JP5145631B2

JP5145631B2 - 水性顔料分散体及びインクジェット記録用水性インク

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Publication number: JP5145631B2
Application number: JP2005262108A
Authority: JP
Inventors: 健悟安井; 政則加藤; こず恵須之内; 忠松本
Original assignee: DIC Corp
Current assignee: DIC Corp
Priority date: 2005-09-09
Filing date: 2005-09-09
Publication date: 2013-02-20
Anticipated expiration: 2025-09-09
Also published as: JP2007070568A

Description

本発明は、専用紙における光沢性が改良されたインクジェット記録用水性インク及びそれを容易に調製することが出来る水性顔料分散体に関する。

カーボンブラック又は有機顔料と、アシッドホスホキシポリオキシアルキレングリコールモノ（メタ）アクリレートの様な燐酸基含有モノエチレン性不飽和単量体とその他の共重合可能なモノエチレン性不飽和単量体との共重合体と、塩基性物質と、水とを必須成分として含有してなるインクジェット記録用水性インクは、特許文献１にある様に知られている。

この特許文献１では、ホスホリル化重合体分散剤として、２−フェノキシエチル（メタ）アクリレートの様なベンゼン環を含有するアルキル（メタ）アクリレートとアシッドホスホキシポリオキシアルキレングリコールモノ（メタ）アクリレートの様な燐酸基含有モノエチレン性不飽和単量体とを必須成分として重合させた共重合体が各種記載されており、それらを用いてインクジェット記録用水性インクが記載されている。

しかしながら、特許文献１に記載されている様なインクジェット記録用水性インクは、普通紙における発色性だけをとってみれば優れたものではあるが、専用紙における光沢性は依然として不満足なものであった。

インクジェット記録方法においては、印字すべき紙のタイプ毎に、インクを交換することは困難であり、一つのインクで、普通紙における発色性と専用紙における光沢性のいずれにも優れていることが要求される。

特表２００３−５０６５３６公報

本発明が解決しようとする課題は、普通紙における発色性と専用紙における光沢性のいずれにも優れるインクジェット記録用水性インク及びそれを容易に調製することが出来る水性顔料分散体を提供することにある。

本発明者等は、普通紙における発色性と専用紙における光沢性のいずれにも優れるインクジェット記録用水性インク及びそれを容易に調製することが出来る水性顔料分散体について鋭意検討したところ、燐酸基含有モノエチレン性不飽和単量体とその他の共重合可能なエチレン性不飽和単量体との共重合体として、燐酸基含有モノエチレン性不飽和単量体とグリシジル（メタ）アクリレートとその他の共重合可能なモノエチレン性不飽和単量体とを必須成分として重合した共重合体を用いることで前記課題が解決されることを見い出し、本発明を完成するに至った。

即ち本発明は、カーボンブラック又は有機顔料（Ａ）と、燐酸基含有モノエチレン性不飽和単量体とその他の共重合可能なエチレン性不飽和単量体との共重合体（Ｂ）と、塩基性物質（Ｃ）と、水（Ｄ）とを必須成分として含有してなるインクジェット記録用水性インク調製のための水性顔料分散体において、前記共重合体（Ｂ）が、燐酸基含有モノエチレン性不飽和単量体とグリシジル（メタ）アクリレートとその他の共重合可能なモノエチレン性不飽和単量体とを必須成分として重合した共重合体であることを特徴とするインクジェット記録用水性インク調製のための水性顔料分散体を提供する。

または本発明は、前記した水性顔料分散体を含有してなるインクジェット記録用水性インクを提供する。

本発明の水性顔料分散体は、共重合体として、燐酸基含有モノエチレン性不飽和単量体とグリシジル（メタ）アクリレートとその他の共重合可能なモノエチレン性不飽和単量体とを必須成分として重合した分子内架橋した部位を含有する共重合体を用いるので、燐酸基含有モノエチレン性不飽和単量体とジアクリレートの様な多官能アクリレートとその他の共重合可能なモノエチレン性不飽和単量体とを必須成分として重合し架橋した部位を含有する共重合体を分散剤として用いた時には奏し得ない、普通紙における発色性と専用紙における光沢性のいずれにも優れるという格別顕著な効果を奏する。

次に本発明を詳細に説明する。
本発明は、カーボンブラック又は有機顔料（Ａ）と、燐酸基含有モノエチレン性不飽和単量体とその他の共重合可能なエチレン性不飽和単量体との共重合体（Ｂ）と、塩基性物質（Ｃ）と、水（Ｄ）とを必須成分として含有してなるインクジェット記録用水性インク調製のための水性顔料分散体において、前記共重合体（Ｂ）が、燐酸基含有モノエチレン性不飽和単量体とグリシジル（メタ）アクリレートとその他の共重合可能なモノエチレン性不飽和単量体とを必須成分として重合した共重合体であることを特徴とするインクジェット記録用水性インク調製のための水性顔料分散体である。

