JPH111655A - 樹脂コンパウンド混練方法及びインク組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 顔料を微分散可能な樹脂コンパウンドを得る
ことが可能な混練方法と分散安定性に優れ，かつノズル
目詰まりもなく安定したインクジェット噴射を可能にす
るインク組成物を提供する。 【解決手段】 樹脂に顔料を分散させた樹脂コンパウン
ドを，少なくとも顔料，樹脂からなる混合物に，機械的
な剪断力を加えて得る方法において，金属と結合能力を
有する化合物を混練中に含有させる。前記樹脂コンパウ
ンドを用いてインクを作製する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，樹脂コンパウンド
混練方法、樹脂コンパウンド、及び樹脂コンパウンドを
使用したインク組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の塗料やインク等において，顔料の
微分散は常に大きな課題であった。そのため，良好な分
散を実現するための顔料分散剤や、大きな剪断力を与え
て分散を行うことが可能な混練装置が種々提案されてき
ている。しかしながら、このような方法を用いても、微
粉砕すればするほど，顔料が逆に凝集を起こしやすくな
ることが避けられなかった。

【０００３】以上の、分散時の本質的な困難性にもかか
わらず、インク等における顔料の微分散の必要性は高
く、なかでも顔料を分散媒に微分散したり，顔料を樹脂
で被覆した、いわゆる着色マイクロカプセルを色材とし
たジェットプンター用インクにおいては，より微粒子で
分散安定性を確保することが不可欠である。

【０００４】このため、このようなインクの製造におい
ては、まず顔料を溶融樹脂中に微分散させ樹脂コンパウ
ンドとし、しかる後に，得られた樹脂コンパウンドを分
散媒に分散させたり、マイクロカプセル化を行ったりし
て、インクを製造している。

【０００５】しかしながらこのような樹脂コンパウンド
の製造過程自体においても，溶融樹脂中での顔料微分散
が困難となる場合があり、特に、金属と結合する能力を
有する樹脂で、たとえば酸価を有する樹脂等を用いて分
散を行った場合には，しばしば樹脂ロットや組み合わせ
る顔料によって，分散不良を引き起こすことがあった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は，顔料を微分散可能な樹脂コンパウンドを得
るための混練方法、及び結果的に、このような混練方法
を用いて製造された樹脂コンパウンド、と該樹脂コンパ
ウンドを水分散してなるインク組成物を提供することに
ある。

【０００７】ゲル化の原因には多種あって、必ずしもそ
の都度一つに特定されるものではないが、発明者等の知
見によれば、金属と結合能力を有する樹脂が、多価金属
を含む顔料と結合するにあたり、顔料そのものよりもむ
しろ顔料中の不純物として含まれる、遊離した多価金属
と結合することがその原因の一つであると考えられる。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者等は，上記の課
題を解決するために鋭意研究を重ねた結果，本発明をす
るに至った。即ち本発明は，少なくとも，顔料と、金属
と結合能力を有する樹脂とからなる多価金属を含む混合
物に、機械的な剪断力を加えて樹脂コンパウンドを得る
方法において、多価金属と結合能力を有する前記樹脂以
外の化合物を、混練中に含有させることを特徴とする樹
脂コンパウンド混練方法を提供する。さらに少なくとも
顔料と、金属と結合能力を有する樹脂とを含む着色樹脂
粒子を水分散してなるインク組成物において、該着色樹
脂粒子中に、多価金属と、前記樹脂以外の多価金属と結
合能力を有する化合物、との反応物を更に含むことを特
徴とするインク組成物を提供する。さらに、少なくとも
顔料と、金属と結合能力を有する樹脂とからなる樹脂コ
ンパウンドにおいて、多価金属と、前記樹脂以外の多価
金属と結合能力を有する化合物、との反応物を含む樹脂
コンパウンドを提供する。

