JP7428301B1 - 顔料組成物、着色剤およびリキッドインキ - Google Patents
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Abstract
Description
式(I)のようなアルキレン基の両末端にカルボキシル基を持つポリカルボン酸の場合、アルキレン基が短すぎると、有機顔料表面上に樹脂が吸着するとき立体的に混み合ってしまい、充分な効果の得られないことがある。一方で、アルキレン基が長すぎると、ポリカルボン酸化合物の溶剤への溶解性が高くなり、有機顔料表面への吸着量が少なくなり効果が小さくなる。
また、式(II)のような2つのカルボキシル基がエテンに置換するポリカルボン酸化合物の場合、カルボキシル基の立体配置が重要である。シス体であると、2つのカルボキシル基両方が有機顔料もしくは樹脂成分どちらか一方に吸着してしまい、顔料と樹脂を仲立ちすることができないため分散性、分散安定性を向上させる効果が小さい。一方で、トランス体を使用する場合は顔料に樹脂を吸着させることができ、分散性、分散安定性を向上させる効果が大きい。
式(III)のように芳香環上のカルボキシル基や、芳香環上にカルボキシル基の置換するアルキル基を複数持つポリカルボン酸化合物の場合、カルボキシル基の置換位置が重要である。オルト位に2つのカルボキシル基が置換すると、カルボキシル基置換エテンのシス体同様の理由で、顔料もしくは樹脂のいずれか一方に吸着してしまい、充分な効果が得られない。メタ位、パラ位にカルボキシル基を持つポリカルボン酸化合物であれば、有機顔料と樹脂、双方と相互作用することができ、分散性、分散安定性が向上する。
『項1. ベンズイミダゾロンアゾ顔料及びキナクリドン顔料からなる群より選択される少なくとも1つの有機顔料と、下記式(I)~(III)で表される少なくとも1つのポリカルボン酸化合物と、を含有する顔料組成物。
・・・(I)
(式(I)中のR1は、水酸基またはカルボキシル基が置換していてもよいアルキレン基、もしくは単結合を表す。)
・・・(II)
(式(II)中のR2は、水酸基またはカルボキシル基が置換していてもよいアルキル基を表す。)
・・・(III)
(式(III)中のR3は、カルボキシル基またはカルボキシル基の置換するアルキル基、R4~R6は、それぞれ独立して水素原子、水酸基、カルボキシル基、水酸基もしくはカルボキシル基が置換していてもよいアルキル基を表し、R4~R6のうち一つ以上はカルボキシル基またはカルボキシル基の置換するアルキル基である。)
項2. 項1に記載の顔料組成物を含む着色剤。
項3. 項2に記載の着色剤を含有するリキッドインキ。』に関する。
本発明の顔料組成物は、ベンズイミダゾロンアゾ顔料及びキナクリドン顔料からなる群より選択される少なくとも1つの有機顔料と、下記式(I)~(III)で表される少なくとも1つのポリカルボン酸化合物と、を含有する。
・・・(I)
(式(I)中のR1は、水酸基またはカルボキシル基が置換していてもよいアルキレン基、もしくは単結合を表す。)
・・・(II)
(式(II)中のR2は、水酸基またはカルボキシル基が置換していてもよいアルキル基を表す。)
・・・(III)
(式(III)中のR3は、カルボキシル基またはカルボキシル基の置換するアルキル基、R4~R6は、それぞれ独立して水素原子、水酸基、カルボキシル基、水酸基もしくはカルボキシル基が置換していてもよいアルキル基を表し、R4~R6のうち一つ以上はカルボキシル基またはカルボキシル基の置換するアルキル基である。)
本明細書では、上記式(I)~(III)で表される少なくとも1つのポリカルボン酸化合物を単に「ポリカルボン酸化合物」と称する場合がある。なお、式(I)で表される化合物には、式(II)及び式(III)で表される化合物は含まない。
