JP5488900B2 - Pigment dispersion composition and inkjet ink composition - Google Patents

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本発明は、顔料分散組成物およびインクジェットインキ組成物に関する。   The present invention relates to a pigment dispersion composition and an inkjet ink composition.

近年、水性インキはその安全性と環境負荷が少ないことから幅広い分野で有機溶剤系インキに取って代わり普及している。特にビジネス用途などではオフィス
において各種印刷に使用されるインクとして臭いのない水性色材が必要不可欠であり、産業用途でも作業環境、インキや塗料の取り扱いの安全性、廃液処理の問題から有機溶剤の使用をできる限り少なくする傾向が強まっている。また、水性着色材は、有機溶剤型着色材に比べ、製造時に防爆設備、排気設備、有機溶剤回収装置などの特別な装置が要らず製造コストが安価であることも普及の要因となっている。
In recent years, water-based inks have been widely used to replace organic solvent-based inks in a wide range of fields because of their safety and low environmental impact. Especially for business applications, water-free color materials that are odorless are essential as inks used for various printing in offices. For industrial applications, organic solvents can be used due to problems in the working environment, safety of ink and paint handling, and waste liquid treatment. There is an increasing tendency to use as little as possible. In addition, water-based colorants are also more popular than organic solvent-type colorants because they do not require special equipment such as explosion-proof equipment, exhaust equipment, and organic solvent recovery equipment during production. .

水性着色材としては主に染料と顔料の二つが用途に応じて使い分けられており、染料は階調性に優れ高解像度の画像形成がしやすい反面、耐光性が顔料と比べて悪く実用上問題がある。これに対して顔料は染料に対して分散性は劣るが、耐水性、耐光性が極めて優れており、分散技術の進歩により顔料インクが数多く提供されてきている。   As water-based colorants, two types of dyes and pigments are used depending on the application. Dyes are excellent in gradation and easy to form high-resolution images, but they have poor light resistance compared to pigments and have practical problems. There is. In contrast, pigments are inferior in dispersibility to dyes, but are extremely excellent in water resistance and light resistance, and many pigment inks have been provided by the advancement of dispersion technology.

印刷製版を経て印刷されるグラビアインキ、オフセット印刷用の水性リキッドインクも開発されているが、水性インクを用いるオフィス向けの記録方法として最も普及し始めているものはインクジェット記録方法である。   Gravure inks that are printed via printing plate making and water-based liquid inks for offset printing have been developed, but the most popular recording method for offices that uses water-based inks is the ink jet recording method.

インクジェット記録方法は、微細なノズルヘッドからインク液滴を吐出して、文字や画像を紙などの記録媒体の表面に記録する方法であり、非接触で記録することにより、普通紙をはじめ多種多様な記録媒体にフルカラーで印刷版をおこすことなくオンデマンドで容易に印刷可能であることから広く普及し始めている。   The ink jet recording method is a method in which ink droplets are ejected from a fine nozzle head and characters and images are recorded on the surface of a recording medium such as paper. Since it can be easily printed on demand without making a full color printing plate on a simple recording medium, it has begun to spread widely.

インクジェット記録方法を採用したインクジェットプリンターは、微細なノズルヘッドからインク液滴を吐出して、文字や画像を紙などの記録媒体の表面に記録する方法であり、代表的な記録方式としてバブルジェット(登録商標)方式とピエゾ方式とがある。前者はノズルヘッドまで導いたインクをヒーターで瞬間的に加熱して泡を発生させ、その泡による体積膨張でインク液を断続的に吐出する記録方式であり、後者は電歪素子(圧電素子)を用いて電気信号を機械信号に変換し、ノズルヘッド部分に貯えたインク液滴を断続的に吐出する記録方式である。   An ink jet printer that employs an ink jet recording method is a method in which ink droplets are ejected from a fine nozzle head and characters and images are recorded on the surface of a recording medium such as paper. (Registered trademark) method and piezo method. The former is a recording method that instantaneously heats the ink guided to the nozzle head with a heater to generate bubbles, and the ink expansion is intermittently ejected by volume expansion due to the bubbles, the latter is an electrostrictive element (piezoelectric element) Is a recording method in which an electrical signal is converted into a mechanical signal using ink and ink droplets stored in a nozzle head portion are ejected intermittently.

インクジェットプリンター用インク組成物(インクジェットインク組成物)のうち、黒色インク組成物は、主に文書印刷を目的としてオフィス等で多用されており、各プリンターの記録方式、記録速度に最適化された水性黒色顔料インク組成物が数多く提供されている。   Among ink compositions for inkjet printers (inkjet ink compositions), black ink compositions are widely used in offices and the like mainly for the purpose of document printing, and are water-based optimized for the recording method and recording speed of each printer. Many black pigment ink compositions are provided.

例えば、黒色顔料の表面を親水化して、水性媒体に対する分散性を向上させた水性黒色顔料インク組成物が提案されているが(例えば、特許文献1参照)、特許文献1記載の方法では、普通紙に印字した場合に紙の内部にインク組成物が浸透してしまうことから、画像濃度が低下したり裏移りを生じたり、記録紙がカールする等の課題を生じていた。特に、近年、インクジェットプリンターの印刷速度の高速化に伴い、単位時間あたりのインク吐出量が増える傾向にあるため、従来の水性黒色顔料では十分な画像濃度が得られない場合があった。   For example, an aqueous black pigment ink composition in which the surface of a black pigment is hydrophilized to improve dispersibility in an aqueous medium has been proposed (see, for example, Patent Document 1). When the ink is printed on the paper, the ink composition penetrates into the paper, which causes problems such as a decrease in image density, an offset, and curling of the recording paper. In particular, with the recent increase in printing speed of ink jet printers, the amount of ink discharged per unit time tends to increase, so that conventional aqueous black pigments may not provide sufficient image density.

また、顔料は、粒子間の凝集力に比べて他の物質、例えば有機高分子、水および有機溶剤等との親和性が弱いために、通常の混合または分散条件では、均一に混合または分散することが極めて困難であるため、顔料表面に、各種の界面活性剤や樹脂等からなる分散剤を吸着させ、顔料表面全体を該分散剤で被覆して、固体状または液体状の他成分との親和性を高めることにより、顔料の分散性を改良する検討が数多くなされている(例えば、特許文献2参照)。   In addition, since pigments have a weak affinity with other substances such as organic polymers, water, and organic solvents compared to the cohesion between particles, they are uniformly mixed or dispersed under normal mixing or dispersion conditions. It is extremely difficult to adsorb a dispersant made of various surfactants, resins, etc. on the pigment surface, and the entire pigment surface is coated with the dispersant, so that it can be mixed with other solid or liquid components. Many studies have been made to improve the dispersibility of the pigment by increasing the affinity (for example, see Patent Document 2).

更に、産業用途においては、プリンターの印刷速度が速く、パーソナル用途と異なりヘッドクリーニングを頻繁に行うことができないため、インクジェットインク組成物としては、連続吐出、断続吐出を繰り返してもヘッドに汚れや詰まりを生じさせない、再溶解性(乾燥後のインク組成物が未乾燥のインク組成物に再溶解し、連続吐出、断続吐出を繰り返してもノズルヘッドに汚れや詰まりを生じさせない特性)も求められるようになっている。   In addition, in industrial applications, the printing speed of the printer is fast, and unlike in personal applications, head cleaning cannot be performed frequently. As an ink-jet ink composition, the head becomes soiled or clogged even after repeated continuous and intermittent ejection. Re-dissolvability (characteristic that the ink composition after drying is re-dissolved in the undried ink composition and does not cause dirt or clogging in the nozzle head even if continuous discharge and intermittent discharge are repeated) is required. It has become.

特開平08−003498号公報Japanese Patent Laid-Open No. 08-003498 特開平08−218015号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 08-2158015

しかしながら、本発明者等が鋭意検討したところ、顔料表面に分散剤を吸着させてなる従来の水系顔料インク組成物においては、ノズルヘッドに設けられた細いノズルからインク組成物が吐出される際に、強い剪断力が加わって分散剤が離脱したり、長期保存中に分散剤が離脱したりする等して顔料の分散状態が不安定になり、保存安定性の悪化を引き起こすことが判明した。インク塗膜の耐擦過性、耐マーカー性を向上すべくアクリルエマルションなどの水性分散樹脂を添加すると保存安定性、吐出安定性の低下を招く。また、顔料全体を分散剤で被覆してマイクロカプセル化した場合には、保存安定性に優れる反面、画像濃度が大きく低下してしまう。   However, as a result of diligent investigations by the present inventors, in a conventional aqueous pigment ink composition in which a dispersant is adsorbed on the pigment surface, the ink composition is ejected from a thin nozzle provided in the nozzle head. It has been found that the dispersion state of the pigment becomes unstable due to the release of the dispersant due to the application of a strong shearing force or the release of the dispersant during long-term storage, leading to deterioration in storage stability. When an aqueous dispersion resin such as an acrylic emulsion is added to improve the scratch resistance and marker resistance of the ink coating film, storage stability and ejection stability are lowered. In addition, when the entire pigment is coated with a dispersant and microencapsulated, the storage stability is excellent, but the image density is greatly reduced.

また、顔料表面の官能基濃度を下げて、紙などの被印刷物に浸透せずに表面に止まる着色剤のほうが画像濃度が高くなることが知られているが、この場合、分散安定性、再溶解性、耐擦過性を低下させてしまう。   In addition, it is known that a colorant that lowers the functional group concentration on the pigment surface and does not penetrate into the printed material such as paper and remains on the surface has a higher image density. It will reduce the solubility and scratch resistance.

従って、本発明は、優れた画像濃度、分散性および保存安定性を発揮するとともに、再溶解性が高く、インク塗膜の耐マーカー性、耐擦過性に優れる顔料分散組成物およびインクジェットインク組成物を提供することを目的とするものである。   Therefore, the present invention provides a pigment dispersion composition and an inkjet ink composition that exhibit excellent image density, dispersibility, and storage stability, have high re-dissolvability, and are excellent in marker resistance and scratch resistance of an ink coating film. Is intended to provide.

上記技術課題を解決すべく、本発明者等が鋭意検討したところ、表面に酸性基を有する顔料(I)と、一級アミノ基および二級アミノ基から選ばれるアミノ基を分子中に2以上有する塩基性化合物(II)とを水性媒体中で接触させて、表面に未反応アミノ基を有する顔料を作製した後、さらに、末端イソシアネート基を2以上有するポリイソシアネートポリウレタン樹脂(III)と接触させ尿素結合させてなるポリマー付加顔料水分散体(A)と、平均粒子径が10〜300nmである水性分散樹脂(B)とを含む顔料分散組成物またはインクジェットインク組成物により、上記技術課題を解決し得ることを見出し、本知見に基づいて本発明を完成するに至った。   In order to solve the above technical problem, the present inventors diligently studied, and as a result, the pigment (I) having an acidic group on the surface and two or more amino groups selected from primary amino groups and secondary amino groups in the molecule. A basic compound (II) is contacted in an aqueous medium to prepare a pigment having an unreacted amino group on the surface, and is further contacted with a polyisocyanate polyurethane resin (III) having two or more terminal isocyanate groups. The above technical problem is solved by a pigment dispersion composition or inkjet ink composition comprising a polymer-added pigment aqueous dispersion (A) that is bonded and an aqueous dispersion resin (B) having an average particle diameter of 10 to 300 nm. Based on this finding, the present invention has been completed.

すなわち、本発明は、
(1)表面に酸性基を有する顔料(I)と、一級アミノ基および二級アミノ基から選ばれるアミノ基を分子中に2以上有する塩基性化合物(II)とを水性媒体中で接触させて、表面に未反応アミノ基を有する顔料を作製した後、さらに、末端イソシアネート基を2以上有するポリイソシアネートポリウレタン樹脂(III)と接触させ尿素結合させてなるポリウレタン樹脂付加顔料(A)の水性分散体と、
平均粒子径が10〜300nmである水性分散樹脂(B)とを含む
ことを特徴とする顔料分散組成物、
(2)前記末端イソシアネート基を2以上有するポリイソシアネートポリウレタン樹脂(III)の固形分酸価が20〜200mgKOH/gである上記(1)に記載の顔料分散組成物、
(3)前記水性分散樹脂(B)が、分子中に陰イオン基またはノニオン基を有する自己分散型水性分散樹脂であるか、または陰イオン乳化剤およびまたはノニオン乳化剤により分散されてなる乳化剤分散型水性分散樹脂である上記(1)または(2)に記載の顔料分散組成物、
(4)前記表面に酸性基を有する顔料(I)が、表面に酸性基を有する自己分散型カーボンブラックである上記(1)〜(3)のいずれか1項に記載の顔料分散組成物、
(5)上記(1)〜(4)のいずれか1項に記載の顔料分散組成物からなることを特徴とするインクジェットインク組成物、
を提供するものである(なお、以下、適宜、表面に酸性基を有する顔料(I)を「顔料(I)」、一級アミノ基および二級アミノ基から選ばれるアミノ基を分子中に2以上有する塩基性化合物(II)を「塩基性化合物(II)」、末端イソシアネート基を有するポリイソシアネートポリウレタン樹脂(III)を「ポリイソシアネートポリウレタン樹脂(III)」とそれぞれ称するものとする)。
That is, the present invention
(1) A pigment (I) having an acidic group on the surface thereof and a basic compound (II) having two or more amino groups selected from primary amino groups and secondary amino groups in the molecule are contacted in an aqueous medium. An aqueous dispersion of a polyurethane resin-added pigment (A) obtained by preparing a pigment having an unreacted amino group on the surface and then bringing it into contact with a polyisocyanate polyurethane resin (III) having two or more terminal isocyanate groups to form a urea bond When,
A pigment dispersion composition comprising an aqueous dispersion resin (B) having an average particle diameter of 10 to 300 nm,
(2) The pigment dispersion composition according to (1), wherein the polyisocyanate polyurethane resin (III) having two or more terminal isocyanate groups has a solid content acid value of 20 to 200 mgKOH / g,
(3) An emulsifier-dispersed aqueous solution in which the aqueous dispersion resin (B) is a self-dispersing aqueous dispersion resin having an anionic group or a nonionic group in the molecule, or is dispersed by an anionic emulsifier and / or a nonionic emulsifier. The pigment dispersion composition according to (1) or (2), which is a dispersion resin,
(4) The pigment dispersion composition according to any one of the above (1) to (3), wherein the pigment (I) having an acidic group on the surface is self-dispersing carbon black having an acidic group on the surface,
(5) An inkjet ink composition comprising the pigment dispersion composition according to any one of (1) to (4) above,
(Hereinafter, the pigment (I) having an acidic group on the surface is appropriately referred to as “Pigment (I)”, and two or more amino groups selected from primary amino groups and secondary amino groups are included in the molecule. The basic compound (II) having a basic isocyanate (II) and the polyisocyanate polyurethane resin (III) having a terminal isocyanate group are referred to as a “polyisocyanate polyurethane resin (III)”, respectively.

本発明によれば、表面に酸性基を有する顔料(I)と、一級アミノ基および二級アミノ基から選ばれるアミノ基を分子中に2以上有する塩基性化合物(II)とを水性媒体中で接触させることにより、イオン的な作用力によって両者を予め近接させ、末端イソシアネート基を有するポリイソシアネートポリウレタン樹脂(III)をさらに接触させることにより、顔料表面の未反応アミノ基とポリイソシアネートポリウレタン樹脂(III)とを尿素結合させてなるポリウレタン樹脂付加顔料(A)とともに、平均粒子径が10〜300nmである水性分散樹脂(B)を含むことにより、優れた画像濃度、分散性および保存安定性を発揮するとともに、再溶解性が高く、インク塗膜の耐マーカー性、耐擦過性に優れる顔料分散組成物およびインクジェットインク組成物を提供することができる。   According to the present invention, a pigment (I) having an acidic group on its surface and a basic compound (II) having two or more amino groups selected from primary amino groups and secondary amino groups in the molecule are present in an aqueous medium. By bringing them into contact with each other in advance, the polyisocyanate polyurethane resin (III) having a terminal isocyanate group is brought into close proximity by an ionic acting force, whereby an unreacted amino group on the pigment surface and the polyisocyanate polyurethane resin (III ) And a polyurethane resin-added pigment (A) formed by urea bonding, together with an aqueous dispersion resin (B) having an average particle size of 10 to 300 nm, exhibits excellent image density, dispersibility and storage stability. In addition, the pigment dispersion composition and the ink jet are highly re-dissolvable and have excellent marker resistance and scratch resistance of the ink coating film. It is possible to provide an ink composition.

先ず、本発明の顔料分散組成物について説明する。
本発明の顔料分散組成物は、表面に酸性基を有する顔料(I)と、一級アミノ基および二級アミノ基から選ばれるアミノ基を分子中に2以上有する塩基性化合物(II)とを水性媒体中で接触させて、表面に未反応アミノ基を有する顔料を作製した後、さらに、末端イソシアネート基を2以上有するポリイソシアネートポリウレタン樹脂(III)と接触させ尿素結合させてなるポリウレタン樹脂付加顔料(A)の水性分散体と、平均粒子径が10〜300nmである水性分散樹脂(B)とを含むことを特徴とするものである。
First, the pigment dispersion composition of the present invention will be described.
The pigment dispersion composition of the present invention comprises a pigment (I) having an acidic group on the surface and a basic compound (II) having two or more amino groups selected from primary amino groups and secondary amino groups in the molecule. After making a pigment having an unreacted amino group on the surface by contacting in a medium, it is further contacted with a polyisocyanate polyurethane resin (III) having two or more terminal isocyanate groups to make a urea resin-bonded pigment ( The aqueous dispersion of A) and an aqueous dispersion resin (B) having an average particle diameter of 10 to 300 nm are included.

