JP5393944B2 - Self-dispersed colored fine particles, aqueous dispersion containing the self-dispersed colored fine particles, and ink for inkjet recording or color filter - Google Patents
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Description
本発明は、インクジェット記録用およびカラーフィルター用のインクとなる色材または色材の分散体、インクに関する。更に詳しくは、界面活性剤や水溶性樹脂などの分散剤を介さずに水系分散媒に分散する機能を有し、水系分散体およびインク調製時の保存安定性に優れ、印刷時のヘッド目詰まりがなく吐出安定性に優れるとともに印刷物の発色性、透明性、光沢感に優れ、耐光性、耐水性、定着性などの画像堅牢性に優れた画像が得られる自己分散型着色微粒子、該自己分散型着色微粒子を含む水系分散体、インクジェット記録用インク、カラーフィルター用インクに関するものである。 The present invention relates to a color material, a dispersion of color material, and an ink that are inks for inkjet recording and color filters. More specifically, it has a function of dispersing in an aqueous dispersion medium without using a dispersant such as a surfactant or a water-soluble resin, has excellent storage stability during preparation of the aqueous dispersion and ink, and clogs the head during printing. Self-dispersing colored fine particles that have excellent discharge stability and excellent color development, transparency, and glossiness of printed matter, and excellent image fastness such as light resistance, water resistance, and fixability, and the self-dispersion The present invention relates to an aqueous dispersion containing fine colored particles, an ink jet recording ink, and a color filter ink.
インクジェット記録は小型、低ランニングコストでありながら、高画質なカラー印刷を可能とするもので、急速にオフィスや写真市場に使用されるようになってきた。このインクジェット記録において最も重要な要素の1つがインクの特性である。このインクはプリンタヘッドでの吐出安定性、インクの保存安定性、印刷物の発色性を鑑みて、従来から染料が主体で用いられている。しかしながら、オフィスや写真市場といった保存性が必要とされる分野においては光や大気中の水分、あるいはオゾンなどのガスによる退色などの不具合が生じやすい。 Inkjet recording is small and has a low running cost, but enables high-quality color printing, and has rapidly been used in the office and photographic markets. One of the most important factors in this ink jet recording is ink characteristics. In the past, dyes have been mainly used for this ink in view of ejection stability at the printer head, storage stability of the ink, and color development of the printed matter. However, in fields where preservation is required, such as offices and the photographic market, problems such as fading due to light, moisture in the atmosphere, or gases such as ozone are likely to occur.
そこで近年、顔料や油溶性染料に代表される水不溶性色材が耐水性や耐光性などの保存性に優れることから、インクジェット記録用として注目を浴びつつある。これらの水不溶性色材は水などの分散媒に溶解しないため、一旦、水不溶性色材を高濃度に分散させた水系分散体を調製し、これに湿潤剤、浸透剤などの添加剤、水溶性有機化合物、そして水を添加してインクに調製され、使用される。 Therefore, in recent years, water-insoluble colorants typified by pigments and oil-soluble dyes have been attracting attention for inkjet recording because they have excellent storage stability such as water resistance and light resistance. Since these water-insoluble colorants do not dissolve in a dispersion medium such as water, an aqueous dispersion in which the water-insoluble colorant is dispersed at a high concentration is first prepared, and additives such as wetting agents and penetrants, An organic compound and water are added to prepare the ink.
水不溶性色材、分散体、またはそれらから調製されるインクにおいて、水不溶性色材が微細に分散されていない場合には鮮明な画像が得られない。また、バックライトで投影するOHPシートへの印刷やカラーフィルター表示用として用いる場合、水不溶性色材を微細に分散して高い透明度を確保しなければ、カラフルな投影画像が得られない。このように染料と同等の鮮明性、透明性を満足するためには入射した光が色材によって散乱されないようにする必要がある。この散乱は色材の粒径に依存し、粒径が小さいほどその散乱は抑えられ、粒径が可視光線の1/10以下になったとき、ほぼ無視できる程度になる。つまり、水不溶性色材の粒径が50nmよりも小さい場合、鮮明性、透明性が発揮されることになる。また、水不溶性色材の結晶子サイズは微細である方がより透明性の高い分散体、インクを調製できる。更に、インク中の水不溶性色材が微細な状態で分散安定化されていない場合には、プリンタヘッドにおけるノズル目詰まりという問題が発生する。 In the water-insoluble colorant, dispersion, or ink prepared from them, a clear image cannot be obtained when the water-insoluble colorant is not finely dispersed. Also, when used for printing on an OHP sheet projected by a backlight or for color filter display, a colorful projection image cannot be obtained unless a water-insoluble colorant is finely dispersed to ensure high transparency. Thus, in order to satisfy the same clarity and transparency as the dye, it is necessary to prevent the incident light from being scattered by the coloring material. This scattering depends on the particle size of the coloring material. The smaller the particle size, the more the scattering is suppressed. When the particle size becomes 1/10 or less of visible light, it becomes almost negligible. That is, when the particle size of the water-insoluble colorant is smaller than 50 nm, sharpness and transparency are exhibited. Further, when the crystallite size of the water-insoluble colorant is finer, a more transparent dispersion or ink can be prepared. Further, when the water-insoluble colorant in the ink is finely dispersed and not stabilized, there is a problem of nozzle clogging in the printer head.
しかしながら、水不溶性色材を微細に分散することは非常に困難である。通常、水不溶性色材の分散は、分散媒に分散剤を添加して、ビーズミル、ロールミルといった粉砕分散機で機械的な力を用いて行われている。この方法による分散体、インクにおいては原料として用いた色材の一次粒径、約100nm程度にしか分散できず、十分な鮮明性、透明性をもった画像が得られない。さらに粉砕を激しく行い、一次粒子を破壊して分散を行うと、比表面積の増大と、顔料表面の局部的な結晶構造の変化による過分散といわれる分散不安定な状態になり、分散を安定的に保持することは困難である。つまり、粉砕とは異なる方法により超微細な水不溶性色材を調製、および調製されたものが必要であった。 However, it is very difficult to finely disperse the water-insoluble colorant. Usually, the water-insoluble colorant is dispersed by adding a dispersant to the dispersion medium and using a mechanical force with a pulverizing and dispersing machine such as a bead mill or a roll mill. Dispersions and inks obtained by this method can be dispersed only to the primary particle size of the color material used as a raw material, about 100 nm, and an image having sufficient sharpness and transparency cannot be obtained. Furthermore, if the pulverization is performed vigorously and the primary particles are destroyed and dispersed, the dispersion becomes unstable due to an increase in specific surface area and overdispersion due to a local change in the crystal structure of the pigment surface. It is difficult to hold on. That is, an ultrafine water-insoluble colorant prepared by a method different from pulverization and a prepared one are necessary.
さらに、インクジェット記録用においては水不溶性色材を分散したものに、記録媒体への浸透性や発色性を考慮して、界面活性剤、水溶性有機化合物、pH調整剤、防腐剤などの添加剤を添加してインクとする。そして、この状態において年単位での保存安定性を要求される。この場合、従来の界面活性剤や水溶性樹脂などの分散剤を介した分散では、水不溶性色材の表面で分散剤と添加剤の競争吸着が発生し、十分な分散安定性を確保できない。そこで水不溶性色材の一部を親水化し、界面活性剤や水溶性樹脂などの分散剤を介さずに水系分散媒に分散する自己分散型の水不溶性色材の調製とその分散による高度な分散安定化が有効な手段と考えられる。 Furthermore, in the case of inkjet recording, additives such as surfactants, water-soluble organic compounds, pH adjusters, preservatives, and the like, in which water-insoluble color materials are dispersed in consideration of permeability to recording media and color development To make ink. In this state, storage stability on a yearly basis is required. In this case, in the case of dispersion using a conventional surfactant or a water-soluble resin or the like, competitive adsorption between the dispersant and the additive occurs on the surface of the water-insoluble colorant, and sufficient dispersion stability cannot be ensured. Therefore, the preparation of a self-dispersing water-insoluble coloring material that hydrophilizes a part of the water-insoluble coloring material and disperses it in an aqueous dispersion medium without using a dispersing agent such as a surfactant or a water-soluble resin, and highly dispersed by the dispersion. Stabilization is considered an effective means.
まず、超微細化された水不溶性色材を得る方法として、水不溶性色材を硫酸に溶解して水中に投入するアシッドペースティング法と呼ばれる技術(特許文献1)、水不溶性色材をアルカリ存在下で非プロトン性極性有機溶剤に溶解した後、酸で中和して微細な色材を得る技術(特許文献2)、水不溶性色材と界面活性剤をアルカリ存在下で非プロトン性極性有機溶剤に溶解し、水中に投入して微細な色材を得る技術(特許文献3)、水不溶性色材と樹脂などの分散剤をアルカリ存在下で非プロトン性極性有機溶剤に溶解し、水中に投入して微細な色材を得た後、酸析と再分散を行い、高濃度で微細な色材を得る技術(特許文献4)、水不溶性色材をアミド系有機溶剤に溶解し、水中に投入することで微細な色材を得る技術(特許文献5)が知られている。
次に、顔料表面を親水化した自己分散型の水不溶性色材を得る方法として、水不溶性色材を強酸中でスルホン化し、塩基で中和した後に粉砕機を用いた粉砕処理により自己分散型の水不溶性色材を得る技術(特許文献6)、水不溶性色材表面にアゾニウム塩を介し親水基を置換して自己分散型の水不溶性色材を得る技術(特許文献7)、アニオン性基を有する水不溶性色材誘導体を溶解または分散させた親水性媒体中に、溶解された水不溶性色材溶液を加える技術(特許文献8)が知られている。
First, as a method for obtaining an ultrafine water-insoluble color material, a technique called an acid pasting method in which a water-insoluble color material is dissolved in sulfuric acid and poured into water (Patent Document 1), the water-insoluble color material is present in an alkali. The technology to obtain a fine colorant by dissolving in an aprotic polar organic solvent under the conditions below and neutralizing with acid (Patent Document 2), aprotic polar organic in the presence of an alkali with a water-insoluble colorant and a surfactant A technique for obtaining a fine color material by dissolving it in a solvent and putting it in water (Patent Document 3). Dispersing a water-insoluble color material and a dispersant such as a resin in an aprotic polar organic solvent in the presence of an alkali, After obtaining a fine color material by input, acid precipitation and redispersion to obtain a fine color material at a high concentration (Patent Document 4), dissolving a water-insoluble color material in an amide organic solvent, Knows the technology (Patent Document 5) for obtaining fine color materials It has been.
Next, as a method for obtaining a self-dispersion type water-insoluble colorant having a hydrophilic pigment surface, the water-insoluble colorant is sulfonated in a strong acid, neutralized with a base, and then self-dispersed by pulverization using a pulverizer. For obtaining a water-insoluble colorant (Patent Document 6), a technique for obtaining a self-dispersing water-insoluble colorant by substituting a hydrophilic group on the surface of a water-insoluble colorant via an azonium salt (Patent Document 7), an anionic group There is known a technique (Patent Document 8) in which a dissolved water-insoluble colorant solution is added to a hydrophilic medium in which a water-insoluble colorant derivative having water content is dissolved or dispersed.
前記特許文献1には、水不溶性色材を硫酸に溶解して、水中に投入した後、分散剤を加えて分散させた分散体、インクが記載されているが、分散粒径は100nm以上と大きく十分な発色性、透明性が発揮されているとは言い難いものである。 Patent Document 1 describes a dispersion and an ink in which a water-insoluble colorant is dissolved in sulfuric acid and poured into water and then dispersed by adding a dispersant. The dispersion particle size is 100 nm or more. It is hard to say that large and sufficient color development and transparency are exhibited.
また、前記特許文献2には、水不溶性色材をアルカリ存在下で非プロトン性極性有機溶剤に溶解した後、酸で中和した微細な色材が記載されているが、分散までは至っていない。 In addition, Patent Document 2 describes a fine colorant that is obtained by dissolving a water-insoluble colorant in an aprotic polar organic solvent in the presence of an alkali and then neutralizing with an acid, but has not yet been dispersed. .
また、前記特許文献3には、水不溶性色材と界面活性剤をアルカリ存在下で非プロトン性極性有機溶剤に溶解し、水中に投入して微細な色材分散体を得る技術が記載されている。しかし、界面活性剤のみでの分散安定化では、インクジェット記録用、カラーフィルター用として水性溶剤を加えた段階で凝集を起こし、上記用途では優れた特性を発揮できるとは言い難いものである。 Patent Document 3 describes a technique in which a water-insoluble colorant and a surfactant are dissolved in an aprotic polar organic solvent in the presence of an alkali, and poured into water to obtain a fine colorant dispersion. Yes. However, dispersion stabilization with only a surfactant causes aggregation at the stage of adding an aqueous solvent for inkjet recording and color filters, and it is difficult to say that excellent characteristics can be exhibited in the above applications.
また、前記特許文献4には、水不溶性色材と樹脂などの分散剤をアルカリ存在下で非プロトン性極性有機溶剤に溶解し、水中に投入して微細な色材を得た後、酸析と再分散を行い、高濃度で微細な色材を得る技術が記載されている。しかし、酸析工程で水不溶性色材粒子の会合を防ぐことが出来ないため、その後、アルカリによる中和を行っても、サイズの整ったナノメートルオーダーの水不溶性色材を安定して得られるとは言い難いものである。 In Patent Document 4, a water-insoluble colorant and a dispersing agent such as a resin are dissolved in an aprotic polar organic solvent in the presence of an alkali and put into water to obtain a fine colorant. And a technique for obtaining a fine color material at a high concentration by performing redispersion. However, since the association of water-insoluble colorant particles cannot be prevented in the acid precipitation step, a nanometer-order water-insoluble colorant with a uniform size can be stably obtained even after neutralization with alkali. It is hard to say.
また、前記特許文献5には、水不溶性色材をアミド系有機溶剤に溶解し、水中に投入することで微細な色材を得る技術が記載されている。しかし、系内に分散を安定化させる処置がされていないので、実際に色材として使用できる濃度まで濃縮およびアミド系有機溶剤を除く操作を行うと、著しい凝集を発生し、実用には耐えられない。 Patent Document 5 describes a technique for obtaining a fine color material by dissolving a water-insoluble color material in an amide-based organic solvent and throwing it into water. However, since there is no treatment to stabilize the dispersion in the system, if the operation is performed to remove the amide organic solvent to a concentration that can actually be used as a coloring material, significant aggregation occurs and it cannot be used in practice. Absent.
また、前記特許文献6には、水不溶性色材表面を親水化した自己分散型の水不溶性色材を得る方法として、水不溶性色材を強酸中でスルホン化し、塩基で中和した後に分散機を用いた分散処理により自己分散型の分散体を得る技術が記載されている。しかし、スルホン化による親水化を行った後、分散機による分散を行っているため、80nm以下の分散粒径の分散体を得ることはできず、発色性、透明性に十分とは言い難いものである。 In Patent Document 6, as a method for obtaining a self-dispersing water-insoluble color material having a water-insoluble color material surface hydrophilized, the water-insoluble color material is sulfonated in a strong acid and neutralized with a base. Describes a technique for obtaining a self-dispersion type dispersion by dispersion treatment using a polymer. However, after hydrophilization by sulfonation, dispersion with a disperser is not possible, so it is impossible to obtain a dispersion with a dispersed particle size of 80 nm or less, and it is difficult to say that color development and transparency are sufficient. It is.
また、前記特許文献7には、水不溶性色材表面にアゾニウム塩を介し親水基を置換して自己分散型の顔料分散体を得る技術が記載されている。しかし、反応が複雑で不純物が出易い上に、粒子の微細化には効果があるとは言い難いものである。 Patent Document 7 describes a technique for obtaining a self-dispersing pigment dispersion by substituting a hydrophilic group on the surface of a water-insoluble colorant via an azonium salt. However, the reaction is complicated and impurities are easily generated, and it is difficult to say that there is an effect in making the particles finer.
また、前記特許文献8には、アニオン性基を有する顔料誘導体を溶解または分散させた親水性媒体中に、溶解された水不溶性色材溶液を加える技術が記載されている。しかし、この系は水溶性の色材誘導体をシナジスト、あるいは界面活性剤的に用いて分散を安定化させているもので、十分な自己分散型であるとは言い難いものである。 Patent Document 8 describes a technique of adding a dissolved water-insoluble colorant solution in a hydrophilic medium in which a pigment derivative having an anionic group is dissolved or dispersed. However, this system uses a water-soluble colorant derivative as a synergist or surfactant to stabilize the dispersion, and it is difficult to say that it is a sufficient self-dispersing type.
本発明の目的は、インクジェット記録用およびカラーフィルター用のインク前駆体となる色材または色材の分散体、インクに関し、界面活性剤や水溶性樹脂などの分散剤を介さずに水系分散媒に分散し、分散体およびインク調製時の保存安定性に優れ、印刷時のヘッド目詰まりがなく吐出安定性に優れるとともに、印刷物の発色性、透明性、定着性に優れ、耐水性、耐光性などの画像堅牢性に優れた画像が得られる自己分散型着色微粒子、該自己分散型着色微粒子を含む水系分散体、該自己分散型着色微粒子を含むインクを提供することを技術的課題とする。 An object of the present invention relates to a color material or a dispersion of a color material, which is an ink precursor for ink jet recording and a color filter, and an ink, and to an aqueous dispersion medium without using a dispersant such as a surfactant or a water-soluble resin. Dispersed, excellent storage stability during dispersion and ink preparation, no clogging of head during printing, excellent ejection stability, excellent color development, transparency, fixability of printed matter, water resistance, light resistance, etc. It is a technical problem to provide self-dispersed colored fine particles capable of obtaining an image having excellent image fastness, an aqueous dispersion containing the self-dispersed colored fine particles, and an ink containing the self-dispersed colored fine particles.
上記技術的課題は、次のとおりの本発明によって達成することができる。 The above technical problem can be achieved by the present invention as follows.
即ち、本発明は、着色微粒子を構成する物質が、水不溶性色材と、その水不溶性色材と同一の構造の有する色材もしくは基本構造が同一である色材又は基本構造が同一で置換基が異なる色材に親水基を導入した親水性色材との複合色材であり、該複合色材の個数分布粒径における粒径分布の累計50%粒径(D50)が40nm以下である自己分散型着色微粒子の製造方法であって、親水性色材を調製する親水性色材調製工程、
水不溶性色材と前記親水性色材とを非プロトン性極性溶剤に溶解し、水系分散媒に投入して自己分散型着色微粒子のクルードを得る溶解再沈工程、
得られた自己分散型着色微粒子のクルードを濃縮、透析する濃縮透析工程、
得られたペーストに、水系分散媒、塩基性物質又は酸性物質を添加して分散操作を行う再分散工程
得られた水系分散体を濾過、膜分離又は遠心分離を行い、濃度を調節する後処理工程の後、濾別、乾燥することを特徴とする自己分散型着色微粒子の製造方法。である(本発明1)。
That is, according to the present invention, the material constituting the colored fine particles is a water-insoluble colorant, a colorant having the same structure as that of the water-insoluble colorant, or a colorant having the same basic structure, or having the same basic structure and a substituent. Is a composite color material with a hydrophilic color material in which hydrophilic groups are introduced into different color materials , and the cumulative 50% particle size (D50) of the particle size distribution in the number distribution particle size of the composite color material is 40 nm or less that self a method of manufacturing a dispersion type colored fine particles, hydrophilic colorant preparation step of preparing a hydrophilic colorant,
A dissolution reprecipitation step in which the water-insoluble colorant and the hydrophilic colorant are dissolved in an aprotic polar solvent, and charged into an aqueous dispersion medium to obtain a self-dispersed colored fine particle crude;
Concentration dialysis step of concentrating and dialyzing the resulting self-dispersed colored fine particle crude,
A redispersion step in which a dispersion operation is performed by adding an aqueous dispersion medium, a basic substance or an acidic substance to the obtained paste.