本発明における有機顔料は、ベンズイミダゾロンアゾ顔料及びキナクリドン顔料からなる群より選択される少なくとも1つである。ベンズイミダゾロンアゾ顔料としては、例えば、C.I.ピグメントイエロー180(PY180)、C.I.ピグメントイエロー181(PY181)、C.I.ピグメントイエロー185(PY185)、C.I.ピグメントイエロー154(PY154)、C.I.ピグメントイエロー120(PY120)、C.I.ピグメントイエロー151(PY151)、C.I.ピグメントイエロー167(PY167)、C.I.ピグメントイエロー175(PY175)、C.I.ピグメントイエロー194(PY194)、C.I.ピグメントオレンジ36(PO36)、C.I.ピグメントオレンジ62(PO62)、C.I.ピグメントオレンジ60(PO60)、C.I.ピグメントオレンジ64(PO64)、C.I.ピグメントオレンジ72(PO72)、C.I.ピグメントレッド171(PR171)、C.I.ピグメントレッド175(PR175)、C.I.ピグメントレッド176(PR176)、C.I.ピグメントレッド185(PR185)、C.I.ピグメントレッド208(PR208)、C.I.ピグメントバイオレット32(PV32)、C.I.ピグメントブラウン25(PBr25)、C.I.ピグメントブラウン32(PBr32)が挙げられる。また、キナクリドン顔料としては、例えばC.I.ピグメントバイオレッド19(PV19)、C.I.ピグメントレッド122(PR122)、C.I.ピグメントレッド209(PR209)、C.I.ピグメントレッド202(PR202)、C.I.ピグメントレッド206(PR206)、C.I.ピグメントオレンジ48(PO48)、C.I.ピグメントオレンジ49(PO49)、C.I.ピグメントバイオレット42(PV42)が挙げられる。中でもベンズイミダゾロンアゾ顔料としてはベンズイミダゾロンアセトロン系アゾ顔料がよく、特にPY180が好ましく、キナクリドン顔料としてはPV19とPR122が好ましい。これらの有機顔料は、一種を単独で用いてもよく、2種以上を組合せて用いても良く、2種以上を組み合わせた固溶体であってもよい。
上記ポリカルボン酸化合物は、上記式(I)~(III)で表される少なくとも1つのポリカルボン酸化合物である。上記式(I)~(III)で表される少なくとも1つのポリカルボン酸化合物のカルボキシル基が置換していてもよいアルキル基におけるアルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基が挙げられる。式(I)で表される化合物としては、例えば、酒石酸、コハク酸、クエン酸、グルタル酸、アジピン酸、シュウ酸、リンゴ酸、アスパラギン酸、マロン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸が挙げられる。式(II)で表される化合物としては、例えば、アコニット酸、フマル酸、メサコン酸が挙げられる。また、式(III)で表される化合物としては、例えば、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメシン酸、ベンゼントリカルボン酸、メチルイソフタル酸、ヒドロキシイソフタル酸、メチルテレフタル酸、ヒドロキシテレフタル酸、フェニレン二酢酸が挙げられる。なかでも式(I)で表される化合物としては酒石酸、コハク酸、クエン酸、グルタル酸、式(II)で表される化合物としてはアコニット酸、フマル酸、式(III)で表される化合物としてはイソフタル酸、テレフタル酸が好ましい。上記ポリカルボン酸化合物が光学異性を持つ化合物である場合、ラセミ体であってもよいし、いずれかの光学異性体であってもよい。上記ポリカルボン酸化合物は、一種を単独で用いてもよく、2種以上を組合せて用いても良い。