本発明の顔料分散組成物において、表面に酸性基を有する顔料(I)としては、表面が酸性の顔料が好ましく、シナジストにより表面酸性処理した各種顔料や、表面処理により酸性にした顔料をさらに対イオンで中和した顔料を挙げることができる。   In the pigment dispersion composition of the present invention, the pigment (I) having an acidic group on the surface is preferably a pigment having an acidic surface. Various pigments that have been surface-treated with synergists, and pigments that have been acidified by surface treatment are further treated. Mention may be made of pigments neutralized with ions.

本発明の顔料分散組成物において、表面に酸性基を有する顔料(I)としては、黒色顔料が好ましく、具体的には、アイボリーブラック、ピーチブラック、ランプブラック、マルスブラック、ビチューム、チタンブラック、カーボンブラック等を挙げることができる。これ等の中で、カーボンブラックが、インクジェット記録用黒色顔料として、漆黒度と着色力に優れることから、好適に使用することができ、インク組成物の分散性や吐出安定性等を考慮すると、特に、表面に酸性基を有する自己分散型カーボンブラックが好適である。   In the pigment dispersion composition of the present invention, the pigment (I) having an acidic group on the surface is preferably a black pigment, and specifically, ivory black, peach black, lamp black, mars black, bitumen, titanium black, carbon Black etc. can be mentioned. Among these, carbon black, as a black pigment for inkjet recording, is excellent in jetness and coloring power, and therefore can be suitably used, and considering the dispersibility and ejection stability of the ink composition, In particular, self-dispersing carbon black having an acidic group on the surface is suitable.

表面に酸性基を有する自己分散型カーボンブラック顔料とは、酸性基を含む少なくとも一種の親水性基がカーボンブラック顔料の表面に直接、若しくは他の原子団を介して結合したものであって、水中に懸濁して分散液とした際に界面活性剤や高分子化合物を添加することなく安定した分散状態を保持することができ、その分散液の表面張力がほとんど水と同等の値を示すものを意味し、本出願書類において、自己分散型カーボンブラック顔料には、上記酸性基等の親水性基を対イオンで中和したものも含むものとする。   The self-dispersing carbon black pigment having an acidic group on the surface is obtained by bonding at least one hydrophilic group containing an acidic group to the surface of the carbon black pigment directly or through another atomic group, When a suspension is made into a dispersion, a stable dispersion state can be maintained without adding a surfactant or a polymer compound, and the surface tension of the dispersion shows almost the same value as water. In the present application document, the self-dispersing carbon black pigment includes those obtained by neutralizing a hydrophilic group such as the acidic group with a counter ion.

カーボンブラックとしては、ファーネスブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラック、サーマルブラックを挙げることができ、これ等のカーボンブラックは、炭素含有量が高く、無定形構造に由来する黒色度が高く、ピーチブラックやランプブラック等に比較して乾燥速度が速く、保存安定性が高く、安価であることから、好ましく使用することができる。   Examples of carbon black include furnace black, channel black, acetylene black, and thermal black. These carbon blacks have a high carbon content and high blackness derived from an amorphous structure. Compared to black and the like, the drying rate is high, the storage stability is high, and the cost is low.

上記カーボンブラックのうち、ファーネスブラックやチャンネルブラック等の超微細カーボンブラックを用いると、得られる水性顔料分散体をインクジェットプリンター用インク組成物に用いたときに、高解像度で印刷品質に優れるものを得ることができる。   Among the above-mentioned carbon blacks, when ultrafine carbon black such as furnace black or channel black is used, when the obtained aqueous pigment dispersion is used in an ink composition for an ink jet printer, a high resolution and excellent print quality is obtained. be able to.

カーボンブラックとしては、窒素吸着比表面積(NSA)が50m/g以上であるものが好ましく、50〜300m/gであるものがより好ましく、80〜250m/gであるものがさらに好ましい。また、カーボンブラックとしては、DBP吸収量が50cm/100g以上であるものが好ましく、50〜200cm/100gであるものがより好ましく、80〜180cm/100gであるものがさらに好ましい。 The carbon black is preferably one nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) is 50 m 2 / g or more, more preferably those wherein 50 to 300 m 2 / g, still those that are 80~250m 2 / g preferable. As the carbon black is preferably one DBP absorption is 50 cm 3/100 g or more, more preferably those which are 50 to 200 cm 3/100 g, more preferably those which are 80~180cm 3 / 100g.

カーボンブラックのNSAおよびDBP吸収量が上記範囲内にあることにより、得られる水性顔料分散体をインクジェットインク組成物に用いたときに、水性媒体に対して優れた分散性や、インキ性能を発揮することができる。 Due to the N 2 SA and DBP absorption amounts of carbon black being in the above range, when the obtained aqueous pigment dispersion is used in an inkjet ink composition, it has excellent dispersibility and ink performance with respect to an aqueous medium. It can be demonstrated.

なお、本出願書類において、カーボンブラックのNSAは、JIS K6217−2に規定される「ゴム用カーボンブラック−基本特性−第2部、比表面積の求め方−窒素吸着法、単点法」に従って測定した値を意味し、DBP吸収量は、JISK6217−4に規定される「ゴム用カーボンブラック−基本特性−第4部、DBP吸収量の求め方」に従って測定した値を意味する。 Note that in the present application, N 2 SA of carbon black is defined in JIS K6217-2 "Carbon black for rubber industry - basic characteristics - Part 2 Determination of specific surface area - nitrogen absorption method, a single-point method" The DBP absorption amount means a value measured according to “Carbon Black for Rubber—Basic Properties—Part 4, Determination of DBP Absorption” defined in JISK6217-4.

また、カーボンブラックを構成する一次粒子の平均粒径は、10〜300nmであることが好適であり、15〜270nmであることがより好適であり、20〜250nmであることがさらに好適である。なお、本出願書類において、カーボンブラックを構成する一次粒子の平均粒径は、15Å以上の分解能を持つ電子顕微鏡により2000〜10000個の一次粒子の粒径を測定したときの算術平均を意味する。   The average particle size of the primary particles constituting the carbon black is preferably 10 to 300 nm, more preferably 15 to 270 nm, and further preferably 20 to 250 nm. In addition, in this application document, the average particle diameter of the primary particle which comprises carbon black means the arithmetic mean when the particle diameter of 2000-10000 primary particles is measured with the electron microscope with a resolution | decomposability of 15 or more.

カーボンブラックの具体例としては、トーカブラック#8500、トーカブラック#8500F、トーカブラック#7550SB、トーカブラック#7550F(以上東海カーボン(株)製)、#650、#750、MA600、#44B、#44、#45B、MA7、MA11、#47、#45、#33、#45L、#47、#50、#52、MA77、MA8(以上三菱化学(株)製)、FW200、FW2V、FWI、FW18PS、NIpex180IQ、FW1、Special Black6、S160、S170(以上Degussa社製)、Black Pearls 1000M、Black Pearls 800、Black Pearls 880、Monarch 1300、Monarch 700、Monarch 880、CRX 1444、Regal 330R、Regal 660R、Regal 660、Regal 415R、Regal 415、Black Pearls 4630、Monarch 4630(以上Cabot社製)、Raven 7000、Raven 3500、Raven 5250、Raven 5750、Raven 5000ULTRAII、HV 3396、Raven 1255、Raven 1250、Raven 1190、Raven 1000、Raven 1020、Raven 1035、Raven 1100ULTRA、Raven 1170、Raven 1200(以上Columbian社製)、DB1305(以上KOSCO社製)、SUNBLACK700、705、710、715、720、725、300、305、320、325、X25、X45(以上旭カーボン(株)製)、N220、N110、N234、N121(以上Sid Richardson社製)、ニテロン#300(以上新日化カーボン(株)製)、ショウブラックN134、N110、N220、N234、N219(以上昭和キャボット社製)などを挙げることができる。   Specific examples of carbon black include Talker Black # 8500, Talker Black # 8500F, Talker Black # 7550SB, Talker Black # 7550F (manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd.), # 650, # 750, MA600, # 44B, # 44. # 45B, MA7, MA11, # 47, # 45, # 33, # 45L, # 47, # 50, # 52, MA77, MA8 (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), FW200, FW2V, FWI, FW18PS, NIpex180IQ, FW1, Special Black6, S160, S170 (above Degussa), Black Pearls 1000M, Black Pearls 800, Black Pearls 880, Monarch 1300, Monarch 700, Monarch 80 , CRX 1444, Regal 330R, Regal 660R, Regal 660, Regal 415R, Regal 415, Black Pearls 4630, Monarch 4630 (above made by Cabot), Raven 7000, Raven 3500, Raven 5250, Raven 5250, Raven 5250, Raven 5250, Raven 5250 Raven 1255, Raven 1250, Raven 1190, Raven 1000, Raven 1020, Raven 1035, Raven 1100ULTRA, Raven 1170, Raven 1200 (above made by Columbian), DB1305 (700 KOSU BL, 70 from SOS 7) , 725, 300, 30 320, 325, X25, X45 (above Asahi Carbon Co., Ltd.), N220, N110, N234, N121 (above Sid Richardson), Niteron # 300 (above Nisshin Carbon Co., Ltd.), Show Black N134, N110, N220, N234, N219 (manufactured by Showa Cabot) can be used.

本発明の顔料分散組成物において、表面に酸性基を有する顔料(I)は、上記各顔料を、適宜酸化処理することにより得ることができる。   In the pigment dispersion composition of the present invention, the pigment (I) having an acidic group on the surface can be obtained by appropriately oxidizing each of the above pigments.

酸化処理は、液相法および気相法等の公知の方法により行うことができる。
液相法により酸化処理する場合は、酸化剤として、過酸化水素水、硝酸、硫酸、塩素酸塩、過硫酸塩、過炭酸塩など種々の酸化剤を用いることができ、例えば、上記酸化剤を含む水溶液中に、カーボンブラック等の顔料を投入し、攪拌処理することにより、表面に酸性基を有する顔料を得ることができ、酸化剤の投入量および反応温度を制御することで、カーボンブラック表面に酸性基を均一に導入することができる。
The oxidation treatment can be performed by a known method such as a liquid phase method or a gas phase method.
When oxidizing by the liquid phase method, various oxidizing agents such as hydrogen peroxide, nitric acid, sulfuric acid, chlorate, persulfate, percarbonate can be used as the oxidizing agent. A pigment having an acidic group on the surface can be obtained by adding a pigment such as carbon black into an aqueous solution containing a mixture and stirring, and by controlling the amount of oxidant added and the reaction temperature, carbon black can be obtained. Acidic groups can be uniformly introduced on the surface.

また、気相法による酸化処理は、オゾン酸化や空気酸化による方法を挙げることができ、上記気相法によれば、乾燥コストがかからず、液相法に比べて操作が容易である等の利点がある。   Further, the oxidation treatment by the gas phase method can include a method by ozone oxidation or air oxidation. According to the gas phase method, the drying cost is not required and the operation is easier than the liquid phase method. There are advantages.

酸化処理によって顔料表面に導入される酸性基としては、アミノ基を有する塩基性化合物と酸・塩基反応して塩を形成し得るものであれば特に制限されず、例えば、カルボキシル基、スルホン基等を挙げることができる。これら酸性基の導入量は、気相酸化条件もしくは液相酸化条件を制御することにより制御することができる。   The acidic group introduced into the pigment surface by the oxidation treatment is not particularly limited as long as it can form a salt by reacting with an amino group-containing basic compound with an acid / base, such as a carboxyl group or a sulfone group. Can be mentioned. The introduction amount of these acidic groups can be controlled by controlling gas phase oxidation conditions or liquid phase oxidation conditions.

以下、表面に酸性基を有する黒色顔料として、カーボンブラックの酸化処理物を液相法で製造する場合を例にとって説明する。   Hereinafter, as an example, a case where an oxidation-treated product of carbon black is produced by a liquid phase method as a black pigment having an acidic group on the surface will be described.

カーボンブラックと、酸化剤および水性媒体(好ましくは脱イオン水)とを適宜な量比で攪拌槽にて混合して、混合攪拌槽中で適宜な温度、例えば室温〜90℃の温度下、好ましくは60〜90℃の温度下で十分に攪拌混合することにより、カーボンブラックが酸化されて、カーボンブラック粒子凝集体の表面にカルボキシル基やヒドロキシル基などの親水性の官能基が生成してなる表面が酸化された顔料の水分散体(スラリー)を得ることができる。   Carbon black, an oxidizing agent and an aqueous medium (preferably deionized water) are mixed in an appropriate amount ratio in an agitation tank, and an appropriate temperature in the mixing agitation tank, for example, a temperature of room temperature to 90 ° C. is preferable. Is a surface in which carbon black is oxidized by sufficiently stirring and mixing at a temperature of 60 to 90 ° C., and a hydrophilic functional group such as a carboxyl group or a hydroxyl group is generated on the surface of the carbon black particle aggregate. An aqueous dispersion (slurry) of the pigment in which is oxidized can be obtained.

この場合、カーボンブラックを予め湿式あるいは乾式酸化しておくとスラリー中にカーボンブラックを効率よく分散させることができ、均一かつ効果的に酸性基を生成することができる。湿式法により酸化する場合、オゾン水、過酸化水素水、ペルオキソ二酸あるいはその塩類により酸化することが好ましく、乾式(気相)法により酸化する場合、オゾン、酸素、NO、SOなどのガス雰囲気中にカーボンブラックを曝すことにより酸化することが好ましい。 In this case, if the carbon black is previously wet or dry oxidized, the carbon black can be efficiently dispersed in the slurry, and acidic groups can be generated uniformly and effectively. When oxidizing by wet method, it is preferable to oxidize with ozone water, hydrogen peroxide solution, peroxodiacid or salts thereof, and when oxidizing by dry (gas phase) method, ozone, oxygen, NO X , SO X, etc. It is preferable to oxidize by exposing carbon black to a gas atmosphere.

また、スラリー中に表面が酸化された顔料を均一に分散させるために界面活性剤を添加することも好ましく、界面活性剤としてはアニオン系、ノニオン系、カチオン系いずれも使用することができる。例えば、アニオン系界面活性剤としては、脂肪酸塩、アルキル硫酸エステル塩、アルキルアリールスルホン酸塩などが、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アリールエーテルなどが、カチオン系界面活性剤としてはアルキルアミン塩、第4級アンモニウム塩などが例示される。   Further, it is also preferable to add a surfactant in order to uniformly disperse the pigment whose surface has been oxidized in the slurry, and any of anionic, nonionic, and cationic types can be used as the surfactant. For example, anionic surfactants include fatty acid salts, alkyl sulfate esters, alkylaryl sulfonates, and the like, and nonionic surfactants include polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyethylene alkylaryl ethers, and the like. Examples of the surfactant include alkylamine salts and quaternary ammonium salts.

このようにして得られた表面が酸化された顔料のスラリーは、そのまま塩基性化合物との反応に供してもよいし、表面が酸化された顔料の凝集物が発生したり粘度が増加したりすることを抑制するために、部分中和処理(表面官能基である酸性基の一部を中和する処理)を施してもよい。   The thus obtained pigment slurry having the oxidized surface may be directly subjected to a reaction with a basic compound, or aggregates of the pigment having an oxidized surface may be generated or the viscosity may be increased. In order to suppress this, partial neutralization treatment (treatment for neutralizing a part of acidic groups that are surface functional groups) may be performed.

部分中和処理を施す場合、予め、酸化処理により生じた還元塩(酸化剤の還元化物)を除去することが好ましく、還元塩を除去することによって、以下の中和反応が効率的に進行して水分散性が向上し、表面酸化顔料の再凝集を抑制することができる。還元塩の除去は、限外濾過膜(UF)、逆浸透膜(RO)、電気透析膜などの分離膜を用いて行うことが好ましい。   When performing the partial neutralization treatment, it is preferable to remove in advance the reduction salt (reduced product of the oxidizing agent) generated by the oxidation treatment. By removing the reduction salt, the following neutralization reaction proceeds efficiently. Thus, water dispersibility is improved, and re-aggregation of the surface oxidized pigment can be suppressed. The reduction salt is preferably removed using a separation membrane such as an ultrafiltration membrane (UF), a reverse osmosis membrane (RO), and an electrodialysis membrane.

表面酸化顔料の部分中和処理は、上記スラリーに中和剤を加え、加温しながら行うことが好ましい。中和剤としては、水酸化カリウム、水酸化ナトリウムなどのアルカリ塩類、アンモニア、エタノールアミン、トリエタノールアミン、ジメチルアミノエタノール、第4級アミンなどの有機アミン類が例示されるが、この限りではない。中和剤の添加量は、顔料表面官能基量によっても異なるので一概に決めることは出来ないが表面酸性官能基に対し50〜100モル%であることが好ましい。中和反応は常温で行ってもよいが、中和剤を撹拌槽中の顔料スラリーに投入し、40〜100℃で、1〜16時間攪拌を行うことが好ましい。   The partial neutralization treatment of the surface oxidized pigment is preferably performed while adding a neutralizing agent to the slurry and heating. Examples of the neutralizing agent include alkali salts such as potassium hydroxide and sodium hydroxide, and organic amines such as ammonia, ethanolamine, triethanolamine, dimethylaminoethanol and quaternary amine, but are not limited thereto. . The addition amount of the neutralizing agent varies depending on the pigment surface functional group amount, and thus cannot be generally determined, but it is preferably 50 to 100 mol% with respect to the surface acidic functional group. The neutralization reaction may be performed at room temperature, but it is preferable to add a neutralizing agent to the pigment slurry in the stirring tank and stir at 40 to 100 ° C. for 1 to 16 hours.