【０００９】先に述べたゲル化の原因に即していえば、
金属と結合能力を有する化合物を混練中に用いることに
より、これら化合物が顔料中に不純物として含まれる多
価金属と優先的に結合し、多価金属を遮蔽する。このた
め、酸価を有する樹脂のような、比較的、金属と結合し
易い樹脂を用いても、これが不純物として存在する多価
金属と結合して、分散不良やゲル化を発生させることを
防ぐことができる。

【００１０】とくに酸価が１０以上の樹脂の場合、以前
より、溶融混練中に凝集やゲル化等が発生し易いという
問題があったが、金属と結合能力を有する化合物、例え
ばアセチルアセトンのような有機溶剤を併用することに
より、分散不良状況が著しく改善される。

【００１１】ここでいう金属と結合能力を有する化合物
としては，いわゆるキレート化剤が好ましく，樹脂中に
キレート化剤がそのままで残留して都合が悪い場合に
は，常温で液状のものを使用するのが好ましい。前記化
合物としては、例えば乳酸等の低級ヒドロキシカルボン
酸，アセチレンアルコール類，アセチルアセトンやアセ
ト酢酸エステル等のβ−ジケトン化合物があるが，特に
多価金属の封鎖能力が高いキレート化剤としての性質を
有しているものが優れた特性を示す。なかでもアセチル
アセトンは混練物の粘度を低下させる効果が大で，微分
散の安定化効果が高く，混練後得られる樹脂コンパウン
ド中からの除去も容易であるという利点も有している。

【００１２】樹脂の種類は、金属と結合能力を有するも
のであれば特に制限はないが、例えば酸価を有する樹脂
で、アクリル系樹脂、ポリエステル等が挙げられる。と
くに酸価が１０以上の樹脂が顔料の分散能力が高いので
好ましい。前記したように、当該好ましい樹脂は、金属
と結合能力を有する前記化合物との併用が好適である。
酸価が１０以上の樹脂のうち，特に好ましい樹脂は，例
えばスチレン，置換スチレン，（メタ）アクリル酸エス
テルからなる群から選ばれる少なくとも一つのモノマー
と，（メタ）アクリル酸との共重合体であり、これらの
樹脂から得られた樹脂コンパウンドを用いることによ
り、分散安定性に優れたインクを得ることができる。こ
こで（メタ）アクリルとは、メタクリルとアクリルとの
両方を包含する。

【００１３】樹脂と組み合わせる顔料としては，公知慣
用の着色剤がいずれも使用できるが，例えばカーボンブ
ラック，チタンブラック，チタンホワイト等の無機顔料
や，フタロシアニン顔料，モノアゾ系，ジスアゾ系等の
アゾ顔料，キナクリドン顔料等の有機顔料が用いられ
る。特にイオンになり易い多価金属を含む顔料の場合，
組み合わせる樹脂の酸価が高いと混練物がゲル化し易い
が，本発明の方法によってゲル化することなく顔料の微
分散が可能となる。樹脂と顔料との割合は、特に制限さ
れるものではないが、樹脂１００重量部当たり、顔料１
０〜５００重量部を混練するのが一般的である。

【００１４】混練装置は公知慣用のものが使用可能であ
るが，本発明の顔料を樹脂に溶融混練するための装置と
して，例えば、バンバリーミキサーやＰＣＭのような押
し出し式混練装置，加圧ニーダー，２本ロールや３本ロ
ール等のロールミル等が好ましい。

【００１５】前記混練装置を用いて混練を行う具体的な
方法としては，顔料と、樹脂と、本発明の金属と結合能
力を有する化合物とを事前に混合（プレミックス）し
て、その後、混練装置で混練する。また必要に応じて顔
料と、樹脂と、本発明の金属と結合能力を有する化合物
に加えて，前記樹脂を溶解可能な溶剤を併用して、プレ
ミックスを行い混合物を”塊状”の混練し易い形態に
し、混練してもよい。混練物はこの混練操作によって高
い剪断力を与えると、自発的に発熱し溶融混練の状態と
なる場合もあるが，必要に応じて冷却あるいは加熱しな
がら混練を行うこともできる。