A method for producing self-dispersed colored fine particles, characterized in that the obtained aqueous dispersion is filtered, membrane-separated or centrifuged, and is filtered and dried after a post-treatment step for adjusting the concentration. (Invention 1).
また、本発明は、親水性色材の親水基が、アニオン性基、カチオン性基、および、ノニオン性基から選ばれた1種または2種以上の官能基であることを特徴とする本発明1の自己分散型着色微粒子の製造方法である(本発明2)。 In the present invention, the hydrophilic group of the hydrophilic coloring material is one or more functional groups selected from an anionic group, a cationic group, and a nonionic group. 1 is a method for producing self-dispersed colored fine particles (Invention 2).
また、本発明は、親水性色材が水不溶性色材に対して2重量%以上100重量%以下含まれることを特徴とする本発明1または2の自己分散型着色微粒子の製造方法である(本発明3)。
Further, the present invention is the method for producing self-dispersed colored fine particles according to the present invention 1 or 2, wherein the hydrophilic colorant is contained in an amount of 2% by weight to 100% by weight based on the water-insoluble colorant ( Invention 3).
また、本発明は、平均結晶子サイズが25nm以下であることを特徴とする本発明1乃至3のいずれかに記載の自己分散型着色微粒子の製造方法である(本発明4)。 Further, the present invention is the method for producing self-dispersed colored fine particles according to any one of the present inventions 1 to 3, wherein the average crystallite size is 25 nm or less (Invention 4).
また、本発明は、着色微粒子を構成する物質が、水不溶性色材と、その水不溶性色材と同一の構造の有する色材もしくは基本構造が同一である色材又は基本構造が同一で置換基が異なる色材にもしくは類似の構造を有する色材に親水基を導入した親水性色材との複合色材であり、該複合色材の個数分布粒径における粒径分布の累計50%粒径(P50)が40nm以下であることを特徴とする自己分散型着色微粒子を水系分散媒に分散させた水系分散体の製造方法であって、親水性色材を調製する親水性色材調製工程、
水不溶性色材と前記親水性色材とを非プロトン性極性溶剤に溶解し、水系分散媒に投入して自己分散型着色微粒子のクルードを得る溶解再沈工程、
得られた自己分散型着色微粒子のクルードを濃縮、透析する濃縮透析工程、
得られたペーストに、水系分散媒、塩基性物質又は酸性物質を添加して分散操作を行う再分散工程
得られた水系分散体を濾過、膜分離又は遠心分離を行い、濃度を調節する後処理工程を行う自己分散型着色微粒子の水系分散体の製造方法である(本発明5)。
In the present invention, the material constituting the colored fine particles is a water-insoluble colorant and a colorant having the same structure as that of the water-insoluble colorant, or a colorant having the same basic structure, or having the same basic structure and a substituent. Is a composite color material with a hydrophilic color material in which a hydrophilic group is introduced into a color material having a different structure or a similar structure, and a cumulative particle size distribution of 50% of the particle size distribution in the number distribution particle size of the composite color material (P50) is a method for producing an aqueous dispersion in which self-dispersing colored fine particles are dispersed in an aqueous dispersion medium, wherein the hydrophilic colorant preparation step for preparing a hydrophilic colorant,
A dissolution reprecipitation step in which the water-insoluble colorant and the hydrophilic colorant are dissolved in an aprotic polar solvent, and charged into an aqueous dispersion medium to obtain a self-dispersed colored fine particle crude;
Concentration dialysis step of concentrating and dialyzing the resulting self-dispersed colored fine particle crude,
A redispersion step in which a dispersion operation is performed by adding an aqueous dispersion medium, a basic substance or an acidic substance to the obtained paste.
This is a method for producing an aqueous dispersion of self-dispersing colored fine particles, in which the obtained aqueous dispersion is filtered, membrane-separated or centrifuged to perform a post-treatment step of adjusting the concentration (Invention 5).
また、本発明は、本発明5の水系分散体の製造方法であって、該水系分散体の分散粒径において、個数換算分布の累積90%粒径(P90)が50nm以下であることを特徴とする水系分散体の製造方法である(本発明6)。 Further, the present invention is the method for producing an aqueous dispersion of the present invention 5, wherein the cumulative 90% particle size (P90) of the number conversion distribution is 50 nm or less in the dispersed particle size of the aqueous dispersion. a method of manufacturing an aqueous dispersion of a (invention 6).
また、本発明は、本発明5または6の水系分散体の製造方法であって、該水系分散体の分散粒径において、個数換算分布の累積90%粒径(P90)と個数換算分布の累積50%粒径(P50)との粒径比(P90/P50)が5以下であることを特徴とする水系分散体の製造方法である(本発明7)。 Further, the present invention is a method for producing an aqueous dispersion according to the present invention 5 or 6, wherein in the dispersed particle size of the aqueous dispersion, the cumulative 90% particle size (P90) of the number conversion distribution and the cumulative number conversion distribution A method for producing an aqueous dispersion, wherein the particle size ratio (P90 / P50) to the 50% particle size (P50) is 5 or less (Invention 7).
また、本発明は、本発明1乃至4のいずれかの自己分散型着色微粒子の製造方法で得られた自己分散型着色微粒子または本発明5乃至7のいずれかに記載の水系分散体の製造方法で得られた水系分散体を用いたインクジェット記録用インクである(本発明8)。 In addition, the present invention provides a method for producing the self-dispersed colored fine particles obtained by the method for producing self-dispersed colored fine particles according to any one of the first to fourth inventions or the aqueous dispersion according to any one of the fifth to seventh inventions. Ink for ink jet recording using the aqueous dispersion obtained in the above (Invention 8).
また、本発明は、本発明1乃至4のいずれかの自己分散型着色微粒子の製造方法で得られた自己分散型着色微粒子または本発明5乃至7のいずれかの水系分散体の製造方法で得られた水系分散体を用いたカラーフィルター用インクである(本発明9)。 Further, the present invention is obtained by the self-dispersing colored fine particles obtained by the method for producing self-dispersing colored fine particles according to any one of the first to fourth inventions or the method for producing an aqueous dispersion according to any of the fifth to seventh inventions. This is an ink for a color filter using the obtained aqueous dispersion (Invention 9).
本発明に係る自己分散型着色微粒子は、水不溶性色材と、その水不溶性色材と同一もしくは類似の構造を有する色材に親水基を導入した親水性色材との複合色材であり、必ずしも分散剤を用いなくても水系分散媒に分散する機能を有し、その水系分散体およびインクにおける分散安定性が極めて良好であり、発色性、透明性に優れ、定着性、耐水性、耐光性といった堅牢性を備えた画像を表現できるので、インクジェット記録用またはカラーフィルター用のインク前駆体となる色材として好適である。 The self-dispersing colored fine particles according to the present invention are a composite color material comprising a water-insoluble color material and a hydrophilic color material in which a hydrophilic group is introduced into the color material having the same or similar structure as the water-insoluble color material, It has the function of dispersing in an aqueous dispersion medium without necessarily using a dispersant, the dispersion stability in the aqueous dispersion and ink is extremely good, excellent color development and transparency, fixing property, water resistance, light resistance Therefore, it is suitable as a color material that serves as an ink precursor for ink jet recording or color filters.
また、本発明に係る水系分散体は、前述したとおりの特性を有する自己分散型着色微粒子からなるので、それ自体およびインク調製時の分散安定性が極めて良好であり、発色性、透明性に優れ、定着性、耐水性、耐光性といった堅牢性を備えた画像を表現できるので、インクジェット記録用およびカラーフィルター用のインク前駆体となる色材分散体として好適である。 Further, the aqueous dispersion according to the present invention is composed of self-dispersed colored fine particles having the characteristics as described above, so that the dispersion stability at the time of preparing the ink itself and the ink is very good, and the color development and transparency are excellent. In addition, since an image having fastness such as fixability, water resistance, and light resistance can be expressed, it is suitable as a color material dispersion serving as an ink precursor for inkjet recording and color filters.
また、本発明に係るインクジェット記録用インクは、前述したとおりの特性を有する自己分散型着色微粒子、あるいは水系分散体からなるので、分散安定性が極めて良好であり、発色性、透明性に優れ、定着性、耐水性、耐光性といった堅牢性を備えた画像を表現できるので、インクジェット記録用インクとして好適である。 Further, the ink for ink jet recording according to the present invention is composed of self-dispersed colored fine particles having the characteristics as described above, or an aqueous dispersion, so that the dispersion stability is extremely good, and the color developability and transparency are excellent. Since an image having fastness such as fixing property, water resistance and light resistance can be expressed, it is suitable as an ink for ink jet recording.
また、本発明に係るカラーフィルター用インクは、前述したとおりの特性を有する自己分散型着色微粒子、あるいは水系分散体からなるので、分散安定性が極めて良好であり、発色性、透明性に優れ、定着性、耐水性、耐光性といった堅牢性を備えた画像を表現できるので、カラーフィルター用インクとして好適である。 Further, the color filter ink according to the present invention is composed of self-dispersed colored fine particles having the characteristics as described above, or an aqueous dispersion, so that the dispersion stability is extremely good, and the color developability and transparency are excellent. Since an image having fastness such as fixing property, water resistance and light resistance can be expressed, it is suitable as an ink for a color filter.
本発明の構成をより詳しく説明すれば次のとおりである。 The configuration of the present invention will be described in more detail as follows.
まず、本発明に係る自己分散型着色微粒子について述べる。 First, the self-dispersing colored fine particles according to the present invention will be described.
本発明に係る自己分散型着色微粒子は、本来、界面活性剤や水溶性樹脂など分散剤なしでは水系分散媒には分散することが困難である水不溶性色材と、該水不溶性色材と同一もしくは類似の構造を有する色材に親水基を導入した水溶性の親水性色材とを複合色材としたものである。これは、水系分散媒に溶解することなく、必ずしも界面活性剤や水溶性樹脂などの分散剤を必要とせず、水系分散媒に自己分散可能な超微細粒径の着色微粒子である。 The self-dispersing colored fine particles according to the present invention are essentially the same as the water-insoluble colorant, which is difficult to disperse in an aqueous dispersion medium without a dispersant such as a surfactant or a water-soluble resin. Alternatively, a composite color material is obtained by combining a water-soluble hydrophilic color material in which a hydrophilic group is introduced into a color material having a similar structure. This is colored fine particles having an ultrafine particle size that does not necessarily dissolve in an aqueous dispersion medium, does not necessarily require a dispersant such as a surfactant or a water-soluble resin, and can be self-dispersed in an aqueous dispersion medium.
本発明における複合色材とは水不溶性色材と親水性色材を水中で同時に析出させることで両者が混ざりあった状態で粒子を形成しているものであり、混晶化あるいは包接錯体化しているものと推定される。その結果、親水性色材単独とは異なり水系分散媒中に溶解することなく、また、水不溶性色材とは異なり水系分散媒に自ら超微細に分散する機能を有する。 The composite color material in the present invention is a compound in which particles are formed by mixing a water-insoluble color material and a hydrophilic color material simultaneously in water to form a mixed crystal or inclusion complex. It is estimated that As a result, unlike the hydrophilic color material alone, it does not dissolve in the aqueous dispersion medium, and unlike the water-insoluble color material, it has a function of being ultrafinely dispersed in the aqueous dispersion medium.
自己分散型着色微粒子の水不溶性色材と親水性色材の割合は、親水性色材が水不溶性色材に対して2重量%以上100重量%以下であることが好ましい。親水性色材の割合が水不溶性色材に対して2重量%未満になると水系分散媒中に分散しにくくなる。また、親水性色材の割合が100重量%を超えると過剰な親水性色材が水系分散媒中に溶解してしまい、染料と同様の挙動となってしまう。より好ましくは10重量%以上75重量%以下であり、更により好ましくは15重量%以上60重量%以下である。 The ratio of the water-insoluble colorant and the hydrophilic colorant in the self-dispersing colored fine particles is preferably 2% by weight or more and 100% by weight or less with respect to the water-insoluble colorant. When the ratio of the hydrophilic color material is less than 2% by weight with respect to the water-insoluble color material, it becomes difficult to disperse in the aqueous dispersion medium. On the other hand, when the ratio of the hydrophilic color material exceeds 100% by weight, the excessive hydrophilic color material is dissolved in the aqueous dispersion medium, and the same behavior as that of the dye occurs. More preferably, it is 10 weight% or more and 75 weight% or less, More preferably, it is 15 weight% or more and 60 weight% or less.
本発明に係る着色樹脂微粒子の水不溶性色材としては、水系分散媒に不溶で、本発明を達成できるものであれば、いかなるものでも使用できる。さらに好ましくは、水不溶性色材の微粒子化操作中に変質してしまわないものがよい。具体には印刷インキ、塗料、樹脂組成物の着色材などとして用いられている有機顔料、油溶性染料、分散染料、建染染料などを使用することができる。 As the water-insoluble colorant of the colored resin fine particles according to the present invention, any material can be used as long as it is insoluble in the aqueous dispersion medium and can achieve the present invention. More preferably, the water-insoluble colorant that does not change in quality during the micronization operation is preferable. Specifically, organic pigments, oil-soluble dyes, disperse dyes, vat dyes, and the like that are used as colorants for printing inks, paints, and resin compositions can be used.
なお、要求される色相に応じて前記水不溶性色材を同時に用いてもよい。また、求められる色相および特性などに応じて同系色の色であっても二種以上を用いてもよい。 The water-insoluble colorant may be used at the same time depending on the required hue. Further, two or more kinds of similar colors may be used depending on the required hue and characteristics.
有機顔料としては、Pigment−Red1、2、3、4、5、6、8、9、12、14、15、16、17、19、21、22、23、31、32、37、38、41、48、48:1、48:2、48:3、48:4、49、49:1、49:2、50:1、52、52:1、52:2、53、53:1、53:2、53:3、57、57:1、58:4、60、63:1、63:2、64:1、68、81、81:1、81:2、81:3、81:4、83、88、90:1、97、112、114、122、123、144、146、147、149、150、151、166、168、169、170、171、172、173、174、175、176、177、178、179、180、181、184、185、187、188、190、191、192、193、194、200、202、206、207、208、209、210、214、215、216、217、219、220、221、223、224、226、227、228、238、240、242、243、245、247、251、253、254、255、256、257、258、260、262、263、264、266、267、268、269、270、272、273、274、279、Pigment−Blue1、1:2、9、14、15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:5、15:6、16、17:1、18、19、22、24、25、27、56、56:1、57、60、61、61:1、62、63、64、66、80、88、Pigment−Yellow1、2、3、4、5、6、9、10、12、13、14、16、17、20、24、55、61、62、62:1、63、65、73、74、75、81、83、86、87、88、93、94、95、97、98、99、100、101、102、104、105、108、109、110、111、115、116、117、120、123、125、126、127、128、129、130、133、137、138、139、147、148、150、151、152、153、154、155、156、166、167、168、169、170、172、173、174、175、176、180、181、182、183、185、188、191、192、193、194、196、198、199、202、203、213、214、Pigment−Black1、20、31、32、Pigment−Green1、7、8、10、36、Pigment−Orange1、2、5、13、16、17、22、24、34、36、38、43、48、49、51、55、59、61、62、64、66、67、69、70、71、72、73、74、77、Pigment−Violet3、19、23、25、29、30、31、32、37、39、40、42、50、Pigment−Brown1、23、25、27、有機蛍光顔料(蛍光染料・合成樹脂固溶体)などが挙げられる。 Examples of the organic pigment include Pigment-Red 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 9, 12, 14, 15, 16, 17, 19, 21, 22, 23, 31, 32, 37, 38, 41. 48, 48: 1, 48: 2, 48: 3, 48: 4, 49, 49: 1, 49: 2, 50: 1, 52, 52: 1, 52: 2, 53, 53: 1, 53 : 2, 53: 3, 57, 57: 1, 58: 4, 60, 63: 1, 63: 2, 64: 1, 68, 81, 81: 1, 81: 2, 81: 3, 81: 4 83, 88, 90: 1, 97, 112, 114, 122, 123, 144, 146, 147, 149, 150, 151, 166, 168, 169, 170, 171, 172, 173, 174, 175, 176 177, 178, 179, 180, 181, 184, 185, 187, 88, 190, 191, 192, 193, 194, 200, 202, 206, 207, 208, 209, 210, 214, 215, 216, 217, 219, 220, 221, 223, 224, 226, 227, 228, 238, 240, 242, 243, 245, 247, 251, 253, 254, 255, 256, 257, 258, 260, 262, 263, 264, 266, 267, 268, 269, 270, 272, 273, 274, 279, Pigment-Blue 1, 1: 2, 9, 14, 15, 15: 1, 15: 2, 15: 3, 15: 4, 15: 5, 15: 6, 16, 17: 1, 18, 19, 22, 24, 25, 27, 56, 56: 1, 57, 60, 61, 61: 1, 62, 63, 64, 66, 80, 88, Pigment Yellow 1, 2, 3, 4, 5, 6, 9, 10, 12, 13, 14, 16, 17, 20, 24, 55, 61, 62, 62: 1, 63, 65, 73, 74, 75, 81, 83, 86, 87, 88, 93, 94, 95, 97, 98, 99, 100, 101, 102, 104, 105, 108, 109, 110, 111, 115, 116, 117, 120, 123, 125, 126, 127, 128, 129, 130, 133, 137, 138, 139, 147, 148, 150, 151, 152, 153, 154, 155, 156, 166, 167, 168, 169, 170, 172, 173, 174, 175, 176, 180, 181, 182, 183, 185, 188, 191, 192, 193, 194, 196, 198, 199, 202 , 203, 213, 214, Pigment-Black 1, 20, 31, 32, Pigment-Green 1, 7, 8, 10, 36, Pigment-Orange 1, 2, 5, 13, 16, 17, 22, 24, 34, 36 38, 43, 48, 49, 51, 55, 59, 61, 62, 64, 66, 67, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 77, Pigment-Violet 3, 19, 23, 25, 29 30, 31, 32, 37, 39, 40, 42, 50, Pigment-Brown 1, 23, 25, 27, organic fluorescent pigment (fluorescent dye / synthetic resin solid solution), and the like.
油溶性染料としては、Solvent−Red1、2、3、4、8、13、18、23、24、25、26、27、30、32、43、44、45、49、51、52、60、72、73、79、89、91、92、109、111、122、124、127、132、135、146、168、179、195、197、218、242、Solvent−Blue2、4、5、6、8、11、13、23、24、35、36、38、44、45、59、70、74、78、104、122、124、Solvent−Yellow2、5、6、7、14、15、16、18、19、21、29、33、44、51、56、62、72、79、82、83、83:1、93、98、114、116、133、145、163、167、176、Solvent−Black3、5、7、27、29、34、45、Solvent−Green1、3、5、7、28、Solvent−Orange2、60、63、41、45、54、60、62、63、86、Solvent−Violet3、8、9、11、13、31、37、49、56、59、Solvent−Brown1、41、43、53などが挙げられる。 As the oil-soluble dye, Solvent-Red 1, 2, 3, 4, 8, 13, 18, 23, 24, 25, 26, 27, 30, 32, 43, 44, 45, 49, 51, 52, 60, 72, 73, 79, 89, 91, 92, 109, 111, 122, 124, 127, 132, 135, 146, 168, 179, 195, 197, 218, 242, Solvent-Blue 2, 4, 5, 6, 8, 11, 13, 23, 24, 35, 36, 38, 44, 45, 59, 70, 74, 78, 104, 122, 124, Solvent-Yellow 2, 5, 6, 7, 14, 15, 16, 18, 19, 21, 29, 33, 44, 51, 56, 62, 72, 79, 82, 83, 83: 1, 93, 98, 114, 116, 133, 145, 163, 167, 17 Solvent-Black 3, 5, 7, 27, 29, 34, 45, Solvent-Green 1, 3, 5, 7, 28, Solvent-Orange 2, 60, 63, 41, 45, 54, 60, 62, 63, 86 Solvent-Violet 3, 8, 9, 11, 13, 31, 37, 49, 56, 59, Solvent-Brown 1, 41, 43, 53, and the like.