一般に、自己分散型顔料、即ち表面に酸性基を有する顔料(I)は対イオンによって中和されるとイオンの反発によって顔料粒子が分散し、表面にポリマーを付加した場合にはその保存安定性を高めることができるが、顔料表面の酸性基の濃度が低い場合には、分散安定性を欠く場合がある。これに対して、本発明で用いるポリウレタン樹脂付加顔料(A)は、特に顔料(I)表面の酸性基濃度が低い場合であっても、顔料(I)に対して後述する表面に末端イソシアネート基を2以上有するポリイソシアネートポリウレタン樹脂(III)を尿素結合により付加してなるものであることにより優れた分散性と分散安定性を付与することができる。   In general, the self-dispersing pigment, that is, the pigment (I) having an acidic group on the surface, when neutralized by counter ions, the pigment particles are dispersed by repulsion of ions, and when the polymer is added to the surface, its storage stability However, when the concentration of acidic groups on the pigment surface is low, dispersion stability may be lacking. On the other hand, the polyurethane resin-added pigment (A) used in the present invention has a terminal isocyanate group on the surface described later with respect to the pigment (I) even when the acidic group concentration on the surface of the pigment (I) is low. When the polyisocyanate polyurethane resin (III) having 2 or more is added by a urea bond, excellent dispersibility and dispersion stability can be imparted.

また、顔料スラリー中に大きな未分散塊や粗粒が存在する場合には、遠心分離や濾過などの方法により除去することが好ましく、未分散塊や粗粒を除去することにより、得られる水性顔料分散体の粒度分布を制御することができ、水性顔料分散体をインクジェットプリンター用インク組成物に使用したときに、印刷時におけるノズルの目詰りの発生を抑制することができる。
スラリーの中和処理を行った場合は、中和処理により生じた塩類(中和剤の酸化物)を除去することが好ましく、上記塩類を除去することにより、顔料の水分散性を向上させ、表面酸化顔料の再擬集を抑制することができる。上記塩は、限外濾過膜(UF)、逆浸透膜(RO)、電気透析膜などの分離膜により除去することが好ましい。
When large undispersed lumps or coarse particles are present in the pigment slurry, it is preferably removed by a method such as centrifugation or filtration, and the aqueous pigment obtained by removing undispersed lumps or coarse particles The particle size distribution of the dispersion can be controlled, and the occurrence of nozzle clogging during printing can be suppressed when the aqueous pigment dispersion is used in an ink composition for an ink jet printer.
When neutralization of the slurry is performed, it is preferable to remove salts (oxide of neutralizing agent) generated by the neutralization treatment, and by removing the salts, the water dispersibility of the pigment is improved, It is possible to suppress the re-simulation of the surface oxidized pigment. The salt is preferably removed by a separation membrane such as an ultrafiltration membrane (UF), a reverse osmosis membrane (RO), and an electrodialysis membrane.

表面に酸性基を有する顔料(I)が表面に酸性基を有するカーボンブラックである場合、カルボキシル基当量が200〜1200μmol/gであるものが好ましく、400〜1000μmol/gであるものがより好ましく、600〜800μmol/gであるものがさらに好ましい。   When the pigment (I) having an acidic group on the surface is carbon black having an acidic group on the surface, the carboxyl group equivalent is preferably 200 to 1200 μmol / g, more preferably 400 to 1000 μmol / g, What is 600-800 micromol / g is still more preferable.

スラリー中における、表面に酸性基を有する顔料(I)の濃度は、3〜30質量%であることが好ましく、4〜28質量%であることがより好ましく、5〜25質量%であることがさらに好ましい。スラリー中における、表面に酸性基を有する顔料(I)の濃度が上記範囲内にあることにより、後述する一級アミノ基および二級アミノ基から選ばれるアミノ基を分子中に2以上有する塩基性化合物(II)をスラリー中に所定量投入することで、上記顔料と塩基性化合物との反応を容易に行うことができる。   The concentration of the pigment (I) having an acidic group on the surface in the slurry is preferably 3 to 30% by mass, more preferably 4 to 28% by mass, and 5 to 25% by mass. Further preferred. When the concentration of the pigment (I) having an acidic group on the surface in the slurry is within the above range, the basic compound having two or more amino groups selected from a primary amino group and a secondary amino group described later in the molecule. By introducing a predetermined amount of (II) into the slurry, the reaction between the pigment and the basic compound can be easily performed.

上述した方法によって、表面に酸性基を有する顔料(I)を得ることができるが、表面に酸性基を有する顔料としては、市販品を用いることもでき、自己分散型カーボンブラックとして市販されているAquaBlack(登録商標)162、AquaBlack(登録商標)164(いずれも東海カーボン(株)製)等の比較的分散安定性の高いカーボンブラックや、これ等の自己分散型カーボンブラックに対して、表面の酸性基濃度が50%以上100%未満であるカーボンブラックを挙げることができる。表面に酸性基を有する顔料(I)として、市販品を使用する場合には、後述する一級アミノ基および二級アミノ基から選ばれるアミノ基を分子中に2以上有する塩基性化合物との反応前に、塩基性化合物との反応を行う水性媒体中に予め分散することが好ましく、この場合、顔料の濃度が上記スラリー中の顔料濃度と同様の濃度になるように分散することがより好ましい。   Although the pigment (I) having an acidic group on the surface can be obtained by the above-described method, a commercially available product can be used as the pigment having an acidic group on the surface, and is commercially available as self-dispersing carbon black. Compared to carbon black with relatively high dispersion stability such as AquaBlack (registered trademark) 162 and AquaBlack (registered trademark) 164 (both manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd.), and these self-dispersing carbon blacks, Examples thereof include carbon black having an acidic group concentration of 50% or more and less than 100%. When a commercially available product is used as the pigment (I) having an acidic group on the surface, before the reaction with a basic compound having two or more amino groups selected from a primary amino group and a secondary amino group described later in the molecule. In addition, it is preferable to disperse in advance in an aqueous medium in which the reaction with the basic compound is performed. In this case, it is more preferable to disperse the pigment so that the pigment concentration is the same as the pigment concentration in the slurry.

表面に酸性基を有する顔料(I)の平均粒径は、50〜250nmであることが好適であり、60〜200nmであることがより好適であり、70〜150nmであることがさらに好適である。なお、本出願書類において、表面に酸性基を有する顔料(I)の平均粒径は、レーザー回折式粒度分布測定装置により測定された、体積基準積算粒度分布における積算粒度で50%の粒径(平均粒径D50)を意味する。   The average particle diameter of the pigment (I) having an acidic group on the surface is preferably 50 to 250 nm, more preferably 60 to 200 nm, and further preferably 70 to 150 nm. . In the present application documents, the average particle size of the pigment (I) having an acidic group on the surface is 50% of the cumulative particle size in the volume-based cumulative particle size distribution measured by a laser diffraction particle size distribution measuring device ( Mean average particle diameter D50).

一級アミノ基または二級アミノ基から選ばれるアミノ基を分子中に2以上有する塩基性化合物(II)としては、顔料表面の酸性基と酸・塩基反応し得るとともに、後述するポリイソシアネートポリウレタン樹脂(III)の末端イソシアネート基と尿素結合し得るものであれば、特に制限されず、例えば、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、1、3−プロピレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン等の脂肪族多価アミンや、フェニレンジアミン、ジアミノナフタレン、キシレンジアミン等の芳香族多価アミンや、ピペラジン、N−アミノエチルピペラジン、イソホロンジアミン等の脂環式多価アミン等が挙げられ、これらを単独でまたは複数使用することができる。   As the basic compound (II) having two or more amino groups selected from primary amino groups or secondary amino groups in the molecule, it can react with acidic groups on the surface of the pigment, and a polyisocyanate polyurethane resin (described later) If it can be urea-bonded to the terminal isocyanate group of III), it is not particularly limited. For example, aliphatics such as ethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, 1,3-propylenediamine, and hexamethylenediamine Examples include polyvalent amines, aromatic polyvalent amines such as phenylenediamine, diaminonaphthalene, and xylenediamine, and alicyclic polyvalent amines such as piperazine, N-aminoethylpiperazine, and isophoronediamine. Multiple can be used.

本発明の顔料分散組成物において、ポリウレタン樹脂付加顔料(A)は、表面に酸性基を有する顔料(I)と、一級アミノ基および二級アミノ基から選ばれるアミノ基を分子中に2以上有する塩基性化合物(II)とを、水性媒体中で接触させてなる表面に未反応アミノ基を有する顔料から調製されてなるものである。   In the pigment dispersion composition of the present invention, the polyurethane resin-added pigment (A) has two or more amino groups in the molecule, the pigment (I) having an acidic group on the surface, and a primary amino group and a secondary amino group. It is prepared from a pigment having an unreacted amino group on the surface obtained by contacting the basic compound (II) in an aqueous medium.

表面に酸性基を有する顔料(I)と塩基性化合物(II)とを接触させる水性媒体としては、水であることが好ましく、水以外の水性媒体としては、アセトニトリル、テトラヒドロフラン、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル類など水溶性でアミンとの反応、イソシアネートとの反応が起きない溶媒が好ましい。エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール等のグリコール系水性溶媒や、ジメチルスルホキシド、スルホラン等が挙げられ、これらの水性媒体を2種以上混合してなるものであってもよい。ただし、アルコール性水酸基を有するグリコール系水性溶媒は、後述するポリウレタン樹脂(III)の末端イソシアネート基と反応する場合があることから、グリコール系水性媒体は、その使用量を抑制し、後述するポリウレタン樹脂との反応後に添加することが好ましい。   The aqueous medium for bringing the pigment (I) having an acidic group on the surface into contact with the basic compound (II) is preferably water, and examples of the aqueous medium other than water include acetonitrile, tetrahydrofuran, ethylene glycol dimethyl ether, and diethylene glycol. A solvent that is water-soluble and does not react with amines or isocyanates, such as dimethyl ether, is preferred. Examples include glycol-based aqueous solvents such as ethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, and polyethylene glycol, dimethyl sulfoxide, sulfolane, and the like, and a mixture of two or more of these aqueous media. Also good. However, since the glycol-based aqueous solvent having an alcoholic hydroxyl group may react with the terminal isocyanate group of the polyurethane resin (III) described later, the glycol-based aqueous medium suppresses the amount used, and the polyurethane resin described later. It is preferable to add after the reaction.

ポリウレタン樹脂付加顔料(A)の構成材料となる、表面に未反応アミノ基を有する顔料は、表面に酸性基を有する顔料(I)と、一級アミノ基および二級アミノ基から選ばれるアミノ基を分子中に2以上有する塩基性化合物(II)とを、水性媒体中で、20〜60℃の温度下、0.5〜10時間攪拌することにより接触させ、反応させることにより調製することが好ましい。   The pigment having an unreacted amino group on the surface, which is a constituent material of the polyurethane resin addition pigment (A), has a pigment (I) having an acidic group on the surface and an amino group selected from a primary amino group and a secondary amino group. It is preferable to prepare the basic compound (II) having two or more molecules in the aqueous medium by bringing them into contact with each other by stirring for 0.5 to 10 hours at a temperature of 20 to 60 ° C. .

一級アミノ基および二級アミノ基から選ばれるアミノ基を分子中に2以上有する塩基性化合物(II)の添加量は、該塩基性化合物(II)のアミノ基が、後述する末端イソシアネート基を2以上有するポリイソシアネートポリウレタン樹脂(III)のイソシアネート基に対して0.1〜2当量比となるように(塩基性化合物(II)のアミノ基モル数/ポリイソシアネートポリウレタン樹脂(III)のイソシアネート基モル数が0.1〜2になるように)反応させることが好ましい。上記当量比は 0.2〜1.8であることがより好ましい。   The addition amount of the basic compound (II) having two or more amino groups selected from a primary amino group and a secondary amino group in the molecule is such that the amino group of the basic compound (II) has a terminal isocyanate group described later of 2 The polyisocyanate polyurethane resin (III) has an isocyanate group content of 0.1 to 2 equivalent ratio (number of amino group moles of basic compound (II) / isocyanate group mole of polyisocyanate polyurethane resin (III)). The reaction is preferably carried out so that the number is 0.1-2. The equivalent ratio is more preferably 0.2 to 1.8.

表面に酸性基を有する顔料(I)に対して、一級アミノ基および二級アミノ基から選ばれるアミノ基を分子中に2以上有する塩基性化合物(II)を、水性媒体中で接触させることにより、上記顔料表面の酸性基にイオン的に引き寄せられ、塩基性化合物が顔料表面に近傍に存在する状態にして、表面に未反応アミノ基を有する顔料にすることができる。   By bringing a basic compound (II) having two or more amino groups in the molecule selected from primary amino groups and secondary amino groups into contact with pigment (I) having an acidic group on the surface in an aqueous medium. The pigment can be made to be a pigment having an unreacted amino group on its surface by being ionically attracted to the acidic group on the surface of the pigment so that the basic compound is present in the vicinity of the pigment surface.

本発明の顔料分散組成物において、ポリウレタン樹脂付加顔料(A)は、上記表面に未反応アミノ基を有する顔料に対して、末端イソシアネート基を2以上有するポリイソシアネートポリウレタン樹脂(III)と接触させ尿素結合させることにより作製することができる。   In the pigment dispersion composition of the present invention, the polyurethane resin-added pigment (A) is obtained by contacting the pigment having an unreacted amino group on the surface with a polyisocyanate polyurethane resin (III) having two or more terminal isocyanate groups. It can be produced by bonding.

上記顔料表面のアミノ基とポリイソシアネートポリウレタン樹脂(III)のイソシアネート基は瞬時に反応して、尿素結合を形成する。このため、顔料表面においてポリイソシアネートポリウレタン樹脂(III)の架橋、鎖伸長が起こり、顔料表面に対し化学的な結合や、物理的付着が生じ、表面がポリイソシアネートポリウレタン樹脂(III)で被覆されたポリウレタン樹脂付加顔料(A)を得ることができる。   The amino group on the pigment surface and the isocyanate group of the polyisocyanate polyurethane resin (III) react instantaneously to form a urea bond. For this reason, cross-linking and chain elongation of the polyisocyanate polyurethane resin (III) occurred on the pigment surface, resulting in chemical bonding and physical adhesion to the pigment surface, and the surface was coated with the polyisocyanate polyurethane resin (III). A polyurethane resin addition pigment (A) can be obtained.

末端イソシアネート基を2以上有するポリイソシアネートポリウレタン樹脂(III)としては、末端イソシアネート基が上記顔料表面に存在するアミノ基と尿素結合し得るものであれば特に制限されない。   The polyisocyanate polyurethane resin (III) having two or more terminal isocyanate groups is not particularly limited as long as the terminal isocyanate group can form a urea bond with the amino group present on the pigment surface.

末端イソシアネート基を2以上有するポリイソシアネートポリウレタン樹脂(III)としては、カーボンブラック表面のアミノ基と反応させるために、分子中に少なくとも水性媒体に分散しうる機能を有する官能基または分子鎖を有し、且つ2以上の水酸基を有する化合物とポリイソシアネート化合物とをウレタン結合させてなるポリウレタン樹脂であることが好ましい。   The polyisocyanate polyurethane resin (III) having two or more terminal isocyanate groups has a functional group or molecular chain having a function capable of being dispersed in an aqueous medium in the molecule in order to react with the amino group on the surface of carbon black. And a polyurethane resin obtained by urethane-bonding a compound having two or more hydroxyl groups and a polyisocyanate compound.

分子中に水性媒体に分散しうる官能基または分子鎖を有する2以上の水酸基を有する化合物としては、最終段階でポリウレタン樹脂を水性媒体中に転相させる塩を形成し得る官能基を有するものが好ましく、具体的には、三級カルボキシル基含有ポリオール化合物を挙げることができる。   As a compound having two or more hydroxyl groups having a functional group or a molecular chain that can be dispersed in an aqueous medium in the molecule, a compound having a functional group capable of forming a salt that causes phase inversion of the polyurethane resin in the aqueous medium. Preferable examples include tertiary carboxyl group-containing polyol compounds.

三級カルボキシル基含有ポリオール化合物としては、例えば、ジメチロールプロピオン酸、ジメチロールブタン酸、ジメチロール酢酸、ジメチロール酪酸、ジメチロール吉草酸、ジメチロールカプロン酸等のポリヒドロキシカルボン酸類を挙げることができ、これ等のうち、ジメチロールプロピオン酸、ジメチロールブタン酸等のジヒドロキシモノカルボン酸が好ましい。上記化合物が有する三級カルボキシル基はイソシアネート化合物との反応性が極めて低いことから、ウレタン結合反応を阻害することなく、目的とするポリウレタン樹脂を効率よく生成することができる。   Examples of the tertiary carboxyl group-containing polyol compound include polyhydroxycarboxylic acids such as dimethylolpropionic acid, dimethylolbutanoic acid, dimethylolacetic acid, dimethylolbutyric acid, dimethylolvaleric acid, and dimethylolcaproic acid. Of these, dihydroxymonocarboxylic acids such as dimethylolpropionic acid and dimethylolbutanoic acid are preferred. Since the tertiary carboxyl group of the above compound has extremely low reactivity with the isocyanate compound, the target polyurethane resin can be efficiently produced without inhibiting the urethane bond reaction.