本発明においては、この様な水性顔料分散体に含有させる共重合体として、燐酸基含有モノエチレン性不飽和単量体とグリシジル（メタ）アクリレートとその他の共重合可能なモノエチレン性不飽和単量体とを必須成分として重合した共重合体を用いることで、印字画像に高発色性と高光沢性とを兼備させる。

本発明においては、水不溶性の着色剤、具体的には、カーボンブラック又は有機顔料（Ａ）が用いられる。本発明における有機顔料としては、公知慣用の有機顔料がいずれも使用出来る。具体的には例えば、不溶性アゾ顔料、溶性アゾ顔料、インダンスレン系顔料、フタロシアニン系顔料、キナクリドン系顔料、ペリレン系顔料、イソインドリノン系顔料、キノフタロン系顔料、アントラキノン系顔料、ジケトピロロピロール系顔料等が挙げられる。

本発明における共重合体（Ｂ）は、燐酸基含有モノエチレン性不飽和単量体とグリシジル（メタ）アクリレートとその他の共重合可能なモノエチレン性不飽和単量体とを必須成分として重合した共重合体である。この共重合体（Ｂ）は、燐酸基含有モノエチレン性不飽和単量体の重合部位に含まれる燐酸基とグリシジル（メタ）アクリレートの重合部位に含まれるエポキシ基とが分子内で架橋反応を起こした部位を含有する。この様な共重合体構造とすることで、ジアクリレートの様な多官能アクリレートで架橋した部位を含有する共重合体では発現し得ない特徴が発現するようにした。共重合体（Ｂ）中の燐酸基が、後記する塩基性物質（Ｃ）で中和されることで、水に対しての溶解性や分散性が確保される。

燐酸基含有モノエチレン性不飽和単量体とは、燐酸基ＰＯ₃Ｈ₂と、重合性エチレン性不飽和二重結合の一つとを含有する単量体である。この様な燐酸基含有モノエチレン性不飽和単量体としては、例えば、ビニルホスホン酸や、下記一般式で表されるものである（以下、あわせて燐酸モノマーと略記する。）。本発明において、（メタ）アクリレート、（メタ）アクリル酸とは、それぞれ順にアクリレートとメタクリレート、アクリル酸とメタクリル酸を意味するものとする。

（上記式中、ａは０または１であり、ａが１のときＸは炭素原子数１〜９のアルキレン基
であり、ｂは２〜１０であり、かつ、ｃ=０であり、Ｒ₃は水素原子またはメチル基である。）

この様な燐酸モノマーとしては、例えば、アシッドホスホシキエチルモノ（メタ）アクリレート、アシッドホスホシキプロピルモノ（メタ）アクリレート、アシッドホスホキシポリオキシアルキレングリコールモノ（メタ）アクリレート等が挙げられる。重合制御の容易さの観点から、本発明における好適な燐酸モノマーは、アシッドホスホキシポリオキシアルキレングリコールモノ（メタ）アクリレートであり、これに該当するモノマーとしては、例えば、アシッドホスホキシポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート、アシッドホスホキシポリ（オキシエチレンオキシプロピレン）グリコールモノ（メタ）アクリレート等が挙げられる。親水性を高める観点からは、アシッドホスホキシポリオキシアルキレングリコールモノ（メタ）アクリレートに含有されるポリオキシアルキレン骨格は、ポリオキシエチレン骨格のみ又はポリオキシエチレンを主体としたポリオキシアルキレン骨格であることが好ましい。燐酸モノマーとしては、ユニケミカル株式会社のＰｈｏｓｍｅｒ（ホスマー）Ｍ、同ＰＥ、同ＰＰ等や、米国デュポン社製のモノマーがある。

本発明の共重合体（Ｂ）は、燐酸基とポリオキシアルキレン基の機能を分離させて、燐酸モノマーとしてのアシッドホスホシキアルキルモノ（メタ）アクリレートと、後記するその他の共重合可能なモノエチレン性不飽和単量体としてのアルコキシポリアルキレングリコールモノ（メタ）アクリレートとを組合せて用いたこれらの重合単位を含有する共重合体であっても良いが、各官能基の機能が統合された、燐酸基とポリオキシアルキレン基とを一分子中に含有する燐酸モノマーであるアシッドホスホキシポリオキシアルキレングリコールモノ（メタ）アクリレートを用いたこれの重合単位を含有する共重合体であることが、専用紙における光沢性をより高められる点で好ましい。