分散染料としては、Disperse−Red1、4、11、13、50、54、58、60、72、73、74、82、86、88、91、92、93、111、126、127、134、135、143、145、146、152、153、154、159、164、167、167:1、177、179、181、191、204、206、207、221、239、240、258、277、278、283、311、323、343、348、356、362、364、Disperse−Blue3、7、14、35、56、60、72、73、77、79、87、106、113、128、143、148、154、158、165、165:1、165:2、176、183、185、197、198、201、214、224、225、257、266、267、284、287、291、301、354、358、359、365、366、367、368、Disperse−Yellow3、5、23、42、54、64、79、82、83、93、99、100、114、119、121、122、124、126、134、160、184、184:1、186、198、199、204、224、237、211、241、Disperse−Green6:1、9、Disperse−Orange1、3、11、25、29、30、31、31:1、33、44、49、54、66、73、118、119、163、Disperse−Violet1、26、33、35、63、77、93、96、Disperse−Brown1、19などが挙げられる。 Disperse dyes include Disperse-Red 1, 4, 11, 13, 50, 54, 58, 60, 72, 73, 74, 82, 86, 88, 91, 92, 93, 111, 126, 127, 134, 135. , 143, 145, 146, 152, 153, 154, 159, 164, 167, 167: 1, 177, 179, 181, 191, 204, 206, 207, 221, 239, 240, 258, 277, 278, 283 311, 323, 343, 348, 356, 362, 364, Disperse-Blue 3, 7, 14, 35, 56, 60, 72, 73, 77, 79, 87, 106, 113, 128, 143, 148, 154 158, 165, 165: 1, 165: 2, 176, 183, 185, 197, 198, 201, 214, 2 4, 225, 257, 266, 267, 284, 287, 291, 301, 354, 358, 359, 365, 366, 367, 368, Disperse Yellow 3, 5, 23, 42, 54, 64, 79, 82, 83, 93, 99, 100, 114, 119, 121, 122, 124, 126, 134, 160, 184, 184: 1, 186, 198, 199, 204, 224, 237, 211, 241, Disperse-Green 6: 1, 9, Disperse-Orange 1, 3, 11, 25, 29, 30, 31, 31: 1, 33, 44, 49, 54, 66, 73, 118, 119, 163, Disperse-Violet 1, 26, 33, 35, 63, 77, 93, 96, Disperse-Brown 1, 19 And the like.
建染染料としては、Vat−Red1、10、13、14、15、23、29、31、41、Vat−Blue1、4、6、20、43、Vat−Yellow1、2、4、10、12、27、29、33、Vat−Black16、25、27、29、Vat−Green1、3、8、9、Vat−Orange1、2、3、4、7、9、11、15、16、Vat−Violet1、9、Vat−Brown1、3、5、57などが挙げられる。 As vat dyes, Vat-Red 1, 10, 13, 14, 15, 23, 29, 31, 41, Vat-Blue 1, 4, 6, 20, 43, Vat-Yellow 1, 2, 4, 10, 12, 27, 29, 33, Vat-Black 16, 25, 27, 29, Vat-Green 1, 3, 8, 9, Vat-Orange 1, 2, 3, 4, 7, 9, 11, 15, 16, Vat-Violet 1, 9, Vat-Brown 1, 3, 5, 57, and the like.
本発明における親水性色材とは、水不溶性色材に対し、種々の反応にて、アニオン性、カチオン性、ノニオン性の官能基を1個以上または1種以上置換することによって親水性を付与し、水系分散媒に溶解、もしくは易分散できるように調製されたもので、調製しても市販されているものを用いてもよい。 The hydrophilic coloring material in the present invention imparts hydrophilicity to a water-insoluble coloring material by substituting one or more anionic, cationic and nonionic functional groups in various reactions. However, it is prepared so that it can be dissolved or easily dispersed in an aqueous dispersion medium, and it may be prepared or commercially available.
本発明における親水性色材は、水不溶性色材と同一または類似構造の色材を出発原料とすることが好ましい。類似の構造の例としては、銅フタロシアニンに対するフリーベースフタロシアニン、鉄フタロシアニン、亜鉛フタロシアニンなどの基本構造が同一のもの、キナクリドンに対するジメチルキナクリドンやジクロロキナクリドンなどの置換基だけの異なるもの、インダンスレンとベンズイミダゾロンジオキサジン、又はフタロシアニンとポルフィリンのように構造の似通ったもの、カーボンブラックとフタロシアニン、キナクリドンとジケトピロロピロール、又はイソインドリノンとベンズイミダゾロンなど複素環同士等が挙げられる。 The hydrophilic color material in the present invention is preferably a color material having the same or similar structure as the water-insoluble color material. Examples of similar structures include the same basic structures such as free base phthalocyanine, iron phthalocyanine and zinc phthalocyanine for copper phthalocyanine, different quinacridones such as dimethylquinacridone and dichloroquinacridone, indanthrene and benz Examples thereof include imidazolone dioxazine or those having similar structures such as phthalocyanine and porphyrin, carbon black and phthalocyanine, quinacridone and diketopyrrolopyrrole, or heteroindole such as isoindolinone and benzimidazolone.
本発明における親水性色材に導入されるアニオン性の官能基としては、スルホン酸基、硫酸エステル基、カルボキシル基、リン酸エステル基が挙げられる。カチオン性の官能基としてはアミノ基、ヒドラジン基、ピリジン基、イミダゾール基、ピロール基などが挙げられる。ノニオン性の官能基としては水酸基、チオール基、ポリエチレングリコール基、ポリプロピレングリコール基、スルホキシド基、スルホアミド基が挙げられる。
例えば、キナクリドン(C.I.Pigment−Violet19やC.I.Pigment−Red122)、インジゴ(C.I.Pigment−Blue66)、インダンスロン(C.I.Pigment−Blue60)に対してはスルホン酸基、カルボキシル基、アミノ基などであり、ベンゾイミダゾール(Pigment−Yellow180)に対してはスルホン酸基、水酸基などの組み合わせを用いることができる。
Examples of the anionic functional group introduced into the hydrophilic color material in the present invention include a sulfonic acid group, a sulfate ester group, a carboxyl group, and a phosphate ester group. Examples of the cationic functional group include an amino group, a hydrazine group, a pyridine group, an imidazole group, and a pyrrole group. Examples of the nonionic functional group include a hydroxyl group, a thiol group, a polyethylene glycol group, a polypropylene glycol group, a sulfoxide group, and a sulfoamide group.
For example, for quinacridone (CI Pigment-Violet 19 and CI Pigment-Red 122), Indigo (CI Pigment-Blue 66), and Indanthrone (CI Pigment-Blue 60), sulfonic acid Groups, carboxyl groups, amino groups, and the like, and combinations of sulfonic acid groups, hydroxyl groups, and the like can be used for benzimidazole (Pigment-Yellow 180).
本発明に係る自己分散型着色微粒子は、個数分布粒径において、粒径分布の累計10%粒径(D10)が5nm以上が好ましく、より好ましくは10〜30nmである。粒径分布の累計50%粒径(D50)が40nm以下が好ましく、より好ましくは15〜38nmである。また、粒子径分布の累計90%粒径(D90)が50nm以下であることが好ましく、より好ましくは20〜48nm以下が好ましく、更に好ましくは20〜47nm以下である。 The self-dispersing colored fine particles according to the present invention preferably have a cumulative 10% particle size (D10) of the particle size distribution of 5 nm or more, more preferably 10 to 30 nm in the number distribution particle size. The cumulative 50% particle size (D50) of the particle size distribution is preferably 40 nm or less, more preferably 15 to 38 nm. In addition, the cumulative 90% particle size (D90) of the particle size distribution is preferably 50 nm or less, more preferably 20 to 48 nm or less, still more preferably 20 to 47 nm or less.
本発明に係る自己分散型着色微粒子は、個数分布粒径において、累計90%粒径(D90)と累計50%粒径(D50)との比(D90/D50)が5以下であることが好ましく、より好ましくは4以下であり、更により好ましくは3以下である。 The self-dispersing colored fine particles according to the present invention preferably have a ratio (D90 / D50) of a cumulative 90% particle diameter (D90) to a cumulative 50% particle diameter (D50) of 5 or less in the number distribution particle diameter. , More preferably 4 or less, even more preferably 3 or less.
本発明に係る自己分散型着色微粒子の平均結晶子サイズは25nm以下であることが好ましい。平均結晶サイズが25nmを超える場合、十分な透明性を発揮できなくなる。より好ましくは24nm以下であり、さらに好ましくは23nm以下である。 The average crystallite size of the self-dispersing colored fine particles according to the present invention is preferably 25 nm or less. When the average crystal size exceeds 25 nm, sufficient transparency cannot be exhibited. More preferably, it is 24 nm or less, More preferably, it is 23 nm or less.
次に、本発明に係る水系分散体について述べる。 Next, the aqueous dispersion according to the present invention will be described.
本発明に係る水系分散体は、前記自己分散型着色微粒子を水系分散媒に投入する、もしくは水系分散媒に投入し導入された親水基の電荷を中和することで、水系分散媒に界面活性剤や水溶性樹脂などの分散剤を用いなくても、水系分散媒に容易に自己分散できる水系分散体である。 The aqueous dispersion according to the present invention has a surface activity in the aqueous dispersion medium by introducing the self-dispersing colored fine particles into the aqueous dispersion medium or neutralizing the charge of the hydrophilic group introduced into the aqueous dispersion medium. It is an aqueous dispersion that can be easily self-dispersed in an aqueous dispersion medium without using a dispersant such as an agent or a water-soluble resin.
本発明に係る水系分散体は、水系分散媒として水と、必要に応じて水溶性有機溶剤を用いることができる。水系分散体中の水100重量部に対する水溶性有機溶剤の割合は、1〜50重量部が好ましく、より好ましくは1〜30重量部である。 In the aqueous dispersion according to the present invention, water and, if necessary, a water-soluble organic solvent can be used as the aqueous dispersion medium. The ratio of the water-soluble organic solvent to 100 parts by weight of water in the aqueous dispersion is preferably 1 to 50 parts by weight, more preferably 1 to 30 parts by weight.
水溶性有機溶剤としてはメタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、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、テトラエチレングリコール、ヘキシレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、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、グリセロール、などの多価アルコール、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、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、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、テトラエチレングリコールモノメチルエーテルなどの多価アルコールアルキルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノベンジルエーテルなどの多価アルコールアリルエーテル、N−メチルピロリドン、1,3−ジメチルイミダゾリジノン、γ−ブチロラクロン、などの含窒素複素環化合物、N,N−ジメチルホルムアミド、尿素などのアミド、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、などのアミン類、チオジエタノール、スルホラン、ジメチルスルホキシドなどの含硫黄化合物が用いられ、単独で用いても、混合して用いてもよい。 Water-soluble organic solvents include methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, tetraethylene glycol, hexylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, 1, Polyhydric alcohols such as 3-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, glycerol, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether , Triethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol Polyhydric alcohol alkyl ethers such as ethyl ether, triethylene glycol monobutyl ether, tetraethylene glycol monomethyl ether, polyhydric alcohol allyl ethers such as ethylene glycol monophenyl ether, ethylene glycol monobenzyl ether, N-methylpyrrolidone, 1,3- Nitrogen-containing heterocyclic compounds such as dimethylimidazolidinone and γ-butyrolaclone, amides such as N, N-dimethylformamide and urea, amines such as monoethanolamine, diethanolamine and triethanolamine, thiodiethanol, sulfolane and dimethyl Sulfur-containing compounds such as sulfoxide are used and may be used alone or in combination.
本発明に係る水系分散体は、導入された親水基の電荷を中和するために、pH調整剤を添加することができる。親水性色材としてアニオン性基のあるものを導入している場合は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウムなどの無機塩類、または、アンモニア、トリメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、N−メチルジエチルアミン、モルホリン、N,N−ジメチルアミノエタノール、N,N−ジエチルアミノエタノール、2−アミノ−2−メチル−1−プロパノール、モノエタノールアミン、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、ジイソプロパノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミンなどの有機アミン類が用いられ、単独で用いても、混合してもよい。親水性色材としてカチオン性基のあるものを導入している場合には、塩酸、硫酸、リン酸、ホウ酸などの無機塩、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、蓚酸、フタル酸、フマル酸、アスコルビン酸などの有機酸類が用いられる。 In the aqueous dispersion according to the present invention, a pH adjusting agent can be added to neutralize the charge of the introduced hydrophilic group. When a hydrophilic colorant having an anionic group is introduced, inorganic salts such as sodium hydroxide, potassium hydroxide and lithium hydroxide, or ammonia, trimethylamine, ethylamine, diethylamine, triethylamine, N-methyl Diethylamine, morpholine, N, N-dimethylaminoethanol, N, N-diethylaminoethanol, 2-amino-2-methyl-1-propanol, monoethanolamine, N-methyldiethanolamine, N-ethyldiethanolamine, diisopropanolamine, diethanolamine Organic amines such as triethanolamine are used, and may be used alone or mixed. When a hydrophilic colorant having a cationic group is introduced, inorganic salts such as hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, boric acid, formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, oxalic acid, phthalic acid, fumaric acid Organic acids such as ascorbic acid are used.
本発明に係る水系分散体は、分散粒径において、個数換算分布の累積10%粒径(P10)が5nm以上が好ましく、より好ましくは10〜30nmである。また、個数換算分布の累積50%粒径(P50)が40nm以下が好ましく、より好ましくは15〜38nmである。また、個数換算分布の累積90%粒径(P90)は50nm以下が好ましく、より好ましくは20〜48nmである。 The aqueous dispersion according to the present invention preferably has a 10% cumulative particle size (P10) of the number conversion distribution in the dispersed particle diameter of 5 nm or more, more preferably 10 to 30 nm. Further, the cumulative 50% particle size (P50) of the number conversion distribution is preferably 40 nm or less, more preferably 15 to 38 nm. The cumulative 90% particle size (P90) of the number conversion distribution is preferably 50 nm or less, more preferably 20 to 48 nm.
本発明に係る水系分散体は、前記粒径分布の累積90%粒径(P90)と累積50%粒径(P50)との比(P90/P50)が5以下であることが好ましい。前記比が5を超える場合、散乱光が発生し、透明性が低下する場合がある。より好ましくは3以下であり、更により好ましくは2以下である。 In the aqueous dispersion according to the present invention, the ratio (P90 / P50) of the cumulative 90% particle size (P90) to the cumulative 50% particle size (P50) of the particle size distribution is preferably 5 or less. When the ratio exceeds 5, scattered light may be generated and transparency may be lowered. More preferably, it is 3 or less, and still more preferably 2 or less.
本発明に係る水系分散体の粘度は、10.0mPa・s以下が好ましい。粘度が10.0mPa・sを越える場合には、これを用いて調製したインクの粘度が大きくなり好ましくない。より好ましくは8.0mPa・s以下である。下限値は1.0mPa・s程度である。 The viscosity of the aqueous dispersion according to the present invention is preferably 10.0 mPa · s or less. When the viscosity exceeds 10.0 mPa · s, the viscosity of the ink prepared using this increases, which is not preferable. More preferably, it is 8.0 mPa · s or less. The lower limit is about 1.0 mPa · s.
本発明に係る水系分散体中の自己分散型着色微粒子の含有量は1〜40%が好ましい。1%未満の場合には、色材濃度が希薄であるため、各種用途におけるインクとして用いることが困難である。40%を超える場合には、十分に分散させることが困難となる。より好ましくは2〜30%である。 The content of the self-dispersing colored fine particles in the aqueous dispersion according to the present invention is preferably 1 to 40%. If it is less than 1%, it is difficult to use it as an ink in various applications because the colorant concentration is dilute. When it exceeds 40%, it becomes difficult to sufficiently disperse. More preferably, it is 2 to 30%.
本発明に係る水系分散体の表面張力は、55mN/m以上であることが好ましく、より好ましくは60mN/m以上である。 The surface tension of the aqueous dispersion according to the present invention is preferably 55 mN / m or more, more preferably 60 mN / m or more.
次に、本発明に係る自己分散型着色微粒子および水系分散体の製造法について述べる。 Next, a method for producing self-dispersed colored fine particles and an aqueous dispersion according to the present invention will be described.
数十ナノレベルの粒径を持つ水不溶性色材を得る方法として、通常、ダウンサイジング法とビルドアップ法がある。これらの中で従来用いられてきたのは、ビーズミル、ロールミルなどの粉砕分散機を用いた機械的な力で粒子を微細化していくダウンサイジング法であった。このダウンサイジング法においては前述したように、用いた原料の一次粒子を機械的な力で粉砕して行うと、比表面積の増大と色材表面の局部的な結晶構造の変化による過分散と呼ばれる分散不安定な色材となってしまう。そこで、粉砕を行わず溶解状態などから粒子を形成していくビルドアップ法が検討されてきた。
本発明では水不溶性色材と親水性色材を非プロトン性極性有機溶剤に溶解し、水中へ投入することで水系分散媒に界面活性剤や水溶性樹脂などの分散剤を介することなく自己分散する数十ナノレベルの粒径を持つ自己分散型着色微粒子および水系分散体を調製できる。
As a method for obtaining a water-insoluble colorant having a particle size of several tens of nanometers, there are usually a downsizing method and a buildup method. Among them, a downsizing method in which particles are refined by a mechanical force using a pulverizing and dispersing machine such as a bead mill and a roll mill has been used conventionally. In the downsizing method, as described above, when primary particles used are pulverized by mechanical force, it is called overdispersion due to an increase in specific surface area and a local change in the crystal structure of the colorant surface. Disperse unstable color material. Therefore, a build-up method in which particles are formed from a dissolved state without pulverization has been studied.
In the present invention, a water-insoluble colorant and a hydrophilic colorant are dissolved in an aprotic polar organic solvent and injected into water, so that the aqueous dispersion medium is self-dispersed without using a dispersant such as a surfactant or a water-soluble resin. Self-dispersed colored fine particles and aqueous dispersions having a particle size of several tens of nanometers can be prepared.
本発明における自己分散型着色微粒子および水系分散体は、親水性色材調製、溶解再沈工程、濃縮透析工程、再分散工程および後処理工程の各工程を順に経て得ることができる。 The self-dispersing colored fine particles and the aqueous dispersion in the present invention can be obtained through the steps of hydrophilic colorant preparation, dissolution reprecipitation step, concentration dialysis step, redispersion step and post-treatment step in order.
親水性色材調製は親水性色材を調製する工程である。親水基を導入する方法は常法に従って行えばよいが、簡便な方法として例示すれば、アニオン性基ではスルホン化、カルボキシル化、カチオン性基ではアミノ化が挙げられる。
たとえば、スルホン化の方法としては、各種色材を硫酸などの強酸に溶解し、発煙硫酸などのスルホン化剤を接触させることで、ベンゼン環部分に容易にスルホン酸基を置換できる。カルボキシル化の方法としては、各種色材をn−ブチルリチウムと反応させ、その後に二酸化炭素と反応させることで、ベンゼン環部分に容易にカルボキシル基を置換できる。アミノ化の方法としては、各種色材を硫酸などの強酸に溶解し、硝酸などのニトロ化剤を接触させることでニトロ化し、これを水素還元することで容易にアミノ化できる。また、水不溶性色材に窒素原子などが含まれている場合、この窒素からフタル酸などのカルボキシル基やエチレンジアミンなどのアミノ基を伸長することができる。さらに上記の官能基をもとに、硫酸エステル基、リン酸エステル基、ヒドラジン基、ピリジン基、イミダゾール基、ピロール基、ポリエチレングリコール基などを置換することができる。
なお、スルホン化フタロシアニン、スルホン化インジゴ(インジゴカルミン)などのように市販の親水性色材を用いる場合は改めて調製する必要はない。
The hydrophilic color material preparation is a step of preparing a hydrophilic color material. The method for introducing a hydrophilic group may be carried out according to a conventional method, but as a simple method, sulfonation and carboxylation are exemplified for an anionic group, and amination is exemplified for a cationic group.