本発明の顔料組成物は、例えば、有機顔料へのポリカルボン酸化合物の添加を経て得られる。添加方法としては、特に限定されず、粉体のポリカルボン酸化合物を有機顔料へ投入してもよく(ドライブレンド)、粉体のポリカルボン酸化合物を溶剤に予め分散させたスラリー状の有機顔料へ投入してもよく(湿式)、一度水などの溶剤に溶かしたポリカルボン酸化合物を上記のような有機顔料へ投入してもよい。また、ポリカルボン酸化合物を一度に有機顔料へ投入してもよく、何回かに分けて投入してもよい。ポリカルボン酸化合物を有機顔料へ投入後、十分に攪拌して、ポリカルボン酸化合物を有機顔料に分散させることで顔料組成物が得られる。液中で充分に混合後、スラリーpHを酸性としてポリカルボン酸を酸析させてもよいし、無機塩を加えてポリカルボン酸をCa塩、Mg塩、Al塩などの形で塩析させてもよい。有機顔料は、市販されている上述のベンズイミダゾロンアゾ顔料及びキナクリドン顔料をそのまま使用することができる。また、ポリカルボン酸化合物も試薬として市販されているものをそのまま使用することができる。
本発明の着色剤は、上記顔料組成物を含む限り特に制限されず、着色機能を必要とするような着色剤用途であれば何れにも好適に使用できる。例えば、塗料、印刷インキ、着色成形品、トナー、表示装置のカラーフィルタやブラックマトリックス、インクジェット記録用インク等の公知慣用の各種用途に使用することができる。本発明の着色剤は、本発明の顔料組成物の他、各用途に適した成分を含む。
下記表1に示す通り、有機顔料と酸化合物を混合粉砕機LAB MILL(大阪ケミカル株式会社製)のミルカップ大に入れ、30秒間混合し、それぞれ顔料組成物を得た。
1000gの水を張った2Lステンレス製カップに、C.I.ピグメントイエロー180の水ウェット(DIC株式会社製)130g(顔料分50g)を加え、1時間撹拌した。次いで、L(+)-酒石酸(関東化学株式会社製)2.5gを加え、1時間撹拌した。これをブフナー漏斗で濾過し、ウェットケーキを98℃で18時間乾燥させ、混合粉砕機LAB MILL(大阪ケミカル株式会社製)で30秒間粉砕し、PY180組成物20を得た。
実施例20のL(+)-酒石酸(関東化学株式会社製)をクエン酸(関東化学株式会社製)に変え、同様の操作を行い、PY180組成物21を得た。
(有機顔料)
PY180 ‥C.I.ピグメントイエロー180(DIC株式会社製)
PR122/V19 ‥C.I.ピグメントレッド122/バイオレット19固溶体(DIC株式会社製)
PR122 ‥C.I.ピグメントレッド122(DIC株式会社製)
PV19 ‥C.I.ピグメントバイオレット19(DIC株式会社製)
PY83 ‥C.I.ピグメントイエロー83(DIC株式会社製)
PR146 ‥C.I.ピグメントレッド146(DIC株式会社製)
PR213 ‥C.I.ピグメントレッド213(DIC株式会社製)
PB15:3 ‥C.I.ピグメントブルー15:3(DIC株式会社製)
PV23 ‥C.I.ピグメントバイオレット23(DIC株式会社製)
PR254 ‥C.I.ピグメントレッド254(DIC株式会社製)
(酸化合物)
酒石酸 ‥L(+)-酒石酸(関東化学株式会社製)
コハク酸 ‥コハク酸(関東化学株式会社製)
クエン酸 ‥クエン酸(関東化学株式会社製)
アジピン酸 ‥アジピン酸(関東化学株式会社製)
シュウ酸無水物 ‥シュウ酸無水物(関東化学株式会社製)
シュウ酸二水和物 ‥シュウ酸二水和物(関東化学株式会社製)
フマル酸 ‥フマル酸(関東化学株式会社製)
グルタル酸 ‥グルタル酸(関東化学株式会社製)
イソフタル酸 ‥イソフタル酸(関東化学株式会社製)
テレフタル酸 ‥テレフタル酸(関東化学株式会社製)
アコニット酸 ‥trans-アコニット酸(富士フイルム和光純薬株式会社)
安息香酸 ‥安息香酸(関東化学株式会社製)
フタル酸 ‥フタル酸(関東化学株式会社製)