共重合体（Ｂ）は、燐酸モノマーの重合単位を含有していれば良いが、共重合体（Ｂ）は、酸価４０〜２２０ｍｇＫＯＨ／ｇ、中でもより水に分散させた際の分散性や分散安定性及び印字の光沢性により優れる点で、酸価１４０〜２００ｍｇＫＯＨ／ｇあることが好ましい。ここで酸価とは、共重合体の不揮発分１ｇを中和するのに必要な水酸化カリウムのｍｇ数を言う。理論酸価は、用いた燐酸モノマーとその使用量に基づいて算術的に求めることも出来る。酸価が低すぎる場合には顔料分散や保存安定性が低下し、またインクジェット記録用水性顔料インクを調製した場合に、印字安定性が悪くなるので好ましくない。酸価が高すぎる場合には、着色画像の耐水性が低下するのでやはり好ましくない。共重合体（Ｂ）を該酸価の範囲内とするには、燐酸モノマーを、前記酸価の範囲内となる様に含めて共重合すれば良い。

その他の共重合可能なモノエチレン性不飽和単量体は、燐酸基含有モノエチレン性不飽和単量体、グリシジル（メタ）アクリレート以外のモノエチレン性不飽和単量体である。この様なモノエチレン性不飽和単量体単量体としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、ジメチルスチレン、ｔｅｒｔ−ブチルスチレン、クロロスチレン、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ｎ−プロピル（メタ）アクリレート、ｉｓｏ−プロピル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、ｉｓｏ−ブチル（メタ）アクリレート、ｔｅｒｔ−ブチル（メタ）アクレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ｎ−オクチル（メタ）アクリレート、ドデシル（メタ）アクリレート、オクタデシル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、フェニル（メタ）アクリレート、フェニルエチル（メタ）アクリレート、フェニルプロピル（メタ）アクリレート、フェノキシエチル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、メトキシポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート、メトキシポリ（オキシエチレンオキシプロピレン）グリコールモノ（メタ）アクリレート等が挙げられる。

共重合体（Ｂ）には、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、ジメチルスチレン、ｔｅｒｔ−ブチルスチレン、クロロスチレン、ベンジル（メタ）アクリレート、フェニル（メタ）アクリレート、フェニルエチル（メタ）アクリレート、フェニルプロピル（メタ）アクリレート等のベンゼン環を含有するモノエチレン性不飽和単量体の重合単位を含有させることが、印字画像に、より高い発色性及び／又はより高いと光沢性をもたせるために好ましい。

なかでも共重合体（Ｂ）は、燐酸基含有モノエチレン性不飽和単量体とグリシジル（メタ）アクリレートとスチレン系単量体とを必須成分として重合した共重合体であることが好ましい。ベンゼン環を含有するモノエチレン性不飽和単量体として、そこにエステル結合等の親水性原子団を含まない、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、ジメチルスチレン、ｔｅｒｔ−ブチルスチレン、クロロスチレン等のスチレン系単量体は、その重合単位を含有する共重合体の同一酸価対比において、より共重合体の疎水性を高め、共重合体の顔料表面への吸着がより強固となることから好ましい。

共重合体（Ｂ）におけるスチレン系単量体は、質量換算で共重合体を構成する全単量体の合計を１００部とした時、３０〜７０部となる様にすることが、同一共重合量において、ベンゼン環とエステル結合等とを含有する単量体を用いた場合より共重合体の疎水性を高め、共重合体の顔料表面への吸着がより強固となることから好ましい。

共重合体（Ｂ）は、グリシジル（メタ）アクリレートの重合単位が含有された共重合体である。このグリシジル（メタ）アクリレートは、燐酸基含有モノエチレン性不飽和単量体及びその他の共重合可能なモノエチレン性不飽和単量体と共重合するためのエチレン不飽和二重結合と、燐酸基含有モノエチレン性不飽和単量体の燐酸基と反応し架橋し得るエポキシ基を含有する。これらは、エチレン不飽和二重結合により重合し、燐酸基とエポキシ基により架橋することで共重合体を形成する。

本発明においては、この様な共重合体（Ｂ）を用いることで、燐酸基とエポキシ基との架橋に基づく分子内架橋による固有の作用を有効に活用する。実質的に架橋部分を含有する共重合体（Ｂ）は、より耐熱性に優れるために、熱履歴のかかるサーマル方式ノズルのインクジェット記録装置用の水性インクの調製に好適である。

共重合体（Ｂ）に含有させる、グリシジル（メタ）アクリレートの重合単位の含有量は、特に制限されるものではないが、質量換算で、共重合体（Ｂ）を構成する全単量体を１００部とした時、グリシジル（メタ）アクリレートが、０．１〜５部となる様にすることが好ましい。

本発明における共重合体（Ｂ）は、燐酸モノマーとグリシジル（メタ）アクリレートとその他の共重合可能なモノエチレン性不飽和単量体の少なくとも一種の共重合体であれば良く、それらの三元共重合体であっても更に二種以上のその他の共重合可能なモノエチレン性不飽和単量体との四元以上の多元共重合体であっても良い。