For example, as a sulfonation method, a sulfonic acid group can be easily substituted on the benzene ring portion by dissolving various colorants in a strong acid such as sulfuric acid and contacting with a sulfonating agent such as fuming sulfuric acid. As a method for carboxylation, a carboxyl group can be easily substituted on the benzene ring portion by reacting various color materials with n-butyllithium and then reacting with carbon dioxide. As an amination method, various colorants are dissolved in a strong acid such as sulfuric acid, nitrated by contacting with a nitrating agent such as nitric acid, and then aminated by hydrogen reduction. In addition, when the water-insoluble coloring material contains a nitrogen atom or the like, a carboxyl group such as phthalic acid or an amino group such as ethylenediamine can be extended from this nitrogen. Furthermore, based on the above functional groups, sulfate groups, phosphate groups, hydrazine groups, pyridine groups, imidazole groups, pyrrole groups, polyethylene glycol groups, and the like can be substituted.
When a commercially available hydrophilic color material such as sulfonated phthalocyanine or sulfonated indigo (indigo carmine) is used, it is not necessary to prepare it again.
溶解再沈工程は、水不溶性色材と親水性色材とを非プロトン性極性溶剤に溶解し、水系分散媒に投入することで自己分散型着色微粒子のクルードを得る工程である。 The dissolution and reprecipitation step is a step of obtaining a crude of self-dispersed colored fine particles by dissolving a water-insoluble colorant and a hydrophilic colorant in an aprotic polar solvent and putting them in an aqueous dispersion medium.
非プロトン性極性有機溶剤としては、水不溶性色材と水不溶性色材に親水基を導入した色材を同時に溶解するもので、本発明の目的を達成できるものであればいかなるものでも使用可能である。具体的には、ジメチルスルホキシド、ジメチルイミダゾリジノン、スルホラン、N−メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド、アセトニトリル、アセトン、ジオキサン、テトラメチル尿素、ヘキサメチルホスホルアミド、ヘキサメチルホスホロフラン、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、エチレングリコールジアセテート、γ―ブチルラクトンなどが好ましい溶剤として挙げられ、中でもジメチルスルホキシド、N−メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルイミダゾリジノン、スルホラン、アセトンまたはアセトニトリルが好ましい。また、これらは1種類単独でまたは2種類以上を併用して用いることができる。 As the aprotic polar organic solvent, any water-insoluble colorant and colorant having a hydrophilic group introduced into the water-insoluble colorant can be dissolved at the same time, and any solvent that can achieve the object of the present invention can be used. is there. Specifically, dimethylsulfoxide, dimethylimidazolidinone, sulfolane, N-methylpyrrolidone, dimethylformamide, acetonitrile, acetone, dioxane, tetramethylurea, hexamethylphosphoramide, hexamethylphosphorofuran, tetrahydrofuran, tetrahydropyran, Ethylene glycol diacetate, γ-butyl lactone and the like are mentioned as preferred solvents. Among them, dimethyl sulfoxide, N-methylpyrrolidone, dimethylformamide, dimethylimidazolidinone, sulfolane, acetone or acetonitrile are preferred. Moreover, these can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
非プロトン性極性有機溶剤の使用割合は特に限定されるものではないが、水不溶性色材のより良好な溶解状態と、所望とする自己分散型着色微粒子の形成の容易性の観点から、前記水不溶性色材と水不溶性色材に親水基を導入した色材の両者または少なくとも一方の1重量部に対して、5〜1000重量部の間で用いるのが好ましい。 The proportion of the aprotic polar organic solvent used is not particularly limited, but from the viewpoint of a better dissolved state of the water-insoluble colorant and the ease of formation of the desired self-dispersing colored fine particles, It is preferably used in an amount of 5 to 1000 parts by weight based on 1 part by weight of both or at least one of the insoluble colorant and the colorant having a hydrophilic group introduced into the water-insoluble colorant.
なお、上記非プロトン性極性有機溶剤に溶解してなる溶液を調製する際は、常温もしくは常圧最高沸点近い加熱下で、前記色材水不溶性色材と水不溶性色材に親水基を導入した色材の両者または少なくとも一方を溶解することが好ましい。 When preparing a solution dissolved in the aprotic polar organic solvent, a hydrophilic group was introduced into the colorant water-insoluble colorant and the water-insoluble colorant under heating at normal temperature or near the maximum boiling point of normal pressure. It is preferable to dissolve both or at least one of the color materials.
また、水不溶性色材と水不溶性色材に親水基を導入した色材の両者若しくは、少なくとも一方を非プロトン性極性有機溶媒に溶解してなる溶液を水系分散媒と接触させることにより自己分散型着色微粒子を析出することが可能になる。この際に使用する水系分散媒の割合は、所望とする自己分散型着色微粒子形成の容易性の観点から、水不溶性色材と水不溶性色材に親水基を導入した色材の両者若しくは、少なくとも一つを非プロトン性極性有機溶媒に溶解してなる溶液1重量部に対して、1〜1000重量部が好ましい。 In addition, a self-dispersing type is obtained by contacting a water-insoluble colorant and / or a colorant in which a hydrophilic group is introduced into the water-insoluble colorant, or a solution obtained by dissolving at least one in an aprotic polar organic solvent with an aqueous dispersion medium. It becomes possible to deposit colored fine particles. The ratio of the aqueous dispersion medium used in this case is, from the viewpoint of ease of forming desired self-dispersing colored fine particles, both the water-insoluble colorant and the colorant introduced with a hydrophilic group in the water-insoluble colorant, or at least The amount is preferably 1 to 1000 parts by weight with respect to 1 part by weight of a solution obtained by dissolving one in an aprotic polar organic solvent.
また、前記水不溶性色材と水不溶性色材に親水基を導入した色材の両者若しくは、少なくとも一つを非プロトン性極性有機溶媒に溶解してなる溶液を、水性媒体と接触させる際には、非プロトン性極性有機溶媒の凝固点以上、且つ水性媒体の常圧最高沸点以下に調節することが好ましい。 Further, when the water-insoluble colorant and the colorant having a hydrophilic group introduced into the water-insoluble colorant, or a solution obtained by dissolving at least one in an aprotic polar organic solvent is brought into contact with an aqueous medium. It is preferable to adjust the freezing point above the freezing point of the aprotic polar organic solvent and below the maximum boiling point of the aqueous medium.
さらに、所望とする微細な着色微粒子のサイズの均一性を保つには、水系分散媒との接触を可能な限り速やかに行うのが好ましく、超音波振動子や循環型の攪拌装置など、従来公知の攪拌、混合、分散に使用される装置を何れも使用することができる。また、水系分散媒中に接触させる方法としては、従来公知の液体注入法を何れも利用できるが、シリンジやニードルなどのなるべく細いノズルから噴射して水性媒体中で接触させることが好ましい。 Further, in order to maintain the desired size uniformity of the fine colored fine particles, it is preferable to make contact with the aqueous dispersion medium as quickly as possible. Conventionally known methods such as an ultrasonic vibrator and a circulation type stirring device are known. Any apparatus used for stirring, mixing, and dispersing can be used. In addition, as a method for contacting in the aqueous dispersion medium, any of the conventionally known liquid injection methods can be used, but it is preferable to spray from a nozzle as fine as possible such as a syringe or a needle and contact in an aqueous medium.
濃縮透析工程は、得られた自己分散型着色微粒子のクルードを濃縮、透析することで、色材濃度を調整し、系内に含まれる非プロトン性極性有機溶剤、塩類や不純物を除去する工程である。 The concentration dialysis step is a step of adjusting the colorant concentration by concentrating and dialyzing the obtained self-dispersing colored fine particle crude and removing aprotic polar organic solvents, salts and impurities contained in the system. is there.
濃縮透析工程に用いる装置は特に限定されるものではないが、限外濾過、セラミックフィルター、クロスフロー濾過などの濾過、逆浸透膜などの膜分離などが好ましい。 The apparatus used for the concentration dialysis step is not particularly limited, but ultrafiltration, filtration such as ceramic filter and crossflow filtration, and membrane separation such as reverse osmosis membrane are preferable.
再分散工程は、前工程で濃縮、透析されたペーストに水系分散媒、塩基性物質、あるいは酸性物質を加えて分散操作を行なうことにより、分散剤などを添加することなく水系分散媒中に分散(自己分散)させ、自己分散型着色微粒子を含む水系分散体を得る工程である。このとき、分散の効果を増すために、攪拌翼よる攪拌、ホモジナイザー、ホモミキサー、超音波ホモジナイザーによる簡単な分散を行うこともできる。 In the redispersion step, dispersion is performed in the aqueous dispersion medium without adding a dispersant or the like by adding the aqueous dispersion medium, basic substance, or acidic substance to the paste concentrated and dialyzed in the previous step. This is a step of obtaining a water-based dispersion containing self-dispersing colored fine particles (self-dispersing). At this time, in order to increase the dispersion effect, it is possible to perform simple dispersion by stirring with a stirring blade, a homogenizer, a homomixer, or an ultrasonic homogenizer.
後処理工程は、得られた自己分散型着色微粒子を含む水系分散体に含まれる粗大な粒子や不純物を、限外濾過、セラミックフィルター、クロスフロー濾過膜、逆浸透膜などを用いた濾過もしくは膜分離、または遠心分離などを行うことで取り除き、さらにイオン交換水添加による希釈もしくは限外濾過、セラミックフィルター、クロスフロー濾過膜、逆浸透膜、減圧蒸留器などを用いた濃縮を行い、自己分散型着色微粒子の純度、濃度を調節する工程である。 In the post-treatment step, coarse particles and impurities contained in the obtained aqueous dispersion containing self-dispersed colored fine particles are filtered or membraneed using ultrafiltration, ceramic filter, crossflow filtration membrane, reverse osmosis membrane, etc. Self-dispersion type by removing by separating or centrifuging, further diluting by adding ion exchange water or ultrafiltration, ceramic filter, cross-flow filtration membrane, reverse osmosis membrane, vacuum distillation etc. This is a step of adjusting the purity and concentration of the colored fine particles.
なお、本発明に係る水系分散体は、分散剤を用いなくても優れた分散性を有するものであるが、分散剤を用いてより高い分散性とすることもできる。 In addition, although the aqueous dispersion which concerns on this invention has the outstanding dispersibility even if it does not use a dispersing agent, it can also be made higher dispersibility using a dispersing agent.
本発明においては、自己分散型着色微粒子として取り出す必要がある際には、後処理工程を経た水系分散体を常法により濾別、乾燥すればよい。 In the present invention, when it is necessary to take out the self-dispersed colored fine particles, the aqueous dispersion after the post-treatment step may be filtered and dried by a conventional method.
本発明においては、自己分散型着色微粒子を含む水系分散体が必要な場合は、後処理工程を経た分散体をそのまま用いればよい。 In the present invention, when an aqueous dispersion containing self-dispersing colored fine particles is required, the dispersion after the post-treatment process may be used as it is.
次に、本発明に係るインクジェット記録用インクについて述べる。 Next, the ink for ink jet recording according to the present invention will be described.
本発明に係るインクジェット記録用インクは、本発明に係る自己分散型着色微粒子を水系溶媒に分散させる、または本発明に係る水系分散体を希釈することでインクジェット記録用インク100重量部中に自己分散型着色微粒子を1〜40重量部、好ましくは2.5〜20重量部含有する。 The inkjet recording ink according to the present invention is self-dispersed in 100 parts by weight of the inkjet recording ink by dispersing the self-dispersing colored fine particles according to the present invention in an aqueous solvent or diluting the aqueous dispersion according to the present invention. 1 to 40 parts by weight, preferably 2.5 to 20 parts by weight of mold-type fine particles are contained.
本発明に係るインクジェット記録用インクは、本発明に係る自己分散型着色微粒子および水系分散体および水からなり、必要に応じて、界面活性剤、水溶性有機化合物、pH調整剤、防腐剤などの添加剤を含有してもよい。 The ink for ink jet recording according to the present invention comprises the self-dispersed colored fine particles according to the present invention, an aqueous dispersion and water, and includes a surfactant, a water-soluble organic compound, a pH adjuster, a preservative and the like as necessary. An additive may be contained.
界面活性剤としては、アニオン系界面活性剤もしくはノニオン系界面活性剤を用いることができる。アニオン系界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル、ドデシルベンゼンスルホン酸塩、ラウリル酸塩などが挙げられる。ノニオン系界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアミド、2,4,7,9−テトラメチル−5−デシン−4,7−ジオール、3,6−ジメチル−4−オクチン−3,6−ジオール、3,5−ジメチル−1−ヘキシン−3−オールなどのアセチレングリコール系(例えばエアープロダクツ製のサーフィノール104、420、440、465、485など)などが挙げられ、一種または二種以上を混合して用いることができる。 As the surfactant, an anionic surfactant or a nonionic surfactant can be used. Examples of the anionic surfactant include polyoxyethylene alkyl ether acetate, polyoxyethylene alkyl ether sulfate, dodecylbenzene sulfonate, and laurate. Nonionic surfactants include polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkyl ester, polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene alkyl phenyl ether, polyoxyethylene alkylamide, 2,4,7,9-tetramethyl. Acetylene glycols such as -5-decyne-4,7-diol, 3,6-dimethyl-4-octyne-3,6-diol, 3,5-dimethyl-1-hexyn-3-ol (for example, manufactured by Air Products) Surfinol 104, 420, 440, 465, 485, etc.) can be used, and one or a mixture of two or more can be used.
水溶性有機化合物としては、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、テトラエチレングリコール、ヘキシレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、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、グリセロール、などの多価アルコール、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、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、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、テトラエチレングリコールモノメチルエーテルなどの多価アルコールアルキルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノベンジルエーテルなどの多価アルコールアリルエーテル、N−メチル−2−ピロリドン、1,3−ジメチルイミダゾリジノン、γ−ブチロラクロン、などの含窒素複素環化合物、N,N−ジメチルホルムアミド、尿素などのアミド、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、などのアミン類、チオジエタノール、スルホラン、ジメチルスルホキシドなどの含硫黄化合物、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、ガラクトース、マルトース、セルビオース、ラクトース、スクロース、トレハロース、セルロース、デキストリン、シクロデキストリンなどの糖類、が用いられ、単独で用いても、混合して用いてもよい。 Examples of water-soluble organic compounds include ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, tetraethylene glycol, hexylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, 1,3-butanediol, and 1,5-pentanediol. , 1,6-hexanediol, glycerol, polyhydric alcohol, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, triethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol mono Ethyl ether, triethylene glycol monobutyl ether Polyhydric alcohol alkyl ethers such as tetraethylene glycol monomethyl ether, polyhydric alcohol allyl ethers such as ethylene glycol monophenyl ether and ethylene glycol monobenzyl ether, N-methyl-2-pyrrolidone, 1,3-dimethylimidazolidinone, Nitrogen-containing heterocyclic compounds such as γ-butyrolacron, amides such as N, N-dimethylformamide and urea, amines such as monoethanolamine, diethanolamine and triethanolamine, sulfur-containing compounds such as thiodiethanol, sulfolane and dimethylsulfoxide Compound, glucose, mannose, fructose, ribose, xylose, arabinose, galactose, maltose, cellobiose, lactose, sucrose, trehalose, cellulose, Sugars such as dextrin and cyclodextrin are used and may be used alone or in combination.
pH調整剤としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウムなどの無機塩類、または、アンモニア、トリメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、N−メチルジエチルアミン、モルホリン、N,N−ジメチルアミノエタノール、N,N−ジエチルアミノエタノール、2−アミノ−2−メチル−1−プロパノール、モノエタノールアミン、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、ジイソプロパノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミンなどの有機アミン類あるいは、塩酸、硫酸、リン酸、ホウ酸などの無機塩類、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、蓚酸、フタル酸、フマル酸、アスコルビン酸などの有機酸類が用いられ、単独で用いても、混合して用いてもよい。 Examples of pH adjusters include inorganic salts such as sodium hydroxide, potassium hydroxide and lithium hydroxide, or ammonia, trimethylamine, ethylamine, diethylamine, triethylamine, N-methyldiethylamine, morpholine, N, N-dimethylaminoethanol, N , N-diethylaminoethanol, 2-amino-2-methyl-1-propanol, monoethanolamine, N-methyldiethanolamine, N-ethyldiethanolamine, diisopropanolamine, diethanolamine, triethanolamine and other organic amines or hydrochloric acid, Inorganic salts such as sulfuric acid, phosphoric acid and boric acid, organic acids such as formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, succinic acid, phthalic acid, fumaric acid and ascorbic acid are used. Also There.
防腐剤としては、必要に応じ、アルキルイソチアゾロン、クロルアルキルイソチアゾロン、ベンズイソチアゾロン、ブロモニトロアルコール、オキサゾリジン、クロルキシレノールなどが用いられ、単独で用いても、混合して用いてもよい。 As preservatives, alkylisothiazolones, chloroalkylisothiazolones, benzisothiazolones, bromonitroalcohols, oxazolidines, chloroxylenols and the like are used as necessary, and these may be used alone or in combination.
本発明におけるインクジェット記録用インクの分散粒径は、個数換算分布の累積10%粒径(P10)が5nm以上が好ましく、より好ましくは10〜30nmである。また、個数換算分布の累積50%粒径(P50)が40nm以下が好ましく、より好ましくは15〜38nmである。また、個数換算分布の累積90%粒径(P90)が50nm以下が好ましい。50nmを超える場合には、散乱光が発生し、透明性が発揮できなくなる。より好ましくは20〜48nmである。 The dispersed particle size of the ink for ink jet recording in the present invention is preferably 5 nm or more, more preferably 10 to 30 nm, as the cumulative 10% particle size (P10) of the number conversion distribution. Further, the cumulative 50% particle size (P50) of the number conversion distribution is preferably 40 nm or less, more preferably 15 to 38 nm. The cumulative 90% particle size (P90) of the number conversion distribution is preferably 50 nm or less. When it exceeds 50 nm, scattered light is generated and transparency cannot be exhibited. More preferably, it is 20-48 nm.
本発明におけるインクジェット記録用インクの分散粒径において、前記個数換算分布の累積90%粒径(P90)と累積50%粒径(P50)との比(P90/P50)が5以下であることが好ましい。粒径比が5を超える場合には、散乱光が発生し、透明性が低下する場合がある。より好ましくは3以下であり、更により好ましくは2以下である。 In the dispersed particle size of the inkjet recording ink in the present invention, the ratio (P90 / P50) of the cumulative 90% particle size (P90) to the cumulative 50% particle size (P50) of the number conversion distribution is 5 or less. preferable. When the particle size ratio exceeds 5, scattered light may be generated and transparency may be lowered. More preferably, it is 3 or less, and still more preferably 2 or less.
本発明におけるインクジェット記録用インクの粘度は、10.0mPa・s以下が好ましい。粘度が10.0mPa・sを越える場合には、鮮明な色相を呈する印刷画像が得られない。より好ましくは5.0mPa・s以下であり、下限値は1.5mPa・s程度である。 The viscosity of the inkjet recording ink in the invention is preferably 10.0 mPa · s or less. When the viscosity exceeds 10.0 mPa · s, a printed image having a clear hue cannot be obtained. More preferably, it is 5.0 mPa · s or less, and the lower limit is about 1.5 mPa · s.
本発明におけるインクジェット記録用インクの分散安定性は、1週間後の分散粒径の変化率において7%以下が好ましく、より好ましくは6%以下、更により好ましくは5%以下である。また、1週間後粘度の変化率において10%以下が好ましく、より好ましくは8%以下、更により好ましくは6%以下である。 The dispersion stability of the ink for ink jet recording in the present invention is preferably 7% or less, more preferably 6% or less, and still more preferably 5% or less in the rate of change of the dispersed particle diameter after one week. Further, the rate of change in viscosity after 1 week is preferably 10% or less, more preferably 8% or less, and still more preferably 6% or less.
