JP7025211B2

JP7025211B2 - カチオン変性自己分散顔料分散物

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Publication number: JP7025211B2
Application number: JP2017556805A
Authority: JP
Inventors: ステファンウォルフマイケル; ティー．ベルグチャールズ; エル．タムロレッタ; カークパトリックカレン
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 2015-04-30
Filing date: 2016-04-27
Publication date: 2022-02-24
Anticipated expiration: 2036-04-27
Also published as: US10351708B2; JP2018518555A; US20180134896A1; WO2016176246A1

Description

本出願は、米国特許法第１１９条（ｅ）の下において、２０１５年４月３０日付けで出願された米国仮特許出願第６２／１５４８９９号明細書からの優先権を主張するものである。

本発明は、多価カチオン及びアニオン性ポリマーで変性される自己分散顔料分散物に関する。

インクジェット印刷は、望ましい画像を形成するために、インクの液滴が紙などの基材に沈着されるノンインパクト印刷プロセスである。インクジェットプリンターは、フルカラー印刷のために、典型的には、シアン、マゼンタ、及びイエローのインク（ＣＭＹ）を含むインクセットを備える。一般的には、また、インクセットは、ブラックインクを含む（ＣＭＹＫ）。

水性インクジェットインクに適した顔料は、一般的に当技術分野において周知である。典型的には、顔料は、ポリマー分散剤又は界面活性剤などの分散剤によって安定化されて、ビヒクルにおける顔料の安定な分散物を生成する。また、顔料は、「自己分散性」又は「自己分散」顔料（以下、「ＳＤＰ」とする）であり得る。

米国特許第６８９９７５４号明細書では、ＳＤＰ及び多価カチオンを含むインクジェットインクを開示している。多価カチオンは、ＳＤＰ分散物の調製中ではなく、インク配合段階で加えられる。

米国特許第６３３２９１９号明細書及び欧州特許出願公開第１０８６９９７Ａ号明細書では、ＳＤＰ及び一価カチオンの塩を含むブラックインクジェットインクを開示している。これらの一価の塩の存在は、所与の顔料含量で光学濃度を改善することが示唆されている。

米国特許第６２７７１８３号明細書では、ＳＤＰインクと、金属酸化物とを含むブラックインクジェットインクを開示しており、ここで、金属酸化物が存在しない場合よりも存在する場合にインクの光学濃度がより高い。

米国特許第６１５３００１号明細書では、ＳＤＰ（Ｍｉｃｒｏｊｅｔ（登録商標）ＣＷ１）及び９ｐｐｍのカルシウムを含むブラックインクジェットインクの例を開示している。カルシウムの供給源若しくは物理的状態、又はＳＤＰの性質に関する情報は提供されていない。任意の光学密度の関係についての示唆はなされていない。

米国特許第６３７５３１７号明細書では、水性媒体におけるＳＤＰ及び水酸化カルシウムを含むインクジェットインクを開示している。

インクに容易に配合することができる安定な自己分散顔料分散物の必要性が依然として存在する。本開示は、安定な自己分散顔料分散物を調製するプロセスを提供することにより、この必要性を満たす。

一実施形態は、
自己分散顔料であって、自己分散顔料の表面に結合された少なくとも１種類の親水性官能基を有し、前記少なくとも１種類の親水性官能基はカルボキシル基を含む、自己分散顔料と、
Ｍｇ²⁺、Ｃａ²⁺、Ｃｕ²⁺、Ａｌ³⁺、Ｆｅ³⁺、及びこれらの混合物からなる群から選択される多価カチオンであって、自己分散顔料における表面酸性基とのイオン結合を介して前記自己分散顔料に吸着されている多価カチオンと、
アニオン性ポリマーバインダーと
を含む、水性顔料分散物を提供する。