本発明で用いる共重合体（Ｂ）は、必要であれば、本発明の効果を損ねない範囲において、各種のエチレン性不飽和二重結合を２〜６つ含有するエチレン性不飽和単量体を更に極少量共重合させた共重合体とすることも出来る。

本発明における共重合体（Ｂ）の分子量としては特に制限されないが、例えば、皮膜形成性の観点から、重量平均分子量５，０００〜１０００，０００、中でも、低粘度で取り扱いが容易な点で、５，０００〜２０，０００であることが好ましい。

本発明においては、用いる各単量体の反応率等は略同一と考えて、各単量体の仕込割合を、各単量体の重合単位の質量換算の含有割合と見なすものとする。本発明における共重合体（Ｂ）は、塊状重合、溶液重合、懸濁重合、乳化重合等の従来より公知の種々の反応方法によって合成することが出来る。この際には、公知慣用の重合開始剤、連鎖移動剤（重合度調整剤）、界面活性剤及び消泡剤を併用することも出来る。

本発明において共重合体（Ｂ）を製造するに当たり、エチレン性不飽和二重結合に基づく重合と、燐酸基とエポキシ基の架橋反応のどちらが先となる様に反応を行っても構わないが、分子内架橋の作用を有効に利用するためには、エチレン性不飽和二重結合に基づく重合により線状（リニアー）の共重合体構造がある程度形成されてから燐酸基とエポキシ基との架橋が行われることが好ましいため、この反応条件としては、エチレン性不飽和二重結合に基づく重合がより優先して行われる様な条件を選択することが好ましい。

共重合体（Ｂ）を中和する塩基性物質（Ｃ）としては、公知慣用のものがいずれも使用出来、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニアの様な無機塩基性物質や、トリエチルアミン、アルカノールアミンの様な有機塩基性物質を用いることが出来る。共重合体（Ｂ）中に含まれる燐酸基は二塩基酸であるため、中和のための塩基性物質（Ｃ）は、従来の様な、カルボキシル基を中和する場合に比べてより多くを必要とする。

本発明の水性顔料分散体は、これら有機顔料（Ａ）、共重合体（Ｂ）、塩基性物質（Ｃ）とを水（Ｄ）中に含有してなる。本発明における水（Ｄ）としては、例えば、蒸留水、イオン交換水、純水、超純水等、ｐＨ６．５〜７．５かつ遊離イオンを含有しない水が好ましい。

本発明の水性顔料分散体では、質量基準で、共重合体（Ｂ）合計不揮発分／有機顔料（Ａ）は、０．２を越えて〜２．０以下であることが好ましく、中でも０．２を越えて〜１．０以下であることがより好ましく、特に０．２０を越えて〜０．６５以下であることが最も好ましい。この比率が低すぎる場合には、着色画像の耐擦過性と水性インク自体の分散安定性が低下し、逆に高すぎる場合には水性インクの粘度が高くなり、その吐出安定性が損なわれる傾向があり好ましくない。共重合体（Ｂ）合計不揮発分／有機顔料（Ａ）は、０．２以下では分散安定性が不充分となりやすいので好ましくない。

本発明の水性顔料分散体は、例えば、有機顔料（Ａ）と、共重合体（Ｂ）と、塩基性物質（Ｃ）と、水（Ｄ）とを必須成分として混合することで調製することが出来る。

前記した水性顔料分散体は、例えば、後記する様な１）〜４）の方法で製造することが出来る。
１）共重合体（Ｂ）とそれを中和するための塩基性物質（Ｃ）とを含有する水性エマルジョンに有機顔料（Ａ）を機械的に強制分散する水性顔料分散体の製造方法。
２）有機顔料（Ａ）の存在下の水中で分散剤と中和のための塩基性物質（Ｃ）とを用いて、前記した共重合体（Ｂ）を得るための各単量体を重合させ共重合体とし必要に応じて会合させる水性顔料分散体の製造方法。
３）有機顔料（Ａ）と共重合体（Ｂ）と有機溶剤の混合物を、水と中和のための塩基性物質（Ｃ）を用いて徐徐に油相から水相に転相させてから脱溶剤する水性顔料分散体の製造方法。
４）有機顔料（Ａ）と共重合体（Ｂ）と中和のための塩基性物質（Ｃ）と有機溶剤と水との均一混合物から脱溶剤を行い、酸性物質を加えて酸析し析出物を洗浄後、この析出物を中和のための塩基性物質と共に水に分散させる水性顔料分散体の製造方法。