次に、本発明に係る自己分散型着色微粒子または水系分散体を用いたインクジェット記録用インクの製造法について述べる。 Next, a method for producing an inkjet recording ink using the self-dispersing colored fine particles or the aqueous dispersion according to the present invention will be described.
本発明に係るインクジェット記録用インクは、所定量の本発明に係る自己分散型着色微粒子または水系分散体と、イオン交換水、必要により、界面活性剤、水溶性有機化合物、pH調整剤、防腐剤などの添加剤を混合して調製し、次いでメンブランフィルターを用いて濾過もしくは遠心分離もしくはその両方の処理をすることによって得られる。 The ink for inkjet recording according to the present invention comprises a predetermined amount of the self-dispersing colored fine particles or aqueous dispersion according to the present invention, ion-exchanged water, and if necessary, a surfactant, a water-soluble organic compound, a pH adjuster, and a preservative. It is obtained by mixing with additives such as, and then filtering and / or centrifuging using a membrane filter.
次に、本発明に係るカラーフィルター用インクについて述べる。 Next, the color filter ink according to the present invention will be described.
本発明に係るカラーフィルター用インクは、本発明に係る自己分散型着色微粒子または水系分散体を希釈することでカラーフィルター用インク100重量部中に自己分散型着色微粒子を1〜40重量部、好ましくは2.5〜20重量部含有する。 The color filter ink according to the present invention is preferably 1 to 40 parts by weight of the self-dispersing colored fine particles in 100 parts by weight of the color filter ink by diluting the self-dispersing colored fine particles or the aqueous dispersion according to the present invention. Contains 2.5 to 20 parts by weight.
本発明に係るカラーフィルター用インクは、本発明による自己分散型着色微粒子または水系分散体および水からなり、必要に応じて、樹脂水溶液、樹脂エマルジョン、インクジェット記録用インクで記載したものと同様の界面活性剤、水溶性有機化合物、pH調整剤、防腐剤などの添加剤を含有してもよい。 The color filter ink according to the present invention comprises the self-dispersed colored fine particles or the aqueous dispersion according to the present invention and water, and if necessary, has the same interface as described in the resin aqueous solution, resin emulsion, and ink jet recording ink. You may contain additives, such as an activator, a water-soluble organic compound, a pH adjuster, and antiseptic | preservative.
上記樹脂としては、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、アクリルポリマー、ポリエステル、ウレタン、フッ素樹脂、メラミン樹脂などを挙げることができる。 Examples of the resin include polyvinyl alcohol, polyacrylamide, acrylic polymer, polyester, urethane, fluororesin, and melamine resin.
次に、本発明に係るカラーフィルター用インクの製造法について述べる。 Next, a method for producing the color filter ink according to the present invention will be described.
本発明に係るカラーフィルター用インクは、所定量の本発明に係る自己分散型着色微粒子もしくは水系分散体と、イオン交換水、必要により、樹脂水溶液、樹脂エマルジョン、界面活性剤、水溶性有機化合物、pH調整剤、防腐剤などの添加剤などを混合して調製し、次いでメンブランフィルターを用いて濾過もしくは遠心分離もしくはその両方の処理をすることによって得られる。 The color filter ink according to the present invention comprises a predetermined amount of the self-dispersing colored fine particles or water-based dispersion according to the present invention, ion-exchanged water, and if necessary, a resin aqueous solution, a resin emulsion, a surfactant, a water-soluble organic compound, It is prepared by mixing additives such as pH adjusters and preservatives, and then filtering and / or centrifuging using a membrane filter.
<作用>
本発明に係る自己分散型着色微粒子は、水不溶性色材と親水性色材の複合色材による着色微粒子である。この複合色材状態が親水度、疎水度をコントロールし、界面活性剤や分散剤を介さずとも自己分散できる性能を発揮している。さらに印刷特性においては、着色成分が微粒子であるため、水不溶性色材としての耐光性、耐水性を保ったまま、水不溶性色材特有の光反射や光散乱がなく、染料に近い透明性、発色性を発揮している。
<Action>
The self-dispersing colored fine particles according to the present invention are colored fine particles made of a composite color material of a water-insoluble color material and a hydrophilic color material. This composite color material state controls the hydrophilicity and hydrophobicity, and exhibits the ability to self-disperse without using a surfactant or a dispersant. Furthermore, in the printing characteristics, since the coloring component is a fine particle, there is no light reflection or light scattering peculiar to a water-insoluble colorant while maintaining the light resistance and water resistance as a water-insoluble colorant, and transparency close to a dye. Exhibits color development.
本発明に係る水系分散体は、前述したとおりの特性を有する自己分散型着色微粒子からなるので、高度の分散安定性を発揮するとともに、水不溶性色材としての耐光性、耐水性を保ったまま、水不溶性色材特有の光反射や光散乱がなく、染料に近い透明性、発色性を発揮している。 Since the aqueous dispersion according to the present invention is composed of self-dispersing colored fine particles having the characteristics as described above, it exhibits a high degree of dispersion stability, while maintaining light resistance and water resistance as a water-insoluble colorant. There is no light reflection or light scattering peculiar to water-insoluble colorants, and it exhibits transparency and color development similar to dyes.
本発明に係るインクジェット記録用インクは、前述したとおりの特性を有する自己分散型着色微粒子、あるいは水系分散体からなるので、高度の分散安定性、およびインクジェットシステムにおける高インク吐出安定性を発揮するとともに、水不溶性色材としての耐光性、耐水性を保ったまま、水不溶性色材特有の光反射や光散乱がなく、染料に近い透明性、発色性を発揮している。 The ink for ink jet recording according to the present invention is composed of self-dispersed colored fine particles having the characteristics as described above, or an aqueous dispersion, so that it exhibits high dispersion stability and high ink ejection stability in an ink jet system. While maintaining light resistance and water resistance as a water-insoluble color material, there is no light reflection or light scattering peculiar to water-insoluble color materials, and it exhibits transparency and color development similar to dyes.
本発明に係るカラーフィルター用インクは、前述したとおりの特性を有する自己分散型着色微粒子、あるいは水系分散体からなるので、高度の分散安定性を発揮するとともに、水不溶性色材としての耐光性、耐水性を保ったまま、水不溶性色材特有の光反射や光散乱がなく、染料に近い透明性、発色性を発揮している。 The color filter ink according to the present invention is composed of self-dispersed colored fine particles having the characteristics as described above, or an aqueous dispersion, so that it exhibits a high degree of dispersion stability and is light resistant as a water-insoluble colorant. While maintaining water resistance, there is no light reflection or light scattering peculiar to water-insoluble colorants, and it exhibits transparency and color development similar to dyes.
次に、実施例によって本発明をさらに詳細に説明する。尚、文中「部」および「%」とあるのは重量による基準とする。本発明は以下の実施例によって限定されるものではない。 Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples. In the text, “parts” and “%” are based on weight. The present invention is not limited by the following examples.
赤外吸収スペクトルは、島津フーリエ変換赤外分光光度計FTIR−8700により、KBr法にて、測定された。
平均粒径は日本分光製透過型電子顕微鏡JEM1200EX02(TEM)によって撮影された粒子の透過像を基にして、ソフトイメージングシステム製の画像解析ソフト、アナリシスプロによって算出された個数換算分布の累計10%値(D10)、50%値(D50)、90%値(D90)によって表示された。
平均結晶子サイズは、理学電機製X線回折装置RINT2500によって計測されたX線回折スペクトルを基に、Sherrer法によって見積もられた。
水系分散体の分散粒径は大塚電子製濃厚系粒度分布計FPAR−1000により測定され、個数換算分布の累計10%値(P10)、50%値(P50)、90%値(P90)で表示された。
粘度は、東機産業製E型粘度計TV−30により測定された。
表面張力は、日本油試験機工業製デュ・ニュイ表面張力計によって測定された。
可視吸収スペクトルは、島津自記分光光度計UV−2100により測定された。さらに、分散体およびインクの濃度は、可視吸収スペクトルの極大波長における吸光係数を測定し、各水不溶性色材の吸光係数との比較により、算出された。
The infrared absorption spectrum was measured by a KBr method using a Shimadzu Fourier transform infrared spectrophotometer FTIR-8700.
The average particle size is 10% of the total number distribution calculated by the image analysis software and analysis pro made by Soft Imaging System based on the transmission image of the particles taken with a transmission electron microscope JEM1200EX02 (TEM) manufactured by JASCO. Displayed by value (D10), 50% value (D50), 90% value (D90).
The average crystallite size was estimated by the Scherrer method based on the X-ray diffraction spectrum measured by the RINT2500 X-ray diffractometer manufactured by Rigaku Corporation.
The dispersed particle size of the aqueous dispersion was measured with a dense particle size distribution analyzer FPAR-1000 manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd. and displayed as a cumulative 10% value (P10), 50% value (P50), and 90% value (P90) of the number conversion distribution. It was done.
The viscosity was measured with an E-type viscometer TV-30 manufactured by Toki Sangyo.
The surface tension was measured with a Du Nuit surface tension meter manufactured by Nippon Oil Testing Machine Industry.
The visible absorption spectrum was measured by Shimadzu autograph spectrophotometer UV-2100. Furthermore, the concentrations of the dispersion and the ink were calculated by measuring the extinction coefficient at the maximum wavelength of the visible absorption spectrum and comparing it with the extinction coefficient of each water-insoluble colorant.
(親水性色材1の調製)
滴下ロート、コンデンサー、温度計を取り付けた三ッ口フラスコに98%硫酸60重量部に溶解したC.I.Pigment−Red122、5重量部を投入し、滴下ロートから25%発煙硫酸40部を10分かけて添加した。この溶液をオイルバスにて80℃に昇温し、5時間攪拌し、氷水に投入して沈殿物を得た。この沈殿物を濾過し、イオン交換水およびメタノールにて洗浄、乾燥して、親水性色材1(C.I.Pigment−Red122のスルホン酸基付加化合物)5重量部を得た。
(Preparation of hydrophilic coloring material 1)
A C.I. solution dissolved in 60 parts by weight of 98% sulfuric acid in a three-necked flask equipped with a dropping funnel, a condenser and a thermometer. I. Pigment-Red122 and 5 parts by weight were added, and 40 parts of 25% fuming sulfuric acid was added from a dropping funnel over 10 minutes. This solution was heated to 80 ° C. in an oil bath, stirred for 5 hours, and poured into ice water to obtain a precipitate. This precipitate was filtered, washed with ion-exchanged water and methanol, and dried to obtain 5 parts by weight of hydrophilic coloring material 1 (sulfonic acid group addition compound of CI Pigment-Red 122).
(親水性色材2の調製)
滴下ロート、コンデンサー、温度計を取り付けた三ッ口フラスコにC.I.Pigment−Red122、5重量部、ドライジメチルホルムアミド100重量部を入れ、懸濁した。系内をアルゴン置換した後、滴下ロートから水素化ナトリウム2重量部(60%ミネラルオイルディスパーションとして)を滴下、攪拌し、懸濁液が溶液となるのを確認した。次にジメチルホルムアミドに溶解した無水フタル酸4.5重量部を滴下し、80℃で3時間攪拌した。この後、室温まで放冷し、エバポレーターにて濃縮し、水、酢酸エチルにて抽出、洗浄した。さらにフラッシュカラムクロマトグラフィ(15x300mm;WakogelC300;エフルエント=ジエチルエーテル:ヘキサン=2−3:8)にて精製し、乾燥して、親水性色材2(C.I.Pigment−Red122のカルボキシル基付加化合物)5重量部を得た。
(Preparation of hydrophilic coloring material 2)
Into a three-necked flask equipped with a dropping funnel, condenser and thermometer, C.I. I. Pigment-Red 122, 5 parts by weight, and 100 parts by weight of dry dimethylformamide were added and suspended. After substituting the system with argon, 2 parts by weight of sodium hydride (as 60% mineral oil dispersion) was dropped from the dropping funnel and stirred to confirm that the suspension became a solution. Next, 4.5 parts by weight of phthalic anhydride dissolved in dimethylformamide was added dropwise and stirred at 80 ° C. for 3 hours. Thereafter, the mixture was allowed to cool to room temperature, concentrated with an evaporator, extracted and washed with water and ethyl acetate. Further purified by flash column chromatography (15 × 300 mm; Wakogel C300; effluent = diethyl ether: hexane = 2-3: 8), dried, and hydrophilic coloring material 2 (carboxyl group-added compound of CI Pigment-Red122) 5 parts by weight were obtained.
(親水性色材3の調製)
滴下ロート、コンデンサー、温度計を取り付けた三ッ口フラスコにC.I.Pigment−Red122、5重量部、ドライジメチルホルムアミド100重量部を入れ、懸濁した。系内をアルゴン置換した後、滴下ロートから水素化ナトリウム2重量部(60%ミネラルオイルディスパーションとして)を滴下、攪拌し、懸濁液が溶液となるのを確認した。次に1,2−ジブロモエタン、5.7重量部を添加し、80℃で3時間攪拌した。そして、エチレンジアミン3重量部を滴下し、さらに80℃にて15時間攪拌した。この後、室温まで放冷し、エバポレーターにて濃縮し、水、酢酸エチルにて抽出、洗浄した。さらにフラッシュカラムクロマトグラフィ(15x300mm;WakogelC300;エフルエント=ジエチルエーテル:ヘキサン=2−3:8)にて精製し、乾燥して、親水性色材3(C.I.Pigment−Red122のアミノ基付加化合物)5重量部を得た。
(Preparation of hydrophilic coloring material 3)
Into a three-necked flask equipped with a dropping funnel, condenser and thermometer, C.I. I. Pigment-Red 122, 5 parts by weight, and 100 parts by weight of dry dimethylformamide were added and suspended. After substituting the system with argon, 2 parts by weight of sodium hydride (as 60% mineral oil dispersion) was dropped from the dropping funnel and stirred to confirm that the suspension became a solution. Next, 5.7 parts by weight of 1,2-dibromoethane was added and stirred at 80 ° C. for 3 hours. And 3 weight part of ethylenediamine was dripped, and also it stirred at 80 degreeC for 15 hours. Thereafter, the mixture was allowed to cool to room temperature, concentrated with an evaporator, extracted and washed with water and ethyl acetate. Further, it was purified by flash column chromatography (15 × 300 mm; Wakogel C300; effluent = diethyl ether: hexane = 2: 3: 8), dried, and hydrophilic coloring material 3 (an amino group addition compound of CI Pigment-Red122). 5 parts by weight were obtained.
(親水性色材4)
市販のインジゴカルミン(C.I.Pigment−Blue66のスルホン酸基付加化合物)を親水性色材4として使用した。
(Hydrophilic coloring material 4)
Commercially available indigo carmine (a sulfonic acid group addition compound of CI Pigment-Blue 66) was used as the hydrophilic coloring material 4.
(親水性色材5の調製)
C.I.Pigment−Red122をC.I.Pigment−Yellow180に変更した以外は親水性色材1の調製と同様にして、親水性色材5(C.I.Pigment−Yellow180のスルホン酸基付加化合物)5重量部を得た。
(Preparation of hydrophilic coloring material 5)
C. I. Pigment-Red122 as C.I. I. Except having changed to Pigment-Yellow180, it carried out similarly to preparation of the hydrophilic coloring material 1, and obtained 5 weight part of hydrophilic coloring materials 5 (sulfonic acid group addition compound of CI Pigment-Yellow180).
[実施例1] (C.I.Pigment−Violet19の自己分散型着色微粒子および水系分散体)
<溶解再沈工程> イオン交換水4500重量部を攪拌翼のついたベッセルに入れ、8000rpmにて攪拌した。次に、親水性色材1、1重量部とC.I.Pigment−Violet19、1重量部をN−メチルピロリドン500重量部に溶解し、この溶解液を0.2mmのニードル口から攪拌中のイオン交換水に速やかに投入し、透明性の高いマゼンタ液を得た。
<濃縮透析工程> このマゼンタ液を分画分子量20,000の限外濾過膜を用いて濃縮した。さらに、連続してイオン交換水による透析を行い、系内に含まれるN−メチルピロリドン、不純物、水中に溶解してしまった親水性色材を除去し、着色ペーストを得た。
<再分散工程> この着色ペーストに1mol/kgの水酸化ナトリウム水溶液とイオン交換水を加えて攪拌して分散し、pH8.5の水系分散体を得た。この水系分散体に含まれる着色微粒子は分散剤を加えなくても分散するので自己分散型であることは明白である。
<後処理工程> この水系分散体を遠心分離(5000rpm)にかけ、さらに0.8mmのミリポアフィルターで濾過して、水系分散体中に含まれる粗大粒子を取り除き、イオン交換水を加えて、色材濃度10%に調整して、本発明における自己分散型着色微粒子の水系分散体を得た。また、得られた水系分散体から固形分を取り出して水洗、乾燥して自己分散型着色微粒子を得た。
この自己分散型着色微粒子の赤外吸収スペクトルを測定したところ、水不溶性色材由来のスペクトルの他に3500〜2500cm−1の範囲に幅広い小吸収帯群が観測され、スルホン酸基と同定された。このスルホン酸基は親水性色材1由来のものであり、この自己分散型着色微粒子は水不溶性色材と親水性色材の複合色材であることが明らかとなった。
粒径は、個数換算分布で、累積10%粒径(D10)が18nm、累積50%粒径(D50)が33nm、累積90%粒径(D90)が35nmであった。
この自己分散型着色微粒子のX線回折スペクトルを測定し、平均結晶子サイズを見積もったところ、18nmであった。また、結晶形態はβ型を示し、比較例1、2あるいは特許文献5で示されるようなC.I.Pigment−Violet19単独による<溶解再沈工程>によって得られたγ型の結晶形態のそれとは明らかに異なっていた。これは、親水性色材1が粒子(結晶)内に組み込まれることによって、C.I.Pigment−Violet19の結晶形成が変化していることを示している。この結果から親水性色材は結晶表面だけに影響を与えているのではなく、結晶内部の分子配列形成に大きく寄与していることが明らかとなった。
該水系分散体の分散粒径は個数換算分布で、累計10%粒径(P10)が25nm、累積50%粒径(P50)が35nm、累計90%粒径(P90)が42nmであった。粘度は5mPa・sであった。表面張力は62mN/mであった。可視吸収スペクトルの極大波長は515nmであり、マゼンタ色を示していた。
[Example 1] (C. I. Pigment-Violet 19 self-dispersed colored fine particles and aqueous dispersion)
<Dissolution reprecipitation step> 4500 parts by weight of ion-exchanged water was placed in a vessel equipped with a stirring blade and stirred at 8000 rpm. Next, hydrophilic coloring material 1, 1 part by weight and C.I. I. Pigment-Violet 19, 1 part by weight is dissolved in 500 parts by weight of N-methylpyrrolidone, and this solution is rapidly poured into the ion-exchanged water being stirred through a 0.2 mm needle opening to obtain a highly transparent magenta liquid. It was.
<Concentration dialysis step> This magenta solution was concentrated using an ultrafiltration membrane having a fractional molecular weight of 20,000. Further, dialysis with ion-exchanged water was continuously performed to remove N-methylpyrrolidone contained in the system, impurities, and the hydrophilic coloring material dissolved in water to obtain a colored paste.
<Redispersion step> A 1 mol / kg sodium hydroxide aqueous solution and ion-exchanged water were added to this colored paste and stirred to disperse to obtain an aqueous dispersion having a pH of 8.5. It is obvious that the colored fine particles contained in this aqueous dispersion are self-dispersing because they are dispersed without adding a dispersant.
<Post-processing step> This aqueous dispersion is subjected to centrifugation (5000 rpm), and further filtered through a 0.8 mm Millipore filter to remove coarse particles contained in the aqueous dispersion, and ion-exchanged water is added to the coloring material. By adjusting the concentration to 10%, an aqueous dispersion of self-dispersing colored fine particles in the present invention was obtained. Moreover, solid content was taken out from the obtained aqueous dispersion, washed with water and dried to obtain self-dispersed colored fine particles.