別の実施形態は、多価カチオンが少なくとも２ｐｐｍのレベルで存在することを提供する。

別の実施形態は、多価カチオンがＭｇ²⁺であることを提供する。

別の実施形態は、多価カチオンがＣｕ²⁺であることを提供する。

別の実施形態は、多価カチオンがＣａ²⁺であることを提供する。

別の実施形態は、多価カチオンがＡｌ³⁺であることを提供する。

別の実施形態は、アニオン性ポリマーバインダーが、ポリウレタン、水性アクリルコポリマー、水性ポリエステル、及びこれらの混合物からなる群から選択されることを提供する。

別の実施形態は、ポリウレタンが両性であることを提供する。

別の実施形態は、ポリウレタンが両性ポリエステルであることを提供する。

別の実施形態は、アクリルコポリマーがランダムポリマーであることを提供する。

別の実施形態は、アクリルコポリマーがブロックポリマーであることを提供する。

更に別の実施形態は、水性アクリルコポリマーがグラフトポリマーであることを提供する。

本実施形態のこれらの及びその他の特徴及び有利性は、以下の詳細な説明を読むことで当業者により容易に理解されるであろう。また、明確にするため、別々の実施形態として前述又は後述される開示された実施形態の特定の特徴は、単一の実施形態の組合せにおいてもたらされ得る。反対に、また、単一の実施形態に関連して記載される開示された実施形態の様々な特徴は、別々に又は任意の下位の組合せにおいてもたらされ得る。

特に明記又は定義しない限り、本明細書において使用されるすべての技術用語及び科学用語は、本開示が属する技術分野の当業者によって一般に理解されている意味を有する。

特に明記しない限り、すべてのパーセント、部、比等は、重量によるものである。

量、濃度、又はその他の値若しくはパラメータが範囲、好ましい範囲、又は上側の好ましい値及び下側の好ましい値のリストとして与えられる場合、これは、範囲が別個に開示されるかどうかにかかわらず、任意の上側範囲限界又は好ましい値及び任意の下側範囲限界又は好ましい値の任意の対から形成された範囲のすべてを具体的に開示すると理解されるべきである。数値の範囲が本明細書中に記載される場合、別記しない限り、範囲は、それらの端点と、範囲内のすべての整数及び分数とを含むものとする。

「約」という用語が値又は範囲の終点を記載する際に使用される場合、本開示は、言及される特定の値又は終点を包含することが理解されなければならない。

本明細書において使用される場合、「ＳＤＰ」という用語は、「自己分散性」又は「自己分散」顔料を意味する。

本明細書において使用される場合、「分散」という用語は、１つの相がバルク物質にわたり分布された微細粒子（多くの場合にコロイドの大きさの範囲において）からなる２相系を意味し、粒子は、分散された相又は内相であり、且つバルク物質は、連続相又は外相である。

本明細書において使用される場合、「分散剤」という用語は、多くの場合、コロイドの大きさの極めて微細な固体粒子の均一且つ最大の分離を促進するために懸濁媒体に加えられた界面活性剤を意味する。顔料の場合、分散剤は、最も多くの場合、ポリマー分散剤であり、通常、分散剤及び顔料は、分散器材を使用して混ぜ合わされる。

本明細書において使用される場合、「ＯＤ」という用語は、光学密度を意味する。

本明細書において使用される場合、「官能基化の度合い」という用語は、本明細書において更に記載される方法に従って測定される、単位表面積当たりのＳＤＰの表面に存在する親水性基の量を意味する。

本明細書において使用される場合、「水性ビヒクル」という用語は、水、又は水と少なくとも１つの水溶性若しくは部分的に水溶性（即ち、メチルエチルケトン）の有機溶媒（共溶媒）との混合物を意味する。