本発明の水性顔料分散体としては、共重合体（Ｂ）で被覆された有機顔料（Ａ）粒子を含有する水性顔料分散体が好ましい。

水性顔料分散体や水性顔料インクにおいて、分散粒子は、有機顔料（Ａ）粒子と共重合体（Ｂ）との相互作用が強く働いているものの方が分散安定性等の点で好ましく、前記方法３）及び４）により製造される水性顔料分散体は、共重合体（Ｂ）で被覆された有機顔料（Ａ）粒子を主成分として含有するものとなるので、前記方法１）及び２）により製造される水性顔料分散体に比べ、分散粒子の分散安定性が高いだけでなく、水性顔料分散体の粘度もより低くなるので好ましい。インクジェット記録方式では、ノズルからインク液滴を飛ばすためにはそれが低粘度であることが望まれることから、それを調製するための水性顔料分散体自体の粘度も低いことが好まれる。

本発明では、前記いずれの製造方法をとるにせよ、有機顔料（Ａ）、共重合体（Ｂ）、塩基性物質（Ｃ）及び水（Ｄ）からなる混合物を分散する工程を必須として含ませることが好ましい。分散に用いる液媒体は、水１００％であるのが最適ではあるが、水と有機溶剤との混合物であって、質量換算で水を６０％以上含有する水性媒体であっても良い。水（Ｃ）には水溶性有機溶剤を含有させるのが好ましい。より具体的には、少なくとも有機顔料（Ａ）、共重合体（Ｂ）、塩基性物質（Ｃ）、水溶性有機溶剤及び水（Ｄ）からなる混合物を分散する工程（分散工程）を含ませることが好ましい。水（Ｄ）に水溶性有機溶剤を併用することにより分散工程における液粘度を低下させることが出来る場合がある。

水溶性有機溶剤としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、メチルブチルケトン、メチルイソブチルケトン、等のケトン類；メタノール、エタノール、２−プロパノール（ＩＰＡ）、２−メチル−１−プロパノール、１−ブタノール、２−メトキシエタノール、等のアルコール類；テトラヒドロフラン、１，４−ジオキサン、１，２−ジメトキシエタン、等のエーテル類；ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルピロリドン、等のアミド類が挙げられ、とりわけ炭素原子数が３〜６のケトン及び炭素原子数が１〜５のアルコールからなる群から選ばれる化合物を用いるのが好ましい。これらの水溶性有機溶剤は、前記共重合体溶液として用いられても良く、別途独立に分散工程中において前記混合物中に含有させても良い。

本発明における水性顔料分散体の調製に当たっては、最適には、質量換算で有機顔料（Ａ）１００部当たり、共重合体（Ｂ）の不揮発分２０部を越えて〜６５部以下かつ水溶性有機溶媒を含む水性媒体２３５〜２８０部となる様に、前記した原料を用いて製造することが出来る。

分散工程において用いることの出来る分散装置としては、既に公知の種々の方式による装置がいずれも使用出来、特に限定されるものではない。この様な分散装置としては、例えば、スチール、ステンレス、ジルコニア、アルミナ、窒化ケイ素、ガラス等でできた直径０．１〜１０ｍｍ程度の球状分散媒体の運動エネルギーを利用する方式、機械的攪拌による剪断力を利用する方式、高速で供給された被分散物流束の圧力変化、流路変化あるいは衝突に伴って発生する力を利用する方式、等の分散方式の分散装置を挙げることが出来る。

こうした分散工程を実施することで、共重合体（Ｂ）を含有する液媒体中に有機顔料（Ａ）が分散した状態が形成される。

分散工程に引き続き、分散工程において水溶性有機溶剤を使用した場合に、これを除去する工程、所望の固形分濃度にするため余剰の水を除去する工程（蒸留工程）を実施することが出来る。水性顔料分散体としては水溶性有機溶剤を含まないものが臭気がなく、作業環境を良好と出来る点で好ましい。

水性顔料分散体は、分散到達レベル、分散所要時間及び分散安定性の全ての面で、より優れた特性を発揮させるに当たって、前記した通り、有機顔料（Ａ）と共重合体（Ｂ）とは、より相互作用が強く働き分散していることが好ましい。

分散粒子の相互作用を高めるため、溶解状態にある共重合体（Ｂ）に有機顔料（Ａ）表面を密着させる工程を、前記分散工程の後工程として組み込むことが好ましい。

溶解状態にある共重合体（Ｂ）を有機顔料（Ａ）表面に密着させる工程としては、有機顔料（Ａ）と中和のための塩基性物質（Ｃ）により溶解している共重合体（Ｂ）とを含有する液媒体を酸性化することにより、共重合体中のイオン化した燐酸基を、中和される前の燐酸基に戻して、共重合体（Ｂ）を析出させる工程（酸析工程）が好ましい。

