfactant was observed was ○, and the peak was not observed Is indicated by x.
[0128]
(Measurement of primary average particle diameter of pigment dispersion)
Each of the pigment dispersions prepared above was observed with a transmission electron microscope, the major axis of 1,000 particles was randomly measured, and the primary average particle diameter was calculated.
[0129]
(Measurement of D 90 , D 50 , D 10 and PDI)
Based on the 1,000 particle size measurement data measured above, a particle size distribution curve in which the abscissa is the particle size (D) and the ordinate is the particle number function (G) and an integral curve of the distribution function are created, From the integral curve, particle size points D 10 , D 50 and D 90 corresponding to 10%, 50% and 90% by particle number function are obtained, and from these measured values, D 90 -D 10 and the above formula are obtained. PDI (polydispersity index) was determined according to (1). D 50 is the same as the primary average particle diameter.
[0130]
The results obtained as described above are shown in Table 2.
[0131]
[Table 2]
As is apparent from Table 2, it can be seen that the pigment dispersion prepared according to the method of the present invention has a smaller primary average particle size and a very narrow particle size distribution compared to the comparative example.
[0133]
Example 2
<< Preparation of pigment ink >>
Pigment inks 1 to 26 were prepared by the method described below.
[0134]
160g of pigment dispersion
Diethylene glycol 180g
Glycerin 80g
Perex OT-P (manufactured by Kao Corporation) 5g
Proxel GXL (Zeneca) 2g
Each pigment ink was prepared by finishing to 1000 g with ion-exchanged water and passing through a 1 μm Millipore filter twice.
[0135]
<Recording to recording medium>
Using an on-demand inkjet printer with a maximum recording density of 720 x 720 dpi, equipped with a piezo-type head with a nozzle hole diameter of 20 μm, a driving frequency of 12 kHz, 128 nozzles per color, and a nozzle density of 180 dpi between the same colors, Uniform image patterns 1 to 25 giving a reflection density of 1.0 were output on paper and a porous inkjet recording medium having an average void diameter of 0.03 μm. In the present invention, dpi refers to the number of dots per 2.54 cm (1 inch).
[0136]
<< Evaluation of pigment ink and output image >>
(Evaluation of dispersion stability)
After measuring the dispersed particle diameter of each pigment ink using a Zetasizer 1000 (Malvern Co., Ltd.), 100 ml of the pigment ink was put in a sealed sample bottle so as not to evaporate, and placed in a constant temperature bath at 60 ° C. for one week. The particle size change rate is obtained by using a Zetasizer 1000 (supra), and if the particle size change rate is less than 10%, the particle size change rate is 10% to 50%. In the case of Δ, the case where the particle size change rate exceeded 50% was evaluated as x, and the dispersion stability was evaluated.
[0137]
(Evaluation of head clogging)
Using a piezo-type head with a nozzle hole diameter of 20 microns in an environment of 20 ° C and 30% RH, discharging is continued for one week without cleaning, under the condition of discharging 12 picoliters per drop. Were observed and evaluated according to the following criteria.
[0138]
○: Normal emission from all nozzles △: Clogging is observed in 1 to 3 nozzles, but recovered by suction cleaning from the nozzle surface ×: Clogging occurs in 4 or more nozzles, and clogging cannot be recovered by suction cleaning 1 nozzle or more (Bronzing evaluation)
Visual evaluation was performed according to the following criteria.
[0139]
A: Bronzing is hardly felt B: Slight bronzing is observed, but there is no problem in practical use B: Bronzing having a problem in practical use is observed X: Remarkable bronzing is observed
[0140]
(Glossiness evaluation)
The evaluation sample image was measured for image clarity (gloss value C value%) at a reflection degree of 60 degrees and an optical comb of 2 mm with a clarity measurement instrument ICM-1DP (manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd.). Evaluation was performed according to the following criteria.