【００１６】混練温度は、通常５〜２００℃の範囲で行
われる。一般的には、樹脂又は前記プレミックスをして
得られた混合物が流動性を有し、かつ前記多価金属と結
合能力を有する化合物の揮散のないような温度範囲で行
う。混練時間は、樹脂と顔料の組合せに応じて最適な分
散状態になるように設定すればよい。

【００１７】前記の樹脂を溶解可能な溶剤としては，公
知慣用のものがいずれも挙げられる。例えばアセトン、
メチルエチルケトン等のケトン系溶剤、トルエン、キシ
レン等の芳香族系溶剤、エタノール、ＩＰＡなどのアル
コール系溶剤などを用いるこができ、これらを、樹脂の
種類に応じて適宜選択すればよい。特に、樹脂がスチレ
ン−（メタ）アクリル酸系樹脂の場合はケトン系溶剤が
好ましい。多価金属と結合能力を有する化合物と、樹脂
を溶解可能な溶剤との割合は、とくに制限されないが、
通常、化合物／溶剤（重量比）＝１／１０〜１０／１で
ある。

【００１８】本発明で得られた樹脂コンパウンドは例え
ば、ジェットプリンター用インクとして用いることが出
来る。そのためには例えば、樹脂コンパウンドを、その
樹脂を溶解、または乳化しうるように、必要に応じて界
面活性剤や分散安定剤を併用し、水等の液媒体に直接溶
解させたり、分散させたりしてインクとして用いる。あ
るいはまた公知の方法によって、マイクロカプセル化す
ることによってインクとして用いることが出来る。

【００１９】このとき樹脂コンパウンド中の顔料の分散
性が、ジェットプリンター用インクのインク中の顔料や
マイクロカプセルの粒子径に大きく影響する。本発明の
方法では、コンパウンド中の顔料粒子径を１０〜１００
ｎｍとすることができ、それを用いたインクは５０〜３
００ｎｍの顔料粒子または樹脂でマイクロカプセル化さ
れた顔料を含むインクとすることが出来る。

【００２０】こうして得られた組成物は、通常メンブラ
ンフィルターで粗大粒子を濾過除去することにより、所
定粒子径範囲の粒子のみを含むジェットインクとして使
用することができる。こうして得られた組成物はそのま
までもジェットインクとして使用できるが、必要に応じ
て、湿潤剤、乾燥防止剤等の各種添加剤を加えて用いる
ことが出来る。

【００２１】マイクロカプセル化の方法については例え
ば、特開平８−１９６８９６号公報等に詳細に記載され
ているが、特に、このようにして製造された、マイクロ
カプセルインクは、分散性が良く印字したときの被膜の
強度が高い、優れた被膜特製を有するインクとなる。

【００２２】また色材を用いる他の用途でも本発明の樹
脂コンパウンドの混練方法を適用することが可能であ
る。

【００２３】

【発明の実施の形態】本発明は次の実施形態を含む。 １．少なくとも顔料と、金属と結合能力を有する樹脂と
からなる多価金属を含む混合物に，機械的な剪断力を加
えて樹脂コンパウンドを得る方法において，多価金属と
結合能力を有する前記樹脂以外の化合物を、混練中に含
有させることを特徴とする樹脂コンパウンド混練方法。 ２．更に、金属と結合する能力を有する樹脂、を溶解し
うる有機溶剤を併用する前記１記載の混練方法 ３．多価金属と結合能力を有する化合物がキレート化剤
である前記１又は前記２記載の樹脂コンパウンド混練方
法。 ４．キレート化剤がアセチルアセトンであることを特徴
とする、前記３記載の樹脂コンパウンド混練方法。 ５．樹脂が酸価１０以上の樹脂である前記１から４記載
の樹脂コンパウンド混練方法。 ６．酸価１０以上の樹脂が，スチレン−（メタ）アクリ
ル酸系樹脂である前記５記載の樹脂コンパウンド混練方
法。 ７．少なくとも顔料と、金属と結合能力を有する樹脂と
を含む着色樹脂粒子を水分散してなるインク組成物にお
いて、該着色樹脂粒子中に多価金属と、前記樹脂以外の
多価金属と結合能力を有する化合物との反応物を含むイ
ンク組成物。 ８． 少なくとも顔料と、金属と結合能力を有する樹
脂、とからなる樹脂コンパウンドにおいて、多価金属
と、前記樹脂以外の多価金属と結合能力を有する化合
物、との反応物を含む樹脂コンパウンド。