また、上述の三級カルボキシル基含有ポリオール化合物の配合量を制御することにより、得られるポリウレタン樹脂の酸価を制御することが可能であり、酸価を調整するためには、三級カルボキシル基含有ポリオール化合物以外に、更にノニオン性の分子鎖を有するジオール化合物を使用することが出来る。ノニオン性の分子鎖を有するジオール化合物としては、ポリエチレングリコールジオール(PEG)、或いはポリエチレングリコールジオール(PEG)とポリプロピレングリコールジオール(PPG)、ポリブチレングリコールジオール(PBG)との共重合ジオールに代表されるポリアルキレングリコールジオールを挙げることができる。   Moreover, it is possible to control the acid value of the resulting polyurethane resin by controlling the blending amount of the above-mentioned tertiary carboxyl group-containing polyol compound. In order to adjust the acid value, a tertiary carboxyl group containing In addition to the polyol compound, a diol compound having a nonionic molecular chain can be used. The diol compound having a nonionic molecular chain is typified by polyethylene glycol diol (PEG) or a copolymer diol of polyethylene glycol diol (PEG) and polypropylene glycol diol (PPG) or polybutylene glycol diol (PBG). Mention may be made of polyalkylene glycol diols.

三級カルボキシル基含有ポリオール化合物やノニオン性の分子鎖を有するジオール化合物とともに、分子中に少なくとも2個の水酸基を有するポリオールを任意の割合で用いることもできる。   A polyol having at least two hydroxyl groups in the molecule can be used in an arbitrary ratio together with a tertiary carboxyl group-containing polyol compound or a diol compound having a nonionic molecular chain.

分子中に少なくとも2個の水酸基を有するポリオールとしては、マイケル付加等の反応により目的に応じた化学修飾を行った側鎖修飾ジオール等を用いることもでき、側鎖に種々の疎水基や親水基を導入することで、得られるポリウレタン樹脂(III)における親水性と疎水性のバランス設計を幅広く行うことができる。   As the polyol having at least two hydroxyl groups in the molecule, side chain modified diols or the like chemically modified according to the purpose by reaction such as Michael addition can be used, and various hydrophobic groups and hydrophilic groups can be used in the side chain. Introducing can make a wide range of hydrophilic and hydrophobic balance designs in the resulting polyurethane resin (III).

上記側鎖修飾ジオールは、ジアルカノールアミンと(メタ)アクリル酸誘導体との付加反応により合成することができる。マイケル付加等の反応は、ジアルカノールアミンとメタクリル酸誘導体との反応よりも低温で反応し反応性の高いアクリル酸誘導体との付加反応が制御しやすく好ましい。ジアルカノールアミンとしては、ジエタノールアミン、ジプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン等の二級アミンのジヒドロキシアルキル置換体、(メタ)アクリル酸誘導体としては、特に限定されないが、例えば、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、(メタ)アクリル酸シクロアルキルエステル、(メタ)アクリル酸置換芳香族エステル、(メタ)アクリル酸ハロゲン化アルキルエステル、(メタ)アクリル酸エステル、芳香族ビニル化合物、シアン化ビニル化合物、不飽和二塩基酸またはその誘導体を挙げることができる。   The side chain-modified diol can be synthesized by an addition reaction between a dialkanolamine and a (meth) acrylic acid derivative. The reaction such as Michael addition is preferable because the addition reaction with a highly reactive acrylic acid derivative is easier to control than the reaction between a dialkanolamine and a methacrylic acid derivative. Examples of dialkanolamines include dihydroxyamine substitution of secondary amines such as diethanolamine, dipropanolamine, and diisopropanolamine, and (meth) acrylic acid derivatives are not particularly limited. For example, (meth) acrylic acid alkyl esters, (Meth) acrylic acid cycloalkyl ester, (meth) acrylic acid substituted aromatic ester, (meth) acrylic acid halogenated alkyl ester, (meth) acrylic acid ester, aromatic vinyl compound, vinyl cyanide compound, unsaturated dibasic There may be mentioned acids or their derivatives.

上記(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、たとえば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸2―エチルヘキシル等が挙げられる。   Examples of the (meth) acrylic acid alkyl ester include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, and the like.

上記(メタ)アクリル酸シクロアルキルエステルとしては、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸メチルシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸ボルニル、(メタ)アクリル酸イソボルニル、(メタ)アクリル酸アダマンチル等が挙げられる。   Examples of the (meth) acrylic acid cycloalkyl ester include cyclohexyl (meth) acrylate, methylcyclohexyl (meth) acrylate, bornyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, adamantyl (meth) acrylate, and the like. It is done.

上記(メタ)アクリル酸芳香族エステルとしては、たとえば、(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸ベンジル等が挙げられる。   Examples of the (meth) acrylic acid aromatic ester include phenyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, and the like.

上記(メタ)アクリル酸ハロゲン化アルキルエステルとしては、たとえば、(メタ)アクリル酸フルオロメチル、(メタ)アクリル酸フルオロエチル等が挙げられる。   Examples of the (meth) acrylic acid halogenated alkyl ester include fluoromethyl (meth) acrylate, fluoroethyl (meth) acrylate, and the like.

上記(メタ)アクリル酸エステルとしては、(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルエステル、(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸エチレングリコールエステル、(メタ)アクリル酸ポリエチレングリコールエステル等が挙げられる。   Examples of the (meth) acrylic acid ester include (meth) acrylic acid hydroxyalkyl ester, (meth) acrylic acid glycidyl, (meth) acrylic acid ethylene glycol ester, (meth) acrylic acid polyethylene glycol ester, and the like.

上記芳香族ビニル化合物としては、スチレン、α−メチルスチレン、α−エチルスチレン等のα−置換スチレン、フルオロスチレン、メチルスチレン等の核置換スチレン等が挙げられる。   Examples of the aromatic vinyl compound include α-substituted styrene such as styrene, α-methylstyrene, and α-ethylstyrene, and nucleus-substituted styrene such as fluorostyrene and methylstyrene.

その他、(メタ)アクリル酸誘導体としては、2エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート等の脂肪族モノアクリレート;シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート等の脂環構造を有するモノアクリレート;ベンジル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシテトラエチレングリコール(メタ)アクリレート、ノニルフェノキシエチル(メタ)アクリレート、ノニルフェノキシテトラエチレングリコール(メタ)アクリレート等の芳香族モノアクリレート;メトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、ブトキシトリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシジプロピレングリコール(メタ)アクリレート等のアルキルエーテルアクリレート;2−(メタ)アクリロイルオキシエチルハイドロゲンサクシネート、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルハイドロゲンヘキサヒドロフタレート、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルハイドロゲンフタレート、2−(メタ)アクリロイルオキシプロピルハイドロゲンフタレート等の二塩基酸モノ(メタ)アクリロイルオキシエステル;モノ2−エチルヘキシルエーテルポリオキシエチレングリコール(メタ)アクリレート、モノノニルフェニルエーテルポリオキシエチレングリコール(メタ)アクリレート、モノ2−エチルヘキシルエーテルポリオキシプロピレングリコール(メタ)アクリレート、モノノニルフェニルエーテルポリオキシプロピレングリコール(メタ)アクリレート等のモノアルキルエーテルポリオキシアルキレングリコール(メタ)アクリレート;ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート等のポリオキシエチレンエーテル結合を有するモノアクリレート;2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、グリセリンモノ(メタ)アクリレート、2ヒドロキシ−3−ブトキシプロピル(メタ)アクリレート、2ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートのε−カプロラクトン付加物等のヒドロキシル基を有するモノ(メタ)アクリレート;グリシジル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート等の脂環エーテル(メタ)アクリレート;N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、モルホリノ(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアクリルアミド、ジメチルアミノプロピルアクリレート、N−イソプロピルアクリルアミド等の含窒素モノアクリレート、ポリオキシエチレン燐酸エステルモノ(メタ)アクリレート、ポリオキシプロピレン燐酸エステルモノ(メタ)アクリレート等のポリオキシアルキレン燐酸エステルモノ(メタ)アクリレート等を挙げることができる。   Other (meth) acrylic acid derivatives include aliphatic monoacrylates such as 2-ethylhexyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate; cyclohexyl (meth) acrylate, dicyclopentanyl (meth) acrylate Monoacrylate having an alicyclic structure such as isobornyl (meth) acrylate; benzyl (meth) acrylate, phenyl (meth) acrylate, phenoxyethyl (meth) acrylate, phenoxydiethylene glycol (meth) acrylate, phenoxytetraethylene glycol (meth) acrylate , Aromatic monoacrylates such as nonylphenoxyethyl (meth) acrylate and nonylphenoxytetraethylene glycol (meth) acrylate; Alkyl ether acrylates such as glycol (meth) acrylate, ethoxydiethylene glycol (meth) acrylate, butoxyethyl (meth) acrylate, butoxytriethylene glycol (meth) acrylate, methoxydipropylene glycol (meth) acrylate; 2- (meth) acryloyloxy Dibasic acid mono (meth) acryloyloxy such as ethyl hydrogen succinate, 2- (meth) acryloyloxyethyl hydrogen hexahydrophthalate, 2- (meth) acryloyloxyethyl hydrogen phthalate, 2- (meth) acryloyloxypropyl hydrogen phthalate Esters: Mono 2-ethylhexyl ether polyoxyethylene glycol (meth) acrylate, monononyl phenyl ether Monoalkyl ether polyoxyalkylene glycol (meth) acrylates such as polyoxyethylene glycol (meth) acrylate, mono 2-ethylhexyl ether polyoxypropylene glycol (meth) acrylate, monononylphenyl ether polyoxypropylene glycol (meth) acrylate; polyethylene Monoacrylates having polyoxyethylene ether bonds such as glycol mono (meth) acrylate and polypropylene glycol mono (meth) acrylate; 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, glycerin mono (meth) acrylate 2-hydroxy-3-butoxypropyl (meth) acrylate, 2-hydroxy-3-phenoxypropyl (meth) acrylate Mono (meth) acrylate having hydroxyl group such as ε-caprolactone adduct of 2-hydroxyethyl (meth) acrylate; alicyclic ether (meth) acrylate such as glycidyl (meth) acrylate and tetrahydrofurfuryl (meth) acrylate Nitrogen-containing N, N-dimethylaminoethyl (meth) acrylate, N, N-diethylaminoethyl (meth) acrylate, morpholino (meth) acrylate, N, N-dimethylacrylamide, dimethylaminopropyl acrylate, N-isopropylacrylamide, etc. Polyoxyalkylene phosphate mono (meth) acrylates such as monoacrylate, polyoxyethylene phosphate mono (meth) acrylate, polyoxypropylene phosphate mono (meth) acrylate And the like.

また分子中に少なくとも2個の水酸基を有するポリオールとしては、エチレングリコール、プロピレングリコール、シクロヘキサン−1,4−ジメタノール、1,3−ブチレングリコール、1,4−ブチレングリコール、ネオペンチルグリコール、1,6−ヘキサンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール、2−メチル−1,8 −オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、シクロヘキシルジメタノールなどのジオール類あるいは高分子ポリオールを挙げることができる。   Examples of the polyol having at least two hydroxyl groups in the molecule include ethylene glycol, propylene glycol, cyclohexane-1,4-dimethanol, 1,3-butylene glycol, 1,4-butylene glycol, neopentyl glycol, 1, 6-hexanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 2-ethyl-1,3-hexanediol, 2-butyl-2-ethyl-1,3-propanediol, 2-methyl-1,8- Examples thereof include diols such as octanediol, 1,9-nonanediol, and cyclohexyldimethanol, and polymer polyols.

高分子ポリオールとしては、ポリエステルジオール等のポリエステルポリオールや、ポリカーボネートジオール、ポリラクトンジオール、ポリブタジエンジオールなどの高分子ジオールや、ポリエーテルポリオールを挙げることができる。また、ロジン骨格または水添ロジン骨格を有する化合物のポリマージオールが挙げられる。高分子ポリオールの分子量は、数平均分子量で300〜5000の範囲のものが好ましく、数平均分子量で500〜3000のものがより好ましい。   Examples of the polymer polyol include polyester polyol such as polyester diol, polymer diol such as polycarbonate diol, polylactone diol, and polybutadiene diol, and polyether polyol. In addition, a polymer diol of a compound having a rosin skeleton or a hydrogenated rosin skeleton can be given. The molecular weight of the polymer polyol is preferably in the range of 300 to 5000 in terms of number average molecular weight, and more preferably in the range of 500 to 3000 in terms of number average molecular weight.

ポリエステルポリオールとしては、以下のポリオール、ポリオール同効成分のうちの1種または2種以上と、多塩基酸およびそれら無水物等のうちの1種または2種以上とが縮合反応することによって得られるものが挙げられる。   The polyester polyol is obtained by a condensation reaction of one or more of the following polyols and polyol synergistic components with one or more of polybasic acids and their anhydrides. Things.

ポリエステルポリオールの原料ポリオールとして例を挙げると、エチレングリコール、プロピレングリコール、シクロヘキサン−1,4−ジメタノール、1,3−ブチレングリコール、1,4−ブチレングリコール、ネオペンチルグリコール、1,6−ヘキサンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール、2−メチル−1,8 −オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、シクロヘキサンジメタノール、ビスフェノールA、ビスフェノールF、水添ビスフェノールA、水添ビスフェノールF、ひまし油変性ジオール、ひまし油変性ポリオール等を挙げることができる。   Examples of the raw material polyol for polyester polyol include ethylene glycol, propylene glycol, cyclohexane-1,4-dimethanol, 1,3-butylene glycol, 1,4-butylene glycol, neopentyl glycol, 1,6-hexanediol. 3-methyl-1,5-pentanediol, 2-ethyl-1,3-hexanediol, 2-butyl-2-ethyl-1,3-propanediol, 2-methyl-1,8-octanediol, , 9-nonanediol, cyclohexanedimethanol, bisphenol A, bisphenol F, hydrogenated bisphenol A, hydrogenated bisphenol F, castor oil-modified diol, castor oil-modified polyol, and the like.

ポリエステルポリオールの原料である、ポリオール同効成分としては、ブチルグリシジルエーテル、2−エチルヘキシルグリシジルエーテル、ラウリルグリシジルエーテル、デシルグリシジルエーテルおよびステアリルグリシジルエーテル等のアルキルモノグリシジルエーテル類、並びにアルキルグリシジルエステル(製品名カージュラE10:シェルジャパン社製)等モノエポキシ化合物のうちの1種または2種以上が挙げられる。   Polyol equivalent ingredients that are raw materials for polyester polyols include alkyl monoglycidyl ethers such as butyl glycidyl ether, 2-ethylhexyl glycidyl ether, lauryl glycidyl ether, decyl glycidyl ether and stearyl glycidyl ether, and alkyl glycidyl esters (product names). One or more of monoepoxy compounds such as Cardura E10 (manufactured by Shell Japan Co., Ltd.) can be mentioned.

ポリエステルポリオールの原料である、多塩基酸およびそれらの無水物としては、琥珀酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバチン酸およびダイマー酸等の脂肪族二塩基酸並びにそれらの無水物、ドデセニル無水琥珀酸、無水フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸および無水トリメリット酸等の芳香族多塩基酸並びにそれらの無水物、無水ヒドロフタル酸およびジメチル−1,4−シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環族多塩基酸並びにそれらの無水物等が挙げられる。   Polybasic acids and their anhydrides that are raw materials for polyester polyols include aliphatic dibasic acids such as succinic acid, adipic acid, azelaic acid, sebacic acid and dimer acid, and their anhydrides, dodecenyl succinic anhydride, Aromatic polybasic acids such as phthalic anhydride, isophthalic acid, terephthalic acid and trimellitic anhydride, and anhydrides thereof, alicyclic polybasic acids such as hydrophthalic anhydride and dimethyl-1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, and the like The anhydride of these is mentioned.

ポリラクトンジオールとしては、上記ポリオール、上記ポリエステルポリオールなどの水酸基末端化合物を出発物質としてε−カプロラクトン、β−メチル−δ−バレロラクトンなどのラクトン環を持つモノマーの開環付加重合によって得られるポリエステルポリオールもポリエステルポリオールの例として挙げられる。   As the polylactone diol, a polyester polyol obtained by ring-opening addition polymerization of a monomer having a lactone ring such as ε-caprolactone or β-methyl-δ-valerolactone, starting from a hydroxyl-terminated compound such as the above polyol or the above polyester polyol. Are also examples of polyester polyols.

ポリカーボネートジオールとしては、1,4ブタンジオール、1,6ヘキサンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール、1,9−ノナンジオール、2−メチル−1,8−オクタンジオールなどのジオールを原料にしたポリカーボネートジオールが挙げられる。   Examples of the polycarbonate diol include 1,4 butanediol, 1,6 hexanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 2-ethyl-1,3-hexanediol, and 2-butyl-2-ethyl-1,3. -Polycarbonate diols using diols such as propanediol, 1,9-nonanediol and 2-methyl-1,8-octanediol as raw materials.