本明細書において使用される場合、「Ｄ５０」という用語は、粒径の分布の５０パーセンタイル（中央値）の体積粒子直径を意味する。

本明細書において使用される場合、「実質的に」という用語は、相当な程度、ほとんどすべてであることを意味する。

本明細書において使用される場合、「ダイン／ｃｍ」という用語は、１センチメートル当たりのダイン、表面張力単位を意味する。

本明細書において使用される場合、「ｃＰ」という用語は、粘度単位、センチポアズを意味する。

本明細書において使用される場合、「ｍＰａ．ｓ」という用語は、粘度単位、ミリパスカル秒を意味する。

本明細書において使用される場合、「ｍＮ．ｍ^-1」という用語は、表面張力単位、１メートル当たりのミリニュートンを意味する。

本明細書において使用される場合、「ｍＳ．ｃｍ^-1」という用語は、導電率単位、１センチメートル当たりのミリジーメンスを意味する。

本明細書において使用される場合、「ＥＤＴＡ」という用語は、エチレンジアミン四酢酸を意味する。

本明細書において使用される場合、「ＩＤＡ」という用語は、イミノ二酢酸を意味する。

本明細書において使用される場合、「ＥＤＤＨＡ」という用語は、エチレンジアミン－ジ（ｏ－ヒドロキシフェニル酢酸）を意味する。

本明細書において使用される場合、「ＤＨＥＧ」という用語は、ジヒドロキシエチルグリシンを意味する。

本明細書において使用される場合、「ＤＴＰＡ」という用語は、ジエチレントリアミン－Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’，Ｎ’’－ペンタ酢酸を意味する。

本明細書において使用される場合、「ＧＥＤＴＡ」という用語は、グリコールエーテルジアミン－Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－テトラ酢酸を意味する。

本明細書において使用される場合、「ＲＭＳＤ」という用語は、二乗平均平方根偏差を意味する。

本明細書において使用される場合、「出射性」という用語は、印刷時に目詰まり又は撓みのない良好な出射特性を意味する。

本明細書において使用される場合、「持続長」という用語は、長いポリマーの剛性を定量化する基本的な機械的特性である。

特に明記しない限り、前述の化学物質は、Ａｌｄｒｉｃｈ（Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ，Ｕ．Ｓ．Ａ．）又はその他の同様の研究室用化学物質供給業者から入手した。

明確に述べられる場合のみを除いて、本明細書における材料、方法、及び例は例示的であり、限定されることを意図しない。

更に、文脈上特に明記されない限り、単数形での言及はまた、複数形を含んでもよい（例えば、「１つの（ａ）」及び「１つの（ａｎ）」は、１つ又は１つ以上を指してもよい）。

顔料
本開示のＳＤＰは、官能基、又は官能基を含む分子を顔料の表面に対してグラフトすることにより、物理処理（真空プラズマなど）により、又は化学処理（例えば、オゾン、次亜塩素酸などによる酸化）により調製され得る。単一の種類又は複数の種類の親水性官能基は、１つの顔料粒子に結合され得る。親水基は、水性ビヒクルに分散される場合、ＳＤＰに陰電荷をもたらすカルボン酸基又はスルホン酸基である。通常、カルボン酸基又はスルホン酸基は、一価の及び／又は二価のカチオン性対イオンを伴う。ＳＤＰを作製する方法は、周知であり、例えば、米国特許第５５５４７３９号明細書及び米国特許第６８５２１５６号明細書に見られ得る。

ＳＤＰは、カーボンブラックに基づくものなどのブラック又は着色された顔料であり得る。インクジェットインクに有用である色特性を有する顔料の例としては、ピグメントブルー１５：３及びピグメントブルー１５：４（シアンの場合）、ピグメントレッド１２２及びピグメントレッド２０２（マゼンタの場合）、ピグメントイエロー１４、ピグメントイエロー７４、ピグメントイエロー９５、ピグメントイエロー１１０、ピグメントイエロー１１４、ピグメントイエロー１２８、及びピグメントイエロー１５５（イエローの場合）、ピグメントオレンジ５、ピグメントオレンジ３４、ピグメントオレンジ４３、ピグメントオレンジ６２、ピグメントレッド１７、ピグメントレッド４９：２、ピグメントレッド１１２、ピグメントレッド１４９、ピグメントレッド１７７、ピグメントレッド１７８、ピグメントレッド１８８、ピグメントレッド２５５、及びピグメントレッド２６４（レッドの場合）、ピグメントグリーン１、ピグメントグリーン２、ピグメントグリーン７、及びピグメントグリーン３６２６４（グリーンの場合）、ピグメントブルー６０、ピグメントバイオレット３、ピグメントバイオレット１９、ピグメントバイオレット２３、ピグメントバイオレット３２、ピグメントバイオレット３６、及びピグメントバイオレット３８（ブルーの場合）、及びカーボンブラックが挙げられる。しかしながら、これらの顔料のいくつかは、ＳＤＰとしての調製に適していなくともよい。着色剤は、それらの「Ｃ．Ｉ．」によって本明細書において表される。