酸析工程は、前記分散工程と必要に応じて実施される蒸留工程を経て得られた水性顔料分散体に塩酸、硫酸、酢酸等の酸性物質を加えて酸性化し、中和のための塩基性物質（Ｃ）と塩を形成することによって溶解状態にある共重合体（Ｂ）を有機顔料（Ａ）表面に析出させる工程である。この工程により、有機顔料（Ａ）と共重合体（Ｂ）との相互作用を高めることが出来る。こうして相互作用を高めて得られた析出物を洗浄してから、再度塩基性物質（Ｃ）と共に水に分散させることで、より分散安定性に優れた水性顔料分散体とすることが出来る。前記した様な析出を容易とするために、必要であれば、塩基性物質でも酸性物質でもない無機塩類を併用することも出来る。

有機顔料（Ａ）表面と共重合体（Ｂ）との相互作用を高めて得られた析出物を洗浄するに当たっては、その前工程として、析出物のみを濾別する工程を設けることが好ましい。この析出物は有機顔料（Ａ）と共重合体（Ｂ）とからなる固形分である。この工程は前記した酸析工程後の固形分をフィルタープレス、ヌッチェ式濾過装置、加圧濾過装置等により濾過する工程である。

洗浄工程は、前記濾過工程で濾別された析出物を洗浄濾過する工程であり、この工程を実施することにより、最終的に得られる水性顔料分散体に含有する無機塩類の低減又は除去が可能になる。

前記方法４）に従って水性顔料分散体を製造する場合には、有機顔料（Ａ）に含有する無機塩類とその他の要因で混入してきた無機塩類とをこの洗浄工程で一括して低減又は除去出来ることから、その他の製造方法において前記同様の問題が発生した際に必要となる、有機顔料（Ａ）自体の事前洗浄を独立して行う必要がなく、単位操作がより簡便で済むという長所がある。特に有機顔料は、その原料、反応や微細化等の工程において、無機塩類が混入する余地がカーボンブラックに比べて多いため、この洗浄濾過の工程を経て水性顔料分散体を調製する意義は大きい。

再分散工程は、前記酸析工程、濾過工程によって得られた固形分に中和のための塩基性物質（Ｃ）及び必要により水（Ｄ）や添加物を加えて、再び水性顔料分散体とする工程である。この工程では、共重合体（Ｂ）中のイオン化した燐酸基の対イオンを分散工程で用いたのとは異なる塩基性物質に変更することが出来る。

酸析工程と再分散工程を必須の工程として、好ましくは濾過工程と洗浄工程をも含む製造方法で水性顔料分散体を製造すると、分散粒子として前記した様に有機顔料（Ａ）と共重合体（Ｂ）との相互作用がより高まった状態を容易に形成させることができ、水性顔料分散体として、分散到達レベルや分散安定性等の物性面や耐溶剤性等の使用適性の面で、より優れた特性を発揮させることが出来る。水性顔料分散体は、分散粒子径がメジアン径で２００ｎｍ以下となる様に調製されることが好ましい。

本発明の水性顔料分散体には、更に、公知慣用のスチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂またはその水溶液や水分散液を含めることも出来る。

この混合は、両者を混合して撹拌することにより容易に調製することが出来る。前記水性顔料分散体に各種樹脂またはその水溶液や水分散液を添加混合して調製しても良いし、その逆の方法で調製しても良い。こうして、後混合された各種樹脂は、水性顔料分散体中の有機顔料（Ａ）に直接的に作用することなく、共重合体（Ｂ）よりも外側に配置される。

本発明において水性顔料分散体を製造するに当たっては、有機顔料（Ａ）と、共重合体（Ｂ）と、塩基性物質（Ｃ）と、有機溶剤と、水（Ｄ）とを混合し脱溶剤した後に、酸性物質を加えて濾過水洗し、再度塩基性物質で水へ再分散させて得たインクジェット記録用水性顔料インク調製のための水性顔料分散体とすることが好ましい。

本発明の水性インクは、前記した様な水性顔料分散体を含有する。水性顔料分散体は、そこに、インクジェット記録用水性インクの技術分野で公知慣用となっている各種添加剤、液媒体を含有させることにより、インクジェット記録用水性インクとすることが出来る。具体的には、水性顔料分散体は、質量基準で、有機顔料（Ａ）固形分１〜１０％となる様に水やその他の液媒体で希釈することで、インクジェット記録用水性インクとすることが出来る。粗大粒子や過小粒子の除去や、分散粒子の粒子径分布を調整するために、超遠心分離やミクロフィルターによる濾過を更に行っても良い。

こうして得られたインクジェット記録用水性インクは、ピエゾ方式ノズル又はサーマル方式ノズルの各インクジェット記録装置に適用することが出来、公知慣用の被記録媒体に印字記録することが出来る。この際の被記録媒体としては、例えば、ＰＰＣ紙の様な普通紙、写真用紙（光沢）、写真用紙（絹目調）等の様なインクジェット用専用紙、ＯＨＰフィルムの様な合成樹脂フィルム、アルミニウム箔の様な金属箔等の各種フィルム・シートが挙げられる。