ポリブタジエンジオールとしては、下記式:   As polybutadiene diol, the following formula:

(ただし、k=0.2、l=0.2、m=0.6で、nは正の整数である。)で表されるポリブタジエンジオールPoly bdR−15HT、R−45HT(出光興産社製)や、ポリイソプレンジオールPoly ip(出光興産社製)や、下記式 (However, k = 0.2, l = 0.2, m = 0.6, and n is a positive integer.) Polybutadienediol Poly bdR-15HT, R-45HT represented by Idemitsu Kosan Co., Ltd. ), Polyisoprene diol Poly ip (made by Idemitsu Kosan Co., Ltd.), and the following formula

(式中、nは正の整数を示す。)
で表わされるα、ω―ポリブタジエングリコールG−1000、G−2000、G−3000(日本曹達社製)などが挙げられる。
(In the formula, n represents a positive integer.)
Α, ω-polybutadiene glycol G-1000, G-2000, G-3000 (manufactured by Nippon Soda Co., Ltd.) and the like represented by

ポリエーテルポリオールとしては、ポリエチレングリコールジオール(PEG)、ポリプロピレングリコールジオール(PPG)、ポリブチレングリコールジオール(PBG) に代表されるポリアルキレングリコール類、ビスフェノールA、ビスフェノールF、水添ビスフェノールA、水添ビスフェノールFなどを出発物質として、プロピレンオキサイド、テトラヒドロフラン、ブチレンオキサイドを付加させたポリエーテルポリオールが挙げられる。   Polyether polyols include polyethylene glycol diol (PEG), polypropylene glycol diol (PPG), polyalkylene glycols represented by polybutylene glycol diol (PBG), bisphenol A, bisphenol F, hydrogenated bisphenol A, hydrogenated bisphenol. Starting from F or the like, polyether polyols to which propylene oxide, tetrahydrofuran, or butylene oxide is added may be mentioned.

ロジン骨格または水添ロジン骨格を有する化合物のポリマージオールとしては、パインクリスタルD−6011、D−6240(荒川化学工業社製)が挙げられる。   Examples of the polymer diol of the compound having a rosin skeleton or a hydrogenated rosin skeleton include Pine Crystal D-6011 and D-6240 (manufactured by Arakawa Chemical Industries).

一方、ポリイソシアネート化合物としては、分子中にイソシアネート基を2以上含有するものであれば特に限定されない。目的に応じてジイソシアネート化合物或いはイソシアネート基を3以上含有するポリイソシアネート化合物を用いてもよい。   On the other hand, the polyisocyanate compound is not particularly limited as long as it contains two or more isocyanate groups in the molecule. Depending on the purpose, a diisocyanate compound or a polyisocyanate compound containing three or more isocyanate groups may be used.

ジイソシアネート化合物としては、例えば、ジフェニルメタンジイソシアネート(以下MDIと略記)、ポリフェニレンポリメチレンポリイソシアネート、トリレンジイソシアネート(以下TDIと略記)、キシリレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート(以下IPDIと略記)、ヘキサメチレンジイソシアネート(以下HDIと略記)、テトラメチレンジイソシアネート、ドデカメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、1,3−シクロヘキシレンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、水素添加ジフェニルメタンジイソシアネート、水素添加キシリレンジイソシアネート等、また、これらのイソシアネート基を有する化合物のイソシアネート基の一部をビューレット、アロファネート、カルボジイミド、ウレトンイミン、オキサゾリドン、アミド、イミド、イソシアヌレート、ウレトジオン等に変性したものが挙げられる。これらは必要に応じて、単独または2種以上を併用することができる。   Examples of the diisocyanate compound include diphenylmethane diisocyanate (hereinafter abbreviated as MDI), polyphenylene polymethylene polyisocyanate, tolylene diisocyanate (hereinafter abbreviated as TDI), xylylene diisocyanate, tetramethylxylylene diisocyanate, and isophorone diisocyanate (hereinafter abbreviated as IPDI). Hexamethylene diisocyanate (hereinafter abbreviated as HDI), tetramethylene diisocyanate, dodecamethylene diisocyanate, trimethylhexamethylene diisocyanate, 1,3-cyclohexylene diisocyanate, naphthalene diisocyanate, hydrogenated diphenylmethane diisocyanate, hydrogenated xylylene diisocyanate, etc. Of the isocyanate group of the compound having an isocyanate group of Part biuret, allophanate, carbodiimide, uretonimine, oxazolidone, amide, imide, isocyanurate, include those obtained by modifying the uretdione or the like. These may be used alone or in combination of two or more as required.

末端イソシアネート基を2以上有するポリイソシアネートポリウレタン樹脂(III)のイソシアネート基は、水に分散した顔料(I)の表面にあるアミノ基を分子中に2以上有する塩基性化合物(II)と反応する際に、水とアミノ基との競争反応になる。ジイソシアネート化合物としては、MDIやTDI等の芳香族系ジイソシアネート化合物のイソシアネート基よりも水との反応速度が遅い非芳香族系ジイソシアネート化合物が好ましく、特にIPDI、水添MDIに代表される肪環族ジイソシアネート化合物或いは1,6−ヘキサメチレンジイソシアネートに代表される脂肪族ジイソシアネートを分子末端に用いることで、アミノ基を分子中に2以上有する塩基性化合物(II)とポリイソシアネートポリウレタン樹脂(III)の反応を優先させることができる。さらにはこのときの反応温度を50℃以下、好ましくは25〜40℃以内にすることでさらに反応速度差が生じ、塩基性化合物(II)とポリイソシアネートポリウレタン樹脂(III)の反応を優先させることができる。   When the isocyanate group of the polyisocyanate polyurethane resin (III) having two or more terminal isocyanate groups reacts with the basic compound (II) having two or more amino groups in the surface of the pigment (I) dispersed in water. In addition, it becomes a competitive reaction between water and amino groups. The diisocyanate compound is preferably a non-aromatic diisocyanate compound having a slower reaction rate with water than the isocyanate group of an aromatic diisocyanate compound such as MDI or TDI, and in particular, an aliphatic diisocyanate represented by IPDI or hydrogenated MDI. By using an aliphatic diisocyanate represented by a compound or 1,6-hexamethylene diisocyanate at the molecular end, the reaction of the basic compound (II) having two or more amino groups in the molecule with the polyisocyanate polyurethane resin (III) Can be prioritized. Further, by setting the reaction temperature at this time to 50 ° C. or less, preferably within 25 to 40 ° C., a further difference in reaction rate occurs, giving priority to the reaction between the basic compound (II) and the polyisocyanate polyurethane resin (III). Can do.

上記分子中に少なくとも2個の水酸基を有するポリオール化合物とジイソシアネート化合物、ポリイソシアネートとをウレタン結合させて末端イソシアネート基を2以上有するポリイソシアネートポリウレタン樹脂(III)を調製するためには、分子中に少なくとも2個の水酸基を有する化合物における水酸基の当量数に対してジイソシアネート化合物のイソシアネート基の当量数が2当量以上多い配合比(分子中に少なくとも2個の水酸基を有する化合物としてジオール化合物を用いる場合には、ジイソシアネート化合物のモル数が1モル多い配合比)にすることにより、両末端にイソシアネート基が存在するポリウレタン樹脂を得ることができる。また、多段階的にイソシアネート末端オリゴマーを合成して分子量を上げていく方法も、精度良くイソシアネート末端のポリマーを得ることができ、分子量分布のばらつきの少ないポリウレタン樹脂が得られるため有用である。   In order to prepare a polyisocyanate polyurethane resin (III) having two or more terminal isocyanate groups by urethane-bonding a polyol compound having at least two hydroxyl groups in the molecule, a diisocyanate compound, and a polyisocyanate, A compounding ratio in which the number of equivalents of isocyanate groups of the diisocyanate compound is 2 equivalents or more relative to the number of equivalents of hydroxyl groups in the compound having two hydroxyl groups (when a diol compound is used as the compound having at least two hydroxyl groups in the molecule) , A polyurethane resin having isocyanate groups at both ends can be obtained. A method of increasing the molecular weight by synthesizing isocyanate-terminated oligomers in multiple stages is also useful because an isocyanate-terminated polymer can be obtained with high accuracy and a polyurethane resin with little variation in molecular weight distribution can be obtained.

上記ポリウレタン樹脂を得るためには、分子中に2個の水酸基を有する化合物とジイソシアネート化合物との反応を例にとると、有機溶媒中で、ジオールの全モル数nの時、ジイソシアネートの全モル数(n+1)となるように反応することによって末端イソシアネート基のポリウレタンが合成できる。   In order to obtain the above polyurethane resin, taking the reaction of a compound having two hydroxyl groups in the molecule and a diisocyanate compound as an example, when the total number of moles of diol is n in an organic solvent, the total number of moles of diisocyanate By reacting so as to be (n + 1), a polyurethane having a terminal isocyanate group can be synthesized.

ポリイソシアネートポリウレタン樹脂(III)は、水に分散する機能を与えるために、固形分酸価が20〜200mgKOH/gであることが好ましく、25〜150mgKOH/gであることがより好ましく、30〜120mgKOH/gであることがさらに好ましい。   The polyisocyanate polyurethane resin (III) preferably has a solid content acid value of 20 to 200 mgKOH / g, more preferably 25 to 150 mgKOH / g, and more preferably 30 to 120 mgKOH in order to give a function of dispersing in water. More preferably, it is / g.

上記酸価は、三級カルボキシル基含有ジオール化合物のモル数を調整することによって調整することができる。   The acid value can be adjusted by adjusting the number of moles of the tertiary carboxyl group-containing diol compound.

なお、本出願において、分子中に水性媒体に分散しうる官能基または分子鎖を含みかつ2個以上の水酸基を有する化合物として三級カルボキシル基含有ジオール化合物を用い、ポリイソシアネート化合物としてジイソシアネート化合物を用いたときの、ポリイソシアネートポリウレタン樹脂(III)の酸価(AN)は、以下の式によって算出される。   In this application, a tertiary carboxyl group-containing diol compound is used as a compound having a functional group or molecular chain dispersible in an aqueous medium in the molecule and having two or more hydroxyl groups, and a diisocyanate compound is used as a polyisocyanate compound. The acid value (AN) of the polyisocyanate polyurethane resin (III) is calculated by the following formula.

(ただし、上式において、a1:ジメチロールプロピオン酸などの三級カルボキシル基含有ジオール化合物のモル数、A1:ジメチロールプロピオン酸などの三級カルボキシル基含有ジオール化合物の分子量、a2、a3・・・an:その他のジオールのモル数、A2、A3・・・An:その他のジオールの分子量、b1,b2,b3・・・bn:ジイソシアネートのモル数、B1,B2,B3・・・Bn: ジイソシアネートの分子量である。) (In the above formula, a1: mole number of a tertiary carboxyl group-containing diol compound such as dimethylolpropionic acid, A1: molecular weight of a tertiary carboxyl group-containing diol compound such as dimethylolpropionic acid, a2, a3... an: number of moles of other diols, A2, A3... An: molecular weight of other diols, b1, b2, b3... bn: number of moles of diisocyanate, B1, B2, B3. Molecular weight.)

また、上記ポリオール類としてジオール化合物を用い、ポリイソシアネート化合物としてジイソシアネート化合物を用いたときの、ポリイソシアネートポリウレタン樹脂(III)の数平均分子量は、次式により算出、調整することができる。   The number average molecular weight of the polyisocyanate polyurethane resin (III) when a diol compound is used as the polyol and a diisocyanate compound is used as the polyisocyanate compound can be calculated and adjusted by the following formula.

数平均分子量=nA’+(n+1)B’
(ただし、上式において、n:ポリオール類の全モル数、A’:ポリオール類の数平均分子量、B’:ジイソシアネートの数平均分子量である。)
Number average molecular weight = nA ′ + (n + 1) B ′
(However, in the above formula, n is the total number of moles of polyols, A ′ is the number average molecular weight of polyols, and B ′ is the number average molecular weight of diisocyanate.)

このようにして得られたポリイソシアネートポリウレタン樹脂(III)は、上記式によって算出された数平均分子量が、1000〜15000であることが好ましく、1300〜10000であることがより好ましく、1600〜8000であることがさらに好ましい。また、ポリイソシアネートポリウレタン樹脂(III)は、水に分散する機能を与えるために、固形分酸価が20〜200mgKOH/gであることが好ましく、25〜150mgKOH/gであることがより好ましく、30〜120mgKOH/gであることがさらに好ましい。   The polyisocyanate polyurethane resin (III) thus obtained has a number average molecular weight calculated by the above formula of preferably 1000 to 15000, more preferably 1300 to 10000, and 1600 to 8000. More preferably it is. The polyisocyanate polyurethane resin (III) preferably has a solid content acid value of 20 to 200 mgKOH / g, more preferably 25 to 150 mgKOH / g in order to give a function of dispersing in water. More preferably, it is -120 mgKOH / g.

上記ポリオール類として、二官能を超えるポリオール、ポリイソシアネート化合物を用いてポリウレタン樹脂を調製するときは、P.J フローリーのゲル化式などを参考にそのモル分率を調整しゲル化を防ぐ様工夫することが望ましい。   When a polyurethane resin is prepared using a polyol or polyisocyanate compound that is more than bifunctional as the polyol, the P.I. J It is desirable to adjust the molar fraction with reference to the Flory gelation formula to prevent gelation.

ポリイソシアネートポリウレタン樹脂(III)を得る場合、上記ポリオール類とポリイソシアネート化合物との反応温度は、副反応を押さえる意味から60〜80℃が望ましく、無溶媒、或いは酢酸エチル、メチルエチルケトン、アセトニトリルなどの通常ウレタン反応に用いられる公知、任意の有機溶媒を用いて反応することができる。ウレタン反応触媒は三級アミン系触媒、ジブチル錫ラウリレート、オクチル酸第一錫などの公知任意の触媒が使える。無触媒でも反応することが出来る。   When obtaining the polyisocyanate polyurethane resin (III), the reaction temperature between the polyols and the polyisocyanate compound is preferably 60 to 80 ° C. from the viewpoint of suppressing side reactions, and is usually solvent-free or is usually ethyl acetate, methyl ethyl ketone, acetonitrile or the like. It can react using the well-known and arbitrary organic solvents used for a urethane reaction. As the urethane reaction catalyst, any known catalyst such as a tertiary amine catalyst, dibutyltin laurate, stannous octylate and the like can be used. It can react even without catalyst.

末端イソシアネート基を有するポリウレタン樹脂が三級カルボキシル基含有ポリオール化合物等から構成されてなるものである場合は、ポリウレタン樹脂を水性媒体液中に転相する際に、適宜、トリエチルアミン、トリメチルアミン、N−メチルモルホリン、トリブチルアミン、N-メチルピラジン、メチルイミダゾール等の三級アミンを添加することが好ましい。   When the polyurethane resin having a terminal isocyanate group is composed of a tertiary carboxyl group-containing polyol compound or the like, triethylamine, trimethylamine, N-methyl is appropriately used when the polyurethane resin is phase-inverted into an aqueous medium liquid. It is preferable to add a tertiary amine such as morpholine, tributylamine, N-methylpyrazine, or methylimidazole.

ポリウレタン樹脂付加顔料(A)を作製するために、表面に未反応アミノ基を有する顔料と末端イソシアネート基を2以上有するポリイソシアネートポリウレタン樹脂(III)と接触させ尿素反応させる際、表面に未反応アミノ基を有する顔料100質量部に対して、ポリイソシアネートポリウレタン樹脂(III)を2〜200質量部添加することが好ましく、10〜100質量部添加することがより好ましい。上記添加量が2質量部より少ない場合は画像濃度の向上効果が得られず、また80質量部を超える場合は、ポリウレタン樹脂が過剰になって、画像濃度や保存安定性の低下を引き起こす。   In order to prepare a polyurethane resin-added pigment (A), when a urea reaction is caused by contacting a pigment having an unreacted amino group on the surface with a polyisocyanate polyurethane resin (III) having two or more terminal isocyanate groups, an unreacted amino group is formed on the surface. It is preferable to add 2-200 mass parts of polyisocyanate polyurethane resin (III) with respect to 100 mass parts of pigments which have group, and it is more preferable to add 10-100 mass parts. When the addition amount is less than 2 parts by mass, the effect of improving the image density cannot be obtained. When the addition amount exceeds 80 parts by mass, the polyurethane resin becomes excessive and the image density and storage stability are lowered.

ポリイソシアネートポリウレタン樹脂(III)のイソシアネート基が、表面に未反応アミノ基を有する顔料と反応する際、反応温度は50℃以下が好ましく、25〜40℃がより好ましい。反応温度を上記範囲内にすることで反応速度差を生じ、顔料表面に存在する未反応アミノ基とポリイソシアネートポリウレタン樹脂(III)の反応を、副反応であるポリイソシアネートポリウレタン樹脂(III)と水溶媒との反応に優先させることができる。   When the isocyanate group of the polyisocyanate polyurethane resin (III) reacts with a pigment having an unreacted amino group on the surface, the reaction temperature is preferably 50 ° C. or less, more preferably 25 to 40 ° C. By making the reaction temperature within the above range, a reaction rate difference is generated, and the reaction between the unreacted amino group present on the pigment surface and the polyisocyanate polyurethane resin (III) is changed as a side reaction between the polyisocyanate polyurethane resin (III) and water. Preference can be given to the reaction with the solvent.