When the infrared absorption spectrum of the self-dispersed colored fine particles was measured, a broad small absorption band group was observed in the range of 3500 to 2500 cm −1 in addition to the spectrum derived from the water-insoluble colorant, and was identified as a sulfonic acid group. . This sulfonic acid group is derived from the hydrophilic coloring material 1, and it has been clarified that the self-dispersing colored fine particles are a composite coloring material of a water-insoluble coloring material and a hydrophilic coloring material.
In terms of number distribution, the 10% cumulative particle size (D10) was 18 nm, the cumulative 50% particle size (D50) was 33 nm, and the cumulative 90% particle size (D90) was 35 nm.
When the X-ray diffraction spectrum of the self-dispersing colored fine particles was measured and the average crystallite size was estimated, it was 18 nm. Further, the crystal form is β type, and C.I. as shown in Comparative Examples 1 and 2 or Patent Document 5. I. It was clearly different from that of the γ-type crystal form obtained by <dissolution reprecipitation step> with Pigment-Violet 19 alone. This is because the hydrophilic coloring material 1 is incorporated into the particles (crystals), and thus C.I. I. It shows that the crystal formation of Pigment-Violet 19 is changed. From these results, it has been clarified that the hydrophilic coloring material does not affect only the crystal surface but greatly contributes to the formation of a molecular arrangement inside the crystal.
The dispersed particle diameter of the aqueous dispersion was a number conversion distribution. The cumulative 10% particle diameter (P10) was 25 nm, the cumulative 50% particle diameter (P50) was 35 nm, and the cumulative 90% particle diameter (P90) was 42 nm. The viscosity was 5 mPa · s. The surface tension was 62 mN / m. The maximum wavelength of the visible absorption spectrum was 515 nm, indicating a magenta color.
また、この自己分散型着色微粒子の組成を分析するために、下記分析を行った。
自己分散型着色微粒子0.10重量部を採取し、N−メチルピロリドン5重量部に溶解させた。この溶液をシリカゲルカラムクロマトグラフィ(15x300mm;WakogelC300;エフルエント=酢酸エチル:ヘキサン=8:2)にかけて色材を分離したところ、水不溶性色材であるC.I.Pigment−Violet19が0.08重量部、親水性色材1が0.02重量部であった。このことから、親水性色材は水不溶性色材に対して25重量%であった。
Further, in order to analyze the composition of the self-dispersing colored fine particles, the following analysis was performed.
0.10 parts by weight of self-dispersing colored fine particles were collected and dissolved in 5 parts by weight of N-methylpyrrolidone. When this solution was subjected to silica gel column chromatography (15 × 300 mm; Wakogel C300; effluent = ethyl acetate: hexane = 8: 2) to separate the color material, the water-insoluble color material C.I. I. Pigment-Violet 19 was 0.08 part by weight, and hydrophilic coloring material 1 was 0.02 part by weight. From this, the hydrophilic colorant was 25% by weight based on the water-insoluble colorant.
[実施例2] (C.I.Pigment−Red122の自己分散型着色微粒子および水系分散体)
C.I.Pigment−Violet19をC.I.Pigment−Red122に変更した以外は実施例1と同様にして自己分散型着色微粒子および自己分散型着色微粒子を10%含む水系分散体を得た。また、得られた水系分散体から固形分を取り出して水洗、乾燥して自己分散型着色微粒子を得た。
この自己分散型着色微粒子の赤外吸収スペクトルを測定したところ、水不溶性色材由来のスペクトルの他に3500〜2300cm−1の範囲に幅広い小吸収帯群が観測され、スルホン酸基と同定された。このスルホン酸基は親水性色材1由来のものであり、この自己分散型着色微粒子は水不溶性色材と親水性色材の複合色材であることが明らかとなった。
粒径は、個数換算分布で、累積10%粒径(D10)が20nm、累積50%粒径(D50)は31nm、累積90%粒径(D90)が38nmであった。X線回折スペクトル測定から、平均結晶子サイズは12nmであった。
該水系分散体の分散粒径は個数換算分布で、累計10%粒径(P10)が22nm、累積50%粒径(P50)が36nm、累計90%粒径(P90)が45nmであった。粘度は5mPa・sであった。表面張力は62mN/mであった。また、可視吸収スペクトルの極大波長は515nmであり、マゼンタ色を示していた。
更に、前記実施例1と同様にして組成分析を行なった結果、親水性色材は水不溶性色材に対して18重量%であった。
Example 2 (CI Pigment-Red122 Self-Dispersion Colored Fine Particles and Aqueous Dispersion)
C. I. Pigment-Violet 19 is C.I. I. A water-based dispersion containing 10% of self-dispersing colored fine particles and self-dispersing colored fine particles was obtained in the same manner as in Example 1 except that Pigment-Red 122 was used. Moreover, solid content was taken out from the obtained aqueous dispersion, washed with water and dried to obtain self-dispersed colored fine particles.
When the infrared absorption spectrum of the self-dispersing colored fine particles was measured, a broad small absorption band group was observed in the range of 3500 to 2300 cm −1 in addition to the spectrum derived from the water-insoluble colorant, and was identified as a sulfonic acid group. . This sulfonic acid group is derived from the hydrophilic coloring material 1, and it has been clarified that the self-dispersing colored fine particles are a composite coloring material of a water-insoluble coloring material and a hydrophilic coloring material.
The particle size was a number-converted distribution. The cumulative 10% particle size (D10) was 20 nm, the cumulative 50% particle size (D50) was 31 nm, and the cumulative 90% particle size (D90) was 38 nm. From the X-ray diffraction spectrum measurement, the average crystallite size was 12 nm.
The dispersed particle diameter of the aqueous dispersion was a number conversion distribution. The cumulative 10% particle diameter (P10) was 22 nm, the cumulative 50% particle diameter (P50) was 36 nm, and the cumulative 90% particle diameter (P90) was 45 nm. The viscosity was 5 mPa · s. The surface tension was 62 mN / m. The maximum wavelength of the visible absorption spectrum was 515 nm, indicating a magenta color.
Furthermore, as a result of analyzing the composition in the same manner as in Example 1, the hydrophilic colorant was 18% by weight based on the water-insoluble colorant.
[実施例3] (C.I.Pigment−Red122の自己分散型着色微粒子および水系分散体)
C.I.Pigment−Violet19をC.I.Pigment−Red122に、親水性色材1を親水性色材2に変更した以外は実施例1と同様にして自己分散型着色微粒子を10%含む水分散体を得た。また、得られた水系分散体から固形分を取り出して水洗、乾燥して自己分散型着色微粒子を得た。
この自己分散型着色微粒子の赤外吸収スペクトルを測定したところ、水不溶性色材由来のスペクトルの他に3000〜2500cm−1の範囲に幅広い小吸収帯群が観測され、カルボキシル基と同定された。このカルボキシル基は親水性色材1由来のものであり、この自己分散型着色微粒子は水不溶性色材と親水性色材の複合色材であることが明らかとなった。
粒径は、個数換算分布で、累積10%粒径(D10)が21nm、累積50%粒径(D50)は30nm、累積90%粒径(D90)が40nmであった。X線回折スペクトルから平均結晶子サイズは15nmであった。
また、該水系分散体の分散粒径は個数換算分布で、累計10%粒径(P10)が22nm、累積50%粒径(P50)が31nm、累計90%粒径(P90)が41nmであった。粘度は5mPa・sであった。表面張力は62mN/mであった。また、可視吸収スペクトルの極大波長は514nmであり、マゼンタ色を示していた。
更に、前記実施例1と同様にして分析を行なった結果、親水性色材は水不溶性色材に対して25重量%であった。
[Example 3] (CI Pigment-Red122 self-dispersed colored fine particles and aqueous dispersion)
C. I. Pigment-Violet 19 is C.I. I. An aqueous dispersion containing 10% of self-dispersing colored fine particles was obtained in the same manner as in Example 1 except that the hydrophilic colorant 1 was changed to Pigment-Red 122 to the hydrophilic colorant 2. Moreover, solid content was taken out from the obtained aqueous dispersion, washed with water and dried to obtain self-dispersed colored fine particles.
When the infrared absorption spectrum of the self-dispersing colored fine particles was measured, a broad small absorption band group was observed in the range of 3000 to 2500 cm −1 in addition to the spectrum derived from the water-insoluble colorant, and was identified as a carboxyl group. This carboxyl group is derived from the hydrophilic color material 1, and it has been clarified that the self-dispersing colored fine particles are a composite color material of a water-insoluble color material and a hydrophilic color material.
The particle size was a number conversion distribution. The cumulative 10% particle size (D10) was 21 nm, the cumulative 50% particle size (D50) was 30 nm, and the cumulative 90% particle size (D90) was 40 nm. From the X-ray diffraction spectrum, the average crystallite size was 15 nm.
Further, the dispersed particle size of the aqueous dispersion is a number conversion distribution, the cumulative 10% particle size (P10) is 22 nm, the cumulative 50% particle size (P50) is 31 nm, and the cumulative 90% particle size (P90) is 41 nm. It was. The viscosity was 5 mPa · s. The surface tension was 62 mN / m. The maximum wavelength of the visible absorption spectrum was 514 nm, indicating a magenta color.
Furthermore, as a result of analyzing in the same manner as in Example 1, the hydrophilic colorant was 25% by weight based on the water-insoluble colorant.
[実施例4] (C.I.Pigment−Red122の自己分散型着色微粒子および水系分散体)
C.I.Pigment−Violet19をC.I.Pigment−Red122に、親水性色材1を親水性色材3に変更し、再分散工程で添加する1mol/kgの水酸化ナトリウム水溶液を1mol/kgリン酸水溶液にして最終的なpHを5.5の酸性になるように調整した以外は実施例1と同様にして自己分散型着色微粒子を10%含む水分散体を得た。また、得られた水系分散体から固形分を取り出して水洗、乾燥して自己分散型着色微粒子を得た。
この自己分散型着色微粒子の赤外吸収スペクトルを測定したところ、水不溶性色材由来のスペクトルの他に3360、3280cm−1に2本の吸収および、1600cm−1に1本の大きな吸収が観測され、アミノ基と同定された。このアミノ基は親水性色材3由来のものであり、この自己分散型着色微粒子は水不溶性色材と親水性色材の複合色材であることが明らかとなった。
粒径は、個数換算分布で、累積10%粒径(D10)が18nm、累積50%粒径(D50)は32nm、累積90%粒径(D90)が42nmであった。X線回折スペクトルから平均結晶子サイズは15nmであった。
また、該水系分散体の分散粒径は個数換算分布で、累計10%粒径(P10)が20nm、累積50%粒径(P50)が33nm、累計90%粒径(P90)が45nmであった。粘度は5mPa・sであった。表面張力は62mN/mであった。また、可視吸収スペクトルの極大波長は514nmであり、マゼンタ色を示していた。
更に、前記実施例1と同様にして分析を行なった結果、親水性色材は水不溶性色材に対して25重量%であった。
Example 4 (CI Pigment-Red 122 Self-Dispersion Colored Fine Particles and Aqueous Dispersion)
C. I. Pigment-Violet 19 is C.I. I. In Pigment-Red 122, the hydrophilic colorant 1 is changed to the hydrophilic colorant 3, and the 1 mol / kg sodium hydroxide aqueous solution added in the redispersion step is changed to a 1 mol / kg phosphoric acid aqueous solution to obtain a final pH of 5. An aqueous dispersion containing 10% of self-dispersing colored fine particles was obtained in the same manner as in Example 1 except that the acidity was adjusted to 5 (acidity 5). Moreover, solid content was taken out from the obtained aqueous dispersion, washed with water and dried to obtain self-dispersed colored fine particles.
The The infrared absorption spectrum of self-dispersible colored particles was measured, in addition to the absorption of two to 3360,3280Cm -1 spectral from water-insoluble colorant and a large absorption of one to 1600 cm -1 is observed , Identified as an amino group. This amino group is derived from the hydrophilic coloring material 3, and it was revealed that the self-dispersing colored fine particles are a composite coloring material of a water-insoluble coloring material and a hydrophilic coloring material.
The particle size was a number conversion distribution. The cumulative 10% particle size (D10) was 18 nm, the cumulative 50% particle size (D50) was 32 nm, and the cumulative 90% particle size (D90) was 42 nm. From the X-ray diffraction spectrum, the average crystallite size was 15 nm.
In addition, the dispersed particle diameter of the aqueous dispersion is a number conversion distribution, the cumulative 10% particle diameter (P10) is 20 nm, the cumulative 50% particle diameter (P50) is 33 nm, and the cumulative 90% particle diameter (P90) is 45 nm. It was. The viscosity was 5 mPa · s. The surface tension was 62 mN / m. The maximum wavelength of the visible absorption spectrum was 514 nm, indicating a magenta color.
Furthermore, as a result of analyzing in the same manner as in Example 1, the hydrophilic colorant was 25% by weight based on the water-insoluble colorant.
[実施例5] (C.I.Pigment−Blue66の自己分散型着色微粒子および水系分散体)
親水性色材1を親水性色材4に、C.I.Pigment−Violet19をC.I.Pigment−Blue66に変更した以外は、実施例1と同様にして自己分散型着色微粒子を10%含む水系分散体を得た。また、得られた水系分散体から固形分を取り出して水洗、乾燥して自己分散型着色微粒子を得た。
この自己分散型着色微粒子の赤外吸収スペクトルを測定したところ、水不溶性色材由来のスペクトルの他に3500〜2300cm−1の範囲に幅広い小吸収帯群が観測され、スルホン酸基と同定された。このスルホン酸基は親水性色材4由来のものであり、この自己分散型着色微粒子は水不溶性色材と親水性色材の複合色材であることが明らかとなった。
粒径は、個数換算分布で、累積10%粒径(D10)が20nm、累積50%粒径(D50)が35nm、累積90%粒径(D90)が39nmであった。X線回折スペクトルから平均結晶子サイズは6nmであった。
また、該水系分散体の分散粒径は、個数換算分布で、累計10%粒径(P10)が20nm、累積50%粒径(P50)が36nm、累計90%粒径(P90)が40nmであった。粘度は6mPa・sであった。表面張力は62mN/mであった。可視吸収スペクトルの極大波長は618nmであり、紺色を示していた。
更に、前記実施例1と同様にして分析を行なった結果、親水性色材は水不溶性色材に対して25重量%であった。
[Example 5] (CI Pigment-Blue 66 self-dispersing colored fine particles and aqueous dispersion)
The hydrophilic color material 1 is changed to the hydrophilic color material 4 and C.I. I. Pigment-Violet 19 is C.I. I. An aqueous dispersion containing 10% of self-dispersing colored fine particles was obtained in the same manner as in Example 1 except that Pigment-Blue 66 was used. Moreover, solid content was taken out from the obtained aqueous dispersion, washed with water and dried to obtain self-dispersed colored fine particles.
When the infrared absorption spectrum of the self-dispersing colored fine particles was measured, a broad small absorption band group was observed in the range of 3500 to 2300 cm −1 in addition to the spectrum derived from the water-insoluble colorant, and was identified as a sulfonic acid group. . This sulfonic acid group is derived from the hydrophilic coloring material 4, and it has been clarified that the self-dispersing colored fine particles are a composite coloring material of a water-insoluble coloring material and a hydrophilic coloring material.
The particle size was a number-converted distribution with a cumulative 10% particle size (D10) of 20 nm, a cumulative 50% particle size (D50) of 35 nm, and a cumulative 90% particle size (D90) of 39 nm. From the X-ray diffraction spectrum, the average crystallite size was 6 nm.
In addition, the dispersed particle size of the aqueous dispersion is a number conversion distribution, the cumulative 10% particle size (P10) is 20 nm, the cumulative 50% particle size (P50) is 36 nm, and the cumulative 90% particle size (P90) is 40 nm. there were. The viscosity was 6 mPa · s. The surface tension was 62 mN / m. The maximum wavelength of the visible absorption spectrum was 618 nm, indicating a fading color.
Furthermore, as a result of analyzing in the same manner as in Example 1, the hydrophilic colorant was 25% by weight based on the water-insoluble colorant.
[実施例6] (C.I.Pigment−Blue60の自己分散型着色微粒子および水系分散体)
親水性色材1を親水性色材4に、C.I.Pigment−Violet19をC.I.Pigment−Blue60に変更した以外は、実施例1と同様にして自己分散型着色微粒子を10%含む水系分散体を得た。また、得られた水系分散体から固形分を取り出して水洗、乾燥して自己分散型着色微粒子を得た。
この自己分散型着色微粒子の赤外吸収スペクトルを測定したところ、水不溶性色材由来のスペクトルの他に3500〜2300cm−1の範囲に幅広い小吸収帯群が観測され、スルホン酸基と同定された。このスルホン酸基は親水性色材4由来のものであり、この自己分散型着色微粒子は水不溶性色材と親水性色材の複合色材であることが明らかとなった。
粒径は、個数換算分布で、累積10%粒径(D10)が15nm、累積50%粒径(D50)が29nm、累積90%粒径(D90)が35nmであった。X線回折スペクトルから平均結晶子サイズは15nmであった。
また、該水系分散体の分散粒径は、個数換算分布で、累計10%粒径(P10)が20nm、累積50%粒径(P50)が35nm、累計90%粒径(P90)が41nmであった。粘度は5mPa・sであった。表面張力は62mN/mであった。可視吸収スペクトルの極大波長は620nmであり、紺色を示していた。
更に、前記実施例1と同様にして分析を行なった結果、親水性色材は水不溶性色材に対して33重量%であった。
Example 6 (CI Pigment-Blue 60 Self-Dispersion Colored Fine Particles and Aqueous Dispersion)
The hydrophilic color material 1 is changed to the hydrophilic color material 4 and C.I. I. Pigment-Violet 19 is C.I. I. An aqueous dispersion containing 10% of self-dispersing colored fine particles was obtained in the same manner as in Example 1 except that the pigment was changed to Pigment-Blue 60. Moreover, solid content was taken out from the obtained aqueous dispersion, washed with water and dried to obtain self-dispersed colored fine particles.
When the infrared absorption spectrum of the self-dispersing colored fine particles was measured, a broad small absorption band group was observed in the range of 3500 to 2300 cm −1 in addition to the spectrum derived from the water-insoluble colorant, and was identified as a sulfonic acid group. . This sulfonic acid group is derived from the hydrophilic coloring material 4, and it has been clarified that the self-dispersing colored fine particles are a composite coloring material of a water-insoluble coloring material and a hydrophilic coloring material.
In terms of number distribution, the 10% cumulative particle size (D10) was 15 nm, the cumulative 50% particle size (D50) was 29 nm, and the cumulative 90% particle size (D90) was 35 nm. From the X-ray diffraction spectrum, the average crystallite size was 15 nm.
In addition, the dispersed particle size of the aqueous dispersion is a number conversion distribution, the cumulative 10% particle size (P10) is 20 nm, the cumulative 50% particle size (P50) is 35 nm, and the cumulative 90% particle size (P90) is 41 nm. there were. The viscosity was 5 mPa · s. The surface tension was 62 mN / m. The maximum wavelength of the visible absorption spectrum was 620 nm, indicating a fading color.
Further, as a result of analysis in the same manner as in Example 1, the hydrophilic colorant was 33% by weight based on the water-insoluble colorant.