【００２４】本発明の好適な実施の形態を、着色マイク
ロカプセル型インクジェット記録用インクに適用した場
合を例にして説明すると，以下の通りである。 （１）カルボキシル基に基づく酸価を有する皮膜形成性
スチレン−（メタ）アクリル酸共重合体樹脂と，着色剤
としての顔料と，常温液体状の多価金属と結合能力を有
する化合物と、樹脂に対して溶媒としての機能を有する
ケトン系溶剤とを混合して得た、”塊状”のプレミック
スによって得られた混合物を二本ロールを用いて分散し
て，樹脂コンパウンドを得る。樹脂コンパウンドは必要
に応じて粉砕する。 （２）水，前記樹脂の有機溶媒としてのケトン系溶剤，
水とケトン系溶剤を相溶させる有機溶媒であるアルコー
ル系溶剤，塩基としてのアルコールアミン，乾燥防止剤
を各々含む，水を主液媒体とする溶液を調製しそれに，
前記工程（１）の樹脂コンパウンドの粉砕物を混合し，
攪拌によって着色剤懸濁液を得る。より好適には懸濁液
を，高せん断力により充分な懸濁状態が得られる分散機
であるナノマイザー（商標）を用いて，再凝集が無い様
に分散し，さらに微粒子化を行う。 （３）着色剤懸濁液を攪拌しながら，乾燥防止剤を含む
水溶液を滴下し，着色樹脂粒子水分散液を得る。

【００２５】得られた着色樹脂粒子水分散液から，有機
溶媒を留去し，インクベースとする。このインクベース
に，インク調整用薬剤を加え，濃度・物性を調整した
後，ろ過を行いインクジェット記録用水性インクとす
る。

【００２６】

【実施例】次に実施例及び比較例を挙げて本発明を更に
具体的に説明する。尚，以下の実施例中における「部」
は『質量単位』を表わす。 （実施例１）キナクリドン顔料４０部とスチレン−アク
リル酸−メタクリル酸樹脂（スチレン／アクリル酸／メ
タクリル酸＝７７／１０／１３；分子量５万・酸価１６
０）４０部とメチルエチルケトン１８部とアセチルアセ
トン６部を混ぜ合わせ、樹脂が膨潤してできた”塊状”
プレミックス混合物を二本ロールで混練した。このプレ
ミックス混合物にはもともと顔料に含まれるアルミニウ
ム塩が存在していた。混練物は混練中に自己発熱し，メ
チルエチルケトンは完全に蒸発し，僅かにアセチルアセ
トン臭が残る樹脂コンパウンドが得られ、アセチルアセ
トンとアルミニウムのキレート化合物が樹脂コンパウン
ド中には含まれていた。得られた樹脂コンパウンドには
光沢があり，優れた分散を示唆していた。樹脂コンパウ
ンドをメチルエチルケトンに溶解し，バーコーターでア
セテートフィルムに塗って得られた塗膜は異物もなく鮮
やかな発色を示した。

【００２７】冷却した後細かく粉砕した樹脂コンパウン
ド４０部を，水２５０部，グリセリン２２部，トリエタ
ノールアミン８部，メチルエチルケトン９０部，イソプ
ロピルアルコール４０部の混合溶液に入れ，室温で３時
間攪拌し混練物が溶解したところで，衝突式分散機ナノ
マイザー（ナノマイザー社製）を用いて９８ＭＰａの圧
力で分散を行い着色剤懸濁液を得た。