本開示のＳＤＰは、ある度合いの官能基化を有することができ、この場合、アニオン性基の密度は、顔料表面の１平方メートル当たり約３．５μモル未満（３．５μモル／ｍ²）、より詳しくは、約３．０μモル／ｍ²未満である。また、約１．８μモル／ｍ²未満、より詳しくは、約１．５μモル／ｍ²未満の官能基化の度合いが適切であり、ＳＤＰの所定の特定の種類に好ましい場合がある。

分散後の有用な粒径の範囲は、典型的には約０．００５マイクロメートル～約１５マイクロメートルである。典型的には、顔料粒径は、約０．００５マイクロメートル～約５マイクロメートル、詳しくは約０．００５マイクロメートル～約１マイクロメートルの範囲になければならない。動的光散乱で測定される平均粒径は、約５００ｎｍ未満、典型的には約３００ｎｍ未満である。

多価カチオン
本開示の自己分散顔料分散物は、１つ以上の多価カチオンを含む。特定の状況で必要とされる有効量は、変動することができ、本明細書に記載されているいくらかの調整が一般的に必要である。

「多価」は、２以上の酸化状態を示し、元素「Ｚ」については、典型的には、Ｚ²⁺、Ｚ³⁺、Ｚ⁴⁺などと記載される。簡潔にするために、多価カチオンは、本明細書では、Ｚ^xとして言及され得る。多価カチオンは、好ましくは水性インクビヒクルに可溶性であり、好ましくは実質的にイオン化された状態で存在する。多価カチオンは、遊離性であり、且つインク成分、特にＳＤＰと相互作用するのに利用できる形態でなければならない。例えば、耐火性酸化物として強く結合されたＺ^xなどの利用できない形態の多価カチオンは、本発明の目的のための多価カチオンとはみなされない。

Ｚ^xとしては、これらに限定されるものではないが、以下の元素の多価カチオンが挙げられる：Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｒｕ、Ｃｏ、Ｒｈ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ。一実施形態では、多価カチオンは、Ｃａではない。別の実施形態では、多価カチオンは、Ｃａ、Ｂａ、Ｒｕ、Ｃｏ、Ｚｎ、及びＧａの少なくとも１つを含む。更に別の実施形態では、多価カチオンは、Ｂａ、Ｒｕ、Ｃｏ、Ｚｎ、及びＧａの少なくとも１つを含む。好ましい実施形態では、Ｚ^xは、３価のカチオンを含む。

Ｚ^xは、塩の形態で添加することにより、又はアルカリの形態で添加することによりインクに組み込まれ得、インクｐＨの調整において塩基として使用され得る。任意の分散物、特にイオン的に安定化される分散物と同様に、大量のＺ^xの存在は不安定化する場合がある。本発明のインクに必要なＺ^xの有効レベルは、不安定性又はその他の問題を引き起こすものより低い。

本発明によって考えられる最小レベルは、微量又は偶発的な量よりも大きいレベルであるが、Ｚ^xの特定の下限はない。一般的には、インクにおいて、少なくとも約２ｐｐｍ、通常、少なくとも約４ｐｐｍ、更には１０ｐｐｍ以上の多価が存在する。同様に、安定性又はその他のインク特性によって示される場合を除いて、特定の上限はない。しかし、あるレベルでは、Ｚ^xの増加に伴う更なるＯＤの増加はない。場合により、Ｚ^xが多すぎるとＯＤが再び低下する可能性がある。一般的には、有益な効果は、約２００ｐｐｍ未満のＺ^x、典型的には更に約１００ｐｐｍ未満で達成される。