このようにして、顔料表面の未反応アミノ基とポリウレタン樹脂の末端イソシアネート基とを反応させ、尿素結合を形成することにより、顔料表面に分散剤としての効果を発揮するポリウレタン樹脂を物理的、化学的に結合することができる。   In this way, by reacting the unreacted amino group on the pigment surface with the terminal isocyanate group of the polyurethane resin to form a urea bond, the polyurethane resin that exhibits the effect as a dispersant on the pigment surface is physically and chemically treated. Can be combined.

一般に、自己分散型顔料、即ち表面に酸性基を有する顔料(I)は対イオンによって中和されるとイオンの反発によって顔料粒子が分散し、表面にポリマーを付加した場合にはその保存安定性を高めることができるが、顔料表面の酸性基の濃度が低い場合には、分散安定性を欠くことになる。これに対して、本発明で用いるポリウレタン樹脂付加顔料(A)は、特に顔料(I)表面の酸性基濃度が低い場合であっても、表面に末端イソシアネート基を2以上有するポリイソシアネートポリウレタン樹脂(III)を尿素結合により付加していることにより優れた分散性と分散安定性を発揮することができる。   In general, the self-dispersing pigment, that is, the pigment (I) having an acidic group on the surface, when neutralized by counter ions, the pigment particles are dispersed by repulsion of ions, and when the polymer is added to the surface, its storage stability However, when the concentration of acidic groups on the pigment surface is low, dispersion stability is lacking. On the other hand, the polyurethane resin-added pigment (A) used in the present invention is a polyisocyanate polyurethane resin having two or more terminal isocyanate groups on the surface (especially when the acidic group concentration on the surface of the pigment (I) is low) ( By adding (III) via a urea bond, excellent dispersibility and dispersion stability can be exhibited.

本発明の顔料分散組成物は、固形分換算したときに、ポリウレタン樹脂付加顔料(A)を5〜150質量%含むものであることが好ましく、6〜120質量%含むものであることがより好ましく、7〜100質量%含むものであることがさらに好ましい。   The pigment dispersion composition of the present invention preferably contains 5 to 150% by mass of the polyurethane resin-added pigment (A), more preferably 6 to 120% by mass, in terms of solid content, more preferably 7 to 100%. More preferably, the content is 1% by mass.

本発明の顔料分散組成物は、平均粒子径が10〜300nmである水性分散樹脂(B)を含む。
水性分散樹脂(B)としては、分子中に陰イオン基またはノニオン基を有する自己分散型水性分散樹脂であるか、または陰イオン乳化剤およびまたはノニオン乳化剤により分散されてなる乳化剤分散型水性分散樹脂であることが好ましい。
水性分散樹脂(B)としては、例えば、樹脂分子鎖中にカルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基などの陰イオンを有しその一部または全部を対イオンで中和した自己分散型水性分散樹脂や、ポリオキシエチレンエーテル鎖などのノニオン型親水基を側鎖、主鎖に有する樹脂などを水に分散した自己分散型水性分散樹脂や、陰イオン乳化剤およびまたはノニオン乳化剤により水に分散した乳化剤分散型水性分散樹脂や、分子中に陰イオンまたはノニオン基を有し、且つ乳化剤分散して得られる乳化剤分散型水性分散樹脂等を挙げることができる。
水性分散樹脂(B)としては、水等の水性媒体に分散したものが好ましく、水性媒体としては上述したものと同様のものを挙げることができる。
The pigment dispersion composition of the present invention contains an aqueous dispersion resin (B) having an average particle diameter of 10 to 300 nm.
The aqueous dispersion resin (B) is a self-dispersing aqueous dispersion resin having an anion group or a nonion group in the molecule, or an emulsifier dispersion type aqueous dispersion resin dispersed by an anionic emulsifier and / or a nonionic emulsifier. Preferably there is.
Examples of the aqueous dispersion resin (B) include a self-dispersion aqueous dispersion in which an anion such as a carboxyl group, a sulfonic acid group, and a phosphoric acid group is contained in the resin molecular chain and a part or all of the anion is neutralized with a counter ion. Self-dispersing aqueous dispersion resin in which resin, resin having nonionic hydrophilic group such as polyoxyethylene ether chain in side chain and main chain is dispersed in water, and emulsifier dispersed in water by anionic emulsifier and / or nonionic emulsifier Examples thereof include a dispersion-type aqueous dispersion resin and an emulsifier-dispersion-type aqueous dispersion resin having an anion or nonionic group in the molecule and obtained by dispersing the emulsifier.
The aqueous dispersion resin (B) is preferably dispersed in an aqueous medium such as water, and examples of the aqueous medium include the same ones as described above.

水性分散樹脂(B)としては、より詳細には、アクリルエマルション、ラテックス、水性樹脂等の自己乳化、自己分散性を有する重合系水分散樹脂や、これ等の樹脂を構成するモノマーを乳化剤で乳化ないしは分散して粒子を形成し該粒子内で重合して得られる重合系水分散樹脂を挙げることができる。
また、エポキシエステル樹脂、ビニル変性エポキシ樹脂、高酸価アルキッド樹脂、ビニル変性水性アルキッド樹脂、水性ポリエステル樹脂、水性ポリウレタン樹脂等の自己分散、自己乳化型の樹脂や、これらの樹脂を乳化剤として用いて粒子を形成し、該粒子内で異種のモノマーを重合して得られるコアシェル型のものを挙げることができる。
More specifically, as the aqueous dispersion resin (B), self-emulsification of acrylic emulsion, latex, aqueous resin, and the like, and a water dispersion resin having self-dispersibility, and a monomer constituting these resins are emulsified with an emulsifier. Examples thereof include a polymerization water-dispersed resin obtained by dispersing to form particles and polymerizing in the particles.
In addition, self-dispersing and self-emulsifying resins such as epoxy ester resins, vinyl-modified epoxy resins, high acid value alkyd resins, vinyl-modified aqueous alkyd resins, water-based polyester resins, and water-based polyurethane resins, and using these resins as emulsifiers Examples thereof include a core-shell type obtained by forming particles and polymerizing different monomers in the particles.

重合系水分散樹脂としては、クロトン酸、イタコン酸.フマル酸、マレイン酸などの不飽和基を持つ酸、およびそのエステル、スチレン、酢酸ビニル、バーサティック酸ビニルエステル、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステル、スチレンスルホン酸ソーダなどのビニル重合性モノマーの共重合により得られるものを挙げることができる。
エマルション型の重合系水分散樹脂としては、乳化剤中に上述した重合系水分散樹脂が含有されてなるものを挙げることができる。
Polymeric water-dispersed resins include crotonic acid and itaconic acid. Vinyl polymerizations such as fumaric acid, maleic acid and other unsaturated groups and their esters, styrene, vinyl acetate, versatic acid vinyl ester, (meth) acrylic acid, (meth) acrylic acid ester, sodium styrene sulfonate And those obtained by copolymerization of the functional monomer.
Examples of the emulsion-type polymerized water-dispersed resin include those in which the above-mentioned polymerized water-dispersed resin is contained in an emulsifier.

エポキシエステル樹脂としては、エポキシ樹脂のエポキシ基、水酸基に不飽和二重結合を有する脂肪酸を反応して得られたエポキシエステルに、酸無水物を反応して得られる、分子内にカルボキシル基を有するポリマーを対イオンで中和して得られるものを挙げることができる。   The epoxy ester resin has a carboxyl group in the molecule obtained by reacting an acid anhydride with an epoxy ester obtained by reacting an epoxy group of an epoxy resin with a fatty acid having an unsaturated double bond with a hydroxyl group. Examples thereof include those obtained by neutralizing a polymer with a counter ion.

ビニル変性エポキシ樹脂としては、エポキシ樹脂のエポキシ基、水酸基に不飽和二重結合を有する脂肪酸を反応して得られたエポキシエステル樹脂の脂肪酸の不飽和二重結合に対して、ビニル重合性モノマーを共重合させて得られるビニル変性エポキシエステル樹脂を挙げることができる。   As the vinyl-modified epoxy resin, a vinyl polymerizable monomer is used for the unsaturated double bond of the fatty acid of the epoxy ester resin obtained by reacting the fatty acid having an unsaturated double bond with the epoxy group or hydroxyl group of the epoxy resin. Mention may be made of vinyl-modified epoxy ester resins obtained by copolymerization.

高酸価アルキッド樹脂としては、多塩基酸と油脂のアシドリシスによって得られる多価カルボン酸化合物とモノアルコール、ジオール、ポリオールとの縮合反応物などから得られるものを挙げることができる。   Examples of the high acid value alkyd resin include those obtained from a condensation reaction product of a polycarboxylic acid compound obtained by acidolysis of a polybasic acid and an oil and a monoalcohol, diol, or polyol.

ビニル変性水性アルキッド樹脂としては、多価アルコールと油脂のアルコリシスによって得られる化合物と多塩基酸との縮合によって作製されてなるアルキッド樹脂の油脂成分中の不飽和二重結合に対して、上述した重合系水分散樹脂の原料となるビニル重合性モノマーを共重合させて得られるものを挙げることができる。   As the vinyl-modified aqueous alkyd resin, the polymerization described above is performed for the unsaturated double bond in the oil and fat component of the alkyd resin produced by condensation of a polybasic acid with a compound obtained by alcoholysis of polyhydric alcohol and fat. The thing obtained by copolymerizing the vinyl polymerizable monomer used as the raw material of the aqueous dispersion resin can be exemplified.

水性ポリエステル樹脂としては、例えば、分子中に水酸基と三級のカルボキシル基を有するジメチロールプロピオン酸、ジメチロールブタン酸などのジアルカノールアルカン酸をジオール成分の一部として二塩基酸と反応させてなるものを挙げることができる。   As an aqueous polyester resin, for example, a dialkanol alkanoic acid such as dimethylolpropionic acid or dimethylolbutanoic acid having a hydroxyl group and a tertiary carboxyl group in the molecule is reacted with a dibasic acid as a part of the diol component. Things can be mentioned.

水性ポリエステル樹脂は、親水基を導入するポリオキシエチレンエーテルグリコール、三級カルボキシル基含有ポリオール化合物やポリオール、ポリオール同効成分から選ばれる1種以上と、多塩基酸およびそれらの無水物等のうちの1種以上とを縮合反応することによっても得ることができ、酸が分子鎖に導入されたポリエステルは対イオンにより中和することができる。   The water-based polyester resin is a polyoxyethylene ether glycol for introducing a hydrophilic group, a tertiary carboxyl group-containing polyol compound or polyol, one or more selected from polyol effective components, polybasic acids, anhydrides thereof, and the like. It can also be obtained by condensation reaction with one or more, and the polyester in which an acid is introduced into the molecular chain can be neutralized with a counter ion.

上記水性ポリエステル原料の三級カルボキシル基含有ポリオール化合物としては、例えば、ジメチロールプロピオン酸、ジメチロールブタン酸、ジメチロール酢酸、ジメチロール酪酸、ジメチロール吉草酸、ジメチロールカプロン酸等のポリヒドロキシカルボン酸類を挙げることができ、これ等のうち、ジメチロールプロピオン酸、ジメチロールブタン酸等のジヒドロキシモノカルボン酸が好ましい。   Examples of the tertiary carboxyl group-containing polyol compound of the aqueous polyester raw material include polyhydroxycarboxylic acids such as dimethylolpropionic acid, dimethylolbutanoic acid, dimethylolacetic acid, dimethylolbutyric acid, dimethylolvaleric acid, and dimethylolcaproic acid. Of these, dihydroxymonocarboxylic acids such as dimethylolpropionic acid and dimethylolbutanoic acid are preferred.

前記水性ポリエステルの原料となるポリオールの例を挙げると、エチレングリコール、プロピレングリコール、シクロヘキサン−1,4−ジメタノール、1,3−ブチレングリコール、1,4−ブチレングリコール、ネオペンチルグリコール、1,6−ヘキサンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール、2−メチル−1,8 −オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、シクロヘキサンジメタノール、ビスフェノールA、ビスフェノールF、水添ビスフェノールA、水添ビスフェノールF、ひまし油変性ジオール、ひまし油変性ポリオール等を挙げることができる。   Examples of the polyol used as a raw material for the aqueous polyester include ethylene glycol, propylene glycol, cyclohexane-1,4-dimethanol, 1,3-butylene glycol, 1,4-butylene glycol, neopentyl glycol, 1,6 -Hexanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 2-ethyl-1,3-hexanediol, 2-butyl-2-ethyl-1,3-propanediol, 2-methyl-1,8-octane Examples thereof include diol, 1,9-nonanediol, cyclohexanedimethanol, bisphenol A, bisphenol F, hydrogenated bisphenol A, hydrogenated bisphenol F, castor oil-modified diol, castor oil-modified polyol, and the like.

ポリエステルの原料となるポリオール同効成分としては、ブチルグリシジルエーテル、2−エチルヘキシルグリシジルエーテル、ラウリルグリシジルエーテル、デシルグリシジルエーテルおよびステアリルグリシジルエーテル等のアルキルモノグリシジルエーテル類、並びにアルキルグリシジルエステル(製品名カージュラE10:シェルジャパン社製)等モノエポキシ化合物のうちの1種または2種以上が挙げられる。   Polyol synergistic components used as raw materials for polyesters include alkyl monoglycidyl ethers such as butyl glycidyl ether, 2-ethylhexyl glycidyl ether, lauryl glycidyl ether, decyl glycidyl ether and stearyl glycidyl ether, and alkyl glycidyl esters (product name Cardura E10). : Manufactured by Shell Japan Co., Ltd.) or other monoepoxy compounds.

上記水性ポリエステルの原料となる多塩基酸およびそれらの無水物としては、琥珀酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバチン酸およびダイマー酸等の脂肪族二塩基酸並びにそれらの無水物、ドデセニル無水琥珀酸、無水フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸および無水トリメリット酸等の芳香族多塩基酸並びにそれらの無水物、無水ヒドロフタル酸およびジメチル−1,4−シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環族多塩基酸並びにそれらの無水物等が挙げられる。   Polybasic acids and their anhydrides that are raw materials for the above-mentioned aqueous polyester include aliphatic dibasic acids such as succinic acid, adipic acid, azelaic acid, sebacic acid and dimer acid, and their anhydrides, dodecenyl succinic anhydride, Aromatic polybasic acids such as phthalic anhydride, isophthalic acid, terephthalic acid and trimellitic anhydride, and anhydrides thereof, alicyclic polybasic acids such as hydrophthalic anhydride and dimethyl-1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, and the like The anhydride of these is mentioned.

水性分散樹脂(B)として用いられる乳化剤分散型水性分散樹脂としては、樹脂モノマーを乳化剤で乳化ないしは分散して粒子を形成しその粒子内にて重合して得られるエマルション型の重合系水分散樹脂や、上記自己分散型、自己乳化型と称される樹脂を乳化剤にして粒子内で異種のポリマーを重合、形成するコアシェル型エマルションなどを挙げることができる。
上記乳化剤としては、陰イオン乳化剤およびノニオン乳化剤から選ばれる一種以上であることが好ましい。
The emulsifier-dispersed aqueous dispersion resin used as the aqueous dispersion resin (B) is an emulsion-type polymerized water-dispersed resin obtained by emulsifying or dispersing a resin monomer with an emulsifier to form particles and polymerizing within the particles. Examples thereof include a core-shell type emulsion in which a resin called self-dispersion type or self-emulsification type is used as an emulsifier to polymerize and form different polymers in the particles.
The emulsifier is preferably at least one selected from an anionic emulsifier and a nonionic emulsifier.

本発明の顔料分散組成物において、水性分散樹脂(B)の平均粒子径は10〜300nmであり、20〜250nmであることが好ましく、30〜200nmであることがさらに好ましい。   In the pigment dispersion composition of the present invention, the average particle diameter of the aqueous dispersion resin (B) is 10 to 300 nm, preferably 20 to 250 nm, and more preferably 30 to 200 nm.

なお、本出願書類において、水性分散樹脂(B)の体積平均粒径は、動的光散乱式粒度分布測定装置により測定された、50%モード径(体積基準積算粒度分布における積算粒度で50%の粒径(平均粒径D50))を意味する。   In the present application documents, the volume average particle size of the aqueous dispersion resin (B) is 50% mode diameter (50% in cumulative particle size in the volume reference cumulative particle size distribution) measured by a dynamic light scattering particle size distribution analyzer. Particle size (average particle size D50)).

本発明の顔料分散組成物は、ポリウレタン樹脂付加顔料(A)とともに水性分散樹脂(B)を含むことにより、耐擦過性、耐マーカー性などの塗膜性能を向上させることができる。   By including the aqueous dispersion resin (B) together with the polyurethane resin addition pigment (A), the pigment dispersion composition of the present invention can improve coating film performance such as scratch resistance and marker resistance.

本発明の顔料分散組成物は、固形分換算で、水性分散樹脂(B)を1〜80質量%含むことが好ましく、3〜65質量%含むことがより好ましく、5〜50質量%含むことがさらに好ましい。   The pigment dispersion composition of the present invention preferably contains 1 to 80% by mass of the aqueous dispersion resin (B) in terms of solid content, more preferably 3 to 65% by mass, and 5 to 50% by mass. Further preferred.