【００２８】得られた懸濁液に攪拌しながら，グリセリ
ン２２部と水２５０部の混合液を毎分５ｍｌの速度で滴
下し，マゼンタ色着色樹脂粒子分散液を得た。得られた
カプセル液をロータリーエバポレーターを用いてメチル
エチルケトンとイソプロピルアルコールを留去し，最終
のマゼンタ色着色樹脂粒子水分散液を得た。

【００２９】この水分散物を１μmフィルターを用いて
ろ過を行い，インクジェット記録用水性インクとした。
得られた水性インク中の着色樹脂粒子は０．１５μmの
平均粒子径を有しており，凝集物もなく長期にわたって
安定な分散を示した。また、ピエゾ式インクジェットプ
リンターを用いた印字は安定しており，得られた印刷物
は透明感の高い極めて鮮やかなマゼンタ色を示した。 （比較例１）実施例１での二本ロールでの混練において
アセチルアセトンを用いないで同様にして混練を行った
が，得られた樹脂コンパウンドは一部凝集した結果、光
沢がなく，分散不良を示唆していた。樹脂コンパウンド
をメチルエチルケトンに溶解し，バーコーターでアセテ
ートフィルムに塗って得られた塗膜にはブツの様な異物
があり，発色は鮮明さに欠けていた。

【００３０】樹脂コンパウンドを実施例１と同様にして
インクとしたが，得られた水性インク中のマイクロカプ
セルは０．３μmの平均粒子径を有しており，凝集物も
あり，分散は不安定であった。ピエゾ式インクジェット
プリンターを用いた印字はやや不安定で，得られた印刷
物は透明感が低く，マゼンタ色は鮮やかさに欠けてい
た。

【００３１】

【発明の効果】本発明の混練方法より得られる樹脂コン
パウンドは顔料の分散に優れ，例えばインクジェット記
録用インクに適用すると，分散安定性に優れ，かつノズ
ル目詰まりもなく，安定したインクジェット噴射特性を
有するインクが得られる。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも顔料と、金属と結合能力を有
   する樹脂とからなる、多価金属を含む混合物に，機械的
   な剪断力を加えて樹脂コンパウンドを得る方法におい
   て，多価金属と結合能力を有する前記樹脂以外の化合物
   を、混練中に含有させることを特徴とする樹脂コンパウ
   ンド混練方法。
2. 【請求項２】 更に、金属と結合する能力を有する樹
   脂、を溶解しうる有機溶剤を併用する請求項１記載の混
   練方法
3. 【請求項３】 多価金属と結合能力を有する化合物がキ
   レート化剤であることを特徴とする、請求項１または請
   求項２記載の樹脂コンパウンド混練方法。
4. 【請求項４】 キレート化剤がアセチルアセトンである
   ことを特徴とする請求項３記載の樹脂コンパウンド混練
   方法。
5. 【請求項５】 樹脂が酸価１０以上の樹脂であることを
   特徴とする請求項１、２、３、４記載の樹脂コンパウン
   ド混練方法。
6. 【請求項６】 酸価１０以上の樹脂が，スチレン−（メ
   タ）アクリル酸系樹脂であることを特徴とする請求項５
   記載の樹脂コンパウンド混練方法。
7. 【請求項７】 少なくとも顔料と、金属と結合能力を有
   する樹脂とを含む着色樹脂粒子を水分散してなるインク
   組成物において、該着色樹脂粒子中に、多価金属と、前
   記樹脂以外の多価金属と結合能力を有する化合物、との
   反応物を含むことを特徴とするインク組成物。
8. 【請求項８】 少なくとも顔料と、金属と結合能力を有
   する樹脂、とからなる樹脂コンパウンドにおいて、多価
   金属と、前記樹脂以外の多価金属と結合能力を有する化
   合物、との反応物を含む樹脂コンパウンド。