重量パーセントを単位とするＺ^xの前述の説明は、簡易で具体的な指針のために提供されているが、以下の例から、多価カチオンの適切なレベルは、より複雑な方法でモル当量、原子量、原子価状態などの因子に、またインクにおけるＳＤＰ量及び処理のそのレベルに関連することを認識するであろう。

従って、多価カチオン含有量を考慮した好ましい方法は、表面機能の１００当量当たりのＺ^xの調整された当量による。存在するＺの量は、価電子状態（ｘ）によって調整される（倍にされる）。方程式は、以下の通りに記述され得る。

Ｚ^xが多価カチオンの２つ以上の種を含む場合、１００表面機能当たりの調整されたＺは、存在するすべてのＺ^x種における調整されたＺの合計である。１００表面機能当たりの調整されたＺの好ましいレベルは、約０．５～２０、より好ましくは約０．８～１２の範囲である。

可溶性多価カチオンに関連したサーモインクジェットプリントヘッドにおけるコゲーションの潜在的な問題のため、カチオンの選択が重要である。適切なカチオンは、ＳＤＰ顔料酸官能基に強く吸着することができるカチオンである。その他の多価カチオンも使用することができるが、Ａｌ³⁺、Ｆｅ³⁺、Ｍｇ²⁺、Ｃｕ²⁺、及びＣａ²⁺は、本開示の分散物に特に適している。

米国特許第６８９９７５４号明細書に記載された方法によるＳＤＰへの多価カチオンの添加は、イオン強度が高すぎることになるために、添加することができるカチオンのレベルを制限する。一価のカチオン及びアニオンからイオン強度を除くことにより、高レベルの多価カチオンを分散物に導入することができる。

水溶性多価カチオン塩は、顔料分散物に直接加えられる。アルカリ性を維持するために、カチオン塩の添加時のｐＨを調整する必要がある場合がある。イオン強度を低下させて分散安定性を改善するために、典型的には、カチオン塩の添加後に限外濾過が行われる。さもなければ、得られた分散物は、塩の添加時に分散ショックに起因する粒径の成長を示す場合がある。凝集体を破壊するために、マイクロフルイダイゼーション又はその他の高せん断処理が必要とされる場合がある。或いは、限外濾過中に濃縮物の導電率目標を維持することにより、粒径の成長を制御しながら表面酸官能性に関して特定の多価カチオンモル比を達成することが可能である。

また、本開示の分散物は、米国特許第６８５２１５６号明細書に記載されているものなど、ＳＤＰ酸化プロセス中に水溶性塩又は水不溶性水酸化物として多価カチオンを導入することによって作製することができ、完全に説明したかのように参照により本明細書に組み込まれる。このように導入された水酸化物は、酸化プロセス中に生成された酸のために可溶化され得る。

アニオン性ポリマーバインダー
本開示のための適切なアニオン性ポリマーバインダーとしては、ポリウレタン、ポリ尿素、ポリエステル、ポリエーテル、水性アクリルコポリマー、及びこれらの混合物が挙げられる。ポリウレタン及びポリエステルは、両性であり得る。アクリルコポリマーとしては、ランダム、グラフト、及びブロックポリマーが挙げられる。

酸価の計算
酸価は以下に示すように計算した。
酸価＝（Ｖ₂－Ｖ₁）×（ＨＣｌ規定度）／（試料重量×試料の固形分％）
酸価の単位は、「固体１ｇ当たりの酸のミリモル」であり、
式中、
Ｖ₁＝変曲点＃１における容積（ｍＬ）
Ｖ₂＝変曲点＃２における容積（ｍＬ）
ＨＣｌ規定度＝滴定に使用されるＨＣｌ滴定溶液の規定度
サンプル重量＝水性ＳＤＰの重量（ｇ）
固形分％＝酸含有顔料分散物の固形分パーセント
である。