以下、実施例および比較例を用いて本発明をさらに詳細に説明する。以下の実施例および比較例において、「部」および「％」は、いずれも質量基準である。後記する実施例２は参考例１、実施例４は参考例２と読み替える。

＜合成例１＞
攪拌装置、滴下装置、温度センサー、および上部に窒素導入装置を有する還流装置を取り付けた反応容器を有する自動重合反応装置（重合試験機ＤＳＬ−２ＡＳ型、轟産業（株）製）の反応容器にＩＰＡ４８０．０部を仕込み、攪拌しながら反応容器内を窒素置換した。反応容器内を窒素雰囲気に保ちながら８０℃に昇温させた後、滴下装置よりメタクリル酸２−ヒドロキシエチル３０．０部、スチレン１６６．７部、ホスマーＰＥ（一般式において、Ｒ_３＝メチル基、ａ＝ｃ＝０、ｂ＝４〜５である、アシッドホスホキシポリエチレングリコールモノメタクリレート。ユニケミカル(株)製）２０４．０部、メタクリル酸グリシジル１２．０部、ブレンマーＴＧＬ（重合度調整剤）１６．０部およびパーブチル（登録商標）Ｏ（重合開始剤。いずれも日本油脂（株）製）３２．０部の混合液を４時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに同温度で７時間反応を継続させて、酸価１５０、重量平均分子量１１，４００、不揮発分４３．４８％の共重合体Ｂ−１のＩＰＡ溶液を得た。

＜合成例２＞
ＩＰＡ１２０．０部、メタクリル酸２−ヒドロキシエチル７．５部、スチレン３５．９部、ホスマーＭ（一般式において、Ｒ_３＝メチル基、ａ＝ｃ＝０、ｂ＝１である、アシッドホスホキシエチルモノメタクリレート。ユニケミカル(株)製）３０．４部、メトキシポリエチレングリコールモノメタクリレート（Ｃ_２Ｈ_４Ｏの繰り返し単位数≒９）２６．２部、メタクリル酸グリシジル３．０部、ブレンマーＴＧＬ（重合度調整剤）４．０部およびパーブチル（登録商標）Ｏ８．０部を用いる以外は合成例１と同様にして、酸価１５０、重量平均分子量７，２００、不揮発分４３．２７％の共重合体Ｂ−２のＩＰＡ溶液を得た。

比較合成例
ＩＰＡ５６０．０部、メタクリル酸２−ヒドロキシエチル３０．０部、スチレン１６６．７部、ホスマーＰＥ２０４．０部およびエチレングリコールジメタクリレート１２部を用いる以外は合成例１と同様にして、酸価１５０、不揮発分４０．３３％の共重合体Ｂ−３のＩＰＡ溶液を得た。

合成例１で得た共重合体Ｂ−１、５％水酸化カリウム水溶液、Ｆａｓｔｇｅｎ（登録商標）Ｂｌｕｅ５３１０ＳＤ（大日本インキ化学工業（株）社製銅フタロシアニン系顔料）を仕込み、混合した。ここでそれぞれの仕込量は、銅フタロシアニン系顔料が１０００部、共重合体Ｂ−１は顔料に対して不揮発分で３０質量％の比率となる量、５％水酸化カリウム水溶液は共重合体Ｂ−１の酸価が９５％中和される量、水は混合液の不揮発分を２６．６０％とするのに必要な量である。
上記の混合液をペイントコンディショナー（直径０．５mmのジルコニアビーズ使用）で２時間分散した。分散終了後、水を５０００部追加し、ジルコニアビーズを除いて得られた液を遠心分離処理（６０００ G、３０分間）して粗大粒子を除くことにより、不揮発分１２．４７％の水性顔料分散体Ｂ−１を得た。

合成例１で得た共重合体Ｂ−１溶液に代えて、合成例２で得た共重合体Ｂ−２溶液を不揮発分で同量となるように用いた以外は、実施例１と同様の操作を行って、不揮発分１２．３９％の水性顔料分散体Ｂ−２を得た。

比較例１
合成例１で得た共重合体Ｂ−１溶液に代えて、比較合成例で得た共重合体Ｂ−３溶液を不揮発分で同量となるように用いた以外は、実施例１と同様の操作を行って、不揮発分１１．９１％の水性顔料分散体Ｂ−３を得た。

（ピエゾ方式インクジェット記録用水性顔料インクの適性評価）
特開平７−２２８８０８号公報記載の実施例１を参考にして、本発明の実施例１の水性顔料分散体を用いてピエゾ方式インクジェット記録用水性顔料インクを調製した。インク組成を以下に示す。