[実施例7] (C.I.Pigment−Red181の自己分散型着色微粒子および水系分散体)
親水性色材1を親水性色材4に、C.I.Pigment−Violet19をC.I.Pigment−Red181に変更した以外は、実施例1と同様にして自己分散型着色微粒子を10%含む水系分散体を得た。また、得られた水系分散体から固形分を取り出して水洗、乾燥して自己分散型着色微粒子を得た。
この自己分散型着色微粒子の赤外吸収スペクトルを測定したところ、水不溶性色材由来のスペクトルの他に3500〜2300cm−1の範囲に幅広い小吸収帯群が観測され、スルホン酸基と同定された。このスルホン酸基は親水性色材4由来のものであり、この自己分散型着色微粒子は水不溶性色材と親水性色材の複合色材であることが明らかとなった。
粒径は、個数換算分布で、累積10%粒径(D10)が18nm、累積50%粒径(D50)が30nm、累積90%粒径(D90)が38nmであった。X線回折スペクトルから平均結晶子サイズは14nmであった。
また、該水系分散体の分散粒径は、個数換算分布で、累計10%粒径(P10)が19nm、累積50%粒径(P50)が32nm、累計90%粒径(P90)が38nmであった。粘度は3mPa・sであった。表面張力は62mN/mであった。可視吸収スペクトルの極大波長は542nmであり、赤色を示していた。
更に、前記実施例1と同様にして分析を行なった結果、親水性色材は水不溶性色材に対して22重量%であった。
Example 7 (CI Pigment-Red181 Self-Dispersing Colored Fine Particles and Aqueous Dispersion)
The hydrophilic color material 1 is changed to the hydrophilic color material 4 and C.I. I. Pigment-Violet 19 is C.I. I. An aqueous dispersion containing 10% of self-dispersing colored fine particles was obtained in the same manner as in Example 1 except that the pigment was changed to Pigment-Red181. Moreover, solid content was taken out from the obtained aqueous dispersion, washed with water and dried to obtain self-dispersed colored fine particles.
When the infrared absorption spectrum of the self-dispersed colored fine particles was measured, a wide small absorption band group was observed in the range of 3500 to 2300 cm −1 in addition to the spectrum derived from the water-insoluble colorant, and was identified as a sulfonic acid group. . This sulfonic acid group is derived from the hydrophilic color material 4, and it has been clarified that the self-dispersing colored fine particles are a composite color material of a water-insoluble color material and a hydrophilic color material.
In terms of number distribution, the cumulative 10% particle size (D10) was 18 nm, the cumulative 50% particle size (D50) was 30 nm, and the cumulative 90% particle size (D90) was 38 nm. From the X-ray diffraction spectrum, the average crystallite size was 14 nm.
In addition, the dispersion particle size of the aqueous dispersion is a number conversion distribution, the cumulative 10% particle size (P10) is 19 nm, the cumulative 50% particle size (P50) is 32 nm, and the cumulative 90% particle size (P90) is 38 nm. there were. The viscosity was 3 mPa · s. The surface tension was 62 mN / m. The maximum wavelength of the visible absorption spectrum was 542 nm, indicating a red color.
Furthermore, as a result of analyzing in the same manner as in Example 1, the hydrophilic colorant was 22% by weight based on the water-insoluble colorant.
[実施例8] (C.I.Pigment−Yellow180の自己分散型着色微粒子および水系分散体)
親水性色材1、1部を親水性色材5、0.5重量部に、C.I.Pigment−Violet19、1部をC.I.Pigment−Yellow180、1重量部に変更した以外は、実施例1と同様にして自己分散型着色微粒子を10%含む水系分散体を得た。また、得られた水系分散体から固形分を取り出して水洗、乾燥して自己分散型着色微粒子を得た。
この自己分散型着色微粒子の赤外吸収スペクトルを測定したところ、水不溶性色材由来のスペクトルの他に3500〜2300cm−1の範囲に幅広い小吸収帯群が観測され、スルホン酸基と同定された。このスルホン酸基は親水性色材5由来のものであり、この自己分散型着色微粒子は水不溶性色材と親水性色材の複合色材であることが明らかとなった。
粒径は、個数換算分布で、累積10%粒径(D10)が19nm、累積50%粒径(D50)が31nm、累積90%粒径(D90)が38nmであった。X線回折スペクトルから平均結晶子サイズは18nmであった。
また、該水系分散体の分散粒径は、個数換算分布で、累計10%粒径(P10)が22nm、累積50%粒径(P50)が34nm、累計90%粒径(P90)が38nmであった。粘度は4mPa・sであった。表面張力は62mN/mであった。可視吸収スペクトルの極大波長は435nmであり、黄色を示していた。
更に、前記実施例1と同様にして分析を行なった結果、親水性色材は水不溶性色材に対して20重量%であった。
Example 8 (CI Pigment-Yellow 180 Self-Dispersion Colored Fine Particles and Aqueous Dispersion)
1 to 1 part of the hydrophilic color material 5 to 0.5 part by weight of the hydrophilic color material C.I. I. Pigment-Violet 19, 1 part of C.I. I. Pigment-Yellow 180, an aqueous dispersion containing 10% of self-dispersing colored fine particles was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount was changed to 1 part by weight. Moreover, solid content was taken out from the obtained aqueous dispersion, washed with water and dried to obtain self-dispersed colored fine particles.
When the infrared absorption spectrum of the self-dispersing colored fine particles was measured, a broad small absorption band group was observed in the range of 3500 to 2300 cm −1 in addition to the spectrum derived from the water-insoluble colorant, and was identified as a sulfonic acid group. . This sulfonic acid group is derived from the hydrophilic color material 5, and it has been clarified that the self-dispersing colored fine particles are a composite color material of a water-insoluble color material and a hydrophilic color material.
In terms of number distribution, the cumulative 10% particle size (D10) was 19 nm, the cumulative 50% particle size (D50) was 31 nm, and the cumulative 90% particle size (D90) was 38 nm. From the X-ray diffraction spectrum, the average crystallite size was 18 nm.
In addition, the dispersed particle size of the aqueous dispersion is a number conversion distribution, the cumulative 10% particle size (P10) is 22 nm, the cumulative 50% particle size (P50) is 34 nm, and the cumulative 90% particle size (P90) is 38 nm. there were. The viscosity was 4 mPa · s. The surface tension was 62 mN / m. The maximum wavelength of the visible absorption spectrum was 435 nm, indicating yellow.
Furthermore, as a result of analyzing in the same manner as in Example 1, the hydrophilic colorant was 20% by weight based on the water-insoluble colorant.
[実施例9] (C.I.Pigment−Yellow74の自己分散型着色微粒子および水系分散体)
次に、親水性色材1、1部を親水性色材5、2部に、C.I.Pigment−Violet19、1部をC.I.Pigment−Yellow74、1部に変更した以外は実施例1と同様にして自己分散型着色微粒子を10%含む水系分散体を得た。得られた水系分散体から固形分を取り出して水洗、乾燥して自己分散型着色微粒子を得た。
この自己分散型着色微粒子の赤外吸収スペクトルを測定したところ、水不溶性色材由来のスペクトルの他に3500〜2300cm−1の範囲に幅広い小吸収帯群が観測され、スルホン酸基と同定された。このスルホン酸基は親水性色材5由来のものであり、この自己分散型着色微粒子は水不溶性色材と親水性色材の複合色材であることが明らかとなった。
粒径は、個数換算分布で、累積10%粒径(D10)が15nm、累積50%粒径(D50)が30nm、累積90%粒径(D90)が39nmであった。X線回折スペクトルから平均結晶子サイズは12nmであった。
また、該水系分散体の分散粒径は、個数換算分布で、累計10%粒径(P10)が23nm、累積50%粒径(P50)が35nm、累計90%粒径(P90)が44nmであった。粘度は5mPa・sであった。表面張力は62mN/mであった。可視吸収スペクトルの極大波長は436nmであり、黄色を示していた。
更に、前記実施例1と同様にして分析を行なった結果、親水性色材は水不溶性色材に対して21重量%であった。
Example 9 (CI Pigment-Yellow 74 Self-Dispersion Colored Fine Particles and Aqueous Dispersion)
Next, 1 part of the hydrophilic color material 1 and 2 parts of the hydrophilic color material C. I. Pigment-Violet 19, 1 part of C.I. I. Pigment-Yellow 74, an aqueous dispersion containing 10% of self-dispersing colored fine particles was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount was changed to 1 part. The solid content was taken out from the obtained aqueous dispersion, washed with water, and dried to obtain self-dispersed colored fine particles.
When the infrared absorption spectrum of the self-dispersing colored fine particles was measured, a broad small absorption band group was observed in the range of 3500 to 2300 cm −1 in addition to the spectrum derived from the water-insoluble colorant, and was identified as a sulfonic acid group. . This sulfonic acid group is derived from the hydrophilic color material 5, and it has been clarified that the self-dispersing colored fine particles are a composite color material of a water-insoluble color material and a hydrophilic color material.
In terms of number distribution, the 10% cumulative particle size (D10) was 15 nm, the cumulative 50% particle size (D50) was 30 nm, and the cumulative 90% particle size (D90) was 39 nm. From the X-ray diffraction spectrum, the average crystallite size was 12 nm.
In addition, the dispersed particle size of the aqueous dispersion is a number conversion distribution in which the cumulative 10% particle size (P10) is 23 nm, the cumulative 50% particle size (P50) is 35 nm, and the cumulative 90% particle size (P90) is 44 nm. there were. The viscosity was 5 mPa · s. The surface tension was 62 mN / m. The maximum wavelength of the visible absorption spectrum was 436 nm, indicating yellow.
Furthermore, as a result of analyzing in the same manner as in Example 1, the hydrophilic colorant was 21% by weight with respect to the water-insoluble colorant.
[実施例10] (C.I.Pigment−Blue60の自己分散型着色微粒子の水系分散体)
次に、親水性色材1を親水性色材5に、C.I.Pigment−Violet19をC.I.Pigment−Blue60に変更した以外は実施例1と同様にして自己分散型着色微粒子を10%含む水系分散体を得た。得られた水系分散体から固形分を取り出して水洗、乾燥して自己分散型着色微粒子を得た。
この自己分散型着色微粒子の赤外吸収スペクトルを測定したところ、水不溶性色材由来のスペクトルの他に3500〜2300cm−1の範囲に幅広い小吸収帯群が観測され、スルホン酸基と同定された。このスルホン酸基は親水性色材5由来のものであり、この自己分散型着色微粒子は水不溶性色材と親水性色材の複合色材であることが明らかとなった。
粒径は、個数換算分布で、累積10%粒径(D10)が18nm、累積50%粒径(D50)が36nm、累積90%粒径(D90)が42nmであった。X線回折スペクトルから平均結晶子サイズは18nmであった。
また、該水系分散体の分散粒径は、個数換算分布で、累計10%粒径(P10)が25nm、累積50%粒径(P50)が39nm、累計90%粒径(P90)が43nmであった。粘度は4mPa・sであった。表面張力は62mN/mであった。可視吸収スペクトルの極大波長は630nmであり、緑色を示していた。
更に、前記実施例1と同様にして分析を行なった結果、親水性色材は水不溶性色材に対して20重量%であった。
[Example 10] (CI-Pigment-Blue 60 self-dispersing colored fine particle aqueous dispersion)
Next, the hydrophilic color material 1 is changed to the hydrophilic color material 5 and C.I. I. Pigment-Violet 19 is C.I. I. An aqueous dispersion containing 10% of self-dispersing colored fine particles was obtained in the same manner as in Example 1 except that the pigment was changed to Pigment-Blue 60. The solid content was taken out from the obtained aqueous dispersion, washed with water, and dried to obtain self-dispersed colored fine particles.
When the infrared absorption spectrum of the self-dispersing colored fine particles was measured, a broad small absorption band group was observed in the range of 3500 to 2300 cm −1 in addition to the spectrum derived from the water-insoluble colorant, and was identified as a sulfonic acid group. . This sulfonic acid group is derived from the hydrophilic color material 5, and it has been clarified that the self-dispersing colored fine particles are a composite color material of a water-insoluble color material and a hydrophilic color material.
The particle size was a number-converted distribution, with a cumulative 10% particle size (D10) of 18 nm, a cumulative 50% particle size (D50) of 36 nm, and a cumulative 90% particle size (D90) of 42 nm. From the X-ray diffraction spectrum, the average crystallite size was 18 nm.
In addition, the dispersion particle size of the aqueous dispersion is a number conversion distribution, the cumulative 10% particle size (P10) is 25 nm, the cumulative 50% particle size (P50) is 39 nm, and the cumulative 90% particle size (P90) is 43 nm. there were. The viscosity was 4 mPa · s. The surface tension was 62 mN / m. The maximum wavelength of the visible absorption spectrum was 630 nm, indicating a green color.
Furthermore, as a result of analyzing in the same manner as in Example 1, the hydrophilic colorant was 20% by weight based on the water-insoluble colorant.
[実施例11] (C.I.Pigemnt−Red176の自己分散型着色微粒子の水系分散体)
次に、親水性色材1を親水性色材5に、C.I.Pigment−Violet19をC.I.Pigment−Red176に変更した以外は、実施例1と同様にして自己分散型着色微粒子を10%含む水分散体を得た。得られた水系分散体から固形分を取り出して水洗、乾燥して自己分散型着色微粒子を得た。
この自己分散型着色微粒子の赤外吸収スペクトルを測定したところ、水不溶性色材由来のスペクトルの他に3500〜2300cm−1の範囲に幅広い小吸収帯群が観測され、スルホン酸基と同定された。このスルホン酸基は親水性色材5由来のものであり、この自己分散型着色微粒子は水不溶性色材と親水性色材の複合色材であることが明らかとなった。
粒径は、個数換算分布で、累積10%粒径(D10)が25nm、累積50%粒径(D50)が38nm、累積90%粒径(D90)が45nmであった。X線回折スペクトルから平均結晶子サイズは11nmであった。
また、該水系分散体の分散粒径は、個数換算分布で、累計10%粒径(P10)が28nm、累積50%粒径(P50)が40nm、累計90%粒径(P90)が44nmであった。粘度は7mPa・sであった。表面張力は62mN/mであった。可視吸収スペクトルの極大波長は560nmであり、赤色を示していた。
更に、前記実施例1と同様にして分析を行なった結果、親水性色材は水不溶性色材に対して20重量%であった。
[Example 11] (CI-Pigemnt-Red176 self-dispersed colored fine particle aqueous dispersion)
Next, the hydrophilic color material 1 is changed to the hydrophilic color material 5 and C.I. I. Pigment-Violet 19 is C.I. I. An aqueous dispersion containing 10% of self-dispersing colored fine particles was obtained in the same manner as in Example 1 except that the pigment was changed to Pigment-Red 176. The solid content was taken out from the obtained aqueous dispersion, washed with water, and dried to obtain self-dispersed colored fine particles.
When the infrared absorption spectrum of the self-dispersing colored fine particles was measured, a broad small absorption band group was observed in the range of 3500 to 2300 cm −1 in addition to the spectrum derived from the water-insoluble colorant, and was identified as a sulfonic acid group. . This sulfonic acid group is derived from the hydrophilic color material 5, and it has been clarified that the self-dispersing colored fine particles are a composite color material of a water-insoluble color material and a hydrophilic color material.
The particle size was a number-converted distribution with a cumulative 10% particle size (D10) of 25 nm, a cumulative 50% particle size (D50) of 38 nm, and a cumulative 90% particle size (D90) of 45 nm. From the X-ray diffraction spectrum, the average crystallite size was 11 nm.
In addition, the dispersed particle size of the aqueous dispersion is a number conversion distribution in which the cumulative 10% particle size (P10) is 28 nm, the cumulative 50% particle size (P50) is 40 nm, and the cumulative 90% particle size (P90) is 44 nm. there were. The viscosity was 7 mPa · s. The surface tension was 62 mN / m. The maximum wavelength of the visible absorption spectrum was 560 nm, indicating a red color.
Furthermore, as a result of analyzing in the same manner as in Example 1, the hydrophilic colorant was 20% by weight based on the water-insoluble colorant.
[比較例1](親水性色材を含まず、水不溶性色材を溶解再沈して着色微粒子を調製した場合)
親水性色材1を含まず行なった以外は実施例1と同様にして<溶解再沈工程>を行なった。この工程では透明性の高いマゼンタ液を得た。そして、同様に<濃縮透析工程>を行い、<再分散工程>を行なったが、再分散することはなく、沈殿を生じた。
この沈殿に含まれる色材の粒径は、個数換算分布で累計10%粒径(D10)が20nm、累計50%粒径(D50)が33nm、累計90%粒径(D90)が36nmであった。平均結晶子サイズは23nmであった。また、結晶形態はγ型であった。
[Comparative Example 1] (When coloring fine particles are prepared by dissolving and reprecipitating a water-insoluble coloring material without including a hydrophilic coloring material)
<Dissolution reprecipitation step> was performed in the same manner as in Example 1 except that the hydrophilic colorant 1 was not included. In this step, a highly transparent magenta liquid was obtained. Then, the <concentration dialysis step> and the <redispersion step> were performed in the same manner, but no redispersion and precipitation occurred.
The particle size of the coloring material contained in this precipitate is 20 nm for the cumulative 10% particle size (D10), 33 nm for the cumulative 50% particle size (D50), and 36 nm for the cumulative 90% particle size (D90) in terms of number distribution. It was. The average crystallite size was 23 nm. The crystal form was γ type.
[比較例2](親水性色材を溶解した水中に水不溶性色材を溶解再沈して、着色微粒子を調製した場合)
親水性色材1、1重量部をイオン交換水2800重量部に溶解し、これを攪拌翼にて8000rpmで攪拌した。次に、C.I.Pigment−Violet19、1重量部をN−メチルピロリドン280重量部に溶解し、この溶解液を0.2mmのニードル口から攪拌中の親水性色材水溶液に速やかに投入し、透明性の高いマゼンタ液を得た。そして、実施例1と同様に<濃縮透析工程>を行い、<再分散工程>を行なったが、再分散することはなく、沈殿を生じた。
この沈殿に含まれる色材の粒径は、個数換算分布で累計10%粒径(D10)が19nm、累計50%粒径(D50)が31nm、累計90%粒径(D90)が35nmであった。平均結晶子サイズは26nmであった。また、結晶形態はγ型であった。
[Comparative Example 2] (When colored fine particles are prepared by re-dissolving a water-insoluble color material in water in which a hydrophilic color material is dissolved)
1 part by weight of hydrophilic coloring material 1 was dissolved in 2800 parts by weight of ion-exchanged water, and this was stirred with a stirring blade at 8000 rpm. Next, C.I. I. Pigment-Violet 19, 1 part by weight is dissolved in 280 parts by weight of N-methylpyrrolidone, and this solution is quickly added to the stirring hydrophilic color material aqueous solution through a 0.2 mm needle opening to obtain a highly transparent magenta liquid. Got. And <concentration dialysis process> was performed like Example 1, and <redispersion process> was performed, but it did not redisperse but precipitate was produced.
The particle size of the coloring material contained in the precipitate is 19 nm for the cumulative 10% particle size (D10), 31 nm for the cumulative 50% particle size (D50), and 35 nm for the cumulative 90% particle size (D90) in terms of number distribution. It was. The average crystallite size was 26 nm. The crystal form was γ type.
[比較例3](比較例2で得られた沈殿に界面活性剤を加えて分散し、調製した場合)
[比較例2]で得られた沈殿にポリオキシエチレンジスチレン化フェニルエーテル、0.1重量部を加え、イオン交換水にて全量を10重量部に調整して、0.1mmジルコニアビーズを充填したビーズミルを用いて6時間分散し、若干のイオン交換水を加えて、色材を10%含む水系分散体を得た。
この水系分散体に含まれる色材の粒径は、個数換算分布で累計10%粒径(D10)が19nm、累計50%粒径(D50)が31nm、累計90%粒径(D90)が35nmであった。また、分散粒径は個数換算分布で累計10%粒径(P10)が112nm、累計50%粒径(P50)が144nm、累計90%粒径(P90)が219nmであった。粘度は12mPa・sであった。表面張力は42mN/mであった。さらに前記実施例1と同様にして分析を行なった結果、平均結晶子サイズは26nmであった。親水性色材は検出されなかった。
[Comparative Example 3] (When prepared by dispersing a surfactant in the precipitate obtained in Comparative Example 2)
Add 0.1 part by weight of polyoxyethylene distyrenated phenyl ether to the precipitate obtained in [Comparative Example 2], adjust the total amount to 10 parts by weight with ion-exchanged water, and fill with 0.1 mm zirconia beads. The obtained bead mill was used for dispersion for 6 hours, and a slight amount of ion-exchanged water was added to obtain an aqueous dispersion containing 10% of a coloring material.