[0141]
A: C value% is 61 or more B: C value% is 60 to 51
Δ: C value% is 50 to 41
X: C value% is 40 or less In the above evaluation rank, ◎ and ○ were judged to be practically preferable ranks.
[0142]
(Evaluation of light resistance)
The light fastness of each image is determined by irradiating a sample portion having a reflection density of about 1.0 for each of yellow, magenta, and cyan single-color wedge images at 70,000 lx for 60 days using a xenon fade meter, and then the reflection density remains. Rate {(reflection density after irradiation with xenon / fade meter / reflection density before irradiation with xenon / fade meter) × 1
00 (%)} was measured, and the reflection density residual ratio of each image was evaluated according to the following criteria.
[0143]
5: Reflection density remaining rate is 95% or more 4: Reflection density remaining rate is less than 85 to 95% 3: Reflection density remaining rate is less than 70 to 85% 2: Reflection density remaining rate is less than 50 to 70% 1: Reflection density Table 3 shows the evaluation results obtained when the residual ratio was less than 50%.
[0144]
[Table 3]
As apparent from Table 3, the pigment ink using the pigment dispersion having the primary average particle diameter, D 90 -D 10 and PDI defined in the present invention, with the surfactant adsorbed on the surface of the pigment particle, is a comparative example. On the other hand, the stability of pigment ink, clogging resistance of the head during printing, excellent bronzing and gloss of the formed image, and improved light resistance, and the effect when using a porous inkjet recording medium It can be seen that is remarkably exhibited.
[0146]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to provide a pigment dispersion having a small primary particle size and a method for producing the same, and further, ink storage stability, clogging of the ink head, bronzing, glossiness are improved, and light resistance is improved. It was possible to provide an inkjet pigment ink and an inkjet image recording method using the same.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a particle size distribution function curve representing D 10 , D 50 , and D 90 according to the present invention.
FIG. 2 is a process diagram showing an example of an apparatus that can be used for preparing the pigment dispersion of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Particle size distribution function of
A Pigment solution B Aqueous medium M Homomixer P Roller pump
Claims (14)
Ｄ９０値、Ｄ１０値：顔料粒子の分布関数ｄＧ＝Ｆ（Ｄ）ｄＤの積分が、顔料粒子の全粒子数の０．９（９０個数％）、０．１（１０個数％）に等しい粒径を表す。In the pigment dispersion obtained by dispersing the pigment particles in the medium, the surfactant is adsorbed on the pigment particle surface, it contains a pigment derivative having a polar group, and a primary particle size distribution of the pigment particles, the following D 90 value And a D 10 value below is 25 nm or less.
D 90 value, D 10 value: Integration of pigment particle distribution function dG = F (D) dD is equal to 0.9 (90 number%) and 0.1 (10 number%) of the total number of pigment particles. Represents particle size.
式（１）
ＰＤＩ＝（Ｄ９０−Ｄ１０）／Ｄ５０
〔式中、Ｄ９０、Ｄ５０、Ｄ１０は、それぞれ分布関数ｄＧ＝Ｆ（Ｄ）ｄＤ（Ｇは顔料粒子数、Ｄは粒径）の積分が、顔料粒子の全粒子数の０．９（９０個数％）、０．５（５０個数％）及び０．１（１０個数％）に等しい粒径を表す。〕In a pigment dispersion in which pigment particles are dispersed in a medium, a surfactant is adsorbed on the surface of the pigment particles , contains a pigment derivative having a polar group, and the pigment particles are represented by the following formula (1). A pigment dispersion having a dispersibility index (PDI) of 2 or less.
Formula (1)
PDI = (D 90 -D 10 ) / D 50
[In the formula, D 90 , D 50 , and D 10 are integrals of the distribution function dG = F (D) dD (G is the number of pigment particles, D is the particle size), respectively, and 0.9 is the total number of pigment particles. It represents a particle size equal to (90 number%), 0.5 (50 number%) and 0.1 (10 number%). ]
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