水性顔料分散体（実施例１）４２．７部
（顔料分換算で４％となる量）
トリエチレングリコールモノブチルエーテル１０．０部
（インク全体の１０％相当量）
ジエチレングリコール１５．０部
（インク全体の１５％相当量）
サーフィノール４６５（エアプロダクツ社製）０．８部
（インク全体の０．８％相当量）
水３１．５部
（全体で１００％となる様に加える）

（インクジェット記録用水性顔料インクの性能評価）
上記実施例３にて調製したインクジェット記録用水性顔料インクを、市販のピエゾ方式インクジェットプリンタ（ＥＭ−９３０Ｃ型、セイコーエプソン（株）製）のカートリッジに充填し、各種の被記録媒体に印字した。

（普通紙発色評価）
普通紙である、記録紙Ｘｅｒｏｘ４０２４〔富士ゼロックス（株）製〕への印刷物のベタ部濃度をマクベス反射濃度計スペクトルアイで光学濃度を測定して、普通紙特性として、発色性を評価した。表中にＯＤとして表示した。
○：（ＯＤ）≧１．００
×：（ＯＤ）＜１．００

（専用紙光沢評価）
専用紙である、インク受理層を有する写真用紙（光沢）〔セイコーエプソン（株）製〕にDuty６０％、８０％及び１００％（ベタ）にて印字した。ＢＹＫガードナー社製ヘイズグロスメータを用いて、得られた印字物表面の２０°グロス値を測定した。得られたグロス値を合計し、専用紙特性として、光沢性を判定した。表中にグロスとして表示した。

（擦過性）
専用紙である、写真用紙（絹目調）〔セイコーエプソン（株）製〕を用いて評価を行った。同写真用紙にベタ印字を行い、印字直後、１０分乾燥後にそれぞれ印字部を指で擦過し、こすれ具合を目視で評価した。表中に擦過性評価として表示した。評価基準を以下に記す。
Ａ：印字は全くとれない
Ｂ：印字は殆どとれず、下地は汚れない
Ｃ：印字が擦りとられるが、下地は汚れない
Ｄ：印字が擦りとられ、下地が汚れる
Ｅ：印字が顕著に擦りとられ、下地もひどく汚れる
表中、左側のアルファベットが印字直後、右側のそれが１０分乾燥後の評価結果である。

実施例１の水性顔料分散体に代えて、実施例２の水性顔料分散体を用いて同様にピエゾ方式インクジェット記録用水性顔料インクを調製し、同様に評価した。

〔比較例２〕
実施例１の水性顔料分散体に代えて、比較例１の水性顔料分散体を用いて同様にピエゾ方式インクジェット記録用水性顔料インクを調製し、同様に評価した。

これらの各評価項目の測定結果は、まとめて表１に示した。

表１

上記表１からわかる通り、本発明の水性顔料分散体から得られるインクジェット記録用水性インクは、同じ架橋系の同様インクでの光沢性が改良されており、普通紙上における発色性と専用紙上における光沢性のいずれにも優れていることがわかる。
これに対して、比較例のインクジェット記録用水性インクは、普通紙上における発色性には優れるものの専用紙上における光沢性が劣ったものであった。

Claims

カーボンブラック又は有機顔料（Ａ）と、燐酸基含有モノエチレン性不飽和単量体とその他の共重合可能なエチレン性不飽和単量体との共重合体（Ｂ）と、塩基性物質（Ｃ）と、水（Ｄ）とを必須成分として含有してなるインクジェット記録用水性インク調製のための水性顔料分散体において、前記共重合体（Ｂ）が、下記一般式で示される燐酸基含有モノエチレン性不飽和単量体とグリシジル（メタ）アクリレートとその他の共重合可能なモノエチレン性不飽和単量体とを必須成分として重合した共重合体であることを特徴とするインクジェット記録用水性インク調製のための水性顔料分散体。

（上記式中、ａは０または１であり、ａが１のときＸは炭素原子数１〜９のアルキレン基であり、ｂは２〜１０であり、かつ、ｃ=０であり、Ｒ₃は水素原子またはメチル基である。）
前記共重合体（Ｂ）が、燐酸基含有モノエチレン性不飽和単量体とグリシジル（メタ）アクリレートとスチレン系単量体とを必須成分として重合した共重合体である請求項１記載の水性顔料分散体。
質量換算で、共重合体（Ｂ）を構成する全単量体を１００部とした時、グリシジル（メタ）アクリレートが、０．１〜５部である請求項１または２記載の水性顔料分散体。
質量換算で全単量体の合計を１００部とした時、スチレン系単量体が３０〜７０部である請求項１〜３のいずれか一項に記載の水性顔料分散体。
請求項１〜４のいずれか一項に記載の水性顔料分散体を含有してなるインクジェット記録用水性インク。