The particle size of the coloring material contained in this aqueous dispersion is 19 nm for the cumulative 10% particle size (D10), 31 nm for the cumulative 50% particle size (D50), and 35 nm for the cumulative 90% particle size (D90) in terms of number distribution. Met. In addition, the dispersed particle size was a number-converted distribution with a cumulative 10% particle size (P10) of 112 nm, a cumulative 50% particle size (P50) of 144 nm, and a cumulative 90% particle size (P90) of 219 nm. The viscosity was 12 mPa · s. The surface tension was 42 mN / m. Furthermore, as a result of analyzing in the same manner as in Example 1, the average crystallite size was 26 nm. No hydrophilic coloring material was detected.
[比較例4](親水性色材のみで溶解再沈工程を行った場合)
親水性色材1のみをN−メチルピロリドンに溶解して、<溶解再沈工程>を行ったが、色材はイオン交換水に溶解してしまい、微粒子は認められなかった。そこで、この液を濃縮し、10%染料溶解液を得た。粘度は4mPa・sであった。表面張力は62mN/mであった。
[Comparative Example 4] (When the dissolution and reprecipitation step is performed using only the hydrophilic coloring material)
Only the hydrophilic coloring material 1 was dissolved in N-methylpyrrolidone and the <dissolution reprecipitation step> was performed, but the coloring material was dissolved in ion-exchanged water, and fine particles were not recognized. Therefore, this solution was concentrated to obtain a 10% dye solution. The viscosity was 4 mPa · s. The surface tension was 62 mN / m.
[比較例5](溶解再沈工程による複合着色微粒子化を行わず、分散を行った場合)
親水性色材1、1重量部とC.I.Pigment−Violet19、1重量部をイオン交換水10重量部中に混合し、1mol/kg水酸化ナトリウムを用いて、pH8.5に調整して、ポリオキシエチレンジスチレン化フェニルエーテル、0.2重量部を加え、さらにイオン交換水にて全量を20重量部に調整して、0.1mmジルコニアビーズを充填したビーズミルを用いて6時間分散し、色材を10%含む水系分散体を得た。
この水系系分散体に含まれる色材の粒径は、個数換算分布で、累積10%粒径(D10)が83nm、累積50%粒径(D50)が105nm、累積90%粒径(D90)が135nmであった。また、分散粒径は、個数換算分布で、累計10%粒径(P10)が93nm、累積50%粒径(P50)が126nm、累計90%粒径(P90)が185nmであった。粘度は12mPa・sであった。表面張力は42mN/mであった。
更に、前記実施例1と同様にして分析を行なった結果、平均結晶子サイズは35nmであった。また、親水性色材は水不溶性色材に対して33重量%であった。
[Comparative Example 5] (When dispersed without carrying out complex colored fine particles by dissolution and reprecipitation step)
Hydrophilic coloring material 1, 1 part by weight and C.I. I. Pigment-Violet 19, 1 part by weight in 10 parts by weight of ion-exchanged water, adjusted to pH 8.5 with 1 mol / kg sodium hydroxide, polyoxyethylene distyrenated phenyl ether, 0.2% by weight Further, the total amount was adjusted to 20 parts by weight with ion-exchanged water and dispersed for 6 hours using a bead mill filled with 0.1 mm zirconia beads to obtain an aqueous dispersion containing 10% of a coloring material.
The particle size of the color material contained in this aqueous dispersion is a number conversion distribution, the cumulative 10% particle size (D10) is 83 nm, the cumulative 50% particle size (D50) is 105 nm, and the cumulative 90% particle size (D90). Was 135 nm. In addition, the dispersed particle size was a number-converted distribution with a cumulative 10% particle size (P10) of 93 nm, a cumulative 50% particle size (P50) of 126 nm, and a cumulative 90% particle size (P90) of 185 nm. The viscosity was 12 mPa · s. The surface tension was 42 mN / m.
Furthermore, as a result of analyzing in the same manner as in Example 1, the average crystallite size was 35 nm. The hydrophilic colorant was 33% by weight based on the water-insoluble colorant.
このときの製造条件を表1に、得られた自己分散型着色微粒子の特性を表2に、水系分散体の諸特性を表3に示す。 The production conditions at this time are shown in Table 1, the characteristics of the obtained self-dispersing colored fine particles are shown in Table 2, and the characteristics of the aqueous dispersion are shown in Table 3.
表2、表3に示すとおり、本発明に係る自己分散型着色微粒子は、粒径、結晶子サイズが極めて小さく、また、水系分散体は、分散剤を介することなく極めて微細に分散されていることは明らかである。 As shown in Tables 2 and 3, the self-dispersing colored fine particles according to the present invention have a very small particle size and crystallite size, and the aqueous dispersion is very finely dispersed without using a dispersant. It is clear.
[インクジェット記録用インク]
下記の配合割合で各原料を混合し、0.8μmのミリポアフィルターを通過させて、インクジェット記録用インクを調製し、下記の方法で評価を行った。
[Ink for inkjet recording]
Each raw material was mixed at the following blending ratio, passed through a 0.8 μm Millipore filter to prepare an ink for inkjet recording, and evaluated by the following method.
水系分散体 50部
グリセリン 10部
ジエチレングリコール 5部
サーフィノール465(エアープロダクツ社製) 1部
イオン交換水 34部
Aqueous dispersion 50 parts Glycerin 10 parts Diethylene glycol 5 parts Surfynol 465 (manufactured by Air Products) 1 part Ion-exchanged water 34 parts
(1)分散粒径および粘度
分散粒径は、大塚電子製濃厚系粒径アナライザーFPAR−1000により測定され、個数換算分布の累積10%粒径(P10)、累積50%粒径(P50)、および、累積90粒径(P90)で表示された。粘度は、東機産業製E型粘度計TV−30により測定された。
(1) Dispersed particle size and viscosity The dispersed particle size is measured by a concentrated particle size analyzer FPAR-1000 manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd., and a cumulative 10% particle size (P10), 50% cumulative particle size (P50) of the number conversion distribution, The cumulative 90 particle size (P90) was displayed. The viscosity was measured with an E-type viscometer TV-30 manufactured by Toki Sangyo.
(2)保存安定性
保存安定性は、調製後3週間静置して、再度、前記と同様にして分散粒径を測定し、その変化がほとんどないものを◎、10%未満の変化が発生したもの○、10〜50%の変化が発生したもの△、50%を超える変化が発生したものを×で評価された。
(2) Storage stability The storage stability was left for 3 weeks after the preparation, and the dispersion particle size was measured again in the same manner as described above. ○, those in which a change of 10 to 50% occurred Δ, and those in which a change exceeding 50% occurred were evaluated as ×.
(3)インク吐出性
インク吐出性は、本発明に係るインクジェット記録用インクをエプソン製インクジェットプリンターPX−V600に充填し、日本製紙製A4PPC用紙クリーンにベタ印刷を行い、50枚以上かすれなかったものを○、10枚以上50枚未満でかすれたものを△、10以下でかすれたものを×で評価された。
(3) Ink ejectability The ink ejectability was obtained by filling the Epson inkjet printer PX-V600 with the ink for ink jet recording according to the present invention, performing solid printing on Nippon Paper A4PPC paper clean, and not fading more than 50 sheets. ◯, 10 or less and less than 50 sheets faded, Δ or 10 or less.
(4)普通紙発色性
普通紙発色性は、前述と同様に、日本製紙製A4PPC用紙クリーンにベタ印刷した印刷物の光学濃度(OD値)をX−Rite製反射型カラー分光測色計X−Rite939にて測定し、OD値が1.10以上のとき○、0.95以上1.10未満のとき△、0.95未満のとき×の評価とされた。
(4) Plain paper colorability In the same way as described above, the color density of plain paper is the same as described above. The optical density (OD value) of a clean, solidly printed A4PPC paper is X-Rite reflective color spectrocolorimeter X- It was measured by Rite 939, and it was evaluated as ○ when the OD value was 1.10 or more, Δ when it was 0.95 or more and less than 1.10, and × when it was less than 0.95.
(5)光沢紙光沢性
光沢紙光沢性は、前述と同様に、エプソン製A4写真用紙<光沢>KA420PSKにベタ印刷したものと、何も印刷されていない写真用紙の部位との20°における光沢度差をスガ試験機製デジタル変角光度計UGV−5Dにて測定し、光沢度差が+5以上のものを○、光沢度差が0以上+5未満のものを△、光沢度差が0未満のものを×とされた。
(5) Glossy paper glossiness Glossy paper glossiness is the gloss at 20 ° between Epson A4 photographic paper <Glossy> KA420PSK and solid photographic paper parts, as described above. The degree of difference is measured with a digital variable angle photometer UGV-5D manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd., when the difference in gloss is +5 or more, ◯ when the difference in gloss is 0 or more and less than +5, and when the difference in gloss is less than 0 Things were marked as x.
(6)透明性
透明性は、前述と同様に、エプソン製専用OHPシートMJ0PS1Nにベタ印刷したときのヘイズ値を東洋精機製ヘイズメーターによって印刷部のヘイズ値が10未満であったものを○、10以上20未満であったものを△、20以上であったものを×とされた。
(6) Transparency Transparency is the same as described above, with the haze value when solid printing was performed on an exclusive OHP sheet MJ0PS1N made by Epson, the haze value of the printed part was less than 10 by a Toyo Seiki haze meter, A value of 10 or more and less than 20 was evaluated as Δ, and a value of 20 or more was evaluated as ×.
(7)耐光性
耐光性は、前述と同様に、エプソン製A4写真用紙<光沢>KA420PSKにベタ印刷したものを、岩崎電気製アイスーパー UVテスターSUV−W13にセットし、温度50℃、湿度60%で100mW/cm2の強度で紫外線(限定波長295nm〜450nm)を照射して、この紫外線照射前と照射50時間後のOD値を測定し、光学濃度残存率(紫外線照射50時間後のOD値/紫外線照射前のOD値×100(%))を算出して、光学濃度残存率が70%以上のものを○、70%未満30%以上を△、30%未満を×とされた。
(7) Light resistance In the same manner as described above, the light resistance was set by printing solid A4 photographic paper <Glossy> KA420PSK manufactured by Epson on the ISUPA UV Tester SUV-W13 manufactured by Iwasaki Electric Co., Ltd., temperature 50 ° C., humidity 60 Irradiating with ultraviolet rays (limited wavelength 295 nm to 450 nm) at an intensity of 100 mW / cm 2 , and measuring the OD value before and 50 hours after the ultraviolet irradiation, the residual optical density (OD after 50 hours of ultraviolet irradiation) Value / OD value before ultraviolet irradiation × 100 (%)), the optical density residual ratio is 70% or more, ○ is less than 70%, 30% or more is Δ, and less than 30% is ×.
(8)耐水性
耐水性は、前述と同様に、日本製紙製A4PPC用紙クリーンにベタ印刷し、乾燥後水につけて、にじみのないものを○、にじむものを×とされた。
(8) Water resistance In the same manner as described above, the water resistance was A4PPC paper made by Nippon Paper Industries, which was solid-printed, dipped in water and then watered.
(9)定着性
定着性は、前述と同様に、エプソン製A4写真用紙<光沢>KA420PSKにベタ印刷して、乾燥後、セロハンテープによる剥離テストによって評価された。剥離の全くないもの○、剥離のあったものを×とされた。
(9) Fixing property Fixing property was evaluated by a peel test using a cellophane tape after solid printing on Epson A4 photographic paper <Glossy> KA420PSK, as described above. The case where there was no detachment ○ and the case where there was detachment were rated as x.
このときの評価結果を表4に示す。 The evaluation results at this time are shown in Table 4.
表4に示すとおり、本発明に係るインクジェット記録用インクは、インク諸特性に優れていることは明らかである。 As shown in Table 4, it is clear that the ink for ink jet recording according to the present invention is excellent in various ink characteristics.
[カラーフィルター用インク]
本発明に係るカラーフィルター用インクは本発明に係るインクジェット記録用インクと同じ製法、配合で得られた。これらのインク諸特性が優れていることは表4により明らかではあるが、カラーフィルター用インクの性能評価のため、カラーフィルターの3原色となるR(レッド)、G(グリーン)、B(ブルー)について(実施例16、21、22で得られたインクジェット記録用インクをそのまま使用)、前述と同様にエプソン製専用OHPシートMJ0PS1Nにベタ印刷したものの発色性(目視で発色性良好なものを○、明らかに発色性不良なものを×とされた。)と、透明性(島津自記分光光度計UV−2100を用いて極大波長における透過率を測定し、透過率が50%以上のものを○、50%未満のものを×とされた。)が評価された。
[Color filter ink]
The color filter ink according to the present invention was obtained by the same production method and composition as the ink jet recording ink according to the present invention. Although it is clear from Table 4 that these ink characteristics are excellent, R (red), G (green), and B (blue), which are the three primary colors of the color filter, are used for evaluating the performance of the color filter ink. For the ink jet recording inks obtained in Examples 16, 21, and 22 as they were, the color development of the solid printed on Epson dedicated OHP sheet MJ0PS1N in the same manner as described above. Obvious color developability was marked as x) and transparency (transmittance at maximum wavelength was measured using Shimadzu's own spectrophotometer UV-2100, and the transmittance was 50% or more. Less than 50% was evaluated as x.).
このときの評価結果を表5に示す。 The evaluation results at this time are shown in Table 5.
表4、表5に示すとおり、本発明に係るカラーフィルター用インクは、インク諸特性および、発色性、透明性に優れることは明らかである。 As shown in Tables 4 and 5, it is clear that the color filter ink according to the present invention is excellent in various ink characteristics, color developability and transparency.
本発明に係る自己分散型着色微粒子は、水不溶性色材と、その水不溶性色材と同一もしくは類似の構造を有する色材に親水基を導入した親水性色材との複合色材であり、必ずしも分散剤を用いなくても水系分散媒に分散する機能を有し、水系分散体調製時およびインク調製時における分散安定性が極めて良好であり、発色性、透明性に優れ、定着性、耐水性、耐光性といった堅牢性を備えた画像を表現できるので、インクジェット記録用またはカラーフィルター用のインク前駆体となる着色材として好適である。 The self-dispersing colored fine particles according to the present invention are a composite color material comprising a water-insoluble color material and a hydrophilic color material in which a hydrophilic group is introduced into the color material having the same or similar structure as the water-insoluble color material, It has the function of being dispersed in an aqueous dispersion medium without necessarily using a dispersant, has extremely good dispersion stability at the time of preparing an aqueous dispersion and at the time of ink preparation, has excellent color development and transparency, fixing properties, water resistance Since it is possible to express an image having fastness such as light resistance and light resistance, it is suitable as a colorant that becomes an ink precursor for ink jet recording or color filters.
また、本発明に係る水系分散体は、前述したとおりの特性を有する自己分散型着色微粒子からなるので、それ自体およびインク調製時の分散安定性が極めて良好であり、発色性、透明性に優れ、定着性、耐水性、耐光性といった堅牢性を備えた画像を表現できるので、インクジェット記録用およびカラーフィルター用のインク前駆体となる色材分散体として好適である。 Further, the aqueous dispersion according to the present invention is composed of self-dispersed colored fine particles having the characteristics as described above, so that the dispersion stability at the time of preparing the ink itself and the ink is very good, and the color development and transparency are excellent. In addition, since an image having fastness such as fixability, water resistance, and light resistance can be expressed, it is suitable as a color material dispersion serving as an ink precursor for inkjet recording and color filters.
また、本発明に係るインクジェット記録用インクは、前述したとおりの特性を有する自己分散型着色微粒子、あるいは水系分散体からなるので、分散安定性が極めて良好であり、発色性、透明性に優れ、定着性、耐水性、耐光性といった堅牢性を備えた画像を表現できるので、インクジェット記録用インクとして好適である。 Further, the ink for ink jet recording according to the present invention is composed of self-dispersed colored fine particles having the characteristics as described above, or an aqueous dispersion, so that the dispersion stability is extremely good, and the color developability and transparency are excellent. Since an image having fastness such as fixing property, water resistance and light resistance can be expressed, it is suitable as an ink for ink jet recording.
また、本発明に係るカラーフィルター用インクは、前述したとおりの特性を有する自己分散型着色微粒子、あるいは水系分散体からなるので、分散安定性が極めて良好であり、発色性、透明性に優れ、定着性、耐水性、耐光性といった堅牢性を備えた画像を表現できるので、カラーフィルター用インクとして好適である。
Further, the color filter ink according to the present invention is composed of self-dispersed colored fine particles having the characteristics as described above, or an aqueous dispersion, so that the dispersion stability is extremely good, and the color developability and transparency are excellent. Since an image having fastness such as fixing property, water resistance and light resistance can be expressed, it is suitable as an ink for a color filter.
Claims (9)
水不溶性色材と前記親水性色材とを非プロトン性極性溶剤に溶解し、水系分散媒に投入して自己分散型着色微粒子のクルードを得る溶解再沈工程、
得られた自己分散型着色微粒子のクルードを濃縮、透析する濃縮透析工程、
得られたペーストに、水系分散媒、塩基性物質又は酸性物質を添加して分散操作を行う再分散工程
得られた水系分散体を濾過、膜分離又は遠心分離を行い、濃度を調節する後処理工程の後、濾別、乾燥することを特徴とする自己分散型着色微粒子の製造方法。 The substance constituting the colored fine particles is hydrophilic to a water-insoluble colorant and a colorant having the same structure as the water-insoluble colorant, or a colorant having the same basic structure or a colorant having the same basic structure but different substituents a composite color materials and the introduction of group hydrophilic colorant, the cumulative 50% particle diameter of the particle size distribution in the number distribution particle size of the composite colorant (D50) is Ru der below 40 nm self-dispersible coloring A method for producing fine particles , a hydrophilic color material preparation step for preparing a hydrophilic color material,
A dissolution reprecipitation step in which the water-insoluble colorant and the hydrophilic colorant are dissolved in an aprotic polar solvent, and charged into an aqueous dispersion medium to obtain a self-dispersed colored fine particle crude;
Concentration dialysis step of concentrating and dialyzing the resulting self-dispersed colored fine particle crude,
A redispersion step in which a dispersion operation is performed by adding an aqueous dispersion medium, a basic substance or an acidic substance to the obtained paste.
A method for producing self-dispersed colored fine particles, characterized in that the obtained aqueous dispersion is filtered, membrane-separated or centrifuged, and is filtered and dried after a post-treatment step for adjusting the concentration.
水不溶性色材と前記親水性色材とを非プロトン性極性溶剤に溶解し、水系分散媒に投入して自己分散型着色微粒子のクルードを得る溶解再沈工程、A dissolution reprecipitation step in which the water-insoluble colorant and the hydrophilic colorant are dissolved in an aprotic polar solvent, and charged into an aqueous dispersion medium to obtain a self-dispersed colored fine particle crude;
得られた自己分散型着色微粒子のクルードを濃縮、透析する濃縮透析工程、Concentration dialysis step of concentrating and dialyzing the resulting self-dispersed colored fine particle crude,
得られたペーストに、水系分散媒、塩基性物質又は酸性物質を添加して分散操作を行う再分散工程A redispersion step in which a dispersion operation is performed by adding an aqueous dispersion medium, a basic substance or an acidic substance to the obtained paste.
得られた水系分散体を濾過、膜分離又は遠心分離を行い、濃度を調節する後処理工程を行う自己分散型着色微粒子の水系分散体の製造方法。A method for producing an aqueous dispersion of self-dispersed colored fine particles, wherein the obtained aqueous dispersion is filtered, membrane-separated or centrifuged to perform a post-treatment step of adjusting the concentration.
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