本発明の顔料分散組成物は、ポリウレタン樹脂付加顔料(A)および水性分散樹脂(B)とともに、公知任意の保湿剤、防腐剤、乳化剤、PH調整剤、消泡剤、塗膜表面平滑剤等の添加剤、水溶性樹脂、水に分散したワックス、樹脂エマルションなどを含んでもよい。   The pigment dispersion composition of the present invention, together with the polyurethane resin-added pigment (A) and the aqueous dispersion resin (B), is a known arbitrary moisturizer, preservative, emulsifier, pH adjuster, antifoaming agent, coating film surface smoothing agent, etc. Or a water-soluble resin, a wax dispersed in water, a resin emulsion, or the like.

保湿剤としては、グリセリン、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、などのポリオキシアルキレンエーテルグリコール或いはポリオキシアルキレンエーテルグリコールのモノアルキルエーテル、ジアルキルエーテル等から選ばれる一種以上を挙げることができる。   Examples of the humectant include one or more selected from polyoxyalkylene ether glycols such as glycerin, diethylene glycol, triethylene glycol, and dipropylene glycol, or monoalkyl ethers and dialkyl ethers of polyoxyalkylene ether glycols.

本発明の顔料分散組成物は、例えば、攪拌容器中に、攪拌しながら、ポリウレタン樹脂付加顔料(A)および水性分散樹脂(B)を加えつつ、さらに公知任意の保湿剤、防腐剤、乳化剤、PH調整剤、消泡剤、塗膜表面平滑剤等の添加剤、水溶性樹脂、水に分散したワックス、樹脂エマルションなどを添加して、攪拌し、必要に応じて水、水溶性有機溶媒で粘度を調整して、公知任意の濾過方法により濾過することにより製造することができる。   The pigment dispersion composition of the present invention, for example, while adding a polyurethane resin addition pigment (A) and an aqueous dispersion resin (B) while stirring in a stirring container, further known arbitrary moisturizer, preservative, emulsifier, Add additives such as pH adjuster, antifoaming agent, coating surface smoothing agent, water-soluble resin, wax dispersed in water, resin emulsion, etc., stir, and if necessary with water, water-soluble organic solvent It can manufacture by adjusting a viscosity and filtering by the well-known arbitrary filtration methods.

本発明の顔料水分散組成物において、顔料濃度、即ち組成物中における顔料(I)の質量割合は、顔料の種類や顔料分散組成物の使用目的に応じて適宜選択することができ、通常は2〜25質量%であり、カーボンブラック顔料を用いたインクジェットインク組成物として用いる場合には、2〜15質量%とすることができる。   In the pigment aqueous dispersion composition of the present invention, the pigment concentration, that is, the mass ratio of the pigment (I) in the composition can be appropriately selected according to the type of pigment and the intended use of the pigment dispersion composition. When it is used as an ink jet ink composition using a carbon black pigment, it can be 2 to 15% by mass.

次に、本発明のインクジェットインキ組成物について説明する。
本発明のインクジェットインキ組成物は、本発明の顔料分散組成物からなることを特徴とする。
本発明のインクジェットインキ組成物は、その用途がインクジェットインキ用途に限定されることを除けば本発明の顔料分散組成物と同様であり、その詳細については上述した内容と同様である。
Next, the inkjet ink composition of the present invention will be described.
The ink-jet ink composition of the present invention is characterized by comprising the pigment dispersion composition of the present invention.
The inkjet ink composition of the present invention is the same as the pigment dispersion composition of the present invention except that its application is limited to inkjet ink applications, and the details thereof are the same as those described above.

次に、実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、これは単に例示であって、本発明を制限するものではない。   EXAMPLES Next, although an Example is given and this invention is demonstrated more concretely, this is only an illustration and does not restrict | limit this invention.

以下に本発明の内容を具体的な例を挙げて説明する。ただし、本発明はこれら実施例の内容に限定されるものではない。   The contents of the present invention will be described below with specific examples. However, the present invention is not limited to the contents of these examples.

(低酸化カーボンブラック顔料Aの作製)
窒素吸着比表面積が170m/g、DBP吸収量が115cm/100gであるカーボンブラックaを100gと、該カーボンブラック単位表面積当たり0 . 1 0mmol/m 反応するように下記式1により秤量したペルオキソ二硫酸ナトリウム( Na)を純水に溶解し3d m とした水溶液とを、反応容器中に添加し、反応温度60℃ 、反応時間10時間、攪拌速度0 .12s− 1 で酸化処理した。
次いで、上記酸化処理したカーボンブラックを濾別し、純水中に分散させて水酸化ナトリウム水溶液で中和した。中和後、カーボンブラックのスラリーを遠心分離器(日立工機製CR22F)で回転数7.5×10−3−1にて15分間処理した。その後、得られた上澄み液から、限外濾過膜(旭化成(株)製、AHP−1010 、分画分子量50000〕により残存する塩を分離精製し、さらにカーボンブラック分散濃度が20質量%となるように水分を除去して、低酸化カーボンブラックAの水分散体を得た。
(式1)ペルオキソ二硫酸ナトリウムの必要量(mg)=ペルオキソ二硫酸ナトリウムのカーボンブラックの単位面積当たりの必要モル数(mmol/m)×カーボンブラックの比表面積(m/g)×カーボンブラック量(g)×ペルオキソ二硫酸ナトリウムの当量(238 .1g/mol)に従って計算する。
例えば、100gのカーボンブラックaを処理するために必要なペルオキソ二硫酸ナトリウムの質量は、0.10(mmol/m)×170(m/g)×100(g)×238.1(g/mol)=404770(mg)= 404.77(g)となる。
(Preparation of low oxidation carbon black pigment A)
Nitrogen adsorption specific surface area of 170m 2 / g, and 100g of carbon black a DBP absorption amount is 115cm 3 / 100g, 0 per the carbon black unit surface area. An aqueous solution prepared by dissolving sodium peroxodisulfate (Na 2 S 2 O 8 ) weighed by the following formula 1 so as to react at 10 mmol / m 2 in pure water to 3 dm 3 was added to the reaction vessel, and the reaction was performed. Temperature 60 ° C., reaction time 10 hours, stirring speed 0. Oxidized with 12s -1 .
Next, the oxidized carbon black was filtered, dispersed in pure water, and neutralized with an aqueous sodium hydroxide solution. After neutralization, the carbon black slurry was treated with a centrifuge (CR22F manufactured by Hitachi Koki Co., Ltd.) at a rotation speed of 7.5 × 10 −3 s −1 for 15 minutes. Thereafter, the remaining salt is separated and purified from the obtained supernatant with an ultrafiltration membrane (AHP-1010 manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd., molecular weight cut off 50000) so that the carbon black dispersion concentration becomes 20% by mass. The water was removed to obtain an aqueous dispersion of low oxidation carbon black A.
(Formula 1) Required amount of sodium peroxodisulfate (mg) = required number of moles of sodium peroxodisulfate per unit area of carbon black (mmol / m 2 ) × specific surface area of carbon black (m 2 / g) × carbon Calculate according to the amount of black (g) × equivalent sodium peroxodisulfate (238.1 g / mol).
For example, the mass of sodium peroxodisulfate necessary for treating 100 g of carbon black a is 0.10 (mmol / m 2 ) × 170 (m 2 / g) × 100 (g) × 238.1 (g / Mol) = 404770 (mg) = 404.77 (g).

(ポリマー付加カーボンブラック顔料分散体1の調製)
(1)側鎖ジオールの合成
撹拌棒、乾燥窒素吹き込み管、冷却管付きのフラスコにN,N’−ジエタノールアミン190部に対して、共栄社化学製ライトアクリレートNP−4EA(ノニルフェニルテトラエチレンエーテルグリコールアクリレート)を810質量部仕込み、80℃で7時間反応後、分子側鎖にノニルフェニル鎖を有するジオール(以下、ジオールLKG−1という)を得た。反応物の三級アミン価/全アミン価の商は0.98以上であった。
(Preparation of polymer-added carbon black pigment dispersion 1)
(1) Synthesis of side chain diol Light acrylate NP-4EA (nonylphenyl tetraethylene ether glycol acrylate) manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd. with respect to 190 parts of N, N′-diethanolamine in a flask equipped with a stirring bar, a dry nitrogen blowing tube and a cooling tube ), And after reacting at 80 ° C. for 7 hours, a diol having a nonylphenyl chain in the molecular side chain (hereinafter referred to as diol LKG-1) was obtained. The quotient of tertiary amine value / total amine value of the reaction product was 0.98 or more.

(2)イソシアネート末端水性ポリウレタンの合成
撹拌棒、窒素ガス吹き込み管、玉入れ冷却管付きのフラスコ中に、メチルエチルケトン(MEK)400質量部に対して、ジメチロールブタン酸を60.4質量部[2.6モル比]、ひまし油変性ジオールHS−2G−160R(豊国製油製)を96.1質量部[0.8モル比]、クラレポリエステルジオールP−2050(数平均分子量2066、株式会社クラレ製)を129.7質量部[0.4モル比]、上記(1)で得たジオールLKG−1を104.5質量部[1.2モル比]、イソホロンジイソシアネートを209.3質量部[6モル比]を加えて、65℃にて7時間反応させた。このときの反応溶液のイソシアネート基の質量%は1.35質量%、固形分酸価は38mgKOH/gであった。
上記反応後、35℃まで冷却して、さらにトリエチルアミンを41.2質量部加えて30分間攪拌することにより、不揮発分58質量%、ガードナー気泡粘度:J−K、GPC数平均分子量1790、重量平均分子量5550、NCO基のモル数に対するOH基のモル数の比(OH基のモル数/NCO基のモル数)が5/6のイソシアネート末端水性ポリウレタン(以下、ポリウレタン樹脂1という)を得た。
(2) Synthesis of isocyanate-terminated aqueous polyurethane 60.4 parts by mass of dimethylol butanoic acid with respect to 400 parts by mass of methyl ethyl ketone (MEK) in a flask equipped with a stirrer, a nitrogen gas blowing tube, and a ball cooling tube .6 molar ratio], 96.1 parts by weight of castor oil-modified diol HS-2G-160R (manufactured by Toyokuni Oil) [0.8 molar ratio], Kuraray polyester diol P-2050 (number average molecular weight 2066, manufactured by Kuraray Co., Ltd.) 129.7 parts by mass [0.4 mol ratio], 104.5 parts by mass [1.2 mol ratio] of the diol LKG-1 obtained in the above (1), and 209.3 parts by mass [6 mols] isophorone diisocyanate. Ratio] was added, and the mixture was reacted at 65 ° C. for 7 hours. The mass% of isocyanate groups in the reaction solution at this time was 1.35% by mass, and the solid content acid value was 38 mgKOH / g.
After the above reaction, the mixture was cooled to 35 ° C., 41.2 parts by mass of triethylamine was further added, and the mixture was stirred for 30 minutes, so that the nonvolatile content was 58% by mass, Gardner bubble viscosity: JK, GPC number average molecular weight 1790, weight average. An isocyanate-terminated aqueous polyurethane (hereinafter referred to as polyurethane resin 1) having a molecular weight of 5550 and a ratio of the number of moles of OH groups to the number of moles of NCO groups (number of moles of OH groups / number of moles of NCO groups) was 5/6.

(3)ポリマー付加水性顔料分散体の調製
顔料(I)として、表面に酸性基を有するカーボンブラックであるAquaBlack(登録商標)162(東海カーボン社製、固形分濃度19.2質量%、カルボキシル基当量:800マイクロモル/g)1kgに対し、塩基性化合物(II)としてピペラジン・6HO (Mw=194)の5%水溶液を41.3g添加し、常温で30分攪拌後、ポリイソシアネートポリウレタン樹脂(III)として上記(2)で得たポリウレタン樹脂1(固形分58.0重量%) を66.2g加え、常温で3時間攪拌し、更に40℃で1時間撹拌した。その後、減圧蒸留して反応溶媒(MEK)を溜去することにより、不揮発分24%のポリマー付加水性顔料分散体(以下、ポリマー付加カーボンブラック顔料分散体1という)を得た。得られたポリマー付加水性顔料分散体1において、ポリウレタン樹脂1に対する表面に酸性基を有するカーボンブラックの質量比(カーボンブラック/ポリウレタン樹脂)は、固形分換算で100/20であった。
(3) Preparation of polymer-added aqueous pigment dispersion As pigment (I), AquaBlack (registered trademark) 162 which is a carbon black having an acidic group on the surface (made by Tokai Carbon Co., Ltd., solid content concentration: 19.2% by mass, carboxyl group) Equivalent: 800 micromol / g) 1 kg of 41.3 g of 5% aqueous solution of piperazine.6H 2 O (Mw = 194) as basic compound (II) was added, stirred at room temperature for 30 minutes, and then polyisocyanate polyurethane As the resin (III), 66.2 g of the polyurethane resin 1 (solid content: 58.0% by weight) obtained in the above (2) was added, stirred at room temperature for 3 hours, and further stirred at 40 ° C. for 1 hour. Thereafter, the reaction solvent (MEK) was distilled off under reduced pressure to obtain a polymer-added aqueous pigment dispersion (hereinafter referred to as polymer-added carbon black pigment dispersion 1) having a nonvolatile content of 24%. In the obtained polymer-added aqueous pigment dispersion 1, the mass ratio of carbon black having acidic groups on the surface relative to the polyurethane resin 1 (carbon black / polyurethane resin) was 100/20 in terms of solid content.

(ポリマー付加カーボンブラック顔料分散体2の調製)
(1)イソシアネート末端水性ポリウレタンの合成
撹拌棒、窒素ガス吹き込み管、玉入れ冷却管付きのフラスコにメチルエチルケトン(MEK)200質量部に対して、ジメチロールプロピオン酸を65質量部 [2.8モル比]、イソホロンジイソシアネート(住化バイエルウレタン製ディスモジュール)を203質量部[5.3モル比]加えて、65℃で6時間反応させた。
更に、ひまし油変性ジオールHS−2G−150(豊国製油社製 、数平均分子量765.3)66質量部 [0.5モル比]、クラレポリエステルジオールP−2050(数平均分子量2066、株式会社クラレ社製)を178質量部 [0.5モル比]、ポリエチレンエーテルグリコール#1000(日本油脂社製、 数平均分子量1002)88質量部[0.5モル比]、MEK200質量部を加えて65℃にて3時間反応させた。このときの反応溶液のイソシアネート基の質量%は1.45質量%、固形分酸価は45mgKOH/gであった。
上記反応後、35℃まで冷却して、N−メチルモロホリンを39.1質量部を加えて30分間攪拌することにより、不揮発分60.2質量%、ガードナー気泡粘度:T−U、GPC数平均分子量3400、重量平均分子量7800、NCO基のモル数に対するOH基のモル数の比(OH基のモル数/NCO基のモル数)が4.3/5.3のイソシアネート末端水性ポリウレタン(以下、ポリウレタン樹脂2という)を得た。
(Preparation of polymer-added carbon black pigment dispersion 2)
(1) Synthesis of isocyanate-terminated aqueous polyurethane 65 parts by mass of dimethylolpropionic acid with respect to 200 parts by mass of methyl ethyl ketone (MEK) in a flask equipped with a stirring bar, a nitrogen gas blowing tube, and a ball cooling tube [2.8 molar ratio ], 203 parts by mass [5.3 molar ratio] of isophorone diisocyanate (Sumika Bayer Urethane Dismodule) was added and reacted at 65 ° C. for 6 hours.
Further, castor oil-modified diol HS-2G-150 (manufactured by Toyokuni Oil Co., Ltd., number average molecular weight 765.3) 66 parts by mass [0.5 molar ratio], Kuraray polyester diol P-2050 (number average molecular weight 2066, Kuraray Co., Ltd.) 178 parts by mass [0.5 molar ratio], polyethylene ether glycol # 1000 (manufactured by NOF Corporation, number average molecular weight 1002) 88 parts by mass [0.5 molar ratio], and 200 parts by mass of MEK. For 3 hours. The mass% of isocyanate groups in the reaction solution at this time was 1.45% by mass, and the solid content acid value was 45 mgKOH / g.
After the above reaction, the mixture was cooled to 35 ° C., 39.1 parts by mass of N-methyl morpholine was added, and the mixture was stirred for 30 minutes, whereby the non-volatile content was 60.2% by mass, the Gardner bubble viscosity: TU, GPC number An isocyanate-terminated aqueous polyurethane having an average molecular weight of 3400, a weight average molecular weight of 7800, and a ratio of the number of moles of OH groups to the number of moles of NCO groups (number of moles of OH groups / number of moles of NCO groups) is 4.3 / 5.3 And polyurethane resin 2).