ポリマーバインダー１
ポリマーバインダー１は、０．５５ミリモル酸／ｇのＡＶを有するカルボン酸基を含み、完全に説明したかのように参照により本明細書に組み込まれる特許公開国際公開第２０１３／１６５９４６号パンフレットに開示された手順に従って調製した。

顔料分散物１
所望のレベルの表面官能性が達成されるまで、完全に説明したかのように参照により本明細書に組み込まれる米国特許第６８５２１５６号明細書に記載された手順に従ってカーボンブラック（Ｎｉｐｅｘ１６０ＩＱ、Ｏｒｉｏｎ、表面積＝１８０、吸油度＝１２８、一次粒径＝２０ｎｍ）を酸化し、その後、水酸化カリウムで中和した。

酸化及び中和後、限外濾過によって分散物を精製した。分散物の酸価を、分散物の秤量した試料のｐＨを約１２に調整して、表面のすべての酸性基が中和されることを確実にすることによって測定した。次いで、試料を、自動滴定機を用いて希塩酸で逆滴定した。こうして得られた顔料分散物１は、１９．４５％の固形分及び０．４１ミリモル／ｇの酸価を有した。

分散を行った後、ポリマーバインダー１を顔料対バインダーＰ／Ｂ比１０で分散物に自由に加え、３０分間攪拌した。

顔料分散物２
顔料分散物１の試料をポットに加え、顔料濃度が４％になるまでＤＩ水で希釈した。ポットの底部排出物を５００キロダルトンの限外濾過膜カートリッジにポンプで送り、再循環させた。別に、硝酸鉄の０．０４Ｍ溶液を調製し、添加漏斗に入れた。調製した溶液の量は、Ｆｅ（ＮＯ ₃ ） ₃の顔料表面酸に対するモル比が０．４であるものであった。添加漏斗を濃縮物ポットの上に置き、透過液を別のポットに収集しながら滴下にて加えた。鉄は、顔料におけるカリウム塩を置き換える。カリウム及び硝酸塩を透過物において濃縮物から除去した。濃縮物ポットを約４％の顔料で保持し、塩溶液の添加後に約０．１ｍＳ／ｃｍの導電率の終点までＤＩ水で洗浄した。次いで、分散物を約１２％の顔料に濃縮した。

顔料分散物３
顔料分散物１の試料をポットに加え、顔料濃度が４％になるまでＤＩ水で希釈した。ポットの底部排出物を５００キロダルトンの限外濾過膜カートリッジにポンプで送り、再循環させた。別に、硝酸アルミニウムの０．０４Ｍ溶液を調製し、添加漏斗に入れた。調製した溶液の量は、Ａｌ（ＮＯ₃）₃の顔料表面酸に対するモル比が０．４であるものであった。添加漏斗を濃縮物ポットの上に置き、透過物を別のポットに収集しながら滴下にて加えた。アルミニウムは、顔料におけるカリウム塩を置き換える。カリウム及び硝酸を透過物において濃縮物から除去した。濃縮物ポットを約４％の顔料で保持し、塩溶液の添加後に約０．１ｍＳ／ｃｍの導電率の終点までＤＩ水で洗浄した。次いで、分散物を約１２％の顔料に濃縮した。

顔料分散物４
顔料分散物１の試料をポットに加え、顔料濃度が４％になるまでＤＩ水で希釈した。ポットの底部排出物を５００キロダルトンの限外濾過膜カートリッジにポンプで送り、再循環させた。別に、硝酸マグネシウムの０．０４Ｍ溶液を調製し、添加漏斗に入れた。調製した溶液の量は、Ｍｇ（ＮＯ₃）₂の顔料表面酸に対するモル比が０．４であるものであった。添加漏斗を濃縮物ポットの上に置き、透過物を別のポットに収集しながら滴下にて加えた。マグネシウムは、顔料におけるカリウム塩を置き換える。カリウム及び硝酸を透過物において濃縮物から除去した。濃縮物ポットを約４％の顔料で保持し、塩溶液の添加後に約０．１ｍＳ／ｃｍの導電率の終点までＤＩ水で洗浄した。次いで、分散物を約１２％の顔料に濃縮した。