フタル酸二Na ‥フタル酸二ナトリウム(関東化学株式会社製)
ベンゼンスルホン酸Na ‥ベンゼンスルホン酸ナトリウム(関東化学株式会社製)
グリシン ‥グリシン(関東化学株式会社製)
アスパラギン酸 ‥アスパラギン酸(関東化学株式会社製)
ヒドロキシステアリン酸 ‥ヒドロキシステアリン酸(関東化学株式会社製)
マレイン酸 ‥マレイン酸(関東化学株式会社製)
メリト酸 ‥メリト酸(東京化成工業株式会社製)
前記実施例1~27、比較例1~22で得られた顔料組成物それぞれについて、顔料組成物10g、ポリウレタン樹脂サンプレンIB-501(三洋化成工業株式会社製)20g、酢酸エチル13g、イソプロピルアルコール7g、1/8インチスチールビーズ(持木鋼球軸受株式会社製)180gを250mLポリエチレン製広口瓶に入れ、ペイントシェーカー(株式会社東洋精機製作所製)で30分間分散した。その後、ポリウレタン樹脂サンプレンIB-501 35g、酢酸エチル9.75g、イソプロピルアルコール5.25gを追加で広口瓶に加え、ペイントシェーカー(株式会社東洋精機製作所製)で5分間分散し、ポリウレタンインキをそれぞれ得た。
また、各顔料組成物を作製する際に原料として使用した有機顔料(酸化合物を含まない有機顔料)から、同様の操作により、ポリウレタンインキをそれぞれ得た。
得られたポリウレタンインキを20℃恒温槽で1時間以上静置し、R85形粘度計RB85L(東機産業株式会社製)で回転速度60rpmでの粘度を測定した。
得られたポリウレタンインキを多重安全式乾燥器MSO-45TPH(株式会社二葉化学製)中に50℃で7日間貯蔵した後、20℃恒温槽で1時間以上静置し、R85形粘度計RB85L(東機産業株式会社製)で回転速度60rpmでの粘度を測定した。
酸化合物による分散性向上の効果を、下記式にて計算した。計算値が小さいほど、分散性に優れる。
[実施例・比較例の顔料組成物のポリウレタンインキの初期粘度]/[原料として使用した有機顔料のポリウレタンインキの初期粘度]
また、前記式の値が25%以下のとき◎、25~50%のとき〇、50~100%のとき△、100%以上のとき×と判定した。分散性のよい方から、◎、〇、△、×である。
酸化合物による分散安定性向上の効果を、下記式にて計算した。計算値が小さいほど、分散安定性に優れる。
[実施例・比較例の顔料組成物のポリウレタンインキの経時粘度]/[原料として使用した有機顔料のポリウレタンインキの経時粘度]
また、前記式の値が25%以下のとき◎、25~50%のとき〇、50~100%のとき△、100%以上のとき×と判定した。分散安定性のよい方から、◎、〇、△、×である。
Claims (2)
- 着色剤を含有するリキッドインキであって、
前記着色剤が、顔料組成物を含有し、
前記顔料組成物が、ベンズイミダゾロンアゾ顔料及びキナクリドン顔料からなる群より選択される少なくとも1つの有機顔料と、
下記式(I)~(III)で表される少なくとも1つのポリカルボン酸化合物と、を含有するリキッドインキ。
(式(I)中のR1は、水酸基またはカルボキシル基が置換していてもよいアルキレン基、もしくは単結合を表す。)
(式(II)中のR2は、水酸基またはカルボキシル基が置換していてもよいアルキル基を表す。)
(式(III)中のR3は、カルボキシル基またはカルボキシル基の置換するアルキル基、R4~R6は、それぞれ独立して水素原子、水酸基、カルボキシル基、水酸基もしくはカルボキシル基が置換していてもよいアルキル基を表し、R4~R6のうち一つ以上はカルボキシル基またはカルボキシル基の置換するアルキル基である。) - 前記ポリカルボン酸化合物の含有量が、前記有機顔料100質量部あたり、0.01~20質量部である請求項1に記載のリキッドインキ。
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