(2)ポリマー付加水性顔料分散体の調製
顔料(I)として、表面に酸性基を有するカーボンブラックであるAquaBlack(登録商標)162の酸化度を下げた低酸化カーボンブラックAの水分散体(固形分濃度20.0質量%、カルボキシル基当量:600マイクロモル/g)1kgに対し、塩基性化合物(II)としてピペラジン・6HO (Mw=194)の5%水溶液を55.6g添加し、常温で30分攪拌後、ポリイソシアネートポリウレタン樹脂(III)として上記(1)で得たポリウレタン樹脂2(固形分60.2質量%) を83.1g(固形分50g)を加え、常温で3時間攪拌後、更に40℃1時間撹拌した。その後、減圧蒸留して反応溶媒(MEK)を溜去することにより、不揮発分25%のポリマー付加水性顔料水分散体(以下、ポリマー付加カーボンブラック顔料分散体2という)を得た。
得られたポリマー付加カーボンブラック顔料分散体2において、ポリウレタン樹脂2に対する表面に酸性基を有するカーボンブラックの質量比(カーボンブラック/ポリウレタン樹脂)は、固形分換算で100/25であった。
(2) Preparation of polymer-added aqueous pigment dispersion As a pigment (I), an aqueous dispersion of low oxidation carbon black A in which the degree of oxidation of AquaBlack (registered trademark) 162, which is carbon black having acidic groups on the surface, is lowered (solid) 55.6 g of 5% aqueous solution of piperazine · 6H 2 O (Mw = 194) as basic compound (II) was added to 1 kg of the partial concentration 20.0% by mass, carboxyl group equivalent: 600 μmol / g), After stirring at room temperature for 30 minutes, 83.1 g (solid content 50 g) of the polyurethane resin 2 (solid content 60.2% by mass) obtained in the above (1) was added as polyisocyanate polyurethane resin (III), and the mixture was stirred at room temperature for 3 hours. After stirring, the mixture was further stirred at 40 ° C. for 1 hour. Thereafter, the reaction solvent (MEK) was distilled off under reduced pressure to obtain a polymer-added aqueous pigment aqueous dispersion (hereinafter referred to as polymer-added carbon black pigment dispersion 2) having a nonvolatile content of 25%.
In the obtained polymer-added carbon black pigment dispersion 2, the mass ratio (carbon black / polyurethane resin) of carbon black having acidic groups on the surface relative to the polyurethane resin 2 was 100/25 in terms of solid content.

(実施例1〜実施例6)
ポリウレタン樹脂付加顔料(A)として、上記ポリマー付加カーボンブラック顔料分散体1およびポリマー付加カーボンブラック顔料分散体2を用いるとともに、水性分散樹脂(B)として、AE−986B(JSR社製、自己分散型アクリルエマルション;平均粒子径55nm)、ハイドランAP−40F(DIC社製、ポリウレタン樹脂ディスパージョン;平均粒子径20nm)、ポリマロン E100(荒川化学工業製、ロジン変性スチレンマレイン酸樹脂ディスパージョン;平均粒子径100nm)、
ボンコートDV−961(DIC社製、シリカ-アクリル樹脂エマルション;平均粒子径130nm)を用い、表1に示す配合比になるように攪拌容器中に攪拌しつつ投入し、さらに、グリセリン、界面活性剤(日信化学社製サーフィノール104E)、アミン化合物(トリエタノールアミン)、イオン交換水を表1に示す組成となるように添加し攪拌して各顔料分散組成物を作製した。
実施例1〜実施例4で得られた顔料分散組成物においては、ポリイソシアネートポリウレタン樹脂(III)と水性分散樹脂(B)との合計量に対する顔料(I)の質量比(顔料(I)の質量/ポリイソシアネートポリウレタン樹脂(III)と水性分散樹脂(B)の質量の総和)がいずれも100/40であり、実施例5〜実施例6で得られた顔料分散組成物においては、上記質量比がいずれも100/45であった。
(Example 1 to Example 6)
The above-mentioned polymer-added carbon black pigment dispersion 1 and polymer-added carbon black pigment dispersion 2 are used as the polyurethane resin-added pigment (A), and AE-986B (manufactured by JSR, self-dispersing type) is used as the aqueous dispersion resin (B). Acrylic emulsion; average particle size 55 nm), Hydran AP-40F (manufactured by DIC, polyurethane resin dispersion; average particle size 20 nm), Polymeron E100 (Arakawa Chemical Industries, rosin-modified styrene maleic acid resin dispersion; average particle size 100 nm) ),
Using Boncoat DV-961 (manufactured by DIC, silica-acrylic resin emulsion; average particle size 130 nm), the mixture was added into the stirring vessel with stirring so as to have the compounding ratio shown in Table 1, and glycerin and surfactant were further added. (Shinfin Chemical's Surfynol 104E), an amine compound (triethanolamine), and ion-exchanged water were added so as to have the composition shown in Table 1 and stirred to prepare each pigment dispersion composition.
In the pigment dispersion compositions obtained in Examples 1 to 4, the mass ratio of the pigment (I) to the total amount of the polyisocyanate polyurethane resin (III) and the aqueous dispersion resin (B) (the pigment (I) The mass / total of the masses of the polyisocyanate polyurethane resin (III) and the aqueous dispersion resin (B) is 100/40, and in the pigment dispersion compositions obtained in Examples 5 to 6, the above mass All ratios were 100/45.

(比較例1〜比較例6)
顔料分散体として、上記ポリマー付加カーボンブラック顔料分散体1およびポリマー付加カーボンブラック顔料分散体2の調製に用いたAquaBlack(登録商標)162(東海カーボン社製、固形分濃度19.2質量%、カルボキシル基当量:800マイクロモル/g)と、AquaBlack(登録商標)162の酸化度を下げた低酸化カーボンブラックAの水分散体(固形分濃度20.1質量%、カルボキシル基当量:600マイクロモル/g)を用い、水性分散樹脂として、上記AE−986B、ハイドランAP−40F、ポリマロン E100、ボンコートDV−961を用い、表2に示す配合比になるように攪拌容器中に攪拌しつつ投入し、さらに、グリセリン、界面活性剤(日信化学社製サーフィノール104E)、アミン化合物(トリエタノールアミン)、イオン交換水を表2に示す組成となるように添加し攪拌して各顔料分散組成物を作製した。
比較例1および比較例2で得られた顔料分散組成物においては、水性分散樹脂量に対する顔料の質量比(顔料の質量/水性分散樹脂の質量)がいずれも100/40であり、比較例3および比較例4得られた顔料分散組成物においては、上記質量比がいずれも100/20であった。
(Comparative Examples 1 to 6)
As a pigment dispersion, AquaBlack (registered trademark) 162 (manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd., solid content concentration: 19.2 mass%, carboxyl, used for the preparation of the above polymer-added carbon black pigment dispersion 1 and polymer-added carbon black pigment dispersion 2 Group equivalent: 800 micromol / g) and an aqueous dispersion of low oxidation carbon black A with reduced oxidation degree of AquaBlack (registered trademark) 162 (solid content concentration 20.1 mass%, carboxyl group equivalent: 600 micromol / g) and using the above AE-986B, Hydran AP-40F, Polymeron E100, Boncoat DV-961 as an aqueous dispersion resin, and while stirring in a stirring vessel so as to have the compounding ratio shown in Table 2, Furthermore, glycerin, surfactant (Shinfin Chemical Surfinol 104E), amine compound (Triethanolamine), to produce a deionized water and stirred was added so as to have the composition shown in Table 2 each pigment dispersion composition.
In the pigment dispersion compositions obtained in Comparative Examples 1 and 2, the mass ratio of the pigment to the amount of the aqueous dispersion resin (the mass of the pigment / the mass of the aqueous dispersion resin) is 100/40. In the pigment dispersion composition obtained in Comparative Example 4, the mass ratio was 100/20.

<画像濃度評価>
実施例1〜実施例6および比較例1〜比較例5で得た各顔料分散組成物に対してイオン交換水を加え、顔料濃度でそれぞれ15質量%になるように調製して、インクジェットインキ組成物とした。
得られたインクジェットインキ組成物を、各々インクカートリッジに充填し、インクジェットプリンターEM−930C(セイコーエプソン社製)で印字を行い、普通紙画像サンプルを反射型光学色濃度計(日本平版機材社X-Rite Inc.製 X−Rite 504)で測定したO.D.平均値を下記基準で評価することにより、画像濃度評価を行った。結果を表3および表4に示す。
○:O.D.値:1.4以上
△:O.D.値:1.3以上1.4未満
×:O.D.値:1.3未満
<Image density evaluation>
To each pigment dispersion composition obtained in Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 5, ion-exchanged water was added to prepare each so as to have a pigment concentration of 15% by mass. It was a thing.
The obtained ink-jet ink composition is filled in each ink cartridge, printed by an ink-jet printer EM-930C (manufactured by Seiko Epson Corporation), and a plain paper image sample is taken as a reflection type optical color densitometer (Nippon Hakusho Kaisha X-). Image density evaluation was performed by evaluating the OD average value measured by X-Rite 504) manufactured by Rite Inc. according to the following criteria. The results are shown in Table 3 and Table 4.
○: OD value: 1.4 or more △: OD value: 1.3 or more and less than 1.4 ×: OD value: less than 1.3

<保存安定性評価>
上記15質量%に濃度調整したインクジェットインキ組成物を密閉式ガラス瓶に入れ、インキュベーターにおいて70℃で3〜4週間保存して、試験前後における粘度(mPa・s)および粒径(nm)をそれぞれ測定し、以下の基準により、保存安定性評価を行った。結果を表3および表4に示す。
◎:4周間経過時まで変化率が−5%〜+5%の範囲内にある。
○ :3周間経過時まで変化率が−5%〜+5%の範囲内にある。
△: 3周間経過時の変化率が−5%〜+5%の範囲外にあるが、−10%〜+10%の範囲内にある。
× : 3周間経過時の変化率が−10%〜+10%の範囲外にある。
<Storage stability evaluation>
The ink-jet ink composition whose concentration is adjusted to 15% by mass is placed in a closed glass bottle, stored in an incubator at 70 ° C. for 3 to 4 weeks, and the viscosity (mPa · s) and particle size (nm) before and after the test are measured. The storage stability was evaluated according to the following criteria. The results are shown in Table 3 and Table 4.
A: The rate of change is in the range of -5% to + 5% until four laps have elapsed.
○: The rate of change is in the range of -5% to + 5% until the lapse of 3 laps.
(Triangle | delta): Although the change rate at the time of three laps passes is out of the range of -5%-+ 5%, it exists in the range of -10%-+ 10%.
X: The rate of change after the lapse of 3 laps is outside the range of -10% to + 10%.

<再溶解性>
上記15質量%に濃度調製したインクジェットインキ組成物をテフロン(登録商標)シート上に一滴落とし、インキュベーターにより50℃で1時間乾燥後、イオン交換水で洗い流し、滴下したインキの痕跡が残るかどうか目視観察して、以下の基準により、再溶解性を評価した。同評価を各インクジェットインキ組成物についてそれぞれ4回行い、繰り返し性を確認した結果を表3および表4に示す。
○:痕跡が見えない
△:痕跡の輪が0%を超え30%以下残る。
×:痕跡の輪が70%以上残る。
<Resolubility>
Drop one drop of the ink-jet ink composition prepared at a concentration of 15% by mass onto a Teflon (registered trademark) sheet, dry it at 50 ° C. for 1 hour with an incubator, rinse it with ion-exchanged water, and check whether the trace of the dropped ink remains. Observed, re-solubility was evaluated according to the following criteria. The same evaluation was performed four times for each inkjet ink composition, and the results of confirming repeatability are shown in Tables 3 and 4.
○: No traces are visible Δ: Traces of traces exceed 0% and remain below 30%.
X: A ring of traces remains 70% or more.

<耐マーカー性>
上記15質量%に濃度調製したインクジェットインキ組成物をインクカートリッジに充填し、インクジェットプリンターEM−930C(セイコーエプソン社製)で普通紙上に印字した後、普通紙印字部の文字上をコクヨ社ラインマーカーペン(PM−LM103Y)で線を描き、以下の基準により耐マーカー性を評価した。結果を表3および表4に示す。
○:印字部が汚れない。
△:印字部や文字の周りにわずかに汚れ、滲みが認められる。
×:印字部が滲み印字部以外が汚れる。
<Marker resistance>
The ink-jet ink composition prepared at a concentration of 15% by mass is filled in an ink cartridge, printed on plain paper with an ink-jet printer EM-930C (manufactured by Seiko Epson Corporation), and then the KOKUYO line marker on the plain-paper printing part. A line was drawn with a pen (PM-LM103Y), and the marker resistance was evaluated according to the following criteria. The results are shown in Table 3 and Table 4.
○: The printed part is not soiled.
Δ: Slight dirt and blurring are observed around the printed portion and characters.
X: The printed portion is blurred and the portions other than the printed portion are stained.

表3および表4の結果より、実施例1〜実施例6で得られた顔料分散組成物は、
ポリウレタン樹脂付加顔料(A)と、平均粒子径が10〜300nmである水性分散樹脂(B)とを含むものであることにより、優れた画像濃度、分散性および保存安定性を発揮するとともに、再溶解性および耐マーカー性に優れたものであることが分かる。
From the results of Table 3 and Table 4, the pigment dispersion compositions obtained in Examples 1 to 6 were
By including the polyurethane resin-added pigment (A) and the aqueous dispersion resin (B) having an average particle diameter of 10 to 300 nm, it exhibits excellent image density, dispersibility and storage stability, and is re-dissolvable. It can also be seen that it has excellent marker resistance.

本発明によれば、優れた画像濃度、分散性および保存安定性を発揮するとともに、再溶解性、耐マーカー性および耐擦過性に優れた顔料分散組成物およびインクジェットインキ組成物を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a pigment dispersion composition and an ink-jet ink composition that exhibit excellent image density, dispersibility, and storage stability, and are excellent in re-solubility, marker resistance, and scratch resistance. it can.

Claims (5)

表面に酸性基を有する顔料(I)と、一級アミノ基および二級アミノ基から選ばれるアミノ基を分子中に2以上有する塩基性化合物(II)とを水性媒体中で接触させて、表面に未反応アミノ基を有する顔料を作製した後、さらに、末端イソシアネート基を2以上有するポリイソシアネートポリウレタン樹脂(III)と接触させ尿素結合させてなるポリウレタン樹脂付加顔料(A)の水性分散体と、
平均粒子径が10〜300nmである水性分散樹脂(B)とを含む
ことを特徴とする顔料分散組成物。
A pigment (I) having an acidic group on the surface and a basic compound (II) having two or more amino groups in the molecule selected from a primary amino group and a secondary amino group are brought into contact with each other in an aqueous medium. After preparing a pigment having an unreacted amino group, an aqueous dispersion of a polyurethane resin-added pigment (A) formed by contacting with a polyisocyanate polyurethane resin (III) having two or more terminal isocyanate groups and urea bonding;
A pigment dispersion composition comprising an aqueous dispersion resin (B) having an average particle diameter of 10 to 300 nm.
前記末端イソシアネート基を2以上有するポリイソシアネートポリウレタン樹脂(III)の固形分酸価が20〜200mgKOH/gである請求項1に記載の顔料分散組成物。   The pigment dispersion composition according to claim 1, wherein the polyisocyanate polyurethane resin (III) having two or more terminal isocyanate groups has a solid content acid value of 20 to 200 mgKOH / g. 前記水性分散樹脂(B)が、分子中に陰イオン基またはノニオン基を有する自己分散型水性分散樹脂であるか、または陰イオン乳化剤およびまたはノニオン乳化剤により分散されてなる乳化剤分散型水性分散樹脂である請求項1または請求項2に記載の顔料分散組成物。   The aqueous dispersion resin (B) is a self-dispersing aqueous dispersion resin having an anion group or a nonion group in the molecule, or an emulsifier dispersion type aqueous dispersion resin dispersed by an anionic emulsifier and / or a nonionic emulsifier. The pigment dispersion composition according to claim 1 or 2. 前記表面に酸性基を有する顔料(I)が、表面に酸性基を有する自己分散型カーボンブラックである請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の顔料分散組成物。   The pigment dispersion composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the pigment (I) having an acidic group on the surface is self-dispersing carbon black having an acidic group on the surface. 請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の顔料分散組成物からなることを特徴とするインクジェットインク組成物。   An inkjet ink composition comprising the pigment dispersion composition according to any one of claims 1 to 4.
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JP5906732B2 (en) * 2011-12-27 2016-04-20 東洋インキScホールディングス株式会社 Method for producing alcohol-based urethane urea resin and printing ink composition
CN106566280A (en) * 2015-10-09 2017-04-19 Dic株式会社 Coated pigment composition and production method thereof
EP3392321B1 (en) * 2015-12-18 2020-11-04 Kao Corporation Method for producing aqueous pigment dispersion
JP6499150B2 (en) * 2016-01-07 2019-04-10 三洋化成工業株式会社 Composite particles for ink, ink composition and method for producing the same
JP2017206623A (en) * 2016-05-19 2017-11-24 株式会社リコー Fine particle dispersion, ink, container with ink, image formation apparatus and image formation method
JP7168317B2 (en) * 2016-12-13 2022-11-09 三洋化成工業株式会社 Aqueous dispersion of polyurethane resin composition
JP6758214B2 (en) * 2017-02-14 2020-09-23 理想科学工業株式会社 Oil-based inkjet ink
CN115337296B (en) * 2022-07-01 2024-01-19 华南农业大学 Composite material for inhibiting drug-resistant plasmid horizontal transfer and preparation method and application thereof

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3637691B2 (en) * 1996-08-26 2005-04-13 東洋インキ製造株式会社 Polymer grafted carbon black and dispersion using the same
JP5253694B2 (en) * 2000-02-02 2013-07-31 三菱化学株式会社 Inkjet recording fluid
JP5187679B2 (en) * 2007-11-12 2013-04-24 東海カーボン株式会社 Hydrophilic resin-dispersed carbon black and method for producing aqueous dispersion thereof

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