顔料分散物５
顔料分散物５を顔料分散物２と同様に調製した。しかしながら、多価カチオン溶液を加えた後、ポリマーバインダー１をプロセス中に濃縮物ポットに顔料対バインダーＰ／Ｂ比１０で加えた。分散物をＤＩ水で洗浄し３倍容積に希釈し、約１２％の顔料に濃縮した。

顔料分散物６
顔料分散物６を顔料分散物３と同様に調製した。しかしながら、多価カチオン溶液を加えた後、ポリマーバインダー１をプロセス中に濃縮物ポットに顔料対バインダーＰ／Ｂ比１０で加えた。分散物をＤＩ水で洗浄し３倍容積に希釈し、約１２％の顔料に濃縮した。

顔料分散物７
顔料分散物７を顔料分散物４と同様に調製した。しかしながら、多価カチオン溶液を加えた後、ポリマーバインダー１をプロセス中に濃縮物ポットに顔料対バインダーＰ／Ｂ比１０で加えた。分散物をＤＩ水で洗浄し３倍容積に希釈し、約１２％の顔料に濃縮した。

結果
顔料の表面に吸着したバインダーの量を以下の方法によって定量した。

分散物のそれぞれの試料を５％の顔料に希釈し、２０，０００ｒｐｍで２時間遠心分離した。次に、遠心分離した試料の上清を回収した。上清の３つの試料をトレイに秤量し、１５０℃のオーブンに３時間入れた。次いで、３つの試料の平均％固形分を記録した。残りの上清試料をＵＶ－ｖｉｓによって顔料固形分について測定した。この情報を用いて質量バランスを調製して、表面に吸着されたポリマーの量として定義される結合されたポリマーと、溶液中に遊離したポリマーの量として定義される遊離したポリマーとを計算した。結果を表１に示す。

表１に示すように、ＳＤＰを多価カチオンで表面処理した場合、結合されたポリマー％は増加した。結合されたポリマーは、バインダーが処理中に加えられた場合に更に高かった。また、３価のカチオンで処理したＳＤＰ試料は、２価の試料よりも多くの結合されたポリマーを有した。

Claims

自己分散顔料であって、前記自己分散顔料の表面に結合された少なくとも１種類の親水性官能基を有し、前記少なくとも１種類の親水性官能基はカルボキシル基を含む、自己分散顔料と、
Ｍｇ²⁺、Ｃａ²⁺、Ｃｕ²⁺、Ａｌ³⁺、Ｆｅ³⁺、及びこれらの混合物からなる群から選択される多価カチオンであって、前記自己分散顔料における表面酸性基とのイオン結合を介して前記自己分散顔料に吸着されている、多価カチオンと、
アニオン性ポリマーバインダーと
を含む、水性顔料分散物。
前記多価カチオンは、少なくとも２ｐｐｍのレベルで存在する、請求項１に記載の顔料分散物。
前記多価カチオンは、Ｍｇ²⁺である、請求項１に記載の顔料分散物。
前記多価カチオンは、Ｃｕ²⁺である、請求項１に記載の顔料分散物。
前記多価カチオンは、Ｃａ²⁺である、請求項１に記載の顔料分散物。
前記多価カチオンは、Ａｌ³⁺である、請求項１に記載の顔料分散物。
前記アニオン性ポリマーバインダーは、ポリウレタン、水性アクリルコポリマー（waterborne acrylic copolymer）、ポリエステル、及びこれらの混合物からなる群から選択される、請求項１に記載の顔料分散物。
前記ポリウレタンは、両性である、請求項７に記載の顔料分散物。
前記ポリエステルは、両性である、請求項７に記載の顔料分散物。
前記水性アクリルコポリマーは、ランダムポリマーである、請求項７に記載の顔料分散物。
前記水性アクリルコポリマーは、ブロックポリマーである、請求項７に記載の顔料分散物。
前記水性アクリルコポリマーは、グラフトポリマーである、請求項７に記載の顔料分散物。